液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法
【課題】流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッドは、複数のノズル２１のそれぞれに連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板と、ノズル２１を有し、流路形成基板に固定されるノズルプレート２０と、流路形成基板を収容するケース部材３０と、を具備し、ケース部材３０には、流路形成基板が収納される第１凹部３１と、流路形成基板の圧力発生室１２に対向し、ノズルプレート２０により封止されて各圧力発生室１２に共通する液体貯留部を構成する第２凹部３２とが形成されると共に、収納された流路形成基板と第１凹部３１の側面との間隙に連通する接着剤導入孔３５が形成され、間隙の第２凹部３２との接続部は、接着剤導入孔３５から導入された接着剤により埋設されている。
【解決手段】液体噴射ヘッドは、複数のノズル２１のそれぞれに連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板と、ノズル２１を有し、流路形成基板に固定されるノズルプレート２０と、流路形成基板を収容するケース部材３０と、を具備し、ケース部材３０には、流路形成基板が収納される第１凹部３１と、流路形成基板の圧力発生室１２に対向し、ノズルプレート２０により封止されて各圧力発生室１２に共通する液体貯留部を構成する第２凹部３２とが形成されると共に、収納された流路形成基板と第１凹部３１の側面との間隙に連通する接着剤導入孔３５が形成され、間隙の第２凹部３２との接続部は、接着剤導入孔３５から導入された接着剤により埋設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を噴射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としては、例えば、長手方向に沿い多数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に前記各圧力発生室に対応させて設けられた圧電アクチュエーターとを具備し、各圧電アクチュエーターの変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、各ノズルからインク滴を噴射させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この流路形成基板は、シリコン単結晶基板である流路形成基板用ウェハーに多数個を一度に形成した後、それぞれを切り出すことにより形成している。このため、流路形成基板の小型化が望まれている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、各圧力発生室に共通するインク貯留部であるマニホールドを流路形成基板の一部として形成しているため、流路形成基板が圧力発生室の並設方向とは直交する方向において大きくなってしまい、小型化が難しいという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに限定されず、他のデバイスに用いられる液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成され、前記間隙の前記第２凹部との接続部は、前記接着剤導入孔から導入された接着剤により埋設されていることを特徴とする。
本発明では、液体貯留部をケース部材及びノズルプレートで封止し、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、液体貯留部に気泡が溜まりにくいように、液体貯留部が圧力発生室に対向している。この場合に、第１凹部と流路形成基板との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤導入孔から吸引し、これにより接着剤で液体貯留部を封止している。
【０００９】
前記ノズルプレートに形成されたノズルのうち、ノズルが並設されてなるノズル列の最端部に位置するノズルが前記接着剤で埋設されており、該ノズルが連通する圧力発生室には、圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段が形成されていないことが好ましい。このように、本発明では高精度に形成されたダミーノズルを用いて接着剤の吸引を行うことができる。
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、前記した液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。本発明では、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができる液体噴射ヘッドを用いていることで、コストの低減を図ることができる。
【００１１】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記ノズルを有し、前記アクチュエーター基板に固定されるノズルプレートと、前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、該接着剤導入孔から導入された接着剤を接着剤吸引孔を介して吸引することで、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することを特徴とする。このように、本発明では、接着剤により前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することで、液体貯留部をケース部材及びノズルプレートで封止し、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、液体貯留部に気泡が溜まりにくいように、液体貯留部が圧力発生室に対向している液体噴射ヘッドで、簡易に、かつ正確に封止を行うことができる。
【００１２】
前記接着剤を吸引する際に、前記液体貯留部の圧力と、前記接着剤吸引孔の圧力との圧力差を検出し、検出された圧力差が所定値以上となった場合には、前記間隙の前記第２凹部との接続部が接着剤により埋設されたと判断して前記接着剤の吸引を停止することが好ましい。このように接着剤の吸引を行うことで、簡易に、かつ、より正確に封止を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドを示す断面図及びその一部拡大図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの一部を下方から示す分解斜視図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大下面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大斜視図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大下面図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す一部拡大下面図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドにおける吸引装置を示すブロック図である。
【図９】一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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に示すように、液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッド１は、アクチュエーター基板１１と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、ケース部材３０とで構成されている。
【００１５】
アクチュエーター基板１１は、図２（ａ）に示すように、流路形成基板１０及び接続基板４０からなる。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列形成されている。また流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向の一端側にはインク供給路１４が設けられている。図２（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の一方の面には弾性膜５０が形成されており、圧力発生室１２及びインク供給路１４の一方面はこの弾性膜５０によって構成されている。なお、本発明における流路形成基板には、アクチュエーター基板も含まれる。
【００１６】
流路形成基板１０の開口面側（弾性膜５０とは反対側）には、連通板１５が接合されている。連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。連通板１５には、圧力発生室１２とノズル２１とを繋ぐ連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。特に、ノズルプレート２０の表面に撥水性を有する撥水膜が設けられている場合には、高価な撥水膜の面積を低減させることができるので、顕著なコスト低減効果が得られる。
【００１７】
また、図３に示すように、ノズルプレート２０には、ノズル２１が列設されてなる列とは離間して複数の接着剤吸引孔２２（詳しくは後述する）が設けられている。さらに、連通板１５には、接着剤吸引孔２２に連通する接着剤吸引路１７が連通路１６が列設されてなる列とは離間して設けられている。この接着剤吸引孔２２及び接着剤吸引路１７は、列設された圧力発生室１２からなる圧力発生室列の最端部に位置する圧力発生室１２ａに連通している。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０には連通板１５が含まれていても良い。
【００１８】
流路形成基板１０に形成された弾性膜５０上には、さらに絶縁体膜５５が形成されている。この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とからなる圧電アクチュエーター（圧力発生手段）３００が設けられている。本実施形態では、第１電極６０が複数の圧電アクチュエーター３００に共通する共通電極として機能し、第２電極８０が各圧電アクチュエーター３００で独立する個別電極として機能する。各圧電アクチュエーター３００は、各圧力発生室１２に対応して形成されており、この圧電アクチュエーター３００により圧力発生室１２に圧力が発生する。また、この圧電アクチュエーター３００は、列設された圧力発生室１２からなる圧力発生室列の端部に位置する圧力発生室１２ａには対応して形成されていない。即ち、圧力発生室１２ａはダミーであり、この圧力発生室１２ａに連通するノズルもダミーノズルであり、このノズルが後述する接着剤吸引孔２２として機能する。
【００１９】
また第２電極８０には、リード電極９０の一端がそれぞれ接続されている。リード電極９０の他端には、駆動回路１２０が設けられた配線基板１２１が接続されている。
【００２０】
流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同一の大きさを有する接続基板４０が接合されている。接続基板４０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部４１を有する。また接続基板４０には貫通孔４２が設けられている。リード電極９０の他端側は、この貫通孔４２内に露出するように延設され、リード電極９０と配線基板１２１とが貫通孔４２内で電気的に接続されている。
【００２１】
また、このような構成のアクチュエーター基板１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールドをアクチュエーター基板１１と共に画成するケース部材３０が固定されている。ケース部材３０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、接続基板４０に接着剤によって固定されると共に、上述した連通板１５にも接着剤によって固定されている。具体的には、図３に示すように、ケース部材３０は、接続基板４０側にアクチュエーター基板１１が収容される深さの第１凹部３１を有する。この第１凹部３１の幅は、アクチュエーター基板１１の幅と略同一である。また、ケース部材３０には、第１凹部３１に連続して第１凹部３１よりも深い第２凹部３２が形成されている。第２凹部３２は、第１凹部３１の圧力発生室１２の並設方向（以下第１方向とする）に長い長辺にそれぞれ設けられている。
【００２２】
ケース部材３０の第１凹部３１にアクチュエーター基板１１が収容された状態で第２凹部３２の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材３０と連通板１５とによってマニホールド１００が画成されている。このようにマニホールド１００がケース部材３０と連通板１５とによって画成されることで、流路形成基板１０を第１方向とは直交する方向において流路形成基板１０がマニホールドを形成する場合に比べて短く形成することができる。これにより、流路形成基板１０の取り数を増やしてインクジェット式記録ヘッドのコストの低減を図ることができる。
【００２３】
マニホールド１００は、圧力発生室列の圧力発生室１２のうち、アクチュエーター３００が絶縁体膜５５を介して形成された各圧力発生室１２に共通するように形成されている。即ち、各第２凹部３２は、第１凹部３１にアクチュエーター基板１１が収容された状態で、圧力発生室１２が形成された領域に対向して形成されており、第１凹部３１よりも第１方向において短く、第１凹部３１の第１方向における端部には第２凹部が形成されていない。このように形成されることで、マニホールド１００の第１方向における端部に気泡が溜まりにくい。
【００２４】
即ち、インクの流動はインクのノズルからの吐出により行われるものであるから、圧力発生室へのインクの第１凹部の端部はアクチュエーター基板とケースヘッドの接合に用いられている領域であるので、マニホールドが第１凹部の端部に臨む領域まで設けられていると、この領域ではインクの流動がないために気泡が溜まりやすい。この気泡が成長してインクの流動を妨げるという問題が考えられる。そこで、本実施形態では、第２凹部３２をアクチュエーター３００が絶縁体膜５５を介して形成された圧力発生室１２に臨むように形成し、マニホールド１００内でインクの流動がない領域を形成しないように構成している。
【００２５】
また、このマニホールド１００にインクを導入するためのインク導入孔３３が、ケース部材３０の第２凹部３２が形成された面とは逆側からマニホールド１００に連通するように設けられている。
【００２６】
なおケース部材３０の第２凹部３２には、凹形状を有する空間部４５がマニホールド１００に対向して形成されている。またケース部材３０の第２凹部３２の底面には、封止膜４６が設けられており、この封止膜４６でマニホールド１００から隔離された空間部４５が形成されている。これにより、マニホールド１００のケース部材３０側の一部は、封止膜４６のみで封止された撓み変形可能な可撓部４７となっている。なお、この封止膜４６については、説明のため図１及び図３では省略しており、また、図２では図示しなかった固定部材によりケース部材３０で封止されている。
【００２７】
ここで、本実施形態におけるケース部材３０には、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙に連続する接着剤導入孔３５が形成されている。接着剤導入孔３５は、アクチュエーター基板１１側の開口が連通板１５で封止され、アクチュエーター基板１１とは逆側のインク導入開口３６（図５参照）は開放されている。
【００２８】
このような接着剤導入孔３５を有することで、本実施形態では、アクチュエーター基板１１と第１凹部３１と間隙に接着剤が埋設される。即ち、単にアクチュエーター基板１１の接続基板４０のケース部材３０側に接着剤を塗布してアクチュエーター基板１１をケース部材３０に接合すると、第１凹部３１はアクチュエーター基板１１を収納するためにアクチュエーター基板１１よりも若干大きく形成されているので、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間には間隙が生じる。この間隙にインクが第２凹部３２の第１方向における端部から流入してしまい、この場所に滞留してしまうことが考えられる。このような間隙への流入は、本実施形態のように気泡のマニホールドでの滞留を抑制すべく、マニホールドを構成する第２凹部３２を第１凹部３１よりも短く形成することから生じる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、ケース部材３０に、第１凹部３１に連通する接着剤導入孔３５を設けて図５に示すようにインク導入開口３６から接着剤導入孔３５に接着剤を導入して、この接着剤を接着剤吸引孔２２から詳しくは後述するように吸引する。吸引により、図６に示すように接着剤３７が接着剤導入孔３５から流動して第１凹部３１の先端における第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙に移動し固化することで、この間隙を接着剤３７で埋めることができる。このように間隙を接着剤３７で埋めることで、この間隙にインクが入り込むことを防止することが可能である。特に、このような第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙は部品寸法の交差だけでなく組み立て公差もあるため、インクジェット式記録ヘッド１毎に間隙幅が異なるから、接着剤のような流動性の高い部材で埋めることが好ましい。
【００３０】
さらに接着剤吸引孔２２から接着剤３７を吸引することで、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙と第２凹部３２との接続部にも接着剤３７は流入し埋設される。このように構成することで、マニホールド１００の端部を接着剤３７により封止することができ、マニホールド１００からのインクが第１凹部３１の先端側に流れ込むことを防止することが可能である。なお、図５及び図６では説明のため連通板１５及びノズルプレート２０は省略した。さらに、このように接着剤３７をインクジェット式記録ヘッド１の端部まで移動させることができるので、ケース部材３０とアクチュエーター基板１１の端部まで接着剤３７でしっかりと固定することができる。
【００３１】
特に、各マニホールド１００に異なる発色のインクを導入した場合に、このようにインクが第１凹部３１の先端側に流れ込むことを防止すれば、インクが他方のマニホールド１００に混ざり込むことがなく、印刷性能の低下を抑制することが可能である。
【００３２】
具体的には、接着剤導入孔３５は、第１凹部３１の長辺の第１方向における端部、即ちケース部材３０の第２凹部３２が形成されていない領域である第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にそれぞれ設けられている。接着剤導入孔３５の数は、第１凹部３１の各端部に少なくとも一つ設けられていれば後述する接着剤の吸引時に吸引できるので特に限定されないが、本実施形態では第１凹部３１の長辺の各端部に設けられている。
【００３３】
また、ノズルプレート２０における接着剤吸引孔２２は、圧電アクチュエーター３００が形成されていない圧力発生室１２ａに連通しており、この圧力発生室１２ａに接着剤が引き込まれて固定されたとしても液体噴射ヘッドの噴射特性に影響はなく、同様に接着剤吸引孔２２も接着剤で満たされたとしても液体噴射ヘッドの噴射特性に影響はない。ノズルプレート２０におけるノズル２１は、シリコン単結晶基板であるノズルプレート２０をウェットエッチングして形成していることから、ダミーノズルとして形成された接着剤吸引孔２２も高精度に形成されたものである。従って、このような接着剤吸引孔２２は圧力発生室１２ａに対して高精度で形成することができ、これにより接着剤吸引孔２２により吸引されて流動する接着剤の位置も高精度に制御することが可能である。
【００３４】
また、ケース部材３０には、マニホールド１００に連通してマニホールド１００にインクを供給するための導入路４３が設けられている。またケース部材３０には、接続基板４０の貫通孔４２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４８が設けられている。
【００３５】
このような構成のインクジェット式記録ヘッド１では、インクを噴射する際に、まずインクカートリッジ等から導入路４３を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に弾性膜５０及び絶縁体膜５５をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル２１からインク滴が噴射される。
【００３６】
このように、本実施形態では、マニホールド１００を連通板１５とケース部材３０とで封止し、流路形成基板１０の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、マニホールド１００に気泡が溜まりにくいように、第１凹部３１よりも第２凹部３２を第１方向において短くなるように形成している。この場合に、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤導入孔３５から吸引し、これにより接着剤でマニホールド１００を封止しているのである。
【００３７】
本実施形態の液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法としては、初めにアクチュエーター基板１１と連通板１５及びノズルプレート２０とを接着剤転写により接着剤を介して接合し、その後、接合されたアクチュエーター基板１１及びノズルプレート２０とケース部材３０とを接着剤転写により接着剤を介して接合する。
【００３８】
次に、図７に示すように、ノズルプレート２０を覆うノズル側キャップＣ１をノズルプレート２０の吐出面側に設ける。このノズル側キャップＣ１には図示しないポンプが接続されている。ノズル側キャップＣ１は、各ノズル２１を覆う部分と、接着剤吸引孔２２を覆う部分からなり、各ノズル２１からは吸引できないが、４つの接着剤吸引孔２２のうちの一つからはこのポンプにより吸引することができるように構成されている。また、このノズル側キャップＣ１には、接着剤吸引孔２２における圧力を測定できるように構成されている。
【００３９】
また、ケース部材３０の接着剤導入孔３５のうち、一つを除く全ての接着剤導入孔３５を覆うケース側キャップＣ２をケース部材３０に設ける。ケース側キャップＣ２には、インクの導入孔である導入路４３を露出させる開口が設けられ、導入路４３はケース側キャップＣ２から露出している。
【００４０】
そして、各キャップが設けられた状態で、ケース部材３０等の接着剤導入孔３５に例えばディスペンサーにより接着剤を塗布し、その後、ケース部材３０等を図８に示す吸引封止装置２００に設置する。
【００４１】
吸引封止装置２００は、キャップに負圧を発生させるための圧力信号を生成する圧力信号生成部２０１と、圧力信号に基づいて負圧制御を行う圧力制御装置２０２とを備える。また、吸引封止装置２００は、導入路に挿入されてマニホールド内の圧力を測定する測定部材２０３と、マニホールドの圧力とノズル側キャップＣ１の圧力との圧力差を検出する差圧計２０４と、この差圧計２０４からの圧力差が所定の閾値を越えたかどうかを判定する差圧判定部２０５と、差圧判定部２０５が所定の閾値を越えたと判定した場合に送出する判定信号に基づいて駆動される電磁弁２０６とを備える。
【００４２】
吸引封止装置２００に設置すると、初めに圧力信号生成部２０１で時間経過と共に負圧が大きくなるような圧力信号Ｓ１を生成し、この圧力信号Ｓ１を圧力制御装置２０２に入力する。圧力制御装置２０２は、圧力信号Ｓ１に応じてノズル側キャップＣ１の接着剤吸引孔２２を覆う部分での圧力が負圧となるように圧力を制御する。これにより、接着剤吸引孔２２からマニホールド１００及び第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙の空気が吸引されていく。
【００４３】
そして、ノズルからマニホールド及び第１凹部とアクチュエーター基板との間隙の空気が吸引されると、接着剤導入孔３５に流入した接着剤は、図５に示すように接着剤導入孔３５から第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間の間隙及びマニホールド１００に移動する。そして、圧力発生室１２ａに接着剤が到達してマニホールド１００が封止されると、ノズル側キャップＣ１から吸引されてもマニホールド１００の圧力は維持される。他方で、マニホールド１００と間隙との境界まで接着剤３７が移動してマニホールド１００が封止されたことから、ポンプからの吸引によりノズル側キャップＣ１側の圧力のみが低下する。これにより、マニホールド１００内の圧力と、ノズル側キャップＣ１側の圧力との圧力差が生じるので、差圧計２０４は、この圧力差を検出して差圧判定部２０５へ送出する。
【００４４】
圧力差が所定値を越えたと差圧判定部２０５が判定すると差圧判定部２０５は電磁弁２０６及び圧力信号生成部２０１に判定信号を送出する。
【００４５】
電磁弁２０６及び圧力信号生成部２０１は、判定信号が入力されるとインク導入孔３３を封止している封止部材及びノズル側キャップＣ１を外す。このようにして封止部材及びノズル側キャップＣ１が外されてケース部材３０等が大気開放されると、接着剤３７の移動が停止され、接着剤３７が固まる。このような接着剤３７の導入及び吸引を接着剤導入孔３５及び接着剤吸引孔２２毎に行って、４つの全ての接着剤導入孔３５及び接着剤吸引孔２２での接着剤３７の導入及び吸引が行われると全ての間隙とマニホールド１００の端部との封止が終了する。
【００４６】
このように、本実施形態では、マニホールド１００を連通板１５とケース部材３０とで封止し、流路形成基板１０の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、マニホールド１００に気泡が溜まりにくいように、第１凹部３１よりも第２凹部３２を第１方向において短くなるように形成している。この場合に、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤吸引孔２２から吸引し、これにより接着剤でマニホールド１００を封止しているのである。
【００４７】
この場合に、本実施形態では、差圧を測定しながらマニホールドを封止することで、マニホールドの封止を簡易に、かつ正確に検出できる。即ち、例えば接着剤の吸引時間や接着剤の吸引量、導入量でマニホールドの封止を完了させることも考えられるが、この場合には封止が完全に行われないおそれや、接着剤を吸引しすぎてマニホールド内部に多量に接着剤が流入してしまうおそれも考えられる。これに対し、本実施形態では、差圧を測定しながらマニホールドを封止していることから、マニホールドが完全に封止されたかどうかを検出できる。
【００４８】
（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、上述の実施形態では、ダミーノズルを接着剤吸引孔２２として用いたが、これに限定されない。例えば、接着剤吸引孔２２を、ケース部材３０の第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙の第２凹部３２との接続部に設けても良い。このように構成しても接着剤３７を吸引することができる。
【００４９】
また、上述した各実施形態では、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター及び縦振動型の圧電アクチュエーターを例示したが、圧力発生手段の構成は特に限定されるものではない。圧力発生手段は、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターなどであってもよい。さらに圧力発生手段は、例えば、圧力発生室内に配された発熱素子の発熱で生じるバブルによってノズルから液滴を噴射させるものや、振動板と電極との間に発生させた静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を噴射させるものなどであってもよい。
【００５０】
また上述した液体噴射ヘッド１は、インクジェット式記録装置ＩＩに搭載される。図９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。
【００５１】
インクジェット式記録ヘッド１を有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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に軸方向移動可能に設けられている。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。
【００５２】
そして、駆動モーター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、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５３】
さらに上述の実施形態では、液体噴射ヘッドの一例として液体噴射ヘッドを挙げて本発明について説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド及びそれを具備する液体射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド及びそれを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。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各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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が挙げられる。
【符号の説明】
【００５４】
１ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １１ アクチュエーター基板、 １２ 圧力発生室、 １４ インク供給路、 １５ 連通板、 １６ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル、 ２２ 接着剤吸引孔、 ３０ ケース部材、 ３１ 第１凹部、 ３２ 第２凹部、 ３５ 接着剤導入孔、 ４０ 接続基板、 ４３ 導入路、 ４５ 空間部、 ４６ 封止膜、 ４７ 可撓部、 ４８ 接続口、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ マニホールド、 ３００ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）、 ＩＩ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を噴射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としては、例えば、長手方向に沿い多数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に前記各圧力発生室に対応させて設けられた圧電アクチュエーターとを具備し、各圧電アクチュエーターの変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、各ノズルからインク滴を噴射させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この流路形成基板は、シリコン単結晶基板である流路形成基板用ウェハーに多数個を一度に形成した後、それぞれを切り出すことにより形成している。このため、流路形成基板の小型化が望まれている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、各圧力発生室に共通するインク貯留部であるマニホールドを流路形成基板の一部として形成しているため、流路形成基板が圧力発生室の並設方向とは直交する方向において大きくなってしまい、小型化が難しいという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに限定されず、他のデバイスに用いられる液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成され、前記間隙の前記第２凹部との接続部は、前記接着剤導入孔から導入された接着剤により埋設されていることを特徴とする。
本発明では、液体貯留部をケース部材及びノズルプレートで封止し、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、液体貯留部に気泡が溜まりにくいように、液体貯留部が圧力発生室に対向している。この場合に、第１凹部と流路形成基板との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤導入孔から吸引し、これにより接着剤で液体貯留部を封止している。
【０００９】
前記ノズルプレートに形成されたノズルのうち、ノズルが並設されてなるノズル列の最端部に位置するノズルが前記接着剤で埋設されており、該ノズルが連通する圧力発生室には、圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段が形成されていないことが好ましい。このように、本発明では高精度に形成されたダミーノズルを用いて接着剤の吸引を行うことができる。
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、前記した液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。本発明では、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができる液体噴射ヘッドを用いていることで、コストの低減を図ることができる。
【００１１】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記ノズルを有し、前記アクチュエーター基板に固定されるノズルプレートと、前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、該接着剤導入孔から導入された接着剤を接着剤吸引孔を介して吸引することで、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することを特徴とする。このように、本発明では、接着剤により前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することで、液体貯留部をケース部材及びノズルプレートで封止し、流路形成基板の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、液体貯留部に気泡が溜まりにくいように、液体貯留部が圧力発生室に対向している液体噴射ヘッドで、簡易に、かつ正確に封止を行うことができる。
【００１２】
前記接着剤を吸引する際に、前記液体貯留部の圧力と、前記接着剤吸引孔の圧力との圧力差を検出し、検出された圧力差が所定値以上となった場合には、前記間隙の前記第２凹部との接続部が接着剤により埋設されたと判断して前記接着剤の吸引を停止することが好ましい。このように接着剤の吸引を行うことで、簡易に、かつ、より正確に封止を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドを示す断面図及びその一部拡大図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの一部を下方から示す分解斜視図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大下面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大斜視図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの一部拡大下面図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す一部拡大下面図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドにおける吸引装置を示すブロック図である。
【図９】一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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に示すように、液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッド１は、アクチュエーター基板１１と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、ケース部材３０とで構成されている。
【００１５】
アクチュエーター基板１１は、図２（ａ）に示すように、流路形成基板１０及び接続基板４０からなる。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列形成されている。また流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向の一端側にはインク供給路１４が設けられている。図２（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の一方の面には弾性膜５０が形成されており、圧力発生室１２及びインク供給路１４の一方面はこの弾性膜５０によって構成されている。なお、本発明における流路形成基板には、アクチュエーター基板も含まれる。
【００１６】
流路形成基板１０の開口面側（弾性膜５０とは反対側）には、連通板１５が接合されている。連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。連通板１５には、圧力発生室１２とノズル２１とを繋ぐ連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。特に、ノズルプレート２０の表面に撥水性を有する撥水膜が設けられている場合には、高価な撥水膜の面積を低減させることができるので、顕著なコスト低減効果が得られる。
【００１７】
また、図３に示すように、ノズルプレート２０には、ノズル２１が列設されてなる列とは離間して複数の接着剤吸引孔２２（詳しくは後述する）が設けられている。さらに、連通板１５には、接着剤吸引孔２２に連通する接着剤吸引路１７が連通路１６が列設されてなる列とは離間して設けられている。この接着剤吸引孔２２及び接着剤吸引路１７は、列設された圧力発生室１２からなる圧力発生室列の最端部に位置する圧力発生室１２ａに連通している。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０には連通板１５が含まれていても良い。
【００１８】
流路形成基板１０に形成された弾性膜５０上には、さらに絶縁体膜５５が形成されている。この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とからなる圧電アクチュエーター（圧力発生手段）３００が設けられている。本実施形態では、第１電極６０が複数の圧電アクチュエーター３００に共通する共通電極として機能し、第２電極８０が各圧電アクチュエーター３００で独立する個別電極として機能する。各圧電アクチュエーター３００は、各圧力発生室１２に対応して形成されており、この圧電アクチュエーター３００により圧力発生室１２に圧力が発生する。また、この圧電アクチュエーター３００は、列設された圧力発生室１２からなる圧力発生室列の端部に位置する圧力発生室１２ａには対応して形成されていない。即ち、圧力発生室１２ａはダミーであり、この圧力発生室１２ａに連通するノズルもダミーノズルであり、このノズルが後述する接着剤吸引孔２２として機能する。
【００１９】
また第２電極８０には、リード電極９０の一端がそれぞれ接続されている。リード電極９０の他端には、駆動回路１２０が設けられた配線基板１２１が接続されている。
【００２０】
流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同一の大きさを有する接続基板４０が接合されている。接続基板４０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部４１を有する。また接続基板４０には貫通孔４２が設けられている。リード電極９０の他端側は、この貫通孔４２内に露出するように延設され、リード電極９０と配線基板１２１とが貫通孔４２内で電気的に接続されている。
【００２１】
また、このような構成のアクチュエーター基板１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールドをアクチュエーター基板１１と共に画成するケース部材３０が固定されている。ケース部材３０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、接続基板４０に接着剤によって固定されると共に、上述した連通板１５にも接着剤によって固定されている。具体的には、図３に示すように、ケース部材３０は、接続基板４０側にアクチュエーター基板１１が収容される深さの第１凹部３１を有する。この第１凹部３１の幅は、アクチュエーター基板１１の幅と略同一である。また、ケース部材３０には、第１凹部３１に連続して第１凹部３１よりも深い第２凹部３２が形成されている。第２凹部３２は、第１凹部３１の圧力発生室１２の並設方向（以下第１方向とする）に長い長辺にそれぞれ設けられている。
【００２２】
ケース部材３０の第１凹部３１にアクチュエーター基板１１が収容された状態で第２凹部３２の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材３０と連通板１５とによってマニホールド１００が画成されている。このようにマニホールド１００がケース部材３０と連通板１５とによって画成されることで、流路形成基板１０を第１方向とは直交する方向において流路形成基板１０がマニホールドを形成する場合に比べて短く形成することができる。これにより、流路形成基板１０の取り数を増やしてインクジェット式記録ヘッドのコストの低減を図ることができる。
【００２３】
マニホールド１００は、圧力発生室列の圧力発生室１２のうち、アクチュエーター３００が絶縁体膜５５を介して形成された各圧力発生室１２に共通するように形成されている。即ち、各第２凹部３２は、第１凹部３１にアクチュエーター基板１１が収容された状態で、圧力発生室１２が形成された領域に対向して形成されており、第１凹部３１よりも第１方向において短く、第１凹部３１の第１方向における端部には第２凹部が形成されていない。このように形成されることで、マニホールド１００の第１方向における端部に気泡が溜まりにくい。
【００２４】
即ち、インクの流動はインクのノズルからの吐出により行われるものであるから、圧力発生室へのインクの第１凹部の端部はアクチュエーター基板とケースヘッドの接合に用いられている領域であるので、マニホールドが第１凹部の端部に臨む領域まで設けられていると、この領域ではインクの流動がないために気泡が溜まりやすい。この気泡が成長してインクの流動を妨げるという問題が考えられる。そこで、本実施形態では、第２凹部３２をアクチュエーター３００が絶縁体膜５５を介して形成された圧力発生室１２に臨むように形成し、マニホールド１００内でインクの流動がない領域を形成しないように構成している。
【００２５】
また、このマニホールド１００にインクを導入するためのインク導入孔３３が、ケース部材３０の第２凹部３２が形成された面とは逆側からマニホールド１００に連通するように設けられている。
【００２６】
なおケース部材３０の第２凹部３２には、凹形状を有する空間部４５がマニホールド１００に対向して形成されている。またケース部材３０の第２凹部３２の底面には、封止膜４６が設けられており、この封止膜４６でマニホールド１００から隔離された空間部４５が形成されている。これにより、マニホールド１００のケース部材３０側の一部は、封止膜４６のみで封止された撓み変形可能な可撓部４７となっている。なお、この封止膜４６については、説明のため図１及び図３では省略しており、また、図２では図示しなかった固定部材によりケース部材３０で封止されている。
【００２７】
ここで、本実施形態におけるケース部材３０には、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙に連続する接着剤導入孔３５が形成されている。接着剤導入孔３５は、アクチュエーター基板１１側の開口が連通板１５で封止され、アクチュエーター基板１１とは逆側のインク導入開口３６（図５参照）は開放されている。
【００２８】
このような接着剤導入孔３５を有することで、本実施形態では、アクチュエーター基板１１と第１凹部３１と間隙に接着剤が埋設される。即ち、単にアクチュエーター基板１１の接続基板４０のケース部材３０側に接着剤を塗布してアクチュエーター基板１１をケース部材３０に接合すると、第１凹部３１はアクチュエーター基板１１を収納するためにアクチュエーター基板１１よりも若干大きく形成されているので、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間には間隙が生じる。この間隙にインクが第２凹部３２の第１方向における端部から流入してしまい、この場所に滞留してしまうことが考えられる。このような間隙への流入は、本実施形態のように気泡のマニホールドでの滞留を抑制すべく、マニホールドを構成する第２凹部３２を第１凹部３１よりも短く形成することから生じる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、ケース部材３０に、第１凹部３１に連通する接着剤導入孔３５を設けて図５に示すようにインク導入開口３６から接着剤導入孔３５に接着剤を導入して、この接着剤を接着剤吸引孔２２から詳しくは後述するように吸引する。吸引により、図６に示すように接着剤３７が接着剤導入孔３５から流動して第１凹部３１の先端における第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙に移動し固化することで、この間隙を接着剤３７で埋めることができる。このように間隙を接着剤３７で埋めることで、この間隙にインクが入り込むことを防止することが可能である。特に、このような第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙は部品寸法の交差だけでなく組み立て公差もあるため、インクジェット式記録ヘッド１毎に間隙幅が異なるから、接着剤のような流動性の高い部材で埋めることが好ましい。
【００３０】
さらに接着剤吸引孔２２から接着剤３７を吸引することで、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙と第２凹部３２との接続部にも接着剤３７は流入し埋設される。このように構成することで、マニホールド１００の端部を接着剤３７により封止することができ、マニホールド１００からのインクが第１凹部３１の先端側に流れ込むことを防止することが可能である。なお、図５及び図６では説明のため連通板１５及びノズルプレート２０は省略した。さらに、このように接着剤３７をインクジェット式記録ヘッド１の端部まで移動させることができるので、ケース部材３０とアクチュエーター基板１１の端部まで接着剤３７でしっかりと固定することができる。
【００３１】
特に、各マニホールド１００に異なる発色のインクを導入した場合に、このようにインクが第１凹部３１の先端側に流れ込むことを防止すれば、インクが他方のマニホールド１００に混ざり込むことがなく、印刷性能の低下を抑制することが可能である。
【００３２】
具体的には、接着剤導入孔３５は、第１凹部３１の長辺の第１方向における端部、即ちケース部材３０の第２凹部３２が形成されていない領域である第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にそれぞれ設けられている。接着剤導入孔３５の数は、第１凹部３１の各端部に少なくとも一つ設けられていれば後述する接着剤の吸引時に吸引できるので特に限定されないが、本実施形態では第１凹部３１の長辺の各端部に設けられている。
【００３３】
また、ノズルプレート２０における接着剤吸引孔２２は、圧電アクチュエーター３００が形成されていない圧力発生室１２ａに連通しており、この圧力発生室１２ａに接着剤が引き込まれて固定されたとしても液体噴射ヘッドの噴射特性に影響はなく、同様に接着剤吸引孔２２も接着剤で満たされたとしても液体噴射ヘッドの噴射特性に影響はない。ノズルプレート２０におけるノズル２１は、シリコン単結晶基板であるノズルプレート２０をウェットエッチングして形成していることから、ダミーノズルとして形成された接着剤吸引孔２２も高精度に形成されたものである。従って、このような接着剤吸引孔２２は圧力発生室１２ａに対して高精度で形成することができ、これにより接着剤吸引孔２２により吸引されて流動する接着剤の位置も高精度に制御することが可能である。
【００３４】
また、ケース部材３０には、マニホールド１００に連通してマニホールド１００にインクを供給するための導入路４３が設けられている。またケース部材３０には、接続基板４０の貫通孔４２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４８が設けられている。
【００３５】
このような構成のインクジェット式記録ヘッド１では、インクを噴射する際に、まずインクカートリッジ等から導入路４３を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に弾性膜５０及び絶縁体膜５５をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル２１からインク滴が噴射される。
【００３６】
このように、本実施形態では、マニホールド１００を連通板１５とケース部材３０とで封止し、流路形成基板１０の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、マニホールド１００に気泡が溜まりにくいように、第１凹部３１よりも第２凹部３２を第１方向において短くなるように形成している。この場合に、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤導入孔３５から吸引し、これにより接着剤でマニホールド１００を封止しているのである。
【００３７】
本実施形態の液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法としては、初めにアクチュエーター基板１１と連通板１５及びノズルプレート２０とを接着剤転写により接着剤を介して接合し、その後、接合されたアクチュエーター基板１１及びノズルプレート２０とケース部材３０とを接着剤転写により接着剤を介して接合する。
【００３８】
次に、図７に示すように、ノズルプレート２０を覆うノズル側キャップＣ１をノズルプレート２０の吐出面側に設ける。このノズル側キャップＣ１には図示しないポンプが接続されている。ノズル側キャップＣ１は、各ノズル２１を覆う部分と、接着剤吸引孔２２を覆う部分からなり、各ノズル２１からは吸引できないが、４つの接着剤吸引孔２２のうちの一つからはこのポンプにより吸引することができるように構成されている。また、このノズル側キャップＣ１には、接着剤吸引孔２２における圧力を測定できるように構成されている。
【００３９】
また、ケース部材３０の接着剤導入孔３５のうち、一つを除く全ての接着剤導入孔３５を覆うケース側キャップＣ２をケース部材３０に設ける。ケース側キャップＣ２には、インクの導入孔である導入路４３を露出させる開口が設けられ、導入路４３はケース側キャップＣ２から露出している。
【００４０】
そして、各キャップが設けられた状態で、ケース部材３０等の接着剤導入孔３５に例えばディスペンサーにより接着剤を塗布し、その後、ケース部材３０等を図８に示す吸引封止装置２００に設置する。
【００４１】
吸引封止装置２００は、キャップに負圧を発生させるための圧力信号を生成する圧力信号生成部２０１と、圧力信号に基づいて負圧制御を行う圧力制御装置２０２とを備える。また、吸引封止装置２００は、導入路に挿入されてマニホールド内の圧力を測定する測定部材２０３と、マニホールドの圧力とノズル側キャップＣ１の圧力との圧力差を検出する差圧計２０４と、この差圧計２０４からの圧力差が所定の閾値を越えたかどうかを判定する差圧判定部２０５と、差圧判定部２０５が所定の閾値を越えたと判定した場合に送出する判定信号に基づいて駆動される電磁弁２０６とを備える。
【００４２】
吸引封止装置２００に設置すると、初めに圧力信号生成部２０１で時間経過と共に負圧が大きくなるような圧力信号Ｓ１を生成し、この圧力信号Ｓ１を圧力制御装置２０２に入力する。圧力制御装置２０２は、圧力信号Ｓ１に応じてノズル側キャップＣ１の接着剤吸引孔２２を覆う部分での圧力が負圧となるように圧力を制御する。これにより、接着剤吸引孔２２からマニホールド１００及び第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙の空気が吸引されていく。
【００４３】
そして、ノズルからマニホールド及び第１凹部とアクチュエーター基板との間隙の空気が吸引されると、接着剤導入孔３５に流入した接着剤は、図５に示すように接着剤導入孔３５から第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間の間隙及びマニホールド１００に移動する。そして、圧力発生室１２ａに接着剤が到達してマニホールド１００が封止されると、ノズル側キャップＣ１から吸引されてもマニホールド１００の圧力は維持される。他方で、マニホールド１００と間隙との境界まで接着剤３７が移動してマニホールド１００が封止されたことから、ポンプからの吸引によりノズル側キャップＣ１側の圧力のみが低下する。これにより、マニホールド１００内の圧力と、ノズル側キャップＣ１側の圧力との圧力差が生じるので、差圧計２０４は、この圧力差を検出して差圧判定部２０５へ送出する。
【００４４】
圧力差が所定値を越えたと差圧判定部２０５が判定すると差圧判定部２０５は電磁弁２０６及び圧力信号生成部２０１に判定信号を送出する。
【００４５】
電磁弁２０６及び圧力信号生成部２０１は、判定信号が入力されるとインク導入孔３３を封止している封止部材及びノズル側キャップＣ１を外す。このようにして封止部材及びノズル側キャップＣ１が外されてケース部材３０等が大気開放されると、接着剤３７の移動が停止され、接着剤３７が固まる。このような接着剤３７の導入及び吸引を接着剤導入孔３５及び接着剤吸引孔２２毎に行って、４つの全ての接着剤導入孔３５及び接着剤吸引孔２２での接着剤３７の導入及び吸引が行われると全ての間隙とマニホールド１００の端部との封止が終了する。
【００４６】
このように、本実施形態では、マニホールド１００を連通板１５とケース部材３０とで封止し、流路形成基板１０の取り数を増やして液体噴射ヘッドのコストの低減を図ることができるようにし、かつ、マニホールド１００に気泡が溜まりにくいように、第１凹部３１よりも第２凹部３２を第１方向において短くなるように形成している。この場合に、第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙にインクが侵入してしまうのを防止すべく、接着剤を接着剤吸引孔２２から吸引し、これにより接着剤でマニホールド１００を封止しているのである。
【００４７】
この場合に、本実施形態では、差圧を測定しながらマニホールドを封止することで、マニホールドの封止を簡易に、かつ正確に検出できる。即ち、例えば接着剤の吸引時間や接着剤の吸引量、導入量でマニホールドの封止を完了させることも考えられるが、この場合には封止が完全に行われないおそれや、接着剤を吸引しすぎてマニホールド内部に多量に接着剤が流入してしまうおそれも考えられる。これに対し、本実施形態では、差圧を測定しながらマニホールドを封止していることから、マニホールドが完全に封止されたかどうかを検出できる。
【００４８】
（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、上述の実施形態では、ダミーノズルを接着剤吸引孔２２として用いたが、これに限定されない。例えば、接着剤吸引孔２２を、ケース部材３０の第１凹部３１とアクチュエーター基板１１との間隙の第２凹部３２との接続部に設けても良い。このように構成しても接着剤３７を吸引することができる。
【００４９】
また、上述した各実施形態では、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター及び縦振動型の圧電アクチュエーターを例示したが、圧力発生手段の構成は特に限定されるものではない。圧力発生手段は、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターなどであってもよい。さらに圧力発生手段は、例えば、圧力発生室内に配された発熱素子の発熱で生じるバブルによってノズルから液滴を噴射させるものや、振動板と電極との間に発生させた静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を噴射させるものなどであってもよい。
【００５０】
また上述した液体噴射ヘッド１は、インクジェット式記録装置ＩＩに搭載される。図９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。
【００５１】
インクジェット式記録ヘッド１を有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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に軸方向移動可能に設けられている。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。
【００５２】
そして、駆動モーター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、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５３】
さらに上述の実施形態では、液体噴射ヘッドの一例として液体噴射ヘッドを挙げて本発明について説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド及びそれを具備する液体射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド及びそれを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。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各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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が挙げられる。
【符号の説明】
【００５４】
１ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １１ アクチュエーター基板、 １２ 圧力発生室、 １４ インク供給路、 １５ 連通板、 １６ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル、 ２２ 接着剤吸引孔、 ３０ ケース部材、 ３１ 第１凹部、 ３２ 第２凹部、 ３５ 接着剤導入孔、 ４０ 接続基板、 ４３ 導入路、 ４５ 空間部、 ４６ 封止膜、 ４７ 可撓部、 ４８ 接続口、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ マニホールド、 ３００ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）、 ＩＩ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、
前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、
前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、
収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成され、
前記間隙の前記第２凹部との接続部は、前記接着剤導入孔から導入された接着剤により埋設されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ノズルプレートに形成されたノズルのうち、ノズルが並設されてなるノズル列の最端部に位置するノズルが前記接着剤で埋設されており、
該ノズルが連通する圧力発生室には、圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、
前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、
前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、
収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
該接着剤導入孔から導入された接着剤を接着剤吸引孔を介して吸引することで、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記接着剤を吸引する際に、
前記液体貯留部の圧力と、前記接着剤吸引孔の圧力との圧力差を検出し、検出された圧力差が所定値以上となった場合には、前記間隙の前記第２凹部との接続部が接着剤により埋設されたと判断して前記接着剤の吸引を停止することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１】
複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、
前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、
前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、
収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成され、
前記間隙の前記第２凹部との接続部は、前記接着剤導入孔から導入された接着剤により埋設されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ノズルプレートに形成されたノズルのうち、ノズルが並設されてなるノズル列の最端部に位置するノズルが前記接着剤で埋設されており、
該ノズルが連通する圧力発生室には、圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
複数のノズルのそれぞれに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記ノズルを有し、前記流路形成基板に固定されるノズルプレートと、
前記流路形成基板を収容するケース部材と、を具備し、
前記ケース部材には、前記流路形成基板が収納される第１凹部と、前記流路形成基板の前記圧力発生室に対向し、前記ノズルプレートにより封止されて各圧力発生室に共通する液体貯留部を構成する第２凹部とが形成されると共に、
収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙に連通する接着剤導入孔が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
該接着剤導入孔から導入された接着剤を接着剤吸引孔を介して吸引することで、収納された前記流路形成基板と前記第１凹部の側面との間隙の前記第２凹部との接続部を接着剤により埋設することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記接着剤を吸引する際に、
前記液体貯留部の圧力と、前記接着剤吸引孔の圧力との圧力差を検出し、検出された圧力差が所定値以上となった場合には、前記間隙の前記第２凹部との接続部が接着剤により埋設されたと判断して前記接着剤の吸引を停止することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１８２２４（Ｐ２０１２−２１８２２４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４０９６（Ｐ２０１１−８４０９６）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【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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