(57)【要約】【課題】  簡単な構成で液体の駆動用基板側への回り込みを効果的に防止することが可能な液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】  ノズル開口が開設されたノズルプレート、及び、ノズル開口に通じる圧力室を含む液体流路を有する流路ユニット１１と、圧力室の液体に圧力変動を生じさせる圧電振動子を有するアクチュエータユニットと、圧電振動子を駆動させるための駆動用基板５と、先端面には流路ユニット１１を接合し、内部に形成された収容空部内にはアクチュエータユニットを収容し、流路ユニット１１側とは反対側の基板取付面には駆動用基板５を取り付けるケース１０と、を備え、ケース１０の表面には撥液剤３５が塗布され、インク（液体）がケース１０の表面を伝って駆動用基板５側に浸入することを撥液剤３５の撥液作用によって阻止するように構成した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口が開設されたノズル形成面、及び、ノズル開口に通じる圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、
前記圧力室の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子を有するアクチュエータユニットと、
前記圧力発生素子を駆動させるための駆動用基板と、
先端面には前記流路ユニットを接合し、内部に形成された収容空部内には前記アクチュエータユニットを収容し、前記流路ユニット側とは反対側の基板取付面には前記駆動用基板を取り付けるケースと、を備え、
前記ケースの表面には撥液剤が塗布され、液体がケースの表面を伝って前記駆動用基板側に浸入することを前記撥液剤の撥液作用によって阻止するように構成されたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ケースの基板取付面は、フランジ部を側方に延出し、
前記撥液剤は、少なくとも前記フランジ部における流路ユニット側の面に塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記ケースの基板取付面と前記駆動用基板との境界部分には、シール材が隙間無く充填されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記駆動用基板には、導電部を覆う状態に絶縁膜が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに係り、特に、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。
【０００３】
このような液体噴射ヘッドには種々の形式があるが、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという）で用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）は、ノズル開口が開設されたノズルプレート及びノズル開口に通じる圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、圧力室の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子を有するアクチュエータユニットと、これらの流路ユニット及びアクチュエータユニットが取り付けられるケース（ケースヘッド）とを備えている。
【０００４】
また、この種の記録ヘッドでは、電子部品を実装した回路基板が、上記ケースに取り付けられているものがある。この回路基板は、プリンタ本体側からの駆動信号を受け、この駆動信号を圧力発生素子に供給するための駆動用基板である。そして、この駆動用基板から配線部材を介して駆動信号が圧力発生素子に供給されると、この圧力発生素子が駆動して圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動によって圧力室内のインクがノズル開口からインク滴として吐出される。
【０００５】
ところで、上記の記録ヘッドから吐出されるインク滴は、近年の記録画像の画質向上の要請により、最も小さなもので約２ｐｌと、非常に微小なものとなっている。このような微小なインク滴は、吐出対象物（記録媒体）としての記録紙に着弾する前に、ミストとなって空気中を漂うことがある。そして、最悪の場合、駆動用基板にミストが浸入して、この基板に実装されている電子部品や配線パターン等の導電部に付着し、ショートする等の不具合が生じる虞がある。また、インクが記録ヘッドにおける駆動用基板から比較的離れた部分に付着した場合であっても、その浸透性によってケース表面を這い上がり、駆動用基板まで到達する事象も確認されている。そのため、この種の記録ヘッドでは、インクの駆動用基板への回り込みの防止策を講じることが肝要となる。
【０００６】
例えば、特許文献１では、記録ヘッドのヘッドチップ側にあるノズル形成部分以外の開口部全てにシール材を充填することにより、回路基板の通電部にインクが浸入するのを防止するように構成されたものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−６７２８８号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示のものでは、多くのシール材を充填する必要があるのでコストが嵩み、また、複数の部位に分けてシール材を充填するため作業効率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の駆動用基板側への回り込みを簡単な構成で効果的に防止することが可能な液体噴射ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体貯留部材は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口が開設されたノズル形成面、及び、ノズル開口に通じる圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、
前記圧力室の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子を有するアクチュエータユニットと、
前記圧力発生素子を駆動させるための駆動用基板と、
先端面には前記流路ユニットを接合し、内部に形成された収容空部内には前記アクチュエータユニットを収容し、前記流路ユニット側とは反対側の基板取付面には前記駆動用基板を取り付けるケースと、を備え、
前記ケースの表面には撥液剤が塗布され、液体がケースの表面を伝って前記駆動用基板側に浸入することを前記撥液剤の撥液作用によって阻止するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ケース表面に塗布された撥液剤の撥液作用によって、液体がケース表面を伝って駆動用基板側に浸入するのを阻止するので、液体が駆動用基板の導電部に接触することに起因する故障等を未然に防止することができる。また、撥液剤をケース表面に塗布するという簡単な作業で足りるので、簡単且つ効果的に液体の駆動用基板側への浸入を防止することができる。
【００１２】
上記構成において、ケースの基板取付面は、フランジ部を側方に延出し、
前記撥液剤が、少なくとも前記フランジ部における流路ユニット側の面に塗布される構成を採用することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記ケースの基板取付面と前記駆動用基板との境界部分には、シール材が隙間無く充填されることが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、ケースの基板取付面と駆動用基板との境界部分に、シール材を隙間無く充填し、このシール材によって、ミスト化した液体や撥液剤を乗り越えてきた液体に対して駆動用基板の導電部側への浸入を阻止するように構成したので、液体が駆動用基板の導電部に接触することに起因する故障等をより確実に防止することができる。
【００１５】
また、上記各構成において、前記駆動用基板には、導電部を覆う状態に絶縁膜が形成される構成を採用することが望ましい。
【００１６】
この構成によれば、万一、撥水剤やシール材を以てしても液体の浸入を阻止することができなかった場合においても、絶縁膜が導電部を保護するので、液体が駆動用基板の導電部に接触するのを一層確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録装置（液体噴射装置の一種。以下、単にプリンタという）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を例に挙げて行う。
【００１８】
図１は、本実施形態における記録ヘッド１の分解斜視図、図２は記録ヘッド１の平面図、図３は記録ヘッド１の断面図である。例示した記録ヘッド１は、カートリッジ基台２（以下、「基台」という）、駆動用基板５、ケース１０、流路ユニット１１、及び、アクチュエータユニット１３を主な構成要素としている。基台２は、例えば、エポキシ系樹脂等の合成樹脂によって成型されており、図２に示すように、その上面には複数の区画２´が設けられている。各区画２´には、フィルタ３を介在させた状態でインク導入針４がそれぞれ取り付けられている。そして、これらの区画２´には、インクを貯留したインクカートリッジ（図示せず）が装着されるようになっている。
【００１９】
駆動用基板５は、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子１９（図４参照）へ供給するための配線パターン（図示せず）が形成されると共に、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ６や抵抗やコンデンサ等の電子部品８等を実装している。コネクタ６にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線部材が接続され、駆動用基板５は、このＦＦＣを介してプリンタ本体側から駆動信号を受けるようになっている。そして、この駆動用基板５は、パッキンとして機能するシート部材７を介在させた状態で、インク導入針４とは反対側の基台２の底面側に配置される。
【００２０】
ケース１０は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面（下面）には流路ユニット１１を接合し、内部に形成された収容空部１２内にはアクチュエータユニット１３を収容し、流路ユニット１１側とは反対側の基板取付面１４には駆動用基板５を取り付けるようになっている。この基板取付面１４は、側方に向けてフランジ部１５を延出しており、その面積は、流路ユニット１１が接合されている先端面よりも広くなっている。また、このケース１０の先端面側には、金属製の薄板部材によって作製されたヘッドカバー１６が、流路ユニット１１の外側からその周縁部を包囲するように取り付けられる。このヘッドカバー１６は、流路ユニット１１やケース１０を保護すると共に、流路ユニット１１のノズルプレート２５を接地電位に調整し、記録紙等から発生する静電気によるノイズ等の障害を防止する機能を果たす。
【００２１】
図４は、記録ヘッド１の要部断面図である。上記のアクチュエータユニット１３は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１９（本発明における圧力発生素子に相当）と、この圧電振動子１９が接合される固定板２０と、圧電振動子１９に駆動用基板５からの駆動信号を伝達するためのＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等の配線部材２１等から構成される。各圧電振動子１９は、固定端部側が固定板２０上に接合され、自由端部側が固定板２０の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１９は、所謂片持ち梁の状態で固定板２０上に取り付けられている。また、各圧電振動子１９を支持する固定板２０は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット１３は、固定板２０の背面を、収納空部１２を区画するケース内壁面に接着することで収納空部１２内に収納・固定されている。
【００２２】
流路ユニット１１は、弾性板２３、流路形成基板２４、及びノズルプレート２５を積層した状態で接着剤等で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室２７からインク供給口２８及び圧力室２９を通りノズル開口３０に至るまでのインク流路（液体流路）が形成された部材である。流路形成基板２４は、共通インク室２７となる空部、インク供給口２８となる溝部、及び、圧力室２９となる空部を隔壁で区画した状態で、ノズルプレート２５に開設されたノズル開口３０に対応させて複数形成した板状の部材である。この流路形成基板２４は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。上記の圧力室２９は、ノズル開口３０の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２７は、インクカートリッジに挿入されたインク導入針４側からのインクが導入される室である。そして、この共通インク室２７に導入されたインクは、インク供給口２８を通じて各圧力室２９に供給される。
【００２３】
弾性板２３は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この弾性板２３の圧力室２９に対応する部分には、圧電振動子１９の自由端部の先端を接合するための島部３２が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。また、弾性板２３は、共通インク室２７となる空部の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部３３としても機能する。このコンプライアンス部３３に相当する部分については弾性フィルムだけにしている。
【００２４】
そして、この記録ヘッド１において、上記駆動用基板５から配線部材２１を通じて駆動信号が供給されると、圧電振動子１９が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部３２が圧力室２９に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室２９の容積が変化し、圧力室２９内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口３０からインク滴（液滴の一種）が吐出される。
【００２５】
ところで、上記記録ヘッド１では、駆動用基板５と流路ユニット１１は、ケース１０において互いに反対側の面に離隔した状態に配置されている。しかしながら、これらを離隔して配置したとしても、ノズル開口３０から吐出された微小なインクがミスト化し、このミスト化したインクが空気中を漂って駆動用基板５側に回り込む可能性がある。また、例えば、ケース１０に付着したインクが、その浸透性によりケース表面を這い上がって駆動用基板５まで到達することも考えられる。そして、駆動用基板５に付着したインクが配線パターンや電子部品８の端子等の導電部に接触する危険性がある。このような不具合を防止するため、本実施形態における記録ヘッド１では、幾つかの対策が講じされている。以下、この点について説明する。
【００２６】
図５は、駆動用基板５と流路ユニット１１が取り付けられた状態のケース１０を先端面側（流路ユニット１１側）から見た図、図６は、同状態のケース１０を側方から見た図、図７は、駆動用基板５の構成を説明する平面図である。
先ず第１に、ケース１０の表面には撥液剤３５が塗布されており、この撥液剤３５によってケース１０の表面におけるインクの這い上がりを防止するようになっている。本実施形態においては、基板取付面１４におけるフランジ部１５の流路ユニット１１側の全面、つまりフランジ部１５の裏面全体に、撥液剤３５が筆で塗られている。この撥液剤３５としては、フッ素ポリマー系の撥液コーティング剤をエーテルで希釈したものが用いられている。
【００２７】
このように、ケース１０の表面に撥液剤３５を塗布すると、撥液剤３５がその撥液作用によってインクを弾き、ケース１０の表面におけるインクの進行を阻止することができる。これにより、インクの駆動用基板５側への回り込みを抑制することができる。本実施形態の場合、フランジ部１５の裏面全体に撥液剤が塗布されているので、インクがケース１０の表面を這い上がってきたとしても、インクがフランジ部１５に到達した時点で撥液剤３５によって弾かれ、それ以上駆動用基板５側へ浸入することができない。
【００２８】
なお、撥液剤３５を塗布する部分としては、フランジ部１５の裏面全体に限らず、例えば、ケース１０の表面全体に撥液剤を塗布するようにしても良い。要は、インクがケース１０側から駆動用基板５に浸入するのを阻止できれば足りるので、少なくともフランジ部１５の裏面に撥液剤３５が塗布されていれば、インクの駆動用基板５側への回り込みを十分に防止することができる。但し、何れの場合においても、ケース１０の周方向に途切れが無いように塗布することが望ましい。これにより、インクの駆動用基板５側への進入経路をより確実に遮断することができる。
【００２９】
第２に、ケース１０の基板取付面１４と駆動用基板５との境界部分には、図６に示すように、シール材３６が隙間無く充填され、このシール材３６によって、ミスト化したインクや撥液剤３５を乗り越えてきたインクに対して駆動用基板５の導電部側への浸入を阻止するように構成されている。このシール材３６としては、充填し易く、且つ、充填した部分に留まるようなものであることが望ましいことから、本実施形態においてはシリコン接着剤が用いられている。
なお、シール材３６としては、上記シリコン接着剤以外に、エポキシ系接着剤等を用いても好適である。要は、駆動用基板５と基板取付面１４との隙間に充填することができてインクの浸入を遮ることが可能なものであればよい。また、このシール材３６は、駆動用基板５と基板取付面１４との間の隙間だけでなく、駆動用基板５の基板取付面１４より外側にはみ出した部分に開設されているスルーホール３４にもシール材３６を充填してもよい。これにより、駆動用基板５の裏面に付着したインクがスルーホール３４を通じて電子部品実装面側に抜けるのを防止することができる。
【００３０】
第３に、駆動用基板５には、図７に示すように、電子部品８等の導電部を覆う状態に絶縁膜３７が形成されている。この絶縁膜３７は、例えば、ソルダーレジストやその他の合成樹脂材料が用いられ、スクリーン印刷によって駆動用基板５の表面を被覆するように形成されている。このようにすると、万一、撥水剤３５やシール材３６を以てしてもインクの浸入を阻止することができなかった場合においても、この絶縁膜３７が導電部を保護しているので、インクが駆動用基板５の導電部に接触するのを一層確実に防止することができる。
【００３１】
以上のように、上記記録ヘッド１では、ケース１０の表面に塗布された撥液剤３５の撥液作用によって、インクがケース１０の表面を伝って駆動用基板５側に浸入するのを阻止するので、インクが駆動用基板５の導電部に接触することに起因する故障等を未然に防止することができる。また、撥液剤３５をケース１０の表面に塗布するという簡単な作業で足りるので、簡単且つ効果的にインクの駆動用基板５側への浸入を防止することができる。
【００３２】
また、ケース１０の基板取付面１４と駆動用基板５との境界部分に、シール材３６を隙間無く充填し、このシール材３６によって、ノズル開口３０から吐出された後にミスト化したインクや撥液剤３５を乗り越えてきたインクに対して駆動用基板５の導電部側への浸入を阻止するように構成したので、インクが駆動用基板５の電子部品等に接触することを、より確実に防止することができる。
さらに、駆動用基板５に、導電部を覆う状態に絶縁膜３７を形成し、この絶縁膜３７によって導電部を保護するようにしたので、インクが駆動用基板５の導電部に接触するのを一層確実に防止することができる。
【００３３】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３４】
上記実施形態では、圧力発生素子として所謂縦振動モードの圧電振動子１９を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、電界方向に振動可能な圧電振動子であってもよい。また、圧電振動子には限らず、発熱素子等の他の圧力発生素子を用いることもできる。
【００３５】
また、上記実施形態においては、プリンタに取り付けられる記録ヘッド１に対して本発明を適用する例を示したが、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置、マイクロピペット等の、液体と電気信号を同時に取り扱う、他の液体噴射装置に搭載される液体噴射ヘッドにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する平面図である。
【図３】記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。
【図４】記録ヘッドの内部構造を説明する部分断面図である。
【図５】駆動用基板と流路ユニットが取り付けられた状態のケースを先端面側から見た図である。
【図６】駆動用基板と流路ユニットが取り付けられた状態のケースを側方から見た図である。
【図７】駆動用基板の構成を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  記録ヘッド，２  カートリッジ基台，３  フィルタ，４  インク導入針，５  駆動用基板，６  コネクタ，７  シート部材，８  電子部品，１０  ケース，１１  流路ユニット，１２  収容空部，１３  アクチュエータユニット，１４  基板取付面，１５  フランジ部，１６  ヘッドカバー，１９  圧電振動子，２０  固定板，２１  フレキシブルケーブル，２２３  弾性板，２４  流路形成基板，２５  ノズルプレート，２７  共通インク室，２８  インク供給口，２９  圧力室，３０  ノズル開口，３２  島部，３３  コンプライアンス部，３４  スルーホール，３５  撥液剤，３６  シール材，３７  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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