(57)【要約】【課題】インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善する。【解決手段】少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合して形成されたインクジェットヘッドのインク流路の接合部の内側に、径方向に膨張する性質を有する膨張性管を張り付けたことを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路を提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合して形成されたインクジェットヘッドのインク流路の接合部の内側に、径方向に膨張する性質を有する膨張性管を張り付けたことを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項２】
前記膨張性管は、その周囲にインク耐性のあるバネ状の金属を取り付けることにより径方向に膨張する性質を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項３】
前記バネ状の金属の形状は、径方向に拡縮するように構成された蛇腹状であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項４】
前記バネ状の金属の材質は、少なくともインク耐性を有する３１６Ｌステンレス、タンタル、コバルト合金、ニッケル・チタン合金のいずれかであることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項５】
前記膨張性管は、弾性、防水性、インク耐性のある材質で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項６】
前記膨張性管を形成する弾性、防水性、インク耐性のある材質は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項７】
前記膨張性管は、外径が１００μｍ〜５０ｍｍ、長さが１００μｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットのインク流路。
【請求項８】
前記インク流路の接合部の、インク流路軸方向に垂直な断面形状は、滑らかな凸閉曲線で形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項９】
前記滑らかな凸閉曲線は、円形または楕円形であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項１０】
前記インク流路の接合部の内側と前記膨張性管との間に、前記膨張性管を前記接合部に保持するための接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項１１】
前記膨張性管を前記接合部に保持するための接着剤は、該接着剤が硬化する前に前記膨張性管を前記接合部の内側に挿入し膨張させることができ、さらに該接着剤は硬化後もゴム状の弾性を保つことができることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッドのインク流路。
【請求項１２】
少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合してインク流路を形成し、
前記インク流路の接合部の内側に、径方向に膨張する性質を有する膨張性管を挿入して、該膨張性管を膨張させ、該膨張力によって前記膨張性管を前記接合部の内壁に張り付けることを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路の製造方法。
【請求項１３】
少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合してインク流路を形成し、
前記インク流路の接合部の内側又は、径方向に膨張する性質を有する膨張性管の外側に接着剤を塗布し、
前記接着剤が硬化する前に、前記膨張性管を前記インク流路の接合部の内側に挿入して、該膨張性管を膨張させて前記接合部の内壁に張り付けることを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドのインク流路及びその製造方法に係り、特に、複数の流路基板等を接着剤で接合して形成された積層構造を有するインクジェットヘッドのインク流路及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドのノズルからインクを液滴として記録媒体に向けて吐出して画像を形成する、インクジェット方式の画像記録を行うインクジェットプリンタが知られている。インクジェットヘッドにおけるインク吐出方式には様々なものがあり、例えば、圧電素子の変形によって圧力室の一部を構成する振動板を変形させて圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。
【０００３】
このインクジェットヘッドの製造方法にも様々な方法があり、例えば圧電素子を用いたインクジェットヘッドにおいて、圧電素子、振動板、インク供給路や圧力室が形成される流路プレート、インク吐出口が形成されるノズルプレート等の複数の基板等を接着剤などで接合して積層して製造する方法がある。このとき従来技術では、インクジェットヘッドのインク流路を接合する場合、接合端面に接着剤を塗布して硬化することにより接合していた。
【０００４】
例えば、液体供給路の下流端部又はヘッド流路の流路入口部の何れか一方に、他方の流路内に挿入可能なインロー部を形成し、このインロー部を他方の流路内に挿入して両者を嵌合し、嵌合部分を接着剤で固定して、流体流路への接着剤のはみ出しを防止するようにした液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
また例えば、前面に列状に配置された複数個のノズルと背面にインク供給口とを有するフロントヘッドユニットの背面に枠状の補強フレームをシート状接着剤により接着して、フロントヘッドユニットにインクを供給するインク流路形成部材に固定することにより、フロントヘッドユニットの変形を防ぐとともに、接着剤による不都合を解消し、インクの吐出特性を安定させるようにしたインクジェットプリンタヘッドが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００６】
また例えば、熱膨張によりラインヘッドの特定部分に歪みや不均一な応力が発生することにより接着剤の剥離が発生してインク漏れ等を生じるという問題に鑑みて、インクを吐出ノズルより吐出させる発熱部材と、この発熱部材と直接または間接に接触する流路形成部材とを有するラインヘッドにおいて、ノズルシート、ヒーターチップ、ダミーチップ、プリント基板、ヘッドフレーム等の各構成部を接着剤により固着してヘッド部を構成して、放熱を適切に行い熱に起因する不具合の発生を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１０５０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１６１７６２号公報
【特許文献３】特開２００４−２０９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような従来技術においては、接着剤の耐インク性や、機械的ストレス、界面のコンタミネーション等の影響により、接着が充分でなく、インクが接着面をリークして、電気配線部やＩＣ、デバイス部に浸入し、電気ショート等の故障を引き起し、ヘッドの長期信頼性が充分に確保できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善することのできるインクジェットヘッドのインク流路及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合して形成されたインクジェットヘッドのインク流路の接合部の内側に、径方向に膨張する性質を有する膨張性管を張り付けたことを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路を提供する。
【００１１】
これにより、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に示すように、前記膨張性管は、その周囲にインク耐性のあるバネ状の金属を取り付けることにより径方向に膨張する性質を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に示すように、前記バネ状の金属の形状は、径方向に拡縮するように構成された蛇腹状であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、膨張性管を径方向に簡単に拡張させて接合部内壁に張り付けることができる。
【００１５】
また、請求項４に示すように、前記バネ状の金属の材質は、少なくともインク耐性を有する３１６Ｌステンレス、タンタル、コバルト合金、ニッケル・チタン合金のいずれかであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に示すように、前記膨張性管は、弾性、防水性、インク耐性のある材質で形成されていることを特徴とする
また、請求項６に示すように、前記膨張性管を形成する弾性、防水性、インク耐性のある材質は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムのいずれかであることを特徴とする。
【００１７】
これにより、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止することができる。
【００１８】
また、請求項７に示すように、前記膨張性管は、外径が１００μｍ〜５０ｍｍ、長さが１００μｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に示すように、前記インク流路の接合部の、インク流路軸方向に垂直な断面形状は、滑らかな凸閉曲線で形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に示すように、前記滑らかな凸閉曲線は、円形または楕円形であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、膨張性管を径方向に膨張させたときに接合部内壁に隙間なく密着させることが可能となる。
【００２２】
また、請求項１０に示すように、前記インク流路の接合部の内側と前記膨張性管との間に、前記膨張性管を前記接合部に保持するための接着剤が塗布されていることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１１に示すように、前記膨張性管を前記接合部に保持するための接着剤は、該接着剤が硬化する前に前記膨張性管を前記接合部の内側に挿入し膨張させることができ、さらに該接着剤は硬化後もゴム状の弾性を保つことができることを特徴とする。
【００２４】
これにより、膨張性管を確実に接合部内壁に保持することができる。
【００２５】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合してインク流路を形成し、前記インク流路の接合部の内側に、径方向に膨張する性質を有する膨張性管を挿入して、該膨張性管を膨張させ、該膨張力によって前記膨張性管を前記接合部の内壁に張り付けることを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路の製造方法を提供する。
【００２６】
これにより、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善することが可能となる。
【００２７】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、少なくとも２つ以上の基板を接着剤により接合してインク流路を形成し、前記インク流路の接合部の内側又は、径方向に膨張する性質を有する膨張性管の外側に接着剤を塗布し、前記接着剤が硬化する前に、前記膨張性管を前記インク流路の接合部の内側に挿入して、該膨張性管を膨張させて前記接合部の内壁に張り付けることを特徴とするインクジェットヘッドのインク流路の製造方法を提供する。
【００２８】
これにより、膨張性管を確実に接合部に密着させて、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、インク流路の接合端からヘッド内へのインクリークを防止し、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るインク流路を有するインクジェットヘッドが組み込まれたインクジェット記録装置を模式的に示す構成図である。
【図２】インクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図３】インクヘッドの構成例を示す平面透視図である。
【図４】図３中４−４線に沿った圧力室ユニットを示す断面図である。
【図５】下部基板と上部基板との接合部の接合前の状態を拡大して示す説明図である。
【図６】下部基板と上部基板との接合部に第１の例の膨張性管を挿入した状態を示す説明図である。
【図７】下部基板と上部基板との接合部に挿入した第１の例の膨張性管を膨張させた様子を示す説明図である。
【図８】下部基板と上部基板との接合部に第１の例の膨張性管を挿入した状態の他の例を示す説明図である。
【図９】下部基板と上部基板との接合部に第２の例の膨張性管を挿入した状態を示す説明図である。
【図１０】インク流路の接合部の製造工程を表すフローチャートである。
【図１１】下部基板の接合部の拡大断面図である。
【図１２】下部基板の接合部に接着剤を塗布した状態を示す断面図である。
【図１３】下部基板に上部基板を接合した状態を示す断面図である。
【図１４】下部基板と上部基板の接合部に膨張性管を挿入した状態を示す断面図である。
【図１５】下部基板と上部基板の接合部に挿入した膨張性管を膨張させた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るインクジェットヘッドのインク流路及びその製造方法について詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係るインク流路を有するインクジェットヘッドが組み込まれたインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す構成図である。
【００３３】
図１に示すように、この画像形成装置としてのインクジェット記録装置１００は、主として、記録媒体１２２を給紙する給紙部１１０と、給紙部１１０から給紙された記録媒体１２２の記録面に所定の処理液を付与する処理液付与部１１２と、処理液が付与された記録媒体１２２の記録面にインク滴を打滴して画像を描画する印字部１１４と、画像が描画された記録媒体１２２の記録面を乾燥させる乾燥部１１６と、記録面に形成された画像を定着させる定着部１１８と、画像が記録された記録媒体１２２を回収する排紙部１２０とで構成されている。
【００３４】
給紙部１１０は、記録媒体１２２を格納するマガジン１４０を備えており、このマガジン１４０から記録媒体１２２が１枚ずつ給紙トレイ１５０に給紙される。給紙トレイ１５０に給紙された記録媒体１２２は、渡し胴１５２を介して処理液付与部１１２の処理液ドラム１５４に受け渡される。
【００３５】
処理液ドラム１５４は、渡し胴１５２から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、第１の中間搬送ドラム１２４に受け渡す。処理液付与部１１２では、この処理液ドラム１５４によって回転搬送される記録媒体１２２に対して所定の処理液を一定の厚みで付与する。処理液の付与は、処理液付与装置１５６によって行われ、処理液付与装置１５６は、例えば、表面に処理液が付与された塗布ローラを記録媒体１２２の記録面に当接させて、処理液を付与するが、これに限定されるものではない。例えば、後述するインクヘッドと同様のヘッドによって処理液を吐出して付与するようにしても良い。処理液が付与された記録媒体１２２は、さらにドライヤ１５８とヒータ１６０で乾燥されたのち、第１の中間搬送ドラム１２４に受け渡される。
【００３６】
なお、この処理液付与部１１２で付与される処理液は、後段の印字部１１４で付与されるインク中の色材（顔料又は染料）を凝集又は増粘させる成分を含有する処理液である。このような処理液をインクの打滴前に付与することにより、ブリーディング等を防止でき、高品質な画像を印字することが可能になる。
【００３７】
第１の中間搬送ドラム１２４は、処理液ドラム１５４から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、印字部１１４の印字ドラム１７０に受け渡す。
【００３８】
印字ドラム１７０は、第１の中間搬送ドラム１２４から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、第２の中間搬送ドラム１２６に受け渡す。印字部１１４では、この印字ドラム１７０によって回転搬送される記録媒体１２２に対して、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクジェットヘッド（以下、単にインクヘッドと言う。）１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋからインク滴を打滴して、画像を印字する。
【００３９】
各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋは、所定の隙間をもって印字ドラム１７０に対向して配置されており、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順で印字ドラム１７０の回転方向上流側から配置されている。また、各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋは、ラインヘッドで構成されており、記録媒体１２２の記録幅に対応して形成されている。
【００４０】
図２に、インクジェット記録装置１００の印字部１１４周辺の要部平面図を示す。
【００４１】
図２に示すように、印字部１１４は、各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋを、図に矢印Ａで示す用紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置し、記録媒体１２２における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有する、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。
【００４２】
各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋは、本インクジェット記録装置１００が対象とする最大サイズの記録媒体１２２の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００４３】
記録媒体１２２の搬送方向（図２に矢印Ａで表示）に沿って上流側（図２の右側）からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の順に各色インクに対応したインクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋが配置されている。記録媒体１２２を搬送しつつ各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋからそれぞれ色インクを吐出することにより記録媒体１２２上にカラー画像を形成し得る。
【００４４】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１１４によれば、用紙搬送方向（副走査方向）について記録媒体１２２と印字部１１４を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録媒体１２２の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル（シリアル）型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４５】
再び図１にもどり、各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋでインクが打滴された記録媒体１２２は、印字ドラム１７０から第２の中間搬送ドラム１２６に受け渡される。第２の中間搬送ドラム１２６は、印字ドラム１７０から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、乾燥部１１６の乾燥ドラム１７６に受け渡す。
【００４６】
乾燥ドラム１７６は、第２の中間搬送ドラム１２６から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、第３の中間搬送ドラム１２８に受け渡す。乾燥部１１６では、この乾燥ドラム１７６によって回転搬送される記録媒体１２２を第１、第２のヒータ１７８、１８２、及び、ドライヤ１８０によって乾燥させる。
【００４７】
乾燥された記録媒体１２２は、乾燥ドラム１７６から第３の中間搬送ドラム１２８に受け渡される。第３の中間搬送ドラム１２８は、乾燥ドラム１７６から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、定着部１１８の定着ドラム１８４に受け渡す。
【００４８】
定着ドラム１８４は、第３の中間搬送ドラム１２８から受け渡された記録媒体１２２を受け取り、回転搬送して、排紙部１２０のコンベア１９６に受け渡す。定着部１１８では、この定着ドラム１８４によって回転搬送される記録媒体１２２に対して、第１、第２の定着ローラ１８６、１８８で加熱、加圧して、印字された画像を定着させる。
【００４９】
また、定着部１１８には、印字部１１４による印字結果を読み取るインラインセンサ１８９が設けられている。インラインセンサ１８９は、印字部１１４の印字結果（各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋの打滴結果）を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、このイメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックするものである。
【００５０】
インラインセンサ１８９は、複数の検出画素(読取素子)が記録媒体１２２の幅方向に沿って一列に並べられたラインＣＣＤ（又は、複数の検査画素が２次元状には配置されたエリアセンサ）と、ラインＣＣＤ(又はエリアセンサ)よって記録媒体１２２の幅方向を一括して読取れるように配置された縮小レンズと、を含む構成であり、印字部１１４の各インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋの記録解像度よりも低い読取解像度を有している。
【００５１】
画像が定着された記録媒体１２２は、定着ドラム１８４から排紙部１２０のコンベア１９６に受け渡される。コンベア１９６は、定着ドラム１８４から記録媒体１２２を受け取り、排紙部１２０に備えられた排紙トレイ１９２に搬送し、排紙トレイ１９２に回収する。
【００５２】
以上のように構成されたインクジェット記録装置１００によれば、印字部１１４において、各インクジェットヘッド（インクヘッド）から安定したインクの吐出ができるので、安定した画像の形成が可能となる。
【００５３】
次に、印字部１１４に配置されるインクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋの構造について説明する。なお、インクヘッド１７２Ｃ、１７２Ｍ、１７２Ｙ、１７２Ｋの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１２によってインクヘッドを示す。
【００５４】
図３は、インクヘッド１２の構造例を示す平面透視図である。
【００５５】
図３に示すように、ヘッド本体１２には、インクに圧力を付与してノズル２２から液滴として吐出させる圧力室ユニット２０が、所定の配列パターン（本実施形態では千鳥格子状のパターン）に従って２次元的に配列され、さらに各圧力室ユニット２０にインクを供給するためのインク流路（図示省略）が高密度に配置されている。
【００５６】
圧力室ユニット２０は、インクを液滴として吐出するノズル２２と、インクを貯留し、貯留したインクに圧力を付与してノズル２２から液滴として吐出させる圧力室２４と、圧力室２４にインクを供給（導入）するインク供給口２６とを備えて構成されている。本実施形態では、図３に示すように、圧力室２４の平面形状が正方形状に形成されており、その対角線の一方の端にノズル２２、他方の端にインク供給口２６が形成されている。インクは、図示しない共通流路（図４参照）からインク供給口２６を介して圧力室２４に供給され、圧力室２４で圧力が付与されて、ノズル２２から液滴として吐出される。
【００５７】
図４は、圧力室ユニット２０の概略構成を示す図３中の４−４線に沿った縦断面図であり、圧力室ユニット２０の立体的構成を示す断面図である。
【００５８】
図４に示すように、本実施形態のインクヘッド１２の圧力室ユニット２０は、下部基板３０と上部基板３２とを接合して形成されている。図では下部基板３０及び上部基板３２は、それぞれ１枚の基板で構成されているように表されているが、それぞれが複数の基板を積層して構成されていてもよい。
【００５９】
なお、ここでは説明の都合上、上部基板３２と下部基板３０の接合部に挿入される膨張性管は表示を省略している。膨張性管については詳しくは後述する。
下部基板３０には、圧力室２４、ノズル流路２３、ノズル２２、下部インク供給路３４及びインク供給口２６が形成されている。そして、圧力室２４の上面（天面）は振動板３８で構成され、振動板３８は共通電極を兼ねており、その上には圧電素子（ＰＺＴ）４０が形成され、圧電素子４０の上には上部電極（個別電極）４２が形成され、さらにその上には樹脂保護膜４４が形成されている。
また、上部基板３２には、上部インク供給路３６が形成され、上部基板３２の上方は共通液室４６となっている。また、上部基板３２を下部基板３０に接合することにより、上部インク供給路３６と下部インク供給路３４が連通するとともに、圧電素子４０が変形するための空間４８が形成されている。
【００６０】
インクは上部基板３２の上の共通液室４６から上部インク供給路３６及び下部インク供給路３４を通り、インク供給口２６を介して圧力室２４に供給される。
【００６１】
共通電極を兼ねる振動板３８及び上部電極４２に駆動電圧を印加することにより、圧電素子４０が変形し、圧力室２４内のインクに圧力が掛かると圧力室２４内のインクはノズル流路２３を通り、ノズル２２から液滴として吐出されるようになっている。また、このとき上述したように、圧電素子４０（及び上部電極４２）の上側には上部基板３２によって空間４８が形成されており、圧電素子４０の変形が可能となっている。
【００６２】
図５に、下部基板３０と上部基板３２との接合部（その接合前の状態）を拡大して示す。
【００６３】
図５に示すように、下部基板３０と上部基板３２とを接合する際には、上部基板３２の上部インク供給路３６が形成される筒状部３２ａの先端部に接着剤５０を塗布して、これを下部基板３０の下部インク供給路３４の周囲表面３０ａに接着する。なお、接着剤５０の塗布のしかたはこれに限定されるものではなく、後述するように様々な方法が可能である。
【００６４】
このように、下部基板３０と上部基板３２とを単に接着剤で接合しただけでは、接合後上部インク供給路３６及び下部インク供給路３４を流れるインクの影響等により、接着剤が劣化するなどして、図に矢印Ｂで示すように接合部からインクが空間４８等のヘッド内部に浸入し、故障の原因となることが考えられる。
【００６５】
そこで、本発明は、インクジェットヘッドのインク流路接合部に、接着剤だけでなく、接合部内側に膨張性管を挿入し、膨張性管を膨張させて接合部のインク流路内壁に張り付かせてシール性を改善することにより、接合端からヘッド内部へのインクリークを防止して、ヘッドの歩留り及び信頼性を改善するようにするものである。
【００６６】
図６及び図７に、このような膨張性管を挿入する第１の例を示す。これは、２段構造の段差部３０ｂを有する流路接合部に接着剤を塗布し、上部基板３２と下部基板３０を接着剤で接合して硬化した後、膨張性管を接合端部まで挿入して、膨張性管を膨張させて流路接合部内壁に張り付けた例である。
【００６７】
まず図６に示すように、下部基板３０の段差部３０ｂに接着剤を塗布して、上部基板３２と下部基板３０を接着剤５０で接合した後、上部基板３２の筒状部３２ａ内に形成される上部インク供給路３６と下部基板３０に形成される下部インク供給路３４との境界である接合部に膨張性管６０を挿入する。
【００６８】
膨張性管６０は、例えば医療分野で動脈瘤などに用いるステントグラフトのように、管にバネ状の金属を取り付け、放出すると径方向に膨張（拡張）して、インク流路内壁に張り付くことでインクリークを防止し、かつインク耐久性がある管である。その材質としては、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム等のＯリングに使用されるような材料で、弾性、防水性、インク耐性がある材料であればよい。また、このような性質を満たせば上にあげた材料に限定はされない。
【００６９】
また、バネ状の金属の材質としては、３１６Ｌステンレス、タンタル、コバルト合金、ニッケル・チタン合金が使用可能であるが、耐水性、インク耐性が要求される。
【００７０】
上部基板３２と下部基板３０が接合して形成される流路接合部の断面形状は、膨張性管６０が膨張して張り付くことを考えると、円形が好ましいが楕円形でもよく、四角形のような角部を有さない、例えば卵形線等の滑らかな凸閉曲線で囲まれた形状であればよい。
【００７１】
また、バネ状の金属の形状の一例としては径方向に膨張するような構造の蛇腹状で、一旦縮めておき、拘束していた紐や管を引っ張ったり、熱（２００℃以下）をかけたりすることにより膨張し、広がる性質を持つものであればよい。
【００７２】
また、膨張性管６０の大きさとしては、例えば図６に示すような上部基板３２と下部基板３０のようなインクジェット基板の接合の場合には、外径ｄは、１００μｍ〜１０００μｍ、長さＬは、１００μｍ〜１０００μｍ、また基板上部のモジュール部のインク流路の接合の場合には、外径は１ｍｍ〜５０ｍｍ、長さは１ｍｍ〜５０ｍｍが想定される。
【００７３】
このように、流路接合部に膨張性管６０を挿入して、膨張性管６０を径方向に膨張（拡張）させると、図７に示すように、膨張性管６０が接合部の流路内壁に張り付き、上部基板３２と下部基板３０の接合部を完全にシールする。これにより、流路内をインクが流れても、インクが接合部の接着剤５０に浸入したりすることがなく、接合部からヘッド内部へのインクリークを防止し、インク浸入による電気ショート不良を防止して、歩留り、信頼性が確保される。
【００７４】
また、図６に示す例では、インク流路接合部の下部基板３０が２段差構造の段差部３０ｂを有しているが、段差部３０ｂは１段段差でもよい。あるいは、たとえ段差が無い場合でも本発明を適用することができる。ここで段差部３０ｂを２段段差としたのは、接着剤５０のフィレット（はみ出た接着剤）を充分にかつ限定された面積内に確保し、接着力を安定確保するためである。
【００７５】
また、図６に示す例では、上部基板３２と下部基板３０を接合する際、その２段の段差からなる段差部３０ｂの全体に対して接着剤５０を塗布しているが、図８に示すように、上部基板３２の筒状部３２ａと下部基板３０の段差部３０ｂが接する部分にのみ接着剤５０を塗布するようにしてもよい。また、あるいは上部基板３２の筒状部３２ａの方に接着剤５０を塗布してもよい。
【００７６】
また、膨張性管６０とインク流路の接合部内壁との隙間には接着剤を塗布してもよいし、塗布しなくてもかまわない。但し、接着剤を塗布する場合には、その接着剤の硬化時間を充分に確保し、硬化前に余裕を持って膨張性管６０を挿入し、膨張させることができ、さらに、接着剤硬化後も膨張性管６０がゴム状の弾性を保つことができる場合に限られる。また、このような接着剤としては、例えばフッ素系エラストマーシール剤を用いることができる。
【００７７】
このように、膨張性管６０とインク流路の接合部内壁との隙間にこのような接着剤を塗布した場合には、膨張性管６０と接合部内壁との密着性がさらに補強され、インクリーク防止性をより高めることができる。
【００７８】
次に、図９に、膨張性管を挿入する第２の例を示す。
【００７９】
前述した第１の例では、図７に示すように、単に膨張性管６０を、径方向に膨張させて接合部のインク流路内壁に張り付けることにより膨張性管６０を接合部に保持するようにしていたが、この第２の例は、その保持をより確実なものにするために、膨張性管６０を確実に接合部に保持するためのストッパを膨張性管６０に設けたものである。
【００８０】
図９に示すように、上部基板３２の上部インク供給路３６の上端開口部周辺に設けられた切り欠き（ザグリ）部３２ｂに契合するように、膨張性管６０の上端部に突起部６０ａを形成する。
【００８１】
この突起部６０ａは、膨張性管６０と同じ材質で膨張性管６０と一体的に形成してもよいし、別部材で膨張性管６０の先端部に取り付けるようにしてもよい。また、この突起部６０ａは、上部基板３２の切り欠き部３２ｂと隙間なく契合する必要はなく、少なくとも突起部６０ａの一部が切り欠き部３２ｂに引っ掛かるようになっていればよい。また、突起部６０ａを別部材で形成する場合には、膨張性管６０の膨張を妨げないように、突起部６０ａを弾性部材とするか、突起部６０ａを上部インク供給路３６の上端開口部の周に沿って数か所のみに設けるようにしてもよい。
【００８２】
この場合、図９に示すように、切り欠き部３２ｂを有する上部基板３２の筒状部３２ａは、下部基板３０の段差部３０ｂに接着剤５０を介して接合されており、上部インク供給路３６から膨張性管６０が挿入されている。このとき膨張性管６０の上端部に形成された突起部６０ａが上部基板３２の切り欠き部３２ｂに引っ掛かり、膨張性管      ６０が上部基板３２と下部基板３０の接合部の位置に確実に保持される。
【００８３】
またこの場合も、膨張性管６０の寸法は、前述した第１の例と同様にインクジェット基板の接合の場合には、外径ｄは、１００μｍ〜１０００μｍ、長さＬは、１００μｍ〜１０００μｍである。
【００８４】
次に、この第２の例を用いて、本実施形態におけるインクジェットの、特にインク流路の接合部の製造方法について説明する。
【００８５】
図１０に、インク流路の接合部の製造工程を表すフローチャートを示す。
【００８６】
まず、図１０のステップＳ１００において、接着する基板を準備する。図１１に、特に下部基板３０を断面図で示す。
【００８７】
図１１に示すように、下部基板３０には、下部インク供給路３４となる貫通穴を有し、その上端部周辺には２段の段差からなる段差部３０ｂが形成されている。なお、同様に上部基板３２についても準備しておく。
【００８８】
次に、図１０のステップＳ１１０において、接合部に接着剤を塗布する。図１２に示すように、ここでは下部基板３０の段差部３０ｂに対して接着剤５０を塗布している。
【００８９】
次に、図１０のステップＳ１２０において、基板を接合して接着剤を硬化する。図１３に示すように、上部基板３２の上部インク供給路３６となる筒状部３２ａを、下部基板３０の接着剤５０が塗布された段差部３０ｂ内に挿入して上部基板３２と下部基板３０を接合し、接着剤５０を硬化する。なお、上部基板３２の上部インク供給路３６となる開口部端部周囲には切り欠き部３２ｂが形成されている。
【００９０】
次に、図１０のステップＳ１３０において、上部インク供給路３６及び下部インク供給路３４の接合部内に膨張性管６０を挿入する。図１４に示すように、膨張性管６０を、まだ膨張させない状態で上部インク供給路３６及び下部インク供給路３４の接合部内に挿入する。このとき、膨張性管６０の上端部には突起部６０ａが形成されており、この突起部６０ａが上部基板３２の切り欠き部３２ｂに引っ掛かるようになっている。これにより、膨張性管６０が確実に接合部に保持される。
【００９１】
あるいは、膨張性管６０を接合部に保持するために、膨張性管６０とインク流路（上部インク供給路３６及び下部インク供給路３４）との隙間に接着剤を塗布するようにしてもよい。この接着剤はインク流路内壁に塗布してもよいし、上部基板３２の筒状部３２ａの外周に塗布してもよい。いずれにしても、塗布した接着剤が硬化しないうちに筒状部３２ａを接合部内に挿入する必要がある。
【００９２】
次、図１０のステップＳ１４０において、膨張性管６０を膨張させてインク流路の接合部内壁に張り付ける。図１５に示すように、膨張性管６０を膨張させて接合部内壁に張り付けることにより、接合部におけるシール性が改善される。また、膨張性管６０を張り付けたことにより膨張性管６０の内部がインク流路となるが、加圧されたインクがこのインク流路に供給されても接合面からヘッド内部へのインクリークが防止される。
【００９３】
なお、上述したように、膨張性管６０と接合部内壁の隙間に接着剤を塗布する場合には、この接着剤が硬化する前に膨張性管６０を膨張させる必要がある。このとき膨張性管６０を膨張させた後、加熱してこの（隙間に塗布した）接着剤を硬化するが、接着剤に予め硬化剤を入れておき、特に加熱することなく、自然に接着剤を硬化させるようにしてもよい。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、インク流路接合部に膨張性管を挿入して膨張させて接合部内壁に張り付けるようにしたので、シール性の改善、ヘッド内部へのインクリークの防止により、ヘッドの電気ショート不良等の初期故障を防止することができ、歩留り、機械的強度、耐久性、信頼性を改善することができる。
【００９５】
以上、本発明のインクジェットヘッドのインク流路及びその製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９６】
１２…インクジェットヘッド（インクヘッド）、２０…圧力室ユニット、２２…ノズル、２４…圧力室、２６…インク供給口、３０…下部基板、３０ｂ…段差部、３２…上部基板、３２ａ…筒状部、３４…下部インク供給路、３６…上部インク供給路、３８…振動板、４０…圧電素子（ＰＺＴ）、４２…上部電極（個別電極）、４４…樹脂保護膜、４６…共通液室、４８…空間、５０…接着剤、６０…膨張性管、６０ａ…突起部、１００…インクジェット記録装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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