流路部材、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び流路部材の製造方法
【課題】微細なバリ等の塵埃を発生させず、少ない工数で製造可能な流路部材１を提供する。
【解決手段】流入口７を有する流入部２と、流路１９を構成する流路部３と、流路１９を横切るフィルター９を構成するフィルター部４と、流路１９に連通する流出口１０を有する流出部５と、流路１９を閉塞する閉塞部６が積層して接合して流路部材１を構成した。これにより、金型成形の際に形成されるパーティングラインから微細なバリが分離し脱落してノズルを詰まらせるという課題を解決することができる。また、接合工程や洗浄工程を減少させて量産性に優れた流路部材の製造方法を提供する。
【解決手段】流入口７を有する流入部２と、流路１９を構成する流路部３と、流路１９を横切るフィルター９を構成するフィルター部４と、流路１９に連通する流出口１０を有する流出部５と、流路１９を閉塞する閉塞部６が積層して接合して流路部材１を構成した。これにより、金型成形の際に形成されるパーティングラインから微細なバリが分離し脱落してノズルを詰まらせるという課題を解決することができる。また、接合工程や洗浄工程を減少させて量産性に優れた流路部材の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置のアクチュエータ部に液体を供給する流路部材、この流路部材を用いた液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び流路部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填したインクや液体材料をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
特許文献１にはこの種の液体噴射装置に使用される液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、インク等の液体を吐出する液体噴射ヘッドチップと、この液体噴射ヘッドチップに液体を供給する流路部材と、液体噴射ヘッドチップを駆動するための駆動部を備えている。流路部材は、液体を貯留するタンクから液体噴射ヘッドチップに液体を供給するための中間部材であり、液体噴射ヘッドに形成される液滴吐出用の複数のノズルに液体を均等に供給するとともに、流路に設置されたフィルターにより塵埃や気泡がノズル側に流れるのを阻止する。
【０００４】
図９はこの種の流路部材１００の一例を表す斜視図であり、図１０は流路部材１００の製造工程の一例を表す工程図である。流路部材１００は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の合成樹脂から成る。図９（ａ）に示すように、流路部材１００は、内部に流路が構成される本体１１７と、本体１１７の上面に設置された供給接続部１０６と、長手方向の端部上面に設置されたメンテナンス用接続部１０７と、本体１１７の前端面に形成された排出口１０５を備えている。
【０００５】
図９（ｂ）を用いてより詳しく説明する。流路部材１００は、第一の部材１０１と、第二の部材１０２と、第一フィルター１０３と、第二フィルター１０４により構成されている。第一の部材１０１は、第一の部材の上面に設置され、インク等の液体が供給される供給接続部１０６と、上面端部に設置されたメンテナンス用接続部１０７と、前方側面に設置される３つの係止爪１１２と、後方側面に設置される図示しない３つの係止穴を備えている。第一の部材１０１は、更に、第一フィルター１０３を装着するための図示しない第一フィルター受部と、第二フィルター１０４を装着するための図示しない第二フィルター受部が流路側の内表面に形成されている。
【０００６】
第二の部材１０２は、その上面が第一の部材１０１の内表面と離間して流路１１０を構成する。第二の部材１０２は、前方側面に設置された排出口１０５と、その排出口１０５の上部に設置され、第一の部材１０１の係止爪１１２と係合する３つの係止穴１１３と、長手方向の上面端部に設置され、中央に気泡排出孔を備える２つの突起１１１を備えている。第二の部材１０２は、更に、その後方側面に図示しない３つの係止穴を備え、第一の部材１０１に形成された図示しない３つの係止穴と係合する。第一の部材１０１と第二の部材１０２は、接着されて流路１１０を構成する。第一フィルター１０３は流路１１０に設置され、第二フィルター１０４は気泡排出孔に連通する連絡路に設置される。なお、メンテナンス用接続部１０７は、パッキン１０９を介してキャップ１０８により閉塞されている。
【０００７】
図１０を用いて流路部材１００の製造方法を説明する。まず、第一の部材成形工程Ｓ１０１において、合成樹脂の金型成形により第一の部材１０１を形成する。次に第一の部材洗浄工程Ｓ１０２において、水や有機溶媒中で超音波洗浄を行い、乾燥し、金型成形の際に付着したごみや油脂成分を除去する。特に、複数の金型の境界は微細なバリの発生源であり、ノズルを詰まらせて吐出不良を起こす原因となるので十分洗浄する必要がある。第二の部材成形工程Ｓ１０３において第二の部材１０２を形成し、次の第二の部材洗浄工程Ｓ１０４において水や有機溶媒中で超音波洗浄を行い、乾燥する。次に、第二フィルター設置工程Ｓ１０５において、流路と気泡排出孔を連絡する連絡路に第二フィルター１０４を設置する。第二フィルター１０４は、第一の部材１０１に接着により設置する。
【０００８】
次に、第一フィルター設置工程Ｓ１０６において、第一の部材１０１の内面に第一フィルター１０３を設置する。第一フィルター１０３は、第一の部材１０４に熱溶着により設置する。第一フィルター１０３の開口孔径は約８μｍであり、第二フィルター１０４の開口孔径は約２５μｍである。液体の流路抵抗を下げるために第一フィルター１０３は大きな面積を有している。そのため第一フィルター１０３と第一の部材１０１の接合面積は広い。
【０００９】
次に、シール工程Ｓ１０７において、第一フィルター１０３と第一の部材１０１の接合個所に接着剤を塗布し、接合不良個所を閉塞する。接合不良個所から塵埃や気泡が下流側に漏れると、ノズルが詰まって吐出不良の原因となるからである。次に、洗浄工程Ｓ１０８において、第一フィルター１０３に混入した塵埃や気泡、流路の側面から発生した微細なバリを除去する。次に、接合工程Ｓ１０９において第一の部材１０１と第二の部材１０２を接着剤により接合し、次に、部品取り付け工程Ｓ１１０において流路部材１００にパッキン１０９を介してキャップ１０８を取り付け、リークテストＳ１１１を行い、洗浄工程Ｓ１１２において最終洗浄を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、第一の部材１０１と第二の部材１０２は合成樹脂の金型成形により形成するので、金型と金型の境界部に形成されるパーティングラインには微細なバリが発生する。この微細なバリが分離し脱落するとフィルター下流側に流れてノズルを詰まらせ、吐出不良が発生する原因となっていた。また、図１０を用いて説明したとおり、第一フィルター設置工程Ｓ１０６の前に第二の部材洗浄工程Ｓ１０４が必要であり、第一フィルター設置工程Ｓ１０６の後に接合不良個所を閉塞するためのシール工程Ｓ１０７、その後の洗浄工程Ｓ１０８が必要である。そのため、製造工程が長く、コスト高の原因となっていた。本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金型成形法のような微細なバリが発生せず、量産性の優れた流路部材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流路部材は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、前記流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、前記流路に連通する流出口を有する流出部と、前記流路を閉塞する閉塞部と、が積層して接合されることとした。
【００１３】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は同じ金属材料から成り、互いに拡散接合されていることとした。
【００１４】
また、前記フィルター部は、前記フィルターが複数積層して接合されていることとした。
【００１５】
また、前記フィルター部は、線材から織り込んで形成されていることとした。
【００１６】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記流路部は、その中央部に板厚方向に貫通し前記流路を構成する流路貫通孔を有し、その長手方向の端部に前記流路貫通孔に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝を有し、前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第一の気泡排出溝に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出孔を有し、前記流出部は、その長手方向の端部に、前記第一の気泡排出孔に連通し、前記流出口が形成される側の側面に開口し板厚方向に貫通する第二の気泡排出溝を有することとした。
【００１７】
また、前記流路部と前記流出部の間に第二の流路部を備え、前記第二の流路部は、前記流路貫通孔に連通する第二の流路貫通孔を有し、前記第一の気泡排出溝に連通する第二のフィルターを有することとした。
【００１８】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記流入部は、その長手方向の端部にメンテナンス用の第一のメンテナンス貫通孔を有し、前記流路部は、その長手方向の端部に前記第一のメンテナンス貫通孔に連通する第二のメンテナンス貫通孔を有し、前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第二のメンテナンス貫通孔に連通する第三のメンテナンス貫通孔を有し、前記流出部は、平面視でコの字形を有し、その長手方向の端部に前記第三のメンテナンス貫通孔に連通し、前記コの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通するメンテナンス溝を有することとした。
【００１９】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記閉塞部は第一の閉塞部と第二の閉塞部を含み、前記第一の閉塞部は、その長手方向の端部の前記流出口の側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第一の接着剤通路溝と、前記長手方向の端部の前記流出口と反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第二の接着剤通路溝とを有し、前記第二の閉塞部は、その長手方向の端部に、一端を前記第一の接着剤通路溝に連通し、他端を前記第二の接着剤通路溝に連通する２つの連絡貫通孔を有することとした。
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記いずれかに記載の流路部材と、前記流出口を液体供給口に連通するアクチュエータ部と、を備えることとした。
【００２１】
本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【００２２】
本発明の流路部材の製造方法は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、フィルターを構成するフィルター部と、流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部とを形成する部材形成工程と、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部を積層し、加熱して拡散接合する接合工程と、を備えることとした。
【００２３】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部をエッチング法により形成することとした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の流路部材は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、流路に連通する流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部が積層して接合される。これにより、金型成形の際に形成されるパーティングラインから微細なバリが分離し脱落してノズルを詰まらせるという課題を解決することができる。また、接合工程や洗浄工程を減少させて量産性に優れた流路部材の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る流路部材の説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る流路部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る流路部材の分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る流路部材の斜視図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る流路部材の製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る流路部材の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図９】従来公知の流路部材の斜視図である。
【図１０】従来公知の流路部材の製造工程を表す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る流路部材の説明図であり、（ａ）は流路部材１の分解斜視図であり、（ｂ）は斜視図である。流路部材１は、上から順に、流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５、及び閉塞部６が積層して接合された構造を備えている。流入部２は中央部に流入口７を有している。流路部３は、中央部に上記流入口７に連通し、流路を構成する流路貫通孔８を有している。フィルター部４は流路を横切るフィルター９を有している。流出部５は流路に連通する手前側の側面が開口して流出口１０を構成するコの字形の形状を有している。閉塞部６は流路の下部を閉塞する。
【００２７】
このように、予めパターンが形成された薄板を積層して接合することにより、型成形では避けられないパーティングラインを無くし、パーティングラインから微細なバリが分離し脱落することがない。また、型成形では難しい中空孔等の複雑な連絡孔を容易に構成することができる。
【００２８】
各部として、金属材料を使用することができる。フィルター部４は複数枚から構成することができる。他の部も複数枚から構成することができる。各部として、例えば厚さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのステンレス鋼、ニッケル合金などの金属薄板を使用することができる。後に詳細に説明するが、各部をフォトリソグラフィ及びエッチング工程により必要な形状の薄板に形成することができる。そして、流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５、及び閉塞部６の各部を積層し、拡散接合により一体的に接合して流路部材１を形成することができる。また、フィルター部４として、金属薄板のフォトリソグラフィ及びエッチング法に代えて、他部と同系金属の線材を平織、綾織、平畳織、綾畳織等により織り込んで作成することができる。この線材によるフィルター部も拡散接合により他部と一体的に形成することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、中央に流入口７を有する流入部２を上端に設置したが本発明はこれに限定されない。例えば上端に閉塞部６を設置し、次に前方側面又は後方側面に流入口を有する流入部２を設置して側面方向から液体を流入するように構成しても良い。同様に、流出部５の下部に閉塞部６を設置することに代えて、流路貫通孔８と同形状の流出口を有する流出部５を下端に設置して、積層方向に液体を流出するように構成しても良い。以下、本発明の構成についてより具体的に説明する。
【００３０】
（第二実施形態）
図２及び図３は、本発明の第二実施形態に係る流路部材１の分解斜視図である。図４は、薄板を積層して接合した流路部材１の斜視図である。図２及び図３に示すように、流入部２を２枚の流入部２ａ、２ｂにより構成し、流路部３を５枚の流路部３ａ〜３ｅにより構成し、フィルター部４を１枚で構成し、流出部５を２枚の流出部５ａ、５ｂにより構成し、閉塞部６を５枚の閉塞部６ａ〜６ｅにより構成した。流入部２ａ、２ｂ・・・閉塞部６ｅの薄板はすべて同じ厚さのステンレス薄板を使用している。
【００３１】
最上部の流入部２ａは、中央に板厚方向に貫通する流入口７ａを有し、手前側の一方の端部に板厚方向に貫通する第一のメンテナンス貫通孔１５ａを有する。その下部の流入部２ｂは、中央に流入口７ａに連通する流入口７ｂを有し、手前側の一方の端部には第一のメンテナンス貫通孔１５ａに連通するメンテナンス貫通孔１５ｂを有する。流入部２ｂの下部の流路部３ａは、中央に長方形の流路貫通孔８ａを有し、その手前側の一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｂに連通するメンテナンス貫通孔１５ｃを有する。
【００３２】
流路部３ａの下部の流路部３ｂは、中央に流路貫通孔８ａに連通し流路貫通孔８ａと同形状の流路貫通孔８ｂを有し、手前側の一方の端部と奥側の他方の端部に流路貫通孔８ｂに連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝１２ａを有している。流路部３ｂは、更に、一方の端部に、メンテナンス貫通孔１５ｃに連通するメンテナンス貫通孔１５ｄ（第二のメンテナンス貫通孔）を有する。流路部３ｂの下部の流路部３ｃは、中央に流路貫通孔８ｂに連通し流路貫通孔８ｂと同形状の流路貫通孔８ｃを有し、一方の端部と他方の端部に第一の気泡排出溝１２ａに連通する気泡排出孔１３ａを有し、一方の端部に第二のメンテナンス貫通孔１５ｄに連通するメンテナンス貫通孔１５ｅを有する。
【００３３】
流路部３ｃの下部の流路部３ｄ（第二の流路部）は、中央部に流路貫通孔８ｃに連通する同形状の流路貫通孔８ｄ（第二の流路貫通孔）を有し、一方の端部と他方の端部の上記気泡排出孔１３ａに対応する位置に第二のフィルター１４を有し、一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｅに連通するメンテナンス貫通孔１５ｆを有する。流路部３ｄの下部のフィルター部４は、中央に、流路貫通孔８ｄに対応する位置に流路貫通孔８ｄと同形状のフィルター９を有し、一方の端部と他方の端部に上記第二のフィルター１４に対応する位置に気泡排出孔１３ｂ（第一の気泡排出孔）を有し、更に、一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｆに連通するメンテナンス貫通孔１５ｇ（第三のメンテナンス貫通孔）を有する。
【００３４】
フィルター部４の下部の流路部３ｅは、中央部にフィルター９に対応する位置にフィルター９と同形状の流路貫通孔８ｅを有し、一方の端部と他方の端部に第一の気泡排出孔１３ｂに連通する気泡排出孔１３ｃを有し、更に、一方の端部に上記第三のメンテナンス貫通孔１５ｇに連通するメンテナンス貫通孔１５ｈを有する。
【００３５】
流路部３ｅの下部のコの字形を有する流出部５ａは、流出口が形成される手前側に開口し、一方の端部と他方の端部に気泡排出孔１３ｃに連通する気泡排出孔１３ｄを有する。流出部５ａは、更にコの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通し、メンテナンス貫通孔１５ｈに連通するメンテナンス溝１８ａを有する。流出部５ａの下部の流出部５ｂは、流出部５ａと同じコの字形の形状を有し、流出口が形成される手前側に開口する。流出部５ｂは、一方の端部と他方の端部に、板厚方向に貫通し、流出口が形成される手前側に開口し、気泡排出孔１３ｄに連通する第二の気泡排出溝１２ｂを有する。流出部５ｂは、更に、一方の端部のコの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通し、メンテナンス溝１８ａに連通するメンテナンス溝１８ｂを有する。
【００３６】
流出部５ｂの下部に位置する閉塞部６ａは、上部に形成される流路を閉塞する。閉塞部６ａの下部の閉塞部６ｂは、一方の端部と他方の端部であり、流出口１０が形成される側とは反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する２つの第三の接着剤通路溝１６ｃを有する。閉塞部６ｂの下部の閉塞部６ｃ（第一の閉塞部）は、一方の端部と他方の端部であり、流出口１０が形成される側の側面に開口し、板厚方向に貫通する２つの第一の接着剤通路溝１６ａを有する。閉塞部６ｃは、更に、一方の端部と他方の端部であり流出口１０が形成される側とは反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通し、上記第三の接着剤通路溝１６ｃに連通する２つの第二の接着剤通路溝１６ｂを有する。閉塞部６ｃの下部に位置する閉塞部６ｄ（第二の閉塞部）は、一方の端部と他方の端部であり一端を上記第一の接着剤通路溝１６ａに連通し、他端を上記第二の接着剤通路溝１６ｂに連通し、厚み方向に貫通する２つの連絡貫通孔１７を有する。閉塞部６ｄの下部に位置する閉塞部６ｅは、上記４つの連絡貫通孔１７を閉塞する。
【００３７】
このように、１５枚のステンレス薄板を使用して、流入口７と流出口１０の間に流路を構成し、その流路を横切るようにフィルター９を設置することができる。更に、一方の端部にフィルター９の下流側の流路に連通するメンテナンス貫通孔１５を形成し、一方の端部と他方の端部にフィルター９の上流側の流路に連通し流出口１０が形成される側の側面に開口する気泡排出孔１３を形成することができる。更に、一方の端部に流出口１０が形成される側面から反対側の側面に貫通する接着剤通路１６を形成することができる。なお、各部を構成するステンレス薄板は必要に応じて枚数を増減させることができる。
【００３８】
フィルター９は、気泡や塵埃が混入した液体がノズルに流れてノズル開口を詰まらせ、吐出不良を起こすことを防止するために設置されている。気泡排出孔１３は、フィルター９の上流側に混入した気泡を除去するために設けている。気泡排出孔１３の途中に設置した第二のフィルター１４は、フィルター９の上流側に堆積した気泡を通過させるとともに、流路内の液体圧力を大気圧よりも陰圧に保持し、ノズル開口に適正なメニスカスを形成するために設けている。また、メンテナンス貫通孔１５は液体の交換や流路内のクリーニングの際に使用するために設けている。
【００３９】
図４は、合計２５枚のステンレス薄板を拡散接合した流路部材１の斜視図である。図４（ａ）は流路部材１の正面側の斜視図であり、（ｂ）は裏面側の斜視図である。流路部材１は、５枚の薄板により流入部２を、８枚の薄板により流路部３を、２枚の薄板によりフィルター部４を、４枚の薄板により流出部５を、６枚の薄板により閉塞部６をそれぞれ構成し、合計２５枚のステンレス薄板を拡散接合して一体的に形成した。流路部材１は、上部の中央に流入口７と手前側端部にメンテナンス貫通孔１５が開口し、前側面の下部に流出口１０が開口し、前側面の両端下部に気泡排出孔１３と２つの接着剤通路１６が開口している。後側面の両端下部に２つの接着剤通路１６が開口している。なお、本実施形態においては、メンテナンス貫通孔１５の上部に、図９（ｂ）に示すようなキャップ１０８に相当する蓋形状を設けることも可能である。
【００４０】
このように、本発明の流路部材１は、微細なバリの発生源となるパーティングラインを無くした。また、フィルター９や第二のフィルター１４を薄板により形成して他の薄板と一括して接合する。そのため、洗浄工程や接着工程を削減することができる。また、型成形法では多数の金型を組み合わせることが必要となる複雑な中空形状を容易に形成することができる。
【００４１】
（第三実施形態）
図５及び図６は本発明の第三実施形態に係る流路部材１の製造方法を説明するための図である。本発明の流路部材１の製造方法は、各部を形成する部材形成工程と形成された部材を積層して拡散接合する接合工程とから成る。以下、流路部材1を多数個同時に製造する例を説明する。
【００４２】
まず、例えばステンレス鋼やニッケル合金などの金属薄板を使用することができる。金属薄板は使用する液体に対して耐性を有する材料を選定する。金属薄板の厚さの制限はないが、フォトリソグラフィ及びエッチング工程での取り扱いを考慮すると、流路部材１の形状や内部構造に応じて０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの金属薄板を使用するのが好ましい。ここでは薄板としてステンレス鋼を使用した。
【００４３】
図５（ａ）は、薄板２０の表面と裏面に感光性樹脂２１を形成し、フォトリソグラフィにより感光性樹脂２１のパターンを形成した状態を表す断面図である。図５（ｂ）は、エッチング工程により薄板２０を上面側と裏面側からエッチング処理を行い、感光性樹脂２１が形成されていない領域の薄板２０を除去した状態を表す断面図である。図５（ｃ）は、表面及び裏面の感光性樹脂２１を除去した薄板２０の断面を表す。薄板２０は流入部２であり、エッチング除去して流入口７を形成した。図５（ｄ）は流入部２の模式的な斜視図である。このように、多数の流入部２を同時に形成することができる。他の各部も同様に形成することができる。また、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により各部材のパターンを形成したので、表面に微細なバリが発生するような境界部は形成されない。
【００４４】
図５（ｅ）は、積層した各部を拡散接合により接合する状態を説明するための図である。上記の部材形成工程を通して流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５及び閉塞部６を形成する。次に、これら各部を積層し、加圧用の定盤２２、２３に挟んで加圧しながら真空に引く。そして、積層した各部を融点以下の温度に加熱し、同時に塑性変形が生じない程度に加圧して原子の拡散を利用した拡散接合を行う。図６（ｆ）は、接合工程の後の流路部材１の斜視図であり、（ｇ）は個々に分離した流路部材１の斜視図である。
【００４５】
このように、各部を多数個同時に形成し、各部の接合の際も各部を積層して一括して接合することができるので、従来と比較して短い工程で多数の流路部材１を同時に製造することができる。そのために、製造コストを削減することができる。また、複数型を用いて成形したときに形成されるパーティングラインに発生する微細なバリが分離し脱落することを無くすことができる。また、接合面のシール性が高く、曲げ等に対する機械的強度が高い。なお、各薄板を全部積層して一括接合した例を説明したが、例えば、各部単位で拡散接合し、次に各部を積層して拡散接合して、拡散接合を複数回に分けて行ってもよい。
【００４６】
（第四実施形態）
図７は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２５を説明するための図である。図７（ａ）はアクチュエータ部２６に流路部材１を接合した状態を表す断面模式図であり、（ｂ）は液体噴射ヘッド２５の側面図である。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、流路部材１はアクチュエータ部２６に接合されている。流路部材１は、流入部２と流路部３とフィルター部４と流出部５と閉塞部６が積層して接合された構造を備えている。流路部材１は、上面に形成した流入口７から液体を流入し、内部に形成した流路１９を通して流出口１０から液体を流出する。流路部材１は、内部に流路１９を横切るようにフィルター９を備えている。
【００４８】
アクチュエータ部２６は、内部に加圧室２９を有する加圧部２８と、加圧部２８の端部に装着した支持部３０と、加圧室２９の端部と支持部３０の下端部に設けたノズルプレート３１を備えている。ノズルプレート３１は加圧室２９に連通するノズル３２を備えている。流路部材１とアクチュエータ部２６は流出口１０と供給口２７を連通して接合されている。アクチュエータ部２６は供給口２７から液体を導入して加圧室２９に充填し、加圧部２８により加圧室２９内の液体を加圧して、ノズル３２から液滴を吐出する。
【００４９】
図７（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド２５は、基板３６と、圧力緩衝器３５と、アクチュエータ部２６を備えている。圧力緩衝器３５とアクチュエータ部２６は基板３６に固定されている。圧力緩衝器３５は、第一接続部３３から液体導入し、第二接続部３４から流路部材１に液体を供給する。圧力緩衝器３５は、流路部材１を介してアクチュエータ部２６に供給する液体の圧力変動を緩和させる。流路部材１は、第二接続部３４を介して流入した液体をアクチュエータ部２６に排出する。
【００５０】
液体噴射ヘッド２５を上記のように構成したことにより、流路部材を金型成形により形成したときに発生する微細なバリを無くすことができるので、ノズル開口の詰まりによる吐出不良を低減させることができる。流路部材１は少ない工程で製造することができるので、製造コストを低減させることができる。
【００５１】
（第五実施形態）
図８は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。本液体噴射装置５０は、上記第四実施形態で説明した液体噴射ヘッド２５を使用している。液体噴射装置５０は、液体噴射ヘッド２５、２５’を往復移動させる移動機構６３と、液体噴射ヘッド２５、２５’に液体を供給する液体供給管５３、５３’と、液体供給管５３、５３’に液体を供給する液体タンク５１、５１’を備えている。各液体噴射ヘッド２５、２５’は、液体を吐出させるアクチュエータ部２６と、このアクチュエータ部２６に液体を供給する流路部材１と、流路部材１に液体を供給する圧力緩衝器３５を備えている。
【００５２】
具体的に説明する。液体噴射装置５０は、紙等の被記録媒体５４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段６１、６２と、被記録媒体５４に液体を吐出する液体噴射ヘッド２５、２５’と、液体タンク５１、５１’に貯留した液体を液体供給管５３、５３’に押圧して供給するポンプ５２、５２’と、液体噴射ヘッド２５、２５’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構６３等を備えている。
【００５３】
一対の搬送手段６１、６２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体５４を主走査方向に搬送する。移動機構６３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール５６、５７と、一対のガイドレール５６、５７に沿って摺動可能なキャリッジユニット５８と、キャリッジユニット５８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト５９と、この無端ベルト５９を図示しないプーリを介して周回させるモータ６０を備えている。
【００５４】
キャリッジユニット５８は、複数の液体噴射ヘッド２５、２５’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク５１、５１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ５２、５２’、液体供給管５３、５３’を介して液体噴射ヘッド２５、２５’に供給する。
【００５５】
液体噴射装置５０の制御部は、各液体噴射ヘッド２５、２５’に駆動信号を与えて各色の液滴を吐出させる。この制御部は、液体噴射ヘッド２５、２５’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット５８を駆動するモータ６０の回転及び被記録媒体５４の搬送速度を制御して、被記録媒体５４上に任意のパターンを記録する。
【００５６】
本実施形態では流路部材１として、流入部、流路部、フィルター部、流出部、閉塞部を積層して接合したので、流路部材を金型成形により形成したときに発生する微細なバリを無くすことができ、ノズル開口の詰まりによる吐出不良を低減させることができる。また、流路部材１は少ない工程で製造することができるので、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 流路部材
２ 流入部
３ 流路部
４ フィルター部
５ 流出部
６ 閉塞部
７ 流入口
８ 流路貫通孔
９ フィルター
１０ 流出口
２５ 液体噴射ヘッド
５０ 液体噴射ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置のアクチュエータ部に液体を供給する流路部材、この流路部材を用いた液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び流路部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填したインクや液体材料をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
特許文献１にはこの種の液体噴射装置に使用される液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、インク等の液体を吐出する液体噴射ヘッドチップと、この液体噴射ヘッドチップに液体を供給する流路部材と、液体噴射ヘッドチップを駆動するための駆動部を備えている。流路部材は、液体を貯留するタンクから液体噴射ヘッドチップに液体を供給するための中間部材であり、液体噴射ヘッドに形成される液滴吐出用の複数のノズルに液体を均等に供給するとともに、流路に設置されたフィルターにより塵埃や気泡がノズル側に流れるのを阻止する。
【０００４】
図９はこの種の流路部材１００の一例を表す斜視図であり、図１０は流路部材１００の製造工程の一例を表す工程図である。流路部材１００は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の合成樹脂から成る。図９（ａ）に示すように、流路部材１００は、内部に流路が構成される本体１１７と、本体１１７の上面に設置された供給接続部１０６と、長手方向の端部上面に設置されたメンテナンス用接続部１０７と、本体１１７の前端面に形成された排出口１０５を備えている。
【０００５】
図９（ｂ）を用いてより詳しく説明する。流路部材１００は、第一の部材１０１と、第二の部材１０２と、第一フィルター１０３と、第二フィルター１０４により構成されている。第一の部材１０１は、第一の部材の上面に設置され、インク等の液体が供給される供給接続部１０６と、上面端部に設置されたメンテナンス用接続部１０７と、前方側面に設置される３つの係止爪１１２と、後方側面に設置される図示しない３つの係止穴を備えている。第一の部材１０１は、更に、第一フィルター１０３を装着するための図示しない第一フィルター受部と、第二フィルター１０４を装着するための図示しない第二フィルター受部が流路側の内表面に形成されている。
【０００６】
第二の部材１０２は、その上面が第一の部材１０１の内表面と離間して流路１１０を構成する。第二の部材１０２は、前方側面に設置された排出口１０５と、その排出口１０５の上部に設置され、第一の部材１０１の係止爪１１２と係合する３つの係止穴１１３と、長手方向の上面端部に設置され、中央に気泡排出孔を備える２つの突起１１１を備えている。第二の部材１０２は、更に、その後方側面に図示しない３つの係止穴を備え、第一の部材１０１に形成された図示しない３つの係止穴と係合する。第一の部材１０１と第二の部材１０２は、接着されて流路１１０を構成する。第一フィルター１０３は流路１１０に設置され、第二フィルター１０４は気泡排出孔に連通する連絡路に設置される。なお、メンテナンス用接続部１０７は、パッキン１０９を介してキャップ１０８により閉塞されている。
【０００７】
図１０を用いて流路部材１００の製造方法を説明する。まず、第一の部材成形工程Ｓ１０１において、合成樹脂の金型成形により第一の部材１０１を形成する。次に第一の部材洗浄工程Ｓ１０２において、水や有機溶媒中で超音波洗浄を行い、乾燥し、金型成形の際に付着したごみや油脂成分を除去する。特に、複数の金型の境界は微細なバリの発生源であり、ノズルを詰まらせて吐出不良を起こす原因となるので十分洗浄する必要がある。第二の部材成形工程Ｓ１０３において第二の部材１０２を形成し、次の第二の部材洗浄工程Ｓ１０４において水や有機溶媒中で超音波洗浄を行い、乾燥する。次に、第二フィルター設置工程Ｓ１０５において、流路と気泡排出孔を連絡する連絡路に第二フィルター１０４を設置する。第二フィルター１０４は、第一の部材１０１に接着により設置する。
【０００８】
次に、第一フィルター設置工程Ｓ１０６において、第一の部材１０１の内面に第一フィルター１０３を設置する。第一フィルター１０３は、第一の部材１０４に熱溶着により設置する。第一フィルター１０３の開口孔径は約８μｍであり、第二フィルター１０４の開口孔径は約２５μｍである。液体の流路抵抗を下げるために第一フィルター１０３は大きな面積を有している。そのため第一フィルター１０３と第一の部材１０１の接合面積は広い。
【０００９】
次に、シール工程Ｓ１０７において、第一フィルター１０３と第一の部材１０１の接合個所に接着剤を塗布し、接合不良個所を閉塞する。接合不良個所から塵埃や気泡が下流側に漏れると、ノズルが詰まって吐出不良の原因となるからである。次に、洗浄工程Ｓ１０８において、第一フィルター１０３に混入した塵埃や気泡、流路の側面から発生した微細なバリを除去する。次に、接合工程Ｓ１０９において第一の部材１０１と第二の部材１０２を接着剤により接合し、次に、部品取り付け工程Ｓ１１０において流路部材１００にパッキン１０９を介してキャップ１０８を取り付け、リークテストＳ１１１を行い、洗浄工程Ｓ１１２において最終洗浄を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、第一の部材１０１と第二の部材１０２は合成樹脂の金型成形により形成するので、金型と金型の境界部に形成されるパーティングラインには微細なバリが発生する。この微細なバリが分離し脱落するとフィルター下流側に流れてノズルを詰まらせ、吐出不良が発生する原因となっていた。また、図１０を用いて説明したとおり、第一フィルター設置工程Ｓ１０６の前に第二の部材洗浄工程Ｓ１０４が必要であり、第一フィルター設置工程Ｓ１０６の後に接合不良個所を閉塞するためのシール工程Ｓ１０７、その後の洗浄工程Ｓ１０８が必要である。そのため、製造工程が長く、コスト高の原因となっていた。本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金型成形法のような微細なバリが発生せず、量産性の優れた流路部材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流路部材は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、前記流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、前記流路に連通する流出口を有する流出部と、前記流路を閉塞する閉塞部と、が積層して接合されることとした。
【００１３】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は同じ金属材料から成り、互いに拡散接合されていることとした。
【００１４】
また、前記フィルター部は、前記フィルターが複数積層して接合されていることとした。
【００１５】
また、前記フィルター部は、線材から織り込んで形成されていることとした。
【００１６】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記流路部は、その中央部に板厚方向に貫通し前記流路を構成する流路貫通孔を有し、その長手方向の端部に前記流路貫通孔に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝を有し、前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第一の気泡排出溝に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出孔を有し、前記流出部は、その長手方向の端部に、前記第一の気泡排出孔に連通し、前記流出口が形成される側の側面に開口し板厚方向に貫通する第二の気泡排出溝を有することとした。
【００１７】
また、前記流路部と前記流出部の間に第二の流路部を備え、前記第二の流路部は、前記流路貫通孔に連通する第二の流路貫通孔を有し、前記第一の気泡排出溝に連通する第二のフィルターを有することとした。
【００１８】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記流入部は、その長手方向の端部にメンテナンス用の第一のメンテナンス貫通孔を有し、前記流路部は、その長手方向の端部に前記第一のメンテナンス貫通孔に連通する第二のメンテナンス貫通孔を有し、前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第二のメンテナンス貫通孔に連通する第三のメンテナンス貫通孔を有し、前記流出部は、平面視でコの字形を有し、その長手方向の端部に前記第三のメンテナンス貫通孔に連通し、前記コの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通するメンテナンス溝を有することとした。
【００１９】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、前記閉塞部は第一の閉塞部と第二の閉塞部を含み、前記第一の閉塞部は、その長手方向の端部の前記流出口の側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第一の接着剤通路溝と、前記長手方向の端部の前記流出口と反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第二の接着剤通路溝とを有し、前記第二の閉塞部は、その長手方向の端部に、一端を前記第一の接着剤通路溝に連通し、他端を前記第二の接着剤通路溝に連通する２つの連絡貫通孔を有することとした。
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記いずれかに記載の流路部材と、前記流出口を液体供給口に連通するアクチュエータ部と、を備えることとした。
【００２１】
本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【００２２】
本発明の流路部材の製造方法は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、フィルターを構成するフィルター部と、流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部とを形成する部材形成工程と、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部を積層し、加熱して拡散接合する接合工程と、を備えることとした。
【００２３】
また、前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部をエッチング法により形成することとした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の流路部材は、流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、流路に連通する流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部が積層して接合される。これにより、金型成形の際に形成されるパーティングラインから微細なバリが分離し脱落してノズルを詰まらせるという課題を解決することができる。また、接合工程や洗浄工程を減少させて量産性に優れた流路部材の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る流路部材の説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る流路部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る流路部材の分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る流路部材の斜視図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る流路部材の製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る流路部材の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図９】従来公知の流路部材の斜視図である。
【図１０】従来公知の流路部材の製造工程を表す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る流路部材の説明図であり、（ａ）は流路部材１の分解斜視図であり、（ｂ）は斜視図である。流路部材１は、上から順に、流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５、及び閉塞部６が積層して接合された構造を備えている。流入部２は中央部に流入口７を有している。流路部３は、中央部に上記流入口７に連通し、流路を構成する流路貫通孔８を有している。フィルター部４は流路を横切るフィルター９を有している。流出部５は流路に連通する手前側の側面が開口して流出口１０を構成するコの字形の形状を有している。閉塞部６は流路の下部を閉塞する。
【００２７】
このように、予めパターンが形成された薄板を積層して接合することにより、型成形では避けられないパーティングラインを無くし、パーティングラインから微細なバリが分離し脱落することがない。また、型成形では難しい中空孔等の複雑な連絡孔を容易に構成することができる。
【００２８】
各部として、金属材料を使用することができる。フィルター部４は複数枚から構成することができる。他の部も複数枚から構成することができる。各部として、例えば厚さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのステンレス鋼、ニッケル合金などの金属薄板を使用することができる。後に詳細に説明するが、各部をフォトリソグラフィ及びエッチング工程により必要な形状の薄板に形成することができる。そして、流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５、及び閉塞部６の各部を積層し、拡散接合により一体的に接合して流路部材１を形成することができる。また、フィルター部４として、金属薄板のフォトリソグラフィ及びエッチング法に代えて、他部と同系金属の線材を平織、綾織、平畳織、綾畳織等により織り込んで作成することができる。この線材によるフィルター部も拡散接合により他部と一体的に形成することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、中央に流入口７を有する流入部２を上端に設置したが本発明はこれに限定されない。例えば上端に閉塞部６を設置し、次に前方側面又は後方側面に流入口を有する流入部２を設置して側面方向から液体を流入するように構成しても良い。同様に、流出部５の下部に閉塞部６を設置することに代えて、流路貫通孔８と同形状の流出口を有する流出部５を下端に設置して、積層方向に液体を流出するように構成しても良い。以下、本発明の構成についてより具体的に説明する。
【００３０】
（第二実施形態）
図２及び図３は、本発明の第二実施形態に係る流路部材１の分解斜視図である。図４は、薄板を積層して接合した流路部材１の斜視図である。図２及び図３に示すように、流入部２を２枚の流入部２ａ、２ｂにより構成し、流路部３を５枚の流路部３ａ〜３ｅにより構成し、フィルター部４を１枚で構成し、流出部５を２枚の流出部５ａ、５ｂにより構成し、閉塞部６を５枚の閉塞部６ａ〜６ｅにより構成した。流入部２ａ、２ｂ・・・閉塞部６ｅの薄板はすべて同じ厚さのステンレス薄板を使用している。
【００３１】
最上部の流入部２ａは、中央に板厚方向に貫通する流入口７ａを有し、手前側の一方の端部に板厚方向に貫通する第一のメンテナンス貫通孔１５ａを有する。その下部の流入部２ｂは、中央に流入口７ａに連通する流入口７ｂを有し、手前側の一方の端部には第一のメンテナンス貫通孔１５ａに連通するメンテナンス貫通孔１５ｂを有する。流入部２ｂの下部の流路部３ａは、中央に長方形の流路貫通孔８ａを有し、その手前側の一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｂに連通するメンテナンス貫通孔１５ｃを有する。
【００３２】
流路部３ａの下部の流路部３ｂは、中央に流路貫通孔８ａに連通し流路貫通孔８ａと同形状の流路貫通孔８ｂを有し、手前側の一方の端部と奥側の他方の端部に流路貫通孔８ｂに連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝１２ａを有している。流路部３ｂは、更に、一方の端部に、メンテナンス貫通孔１５ｃに連通するメンテナンス貫通孔１５ｄ（第二のメンテナンス貫通孔）を有する。流路部３ｂの下部の流路部３ｃは、中央に流路貫通孔８ｂに連通し流路貫通孔８ｂと同形状の流路貫通孔８ｃを有し、一方の端部と他方の端部に第一の気泡排出溝１２ａに連通する気泡排出孔１３ａを有し、一方の端部に第二のメンテナンス貫通孔１５ｄに連通するメンテナンス貫通孔１５ｅを有する。
【００３３】
流路部３ｃの下部の流路部３ｄ（第二の流路部）は、中央部に流路貫通孔８ｃに連通する同形状の流路貫通孔８ｄ（第二の流路貫通孔）を有し、一方の端部と他方の端部の上記気泡排出孔１３ａに対応する位置に第二のフィルター１４を有し、一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｅに連通するメンテナンス貫通孔１５ｆを有する。流路部３ｄの下部のフィルター部４は、中央に、流路貫通孔８ｄに対応する位置に流路貫通孔８ｄと同形状のフィルター９を有し、一方の端部と他方の端部に上記第二のフィルター１４に対応する位置に気泡排出孔１３ｂ（第一の気泡排出孔）を有し、更に、一方の端部にメンテナンス貫通孔１５ｆに連通するメンテナンス貫通孔１５ｇ（第三のメンテナンス貫通孔）を有する。
【００３４】
フィルター部４の下部の流路部３ｅは、中央部にフィルター９に対応する位置にフィルター９と同形状の流路貫通孔８ｅを有し、一方の端部と他方の端部に第一の気泡排出孔１３ｂに連通する気泡排出孔１３ｃを有し、更に、一方の端部に上記第三のメンテナンス貫通孔１５ｇに連通するメンテナンス貫通孔１５ｈを有する。
【００３５】
流路部３ｅの下部のコの字形を有する流出部５ａは、流出口が形成される手前側に開口し、一方の端部と他方の端部に気泡排出孔１３ｃに連通する気泡排出孔１３ｄを有する。流出部５ａは、更にコの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通し、メンテナンス貫通孔１５ｈに連通するメンテナンス溝１８ａを有する。流出部５ａの下部の流出部５ｂは、流出部５ａと同じコの字形の形状を有し、流出口が形成される手前側に開口する。流出部５ｂは、一方の端部と他方の端部に、板厚方向に貫通し、流出口が形成される手前側に開口し、気泡排出孔１３ｄに連通する第二の気泡排出溝１２ｂを有する。流出部５ｂは、更に、一方の端部のコの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通し、メンテナンス溝１８ａに連通するメンテナンス溝１８ｂを有する。
【００３６】
流出部５ｂの下部に位置する閉塞部６ａは、上部に形成される流路を閉塞する。閉塞部６ａの下部の閉塞部６ｂは、一方の端部と他方の端部であり、流出口１０が形成される側とは反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する２つの第三の接着剤通路溝１６ｃを有する。閉塞部６ｂの下部の閉塞部６ｃ（第一の閉塞部）は、一方の端部と他方の端部であり、流出口１０が形成される側の側面に開口し、板厚方向に貫通する２つの第一の接着剤通路溝１６ａを有する。閉塞部６ｃは、更に、一方の端部と他方の端部であり流出口１０が形成される側とは反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通し、上記第三の接着剤通路溝１６ｃに連通する２つの第二の接着剤通路溝１６ｂを有する。閉塞部６ｃの下部に位置する閉塞部６ｄ（第二の閉塞部）は、一方の端部と他方の端部であり一端を上記第一の接着剤通路溝１６ａに連通し、他端を上記第二の接着剤通路溝１６ｂに連通し、厚み方向に貫通する２つの連絡貫通孔１７を有する。閉塞部６ｄの下部に位置する閉塞部６ｅは、上記４つの連絡貫通孔１７を閉塞する。
【００３７】
このように、１５枚のステンレス薄板を使用して、流入口７と流出口１０の間に流路を構成し、その流路を横切るようにフィルター９を設置することができる。更に、一方の端部にフィルター９の下流側の流路に連通するメンテナンス貫通孔１５を形成し、一方の端部と他方の端部にフィルター９の上流側の流路に連通し流出口１０が形成される側の側面に開口する気泡排出孔１３を形成することができる。更に、一方の端部に流出口１０が形成される側面から反対側の側面に貫通する接着剤通路１６を形成することができる。なお、各部を構成するステンレス薄板は必要に応じて枚数を増減させることができる。
【００３８】
フィルター９は、気泡や塵埃が混入した液体がノズルに流れてノズル開口を詰まらせ、吐出不良を起こすことを防止するために設置されている。気泡排出孔１３は、フィルター９の上流側に混入した気泡を除去するために設けている。気泡排出孔１３の途中に設置した第二のフィルター１４は、フィルター９の上流側に堆積した気泡を通過させるとともに、流路内の液体圧力を大気圧よりも陰圧に保持し、ノズル開口に適正なメニスカスを形成するために設けている。また、メンテナンス貫通孔１５は液体の交換や流路内のクリーニングの際に使用するために設けている。
【００３９】
図４は、合計２５枚のステンレス薄板を拡散接合した流路部材１の斜視図である。図４（ａ）は流路部材１の正面側の斜視図であり、（ｂ）は裏面側の斜視図である。流路部材１は、５枚の薄板により流入部２を、８枚の薄板により流路部３を、２枚の薄板によりフィルター部４を、４枚の薄板により流出部５を、６枚の薄板により閉塞部６をそれぞれ構成し、合計２５枚のステンレス薄板を拡散接合して一体的に形成した。流路部材１は、上部の中央に流入口７と手前側端部にメンテナンス貫通孔１５が開口し、前側面の下部に流出口１０が開口し、前側面の両端下部に気泡排出孔１３と２つの接着剤通路１６が開口している。後側面の両端下部に２つの接着剤通路１６が開口している。なお、本実施形態においては、メンテナンス貫通孔１５の上部に、図９（ｂ）に示すようなキャップ１０８に相当する蓋形状を設けることも可能である。
【００４０】
このように、本発明の流路部材１は、微細なバリの発生源となるパーティングラインを無くした。また、フィルター９や第二のフィルター１４を薄板により形成して他の薄板と一括して接合する。そのため、洗浄工程や接着工程を削減することができる。また、型成形法では多数の金型を組み合わせることが必要となる複雑な中空形状を容易に形成することができる。
【００４１】
（第三実施形態）
図５及び図６は本発明の第三実施形態に係る流路部材１の製造方法を説明するための図である。本発明の流路部材１の製造方法は、各部を形成する部材形成工程と形成された部材を積層して拡散接合する接合工程とから成る。以下、流路部材1を多数個同時に製造する例を説明する。
【００４２】
まず、例えばステンレス鋼やニッケル合金などの金属薄板を使用することができる。金属薄板は使用する液体に対して耐性を有する材料を選定する。金属薄板の厚さの制限はないが、フォトリソグラフィ及びエッチング工程での取り扱いを考慮すると、流路部材１の形状や内部構造に応じて０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの金属薄板を使用するのが好ましい。ここでは薄板としてステンレス鋼を使用した。
【００４３】
図５（ａ）は、薄板２０の表面と裏面に感光性樹脂２１を形成し、フォトリソグラフィにより感光性樹脂２１のパターンを形成した状態を表す断面図である。図５（ｂ）は、エッチング工程により薄板２０を上面側と裏面側からエッチング処理を行い、感光性樹脂２１が形成されていない領域の薄板２０を除去した状態を表す断面図である。図５（ｃ）は、表面及び裏面の感光性樹脂２１を除去した薄板２０の断面を表す。薄板２０は流入部２であり、エッチング除去して流入口７を形成した。図５（ｄ）は流入部２の模式的な斜視図である。このように、多数の流入部２を同時に形成することができる。他の各部も同様に形成することができる。また、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により各部材のパターンを形成したので、表面に微細なバリが発生するような境界部は形成されない。
【００４４】
図５（ｅ）は、積層した各部を拡散接合により接合する状態を説明するための図である。上記の部材形成工程を通して流入部２、流路部３、フィルター部４、流出部５及び閉塞部６を形成する。次に、これら各部を積層し、加圧用の定盤２２、２３に挟んで加圧しながら真空に引く。そして、積層した各部を融点以下の温度に加熱し、同時に塑性変形が生じない程度に加圧して原子の拡散を利用した拡散接合を行う。図６（ｆ）は、接合工程の後の流路部材１の斜視図であり、（ｇ）は個々に分離した流路部材１の斜視図である。
【００４５】
このように、各部を多数個同時に形成し、各部の接合の際も各部を積層して一括して接合することができるので、従来と比較して短い工程で多数の流路部材１を同時に製造することができる。そのために、製造コストを削減することができる。また、複数型を用いて成形したときに形成されるパーティングラインに発生する微細なバリが分離し脱落することを無くすことができる。また、接合面のシール性が高く、曲げ等に対する機械的強度が高い。なお、各薄板を全部積層して一括接合した例を説明したが、例えば、各部単位で拡散接合し、次に各部を積層して拡散接合して、拡散接合を複数回に分けて行ってもよい。
【００４６】
（第四実施形態）
図７は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２５を説明するための図である。図７（ａ）はアクチュエータ部２６に流路部材１を接合した状態を表す断面模式図であり、（ｂ）は液体噴射ヘッド２５の側面図である。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、流路部材１はアクチュエータ部２６に接合されている。流路部材１は、流入部２と流路部３とフィルター部４と流出部５と閉塞部６が積層して接合された構造を備えている。流路部材１は、上面に形成した流入口７から液体を流入し、内部に形成した流路１９を通して流出口１０から液体を流出する。流路部材１は、内部に流路１９を横切るようにフィルター９を備えている。
【００４８】
アクチュエータ部２６は、内部に加圧室２９を有する加圧部２８と、加圧部２８の端部に装着した支持部３０と、加圧室２９の端部と支持部３０の下端部に設けたノズルプレート３１を備えている。ノズルプレート３１は加圧室２９に連通するノズル３２を備えている。流路部材１とアクチュエータ部２６は流出口１０と供給口２７を連通して接合されている。アクチュエータ部２６は供給口２７から液体を導入して加圧室２９に充填し、加圧部２８により加圧室２９内の液体を加圧して、ノズル３２から液滴を吐出する。
【００４９】
図７（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド２５は、基板３６と、圧力緩衝器３５と、アクチュエータ部２６を備えている。圧力緩衝器３５とアクチュエータ部２６は基板３６に固定されている。圧力緩衝器３５は、第一接続部３３から液体導入し、第二接続部３４から流路部材１に液体を供給する。圧力緩衝器３５は、流路部材１を介してアクチュエータ部２６に供給する液体の圧力変動を緩和させる。流路部材１は、第二接続部３４を介して流入した液体をアクチュエータ部２６に排出する。
【００５０】
液体噴射ヘッド２５を上記のように構成したことにより、流路部材を金型成形により形成したときに発生する微細なバリを無くすことができるので、ノズル開口の詰まりによる吐出不良を低減させることができる。流路部材１は少ない工程で製造することができるので、製造コストを低減させることができる。
【００５１】
（第五実施形態）
図８は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。本液体噴射装置５０は、上記第四実施形態で説明した液体噴射ヘッド２５を使用している。液体噴射装置５０は、液体噴射ヘッド２５、２５’を往復移動させる移動機構６３と、液体噴射ヘッド２５、２５’に液体を供給する液体供給管５３、５３’と、液体供給管５３、５３’に液体を供給する液体タンク５１、５１’を備えている。各液体噴射ヘッド２５、２５’は、液体を吐出させるアクチュエータ部２６と、このアクチュエータ部２６に液体を供給する流路部材１と、流路部材１に液体を供給する圧力緩衝器３５を備えている。
【００５２】
具体的に説明する。液体噴射装置５０は、紙等の被記録媒体５４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段６１、６２と、被記録媒体５４に液体を吐出する液体噴射ヘッド２５、２５’と、液体タンク５１、５１’に貯留した液体を液体供給管５３、５３’に押圧して供給するポンプ５２、５２’と、液体噴射ヘッド２５、２５’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構６３等を備えている。
【００５３】
一対の搬送手段６１、６２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体５４を主走査方向に搬送する。移動機構６３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール５６、５７と、一対のガイドレール５６、５７に沿って摺動可能なキャリッジユニット５８と、キャリッジユニット５８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト５９と、この無端ベルト５９を図示しないプーリを介して周回させるモータ６０を備えている。
【００５４】
キャリッジユニット５８は、複数の液体噴射ヘッド２５、２５’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク５１、５１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ５２、５２’、液体供給管５３、５３’を介して液体噴射ヘッド２５、２５’に供給する。
【００５５】
液体噴射装置５０の制御部は、各液体噴射ヘッド２５、２５’に駆動信号を与えて各色の液滴を吐出させる。この制御部は、液体噴射ヘッド２５、２５’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット５８を駆動するモータ６０の回転及び被記録媒体５４の搬送速度を制御して、被記録媒体５４上に任意のパターンを記録する。
【００５６】
本実施形態では流路部材１として、流入部、流路部、フィルター部、流出部、閉塞部を積層して接合したので、流路部材を金型成形により形成したときに発生する微細なバリを無くすことができ、ノズル開口の詰まりによる吐出不良を低減させることができる。また、流路部材１は少ない工程で製造することができるので、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 流路部材
２ 流入部
３ 流路部
４ フィルター部
５ 流出部
６ 閉塞部
７ 流入口
８ 流路貫通孔
９ フィルター
１０ 流出口
２５ 液体噴射ヘッド
５０ 液体噴射ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口を有する流入部と、
流路を構成する流路部と、
前記流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、
前記流路に連通する流出口を有する流出部と、
前記流路を閉塞する閉塞部と、が積層して接合される流路部材。
【請求項２】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は同じ金属材料から成り、互いに拡散接合されている請求項１に記載の流路部材。
【請求項３】
前記フィルター部は、前記フィルターが複数積層して接合されている請求項１又は２に記載の流路部材。
【請求項４】
前記フィルター部は、線材から織り込んで形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項５】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記流路部は、その中央部に板厚方向に貫通し前記流路を構成する流路貫通孔を有し、その長手方向の端部に前記流路貫通孔に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝を有し、
前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第一の気泡排出溝に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出孔を有し、
前記流出部は、その長手方向の端部に、前記第一の気泡排出孔に連通し、前記流出口が形成される側の側面に開口し板厚方向に貫通する第二の気泡排出溝を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項６】
前記流路部と前記流出部の間に第二の流路部を備え、
前記第二の流路部は、前記流路貫通孔に連通する第二の流路貫通孔を有し、前記第一の気泡排出溝に連通する第二のフィルターを有する請求項５に記載の流路部材。
【請求項７】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記流入部は、その長手方向の端部にメンテナンス用の第一のメンテナンス貫通孔を有し、
前記流路部は、その長手方向の端部に前記第一のメンテナンス貫通孔に連通する第二のメンテナンス貫通孔を有し、
前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第二のメンテナンス貫通孔に連通する第三のメンテナンス貫通孔を有し、
前記流出部は、平面視でコの字形を有し、その長手方向の端部に前記第三のメンテナンス貫通孔に連通し、前記コの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通するメンテナンス溝を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項８】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記閉塞部は第一の閉塞部と第二の閉塞部を含み、
前記第一の閉塞部は、その長手方向の端部の前記流出口の側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第一の接着剤通路溝と、前記長手方向の端部の前記流出口と反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第二の接着剤通路溝とを有し、
前記第二の閉塞部は、その長手方向の端部に、一端を前記第一の接着剤通路溝に連通し、他端を前記第二の接着剤通路溝に連通する２つの連絡貫通孔を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の流路部材と、
前記流出口を液体供給口に連通するアクチュエータ部と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【請求項１１】
流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、フィルターを構成するフィルター部と、流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部とを形成する部材形成工程と、
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部を積層し、加熱して拡散接合する接合工程と、を備える流路部材の製造方法。
【請求項１２】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部をエッチング法により形成した請求項１１に記載の流路部材の製造方法。
【請求項１】
流入口を有する流入部と、
流路を構成する流路部と、
前記流路を横切るフィルターを構成するフィルター部と、
前記流路に連通する流出口を有する流出部と、
前記流路を閉塞する閉塞部と、が積層して接合される流路部材。
【請求項２】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は同じ金属材料から成り、互いに拡散接合されている請求項１に記載の流路部材。
【請求項３】
前記フィルター部は、前記フィルターが複数積層して接合されている請求項１又は２に記載の流路部材。
【請求項４】
前記フィルター部は、線材から織り込んで形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項５】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記流路部は、その中央部に板厚方向に貫通し前記流路を構成する流路貫通孔を有し、その長手方向の端部に前記流路貫通孔に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出溝を有し、
前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第一の気泡排出溝に連通し板厚方向に貫通する第一の気泡排出孔を有し、
前記流出部は、その長手方向の端部に、前記第一の気泡排出孔に連通し、前記流出口が形成される側の側面に開口し板厚方向に貫通する第二の気泡排出溝を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項６】
前記流路部と前記流出部の間に第二の流路部を備え、
前記第二の流路部は、前記流路貫通孔に連通する第二の流路貫通孔を有し、前記第一の気泡排出溝に連通する第二のフィルターを有する請求項５に記載の流路部材。
【請求項７】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記流入部は、その長手方向の端部にメンテナンス用の第一のメンテナンス貫通孔を有し、
前記流路部は、その長手方向の端部に前記第一のメンテナンス貫通孔に連通する第二のメンテナンス貫通孔を有し、
前記フィルター部は、その長手方向の端部に前記第二のメンテナンス貫通孔に連通する第三のメンテナンス貫通孔を有し、
前記流出部は、平面視でコの字形を有し、その長手方向の端部に前記第三のメンテナンス貫通孔に連通し、前記コの字形の内側面に開口し、板厚方向に貫通するメンテナンス溝を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項８】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部、及び、前記閉塞部は長尺形状を有し、
前記閉塞部は第一の閉塞部と第二の閉塞部を含み、
前記第一の閉塞部は、その長手方向の端部の前記流出口の側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第一の接着剤通路溝と、前記長手方向の端部の前記流出口と反対側の側面に開口し、板厚方向に貫通する接着剤導入用の２つの第二の接着剤通路溝とを有し、
前記第二の閉塞部は、その長手方向の端部に、一端を前記第一の接着剤通路溝に連通し、他端を前記第二の接着剤通路溝に連通する２つの連絡貫通孔を有する請求項１に記載の流路部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の流路部材と、
前記流出口を液体供給口に連通するアクチュエータ部と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【請求項１１】
流入口を有する流入部と、流路を構成する流路部と、フィルターを構成するフィルター部と、流出口を有する流出部と、流路を閉塞する閉塞部とを形成する部材形成工程と、
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部を積層し、加熱して拡散接合する接合工程と、を備える流路部材の製造方法。
【請求項１２】
前記流入部、前記流路部、前記フィルター部、前記流出部及び前記閉塞部をエッチング法により形成した請求項１１に記載の流路部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５２９８５（Ｐ２０１２−１５２９８５Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３２４（Ｐ２０１１−１３３２４）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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