液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】部品点数を減少させて材料コスト及び組み立てコストを低減し、小型化が可能で且つ液体漏れを抑制できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと流路部材とを具備し、カバーはベース部とカバー部３２とを具備し、ベース部とカバー部３２とを外周側で当接して固定しており、流路部材にはカバー部３２側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、ヘッド本体に液体を供給する液体流路とが設けられており、カバー部３２には、ベース部と当接する領域に設けられて保持部を封止する第１シール部３４と、蛇路のカバー部３２側の開口を封止する第２シール部３５と、接続口の周囲とカバー部３２との隙間を封止する第３シール部３６と、が配置されていると共に、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６が２色成形によって形成されている。
【解決手段】背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと流路部材とを具備し、カバーはベース部とカバー部３２とを具備し、ベース部とカバー部３２とを外周側で当接して固定しており、流路部材にはカバー部３２側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、ヘッド本体に液体を供給する液体流路とが設けられており、カバー部３２には、ベース部と当接する領域に設けられて保持部を封止する第１シール部３４と、蛇路のカバー部３２側の開口を封止する第２シール部３５と、接続口の周囲とカバー部３２との隙間を封止する第３シール部３６と、が配置されていると共に、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６が２色成形によって形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド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及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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には、ノズル開口と連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドには、バルブユニット（背圧制御ユニット）が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような背圧制御ユニットは、分割可能なカバーと、カバーの内部に設けられた流路部材とで構成されており、分割されたカバーの境界にはゴム等のシール部材が保持されている。
【０００６】
しかしながら、背圧制御ユニットのシール部材は、単体で分割されたカバーの分割領域の封止、溝状に開口する蛇路の開口の封止及び外部の液体貯留手段が接続される接続口の周囲の封止等を行う必要があるため、カバーの外周の継ぎ目である封止領域、蛇路の開口の封止領域及び接続口の周囲の封止領域を全て同じ高さで配置しなくてはならず、配置の自由度が低く、背圧制御ユニットが大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、シール部材は、単体で３つの封止領域を封止するため、複雑な形状を有し、シール部材を位置決めする必要があるため、組み立て作業が煩雑であると共に、シール部材の位置決め不良によるインク漏れが発生する虞があるなど問題がある。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、部品点数を減少させて材料コスト及び組み立てコストを低減することができると共に、小型化が可能で且つ液体漏れを抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定された背圧制御ユニットと、を具備し、前記背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと、該カバーの内部の保持部に保持された流路部材と、を具備し、前記カバーは、ベース部と、該ベース部に固定されたカバー部とを具備し、前記ベース部と前記カバー部とを外周側で当接されて固定されており、前記流路部材には、前記カバー部側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、該接続口に連通してヘッド本体に液体を供給する液体流路と、が設けられており、前記カバー部には、外周縁部の前記ベース部と当接する領域に設けられて前記保持部を封止する第１シール部と、前記蛇路の前記カバー部側の開口を封止する第２シール部と、前記接続口の周囲と前記カバー部との隙間を封止する第３シール部と、が分離して配置されていると共に、前記カバー部と前記第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが２色成形によって形成されてい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、カバー部と、第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが、２色成形によって一体化されることで、部品点数を減らすことができる。また、カバー部と各シール部との位置決めが不要となり、組み立てを簡略化することができると共にシール部の位置ずれによる液体の漏れを抑制することができる。さらに、第１シール部、第２シール部及び第３シール部を分離することで、各シール部を互いにカバー部の異なる高さに配置することができるため、背圧制御ユニットの無理な設計が不要となり、小型化を図ることができる。
【００１１】
ここで、前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、前記カバー部において、互いに高さが異なる位置に設けられていることが好ましい。これによれば、シール部同士の距離を離して、液体の漏出を確実に抑制することができると共に、背圧制御ユニットの無理な設計が不要となり、小型化を図ることができる。
【００１２】
また、前記流路部材が、複数の板状部材が積層されて構成されていることが好ましい。これによれば、複雑な液体流路を容易に且つ低コストで形成することができると共に、複雑な液体流路によって小型化を図ることができる。
【００１３】
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。
かかる態様では、液体漏れを抑制して信頼性を向上し、且つ小型化した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態１に係る流路部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの要部分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るカバー部の平面図及び断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る保護板の平面図及び要部を拡大した図である。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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り、図２は、流路部材の分解斜視図であり、図３は、背圧制御ユニットの断面図であり、図４は、背圧制御ユニットの要部の分解斜視図であり、図５は、カバー部の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図６は、保護板の平面図及び要部を拡大した図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態１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１０は、背圧制御ユニット２０と、背圧制御ユニットの底面に設けられた回路基板６０と、回路基板６０の背圧制御ユニット２０とは反対側に設けられたヘッドケース７０と、ヘッドケース７０に固定された複数のヘッド本体８０と、を具備する。
【００１７】
背圧制御ユニット２０は、外部のインクが貯留されたインクタンクなどの液体貯留手段からのインクをヘッド本体８０に供給するものである。
【００１８】
ここで、背圧制御ユニット２０について詳細に説明する。背圧制御ユニット２０は、中空状の箱状部材からなるカバー３０と、カバー３０の内部に設けられた流路部材４０と、を具備する。
【００１９】
カバー３０は、上下に分割されたベース部３１とカバー部３２とを具備する。ベース部３１は、カバー部３２側に開口する凹形状を有する第１保持部３１１と、第１保持部３１１の一端部側に設けられて厚さ方向に貫通する配線挿通孔３１２が設けられた支持部３１３と、を具備する。
【００２０】
また、ベース部３１の第１保持部３１１の底面には、厚さ方向に貫通してヘッド本体にインクを供給する複数の供給口３１４が設けられている。本実施形態では、ベース部３１の底面に７個の供給口３１４を設けた。
【００２１】
カバー部３２は、図１及び図４に示すように、ベース部３１の第１保持部３１１を覆う大きさを有し、ベース部３１の第１保持部３１１に相対向してベース部３１側に開口する凹形状を有する第２保持部３２１を有する。
【００２２】
そして、図３に示すように、ベース部３１とカバー部３２とは、第１保持部３１１と第２保持部３２１とを相対向させて固定されることで、内部に第１保持部３１１と第２保持部３２１とによって画成された空間である保持部３３を有する。
【００２３】
ここで、ベース部３１には、第１保持部３１１の側面を画成する第１壁部３１５が設けられている。また、カバー部３２には、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２が設けられている。そして、これらベース部３１とカバー部３２とは、第１壁部３１５の先端面と第２壁部３２２の先端面とを互いに当接させて固定されている。
【００２４】
このとき、詳しくは後述するが、第１壁部３１５と第２壁部３２２との間には、ゴムやエラストマー等からなる第１シール部３４が挟持される。
【００２５】
また、カバー部３２には、第２保持部３２１の底面に連通して厚さ方向に貫通する開口部３２３が設けられている。開口部３２３は、カバー部３２の外周面に開口すると共に、第２保持部３２１の底面に設けられて、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４に開口して設けられている。
【００２６】
カバー３０の保持部３３に保持される流路部材４０は、図２及び図３に示すように、本実施形態では、ベース部３１側に設けられた第１流路部材４１と、第１流路部材４１上に設けられた第２流路部材４２と、第２流路部材４２上に設けられた圧力室形成部材４３と、圧力室形成部材４３上に設けられた保護板４４と、が積層されて構成されている。
【００２７】
これら第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４のそれぞれは、樹脂材料や金属材料等からなる板状部材で形成されている。そして、これらの第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４は、積層された状態で、カバー３０の保持部３３内に保持される。
【００２８】
このような流路部材４０を構成する第１流路部材４１、第２流路部材４２及び圧力室形成部材４３には、外部のインクが貯留された液体貯留手段からのインクをヘッド本体８０に供給する液体流路５０が設けられている。
【００２９】
具体的には、液体流路５０は、図３に示すように、液体貯留手段に一端側が接続されたチューブ等の管状部材である供給管（図示なし）の他端部が接続される接続口５１を有する導入路５２と、導入路５２からのインクが供給されるチャンバー５３と、チャンバー５３からのインクをヘッド本体８０に供給する供給路５４と、を具備する。
【００３０】
ここで、接続口５１は、第２流路部材４２の上面にカバー部３２の開口部３２３内に開口して設けられたものである。このような接続口５１は、複数のインクに対応して複数個設けられている。本実施形態では、接続口５１を７個設けるようにした（図１及び図２参照）。
【００３１】
このような接続口５１を有する導入路５２は、第２流路部材４２や第１流路部材４１を貫通する流路や、第２流路部材４２と第１流路部材４１との間の流路や、第１流路部材４１とベース部３１との間の流路などで構成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態の導入路５２は、図３（ａ）に示す第１導入路５５と、図３（ｂ）に示す第２導入路５６との２つの経路を具備する。
【００３３】
第１導入路５５は、図３（ａ）に示すように、第２流路部材４２と第１流路部材４１とを厚さ方向に貫通した第１導入流路５５１と、第１流路部材４１の底面に凹部状に形成されて第１導入流路５５１に一端部が連通する第２導入流路５５２と、第２導入流路５５２の他端部側に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第３導入流路５５３と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間に設けられて第３導入流路５５３に連通する第１フィルター室５５４と、第１フィルター室５５４に連通して第２流路部材４２を貫通して設けられた第４導入流路５５５と、を具備する。
【００３４】
第２導入路５６は、図３（ｂ）に示すように、接続口５１に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通した第５導入流路５６１と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間に設けられた凹形状を有する第６導入流路５６２と、第６導入流路５６２に連通する第１フィルター室５６３と、第１フィルター室５６３に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第７導入流路５６４と、を具備する。
【００３５】
すなわち、第１導入路５５は、第１流路部材４１とベース部３１との間を通過してチャンバー５３に達する。これに対して、第２導入路５６は第１流路部材４１とベース部３１との間を通過することなく、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間を通過して、チャンバー５３に達する。
【００３６】
また、第１導入路５５及び第２導入路５６のそれぞれの途中に設けられた第１フィルター室５５４、５６３には、インク中に含まれるゴミや気泡等の異物を除去するフィルター５７が設けられている。
【００３７】
ここで、第１導入路５５の途中の第１フィルター室５５４には、第３導入流路５５３と第４導入流路５５５とが、第１フィルター室５５４のフィルター５７を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第３導入流路５５３から供給されたインクはフィルター５７を通過して第４導入流路５５５に供給される。
【００３８】
同様に、第２導入路５６の途中に設けられた第１フィルター室５６３には、第６導入流路５６２と第７導入流路５６４とがフィルター５７を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第６導入流路５６２から供給されたインクはフィルター５７を通過して第７導入流路５６４に供給される。
【００３９】
ちなみに、本実施形態では、図２に示すように、接続口５１を７個設け、この７個の接続口５１に対応して７個の導入路５２を設けた。そして７個の導入路５２の内、第１導入路５５を４個設け、第２導入路５６を３個設けるようにした。
【００４０】
このように、第１導入流路５５１〜第４導入流路５５５で構成される第１導入路５５と、第５導入流路５６１〜第７導入流路５６４で構成される第２導入路５６との２種類の導入路５２を設けることで、図中下向きにインクが流れる導入路５２から図中上向きにインクが流れる導入路５２への接続に使用する第２導入流路５５２と第６導入流路５６２とを第１流路部材４１とベース部３１との間と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間との異なる位置に配置することができる。これにより、第２導入流路５５２と第６導入流路５６２を設ける面積を狭くすることができるため、背圧制御ユニット２０を小型化することができる。なお、これらの各導入路５２は、圧力室形成部材４３に設けられた各チャンバー５３に連通する。
【００４１】
チャンバー５３は、板状部材である圧力室形成部材４３の第２流路部材４２とは反対側に開口する凹形状を有する。また、チャンバー５３は、長手方向の一端部側の底面で導入路５２に連通し、他端部側の底面で供給路５４と連通している。
【００４２】
このようなチャンバー５３は、圧力室形成部材４３の開口面に設けられたフィルム部材４５によって封止されている。ここで、フィルム部材４５は、可撓性を有する薄膜状のフィルムであり、圧力室形成部材４３の表面に熱溶着等によって固定されている。また、フィルム部材４５は、チャンバー５３内にドーム状に撓んだ状態となるように加圧成形されている。
【００４３】
さらに、圧力室形成部材４３のチャンバー５３内には、フィルム部材４５側に配置された弾性板４６が設けられている。弾性板４６は、一端部側が圧力室形成部材４３の表面側に固定された状態でチャンバー５３内に突出して設けられており、その先端はチャンバー５３内で自由端となっている。本実施形態では、図２に示すように、弾性板４６を固定端側で複数の弾性板４６が共通する共通部４６ａと、チャンバー５３内に突出するスリット４６ｂによって分割された弾性部４６ｃと、で構成されたいわゆる櫛歯形状を有するものとした。
【００４４】
このような弾性板４６は、共通部４６ａがチャンバー５３の開口面側に保持されることで固定されている。なお、弾性板４６としては、弾性を有し、且つ耐インク性を有する板状部材であればよく、本実施形態では、ステンレス板を用いた。
【００４５】
供給路５４は、第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第２フィルター室５４１と、第２フィルター室５４１に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第１供給流路５４２と、第１流路部材４１とベース部３１との間に設けられた第２供給流路５４３と、を有する。すなわち、チャンバー５３からのインクは、第２フィルター室５４１と、第１供給流路５４２と、第２供給流路５４３とを介してベース部３１に設けられた供給口３１４に供給される。
【００４６】
また、第２フィルター室５４１には、上述した第１フィルター室５５４と同様にインクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するためのフィルター５７が設けられている。すなわち、チャンバー５３からのインクは、フィルター５７を通過して第１供給流路５４２と第２供給流路５４３とを介してヘッド本体８０に供給される。
【００４７】
また、保護板４４の圧力室形成部材４３側の面には、各チャンバー５３に相対向してフィルム部材４５の変形を許容する空間である凹形状を有するフィルム保持部５８が設けられている。
【００４８】
また、背圧制御ユニット２０には、フィルム保持部５８の雰囲気を大気開放する外部に連通した大気開放路５９が設けられている。
【００４９】
ここで、大気開放路５９について図２、図４及び図６を参照して詳細に説明する。
【００５０】
大気開放路５９は、保護板４４のフィルム保持部５８の底面に開口する厚さ方向に貫通した貫通孔５９１と、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に設けられた第１狭わい路５９２と、保護板４４の第１狭わい路５９２と同じ面に設けられて第１狭わい路５９２と連通する第２狭わい路５９３と、第２狭わい路５９３に連通する蛇路５９４と、カバー部３２に設けられた外部連通孔５９５（図３参照）と、を具備する。
【００５１】
第１狭わい路５９２は、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に、各フィルム保持部５８に対応して設けられた凹形状を有する第１溝部５９２ａと、図４に示すカバー部３２の第１溝部５９２ａに対応して設けられた凸形状を有する凸部５９２ｂとによって画成されている。そして、フィルム保持部５８と第１狭わい路５９２とは、チャンバー５３の長手方向一端部に設けられた貫通孔５９１によって連通している。
【００５２】
第２狭わい路５９３は、図６に示すように、第１狭わい路５９２を画成する第１溝部５９２ａの間に設けられた凹形状を有する。また、第２狭わい路５９３は、カバー部３２側の開口が凸部５９２ｂによって封止されている。また、第１狭わい路５９２と、第２狭わい路５９３とは、貫通孔５９１とは長手方向の反対側の端部で連通している。詳しくは、凸部５９２ｂには、図４に示すように、貫通孔５９１とは反対側で第１狭わい路５９２の側面に開口する開口部５９２ｃが設けられている。また、凸部５９２ｂは、第２狭わい路５９３の両端部以外を封止している。これにより、開口部５９２ｃを介して第１狭わい路５９２と第２狭わい路５９３とが貫通孔５９１とは反対側で連通している。
【００５３】
また、保護板４４には、凸部５９２ｂの開口部５９２ｃとは反対側に、蛇行した凹形状を有する溝である蛇路５９４が設けられている。この蛇路５９４は、一端部が第２狭わい路５９３に連通し、他端部がカバー部３２に厚さ方向に貫通して設けられた外部連通孔５９５に連通する。すなわち、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側の空間を画成するフィルム保持部５８は、貫通孔５９１、第１狭わい路５９２、第２狭わい路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５からなる大気開放路５９によって外部に連通している。このように、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側のフィルム保持部５８を大気開放路５９によって大気開放することで、チャンバー５３内部の圧力と大気圧との差圧でフィルム部材４５を変形させることができる。また、大気開放路５９を、貫通孔５９１、第１狭わい路５９２、第２狭わい路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５で構成することで、大気開放路５９を狭い断面積で経路を長く形成することができる。これにより、大気開放路５９に拡散抵抗を付与して、フィルム部材４５からの水分蒸発を抑制することができる。ちなみに、チャンバー５３内に充填されたインクの水分はフィルム部材４５を透過するため、拡散抵抗を付与していない大気開放路を設けると、フィルム部材４５を透過したインクの水分は蒸発し易くなり、インクの粘度が高くなるなどの不具合が生じてしまう。本実施形態では、フィルム部材４５を透過するインクの水分の蒸発を抑制することができるため、インクの粘度が高くなるなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００５４】
また、カバー部３２には、ゴム、エラストマー等からなる第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６が互いに分離した状態で設けられている。
【００５５】
第１シール部３４は、上述したように、カバー部３２の第２壁部３２２の先端面に亘って設けられて、ベース部３１とカバー部３２との外周の継ぎ目を第１シール部３４によって封止して、カバー３０の保持部３３内のインクが外部に流出するのを抑制するためのものである。
【００５６】
第２シール部３５は、カバー部３２の蛇路５９４に相対向する位置に設けられたものであり、蛇路５９４のカバー部３２側の開口を封止する。なお、第２シール部３５には、大気開放路５９の外部連通孔５９５に連通する連通孔３５ａが設けられており、第２シール部３５は、実際には、蛇路５９４の連通孔３５ａ以外の領域を封止する。
【００５７】
第３シール部３６は、上述した開口部３２３が設けられた突起部３２４の保護板４４側の面に、開口部３２３の周囲に亘って設けられたものである。この第３シール部３６は、流路部材４０の接続口５１の周囲でカバー部３２との隙間を封止するためのものである。この第３シール部３６によって、開口部３２３に固定されることで、接続口５１に接続された供給管の着脱時などに漏れたインクが保持部３３内に流入するのを抑制することができると共に、保持部３３内のインクが接続口５１の周囲のカバー部３２との隙間から漏れ出るのを抑制することができる。
【００５８】
このような第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６は、カバー部３２にそれぞれ高さの異なる位置に設けられている。詳しくは、第１シール部３４は、上述のようにカバー部３２の第２壁部３２２の先端面に設けられている。また、第２シール部３５は、カバー部３２の第２保持部３２１の底面（保護板４４に相対向する面）に設けられている。さらに、第３シール部３６は、カバー部３２の第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４の先端面に設けられている。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の高さが異なる位置に設けられている。ここで、カバー部３２の高さとは、ベース部３１とカバー部３２との積層方向での厚さ方向のことを言う。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の積層方向で異なる位置に設けられていることになる。
【００５９】
なお、カバー部３２の第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面や、第３シール部３６の設けられた突起部３２４と同じ高さにするのは困難である。これは、例えば、第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面と同じ高さにしてしまうと、第２保持部３２１を十分に確保することができないからである。また、保持部３３を確保するために、ベース部３１の第１保持部３１１を画成する第１壁部３１５を高くしたとしても、ベース部３１の底面（ヘッド本体側）から挿通したねじ部材（図示なし）をカバー部３２に螺合させる領域が不十分となり、ベース部３１とカバー部３２とを確実に固定することが困難になってしまうからである。また、例えば、第２壁部３２２の高さを、第３シール部３６が設けられた突起部３２４と同じ高さにしてしまうと、第３シール部３６と第２シール部３５とが近くなり、接続口５１から漏れでたインクが第３シール部３６及び第２シール部３５を介して外部に漏出し易くなってしまうという問題がある。また、突起部３２４の高さを第２壁部３２２と同じ高さとすると、流路部材４０側で接続口５１の位置を変更しなくてはならず、流路部材４０の接続口５１を設けるための面積が必要になって大型化してしまうなどの問題がある。
【００６０】
本実施形態では、第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることで、第２保持部３２１を十分に確保した状態で、ベース部３１とカバー部３２とを強固に固定することができると共に、第１シール部３４と第３シール部３６との距離を離して、保持部３３内のインクが外部に漏出し難くすることができる。また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることができるため、背圧制御ユニット２０のカバー３０の境目、接続口５１及び蛇路５９４の位置を異なる高さに設けることができ、設計自由度が高く小型化が可能となる。
【００６１】
また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２と共に２色成形によって一体的に形成されている。本実施形態では、カバー部３２を樹脂材料を成形することで形成した後、カバー部３２の所定の位置にゴム材料を成形することで、両者を一体的に形成した。
【００６２】
このように、カバー部３２と、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置決めが不要となり、背圧制御ユニット２０の組み立て作業を簡略化して、コストを低減することができる。特に本実施形態のように、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けた際に、位置決め作業が不要となって、組み立て作業を簡略化することができると共に、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置ずれによるインクの漏れの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、別体となる板状のシール部材を用いた場合に比べて、部品点数を低減することができ、製造コスト及び組み立てコストを低減することができる。
【００６４】
また、図３に示すように、導入路５２とチャンバー５３との間には、両者の連通状態を開閉する弁体１００が設けられている。
【００６５】
具体的には、圧力室形成部材４３の底面には、導入路５２（第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４）内に上下に伸びる円筒状のケース部１０１が形成されている。ケース部１０１の下面は、第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面に当接している。また、ケース部１０１の内部は、チャンバー５３に連通しており、ケース部１０１の側面には、ケース部１０１の内外を連通するスリット１０２が設けられている。これにより、チャンバー５３と導入路５２とは、ケース部１０１の内部を介して連通している。
【００６６】
また、ケース部１０１内には、弁体１００が設けられている。この弁体１００は、ケース部１０１の内部とチャンバー５３とを連通する挿通孔１０３に挿通された円柱状の軸部１０４と、ケース部１０１内において軸部１０４の下端部に設けられた軸部１０４の外径よりも大きい外径を有する円盤状の鍔部１０５と、を有する。軸部１０４の下端は鍔部１０５の上面における中心に連結されていると共に、軸部１０４の上端は弾性板４６の下面（チャンバー５３側の面）に当接している。
【００６７】
鍔部１０５の外径は、挿通孔１０３の内径よりも大きく、且つケース部１０１の内径よりも僅かに小さくなっている。また、鍔部１０５の下面（第２流路部材４２側の面）と第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面との間には付勢部材の一例であるコイルばね１０６が介装されている。
【００６８】
このコイルばね１０６は、弁体１００を常に閉弁状態となる方向である上方（フィルム部材４５側）に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体１００の閉弁状態では、鍔部１０５がケース部１０１内の上壁面に密着して挿通孔１０３が閉鎖された状態、すなわちケース部１０１内と導入路５２とが連通していない非連通状態になっている。
【００６９】
そして、チャンバー５３内がヘッド本体８０へのインクの供給によって負圧になると、フィルム保持部５８内部の大気圧との差圧によってフィルム部材４５がチャンバー５３側（第２流路部材４２側）に撓むように変位する。このフィルム部材４５の変位に伴って、弾性板４６の弾性部４６ｃが第２流路部材４２側に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００７０】
この弾性板４６の弾性変形により、軸部１０４がコイルばね１０６の付勢力に抗して弁体１００を第２流路部材４２側に押し下げることで、鍔部１０５が挿通孔１０３の開口する壁面から離反し、チャンバー５３と導入路５２とが連通する。
【００７１】
このように、チャンバー５３と導入路５２とが連通すると、導入路５２のインクがチャンバー５３内に流れ込む。そして、チャンバー５３及び供給路５４内にインクが十分に充填されると、チャンバー５３の負圧が解消されて、弾性板４６が元の状態に戻ると共に、各コイルばね１０６の付勢力によって各弁体１００がそれぞれ閉弁されることにより各チャンバー５３内は常に一定の圧力に保たれる。
【００７２】
このような背圧制御ユニット２０のベース部３１の底面には、ベース部３１との間で回路基板６０を保持するヘッドケース７０と、ヘッドケース７０の底面に設けられたヘッド本体８０と、を具備する。
【００７３】
ヘッドケース７０は、ベース部３１と略同じ面積を有し、ベース部３１の底面に固定されて、ベース部３１との間で回路基板６０を保持する。
【００７４】
回路基板６０は、配線挿通孔３１２に相対向する領域に外部配線が接続されるコネクターが上向きとなるように配置される。このような回路基板６０は、複数のヘッド本体８０に共通して接続されるものを用いることができる。
【００７５】
ヘッド本体８０は、特に図示しないがノズル開口が並設された列が２列以上設けられており、各背圧制御ユニット２０から供給された各種インクを各ノズル列から吐出可能に設けられている。本実施形態では、特に図示していないが、４つのヘッド本体を設け、３つのヘッド本体からは２色のインクが吐出されるようにすると共に１つのヘッド本体からは１色のインクが２列のノズル列から吐出されるようにした。これにより、７色のインクを吐出可能とした。なお、ヘッド本体８０の数は配置は特にこれに限定されず、例えば、供給路５４と同等の数のヘッド本体８０を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、ヘッド本体８０内には、特に図示していないが、ノズル開口に連通する圧力発生室と圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって圧力発生室の容積を変化させて圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を吐出させるものや、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【００７７】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、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、上述した実施形態１では、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２側に２色成形により一体的に形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１シール部３４をベース部３１の第１壁部３１５側等に２色成形で一体的になるように形成してもよい。同様に、第３シール部３６を、第２流路部材４２の接続口５１の周囲に亘って一体的に形成するようにしてもよい。
【００７８】
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されている。そして、インクジェット式記録ヘッド１０が搭載されたキャリッジ２は、装置本体７に取り付けられたキャリッジ軸２ａに軸方向移動自在に設けられている。
【００７９】
また、装置本体７には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段３が設けられており、貯留手段３からのインクは、キャリッジ２に搭載されたインクジェット式記録ヘッド１０（背圧制御ユニット２０）に供給管４を介して供給される。
【００８０】
そして、駆動モーター８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８ａを介してキャリッジ２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、装置本体７にはキャリッジ軸２ａに沿ってプラテン９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９に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００８１】
このようなインクジェット式記録装置１では、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿って移動されると共にインクジェット式記録ヘッド１０のヘッド本体８０によってインクが吐出されて記録シートＳに印刷される。
【００８２】
また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が装置本体７に固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００８３】
なお、上記した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド１０を、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置１を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴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や液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ 背圧制御ユニット、 ３０ カバー、 ３１ ベース部、 ３２ カバー部、 ４０ 流路部材、 ４１ 第１流路部材、 ４２ 第２流路部材、 ４３ 圧力室形成部材、 ４４ 保護板、 ４５ フィルム部材、 ４６ 弾性板、 ５０ 液体流路、 ５１ 接続口、 ５２ 導入路、 ５３ チャンバー、 ５４ 供給路、 ５９ 大気開放路、 ６０ 回路基板、 ７０ ケースヘッド、 ８０ ヘッド本体、 １００ 弁体、 ５９４ 蛇路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド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及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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には、ノズル開口と連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドには、バルブユニット（背圧制御ユニット）が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような背圧制御ユニットは、分割可能なカバーと、カバーの内部に設けられた流路部材とで構成されており、分割されたカバーの境界にはゴム等のシール部材が保持されている。
【０００６】
しかしながら、背圧制御ユニットのシール部材は、単体で分割されたカバーの分割領域の封止、溝状に開口する蛇路の開口の封止及び外部の液体貯留手段が接続される接続口の周囲の封止等を行う必要があるため、カバーの外周の継ぎ目である封止領域、蛇路の開口の封止領域及び接続口の周囲の封止領域を全て同じ高さで配置しなくてはならず、配置の自由度が低く、背圧制御ユニットが大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、シール部材は、単体で３つの封止領域を封止するため、複雑な形状を有し、シール部材を位置決めする必要があるため、組み立て作業が煩雑であると共に、シール部材の位置決め不良によるインク漏れが発生する虞があるなど問題がある。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、部品点数を減少させて材料コスト及び組み立てコストを低減することができると共に、小型化が可能で且つ液体漏れを抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定された背圧制御ユニットと、を具備し、前記背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと、該カバーの内部の保持部に保持された流路部材と、を具備し、前記カバーは、ベース部と、該ベース部に固定されたカバー部とを具備し、前記ベース部と前記カバー部とを外周側で当接されて固定されており、前記流路部材には、前記カバー部側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、該接続口に連通してヘッド本体に液体を供給する液体流路と、が設けられており、前記カバー部には、外周縁部の前記ベース部と当接する領域に設けられて前記保持部を封止する第１シール部と、前記蛇路の前記カバー部側の開口を封止する第２シール部と、前記接続口の周囲と前記カバー部との隙間を封止する第３シール部と、が分離して配置されていると共に、前記カバー部と前記第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが２色成形によって形成されてい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、カバー部と、第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが、２色成形によって一体化されることで、部品点数を減らすことができる。また、カバー部と各シール部との位置決めが不要となり、組み立てを簡略化することができると共にシール部の位置ずれによる液体の漏れを抑制することができる。さらに、第１シール部、第２シール部及び第３シール部を分離することで、各シール部を互いにカバー部の異なる高さに配置することができるため、背圧制御ユニットの無理な設計が不要となり、小型化を図ることができる。
【００１１】
ここで、前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、前記カバー部において、互いに高さが異なる位置に設けられていることが好ましい。これによれば、シール部同士の距離を離して、液体の漏出を確実に抑制することができると共に、背圧制御ユニットの無理な設計が不要となり、小型化を図ることができる。
【００１２】
また、前記流路部材が、複数の板状部材が積層されて構成されていることが好ましい。これによれば、複雑な液体流路を容易に且つ低コストで形成することができると共に、複雑な液体流路によって小型化を図ることができる。
【００１３】
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。
かかる態様では、液体漏れを抑制して信頼性を向上し、且つ小型化した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態１に係る流路部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの要部分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るカバー部の平面図及び断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る保護板の平面図及び要部を拡大した図である。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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り、図２は、流路部材の分解斜視図であり、図３は、背圧制御ユニットの断面図であり、図４は、背圧制御ユニットの要部の分解斜視図であり、図５は、カバー部の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図６は、保護板の平面図及び要部を拡大した図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態１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１０は、背圧制御ユニット２０と、背圧制御ユニットの底面に設けられた回路基板６０と、回路基板６０の背圧制御ユニット２０とは反対側に設けられたヘッドケース７０と、ヘッドケース７０に固定された複数のヘッド本体８０と、を具備する。
【００１７】
背圧制御ユニット２０は、外部のインクが貯留されたインクタンクなどの液体貯留手段からのインクをヘッド本体８０に供給するものである。
【００１８】
ここで、背圧制御ユニット２０について詳細に説明する。背圧制御ユニット２０は、中空状の箱状部材からなるカバー３０と、カバー３０の内部に設けられた流路部材４０と、を具備する。
【００１９】
カバー３０は、上下に分割されたベース部３１とカバー部３２とを具備する。ベース部３１は、カバー部３２側に開口する凹形状を有する第１保持部３１１と、第１保持部３１１の一端部側に設けられて厚さ方向に貫通する配線挿通孔３１２が設けられた支持部３１３と、を具備する。
【００２０】
また、ベース部３１の第１保持部３１１の底面には、厚さ方向に貫通してヘッド本体にインクを供給する複数の供給口３１４が設けられている。本実施形態では、ベース部３１の底面に７個の供給口３１４を設けた。
【００２１】
カバー部３２は、図１及び図４に示すように、ベース部３１の第１保持部３１１を覆う大きさを有し、ベース部３１の第１保持部３１１に相対向してベース部３１側に開口する凹形状を有する第２保持部３２１を有する。
【００２２】
そして、図３に示すように、ベース部３１とカバー部３２とは、第１保持部３１１と第２保持部３２１とを相対向させて固定されることで、内部に第１保持部３１１と第２保持部３２１とによって画成された空間である保持部３３を有する。
【００２３】
ここで、ベース部３１には、第１保持部３１１の側面を画成する第１壁部３１５が設けられている。また、カバー部３２には、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２が設けられている。そして、これらベース部３１とカバー部３２とは、第１壁部３１５の先端面と第２壁部３２２の先端面とを互いに当接させて固定されている。
【００２４】
このとき、詳しくは後述するが、第１壁部３１５と第２壁部３２２との間には、ゴムやエラストマー等からなる第１シール部３４が挟持される。
【００２５】
また、カバー部３２には、第２保持部３２１の底面に連通して厚さ方向に貫通する開口部３２３が設けられている。開口部３２３は、カバー部３２の外周面に開口すると共に、第２保持部３２１の底面に設けられて、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４に開口して設けられている。
【００２６】
カバー３０の保持部３３に保持される流路部材４０は、図２及び図３に示すように、本実施形態では、ベース部３１側に設けられた第１流路部材４１と、第１流路部材４１上に設けられた第２流路部材４２と、第２流路部材４２上に設けられた圧力室形成部材４３と、圧力室形成部材４３上に設けられた保護板４４と、が積層されて構成されている。
【００２７】
これら第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４のそれぞれは、樹脂材料や金属材料等からなる板状部材で形成されている。そして、これらの第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４は、積層された状態で、カバー３０の保持部３３内に保持される。
【００２８】
このような流路部材４０を構成する第１流路部材４１、第２流路部材４２及び圧力室形成部材４３には、外部のインクが貯留された液体貯留手段からのインクをヘッド本体８０に供給する液体流路５０が設けられている。
【００２９】
具体的には、液体流路５０は、図３に示すように、液体貯留手段に一端側が接続されたチューブ等の管状部材である供給管（図示なし）の他端部が接続される接続口５１を有する導入路５２と、導入路５２からのインクが供給されるチャンバー５３と、チャンバー５３からのインクをヘッド本体８０に供給する供給路５４と、を具備する。
【００３０】
ここで、接続口５１は、第２流路部材４２の上面にカバー部３２の開口部３２３内に開口して設けられたものである。このような接続口５１は、複数のインクに対応して複数個設けられている。本実施形態では、接続口５１を７個設けるようにした（図１及び図２参照）。
【００３１】
このような接続口５１を有する導入路５２は、第２流路部材４２や第１流路部材４１を貫通する流路や、第２流路部材４２と第１流路部材４１との間の流路や、第１流路部材４１とベース部３１との間の流路などで構成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態の導入路５２は、図３（ａ）に示す第１導入路５５と、図３（ｂ）に示す第２導入路５６との２つの経路を具備する。
【００３３】
第１導入路５５は、図３（ａ）に示すように、第２流路部材４２と第１流路部材４１とを厚さ方向に貫通した第１導入流路５５１と、第１流路部材４１の底面に凹部状に形成されて第１導入流路５５１に一端部が連通する第２導入流路５５２と、第２導入流路５５２の他端部側に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第３導入流路５５３と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間に設けられて第３導入流路５５３に連通する第１フィルター室５５４と、第１フィルター室５５４に連通して第２流路部材４２を貫通して設けられた第４導入流路５５５と、を具備する。
【００３４】
第２導入路５６は、図３（ｂ）に示すように、接続口５１に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通した第５導入流路５６１と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間に設けられた凹形状を有する第６導入流路５６２と、第６導入流路５６２に連通する第１フィルター室５６３と、第１フィルター室５６３に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第７導入流路５６４と、を具備する。
【００３５】
すなわち、第１導入路５５は、第１流路部材４１とベース部３１との間を通過してチャンバー５３に達する。これに対して、第２導入路５６は第１流路部材４１とベース部３１との間を通過することなく、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間を通過して、チャンバー５３に達する。
【００３６】
また、第１導入路５５及び第２導入路５６のそれぞれの途中に設けられた第１フィルター室５５４、５６３には、インク中に含まれるゴミや気泡等の異物を除去するフィルター５７が設けられている。
【００３７】
ここで、第１導入路５５の途中の第１フィルター室５５４には、第３導入流路５５３と第４導入流路５５５とが、第１フィルター室５５４のフィルター５７を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第３導入流路５５３から供給されたインクはフィルター５７を通過して第４導入流路５５５に供給される。
【００３８】
同様に、第２導入路５６の途中に設けられた第１フィルター室５６３には、第６導入流路５６２と第７導入流路５６４とがフィルター５７を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第６導入流路５６２から供給されたインクはフィルター５７を通過して第７導入流路５６４に供給される。
【００３９】
ちなみに、本実施形態では、図２に示すように、接続口５１を７個設け、この７個の接続口５１に対応して７個の導入路５２を設けた。そして７個の導入路５２の内、第１導入路５５を４個設け、第２導入路５６を３個設けるようにした。
【００４０】
このように、第１導入流路５５１〜第４導入流路５５５で構成される第１導入路５５と、第５導入流路５６１〜第７導入流路５６４で構成される第２導入路５６との２種類の導入路５２を設けることで、図中下向きにインクが流れる導入路５２から図中上向きにインクが流れる導入路５２への接続に使用する第２導入流路５５２と第６導入流路５６２とを第１流路部材４１とベース部３１との間と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間との異なる位置に配置することができる。これにより、第２導入流路５５２と第６導入流路５６２を設ける面積を狭くすることができるため、背圧制御ユニット２０を小型化することができる。なお、これらの各導入路５２は、圧力室形成部材４３に設けられた各チャンバー５３に連通する。
【００４１】
チャンバー５３は、板状部材である圧力室形成部材４３の第２流路部材４２とは反対側に開口する凹形状を有する。また、チャンバー５３は、長手方向の一端部側の底面で導入路５２に連通し、他端部側の底面で供給路５４と連通している。
【００４２】
このようなチャンバー５３は、圧力室形成部材４３の開口面に設けられたフィルム部材４５によって封止されている。ここで、フィルム部材４５は、可撓性を有する薄膜状のフィルムであり、圧力室形成部材４３の表面に熱溶着等によって固定されている。また、フィルム部材４５は、チャンバー５３内にドーム状に撓んだ状態となるように加圧成形されている。
【００４３】
さらに、圧力室形成部材４３のチャンバー５３内には、フィルム部材４５側に配置された弾性板４６が設けられている。弾性板４６は、一端部側が圧力室形成部材４３の表面側に固定された状態でチャンバー５３内に突出して設けられており、その先端はチャンバー５３内で自由端となっている。本実施形態では、図２に示すように、弾性板４６を固定端側で複数の弾性板４６が共通する共通部４６ａと、チャンバー５３内に突出するスリット４６ｂによって分割された弾性部４６ｃと、で構成されたいわゆる櫛歯形状を有するものとした。
【００４４】
このような弾性板４６は、共通部４６ａがチャンバー５３の開口面側に保持されることで固定されている。なお、弾性板４６としては、弾性を有し、且つ耐インク性を有する板状部材であればよく、本実施形態では、ステンレス板を用いた。
【００４５】
供給路５４は、第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第２フィルター室５４１と、第２フィルター室５４１に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第１供給流路５４２と、第１流路部材４１とベース部３１との間に設けられた第２供給流路５４３と、を有する。すなわち、チャンバー５３からのインクは、第２フィルター室５４１と、第１供給流路５４２と、第２供給流路５４３とを介してベース部３１に設けられた供給口３１４に供給される。
【００４６】
また、第２フィルター室５４１には、上述した第１フィルター室５５４と同様にインクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するためのフィルター５７が設けられている。すなわち、チャンバー５３からのインクは、フィルター５７を通過して第１供給流路５４２と第２供給流路５４３とを介してヘッド本体８０に供給される。
【００４７】
また、保護板４４の圧力室形成部材４３側の面には、各チャンバー５３に相対向してフィルム部材４５の変形を許容する空間である凹形状を有するフィルム保持部５８が設けられている。
【００４８】
また、背圧制御ユニット２０には、フィルム保持部５８の雰囲気を大気開放する外部に連通した大気開放路５９が設けられている。
【００４９】
ここで、大気開放路５９について図２、図４及び図６を参照して詳細に説明する。
【００５０】
大気開放路５９は、保護板４４のフィルム保持部５８の底面に開口する厚さ方向に貫通した貫通孔５９１と、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に設けられた第１狭わい路５９２と、保護板４４の第１狭わい路５９２と同じ面に設けられて第１狭わい路５９２と連通する第２狭わい路５９３と、第２狭わい路５９３に連通する蛇路５９４と、カバー部３２に設けられた外部連通孔５９５（図３参照）と、を具備する。
【００５１】
第１狭わい路５９２は、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に、各フィルム保持部５８に対応して設けられた凹形状を有する第１溝部５９２ａと、図４に示すカバー部３２の第１溝部５９２ａに対応して設けられた凸形状を有する凸部５９２ｂとによって画成されている。そして、フィルム保持部５８と第１狭わい路５９２とは、チャンバー５３の長手方向一端部に設けられた貫通孔５９１によって連通している。
【００５２】
第２狭わい路５９３は、図６に示すように、第１狭わい路５９２を画成する第１溝部５９２ａの間に設けられた凹形状を有する。また、第２狭わい路５９３は、カバー部３２側の開口が凸部５９２ｂによって封止されている。また、第１狭わい路５９２と、第２狭わい路５９３とは、貫通孔５９１とは長手方向の反対側の端部で連通している。詳しくは、凸部５９２ｂには、図４に示すように、貫通孔５９１とは反対側で第１狭わい路５９２の側面に開口する開口部５９２ｃが設けられている。また、凸部５９２ｂは、第２狭わい路５９３の両端部以外を封止している。これにより、開口部５９２ｃを介して第１狭わい路５９２と第２狭わい路５９３とが貫通孔５９１とは反対側で連通している。
【００５３】
また、保護板４４には、凸部５９２ｂの開口部５９２ｃとは反対側に、蛇行した凹形状を有する溝である蛇路５９４が設けられている。この蛇路５９４は、一端部が第２狭わい路５９３に連通し、他端部がカバー部３２に厚さ方向に貫通して設けられた外部連通孔５９５に連通する。すなわち、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側の空間を画成するフィルム保持部５８は、貫通孔５９１、第１狭わい路５９２、第２狭わい路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５からなる大気開放路５９によって外部に連通している。このように、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側のフィルム保持部５８を大気開放路５９によって大気開放することで、チャンバー５３内部の圧力と大気圧との差圧でフィルム部材４５を変形させることができる。また、大気開放路５９を、貫通孔５９１、第１狭わい路５９２、第２狭わい路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５で構成することで、大気開放路５９を狭い断面積で経路を長く形成することができる。これにより、大気開放路５９に拡散抵抗を付与して、フィルム部材４５からの水分蒸発を抑制することができる。ちなみに、チャンバー５３内に充填されたインクの水分はフィルム部材４５を透過するため、拡散抵抗を付与していない大気開放路を設けると、フィルム部材４５を透過したインクの水分は蒸発し易くなり、インクの粘度が高くなるなどの不具合が生じてしまう。本実施形態では、フィルム部材４５を透過するインクの水分の蒸発を抑制することができるため、インクの粘度が高くなるなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００５４】
また、カバー部３２には、ゴム、エラストマー等からなる第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６が互いに分離した状態で設けられている。
【００５５】
第１シール部３４は、上述したように、カバー部３２の第２壁部３２２の先端面に亘って設けられて、ベース部３１とカバー部３２との外周の継ぎ目を第１シール部３４によって封止して、カバー３０の保持部３３内のインクが外部に流出するのを抑制するためのものである。
【００５６】
第２シール部３５は、カバー部３２の蛇路５９４に相対向する位置に設けられたものであり、蛇路５９４のカバー部３２側の開口を封止する。なお、第２シール部３５には、大気開放路５９の外部連通孔５９５に連通する連通孔３５ａが設けられており、第２シール部３５は、実際には、蛇路５９４の連通孔３５ａ以外の領域を封止する。
【００５７】
第３シール部３６は、上述した開口部３２３が設けられた突起部３２４の保護板４４側の面に、開口部３２３の周囲に亘って設けられたものである。この第３シール部３６は、流路部材４０の接続口５１の周囲でカバー部３２との隙間を封止するためのものである。この第３シール部３６によって、開口部３２３に固定されることで、接続口５１に接続された供給管の着脱時などに漏れたインクが保持部３３内に流入するのを抑制することができると共に、保持部３３内のインクが接続口５１の周囲のカバー部３２との隙間から漏れ出るのを抑制することができる。
【００５８】
このような第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６は、カバー部３２にそれぞれ高さの異なる位置に設けられている。詳しくは、第１シール部３４は、上述のようにカバー部３２の第２壁部３２２の先端面に設けられている。また、第２シール部３５は、カバー部３２の第２保持部３２１の底面（保護板４４に相対向する面）に設けられている。さらに、第３シール部３６は、カバー部３２の第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４の先端面に設けられている。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の高さが異なる位置に設けられている。ここで、カバー部３２の高さとは、ベース部３１とカバー部３２との積層方向での厚さ方向のことを言う。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の積層方向で異なる位置に設けられていることになる。
【００５９】
なお、カバー部３２の第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面や、第３シール部３６の設けられた突起部３２４と同じ高さにするのは困難である。これは、例えば、第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面と同じ高さにしてしまうと、第２保持部３２１を十分に確保することができないからである。また、保持部３３を確保するために、ベース部３１の第１保持部３１１を画成する第１壁部３１５を高くしたとしても、ベース部３１の底面（ヘッド本体側）から挿通したねじ部材（図示なし）をカバー部３２に螺合させる領域が不十分となり、ベース部３１とカバー部３２とを確実に固定することが困難になってしまうからである。また、例えば、第２壁部３２２の高さを、第３シール部３６が設けられた突起部３２４と同じ高さにしてしまうと、第３シール部３６と第２シール部３５とが近くなり、接続口５１から漏れでたインクが第３シール部３６及び第２シール部３５を介して外部に漏出し易くなってしまうという問題がある。また、突起部３２４の高さを第２壁部３２２と同じ高さとすると、流路部材４０側で接続口５１の位置を変更しなくてはならず、流路部材４０の接続口５１を設けるための面積が必要になって大型化してしまうなどの問題がある。
【００６０】
本実施形態では、第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることで、第２保持部３２１を十分に確保した状態で、ベース部３１とカバー部３２とを強固に固定することができると共に、第１シール部３４と第３シール部３６との距離を離して、保持部３３内のインクが外部に漏出し難くすることができる。また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることができるため、背圧制御ユニット２０のカバー３０の境目、接続口５１及び蛇路５９４の位置を異なる高さに設けることができ、設計自由度が高く小型化が可能となる。
【００６１】
また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２と共に２色成形によって一体的に形成されている。本実施形態では、カバー部３２を樹脂材料を成形することで形成した後、カバー部３２の所定の位置にゴム材料を成形することで、両者を一体的に形成した。
【００６２】
このように、カバー部３２と、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置決めが不要となり、背圧制御ユニット２０の組み立て作業を簡略化して、コストを低減することができる。特に本実施形態のように、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けた際に、位置決め作業が不要となって、組み立て作業を簡略化することができると共に、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置ずれによるインクの漏れの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、別体となる板状のシール部材を用いた場合に比べて、部品点数を低減することができ、製造コスト及び組み立てコストを低減することができる。
【００６４】
また、図３に示すように、導入路５２とチャンバー５３との間には、両者の連通状態を開閉する弁体１００が設けられている。
【００６５】
具体的には、圧力室形成部材４３の底面には、導入路５２（第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４）内に上下に伸びる円筒状のケース部１０１が形成されている。ケース部１０１の下面は、第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面に当接している。また、ケース部１０１の内部は、チャンバー５３に連通しており、ケース部１０１の側面には、ケース部１０１の内外を連通するスリット１０２が設けられている。これにより、チャンバー５３と導入路５２とは、ケース部１０１の内部を介して連通している。
【００６６】
また、ケース部１０１内には、弁体１００が設けられている。この弁体１００は、ケース部１０１の内部とチャンバー５３とを連通する挿通孔１０３に挿通された円柱状の軸部１０４と、ケース部１０１内において軸部１０４の下端部に設けられた軸部１０４の外径よりも大きい外径を有する円盤状の鍔部１０５と、を有する。軸部１０４の下端は鍔部１０５の上面における中心に連結されていると共に、軸部１０４の上端は弾性板４６の下面（チャンバー５３側の面）に当接している。
【００６７】
鍔部１０５の外径は、挿通孔１０３の内径よりも大きく、且つケース部１０１の内径よりも僅かに小さくなっている。また、鍔部１０５の下面（第２流路部材４２側の面）と第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面との間には付勢部材の一例であるコイルばね１０６が介装されている。
【００６８】
このコイルばね１０６は、弁体１００を常に閉弁状態となる方向である上方（フィルム部材４５側）に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体１００の閉弁状態では、鍔部１０５がケース部１０１内の上壁面に密着して挿通孔１０３が閉鎖された状態、すなわちケース部１０１内と導入路５２とが連通していない非連通状態になっている。
【００６９】
そして、チャンバー５３内がヘッド本体８０へのインクの供給によって負圧になると、フィルム保持部５８内部の大気圧との差圧によってフィルム部材４５がチャンバー５３側（第２流路部材４２側）に撓むように変位する。このフィルム部材４５の変位に伴って、弾性板４６の弾性部４６ｃが第２流路部材４２側に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００７０】
この弾性板４６の弾性変形により、軸部１０４がコイルばね１０６の付勢力に抗して弁体１００を第２流路部材４２側に押し下げることで、鍔部１０５が挿通孔１０３の開口する壁面から離反し、チャンバー５３と導入路５２とが連通する。
【００７１】
このように、チャンバー５３と導入路５２とが連通すると、導入路５２のインクがチャンバー５３内に流れ込む。そして、チャンバー５３及び供給路５４内にインクが十分に充填されると、チャンバー５３の負圧が解消されて、弾性板４６が元の状態に戻ると共に、各コイルばね１０６の付勢力によって各弁体１００がそれぞれ閉弁されることにより各チャンバー５３内は常に一定の圧力に保たれる。
【００７２】
このような背圧制御ユニット２０のベース部３１の底面には、ベース部３１との間で回路基板６０を保持するヘッドケース７０と、ヘッドケース７０の底面に設けられたヘッド本体８０と、を具備する。
【００７３】
ヘッドケース７０は、ベース部３１と略同じ面積を有し、ベース部３１の底面に固定されて、ベース部３１との間で回路基板６０を保持する。
【００７４】
回路基板６０は、配線挿通孔３１２に相対向する領域に外部配線が接続されるコネクターが上向きとなるように配置される。このような回路基板６０は、複数のヘッド本体８０に共通して接続されるものを用いることができる。
【００７５】
ヘッド本体８０は、特に図示しないがノズル開口が並設された列が２列以上設けられており、各背圧制御ユニット２０から供給された各種インクを各ノズル列から吐出可能に設けられている。本実施形態では、特に図示していないが、４つのヘッド本体を設け、３つのヘッド本体からは２色のインクが吐出されるようにすると共に１つのヘッド本体からは１色のインクが２列のノズル列から吐出されるようにした。これにより、７色のインクを吐出可能とした。なお、ヘッド本体８０の数は配置は特にこれに限定されず、例えば、供給路５４と同等の数のヘッド本体８０を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、ヘッド本体８０内には、特に図示していないが、ノズル開口に連通する圧力発生室と圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって圧力発生室の容積を変化させて圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を吐出させるものや、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【００７７】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、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、上述した実施形態１では、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２側に２色成形により一体的に形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１シール部３４をベース部３１の第１壁部３１５側等に２色成形で一体的になるように形成してもよい。同様に、第３シール部３６を、第２流路部材４２の接続口５１の周囲に亘って一体的に形成するようにしてもよい。
【００７８】
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されている。そして、インクジェット式記録ヘッド１０が搭載されたキャリッジ２は、装置本体７に取り付けられたキャリッジ軸２ａに軸方向移動自在に設けられている。
【００７９】
また、装置本体７には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段３が設けられており、貯留手段３からのインクは、キャリッジ２に搭載されたインクジェット式記録ヘッド１０（背圧制御ユニット２０）に供給管４を介して供給される。
【００８０】
そして、駆動モーター８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８ａを介してキャリッジ２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、装置本体７にはキャリッジ軸２ａに沿ってプラテン９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９に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００８１】
このようなインクジェット式記録装置１では、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿って移動されると共にインクジェット式記録ヘッド１０のヘッド本体８０によってインクが吐出されて記録シートＳに印刷される。
【００８２】
また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が装置本体７に固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００８３】
なお、上記した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド１０を、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置１を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴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や液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ 背圧制御ユニット、 ３０ カバー、 ３１ ベース部、 ３２ カバー部、 ４０ 流路部材、 ４１ 第１流路部材、 ４２ 第２流路部材、 ４３ 圧力室形成部材、 ４４ 保護板、 ４５ フィルム部材、 ４６ 弾性板、 ５０ 液体流路、 ５１ 接続口、 ５２ 導入路、 ５３ チャンバー、 ５４ 供給路、 ５９ 大気開放路、 ６０ 回路基板、 ７０ ケースヘッド、 ８０ ヘッド本体、 １００ 弁体、 ５９４ 蛇路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するヘッド本体と、
該ヘッド本体が固定された背圧制御ユニットと、を具備し、
前記背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと、該カバーの内部の保持部に保持された流路部材と、を具備し、
前記カバーは、ベース部と、該ベース部に固定されたカバー部とを具備し、前記ベース部と前記カバー部とを外周側で当接されて固定されており、
前記流路部材には、前記カバー部側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、該接続口に連通してヘッド本体に液体を供給する液体流路と、が設けられており、
前記カバー部には、外周縁部の前記ベース部と当接する領域に設けられて前記保持部を封止する第１シール部と、前記蛇路の前記カバー部側の開口を封止する第２シール部と、前記接続口の周囲と前記カバー部との隙間を封止する第３シール部と、が分離して配置されていると共に、前記カバー部と前記第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが２色成形によって形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、前記カバー部において、互いに高さが異なる位置に設けられている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】
前記流路部材が、複数の板状部材が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３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。
【請求項１】
液体を噴射するヘッド本体と、
該ヘッド本体が固定された背圧制御ユニットと、を具備し、
前記背圧制御ユニットは、外周で分割可能なカバーと、該カバーの内部の保持部に保持された流路部材と、を具備し、
前記カバーは、ベース部と、該ベース部に固定されたカバー部とを具備し、前記ベース部と前記カバー部とを外周側で当接されて固定されており、
前記流路部材には、前記カバー部側に開口する溝状の蛇路と、外部からの供給管が接続される接続口と、該接続口に連通してヘッド本体に液体を供給する液体流路と、が設けられており、
前記カバー部には、外周縁部の前記ベース部と当接する領域に設けられて前記保持部を封止する第１シール部と、前記蛇路の前記カバー部側の開口を封止する第２シール部と、前記接続口の周囲と前記カバー部との隙間を封止する第３シール部と、が分離して配置されていると共に、前記カバー部と前記第１シール部、第２シール部及び第３シール部とが２色成形によって形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、前記カバー部において、互いに高さが異なる位置に設けられている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】
前記流路部材が、複数の板状部材が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２６０６２（Ｐ２０１２−１２６０６２Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１０３３（Ｐ２０１０−２８１０３３）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【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７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【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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