液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置
【課題】 ヘッドの反りを低減して印刷品質を向上することができると共にコストを低減した液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】 液滴を吐出するノズル開口２１が並設された液体噴射ヘッド２２０と、該液体噴射ヘッド２２０に固定されるヘッドケース２３０とを具備し、前記ヘッドケース２３０の前記ノズル開口２１の並設方向である基準方向の線膨張係数を前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくする。
【解決手段】 液滴を吐出するノズル開口２１が並設された液体噴射ヘッド２２０と、該液体噴射ヘッド２２０に固定されるヘッドケース２３０とを具備し、前記ヘッドケース２３０の前記ノズル開口２１の並設方向である基準方向の線膨張係数を前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び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を具備するインクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部に貯留されたインクを、インク滴として吐出可能なインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットと言う）を有する。
【０００３】
ヘッドユニットは、並設されたノズル開口からなるノズル列を有するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドのインク供給口側に固定されるヘッドケースと、インクジェット式記録ヘッドのインク滴吐出面側を保護するカバーヘッドとを具備する。
【０００４】
このようなヘッドユニットのヘッドケースは、一般的にプラスチック等の樹脂材料で形成されているため、インクジェット式記録ヘッドを構成するシリコン単結晶基板との線膨張係数の違いにより、温度変化によって反りが生じてしまうという問題がある。特に、ノズル開口の並設方向に反りが生じると、インク滴が紙などの被記録媒体に着弾する着弾位置がずれてしまい印刷品質が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、一般的にノズル開口の並設方向は、インクジェット式記録ヘッドの長手方向となっているため、低温環境下では、インクジェット式記録ヘッドが長手方向でノズルプレート側が凸となるように反ってしまいノズルプレートと流路形成基板となどが剥離してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、ヘッドケースをインクジェット式記録ヘッドの材料と同じ線膨張係数を有するシリコン単結晶基板やセラミックスなどで形成することで、インクジェット式記録ヘッドの反りを防止することができるものの、このような材料は高価でありコストが増大してしまうという問題がある。
【０００７】
なお、インクジェットプリンタの構成部品として、液晶ポリマーを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、長手方向の成形収縮率を小さくして高精度に構成部材を成形しているだけである。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−８６１６８号公報（段落［００１８］〜［００２２］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、ヘッドの反りを低減して印刷品質を向上することができると共にコストを低減した液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに固定されるヘッドケースとを具備し、前記ヘッドケースの前記ノズル開口の並設方向である基準方向の線膨張係数が前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第１の態様では、ノズル開口の並設方向の反りを低減することができ、印刷品質を向上することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ヘッドケースの基準方向が、前記液体噴射ヘッドの長手方向であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第２の態様では、液体噴射ヘッドの長手方向の反りを低減することにより、ノズル開口が設けられたノズルプレートと圧力発生室が形成された流路形成基板となどが剥離するのを確実に防止することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ヘッドケースが、液晶ポリマーからなることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第３の態様では、ノズル開口の並設方向の反りを低減すると共にコストを低減することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が画成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板を具備し、前記ヘッドケースが前記流路形成基板に固定されることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第４の態様では、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板の反り及び破壊を防止することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記ヘッドケースが、前記流路形成基板に接合されて当該流路形成基板の線膨張係数と略同一の材料で形成された保護基板を介して前記流路形成基板に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第５の態様では、流路形成基板及び保護基板の反りを低減して、流路形成基板と保護基板との剥離を防止することができると共に、印刷品質を向上することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記ヘッドケースが、前記基準方向が射出流動方向となるように成形されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第６の態様では、所定の線膨張係数のヘッドケースを容易に形成することができる。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの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。
かかる第７の態様では、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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に係るインクジェット式記録ヘッドユニットを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドユニットの組立斜視図であり、図３はインクジェット式記録ヘッドユニットの要部断面図である。図１に示すように、インクジェット式記録ヘッドユニット２００（以下、ヘッドユニット２００と言う）を構成する保持部材であるカートリッジケース２１０は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクが充填された別体で構成され、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。また、カートリッジケース２１０の底面には、図３に示すように、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路２１２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路２１２の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路２１２内に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。
【００１９】
また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数の圧電素子３００を有すると共に、カートリッジケース２１０とは反対側の端面に圧電素子３００の駆動によってノズル開口２１からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド２２０が固定されるヘッドケース２３０を有する。本実施形態では、インクカートリッジの各色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２２０がインク色毎に対応して複数設けられ、ヘッドケース２３０も各インクジェット式記録ヘッド２２０に対応してそれぞれ独立して複数設けられている。
【００２０】
ここで、カートリッジケース２１０に搭載される本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０について説明する。図４は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの分解斜視図であり、図５は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの断面図である。図４及び図５に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、線膨張係数が２．６［１０-6／℃］のシリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した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１０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１２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１２の長手方向外側には、後述する保護基板３０に設けられるリザーバ部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、インク供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。
【００２１】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。すなわち、本実施形態では、１つのインクジェット式記録ヘッドにノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［１０-6／℃］あるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２２】
一方、流路形成基板１０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１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２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１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００２３】
また、保護基板３０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３２が設けられている。このような保護基板３０としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２４】
さらに、保護基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０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ＩＣ１１０の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（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。
【００２５】
また、このような保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４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４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。
【００２６】
このように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２０、流路形成基板１０、保護基板３０及びコンプライアンス基板４０の４つの基板で構成されている。そして、このようなインクジェット式記録ヘッド２２０のコンプライアンス基板４０上には、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路２１２に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられたヘッドケース２３０が固定されている。このヘッドケース２３０には、可撓部４３に対向する領域に凹部２３２が形成され、可撓部４３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、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動ＩＣ保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動ＩＣ保持部２３３を挿通して駆動ＩＣ１１０と接続されている。
【００２７】
このようなヘッドケース２３０のノズル開口２１の列方向である基準方向の線膨張係数は、基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくなっている。また、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数は、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０及び保護基板３０の線膨張係数、本実施形態では、２．６［１０-6／℃］に近くするのが好ましい。このようなヘッドケース２３０の材料としては、液晶ポリマーを用いることができる。なお、ヘッドケース２３０に液晶ポリマーを用いる場合には、ヘッドケース２３０を成形により形成する際に、射出流動方向をヘッドケース２３０の基準方向とすることで、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数を、基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくすることができる。
【００２８】
ここで、代表的な液晶ポリマーの線膨張係数を下記表１に示す。なお、下記表１には、液晶ポリマーのグレードをポリプラスチックス社製の商品名で示している。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１に示す液晶ポリマーは、何れも本発明のヘッドケース２３０に用いることができる。特に、本発明のヘッドケース２３０には、ベクトラＡ１５０Ｂ、ベクトラＡ２３０及びベクトラＢ２３０を用いるのが好適である。
【００３１】
このように、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数を基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくし、且つ基準方向の線膨張係数をヘッドケース２３０が固定されるインクジェット式記録ヘッド２２０の線膨張係数、すなわち、流路形成基板１０及び保護基板３０の線膨張係数と略同等とすることで、温度変化によりインクジェット式記録ヘッド２２０の基準方向であるノズル開口２１の並設方向に反りが生じるのを防止することができる。これにより、インク滴の着弾位置がずれるのを防止して、印刷品質を向上することができる。また、ヘッドケース２３０として、液晶ポリマーを用いることで、ヘッドケース２３０の線膨張係数をインクジェット式記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０及び保護基板３０と合わせるために、流路形成基板１０及び保護基板３０と同一の材料であるシリコン単結晶基板を用いる必要がなく、コストを低減することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ヘッドケース２３０の線膨張係数の小さな基準方向がインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向と同一方向となっている。このため、ヘッドケース２３０はインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向の反りを防止している。このようにインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向の反りを防止することによって、流路形成基板１０とノズルプレート２０との接着が剥がれるのを確実に防止することもできる。なお、ヘッドケース２３０の基準方向と直交する方向の線膨張係数は、流路形成基板１０及び保護基板３０と線膨張係数が異なるが、この方向は、インクジェット式記録ヘッド２２０の短手方向となるため、反りの影響を最小に抑えることができる。
【００３３】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０は、インクカートリッジからのインクをインク連通路２１２及びインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２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１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３４】
このようなインクジェット式記録ヘッド２２０を構成する各部材及びヘッドケース２３０には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０が一体的に形成される。
【００３５】
なお、上述したインクジェット式記録ヘッド２２０は、１枚のシリコンウェハ上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図４に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することによってインクジェット式記録ヘッド２２０となる。
【００３６】
このようなインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０は、上述したカートリッジケース２１０にノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔で４つ固定されている。すなわち、本実施形態のヘッドユニット２００には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。このように複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つのインクジェット式記録ヘッド２２０にノズル列２１Ａを多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列２１Ａの多列化を図るために複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いることで、１枚のシリコンウェハから形成できるインクジェット式記録ヘッド２２０の取り数を増大させることができ、シリコンウェハの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。
【００３７】
また、カートリッジケース２１０にヘッドケース２３０を介して保持された４つのインクジェット式記録ヘッド２２０は、図１及び図２に示すように、４つのインクジェット式記録ヘッド２２０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２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の少なくともノズル列２１Ａの並設されたノズル開口２１の両端部側に接合される接合部２４２とを具備する。
【００３８】
接合部２４２は、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０に亘ってインク滴吐出面の外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド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がインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接合されている。また、接合部２４２の枠部２４３は、インクジェット式記録ヘッド２２０の製造時に各部材を位置決めするピン挿入孔２３４を塞ぐように形成されている。また、カバーヘッド２４０には、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の側面側に、インク滴吐出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。
【００３９】
このように、カバーヘッド２４０は、接合部２４２をインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接着するようにしたため、インク滴吐出面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、インク滴吐出面のワイピングや吸引動作などを行っても、インク滴吐出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によって隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の間が塞がれているため、隣接するインクジェット式記録ヘッド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ＩＣ１１０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、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面とカバーヘッド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、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の外周縁部を覆うことで、インクジェット式記録ヘッド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、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面と接合される接合部２４２を設けるようにしたため、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の各ノズル列２１Ａ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。
【００４０】
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２０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。
【００４１】
また、接合部２４２には、カバーヘッド２４０を他部材に位置決め固定するための固定孔２４７が設けられたフランジ部２４６が設けられている。このフランジ部２４６は、側壁部２４５から液滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して設けられている。本実施形態では、カバーヘッド２４０は、図２及び図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０を保持した保持部材であるカートリッジケース２１０に固定されている。詳しくは、図２及び図３に示すように、カートリッジケース２１０には、インク滴吐出面側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入すると共に、突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カートリッジケース２１０にカバーヘッド２４０が固定されている。このようなカートリッジケース２１０に設けられた突起部２１５を、フランジ部２４６の固定孔２４７よりも小径の外径とすることで、カバーヘッド２４０をインク滴吐出面の面方向に位置決めしてカートリッジケース２１０に固定することができる。
【００４２】
このようなヘッドユニット２００は、インクジェット式記録装置に搭載される。図６は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図６に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニット２００は、インク供給手段を構成するカートリッジ１Ａ及び１Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４３】
そして、駆動モータ６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７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のそれぞれにヘッドケース２３０を固定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を一つのヘッドケースに固定するようにしてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、ヘッドケース２３０をインクジェット式記録ヘッド２２０の流路形成基板１０に保護基板３０を介して固定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドケース２３０を流路形成基板１０に直接固定するようにしてもよい。すなわち、本発明の流路形成基板１０とヘッドケース２３０との固定とは、直接又は保護基板３０等の他部材を介してのことを言う。何れにしても所定の線膨張係数のヘッドケース２３０を用いることでインクジェット式記録ヘッドの反りを低減することができる。
【００４６】
さらに、上述した実施形態１では、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッド２２０を例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。
【００４７】
なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニット及びインクジェット式記録装置を一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置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（面発光ディスプレー）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。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係るヘッドユニットの組立斜視図である。
【図３】実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。
【図４】実施形態１に係るヘッドユニットの要部の分解斜視図である。
【図５】実施形態１に係るヘッドケース及び記録ヘッドの断面図である。
【図６】実施形態１に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ キャリッジ、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １００ リザーバ、 ２００ ヘッドユニット、 ２１０ カートリッジケース、 ２２０ インクジェット式記録ヘッド、 ２３０ ヘッドケース、 ２４０ カバーヘッド、 ２４１ 開口部、 ２４２，２５２ 接合部、 ２４５ 側壁部、 ２４６ フランジ部、 ２４７ 固定孔、 ３００ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び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を具備するインクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部に貯留されたインクを、インク滴として吐出可能なインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットと言う）を有する。
【０００３】
ヘッドユニットは、並設されたノズル開口からなるノズル列を有するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドのインク供給口側に固定されるヘッドケースと、インクジェット式記録ヘッドのインク滴吐出面側を保護するカバーヘッドとを具備する。
【０００４】
このようなヘッドユニットのヘッドケースは、一般的にプラスチック等の樹脂材料で形成されているため、インクジェット式記録ヘッドを構成するシリコン単結晶基板との線膨張係数の違いにより、温度変化によって反りが生じてしまうという問題がある。特に、ノズル開口の並設方向に反りが生じると、インク滴が紙などの被記録媒体に着弾する着弾位置がずれてしまい印刷品質が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、一般的にノズル開口の並設方向は、インクジェット式記録ヘッドの長手方向となっているため、低温環境下では、インクジェット式記録ヘッドが長手方向でノズルプレート側が凸となるように反ってしまいノズルプレートと流路形成基板となどが剥離してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、ヘッドケースをインクジェット式記録ヘッドの材料と同じ線膨張係数を有するシリコン単結晶基板やセラミックスなどで形成することで、インクジェット式記録ヘッドの反りを防止することができるものの、このような材料は高価でありコストが増大してしまうという問題がある。
【０００７】
なお、インクジェットプリンタの構成部品として、液晶ポリマーを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、長手方向の成形収縮率を小さくして高精度に構成部材を成形しているだけである。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−８６１６８号公報（段落［００１８］〜［００２２］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、ヘッドの反りを低減して印刷品質を向上することができると共にコストを低減した液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに固定されるヘッドケースとを具備し、前記ヘッドケースの前記ノズル開口の並設方向である基準方向の線膨張係数が前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第１の態様では、ノズル開口の並設方向の反りを低減することができ、印刷品質を向上することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ヘッドケースの基準方向が、前記液体噴射ヘッドの長手方向であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第２の態様では、液体噴射ヘッドの長手方向の反りを低減することにより、ノズル開口が設けられたノズルプレートと圧力発生室が形成された流路形成基板となどが剥離するのを確実に防止することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ヘッドケースが、液晶ポリマーからなることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第３の態様では、ノズル開口の並設方向の反りを低減すると共にコストを低減することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が画成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板を具備し、前記ヘッドケースが前記流路形成基板に固定されることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第４の態様では、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板の反り及び破壊を防止することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記ヘッドケースが、前記流路形成基板に接合されて当該流路形成基板の線膨張係数と略同一の材料で形成された保護基板を介して前記流路形成基板に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第５の態様では、流路形成基板及び保護基板の反りを低減して、流路形成基板と保護基板との剥離を防止することができると共に、印刷品質を向上することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記ヘッドケースが、前記基準方向が射出流動方向となるように成形されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる第６の態様では、所定の線膨張係数のヘッドケースを容易に形成することができる。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの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。
かかる第７の態様では、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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に係るインクジェット式記録ヘッドユニットを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドユニットの組立斜視図であり、図３はインクジェット式記録ヘッドユニットの要部断面図である。図１に示すように、インクジェット式記録ヘッドユニット２００（以下、ヘッドユニット２００と言う）を構成する保持部材であるカートリッジケース２１０は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクが充填された別体で構成され、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。また、カートリッジケース２１０の底面には、図３に示すように、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路２１２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路２１２の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路２１２内に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。
【００１９】
また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数の圧電素子３００を有すると共に、カートリッジケース２１０とは反対側の端面に圧電素子３００の駆動によってノズル開口２１からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド２２０が固定されるヘッドケース２３０を有する。本実施形態では、インクカートリッジの各色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２２０がインク色毎に対応して複数設けられ、ヘッドケース２３０も各インクジェット式記録ヘッド２２０に対応してそれぞれ独立して複数設けられている。
【００２０】
ここで、カートリッジケース２１０に搭載される本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０について説明する。図４は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの分解斜視図であり、図５は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの断面図である。図４及び図５に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、線膨張係数が２．６［１０-6／℃］のシリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した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１０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１２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１２の長手方向外側には、後述する保護基板３０に設けられるリザーバ部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、インク供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。
【００２１】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。すなわち、本実施形態では、１つのインクジェット式記録ヘッドにノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［１０-6／℃］あるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２２】
一方、流路形成基板１０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１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２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１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００２３】
また、保護基板３０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３２が設けられている。このような保護基板３０としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２４】
さらに、保護基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０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ＩＣ１１０の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（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。
【００２５】
また、このような保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４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４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。
【００２６】
このように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２０、流路形成基板１０、保護基板３０及びコンプライアンス基板４０の４つの基板で構成されている。そして、このようなインクジェット式記録ヘッド２２０のコンプライアンス基板４０上には、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路２１２に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられたヘッドケース２３０が固定されている。このヘッドケース２３０には、可撓部４３に対向する領域に凹部２３２が形成され、可撓部４３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、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動ＩＣ保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動ＩＣ保持部２３３を挿通して駆動ＩＣ１１０と接続されている。
【００２７】
このようなヘッドケース２３０のノズル開口２１の列方向である基準方向の線膨張係数は、基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくなっている。また、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数は、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０及び保護基板３０の線膨張係数、本実施形態では、２．６［１０-6／℃］に近くするのが好ましい。このようなヘッドケース２３０の材料としては、液晶ポリマーを用いることができる。なお、ヘッドケース２３０に液晶ポリマーを用いる場合には、ヘッドケース２３０を成形により形成する際に、射出流動方向をヘッドケース２３０の基準方向とすることで、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数を、基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくすることができる。
【００２８】
ここで、代表的な液晶ポリマーの線膨張係数を下記表１に示す。なお、下記表１には、液晶ポリマーのグレードをポリプラスチックス社製の商品名で示している。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１に示す液晶ポリマーは、何れも本発明のヘッドケース２３０に用いることができる。特に、本発明のヘッドケース２３０には、ベクトラＡ１５０Ｂ、ベクトラＡ２３０及びベクトラＢ２３０を用いるのが好適である。
【００３１】
このように、ヘッドケース２３０の基準方向の線膨張係数を基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さくし、且つ基準方向の線膨張係数をヘッドケース２３０が固定されるインクジェット式記録ヘッド２２０の線膨張係数、すなわち、流路形成基板１０及び保護基板３０の線膨張係数と略同等とすることで、温度変化によりインクジェット式記録ヘッド２２０の基準方向であるノズル開口２１の並設方向に反りが生じるのを防止することができる。これにより、インク滴の着弾位置がずれるのを防止して、印刷品質を向上することができる。また、ヘッドケース２３０として、液晶ポリマーを用いることで、ヘッドケース２３０の線膨張係数をインクジェット式記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０及び保護基板３０と合わせるために、流路形成基板１０及び保護基板３０と同一の材料であるシリコン単結晶基板を用いる必要がなく、コストを低減することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ヘッドケース２３０の線膨張係数の小さな基準方向がインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向と同一方向となっている。このため、ヘッドケース２３０はインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向の反りを防止している。このようにインクジェット式記録ヘッド２２０の長手方向の反りを防止することによって、流路形成基板１０とノズルプレート２０との接着が剥がれるのを確実に防止することもできる。なお、ヘッドケース２３０の基準方向と直交する方向の線膨張係数は、流路形成基板１０及び保護基板３０と線膨張係数が異なるが、この方向は、インクジェット式記録ヘッド２２０の短手方向となるため、反りの影響を最小に抑えることができる。
【００３３】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２２０は、インクカートリッジからのインクをインク連通路２１２及びインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２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１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３４】
このようなインクジェット式記録ヘッド２２０を構成する各部材及びヘッドケース２３０には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０が一体的に形成される。
【００３５】
なお、上述したインクジェット式記録ヘッド２２０は、１枚のシリコンウェハ上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図４に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することによってインクジェット式記録ヘッド２２０となる。
【００３６】
このようなインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０は、上述したカートリッジケース２１０にノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔で４つ固定されている。すなわち、本実施形態のヘッドユニット２００には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。このように複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つのインクジェット式記録ヘッド２２０にノズル列２１Ａを多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列２１Ａの多列化を図るために複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いることで、１枚のシリコンウェハから形成できるインクジェット式記録ヘッド２２０の取り数を増大させることができ、シリコンウェハの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。
【００３７】
また、カートリッジケース２１０にヘッドケース２３０を介して保持された４つのインクジェット式記録ヘッド２２０は、図１及び図２に示すように、４つのインクジェット式記録ヘッド２２０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２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の少なくともノズル列２１Ａの並設されたノズル開口２１の両端部側に接合される接合部２４２とを具備する。
【００３８】
接合部２４２は、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０に亘ってインク滴吐出面の外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド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がインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接合されている。また、接合部２４２の枠部２４３は、インクジェット式記録ヘッド２２０の製造時に各部材を位置決めするピン挿入孔２３４を塞ぐように形成されている。また、カバーヘッド２４０には、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の側面側に、インク滴吐出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。
【００３９】
このように、カバーヘッド２４０は、接合部２４２をインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接着するようにしたため、インク滴吐出面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、インク滴吐出面のワイピングや吸引動作などを行っても、インク滴吐出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によって隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の間が塞がれているため、隣接するインクジェット式記録ヘッド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ＩＣ１１０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、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面とカバーヘッド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、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の外周縁部を覆うことで、インクジェット式記録ヘッド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、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面と接合される接合部２４２を設けるようにしたため、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の各ノズル列２１Ａ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。
【００４０】
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２０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。
【００４１】
また、接合部２４２には、カバーヘッド２４０を他部材に位置決め固定するための固定孔２４７が設けられたフランジ部２４６が設けられている。このフランジ部２４６は、側壁部２４５から液滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して設けられている。本実施形態では、カバーヘッド２４０は、図２及び図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０を保持した保持部材であるカートリッジケース２１０に固定されている。詳しくは、図２及び図３に示すように、カートリッジケース２１０には、インク滴吐出面側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入すると共に、突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カートリッジケース２１０にカバーヘッド２４０が固定されている。このようなカートリッジケース２１０に設けられた突起部２１５を、フランジ部２４６の固定孔２４７よりも小径の外径とすることで、カバーヘッド２４０をインク滴吐出面の面方向に位置決めしてカートリッジケース２１０に固定することができる。
【００４２】
このようなヘッドユニット２００は、インクジェット式記録装置に搭載される。図６は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図６に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニット２００は、インク供給手段を構成するカートリッジ１Ａ及び１Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４３】
そして、駆動モータ６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７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のそれぞれにヘッドケース２３０を固定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を一つのヘッドケースに固定するようにしてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、ヘッドケース２３０をインクジェット式記録ヘッド２２０の流路形成基板１０に保護基板３０を介して固定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドケース２３０を流路形成基板１０に直接固定するようにしてもよい。すなわち、本発明の流路形成基板１０とヘッドケース２３０との固定とは、直接又は保護基板３０等の他部材を介してのことを言う。何れにしても所定の線膨張係数のヘッドケース２３０を用いることでインクジェット式記録ヘッドの反りを低減することができる。
【００４６】
さらに、上述した実施形態１では、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッド２２０を例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。
【００４７】
なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニット及びインクジェット式記録装置を一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置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（面発光ディスプレー）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。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係るヘッドユニットの組立斜視図である。
【図３】実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。
【図４】実施形態１に係るヘッドユニットの要部の分解斜視図である。
【図５】実施形態１に係るヘッドケース及び記録ヘッドの断面図である。
【図６】実施形態１に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ キャリッジ、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １００ リザーバ、 ２００ ヘッドユニット、 ２１０ カートリッジケース、 ２２０ インクジェット式記録ヘッド、 ２３０ ヘッドケース、 ２４０ カバーヘッド、 ２４１ 開口部、 ２４２，２５２ 接合部、 ２４５ 側壁部、 ２４６ フランジ部、 ２４７ 固定孔、 ３００ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに固定されるヘッドケースとを具備し、前記ヘッドケースの前記ノズル開口の並設方向である基準方向の線膨張係数が前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記ヘッドケースの基準方向が、前記液体噴射ヘッドの長手方向であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ヘッドケースが、液晶ポリマーからなることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が画成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板を具備し、前記ヘッドケースが前記流路形成基板に固定されることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項４において、前記ヘッドケースが、前記流路形成基板に接合されて当該流路形成基板の線膨張係数と略同一の材料で形成された保護基板を介して前記流路形成基板に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記ヘッドケースが、前記基準方向が射出流動方向となるように成形されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか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。
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに固定されるヘッドケースとを具備し、前記ヘッドケースの前記ノズル開口の並設方向である基準方向の線膨張係数が前記基準方向と直交する方向の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記ヘッドケースの基準方向が、前記液体噴射ヘッドの長手方向であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ヘッドケースが、液晶ポリマーからなることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が画成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板を具備し、前記ヘッドケースが前記流路形成基板に固定されることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項４において、前記ヘッドケースが、前記流路形成基板に接合されて当該流路形成基板の線膨張係数と略同一の材料で形成された保護基板を介して前記流路形成基板に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記ヘッドケースが、前記基準方向が射出流動方向となるように成形されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２３１６７８（Ｐ２００６−２３１６７８Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４８８９２（Ｐ２００５−４８８９２）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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