JP5472574B2

JP5472574B2 - 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置

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Publication number: JP5472574B2
Application number: JP2009038687A
Authority: JP
Inventors: 寛成大脇; 寛之小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: US8240833B2; US20090213199A1; JP2009220567A

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。

液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、インクが充填された液体貯留手段であるインクカートリッジから、このインクカートリッジに着脱可能に挿入されるインク供給体となるインク供給針及びインクカートリッジが保持されるカートリッジケース等の供給部材に形成されたインク流路を介してヘッド本体にインクが供給され、ヘッド本体に設けられた圧電素子等の圧力発生手段を駆動させることによりヘッド本体に供給されたインクがノズルから吐出される。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジのインク内に存在する気泡、あるいはインクカートリッジを着脱する際にインク内に混入した気泡がヘッド本体に供給されてしまうと、この気泡によるドット抜け等の吐出不良が発生するという問題がある。このような問題を解決するために、インクカートリッジに挿入されるインク供給針と供給部材との間にインク内の気泡やゴミ等を除去するためのフィルターを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなフィルターと供給部材とは、熱溶着等により固定され、インク供給針と供給部材とは超音波溶着等により固定されている。

特開２０００−２１１１３０号公報

しかしながら、特許文献１のような構成では、供給部材のインク供給針が固定される領域にフィルターが設けられているため、フィルターの面積に応じた領域が必要であると共に、供給部材にインク供給針及びフィルターをそれぞれ個別に溶着するための領域が必要であるため、隣り合うインク供給針の間隔を短くすることができず、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。

また、特許文献１のような構成で、ヘッドの小型化を図るためにフィルターの面積を過度に小さくすると、動圧が上がるため、圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げなくてはならないという問題がある。

また、インク供給針と供給部材とを熱溶着により固定すると、隙間が発生する虞があり、隙間からインクが漏出してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体の漏出を防止できる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を貯留する液体貯留手段から液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、前記液体供給路が形成された第１供給部材及び第２供給部材と、前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて前記液体供給路に対応して設けられたフィルターとを備え、前記液体供給路を囲む領域には、前記第１供給部材が溶け出して前記フィルターの前記第２供給部材側まで染み込んだ熱溶着部と、当該熱溶着部で前記第２供給部材と前記フィルターとが接合された接合部とを有し、これら熱溶着部及び接合部の前記液体供給路の外側の前記第１供給部材と第２供給部材との間の領域であるアウター領域に流し込まれて形成されて前記接合部と一体化された接合樹脂を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、熱溶着部、接合部及び接合樹脂によって、第１供給部材、フィルター及び第２供給部材を固定して一体化することで、フィルターの有効面積を小さくすることなく液体供給路を隔離することができ、また、複数の流路にまたがるフィルターを用いたとしてもフィルターを通じて複数の流路を流れる液体が混ざることがなく、ヘッドを小型化することができる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルターの有効面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。さらに、フィルターの周縁部を最小面積としてアウター部によってフィルターの外周端面を覆うようにし且つ熱溶着部により供給体とフィルター取付部材との間に隙間が発生するのを確実に防止して、隙間から液体が漏出するのを確実に防止することができる。

ここで、前記接合部の外側の領域であって、前記熱溶着部に対向する領域に前記接合樹脂が形成されているのが好ましい。これによれば、液体流路間をより確実に隔離した状態で第１供給部材、フィルター及び第２供給部材を固定して一体化することができる。

また、前記フィルターの前記液体供給路を囲む領域の全周囲に前記熱溶着部が存在し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材の全周囲に前記アウター領域の前記接合樹脂に連続してアウター部が設けられており、前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、前記アウター部によっても接合されているのが好ましい。これによれば、アウター部により第１供給部材及び第２供給部材の一体化がより完全となり、液体供給路間の漏洩をより確実に防止することができる。

また、前記熱溶着部と前記接合部と前記接合樹脂とが一体的となり、これらを介して前記第１供給部材と前記第２供給部材とが接合されているのが好ましい。これによれば、フィルターの液体供給路の周囲が前記熱溶着部と前記接合部と前記接合樹脂とが一体的になった樹脂により確実に封止され、フィルターがより確実に固定される。

また、前記熱溶着部は、前記液体供給路の壁面を形成しているのが好ましい。これによれば、液体供給路が熱溶着部により確実に封止される。

また、前記フィルターの外縁部は、前記熱溶着部及び前記接合部から前記アウター領域に突出し、前記接合樹脂は、当該外縁部を覆っていることが好ましい。これによれば、フィルターの外縁部で生じた異物が液体供給路に進入することを防止することができる。また、当該異物が液体噴射ヘッドの部材等に飛散して影響を及ぼすことを防止することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、小型化及び低コスト化した液体噴射装置を実現できる。

また、本発明の他の態様は、液体を貯留する液体貯留手段から少なくとも第１供給部材及び第２供給部材に形成された液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記第１供給部材の前記液体供給路周りに設けられた熱溶着領域を溶かしてフィルターと第１供給部材とを熱溶着部を介して熱溶着するフィルター溶着ステップと、このフィルターを溶着した前記第１供給部材の前記熱溶着部に接するように前記第２供給部材を対向して配置する配置ステップと、前記第１供給部材と配置された前記第２供給部材とを接合する接合ステップとを含み、前記フィルター溶着ステップでは、前記フィルターの前記第２供給部材側に前記熱溶着部が現れるように前記熱溶着領域を溶かして前記フィルターを前記第１供給部材に溶着し、前記接合ステップでは、前記熱溶着部の近傍に溶融樹脂を流し込み、該溶融樹脂の熱で前記熱溶着部を溶かして前記第２供給部材と前記フィルターとを接合するとともに、当該溶融樹脂で前記第１供給部材と前記第２供給部材を接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、第１供給部材とフィルターを一体化した熱溶着部を介して第２の供給部材とフィルターとを接合して固定して一体化することで、フィルターの有効面積を小さくすることなくフィルター間を完全に隔離した状態で一体化することができ、ヘッドを小型化することができる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルターの有効面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。さらに、フィルターの周縁部を最小面積として熱溶着部によってフィルターの外周端面を覆うようにし且つ熱溶着部により供給体とフィルター取付部材との間に隙間が発生するのを確実に防止して、隙間から液体が漏出するのを確実に防止することができる。
また、前記接合ステップによれば、熱溶着部の近傍に溶融樹脂を流し込んで接合樹脂を形成する過程で、熱溶着部を介して第１供給部材、フィルター及び第２供給部材が確実に一体化される。

本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の上面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の要部を拡大した上面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の断面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係るヘッド本体を示す分解斜視図である。本発明の実施形態１に係るヘッド本体を示す断面図である。本発明の実施形態２に係る供給部材の他の例を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るフィルターの他の例を示す断面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。本発明のインクジェット式記録装置１０は、図１に示すように、インク滴を吐出する液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドとも言う）１１がキャリッジ１２に固定され、この記録ヘッド１１には、ブラック（Ｂ）、ライトブラック（ＬＢ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異なる色のインクが貯留された液体貯留手段であるインクカートリッジ１３がそれぞれ着脱可能に固定されている。

記録ヘッド１１が搭載されたキャリッジ１２は、装置本体１４に取り付けられたキャリッジ軸１５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モーター１６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト１７を介してキャリッジ１２に伝達されることで、キャリッジ１２はキャリッジ軸１５に沿って移動される。一方、装置本体１４にはキャリッジ軸１５に沿ってプラテン１８が設けられており、図示しない給紙装置等により給紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン１８上を搬送されるようになっている。

また、キャリッジ１２のホームポジションに対応する位置、すなわち、キャリッジ軸１５の一方の端部近傍には、記録ヘッド１１のノズル形成面を封止するキャップ部材１９を有するキャッピング装置２０が設けられている。このキャップ部材１９によってノズル開口が形成されたノズル形成面を封止することにより、インクの乾燥を防止している。また、このキャップ部材１９は、クリーニング動作時のインク受けとしても機能する。

ここで、本実施形態に係る記録ヘッド１１について説明する。なお、図２は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。

図２に示すように、記録ヘッド１１は、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３が固定されるカートリッジケース等の供給部材３０と、供給部材３０のインクカートリッジ１３とは反対側の面に固定されたヘッド本体２２０と、ヘッド本体２２０の液体噴射面側に設けられたカバーヘッド２４０とを具備する。

まず、供給部材３０について詳細に説明する。なお、図３は、供給部材の上面図であり、図４は、供給部材の要部を拡大した上面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′断面図である。

図５に示すように、供給部材３０は、第１供給部材及び第２供給部材でフィルターを挟持したものであり、本実施形態では第１供給部材及び第２供給部材の何れか一方に相当する流路の下流側の供給部材本体３１と、供給部材本体３１の流路上流側に設けられた第１供給部材及び第２供給部材の他方である供給針３２と、供給部材本体３１と供給針３２との間に設けられたフィルター３３とが、熱溶着部３４、アウター部３９により一体化されたものである。

供給部材３０は、一方面に上述したインクカートリッジ１３（「液体貯留手段」に相当）がそれぞれ装着される供給体形成部３５を有する。勿論、この供給体形成部３５には、直接インクカートリッジ１３が装着されるものではなく、液体貯留手段からチューブを介して供給体形成部３５に液体であるインクが導かれる態様のものであってもよい。

また、供給部材本体３１には、後述するフィルター３３よりも下流側にあって、一端が各供給体形成部３５に開口し、他端がヘッド本体２２０側に開口して、インクカートリッジ１３からのインクをヘッド本体２２０に供給するための液体供給路３６が設けられている。なお、液体供給路３６は、供給部材本体３１の長手方向に並設されて複数設けられており、液体供給路３６は、インクの色毎に設けられたインクカートリッジ１３に対してそれぞれ独立して設けられている。

また、供給部材本体３１の表面（供給体形成部３５）の液体供給路３６の開口の周囲の領域であるフィルター挟持部３７は熱溶着部３４と一体的に固定され、フィルター挟持部３７と供給針３２のフィルター挟持部４２との間でフィルター３３を一体的に固定するようになっている。ここで、液体供給路３６の周囲の領域とは、液体供給路３６及びフィルター室４１の開口に近接した周縁部であり、本実施形態では、液体供給路３６の周囲の壁面は熱溶着部３４により画成されている。そして、省スペースの観点から熱溶着部３４はできるだけ開口に近い周縁部となるようにするのが好ましい。

供給体となる供給針３２は、供給部材本体３１の表面（供給体形成部３５）に固定されるものであり、液体供給路３６に連通する貫通路４０を有し、貫通路４０の液体供給路３６との接続領域には、他の領域よりも内径の大きい空間、すなわち、幅広部であるフィルター室４１が設けられている。このフィルター室４１は、例えば、本実施形態では、供給部材本体３１側ほど内径が大きくなるように形成されており、フィルター室４１のフィルター３３側の開口が液体供給口となり、この液体供給口を介してインクカートリッジ１３から供給されたインクを供給部材本体３１に供給するようになっている。

供給針３２は、供給部材本体３１側の底面のフィルター室４１を囲む領域は、供給部材本体３１のフィルター挟持部３７に対応してこのフィルター挟持部３７との間でフィルター３３を挟持するフィルター挟持部４２を有する。

フィルター３３は、例えば、金属が細かく編みこまれたシート状のものであり、供給部材本体３１と供給針３２とで挟持されている。また、本実施形態では、フィルター３３の形状は特に限定されないが、熱溶着部３４を確保できる形状であればよい。図４には、フィルター３３に溶融樹脂が染み込んで形成された熱溶着部３４を領域Ａとして示しており、フィルター３３は、液体供給路３６を封止する部分を連結部４３で連結された形状を有し、連結部４３には貫通孔４７を有する。

また、フィルター３３は、その外縁部３３ａが熱溶着部３４及び後述する接合部３８からアウター領域に突出している。なお、フィルター３３の外縁部３３ａとは、フィルター３３の外端面を含む外縁近傍の領域をいう。

ここで、供給部材本体３１及びフィルター３３は、まず、熱溶着部３４を介して個々の液体供給路３６に対応する領域が隔離された状態で一体化され、さらに、熱溶着部３４を介して一体化された供給部材本体３１及びフィルター３３と供給針３２とを金型にセットして樹脂を射出成形することにより、熱溶着部３４の液体供給路３６の外側の領域に近接して溶融樹脂を流し込み、溶融樹脂の熱で熱溶着部３４の少なくとも表面が溶融し、フィルター３３と供給針３２とが接合部３８を介して接合される。すなわち、供給部材本体３１のフィルター挟持部３７より外側、及び供給針３２のフィルター挟持部４２より外側は、フィルター挟持部３７、４２よりそれぞれ低く形成され、フィルター３３との隙間にアウター部３９を形成する樹脂が充填されるようになっており、この樹脂の熱により接合部３８が形成される。また、これと同時に熱溶着部３４及び接合部３８を囲むように充填された溶融樹脂によりアウター部３９が形成される。ここで、アウター部３９は、熱溶着部３４及び接合部３８の外側に接触して囲むアウター領域まで連続して形成されており、このアウター領域に充填された部分が接合樹脂４９となる。アウター領域に形成された接合樹脂４９は熱溶着部３４及び接合部３８と一体化しており、このような熱溶着部３４、接合部３８及び接合樹脂４９により、各貫通路４０及び液体供給路３６を独立させた状態で確実に封止される。また、アウター領域に形成された接合樹脂４９は、フィルター３３の外縁部３３ａを覆っている。すなわち、接合樹脂４９は、熱溶着部３４及び接合部３８よりも外側に突出した外縁部３３ａの両面及び外端面を覆っている。なお、接合樹脂４９がフィルター３３の外縁部３３ａを覆うとは、金属を細かく編み込むことで複数の微細孔が形成されたフィルター３３の当該微細孔内にまで接合樹脂４９が延設されている状態を含む。また、接合樹脂４９により、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルター３３が一体化されており、隣接する液体供給路３６からのインク漏れが生じての混じり合いを防止することができるようになっている。

また、本実施形態のアウター部３９は、供給部材本体３１及び供給針３２の外周を囲むように形成されており、これにより、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルター３３がより確実に一体化されるようになっている。

ここで、本実施形態では、２つの供給針３２を一体化することにより、２つの液体供給路に対して２つの供給針３２が一体化されて１つの部材となっている。すなわち、本実施形態では、図３に示すように、１０個の液体供給路３６（図示なし）に対して５つの部材が設けられていることになる。そして、２つの供給針３２の間の領域には、両方のアウター部３９同士を連通すると共にフィルター３３の連結部４３を囲む連通部４５を有し、連通部４５にはアウター部３９を形成する樹脂を導入するゲートに連通する充填孔４６が形成されている。

フィルター３３は、１つの液体供給路３６毎に独立して設けてもよく、また、複数の液体供給路３６毎に連続する１つのフィルター３３を設けるようにしてもよい。本実施形態では、２つの液体供給路３６に連続するように１つのフィルター３３を設けるようにした。よって、充填孔４６から導入される樹脂が確実にアウター部３９に充填されるように、上述したように充填孔４６に対応した領域のフィルター３３の連結部４３には貫通孔４７が形成されている。勿論、貫通孔４７は設けなくてもよく、また、１０個の液体供給路３６に対応するフィルター３３を互いに連結して一つのフィルターとして用いてもよい。

以上説明したように、熱溶着部３４、接合部３８及び接合樹脂４９を設けることで、各液体供給路３６の周囲が樹脂により封止され、液体供給路３６間の漏れが確実に防止される。また、接合樹脂４９に連続してアウター部３９を設けることで、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルター３３を確実に一体化した供給部材３０とすることができる。このように、熱溶着部３４、接合部３８及び接合樹脂４９を設け、さらに一体成形により形成されたアウター部３９を設けて供給部材本体３１、供給針３２及びフィルター３３を一体化することで、隣り合う液体供給路同士で液体の漏れを完全に防止した状態で、一体化できる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルター３３の面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子３００を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。

また、供給部材本体３１と供給針３２とフィルター３３とを熱溶着部３４、接合部３８及び接合樹脂４９によって確実に固定するため、供給部材本体３１と供給針３２との間に隙間が発生するのを防止して、隙間からインクが漏出するのを防止することができる。

また、フィルター３３は、その外縁部３３ａが熱溶着部３４及び接合部３８からアウター領域に、すなわち、液体供給路３６よりも外側に設けられ、接合樹脂４９により覆われている。すなわち、外縁部３３ａは、液体供給路３６から離隔した位置で接合樹脂４９に覆われている。このため、フィルター３３の外縁部３３ａから解れた金属の細線が液体供給路３６に進入することが防止されている。

ここで、インクジェット式記録装置１０では、クリーニング動作時には、通常の印刷動作時と比較して、インクは、より強い負圧で液体供給路３６側に吸引される。このため、フィルター３３の外縁部３３ａが仮に液体供給路３６内に配設されているとすると、当該外縁部３３ａから解れた金属の細線は、フィルター３３に一度捕捉されても、フィルター３３の微細孔をすり抜けて液体供給路３６に進入してしまうことがある。

しかしながら、上述したように、フィルター３３の外縁部３３ａから解れた金属の細線は、液体供給路３６に進入することはないので、本実施形態の記録ヘッド１１では、クリーニング動作時においても液体供給路３６への異物の混入が確実に防止される。

さらに、フィルター３３の外縁部３３ａは、接合樹脂４９により覆われているので、外縁部３３ａから解れた金属の細線が、接合樹脂４９よりも外側に離散してしまうことが防止されている。これにより、当該細線が外側に離散して記録ヘッド１１の各部材に付着して電気的な短絡を引き起こしたりすることが防止される。

なお、フィルター３３は、金属を編み込んだシート状のものであったが、これに限らない。例えば、金属板を打ち抜いて形成したものをフィルターとしてもよい。この打ち抜きにより形成したフィルターでは、外縁部にバリが生じうる。しかしながら、上述したように、フィルター３３の外縁部３３ａは、液体供給路３６より外側に設けられて接合樹脂４９に覆われるので、このようなバリが液体供給路３６に進入することが防止される。

また、フィルター３３は、微細孔を有する樹脂からなるシート状のものであってもよいし、不織布であってもよい。この場合であっても、外縁部３３ａから解れた樹脂の一部や不織布の一部が液体供給路３６に進入することが防止される。

また、特に図示しないが、フィルター３３は、その外縁部３３ａがアウター領域よりも外側に突出し、アウター部３９に覆われてもよい。この場合においても、外縁部３３ａから解れた金属の細線が液体供給路３６に進入することが防止される。

なお、本実施形態では、アウター部３９は、一体化された２つの供給針３２の間に設けられた充填孔４６から充填された樹脂によって形成され、樹脂は充填孔４６に連通する連通部４５を介して供給部材本体３１の及び供給針３２の外周に充填されてアウター部３９となる。

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッド１１、特に供給部材３０の製造方法について詳細に説明する。なお、図６〜図８は、供給部材の製造方法を示す断面図である。

まず、図６に示すように、供給部材本体３１及び供給針３２の何れか一方とフィルター３３とを熱溶着により一体化する。すなわち、本実施形態では、供給部材本体３１とフィルター３３とを、供給部材本体３１のフィルター挟持部３７に設けられた熱溶着領域である熱溶着用突起３７ａを介して熱、超音波又は両者を印加しながら熱溶着することにより両者を一体化する。ここで、熱溶着の条件は特に限定されないが、熱溶着用突起３７ａが溶融してフィルター３３の反対側表面まで染み込んで表面樹脂３４ａが表面に形成されるようにするのが好ましい。なお、このとき、外縁部３３ａがフィルター挟持部３７の外側になるようにフィルター３３を配置する。

次いで、図７に示すように、熱溶着部３４により一体化された供給部材本体３１及びフィルター３３と、供給針３２とを、熱溶着部３４に供給針３２が接触するように金型２００内に載置する。金型２００は、例えば、上下に分割された部材からなり、連通部４５及びアウター部３９を成形するためのキャビティー２０１、２０２及びキャビティー２０１に連通するゲート２０３が設けられている。

そして、図８に示すように、ゲート２０３から樹脂を充填してアウター部３９を一体成形により形成して供給部材３０を形成する。具体的には、溶融した樹脂を金型２００のゲート２０３を介してキャビティー２０１内に充填することで、溶融樹脂は供給部材本体３１と供給針３２の間のフィルター３３の外周の外側を通って流れ、熱溶着部３４と供給針３２とが接触した領域の外側のアウター領域にまで流れ込み、このときの熱で熱溶着部３４の表面樹脂３４ａが溶融し、熱溶着部３４を介してフィルター３３と供給針３２とが接合した接合部３８が形成される。また、これと同時に、アウター領域に接合樹脂４９が充填され、熱溶着部３４、接合部３８及び接合樹脂４９が一体化する。さらに、この接合樹脂４９によりフィルター３３の外縁部３３ａが覆われる。また、接合樹脂４９と連続して供給部材本体３１と供給針３２の外側に流れた樹脂によりアウター部３９が成形される。これにより、アウター部３９は、供給部材本体３１及び供給針３２の周囲に亘って設けられて、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルター３３の外周部を固定して一体化する。

なお、上述したように、本実施形態のフィルター３３には、貫通孔４７が設けられているため、金型２００のキャビティー２０１内で樹脂が貫通孔４７を通過してフィルター３３の上下側に流動し易く、溶融された樹脂を容易に金型２００内に充填することができる。

このように形成された供給部材３０は、熱溶着部３４及び接合部３８で液体供給路３６が個々に確実に隔離された状態で接合樹脂４９及びアウター部３９により一体化される。

また、このような供給部材３０の供給針３２とは反対側にはヘッド本体２２０が設けられている。ここで、ヘッド本体２２０について説明する。なお、図９は、ヘッド本体の分解斜視図であり、図１０は、ヘッド本体の断面図である。

図示するように、ヘッド本体２２０を構成する流路形成基板６０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板６０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室６２が、幅方向に並設された列が２列形成されている。また、各列の圧力発生室６２の長手方向外側には、後述するリザーバー形成基板８０に設けられるリザーバー部８１と連通し、各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成する連通部６３が形成されている。また、連通部６３は、インク供給路６４を介して各圧力発生室６２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板６０に形成された液体流路として、圧力発生室６２、連通部６３及びインク供給路６４が設けられている。

また、流路形成基板６０の開口面側には、ノズル開口７１が形成されたノズルプレート７０が接着剤４００を介して固着されている。具体的には、複数のヘッド本体２２０に対応するように複数のノズルプレート７０が設けられており、当該ノズルプレート７０は後で詳述するカバーヘッド２４０の露出開口部２４１よりも若干広い面積を有してカバーヘッド２４０と重畳する領域で接着剤等によって固定されている。なお、ノズルプレート７０のノズル開口７１は、各圧力発生室６２のインク供給路６４とは反対側で連通する位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板６０に圧力発生室６２が並設された列を２列設けたため、１つのヘッド本体２２０にノズル開口７１の並設されたノズル列７１Ａが２列設けられている。そして、本実施形態では、このノズルプレート７０のノズル開口７１が開口する面が液体噴射面Ａとなっている。このようなノズルプレート７０としては、例えば、シリコン単結晶基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。

一方、流路形成基板６０の開口面とは反対側には、弾性膜５０上に、金属からなる下電極膜と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板６０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部８１を有するリザーバー形成基板８０が接合されている。このリザーバー部８１は、本実施形態では、リザーバー形成基板８０を厚さ方向に貫通して圧力発生室６２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板６０の連通部６３と連通されて各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。

また、リザーバー形成基板８０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部８２が設けられている。

さらに、リザーバー形成基板８０上には、各圧電素子３００を駆動するための半導体集積回路（ＩＣ）等からなる駆動回路１１０が設けられている。この駆動回路１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤ等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動回路１１０の各端子には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

また、このようなリザーバー形成基板８０上には、コンプライアンス基板１４０が接合されている。コンプライアンス基板１４０のリザーバー１００に対向する領域には、リザーバー１００にインクを供給するためのインク導入口１４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板１４０のリザーバー１００に対向する領域のインク導入口１４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部１４３となっており、リザーバー１００は、可撓部１４３により封止されている。この可撓部１４３により、リザーバー１００内にコンプライアンスを与えている。

また、コンプライアンス基板１４０上には、ヘッドケース２３０が固定されている。

ヘッドケース２３０は、インク導入口１４４に連通すると共に供給部材３０の液体供給路３６に連通して、供給部材３０からのインクをインク導入口１４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられている。このヘッドケース２３０には、コンプライアンス基板１４０の可撓部１４３に対向する領域に溝部２３２が形成され、可撓部１４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。また、ヘッドケース２３０には、リザーバー形成基板８０上に設けられた駆動回路１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動回路保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動回路保持部２３３を挿通して駆動回路１１０と接続されている。

また、ヘッドケース２３０を介して供給部材３０に保持されたヘッド本体２２０は、図２に示すように、５つのヘッド本体２２０の液体噴射面側を覆うように箱形状を有するカバーヘッド２４０によって相対的に位置決めされて保持されている。カバーヘッド２４０は、ノズル開口７１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面の少なくともノズル列７１Ａの並設されたノズル開口７１の両端部側に接合される接合部２４２とを具備する。

接合部２４２は、本実施形態では、複数のヘッド本体２２０に亘って液体噴射面の外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するヘッド本体２２０の間に延設されて露出開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されており、枠部２４３及び梁部２４４がヘッド本体２２０の液体噴射面、すなわちノズルプレート７０の表面に接合されている。

また、カバーヘッド２４０には、ヘッド本体２２０の液体噴射面の側面側に、液体噴射面の外周縁部に亘って屈曲するように延設された側壁部２４５が設けられている。

このようにカバーヘッド２４０は、接合部２４２をヘッド本体２２０の液体噴射面に接着するようにしたため、液体噴射面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、液体噴射面のワイピングや吸引動作などを行っても、液体噴射面にインクが残留するのを防止することができる。また、梁部２４４によって隣接するヘッド本体２２０の間が塞がれているため、隣接するヘッド本体２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動回路１１０などのインクによる劣化及び破壊を防止することができる。また、ヘッド本体２２０の液体噴射面とカバーヘッド２４０との間は、接着剤によって隙間なく接着されているため、隙間に被記録媒体Ｓが入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。さらに、側壁部２４５が、複数のヘッド本体２２０の外周縁部を覆うことで、ヘッド本体２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。また、カバーヘッド２４０に、ヘッド本体２２０の液体噴射面と接合される接合部２４２を設けるようにしたため、複数のヘッド本体２２０の各ノズル列７１Ａをカバーヘッド２４０に対して高精度に位置決めして接合することができる。

このようなカバーヘッド２４０としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料が挙げられ、金属板をプレス加工により形成してもよく、成形により形成するようにしてもよい。また、カバーヘッド２４０を導電性の金属材料とすることで、接地することができる。なお、カバーヘッド２４０とノズルプレート７０との接合は、特に限定されず、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型の接着剤による接着などが挙げられる。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１１は、インクカートリッジ１３からのインクを液体供給路３６から取り込み、インク供給連通路２３１及びインク導入口１４４を介して、リザーバー１００からノズル開口７１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１１０からの記録信号に従い、各圧力発生室６２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室６２内の圧力が高まりノズル開口７１からインク滴が吐出する。

（実施形態２）
図１１には、実施形態２に係る供給部材の断面を示す。本実施形態の供給部材３０Ａは、熱溶着部の上面まで連続するようにアウター部を延設するようにした以外は実施形態１と同様であるので、実施形態１と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

図示するように、フィルター３３Ａと供給部材本体３１Ａとの熱溶着部３４Ａの内側の領域のみに供給針３２Ａが接触して接合部３８Ａとなり、アウター部３９Ａの接合樹脂４９Ａが熱溶着部３４Ａの上面の外側の領域にまで入り込むように形成され、熱溶着部３４Ａと接合部３８Ａと接合樹脂４９Ａとが一体化されるようになっている。すなわち、供給部材本体３１Ａのフィルター挟持部３７Ａに対して、供給針３２Ａのフィルター挟持部４２Ａが小さく形成され、フィルター挟持部４２Ａの外側である熱溶着部３４Ａの上面までアウター部３９Ａを形成する樹脂が充填されるようになっている。これにより、熱溶着部３４Ａに重なるように連続して接合樹脂４９Ａが形成され、熱溶着部３４Ａ及び接合部３８Ａと接合樹脂４９Ａとがより確実に一体的に形成されている。これにより、熱溶着部３４Ａ、接合部３８Ａ及び接合樹脂４９Ａで液体供給路３６間が確実に隔離され、液体の混合が防止される。また、アウター部３９Ａにより確実に補強され、流路間の隔離がより確実となる。なお、フィルター３３Ａを図示するものより大きくして、フィルター３３Ａの外周部の両側にアウター部３９Ａが設けられるようにしてもよい。

なお、本実施形態においては、接合樹脂４９は、フィルター３３Ａの外縁部３３ａ、すなわち、フィルター３３Ａの熱溶着部３４Ａよりも外側の上面と外端面とを覆っている。これにより、フィルター３３Ａの外縁部３３ａで解れた金属の細線等が液体供給路３６に進入することが防止され、また当該細線等がアウター部３９Ａの外部に離散することが防止される。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば第１供給部材及び第２供給部材の構成は上述した実施形態の構成に限定されるものではない。また、上述した実施形態では、第１供給部材を供給部材本体とし、第２供給部材を供給針としたが逆としてもよい。さらに、ヘッド本体２２０に接続する供給部材本体３１全体を第１供給部材としたが、供給部材本体３１をフィルター３３側とヘッド本体２２０側とで分割し、フィルター３３側の部材を第１供給部材としてフィルター３３及び供給針３２と一体化してもよい。なお、この場合には、一体化した部材にヘッド本体２２０側の供給部材本体を組み付けて供給部材３０を構成することになる。

また、上述した実施形態では、２つの供給針３２を一体化した１つの部材を設け、複数の供給針３２と供給部材本体３１とをアウター部３９で一体化したが、特にこれに限定されず、例えば、供給部材本体３１及び供給針３２をそれぞれ独立して設け、供給部材本体３１及び供給針３２のそれぞれにアウター部３９を設けるようにしてもよく、または、上述したような１０個の液体供給路３６を封止して一体化するアウター部３９を同時に形成するようにしてもよい。この場合、フィルター３３は、上述した２連のフィルターを５個用いてもよいが、１０個の液体供給路３６を封止するフィルターを連結したものとしてもよい。図１２にはこのような１０連のフィルターの一例を示す。このフィルター３３Ｂは、上述した２つの液体供給路３６に対応するフィルターを連結部４３Ｂで連結したものを連結部４４Ｂで５つ連結したものである。また、アウター部を形成する樹脂の充填のし易さのために、各連結部４３Ｂ、４４Ｂに貫通孔４７Ｂを設けている。なお、連結部４３Ｂ、４４Ｂは、連通部及びアウター部を形成し易くするために、細い帯状部材としている。勿論、連結部４３Ｂ、４４Ｂは帯状でなくてもよく、また、連結部４３Ｂ、４４Ｂに貫通孔４７Ｂを設けなくてもよいことはいうまでもない。

さらに、上述した実施形態では、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３を供給部材３０に着脱自在となるように設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、液体貯留手段として、インクタンク等を記録ヘッド１１とは異なる位置に設け、液体貯留手段と記録ヘッド１１とをチューブなどの供給管を介して接続するようにしてもよい。すなわち、上述した実施形態１では、供給体として針状の供給針３２を例示したが、供給体は、針状のものに限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、複数の液体供給路３６に対して１つのヘッド本体２２０が設けられた構成を例示したが、インクの色毎に複数のヘッド本体を設けるようにしてもよい。このような場合には、各液体供給路３６が、各ヘッド本体に連通する、すなわち、各液体供給路３６が、各ヘッド本体に設けられたノズル開口が並設されたノズル列毎に連通するように設けられていてもよい。もちろん、液体供給路３６は、ノズル列毎に連通しなくてもよく、１つの液体供給路３６が複数のノズル列に連通していてもよく、また、１列のノズル列を２つに分け、それぞれに液体供給路３６が連通していてもよい。すなわち、液体供給路３６は、複数のノズル開口からなるノズル開口群に連通していればよい。

さらに、上述の実施形態では、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド１１を例示して本発明を説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。

１０インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１１インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、３０供給部材、３１供給部材本体、３２供給針（供給体）、３３フィルター、３３ａ外縁部、３４熱溶着部、３５供給体形成部（表面）、３８接合部、３９アウター部、４９接合樹脂、２００金型、２２０ヘッド本体、２４０カバーヘッド

Claims

液体を貯留する液体貯留手段から液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、
前記液体供給路が形成された第１供給部材及び第２供給部材と、
前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて前記液体供給路に対応して設けられたフィルターとを備え、
前記液体供給路を囲む領域には、前記第１供給部材が溶け出して前記フィルターの前記第２供給部材側まで染み込んだ熱溶着部と、当該熱溶着部で前記第２供給部材と前記フィルターとが接合された接合部とを有し、これら熱溶着部及び接合部の前記液体供給路の外側の前記第１供給部材と第２供給部材との間の領域であるアウター領域に流し込まれて形成されて前記接合部と一体化された接合樹脂を具備する
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記接合部の外側の領域であって、前記熱溶着部に対向する領域に前記接合樹脂が形成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。
前記フィルターの前記液体供給路を囲む領域の全周囲に前記熱溶着部が存在し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材の全周囲に前記アウター領域の前記接合樹脂に連続してアウター部が設けられており、
前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、前記アウター部によっても接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
前記熱溶着部と前記接合部と前記接合樹脂とが一体的となり、これらを介して前記第１供給部材と前記第２供給部材とが接合されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記熱溶着部は、前記液体供給路の壁面を形成していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記フィルターの外縁部は、前記熱溶着部及び前記接合部から前記アウター領域に突出し、
前記接合樹脂は、当該外縁部を覆っていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
液体を貯留する液体貯留手段から少なくとも第１供給部材及び第２供給部材に形成された液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記第１供給部材の前記液体供給路周りに設けられた熱溶着領域を溶かしてフィルターと第１供給部材とを熱溶着部を介して熱溶着するフィルター溶着ステップと、
このフィルターを溶着した前記第１供給部材の前記熱溶着部に接するように前記第２供給部材を対向して配置する配置ステップと、
前記第１供給部材と配置された前記第２供給部材とを接合する接合ステップとを含み、
前記フィルター溶着ステップでは、前記フィルターの前記第２供給部材側に前記熱溶着部が現れるように前記熱溶着領域を溶かして前記フィルターを前記第１供給部材に溶着し、
前記接合ステップでは、前記熱溶着部の近傍に溶融樹脂を流し込み、該溶融樹脂の熱で前記熱溶着部を溶かして前記第２供給部材と前記フィルターとを接合するとともに、当該溶融樹脂で前記第１供給部材と前記第２供給部材を接合する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。