(57)【要約】【課題】圧力発生手段の収容部へ異物が侵入することを防止することが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供する。【解決手段】振動子ユニット１３を収容する収容室１２、及び、ノズル開口に通じるケース流路１０´を有するヘッドケース１０と、インクをケース流路１０´側に導入するインク導入路を有する導入針ユニット２と、インク導入路とケース流路１０´とを連通する連通口１８を有し、ヘッドケースと導入針ユニットの間に配置されるシール部材７と、を備え、このシール部材によって収容室の開口を覆い隠した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生手段を収容する収容部、及び、ノズル開口に通じる液体供給路を有するケース部材と、
液体を前記液体供給路側に導入する液体導入路を有する導入路ユニットと、
前記液体導入路と前記液体供給路とを連通する連通口を有し、前記ケース部材と前記導入路ユニットの間に配置されるシール部材と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記シール部材によって、前記収容部の開口を覆い隠したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
電子部品を実装し、前記シール部材と前記ケース部材との間に配置される回路基板を備え、
前記回路基板は、前記圧力発生手段に接続する配線部材が挿通される挿通部を有し、
前記シール部材によって、前記回路基板の挿通部を覆い隠した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】
前記シール部材に、前記回路基板の電子部品を収納する収納空部を形成し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】
前記収納空部は、前記シール部材の回路基板側の下面の一部を窪ませることで形成されたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記収納空部は、前記シール部材の回路基板側の下面に電子部品を囲繞するように突出した囲繞壁を設けることで形成されたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置。
【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、及び、液体噴射装置に係り、特に、ケース部材の液体供給路と導入路ユニットの間に配置されるシール部材を備える液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの一種であ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、圧電振動子等の圧力発生手段を作動させて圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用して圧力発生室内のインクをノズル開口から吐出（噴射）可能に構成されている。そして、この記録ヘッドには、インクを吐出するヘッドユニットと、複数の圧電振動子をユニット化した振動子ユニットを収容する収容室（収容部）が形成されたヘッドケースと、インクカートリッジ等のインク供給源からのインクをヘッドケースのケース流路（液体供給路）を通じてヘッドユニット側に導入するインク導入針を備えた導入針ユニットと、この導入針ユニットのインク導入路（液体導入路）とヘッドケースのケース流路とを連通する連通口を有し、インク導入路とケース流路とを連通口を介して液密状態で連通させるシール部材と、振動子ユニットに駆動信号を供給するための電子部品やコネクタ等を実装した回路基板と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ヘッドケースは、例えば、合成樹脂等によって中空のブロック状に形成されたケース部材である。このヘッドケースの内部に形成されている収容室は、ヘッドユニットが接合される底面から導入針ユニット等が配置される上面に渡って一連に形成されている。つまり、この収容室はヘッドケースの高さ方向を貫通する空部として形成されている。また、ヘッドケースの内部には、ケースの高さ方向を貫通してケース流路が設けられている。このケース流路の上流側端部はシール部材の連通口を介して導入針ユニットのインク導入路と連通し、ケース流路の下流側端部はヘッドユニット内のインク流路に連通するようになっている。したがって、インク導入針から導入されたインクは、インク導入路とケース流路を通ってヘッドユニット側に供給される。
【０００４】
そして、ヘッドケースは、収容室に振動子ユニットを収納し、その収容室の上部開口を塞ぐように回路基板を上面に配置し、この回路基板の上にシール部材、導入針ユニットの順で積層する構成を採っている。回路基板には、配線部材であるフレキシブルケーブルが挿通可能な大きさの挿通部（貫通孔）を開設し、この挿通部にフレキシブルケーブルを通して回路基板と振動子ユニットとの間の配線を行うようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７６０２８号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、記録ヘッドの組み立て工程等で、回路基板のコネクタにプリンタ本体側からのケーブルの挿抜をする際に、端子同士が擦れ合う等して金属片が生じることがある。そして、このような金属片等の導電性を有する異物が回路基板の挿通部およびヘッドケースの収容室の上部開口から収容室内に入り込んだ場合、この異物が圧電振動子の電極等に接触して短絡を引き起こし、これにより圧電振動子が損傷する虞があった。また、ノズル開口から噴射されたインクが記録紙等の記録媒体に着弾せずにミスト化し、このミスト状となったインクが収容室の上部開口から収容室内に入り込んだ場合にも同様な不具合が生じる虞があった。
【０００７】
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、圧力発生手段の収容部へ異物が侵入することを防止することが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力発生手段を収容する収容部、及び、ノズル開口に通じる液体供給路を有するケース部材と、
液体を前記液体供給路側に導入する液体導入路を有する導入路ユニットと、
前記液体導入路と前記液体供給路とを連通する連通口を有し、前記ケース部材と前記導入路ユニットの間に配置されるシール部材と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記シール部材によって、前記収容部の開口を覆い隠したことを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、シール部材によって収容部の開口を覆い隠したので、金属片等の導電性の異物や液体が収容部に入り込むことを別途被覆材を用いることなくシール部材によって阻止することができる。その結果、圧力発生手段の短絡等の不具合を防止することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、電子部品を実装し、前記シール部材と前記ケース部材との間に配置される回路基板を備え、
前記回路基板が、前記圧力発生手段に接続する配線部材が挿通される挿通部を有し、
前記シール部材によって、前記回路基板の挿通部を覆い隠す構成を採用することができる。
【００１１】
上記構成において、前記シール部材に、前記回路基板の電子部品を収納する収納空部を形成する構成を採用することが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、シール部材に収納空部を形成し、この収納空部に電子部品を収納することにより、万が一、シール部材と回路基板との隙間に導電性の異物や液体が侵入した場合においても、電子部品に異物等が付着することを抑制することができる。これにより、電子部品に異物等が付着することによる短絡等の不具合を防止することが可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記収納空部を、前記シール部材の回路基板側の下面の一部を窪ませることで形成する構成を採用することができる。
また、上記構成において、前記収納空部を、前記シール部材の回路基板側の下面に電子部品を囲繞するように突出した囲繞壁を設けることで形成する構成を採用することもできる。
【００１４】
また、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本実施形態における記録ヘッド１の構成を説明する分解斜視図、図２は、記録ヘッド１の断面図、図３は、記録ヘッド１の要部（導入針ユニット２とヘッドケース１０とのジョイント部分）の拡大断面図である。また、図４は、ヘッドケース１０の上面（導入針ユニット２を配置する側の面）に回路基板５を配置した状態を示す平面図、図５は、ヘッドケース１０の上面に回路基板５およびシール部材７を配置した状態を示す平面図である。
【００１７】
本実施形態における記録ヘッド１は、導入針ユニット２（本発明における導入路ユニットの一種）、回路基板５、シール部材７、ヘッドケース１０（本発明におけるケース部材の一種）、流路ユニット１１、及び、振動子ユニット１３（本発明における圧力発生手段の一種）を主な構成要素としている。なお、本実施形態における流路ユニット１１と振動子ユニット１３はヘッドユニットを構成している。
【００１８】
導入針ユニット２は、インクカートリッジなどの液体供給源からのインク（本発明における液体の一種）を導入するための部材であり、その上面にはフィルタ３を介在させた状態でインク導入針４（液体導入針）が複数取り付けられている。これらのインク導入針４には、図示しないインクカートリッジ又はサブタンクが装着されるようになっている。また、この導入針ユニット２の内部には、各インク導入針４に対応したインク導入路２′（本発明における液体導入路に相当）が形成されている。このインク導入路２′の上端はフィルタ３を介してインク導入針４に連通し、下端はシール部材７の連通口１８を介してヘッドケース１０のケース流路１０´と連通する。
【００１９】
上記回路基板５は、図示せぬプリンタ本体側からの駆動信号を受け、この駆動信号を配線部材の一種であるフレキシブルケーブル９（図３参照）を通じて振動子ユニット１３の圧電振動子１３′（図３参照）へ供給するための駆動信号を中継する基板である。この回路基板５は、フレキシブルケーブル９のケーブル端子部が導通される基板端子部２６（図４参照）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、抵抗或いはコンデンサ等の電子部品８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）が接続され、回路基板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。
【００２０】
図４に示すように、この回路基板５には、フレキシブルケーブル９が挿通される挿通部２４が、基板の板厚方向を貫通した状態で開設されている。この挿通部２４は、ヘッドケース上面における収納空部１２の上部開口に対応する位置に設けられており、なお且つ基板端子部２６と隣接している。また、この回路基板５には、ヘッドケース１０のケース流路１０´の上流側開口部が挿通される逃げ穴１９が開設されている。さらに、この回路基板５には、ヘッドケース１０の上面に突設されたボス１５に対応して、このボス１５が挿通可能なボス穴２２が開設されている。そして、この回路基板５は、基板端子部形成面をヘッドケース１０とは反対側に向けた姿勢で、ボス１５により位置決めされた状態でヘッドケース１０の上面に配置される。この配置状態では、挿通部２４が、ヘッドケース１０における収納空部１２の上部開口の直上に位置する。
【００２１】
シール部材７は、例えば、エラストマーやゴムなどの弾性材によって作製された板状体であり、回路基板５が配置されたヘッドケース１０と導入針ユニット２との間に配置される。図５に示すように、このシール部材７の対角上の２箇所の隅角部には、ヘッドケース１０の上面に突設されたボス１５に対応して、このボス１５が挿通可能な貫通穴２３がそれぞれ開設されている。また、このシール部材７には、連通口１８が開設されている。この連通口１８は、ヘッドケース１０のケース流路１０´および導入針ユニット２のインク導入路２′に対応する位置に設けられている。この連通口１８の上面側（導入針ユニット２側）の開口部の周囲には、シール部材７の下面側に窪んだ窪部２０ａが、連通口１８の開口部の周囲を囲繞する状態に形成されている。これにより、連通口１８の開口部が窪部２０ａに対して突出した状態に設けられている。そして、この突出部分が、その弾性によりインク導入路２´の下端開口の周縁部と圧接することで、インク導入路２´との液密性を確保することができるようになっている。一方、連通口１８の下面側（ヘッドケース１０側）の開口部に対応する位置には、この連通口１８の開口部を含む範囲にシール部材７の上面側に窪んだ窪部２０ｂが形成されている（図３参照）。即ち、連通口１８の下面側の開口は、この窪部２０ｂの領域内に開設されている。この窪部２０ｂには、ヘッドケース１０のケース流路１０´の上流側開口部が嵌入するようになっている。これにより、連通口１８とケース流路１０´との液密性を確保している。
【００２２】
このシール部材７は、貫通穴２３にヘッドケース１０のボス１５を挿通することで位置決めされた状態でヘッドケース１０の上面に配置される。そして、連通口１８は、ヘッドケース１０に導入針ユニット２を位置決めして積層した状態においてインク導入路２´とケース流路１０´との間に介在し、これらの流路２´，１０´同士を液密状態で連通するようになっている。
なお、このシール部材７は、従来と比較してヘッドケース１０の上面に対する被覆面積を広くしている。この点については後述する。
【００２３】
ヘッドケース１０は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、導入針ユニット２等が配置される上面とは反対側の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室１２（本発明における収容部に相当）内には振動子ユニット１３を収容し、上面には、回路基板５およびシール部材７を間に介在させた状態で導入針ユニット２が取り付けられるようになっている。収容室１２は、ヘッドケース１０の上面から下面に渡って一連に形成された空部であり、本実施形態においては、記録ヘッド１の主走査方向に横並びで合計３つ形成されている。
【００２４】
また、ヘッドケース１０の内部には、高さ方向を貫通してケース流路１０´が設けられている。このケース流路１０´の上流側の端部は、上面に開口し、シール部材７の連通口１８を介して導入針ユニット２のインク導入路２′と連通する。また、ケース流路１０´の下流側の端部は、流路ユニット１１内のインク流路（液体流路）に連通するようになっている。したがって、インク導入針４から導入されたインクは、インク導入路２′及びケース流路１０´を通じて流路ユニット１１のインク流路に供給される。
【００２５】
ヘッドケース１０の上面には、図４，５に示すように、シール部材７や回路基板５の配置位置を規定するボス１５が合計３つ突設されている。また、このヘッドケース１０の下面側には、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、止着ピン２７によって取り付けられる。このヘッドカバー１６は、流路ユニット１１やヘッドケース１０を保護すると共に、流路ユニット１１のノズル基板３６を接地し、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。
【００２６】
上記振動子ユニット１３は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１３′を固定板に接合した状態で有している。そして、振動子ユニット１３は、収容室１２を区画するケース内壁面に接着することで収容室１２内に収容・固定されている。フレキシブルケーブル９は、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、この導体パターンをレジストで覆い隠した構成とされる。そして、このフレキシブルケーブル９の一端部は圧電振動子１３′の素子端子部に接続された状態で収容室１２内に収容され、その他端部は収容室１２側から回路基板５の挿通部２４を通じて回路基板５の上面側に引き出されて回路基板５の基板端子部２６（図４）に導通される。
【００２７】
流路ユニット１１は、図１に示すように、振動板３４、流路形成基板３５、及びノズル基板３６からなる構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されており、リザーバから圧力発生室を通りノズル開口３７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。インク流路は、ケース流路１０´と連通し、インク導入針４側からのインクが導入される。
【００２８】
そして、この記録ヘッド１において、上記回路基板５からフレキシブルケーブル９を通じて振動子ユニット１３の圧電振動子１３′に駆動信号が印加されると、この圧電振動子１３′が素子長手方向に伸縮駆動し、これにより、圧力発生室の容積が変化し、圧力発生室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３７からインクが噴射される。
【００２９】
ここで、図６に示す従来の記録ヘッドにおいて、シール部材７は、あくまでインク導入路２′とケース流路１０´とを液密状態で連通するための部材であったため、同図に示すように、流路同士をシール可能な必要最小限の面積しか確保されていなかった。このため、ヘッドケース１０、回路基板５、及びシール部材７が積層された状態で回路基板５の挿通部２４の一部（図６においてシール部材７よりも上の部分）が露出して開口した状態となっていた。この場合、この挿通部２４はヘッドケース１０の収容室１２と連通しているため、収容室１２も露出した状態であると言える。
【００３０】
ところが、記録ヘッドの組み立て工程等で、回路基板５のコネクタ６にプリンタ本体側からのＦＦＣの挿抜をする際に、コネクタ６とＦＦＣの端子同士が擦れ合う等して金属片が生じることがある。そして、このような金属片等の導電性を有する異物が、露出している状態の回路基板５の挿通部２４およびヘッドケース１０の収容室１２の上部開口から収容室１２内に入り込んだ場合、この異物が圧電振動子１３′の電極等に接触して短絡を引き起こし、これにより圧電振動子１３′が損傷する虞があった。また、ノズル開口３７から噴射されたインクが記録紙等の記録媒体に着弾せずにミスト化し、このミスト状となったインクが収容室１２の上部開口から収容室１２内に入り込んだ場合にも同様な不具合が生じる虞があった。
【００３１】
そこで、本発明に係る記録ヘッド１では、図５に示すように、ヘッドケース１０の上面におけるシール部材７の被覆面積を従来よりも拡大し、このシール部材７によって回路基板５の挿通部２４および収容部１２の上部開口を全て覆い隠すようにしている。これにより、金属片等の導電性の異物やミストが生じた場合においても、この異物等が収容部１２に入り込むことを阻止することができる。その結果、圧電振動子の短絡等の不具合を防止することが可能となる。また、この記録ヘッド１を搭載したプリンタでは、導電性の異物やインクによる振動子ユニット１３の故障を防止することができるので、信頼性を向上することができる。
【００３２】
ここで、図７は図３における領域Ａを拡大して示した断面図である。本実施形態では、図５及び図７に示すように、シール部材７において、回路基板５に実装されている電子部品８、特に、導電性異物の付着による不具合が懸念されるコンデンサ等の電子部品８に対応する位置に収納空部４０を形成し、回路基板５上にシール部材７を配置した状態でこの収納空部４０内に電子部品８を収納するようにしている。この収納空部４０は、電子部品８を収納可能な大きさの凹部であり、シール部材７の下面（回路基板５側の面）の一部を上面側に板厚方向の途中まで窪ませることで形成されている。このように、シール部材７に収納空部４０を設け、この収納空部４０内に回路基板５の電子部品８を収納することで、万が一、シール部材７と回路基板５との隙間に導電性の異物やインクが侵入した場合においても、電子部品８に異物等が付着することを抑制することができる。これにより、電子部品８に導電性異物が付着することによる短絡を防止することが可能となる。
【００３３】
なお、シール部材７の下面の一部を上面側に板厚方向の途中まで窪ませることで収納空部４０を形成した例を示したが、これには限られず、例えば、電子部品８を囲繞するようにシール部材７の下面から突出した囲繞壁を設けることにより、この囲繞壁の内側の空間を収納空部とすることも可能である。また、シール部材７を窪ませて凹部を形成すると共に、この凹部の開口周縁に囲繞壁を設けることにより、収納空部４０を形成することもできる。
【００３４】
なお、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、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）等の電極やカラーフィルタの形成に用いられる噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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全体断面図である。
【図３】記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図４】ヘッドケースの上面に回路基板を配置した状態を示す平面図である。
【図５】ヘッドケースの上面に回路基板およびシール部材を配置した状態を示す平面図である。
【図６】従来のシール部材の配置状態を示す平面図である。
【図７】図３における領域Ａを拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…記録ヘッド，２…導入針ユニット，５…回路基板，６…コネクタ，７…シール部材，８…電子部品，９…フレキシブルケーブル，１０…ヘッドケース，１１…流路ユニット，１２…収容室，１３…振動子ユニット，１８…連通口，２４…挿通部，４０…収納空部
【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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