JP4114333B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやプロッタ等のインクジェット記録装置に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。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドには、ノズル開口毎に複数設けられた圧力室と各圧力室に連通した共通インク室とを有し、共通インク室に一旦貯留されたインクを各圧力室に供給するものがある。そして、近年の記録ヘッドでは、多色化や高速記録のため、複数の共通インク室を有するものが主流となっている。
【０００３】
この記録ヘッドでは、共通インク室に貯留されたインクに過度な圧力変動が生じると、インク滴の吐出が不安定になってしまうという問題がある。このため、共通インク室を弾性フィルムで区画してコンプライアンス部とし、共通インク室内のインクの圧力変動を、コンプライアンス部で吸収できるようにしたものがある。
【０００４】
例えば、記録ヘッドに用いられる流路ユニットは、圧力室や共通インク室となる空部が形成された流路形成基板と、弾性フィルムを有する振動板と、ノズル開口が穿設されたノズルプレートとを積層状態で接着することで作製される。そして、コンプライアンス部は、振動板を流路形成基板の一方の表面に接着して、共通インク室の１つの面を弾性フィルムとすることで構成される。
【０００５】
そして、この流路ユニットは、コンプライアンス部をケース側に向けた状態でケースの先端面に接着される。ここで、インクの圧力変動をコンプライアンス部に効率よく吸収させるため、ケース先端面におけるコンプライアンス部に対向する部分を後退させて逃げ凹部を形成している。即ち、この逃げ凹部によって形成される空間を、コンプライアンス部が変形するための作動用空間として用いている。
【０００６】
なお、ケースの先端面に流路ユニットを接着してしまうと、逃げ凹部が密閉されてしまい、コンプライアンス部が変形し難くなってしまう。このため、逃げ凹部を大気開放することが行われている。この大気開放は、各逃げ凹部同士を連通する連通溝と、一端がこの連通溝に開口し他端がケースにおける取付面（つまり、先端面とは反対側の面）に開口した大気開放路とによって行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、この種の記録ヘッドに関しては、小型化やコストダウンの要請が強い。このため、流路ユニットについても小型化の要請がある。これは、流路ユニットを構成する各部、即ち、流路形成基板、ノズルプレート、及び、弾性板は、一枚の板状素材から複数個を作製するので、小型化することにより取数が増え、コストダウンが図れるからである。
【０００８】
しかしながら、流路ユニットを小型化すると、流路ユニットとケースとの間の接着面積が減少してしまう。そして、逃げ凹部同士を連通する連通溝は接着面側が開放しているので、この連通溝の近傍部分は他の部分よりも接着面積が減少してしまい、流路ユニットの剥離が生じ易いという問題があった。そして、流路ユニットがケースから剥離してしまうと、インク漏れ等の不良が発生してしまう虞がある。
【０００９】
なお、接着面積を確保するため、連通溝の幅を狭めることが考えられる。しかし、連通溝の幅を狭めると、流路ユニットとケースとを押圧した際に接着面の接着剤が連通溝側に流入して連通溝を塞いでしまう虞がある。
【００１０】
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、流路ユニットのケースからの剥離や接着剤による連通溝の閉塞等を防止し、記録ヘッドの信頼性を高めることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、共通インク室を複数有し、各共通インク室の一部を弾性フィルムで区画してコンプライアンス部とした流路ユニットと、
先端面を接着面とすると共にこの接着面から一段後退させた逃げ凹部を複数有する合成樹脂製のケースと、
自由端部を縁から突出させた状態で圧電振動子群を固定板上に接合した振動子ユニットとを備え、
コンプライアンス部と逃げ凹部とを対向させた状態で流路ユニットとケースとを接着したインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記ケースは、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な先端側部分と、前記先端面とは反対側の取付面及び当該取付面側に開放した空部を有する基端側部分とを備え、
基端側部分は、先端側部分との境界部から側方に延出された床板部と、該床板部の表面から起立した起立部とを備え、床板部と起立部とで前記空部を区画形成し、
一端が逃げ凹部に開口し他端が前記空部の底面に開口して大気開放された大気開放路を逃げ凹部毎に形成し、
前記大気開放路の直径を大気開放状態を維持可能な範囲で小さくしたことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドである。
【００１５】
請求項２に記載のものは、前記先端側部分には、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な収納空部を形成し、
圧電振動子群との接合領域に対応する固定板背面の先端側領域を、上記収納空部の内壁面に接着したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１６】
請求項３に記載のものは、前記固定板が金属板によって作製されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１７】
請求項４に記載のものは、前記ケースが熱硬化性樹脂により作製されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、記録ヘッドの全体構成について説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、記録ヘッド１は、１対の振動子ユニット２，２と、各振動子ユニット２，２を収納可能な樹脂製のケース３と、ケース３の先端面に接着される流路ユニット４と、ドライバ基板５と、カートリッジ接続部６等を備える。
【００２０】
上記の振動子ユニット２は、図３に示すように、圧電振動子群１０と、この圧電振動子群１０が接合される固定板１１と、圧電振動子群１０に駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル１２とから構成される。
【００２１】
圧電振動子群１０は、列状に形成された複数の圧電振動子１３…を備える。各圧電振動子１３…は、列の両端に位置する一対のダミー振動子１３ａ，１３ａと、これらのダミー振動子１３ａ，１３ａの間に配置された複数の駆動振動子１３ｂ…とから構成されている。そして、各駆動振動子１３ｂ…は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けられ、合計１８０本設けられる。また、ダミー振動子１３ａは、駆動振動子１３ｂよりも十分広い幅であり、駆動振動子１３ｂを衝撃等から保護する保護機能と、振動子ユニット２を所定位置に位置付けるためのガイド機能とを有する。
【００２２】
そして、各圧電振動子１３…は、固定端部を固定板１１上に接合することにより、自由端部を固定板１１の先端面よりも外側に突出させている。即ち、各圧電振動子１３は、所謂片持ち梁の状態で固定板１１上に支持されている。
【００２３】
フレキシブルケーブル１２は、固定板１１とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子１３と電気的に接続されている。また、各圧電振動子１３…を支持する固定板１１は、ケース３を構成する樹脂よりも高い剛性、言い換えれば、圧電振動子１３からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材であり、金属板が好適に用いられる。本実施形態では、この固定板１１を、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成している。
【００２４】
ケース３は、ケース本体１４とフランジ部１５とから概略構成された部材であり、本実施形態では、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって作製している。これは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は、一般的な樹脂よりも高い機械的強度を有しており、圧電振動子１３の振動を十分に受け止められるからである。また、この種の熱硬化性樹脂は、線膨張係数が一般的な樹脂よりも小さく、周囲の温度変化による変形が小さいからである。
そして、図４（ａ）及び図６に示すように、ケース本体１４は、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な先端側部分１８と、内側に空部１９を有する基端側部分２０とから構成されている。
【００２５】
先端側部分１８は、先端面（ユニット接着面）１６に流路ユニット４が接着され、内壁面１７に振動子ユニット２の固定板１１が接着される。また、この先端側部分１８は、高さがケース４の略２／３であり、先端面１６が略長方形状の外形をしたブロック状である。一方、基端側部分２０は、図６及び図７に示すように、先端側部分１８との境界部から側方に延出された床板部２１、及び、この床板部２１の表面から起立した起立部２２を有し、床板部２１と起立部２２とで上記の空部１９を区画形成している。また、フランジ部１５は、起立部２２の基端から側方に向けて延出されている。そして、先端面１６とは反対側の起立部２２の表面及びフランジ部１５の表面がケース３における取付面として機能する。なお、このケース３については、後で詳しく説明する。
【００２６】
次に、流路ユニット４について説明する。図４に示すように、流路ユニット４は、ノズルプレート２３、流路形成基板２４、及び、弾性板２５から構成され、ノズルプレート２３を流路形成基板２４の一方の表面に、弾性板２５をノズルプレート２３とは反対側となる流路形成基板２４の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで構成されている。そして、この流路ユニット４内には、共通インク室２６、インク供給口２７、及び、圧力室２８からなる一連のインク流路が形成されている。
【００２７】
また、図５に示すように、この流路ユニット４は、先端面１６の外形と略同じ大きさの長方形板材によって構成され、その隅角部の２カ所には板厚方向を貫通させて位置合わせ用の位置決め孔２９を２つ開設している。
【００２８】
上記のノズルプレート２３は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口３２…を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、例えば１８０個のノズル開口３２…を列状に開設し、これらのノズル開口３２…によってノズル列３３（図１参照）を構成している。そして、本実施形態では、このノズル列３３を横並びに２列設けている。
【００２９】
流路形成基板２４は、各ノズル開口３２…に対応させて圧力室２８…となる空部を隔壁で区画した状態で複数形成すると共に、インク供給口２７…となる溝部及び共通インク室２６となる空部を形成した板状の部材である。そして、本実施形態の流路形成基板２４は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。
【００３０】
上記の圧力室２８は、ノズル開口３２…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２６は、インクカートリッジ（図示せず）に貯留されたインクを各圧力室２８…に供給するための室であり、インク供給口２７…を通じて対応する各圧力室２８…に連通している。
【００３１】
弾性板２５は、ステンレス鋼等の金属製の支持板３４上に弾性フィルム３５をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室２８となる空部の一方の開口面を封止し、ダイヤフラム部３６として機能する。また、共通インク室２６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３７としても機能する。なお、本実施形態における弾性フィルム３５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製のフィルムを用いている。
【００３２】
そして、図５に示すように、ダイヤフラム部３６として機能する部分、すなわち圧力室２８に対応した部分の支持板３４にエッチング加工を施し、圧電振動子１３の自由端部の先端を接合するための島部３８…を残すように支持板３４を除去する。
【００３３】
また、コンプライアンス部３７として機能する部分、すなわち共通インク室２６に対応する部分については、支持板３４の部分をエッチング加工で除去して弾性フィルム３５だけにしている。本実施形態では、短辺方向の一側（図５における右側）に、ブラックインクが貯留される共通インク室２６用の第１コンプライアンス部３７ａを設け、短辺方向の他側（同左側）に、カラーインクが貯留される共通インク室２６用のコンプライアンス部３７を設けている。ここで、本実施形態の記録ヘッド１で用いるカラーインクは、シアンインクとマゼンタインクとイエローインクの３種類であるため、コンプライアンス部３７も各共通インク室２６…に対応して第２コンプライアンス部３７ｂ、第３コンプライアンス部３７ｃ、及び、第４コンプライアンス部３７ｄの合計３つ設けられ、これらのコンプライアンス部３７ｂ〜３７ｄが流路ユニット４の長辺方向に沿って並設されている。
【００３４】
上記のドライバ基板５は、記録ヘッド１に供給する各種信号用の電気配線と、信号ケーブルを接続可能なコネクタとが形成された配線基板である。そして、このドライバ基板５は、ケース３のフランジ部１５に重畳され、フレキシブルケーブル１２の電気配線が半田付け等によって接続される。また、側面に開口したコネクタには、制御装置（図示せず）からの信号ケーブルの先端が挿入される。
【００３５】
上記のカートリッジ接続部６は、インクカートリッジ（図示せず）が接続される部分であり、インクカートリッジ内に挿入されるインク供給針３９…が複数立設している。本実施形態では、上記したように、ブラック、シアン、マゼンタ、及び、イエローからなる４色のインクが用いられるため、図１（ｂ）に示すように、カートリッジ接続部６には、ブラックインク用の第１インク供給針３９ａ、シアンインク用の第２インク供給針３９ｂ、マゼンタインク用の第３インク供給針３９ｃ、及び、イエローインク用の第４インク供給針３９ｄが立設される。
そして、このカートリッジ接続部６は、図２に示すように、パッキン４０を挟んでドライバ基板５に積層状態で配設されている。
【００３６】
次に、図６〜図８に基づき、ケース３について詳細に説明する。
【００３７】
上記したように、ケース３は、ケース本体１４とフランジ部１５とから概略構成され、ケース本体１４は、振動子ユニット２の振動子側部分が収納される先端側部分１８と、ケース３における取付面側に開放した空部１９を有する基端側部分２０とから構成されている。
【００３８】
ケース本体１４の基端側部分２０は、先端側部分１８との境界部から側方に延出された床板部２１、及び、この床板部２１の表面から起立した起立部２２を有している。図７に示すように、起立部２２は、基端側部分２０の周縁を一周するように設けられ、その内側に空部１９を区画形成する。言い換えれば、この空部１９は、ケース３における取付面を部分的に先端面１６側に後退させることで形成されている。そして、この起立部２２は、回転防止ボス４３，４３や位置決め鞘管４４，４４を形成するための基台としても機能している。ここで、回転防止ボス４３は、ケース３と他の部材（例えば、パッキン４０）とを固定して回転を防止するものである。また、位置決め鞘管４４は、ケース３と他の部材との位置合わせを行うものである。
また、この起立部２２上の所定位置には、２色のカラーインクをケース３内のインク供給管（図示せず）に導入するためのインク導入口４５ａ，４５ｂが形成されている。
【００３９】
また、基端側部分２０の空部１９内には、ブラックインクをインク供給管に導入するためのインク導入口４５ｃ、残り１色のカラーインクをケース３内のインク供給管に導入するためのインク導入口４５ｄ、及び、振動子ユニット２の固定板１１を先端側部分１８の内壁面１７に接着する際に、接着剤を注入するための接着剤注入部４６，４６を取付面側に向けて突設している。
【００４０】
流路ユニット４が接着される先端面１６の内側には、溝部５０と、逃げ凹部５１，５２と、収納空部５３，５３と、ピン保持部５４，５４とが形成されている。本実施形態では、先端面１６における短辺側の略中央に、長辺方向に沿って細幅の溝部５０を形成し、この溝部５０を挟むようにして矩形状の収納空部５３，５３を一対設けている。また、溝部５０とは反対側の収納空部５３，５３の側方に各逃げ凹部５１，５２を設けている。
そして、流路ユニット４とケース３とはピン保持部５４に挿入された位置決めピン（図示せず）によって位置合わせされた状態で接着される。
【００４１】
上記の溝部５０は、先端面１６上の接着剤の逃げ空間を形成する部分である。即ち、例示した記録ヘッド１では、ケース３と流路ユニット４とを接着する際に両者を加圧するが、この加圧時に先端面１６上の接着剤もつぶされて面方向に広がってしまう。そして、この広がった接着剤が圧電振動子１３に接触してしまうと、圧電振動子１３の動作不良が生じる可能性がある。このため、本実施形態では、溝部５０を設けて加圧により広がった接着剤を収納し、圧電振動子１３側に広がる接着剤の量を減らしている。これにより、圧電振動子１３に接着剤が付着することを防止している。
【００４２】
上記の逃げ凹部５１，５２は先端面１６よりも一段後退させて設けられ、コンプライアンス部３７の可動空間を形成する。この逃げ凹部５１，５２の平面形状は、コンプライアンス部３７の平面形状に対応している。即ち、ブラックインクに対応する第１コンプライアンス部３７ａは、平面視略台形状の外形であるので、この第１コンプライアンス部３７ａに対応する第１逃げ凹部５１も平面形状が台形状の窪部として設けられている。また、シアン、マゼンタ、イエローの各インクに対応する第２コンプライアンス部３７ｂ〜第４コンプライアンス部３７ｄは、何れも略ホームベース状の平面形状であり、横並びに３つ形成されているので、対応する第２逃げ凹部５２は、これら３つのコンプライアンス部３７ｂ〜３７ｄの外形を一連に繋いだ平面形状の窪部として設けられている。また、各逃げ凹部５１，５２の深さは、コンプライアンス部３７の変形量に応じて設定される。本実施形態では、例えば、深さ０．３ｍｍに設定されている。
【００４３】
そして、これらの逃げ凹部５１，５２は、コンプライアンス部３７の可動空間を確保するので、大気開放されていることが好ましい。本実施形態では、一端が逃げ凹部５１，５２内に開口し他端が空部１９の底面、つまり、床板部２１の表面に開口する大気開放路５５，５５を逃げ凹部５１，５２毎に設けている。これにより、逃げ凹部５１，５２と空部１９とが大気開放路５５によって連通し、逃げ凹部５１，５２が大気開放されるので、コンプライアンス部３７の変形を円滑に行わせることができる。
【００４４】
このように、本実施形態では、大気開放路５５を設け、各大気開放路５５，５５によって各逃げ凹部５１，５２を大気開放している。そして、これらの大気開放路５５，５５の一端は、先端面１６から一段後退した逃げ凹部５１，５２内に開口しているので、大気開放路５５によって先端面１６の面積が減少することはない。このため、流路ユニット４とケース３との間に必要な接着面積を確保することができ、流路ユニット４の剥離を防止することができる。また、大気開放路５５，５５の一端が逃げ凹部５１，５２内に開口しているので、先端面１６から溢れた接着剤は大気開放路５５内に浸入し難い。このため、先端面１６に塗布した接着剤によって大気開放路５５が塞がれてしまう不具合を防止することもできる。
【００４５】
さらに、図８に示すように、この大気開放路５５の他端は空部１９の底面で開口している。このため、大気開放路５５の必要長さは、先端側部分１８の高さ、即ち、逃げ凹部５１，５２から空部１９の底面（床板部２１の表面）までの距離で済む。この高さは、ケース３の高さ（ケース３における先端面１６から取付面までの距離）の２／３程度である。従って、ケース３を成型するための成形型（金型）に関し、大気開放路５５を作製するピンの長さを短くできる。即ち、大気開放路５５をケース３の基端面まで形成する場合に比べて、２／３の長さで済む。仮に、大気開放路５５をケース３の基端面まで形成したとすると、ピンの長さ（つまり、大気開放路５５の長さ）は１５ｍｍであるが、本実施形態の構成では１０ｍｍ以下にすることができる。その結果、ピンをぐらつかせることなく成型できる。
【００４６】
また、ピンの長さを短くできることから、大気開放路５５の直径を可及的に小さくすることもできる。そして、大気開放路５５の直径を可及的に小さくできると、本実施形態のように、弾性フィルム３５としてＰＰＳを用いた構成において都合がよい。
即ち、弾性フィルム３５の素材であるＰＰＳは、通気性を有する樹脂製フィルムの一種である。このため、弾性フィルム３５を介して共通インク室２６に貯留されたインクは空気に接しており、長期間に亘って放置されると共通インク室２６内のインクの物性が変ってしまう虞がある。
そして、大気開放路５５の直径を可及的に小さくすると、逃げ凹部５１，５２の大気開放状態は維持しつつも、大気開放路５５内の空気とケース３外の空気との交換量を低減することができる。従って、逃げ凹部５１，５２内に新たな空気が入り難くなり、共通インク室２６内に貯留されたインクの物性変化を防止することができる。
なお、本実施形態において、大気開放路５５の直径は０．６ｍｍである。
【００４７】
上記の収納空部５３は、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な空部である。図４（ａ）に示すように、この収納空部５３は、ケース本体１４の先端側部分１８内に、高さ方向を貫通するように形成されている。そして、振動子接合面とは反対側の固定板背面が収納空部５３の内壁面１７に接着されている。この接着状態で各圧電振動子１３…の自由端部は、収納空部５３の先端開口を通って先端面１６がケース３の外側に露出し、対応する島部３８…に接着されている。
【００４８】
ところで、本実施形態では、圧電振動子群１０と固定板１１との接合領域（図４（ａ）に符号Ｘで示す領域）に対応する固定板背面の先端側領域（同じく符号Ｙで示す領域）が、収納空部５３の内壁面１７に接着されているが、これは、ケース３と固定板１１との膨潤度合いの違いに起因する不具合を解消するためである。
【００４９】
即ち、ケース３を構成する熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）は、高湿環境下に長期間に亘って曝されると、空気中の水分を吸収して膨潤する。一方、固定板１１を構成する金属板（ステンレス鋼）は、吸湿性がないので高湿環境下に長期間に亘って曝されても膨潤することはない。このため、固定板１１の背面全体をケース３側に接着してしまうと、記録ヘッド１を高湿環境下に長期間曝した場合に、ケース３の膨潤に伴って振動子ユニット２に機械的なストレスが加わって不具合が生じる虞がある。例えば、振動子先端面が島部３８から離隔する方向に移動し、ダイヤフラム部３６を引っ張ってしまったり、振動子先端面と島部３８とが剥離してしまったりする。
【００５０】
そして、本実施形態のように、ケース本体１４の先端側部分１８に収納空部５３を設け、固定板背面の先端側領域を収納空部５３の内壁面１７に接着すると、固定板１１の非接着領域において、固定板１１とケース３との機械的な縁を切ることができる。このため、ケース３が膨潤しても、固定板１１がケース３の変形によって受ける機械的なストレスを少なくすることができる。従って、振動子ユニット２の移動に起因する不具合を防止することができる。
【００５１】
また、固定板背面の先端側領域Ｙは、圧電振動子１３と固定板１１との接合領域Ｘに対応する領域であるので、圧電振動子１３の運動に伴う反力を受けるのに最低限必要な領域が確保できる。このため、インク滴の吐出特性を損なわずに、圧電振動子１３の接続信頼性を高めることもできる。
【００５２】
ところで、本発明は、上記の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。
【００５３】
例えば、上記の実施形態では、ケース本体１４を、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な先端側部分１８と、この先端側部分よりも大きい平面形状を有する基端側部分２０とから構成し、空部１９を基端側部分内に設けた構成を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【００５４】
即ち、図９に示すケース３´にも本発明を適用することができる。このケース３´は、直方体ブロック形状であり、先端側には流路ユニット４とのユニット接着面となる先端面１６、逃げ凹部５１，５２等を設け、ケース３´の高さ方向を貫通するように収納空部５３´，５３´を設けている。また、先端面１６とは反対側となる取付面から後退させることで取付面側に開放した空部１９´を形成し、大気開放路５５の一端を逃げ凹部５２（５１）に、他端を空部１９´の底面１９ａ´にそれぞれ開口させている。
【００５５】
この変形例でも、先端面１６に必要な面積を確保できるし、大気開放路５５内に先端面１６に塗布された接着剤が流入し難い。また、大気開放路５５の他端が空部１９´に開口しているので、大気開放路５５の長さをケース３´の高さよりも短くできる。従って、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
また、空部１９，１９´の形状は任意であり、例示した形状に限定されるものではない。例えば、空部の底面を傾斜面や湾曲面としてもよい。また、平面形状（取付面側からみた形状）も任意の形状が選択できる。
【００５７】
また、第２コンプライアンス部３７ｂ〜第４コンプライアンス部３７ｄ毎に逃げ凹部を設け、各逃げ凹部毎に大気開放路５５…を形成してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、ケース本体１４に空部１９，１９´を設け、この空部１９，１９´と逃げ凹部５１，５２とを大気開放路５５で連通したものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、大気開放路５５の他端をケース３における取付面で開口させてもよい。
【００５９】
また、弾性フィルム３５に関し、ＰＰＳ製のフィルムに限らず、弾性及びインクに対する耐性を備えていれば任意の合成樹脂が使用できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、一端が逃げ凹部に開口し他端が大気開放された大気開放路を、接着面から一段後退させた逃げ凹部毎に形成したので、大気開放路が接着面内に形成されず、接着面の面積は減少しない。このため、流路ユニットとケースとの間に必要な接着面積を確保することができ、流路ユニットの剥離を防止することができる。また、大気開放路の一端が逃げ凹部内に開口しているので、接着面から溢れた接着剤は大気開放路内に浸入し難い。このため、先端面に塗布した接着剤によって大気開放路が塞がれてしまう不具合を防止することもできる。その結果、記録ヘッドの信頼性を高めることができる。
【００６１】
また、大気開放路を空部に連通したので、大気開放路の長さをケースの高さよりも短くできる。このため、ケースを成型するための成形型に関し、大気開放路を作製するピンの長さを短くできる。これにより、成型が容易になる。
【００６２】
さらに、大気開放路の直径を大気開放状態を維持可能な範囲で小さくしたので、弾性フィルムとして通気性を有する樹脂製フィルムを用いた構成において、逃げ凹部の大気開放状態は維持しつつも、大気開放路内の空気とケース外の空気との交換量を低減することができる。これにより、逃げ凹部内に新たな空気が入り難くなり、共通インク室内に貯留されたインクの物性変化を防止することができる。
【００６３】
また、自由端部を縁から突出させた状態で圧電振動子群を固定板上に接合した振動子ユニットを、ケースの先端側部分に形成した収納空部に収納し、圧電振動子群との接合領域に対応する固定板背面の先端側領域を収納空部の内壁面に接着した場合には、固定板の非接着領域において、固定板とケースとの機械的な縁を切ることができる。このため、この非接着領域においては、ケースが膨潤しても固定板がケースによって機械的なストレスを受け難く、振動子ユニットの倒れ込みによる不具合を防止することができる。
【００６４】
さらに、固定板の接着領域は、圧電振動子と固定板との接合領域に対応する領域であるので、圧電振動子の運動に伴う反力を受けるのに最低限必要な領域が確保できる。このため、インク滴の吐出特性を損なわずに、圧電振動子の接続信頼性を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録ヘッドの外観を示す斜視図であり、（ａ）は流路ユニット側から見た状態を、（ｂ）はカートリッジ接続部側から見た状態をそれぞれ示す。
【図２】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】振動子ユニットの説明図である。
【図４】（ａ）は振動子ユニットの接着状態を説明する部分拡大断面図、（ｂ）は流路ユニットを説明する部分拡大断面図である。
【図５】流路ユニットを振動板側から見た平面図である。
【図６】ケースを先端面側から見た斜視図である。
【図７】（ａ）はケースをフランジ部側から見た斜視図、（ｂ）はケースをフランジ部側から見た平面図である。
【図８】大気開放路を説明する断面図である。
【図９】本発明の変形例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式記録ヘッド
２ 振動子ユニット
３，３´ ケース
４ 流路ユニット
５ ドライバ基板
６ カートリッジ接続部
１０ 圧電振動子群
１１ 固定板
１２ フレキシブルケーブル
１３ 圧電振動子
１４ ケース本体
１５ フランジ部
１６ ケースの先端面
１７ 内壁面
１８ 先端側部分
１９，１９´ 空部
２０ 基端側部分
２１ 床板部
２２ 起立部
２３ ノズルプレート
２４ 流路形成基板
２５ 弾性板
２６ 共通インク室
２７ インク供給口
２８ 圧力室
２９ 位置決め孔
３２ ノズル開口
３３ ノズル列
３４ 支持板
３５ 弾性フィルム
３６ ダイヤフラム部
３７ コンプライアンス部
３８ 島部
３９ インク供給針
４０ パッキン
４３ 回転防止ボス
４４ 位置決め鞘管
４５ａ〜４５ｄ インク導入口
４６ 接着剤注入部
５０ 溝部
５１ 第１逃げ凹部
５２ 第２逃げ凹部
５３，５３´ 収納空部
５４ ピン保持部
５５ 大気開放路
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやプロッタ等のインクジェット記録装置に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。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドには、ノズル開口毎に複数設けられた圧力室と各圧力室に連通した共通インク室とを有し、共通インク室に一旦貯留されたインクを各圧力室に供給するものがある。そして、近年の記録ヘッドでは、多色化や高速記録のため、複数の共通インク室を有するものが主流となっている。
【０００３】
この記録ヘッドでは、共通インク室に貯留されたインクに過度な圧力変動が生じると、インク滴の吐出が不安定になってしまうという問題がある。このため、共通インク室を弾性フィルムで区画してコンプライアンス部とし、共通インク室内のインクの圧力変動を、コンプライアンス部で吸収できるようにしたものがある。
【０００４】
例えば、記録ヘッドに用いられる流路ユニットは、圧力室や共通インク室となる空部が形成された流路形成基板と、弾性フィルムを有する振動板と、ノズル開口が穿設されたノズルプレートとを積層状態で接着することで作製される。そして、コンプライアンス部は、振動板を流路形成基板の一方の表面に接着して、共通インク室の１つの面を弾性フィルムとすることで構成される。
【０００５】
そして、この流路ユニットは、コンプライアンス部をケース側に向けた状態でケースの先端面に接着される。ここで、インクの圧力変動をコンプライアンス部に効率よく吸収させるため、ケース先端面におけるコンプライアンス部に対向する部分を後退させて逃げ凹部を形成している。即ち、この逃げ凹部によって形成される空間を、コンプライアンス部が変形するための作動用空間として用いている。
【０００６】
なお、ケースの先端面に流路ユニットを接着してしまうと、逃げ凹部が密閉されてしまい、コンプライアンス部が変形し難くなってしまう。このため、逃げ凹部を大気開放することが行われている。この大気開放は、各逃げ凹部同士を連通する連通溝と、一端がこの連通溝に開口し他端がケースにおける取付面（つまり、先端面とは反対側の面）に開口した大気開放路とによって行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、この種の記録ヘッドに関しては、小型化やコストダウンの要請が強い。このため、流路ユニットについても小型化の要請がある。これは、流路ユニットを構成する各部、即ち、流路形成基板、ノズルプレート、及び、弾性板は、一枚の板状素材から複数個を作製するので、小型化することにより取数が増え、コストダウンが図れるからである。
【０００８】
しかしながら、流路ユニットを小型化すると、流路ユニットとケースとの間の接着面積が減少してしまう。そして、逃げ凹部同士を連通する連通溝は接着面側が開放しているので、この連通溝の近傍部分は他の部分よりも接着面積が減少してしまい、流路ユニットの剥離が生じ易いという問題があった。そして、流路ユニットがケースから剥離してしまうと、インク漏れ等の不良が発生してしまう虞がある。
【０００９】
なお、接着面積を確保するため、連通溝の幅を狭めることが考えられる。しかし、連通溝の幅を狭めると、流路ユニットとケースとを押圧した際に接着面の接着剤が連通溝側に流入して連通溝を塞いでしまう虞がある。
【００１０】
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、流路ユニットのケースからの剥離や接着剤による連通溝の閉塞等を防止し、記録ヘッドの信頼性を高めることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、共通インク室を複数有し、各共通インク室の一部を弾性フィルムで区画してコンプライアンス部とした流路ユニットと、
先端面を接着面とすると共にこの接着面から一段後退させた逃げ凹部を複数有する合成樹脂製のケースと、
自由端部を縁から突出させた状態で圧電振動子群を固定板上に接合した振動子ユニットとを備え、
コンプライアンス部と逃げ凹部とを対向させた状態で流路ユニットとケースとを接着したインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記ケースは、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な先端側部分と、前記先端面とは反対側の取付面及び当該取付面側に開放した空部を有する基端側部分とを備え、
基端側部分は、先端側部分との境界部から側方に延出された床板部と、該床板部の表面から起立した起立部とを備え、床板部と起立部とで前記空部を区画形成し、
一端が逃げ凹部に開口し他端が前記空部の底面に開口して大気開放された大気開放路を逃げ凹部毎に形成し、
前記大気開放路の直径を大気開放状態を維持可能な範囲で小さくしたことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドである。
【００１５】
請求項２に記載のものは、前記先端側部分には、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な収納空部を形成し、
圧電振動子群との接合領域に対応する固定板背面の先端側領域を、上記収納空部の内壁面に接着したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１６】
請求項３に記載のものは、前記固定板が金属板によって作製されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１７】
請求項４に記載のものは、前記ケースが熱硬化性樹脂により作製されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、記録ヘッドの全体構成について説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、記録ヘッド１は、１対の振動子ユニット２，２と、各振動子ユニット２，２を収納可能な樹脂製のケース３と、ケース３の先端面に接着される流路ユニット４と、ドライバ基板５と、カートリッジ接続部６等を備える。
【００２０】
上記の振動子ユニット２は、図３に示すように、圧電振動子群１０と、この圧電振動子群１０が接合される固定板１１と、圧電振動子群１０に駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル１２とから構成される。
【００２１】
圧電振動子群１０は、列状に形成された複数の圧電振動子１３…を備える。各圧電振動子１３…は、列の両端に位置する一対のダミー振動子１３ａ，１３ａと、これらのダミー振動子１３ａ，１３ａの間に配置された複数の駆動振動子１３ｂ…とから構成されている。そして、各駆動振動子１３ｂ…は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けられ、合計１８０本設けられる。また、ダミー振動子１３ａは、駆動振動子１３ｂよりも十分広い幅であり、駆動振動子１３ｂを衝撃等から保護する保護機能と、振動子ユニット２を所定位置に位置付けるためのガイド機能とを有する。
【００２２】
そして、各圧電振動子１３…は、固定端部を固定板１１上に接合することにより、自由端部を固定板１１の先端面よりも外側に突出させている。即ち、各圧電振動子１３は、所謂片持ち梁の状態で固定板１１上に支持されている。
【００２３】
フレキシブルケーブル１２は、固定板１１とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子１３と電気的に接続されている。また、各圧電振動子１３…を支持する固定板１１は、ケース３を構成する樹脂よりも高い剛性、言い換えれば、圧電振動子１３からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材であり、金属板が好適に用いられる。本実施形態では、この固定板１１を、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成している。
【００２４】
ケース３は、ケース本体１４とフランジ部１５とから概略構成された部材であり、本実施形態では、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって作製している。これは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は、一般的な樹脂よりも高い機械的強度を有しており、圧電振動子１３の振動を十分に受け止められるからである。また、この種の熱硬化性樹脂は、線膨張係数が一般的な樹脂よりも小さく、周囲の温度変化による変形が小さいからである。
そして、図４（ａ）及び図６に示すように、ケース本体１４は、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な先端側部分１８と、内側に空部１９を有する基端側部分２０とから構成されている。
【００２５】
先端側部分１８は、先端面（ユニット接着面）１６に流路ユニット４が接着され、内壁面１７に振動子ユニット２の固定板１１が接着される。また、この先端側部分１８は、高さがケース４の略２／３であり、先端面１６が略長方形状の外形をしたブロック状である。一方、基端側部分２０は、図６及び図７に示すように、先端側部分１８との境界部から側方に延出された床板部２１、及び、この床板部２１の表面から起立した起立部２２を有し、床板部２１と起立部２２とで上記の空部１９を区画形成している。また、フランジ部１５は、起立部２２の基端から側方に向けて延出されている。そして、先端面１６とは反対側の起立部２２の表面及びフランジ部１５の表面がケース３における取付面として機能する。なお、このケース３については、後で詳しく説明する。
【００２６】
次に、流路ユニット４について説明する。図４に示すように、流路ユニット４は、ノズルプレート２３、流路形成基板２４、及び、弾性板２５から構成され、ノズルプレート２３を流路形成基板２４の一方の表面に、弾性板２５をノズルプレート２３とは反対側となる流路形成基板２４の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで構成されている。そして、この流路ユニット４内には、共通インク室２６、インク供給口２７、及び、圧力室２８からなる一連のインク流路が形成されている。
【００２７】
また、図５に示すように、この流路ユニット４は、先端面１６の外形と略同じ大きさの長方形板材によって構成され、その隅角部の２カ所には板厚方向を貫通させて位置合わせ用の位置決め孔２９を２つ開設している。
【００２８】
上記のノズルプレート２３は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口３２…を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、例えば１８０個のノズル開口３２…を列状に開設し、これらのノズル開口３２…によってノズル列３３（図１参照）を構成している。そして、本実施形態では、このノズル列３３を横並びに２列設けている。
【００２９】
流路形成基板２４は、各ノズル開口３２…に対応させて圧力室２８…となる空部を隔壁で区画した状態で複数形成すると共に、インク供給口２７…となる溝部及び共通インク室２６となる空部を形成した板状の部材である。そして、本実施形態の流路形成基板２４は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。
【００３０】
上記の圧力室２８は、ノズル開口３２…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２６は、インクカートリッジ（図示せず）に貯留されたインクを各圧力室２８…に供給するための室であり、インク供給口２７…を通じて対応する各圧力室２８…に連通している。
【００３１】
弾性板２５は、ステンレス鋼等の金属製の支持板３４上に弾性フィルム３５をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室２８となる空部の一方の開口面を封止し、ダイヤフラム部３６として機能する。また、共通インク室２６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３７としても機能する。なお、本実施形態における弾性フィルム３５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製のフィルムを用いている。
【００３２】
そして、図５に示すように、ダイヤフラム部３６として機能する部分、すなわち圧力室２８に対応した部分の支持板３４にエッチング加工を施し、圧電振動子１３の自由端部の先端を接合するための島部３８…を残すように支持板３４を除去する。
【００３３】
また、コンプライアンス部３７として機能する部分、すなわち共通インク室２６に対応する部分については、支持板３４の部分をエッチング加工で除去して弾性フィルム３５だけにしている。本実施形態では、短辺方向の一側（図５における右側）に、ブラックインクが貯留される共通インク室２６用の第１コンプライアンス部３７ａを設け、短辺方向の他側（同左側）に、カラーインクが貯留される共通インク室２６用のコンプライアンス部３７を設けている。ここで、本実施形態の記録ヘッド１で用いるカラーインクは、シアンインクとマゼンタインクとイエローインクの３種類であるため、コンプライアンス部３７も各共通インク室２６…に対応して第２コンプライアンス部３７ｂ、第３コンプライアンス部３７ｃ、及び、第４コンプライアンス部３７ｄの合計３つ設けられ、これらのコンプライアンス部３７ｂ〜３７ｄが流路ユニット４の長辺方向に沿って並設されている。
【００３４】
上記のドライバ基板５は、記録ヘッド１に供給する各種信号用の電気配線と、信号ケーブルを接続可能なコネクタとが形成された配線基板である。そして、このドライバ基板５は、ケース３のフランジ部１５に重畳され、フレキシブルケーブル１２の電気配線が半田付け等によって接続される。また、側面に開口したコネクタには、制御装置（図示せず）からの信号ケーブルの先端が挿入される。
【００３５】
上記のカートリッジ接続部６は、インクカートリッジ（図示せず）が接続される部分であり、インクカートリッジ内に挿入されるインク供給針３９…が複数立設している。本実施形態では、上記したように、ブラック、シアン、マゼンタ、及び、イエローからなる４色のインクが用いられるため、図１（ｂ）に示すように、カートリッジ接続部６には、ブラックインク用の第１インク供給針３９ａ、シアンインク用の第２インク供給針３９ｂ、マゼンタインク用の第３インク供給針３９ｃ、及び、イエローインク用の第４インク供給針３９ｄが立設される。
そして、このカートリッジ接続部６は、図２に示すように、パッキン４０を挟んでドライバ基板５に積層状態で配設されている。
【００３６】
次に、図６〜図８に基づき、ケース３について詳細に説明する。
【００３７】
上記したように、ケース３は、ケース本体１４とフランジ部１５とから概略構成され、ケース本体１４は、振動子ユニット２の振動子側部分が収納される先端側部分１８と、ケース３における取付面側に開放した空部１９を有する基端側部分２０とから構成されている。
【００３８】
ケース本体１４の基端側部分２０は、先端側部分１８との境界部から側方に延出された床板部２１、及び、この床板部２１の表面から起立した起立部２２を有している。図７に示すように、起立部２２は、基端側部分２０の周縁を一周するように設けられ、その内側に空部１９を区画形成する。言い換えれば、この空部１９は、ケース３における取付面を部分的に先端面１６側に後退させることで形成されている。そして、この起立部２２は、回転防止ボス４３，４３や位置決め鞘管４４，４４を形成するための基台としても機能している。ここで、回転防止ボス４３は、ケース３と他の部材（例えば、パッキン４０）とを固定して回転を防止するものである。また、位置決め鞘管４４は、ケース３と他の部材との位置合わせを行うものである。
また、この起立部２２上の所定位置には、２色のカラーインクをケース３内のインク供給管（図示せず）に導入するためのインク導入口４５ａ，４５ｂが形成されている。
【００３９】
また、基端側部分２０の空部１９内には、ブラックインクをインク供給管に導入するためのインク導入口４５ｃ、残り１色のカラーインクをケース３内のインク供給管に導入するためのインク導入口４５ｄ、及び、振動子ユニット２の固定板１１を先端側部分１８の内壁面１７に接着する際に、接着剤を注入するための接着剤注入部４６，４６を取付面側に向けて突設している。
【００４０】
流路ユニット４が接着される先端面１６の内側には、溝部５０と、逃げ凹部５１，５２と、収納空部５３，５３と、ピン保持部５４，５４とが形成されている。本実施形態では、先端面１６における短辺側の略中央に、長辺方向に沿って細幅の溝部５０を形成し、この溝部５０を挟むようにして矩形状の収納空部５３，５３を一対設けている。また、溝部５０とは反対側の収納空部５３，５３の側方に各逃げ凹部５１，５２を設けている。
そして、流路ユニット４とケース３とはピン保持部５４に挿入された位置決めピン（図示せず）によって位置合わせされた状態で接着される。
【００４１】
上記の溝部５０は、先端面１６上の接着剤の逃げ空間を形成する部分である。即ち、例示した記録ヘッド１では、ケース３と流路ユニット４とを接着する際に両者を加圧するが、この加圧時に先端面１６上の接着剤もつぶされて面方向に広がってしまう。そして、この広がった接着剤が圧電振動子１３に接触してしまうと、圧電振動子１３の動作不良が生じる可能性がある。このため、本実施形態では、溝部５０を設けて加圧により広がった接着剤を収納し、圧電振動子１３側に広がる接着剤の量を減らしている。これにより、圧電振動子１３に接着剤が付着することを防止している。
【００４２】
上記の逃げ凹部５１，５２は先端面１６よりも一段後退させて設けられ、コンプライアンス部３７の可動空間を形成する。この逃げ凹部５１，５２の平面形状は、コンプライアンス部３７の平面形状に対応している。即ち、ブラックインクに対応する第１コンプライアンス部３７ａは、平面視略台形状の外形であるので、この第１コンプライアンス部３７ａに対応する第１逃げ凹部５１も平面形状が台形状の窪部として設けられている。また、シアン、マゼンタ、イエローの各インクに対応する第２コンプライアンス部３７ｂ〜第４コンプライアンス部３７ｄは、何れも略ホームベース状の平面形状であり、横並びに３つ形成されているので、対応する第２逃げ凹部５２は、これら３つのコンプライアンス部３７ｂ〜３７ｄの外形を一連に繋いだ平面形状の窪部として設けられている。また、各逃げ凹部５１，５２の深さは、コンプライアンス部３７の変形量に応じて設定される。本実施形態では、例えば、深さ０．３ｍｍに設定されている。
【００４３】
そして、これらの逃げ凹部５１，５２は、コンプライアンス部３７の可動空間を確保するので、大気開放されていることが好ましい。本実施形態では、一端が逃げ凹部５１，５２内に開口し他端が空部１９の底面、つまり、床板部２１の表面に開口する大気開放路５５，５５を逃げ凹部５１，５２毎に設けている。これにより、逃げ凹部５１，５２と空部１９とが大気開放路５５によって連通し、逃げ凹部５１，５２が大気開放されるので、コンプライアンス部３７の変形を円滑に行わせることができる。
【００４４】
このように、本実施形態では、大気開放路５５を設け、各大気開放路５５，５５によって各逃げ凹部５１，５２を大気開放している。そして、これらの大気開放路５５，５５の一端は、先端面１６から一段後退した逃げ凹部５１，５２内に開口しているので、大気開放路５５によって先端面１６の面積が減少することはない。このため、流路ユニット４とケース３との間に必要な接着面積を確保することができ、流路ユニット４の剥離を防止することができる。また、大気開放路５５，５５の一端が逃げ凹部５１，５２内に開口しているので、先端面１６から溢れた接着剤は大気開放路５５内に浸入し難い。このため、先端面１６に塗布した接着剤によって大気開放路５５が塞がれてしまう不具合を防止することもできる。
【００４５】
さらに、図８に示すように、この大気開放路５５の他端は空部１９の底面で開口している。このため、大気開放路５５の必要長さは、先端側部分１８の高さ、即ち、逃げ凹部５１，５２から空部１９の底面（床板部２１の表面）までの距離で済む。この高さは、ケース３の高さ（ケース３における先端面１６から取付面までの距離）の２／３程度である。従って、ケース３を成型するための成形型（金型）に関し、大気開放路５５を作製するピンの長さを短くできる。即ち、大気開放路５５をケース３の基端面まで形成する場合に比べて、２／３の長さで済む。仮に、大気開放路５５をケース３の基端面まで形成したとすると、ピンの長さ（つまり、大気開放路５５の長さ）は１５ｍｍであるが、本実施形態の構成では１０ｍｍ以下にすることができる。その結果、ピンをぐらつかせることなく成型できる。
【００４６】
また、ピンの長さを短くできることから、大気開放路５５の直径を可及的に小さくすることもできる。そして、大気開放路５５の直径を可及的に小さくできると、本実施形態のように、弾性フィルム３５としてＰＰＳを用いた構成において都合がよい。
即ち、弾性フィルム３５の素材であるＰＰＳは、通気性を有する樹脂製フィルムの一種である。このため、弾性フィルム３５を介して共通インク室２６に貯留されたインクは空気に接しており、長期間に亘って放置されると共通インク室２６内のインクの物性が変ってしまう虞がある。
そして、大気開放路５５の直径を可及的に小さくすると、逃げ凹部５１，５２の大気開放状態は維持しつつも、大気開放路５５内の空気とケース３外の空気との交換量を低減することができる。従って、逃げ凹部５１，５２内に新たな空気が入り難くなり、共通インク室２６内に貯留されたインクの物性変化を防止することができる。
なお、本実施形態において、大気開放路５５の直径は０．６ｍｍである。
【００４７】
上記の収納空部５３は、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な空部である。図４（ａ）に示すように、この収納空部５３は、ケース本体１４の先端側部分１８内に、高さ方向を貫通するように形成されている。そして、振動子接合面とは反対側の固定板背面が収納空部５３の内壁面１７に接着されている。この接着状態で各圧電振動子１３…の自由端部は、収納空部５３の先端開口を通って先端面１６がケース３の外側に露出し、対応する島部３８…に接着されている。
【００４８】
ところで、本実施形態では、圧電振動子群１０と固定板１１との接合領域（図４（ａ）に符号Ｘで示す領域）に対応する固定板背面の先端側領域（同じく符号Ｙで示す領域）が、収納空部５３の内壁面１７に接着されているが、これは、ケース３と固定板１１との膨潤度合いの違いに起因する不具合を解消するためである。
【００４９】
即ち、ケース３を構成する熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）は、高湿環境下に長期間に亘って曝されると、空気中の水分を吸収して膨潤する。一方、固定板１１を構成する金属板（ステンレス鋼）は、吸湿性がないので高湿環境下に長期間に亘って曝されても膨潤することはない。このため、固定板１１の背面全体をケース３側に接着してしまうと、記録ヘッド１を高湿環境下に長期間曝した場合に、ケース３の膨潤に伴って振動子ユニット２に機械的なストレスが加わって不具合が生じる虞がある。例えば、振動子先端面が島部３８から離隔する方向に移動し、ダイヤフラム部３６を引っ張ってしまったり、振動子先端面と島部３８とが剥離してしまったりする。
【００５０】
そして、本実施形態のように、ケース本体１４の先端側部分１８に収納空部５３を設け、固定板背面の先端側領域を収納空部５３の内壁面１７に接着すると、固定板１１の非接着領域において、固定板１１とケース３との機械的な縁を切ることができる。このため、ケース３が膨潤しても、固定板１１がケース３の変形によって受ける機械的なストレスを少なくすることができる。従って、振動子ユニット２の移動に起因する不具合を防止することができる。
【００５１】
また、固定板背面の先端側領域Ｙは、圧電振動子１３と固定板１１との接合領域Ｘに対応する領域であるので、圧電振動子１３の運動に伴う反力を受けるのに最低限必要な領域が確保できる。このため、インク滴の吐出特性を損なわずに、圧電振動子１３の接続信頼性を高めることもできる。
【００５２】
ところで、本発明は、上記の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。
【００５３】
例えば、上記の実施形態では、ケース本体１４を、振動子ユニット２の振動子側部分を収納可能な先端側部分１８と、この先端側部分よりも大きい平面形状を有する基端側部分２０とから構成し、空部１９を基端側部分内に設けた構成を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【００５４】
即ち、図９に示すケース３´にも本発明を適用することができる。このケース３´は、直方体ブロック形状であり、先端側には流路ユニット４とのユニット接着面となる先端面１６、逃げ凹部５１，５２等を設け、ケース３´の高さ方向を貫通するように収納空部５３´，５３´を設けている。また、先端面１６とは反対側となる取付面から後退させることで取付面側に開放した空部１９´を形成し、大気開放路５５の一端を逃げ凹部５２（５１）に、他端を空部１９´の底面１９ａ´にそれぞれ開口させている。
【００５５】
この変形例でも、先端面１６に必要な面積を確保できるし、大気開放路５５内に先端面１６に塗布された接着剤が流入し難い。また、大気開放路５５の他端が空部１９´に開口しているので、大気開放路５５の長さをケース３´の高さよりも短くできる。従って、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
また、空部１９，１９´の形状は任意であり、例示した形状に限定されるものではない。例えば、空部の底面を傾斜面や湾曲面としてもよい。また、平面形状（取付面側からみた形状）も任意の形状が選択できる。
【００５７】
また、第２コンプライアンス部３７ｂ〜第４コンプライアンス部３７ｄ毎に逃げ凹部を設け、各逃げ凹部毎に大気開放路５５…を形成してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、ケース本体１４に空部１９，１９´を設け、この空部１９，１９´と逃げ凹部５１，５２とを大気開放路５５で連通したものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、大気開放路５５の他端をケース３における取付面で開口させてもよい。
【００５９】
また、弾性フィルム３５に関し、ＰＰＳ製のフィルムに限らず、弾性及びインクに対する耐性を備えていれば任意の合成樹脂が使用できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、一端が逃げ凹部に開口し他端が大気開放された大気開放路を、接着面から一段後退させた逃げ凹部毎に形成したので、大気開放路が接着面内に形成されず、接着面の面積は減少しない。このため、流路ユニットとケースとの間に必要な接着面積を確保することができ、流路ユニットの剥離を防止することができる。また、大気開放路の一端が逃げ凹部内に開口しているので、接着面から溢れた接着剤は大気開放路内に浸入し難い。このため、先端面に塗布した接着剤によって大気開放路が塞がれてしまう不具合を防止することもできる。その結果、記録ヘッドの信頼性を高めることができる。
【００６１】
また、大気開放路を空部に連通したので、大気開放路の長さをケースの高さよりも短くできる。このため、ケースを成型するための成形型に関し、大気開放路を作製するピンの長さを短くできる。これにより、成型が容易になる。
【００６２】
さらに、大気開放路の直径を大気開放状態を維持可能な範囲で小さくしたので、弾性フィルムとして通気性を有する樹脂製フィルムを用いた構成において、逃げ凹部の大気開放状態は維持しつつも、大気開放路内の空気とケース外の空気との交換量を低減することができる。これにより、逃げ凹部内に新たな空気が入り難くなり、共通インク室内に貯留されたインクの物性変化を防止することができる。
【００６３】
また、自由端部を縁から突出させた状態で圧電振動子群を固定板上に接合した振動子ユニットを、ケースの先端側部分に形成した収納空部に収納し、圧電振動子群との接合領域に対応する固定板背面の先端側領域を収納空部の内壁面に接着した場合には、固定板の非接着領域において、固定板とケースとの機械的な縁を切ることができる。このため、この非接着領域においては、ケースが膨潤しても固定板がケースによって機械的なストレスを受け難く、振動子ユニットの倒れ込みによる不具合を防止することができる。
【００６４】
さらに、固定板の接着領域は、圧電振動子と固定板との接合領域に対応する領域であるので、圧電振動子の運動に伴う反力を受けるのに最低限必要な領域が確保できる。このため、インク滴の吐出特性を損なわずに、圧電振動子の接続信頼性を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録ヘッドの外観を示す斜視図であり、（ａ）は流路ユニット側から見た状態を、（ｂ）はカートリッジ接続部側から見た状態をそれぞれ示す。
【図２】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】振動子ユニットの説明図である。
【図４】（ａ）は振動子ユニットの接着状態を説明する部分拡大断面図、（ｂ）は流路ユニットを説明する部分拡大断面図である。
【図５】流路ユニットを振動板側から見た平面図である。
【図６】ケースを先端面側から見た斜視図である。
【図７】（ａ）はケースをフランジ部側から見た斜視図、（ｂ）はケースをフランジ部側から見た平面図である。
【図８】大気開放路を説明する断面図である。
【図９】本発明の変形例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式記録ヘッド
２ 振動子ユニット
３，３´ ケース
４ 流路ユニット
５ ドライバ基板
６ カートリッジ接続部
１０ 圧電振動子群
１１ 固定板
１２ フレキシブルケーブル
１３ 圧電振動子
１４ ケース本体
１５ フランジ部
１６ ケースの先端面
１７ 内壁面
１８ 先端側部分
１９，１９´ 空部
２０ 基端側部分
２１ 床板部
２２ 起立部
２３ ノズルプレート
２４ 流路形成基板
２５ 弾性板
２６ 共通インク室
２７ インク供給口
２８ 圧力室
２９ 位置決め孔
３２ ノズル開口
３３ ノズル列
３４ 支持板
３５ 弾性フィルム
３６ ダイヤフラム部
３７ コンプライアンス部
３８ 島部
３９ インク供給針
４０ パッキン
４３ 回転防止ボス
４４ 位置決め鞘管
４５ａ〜４５ｄ インク導入口
４６ 接着剤注入部
５０ 溝部
５１ 第１逃げ凹部
５２ 第２逃げ凹部
５３，５３´ 収納空部
５４ ピン保持部
５５ 大気開放路
Claims (4)
- 共通インク室を複数有し、各共通インク室の一部を弾性フィルムで区画してコンプライアンス部とした流路ユニットと、
先端面を接着面とすると共にこの接着面から一段後退させた逃げ凹部を複数有する合成樹脂製のケースと、
自由端部を縁から突出させた状態で圧電振動子群を固定板上に接合した振動子ユニットとを備え、
コンプライアンス部と逃げ凹部とを対向させた状態で流路ユニットとケースとを接着したインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記ケースは、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な先端側部分と、前記先端面とは反対側の取付面及び当該取付面側に開放した空部を有する基端側部分とを備え、
基端側部分は、先端側部分との境界部から側方に延出された床板部と、該床板部の表面から起立した起立部とを備え、床板部と起立部とで前記空部を区画形成し、
一端が逃げ凹部に開口し他端が前記空部の底面に開口して大気開放された大気開放路を逃げ凹部毎に形成し、
前記大気開放路の直径を大気開放状態を維持可能な範囲で小さくしたことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 前記先端側部分には、振動子ユニットの振動子側部分を収納可能な収納空部を形成し、
圧電振動子群との接合領域に対応する固定板背面の先端側領域を、上記収納空部の内壁面に接着したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 前記固定板が金属板によって作製されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記ケースが熱硬化性樹脂により作製されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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