液体噴射装置
【課題】共通液室にコンプライアンスを付与すると共に、液体噴射ヘッド内の液体の増粘を防止できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル形成面３９に開口したノズル３８に連通する圧力室３１、該圧力室３１に液体を供給する共通液室２３が形成された連通板１９、並びに該連通板１９における共通液室２３のノズル形成面３９側の開口面を密封する可撓性フィルム２１、を有する液体噴射ヘッド２と、窪み状の封止空部１３を有し、該封止空部１３内にノズル形成面３９を臨ませて封止可能な封止部材１１と、を備え、該封止部材１１は、ノズル形成面３９の封止状態で可撓性フィルム２１の少なくとも一部を封止空部１３内に臨ませて封止可能に構成された。
【解決手段】ノズル形成面３９に開口したノズル３８に連通する圧力室３１、該圧力室３１に液体を供給する共通液室２３が形成された連通板１９、並びに該連通板１９における共通液室２３のノズル形成面３９側の開口面を密封する可撓性フィルム２１、を有する液体噴射ヘッド２と、窪み状の封止空部１３を有し、該封止空部１３内にノズル形成面３９を臨ませて封止可能な封止部材１１と、を備え、該封止部材１１は、ノズル形成面３９の封止状態で可撓性フィルム２１の少なくとも一部を封止空部１３内に臨ませて封止可能に構成された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに連通した圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから噴射させる液体噴射ヘッドを備えたインクジェット式プリンター等の液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
この種の液体噴射ヘッドには、例えば、ノズルが開口した圧力室の容積を変動させる圧電素子と、圧力室に液体を供給する共通液室（リザーバー、あるいはマニホールドとも言う）とを備えたものがある。このような液体噴射ヘッドでは、共通液室の上面が可撓性を有する弾性膜（可撓性フィルム）で封止され、共通液室内の液体の圧力変動を吸収するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このため、共通液室とは反対側には、弾性膜の弾性変形を妨げないように空間が形成されると共に、この空間が大気に開放されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成では、弾性膜を介して共通液室内の水分が蒸発し、液体が増粘するという問題があった。この問題を解決すべく、弾性膜の共通液室とは反対側の空間と大気とを繋ぐ管（通気路）を、気体の拡散を防ぐために細長く蛇行させたものが知られているが、十分とは言えなかった。特に、長期間に亘って液体が噴射されない場合に、水分の蒸発による液体の増粘が顕著になっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通液室にコンプライアンスを付与すると共に、液体噴射ヘッド内の液体の増粘を防止できる液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、該圧力室に液体を供給する共通液室が形成された基板、並びに該基板における共通液室のノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルム、を有する液体噴射ヘッドと、
窪み状の封止空部を有し、該封止空部内に前記ノズル形成面を臨ませて封止可能な封止部材と、を備え、
該封止部材は、前記ノズル形成面の封止状態で前記可撓性フィルムの少なくとも一部を封止空部内に臨ませて封止可能に構成されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、共通液室のノズル形成面側の開口面を可撓性フィルムで密封したため、共通液室の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面を封止する封止部材で可撓性フィルムも封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、液体噴射ヘッド内の液体の増粘を抑制できる。
【０００９】
また、上記構成において、前記封止部材は、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面のうち当該共通液室に対応する部分の全面を封止可能であることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、共通液室からの水分の蒸発を防止でき、液体噴射ヘッド内の液体の増粘をより確実に抑制できる。
【００１１】
さらに、上記各構成において、前記液体噴射ヘッドは、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、前記可撓性フィルムの前記共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルムの可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板を備え、
前記封止部材は、前記保護基板の可撓性フィルムとは反対側の面側から、当該保護基板を含めて可撓性フィルムを前記封止空部内に臨ませた状態で封止可能であることが望ましい。
【００１２】
また、前記保護基板は、前記可撓性フィルムの周囲を囲繞する壁部と、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面から離間した底部と、を備えた構成を採用することが望ましい。
【００１３】
さらに、前記保護基板は、前記可撓性フィルムに積層され、共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に開口を設けた構成を採用することが望ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、例えば、可撓性フィルムに記録媒体（着弾対象）が当たること等により、可撓性フィルムが損傷することを防止できる。また、保護基板により可撓性フィルムからの水分の蒸発を防止でき、共通液室内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図３】第２の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図４】第３の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図５】第４の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図６】第５の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式プリンター１（本発明の液体噴射装置の一種）を例に挙げて行う。
【００１７】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド２（以下、記録ヘッド）が取り付けられると共に、液体貯留部材の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４を備えている。このキャリッジ４の後部には、キャリッジ４を記録紙５（記録媒体および着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構６を備えている。また、記録動作時における記録ヘッド２の下方には、間隔を空けてプラテン７を備えている。このプラテン７上には、プリンター１の後方に備えた搬送機構８によって、記録紙５が主走査方向に直交する副走査方向に搬送される。
【００１８】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構６の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）をプリンター１の制御部に送信する。キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ４の走査の基点となるホームポジションが設定されている。プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙５上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。
【００１９】
また、ホームポジションには、後述するノズル形成面３９（ノズルプレート２０：図２参照）を封止するキャッピング部材１１（本発明における封止部材）と、ノズル形成面３９を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。キャッピング部材１１は、図２に示すように、長方形状の封止底部１１ａとこの封止底部１１ａの周縁から起立する封止側壁部１１ｂとを有する上面が開放したトレイ状の部材であり、ゴム等の弾性部材により形成される。本実施形態のキャッピング部材１１は、ノズル形成面３９、および、後述する可撓性フィルム２１の下面（リザーバー２３（後述）とは反対側の面）であってリザーバー２３に対応する部分の全面を、封止底部１１ａと封止側壁部１１ｂとに囲まれた封止空部１３内に臨ませた状態で、封止側壁部１１ｂの先端縁を記録ヘッド２側に密着することによって封止可能に構成されている。言い換えると、キャッピング部材１１は、窪み状の封止空部１３を有し、この封止空部１３内にノズル形成面３９、および、リザーバー２３に接する可撓性フィルム２１の全面を臨ませて封止可能に構成されている。なお、キャッピング部材１１は、記録動作を行わない場合にノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面を封止する。
【００２０】
また、キャッピング部材１１には、その内側を減圧するポンプ（図示せず）が接続されている。これにより、ノズル形成面３９をキャッピング部材１１により封止した後でポンプを動作させることで、ノズル３８から記録ヘッド２内の気泡や増粘したインクを吸引することができる。さらに、キャッピング部材１１の内部には、封止空部１３内を高湿状態に保つための部材、例えば、インクを含んだスポンジ等（図示せず）が配設されている。これにより、キャッピング部材１１がノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面を封止した状態において、封止空部１３内を高湿状態に保ち、ノズル３８、および、可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防いでいる。
【００２１】
図２は、キャッピング部材１１により封止された状態における記録ヘッド２の断面図である。本実施形態の記録ヘッド２は、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、流路基板１８、連通板１９、ノズルプレート２０、可撓性フィルム２１を備えている。なお、流路基板１８および連通板１９が、本発明における基板に相当する。
【００２２】
ヘッドケース１５は、内部にリザーバー２３（共通液室に相当）の一部となる導入空部２４、および、この導入空部２４にインクカートリッジ３からのインクを供給するケース流路２５が形成された中空箱体状の部材である。導入空部２４は、後述するノズル列方向に沿って長尺な空部であり、下側（ノズルプレート２０側）が開口されて後述する連通空部３２と連通されている。ケース流路２５は、下端側が導入空部２４の上部（天井部分）と連通され、上端側がインクカートリッジ３に接続されるインク導入針（図示せず）と連通されている。また、ヘッドケース１５の圧電素子１７に対応する部分には、高さ方向に貫通した挿通空間２６が形成されている。この挿通空間２６内には、後述するフレキシブルケーブル３０が挿通されている。
【００２３】
振動板１６は、弾性膜２８および絶縁体膜２９が積層された弾性基板であり、ヘッドケース１５の下面に接合されている。この振動板１６の導入空部２４に対応する部分は、上下に貫通しており、導入空部２４と連通空部３２とを連通させている。この絶縁体膜２９上であって、圧力室３１に対向する部分には、下電極膜、圧電体層及び上電極膜が順次積層された圧電素子１７（圧力発生手段の一種）が形成されている。この圧電素子１７の個別電極（上電極膜）からは、図示しない電極配線部が絶縁膜上にそれぞれ延出されており、これらの電極配線部の電極端子に相当する部分に、フレキシブルケーブル３０の一端部の端子が接続される。このフレキシブルケーブル３０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、この導体パターンをレジストで被覆した構成とされる。また、フレキシブルケーブル３０の表面には、圧電素子１７を駆動する駆動ＩＣ（図示せず）が実装されている。そして、圧電素子１７は、駆動ＩＣを通じて上電極膜および下電極膜間に駆動信号（駆動電圧）が印加されることにより、撓み変形する。
【００２４】
流路基板１８は、振動板１６（弾性膜２８）の下面に接合された、シリコン単結晶基板やＳＵＳ等から作製される基板である。この流路基板１８には、複数の圧力室３１が、ノズルプレート２０の各ノズル３８に対応して複数形成されている。圧力室３１は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、長手方向の一側端部が後述する連通板１９のノズル連通路３４を介してノズル３８と連通されている。また、圧力室３１の長手方向の他側端部は、後述する連通板１９の供給側連通路３５を介してリザーバー２３と連通されている。また、流路基板１８のうち前記した導入空部２４に対応する部分には、連通空部３２が板厚方向に貫通した状態で形成されている。この連通空部３２は、上部が導入空部２４と連通されると共に、下部が後述する連通板１９のリザーバー部３６と連通されている。
【００２５】
連通板１９は、流路基板１８の下面に接合された、シリコン単結晶基板やＳＵＳ等から作製される基板である。この連通板１９には、ノズル連通路３４、供給側連通路３５、および、リザーバー部３６が、板厚方向を貫通する状態で形成されている。ノズル連通路３４は、各圧力室３１に対応して複数形成され、上部が圧力室３１に連通されると共に、下部がノズル３８と連通されている。供給側連通路３５は、ノズル連通路３４と隔壁部３７を挟んでリザーバー部３６側に、各圧力室３１に対応して複数形成されている。この供給側連通路３５は、各圧力室３１とリザーバー２３（リザーバー部３６）とを連通する流路である。リザーバー部３６は、リザーバー２３の一部を構成する空部であり、上部が連通空部３２と連通されている。すなわち、導入空部２４、連通空部３２、および、リザーバー部３６からなる一連の流路により、各圧力室３１に共通のインクを供給するノズル列方向に沿って長尺なリザーバー２３が構成される。
【００２６】
ノズルプレート２０は、連通板１９の下面に接合され、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３８を列状に開設した板材である。例えば、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズル３８を列設することでノズル列（ノズル群の一種）が構成されている。本実施形態のノズルプレート２０は、シリコン単結晶基板から作製され、ドライエッチングを施すことにより円筒形状のノズル３８が形成されている。また、ノズルプレート２０は、ノズル連通路３４とノズル３８との液密が確実に確保される範囲内で（即ち、ノズル連通路３４とノズル３８とを液密状態で連通させ得る接合代が確保できる限り）可及的に小さく設定されている。このようにノズルプレート２０を可及的に小型化することで、コストの低減に寄与することが可能となる。本実施形態では、リザーバー２３とは反対側の端部を記録ヘッド２の外形に揃え、リザーバー２３側の端部を連通板１９の隔壁部３７の途中まで延在させている。なお、ノズルプレート２０の下面が本発明におけるノズル形成面３９に相当する。
【００２７】
可撓性フィルム２１は、可撓変形（弾性変形）可能な樹脂等からなるフィルムであり、連通板１９の下面に接着剤により接着されている。本実施形態の可撓性フィルム２１は、ノズルプレート２０側の端部を隔壁部３７の途中であって、ノズルプレート２０と干渉しない部分まで延在させている。一方、ノズルプレート２０とは反対側の端部は、記録ヘッド２の外形に揃えられている。これにより、連通板１９における供給側連通路３５、および、リザーバー部３６の下側（ノズル形成面３９側）の開口面が、可撓性フィルム２１により密封される。すなわち、供給側連通路３５、および、リザーバー部３６の底面が可撓性フィルム２１により構成される。これにより、供給側連通路３５、および、リザーバー２３の底面が変形可能となり、コンプライアンス部として機能する。
【００２８】
そして、インクカートリッジ３からのインクは、ケース流路２５、リザーバー２３、供給側連通路３５、を介して圧力室３１に供給される。この状態で圧電素子１７を駆動させると、圧力室３１内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することでノズル３８からインクを噴射している。ここで、圧力室３１内に発生した圧力変動はリザーバー２３側にも伝達されるが、可撓性フィルム２１が可撓変形することにより、リザーバー２３内のインクの圧力変動を吸収することができる。
【００２９】
また、記録動作を行わない場合、ノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面は、キャッピング部材１１の封止空部１３内に封止される。本実施形態では、記録ヘッド２の下面のうち、ノズル連通路３４、供給側連通路３５、および、リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能に構成している。これにより、ノズル３８、および、可撓性フィルム２１のインクの流路（本実施形態では、供給側連通路３５およびリザーバー２３）に接する部分が大気と隔離され、ノズル３８から水分が蒸発すること、および、インクの流路から可撓性フィルム２１を透過して水分が蒸発することを抑制している。その結果、流路内のインクの増粘が抑制される。また、ノズルプレート２０側の可撓性フィルム２１と連通板１９との接着部分（可撓性フィルム２１の隔壁部３７と重なる部分）も封止しているため、この接着部分の接着剤を介して水分が蒸発することを抑制している。さらに、例えば、封止空部１３内にインクを含んだスポンジ等を配設して、封止空部１３内を積極的に高湿状態に保つこともできる。このようにすれば、水分の蒸発を一層抑制することができる。
【００３０】
なお、キャッピング部材１１は、ゴム等の弾性部材により形成されるため、ノズルプレート２０、および、可撓性フィルム２１の厚さが異なり多少の高低差がある場合でも、これらの厚さ（高低差）に合わせて封止側壁部１１ｂの上端面（当接面）が弾性変形することで、記録ヘッド２の下面を封止することができる。また、キャッピング部材１１の封止側壁部１１ｂの上端面に、ノズルプレート２０、および、可撓性フィルム２１の厚さに合わせて予め段差を設けても良い。
【００３１】
このように、リザーバー２３のノズル形成面３９側の開口面を可撓性フィルム２１で密封したため、リザーバー２３の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面３９を封止するキャッピング部材１１で可撓性フィルム２１も封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内のインクの増粘を抑制できる。本実施形態では、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面のうち当該リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能にしたため、リザーバー２３からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内の液体の増粘をより確実に抑制できる。
【００３２】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３３】
例えば、上記した実施形態のキャッピング部材１１は、可撓性フィルム２１の供給側連通路３５、および、リザーバー２３に対応する部分の全面を封止したが、可撓性フィルム２１の少なくとも一部を封止できればよい。これにより、少なくとも、この封止した一部からの水分の蒸発を防止することができ、記録ヘッド内のインクの増粘を抑制できる。
【００３４】
また、記録ヘッドは、ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、および該圧力室に液体を供給するリザーバー（リザーバーの一部であるリザーバー部）が形成された基板と、該基板におけるリザーバーのノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルムと、を有していれば、どのような構造であっても良い。例えば、図３に示す第２の実施形態の記録ヘッド２では、連通板を有していない。
【００３５】
具体的には、第２の実施形態の記録ヘッド２は、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、流路基板１８′、ノズルプレート２０、可撓性フィルム２１を備えている。なお、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、ノズルプレート２０は、上記した第１の実施形態の記録ヘッド２と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態では、流路基板１８′が、本発明における基板に相当する。
【００３６】
本実施形態の流路基板１８′は、振動板１６（弾性膜２８）の下面に接合され、リザーバー部３６′、供給側連通路３５′、圧力室３１′、および、ノズル連通路３４′が形成されている。詳しくは、リザーバー部３６′およびノズル連通路３４′は、板厚方向に貫通して形成され、供給側連通路３５′および圧力室３１′は、流路基板１８′の上面（振動板１６側の面）から当該流路基板１８′の厚さ方向の途中までハーフエッチングされて形成されている。リザーバー部３６′は、第１の実施形態と同様にリザーバー２３の一部を構成する空部であり、上部が導入空部２４と連通されている。すなわち、本実施形態では、導入空部２４、および、リザーバー部３６′からなる一連の流路が、各圧力室３１′に共通のインクを供給するノズル列方向に沿って長尺なリザーバー２３を構成している。供給側連通路３５′は、各圧力室３１′とリザーバー２３を連通させる流路幅の狭い狭窄部である。圧力室３１′は、ノズル列に直交する方向に沿って長尺な空部であり、供給側連通路３５′とは反対側でノズル連通路３４′と連通されている。ノズル連通路３４′は、底面がノズルプレート２０により構成され、このノズルプレート２０に開口したノズル３８と連通されている。
【００３７】
可撓性フィルム２１は、流路基板１８′の下面に接着剤により液密に接着され、リザーバー２３（リザーバー部３６′）の下側の開口面を密封している。本実施形態の可撓性フィルム２１は、ノズルプレート２０側の端部をリザーバー部３６′とノズル連通路３４′の間であって、ノズルプレート２０と干渉しない部分まで延在させている。一方、ノズルプレート２０とは反対側の端部は、第１の実施形態と同様に記録ヘッド２の外形に揃えられている。これにより、リザーバー２３は、底面が可撓性フィルム２１により構成され、コンプライアンスが付与される。
【００３８】
このように、リザーバー２３のノズル形成面３９側の開口面を可撓性フィルム２１で密封したため、リザーバー２３の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面３９を封止するキャッピング部材１１で可撓性フィルム２１も封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内のインクの増粘を抑制できる。本実施形態では、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面のうち当該リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能にしたため、リザーバー２３からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内の液体の増粘をより確実に抑制できる。なお、その他プリンター１の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
また、上記した各実施形態では、キャッピング部材１１により封止されていない状態において、可撓性フィルム２１の下面が露出されているが、可撓性フィルム２１の下面を保護部材で覆うこともできる。詳しくは、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、可撓性フィルム２１のリザーバー２３に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルム２１の可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板４１を、記録ヘッド２に備えることもできる。
【００４０】
例えば、図４に示す第３の実施形態の記録ヘッド２では、可撓性フィルム２１の周囲を囲繞する壁部４１ａと、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面から離間した底部４１ｂと、を備えた保護基板４１を備えている。具体的には、保護基板４１は凹状に窪んだ保護空間４２を有し、この保護空間４２内に可撓性フィルム２１の全体を臨ませた状態で、保護空間４２の開口縁（壁部４１ａの上面）が連通板１９に接合されている。なお、保護基板４１の底部４１ｂには、通気孔４３が開口されている。これにより、保護空間４２が大気に開放され、リザーバー２３内の圧力変化に直ちに追従して可撓性フィルム２１を可撓変形させることができる。
【００４１】
そして、本実施形態のキャッピング部材１１は、保護基板４１の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１の全体を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。これにより、キャッピング部材１１が、ノズル形成面３９を封止すると、封止空部１３内に保護基板４１の全体が収容され、この保護基板４１の保護空間４２内に収容された可撓性フィルム２１も封止される。なお、キャッピング部材１１は、必ずしも保護基板４１の全体を封止空部１３内に含める必要はなく、保護基板４１の保護空間４２内が大気と隔離されるように封止できれば、保護基板４１の一部だけを封止空部１３内に含めることもできる。例えば、保護基板４１の通気孔４３を封止空部１３内に臨ませた状態で、キャッピング部材１１のノズルプレート２０とは反対側の封止側壁部１１ｂを保護基板４１の底部４１ｂに当接してもよい。なお、その他の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
本実施形態では、上記のように構成したので、例えば、可撓性フィルム２１に記録紙５が当たること等により、可撓性フィルム２１が損傷することを防止できる。また、保護基板４１により可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防止でき、リザーバー２３内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【００４３】
ところで、保護基板は、上記した第３の実施形態に限られない。図５に示すように、第４の実施形態の保護基板４１′は、可撓性フィルム２１の下側に積層されている。この保護基板４１′のリザーバー２３に対応する部分には、開口４４が設けられている。これにより、この開口４４内に臨む部分の可撓性フィルム２１が可撓変形可能になるため、この部分がリザーバー２３のコンプライアンス部として機能することになる。また、キャッピング部材１１は、上記した第３の実施形態と同様に、保護基板４１′の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１′の全体を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。なお、本実施形態のキャッピング部材１１では、保護基板４１′の開口４４を封止できればよく、必ずしも保護基板４１′の全体を封止空部１３内に含める必要はない。また、その他の構成は、上記した第３の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、例えば、可撓性フィルム２１に記録紙５が当たること等により、可撓性フィルム２１が損傷することを防止できる。また、保護基板４１′により可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防止でき、リザーバー２３内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【００４５】
また、上記した各実施形態では、１列のノズル列に対応して１つのリザーバー２３のみを設けていたが、複数のノズル列に対応して複数のリザーバー２３を設けてもよい。例えば、図６に示す第５の実施形態の記録ヘッド２では、２列のノズル列に対応して２つのリザーバー２３が形成されている。本実施形態では、２列のノズル列が１つのノズルプレート２０′に開設され、このノズルプレート２０′を挟んだ両側において、リザーバー２３の底面を構成する可撓性フィルム２１、および、可撓性フィルム２１を保護する保護基板４１がそれぞれ設けられている。なお、本実施形態の記録ヘッド２は、ノズル列間の中心線を挟んで左右対称に構成され、そのうちの一側（図６における右側）が、第３の実施形態の記録ヘッド２と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００４６】
キャッピング部材１１は、保護基板４１の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。本実施形態のキャッピング部材１１は、ノズル列に直交する方向における一側の封止側壁部１１ｂを一方の保護基板４１に、他側の封止側壁部１１ｂを他方の保護基板４１に、それぞれの保護基板４１の通気孔４３を封止空部１３内に臨ませた状態で当接するように構成されている。これにより、両側の保護基板４１の間に位置するノズル形成面３９全体が封止空部１３内に収容でき、また、保護基板４１の保護空間４２内に収容された可撓性フィルム２１も封止できる。
【００４７】
なお、上記した各実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子１７を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインクを突沸させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
【００４８】
そして、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド２を備えたプリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、他の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用することができる。例えば、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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備えた液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンター，２…記録ヘッド，１１…キャッピング部材，１３…封止空部，１５…ヘッドケース，１６…振動板，１７…圧電素子，１８…流路基板，１９…連通板，２０…ノズルプレート，２１…可撓性フィルム，２３…リザーバー，３１…圧力室，３６…リザーバー部，３８…ノズル，３９…ノズル形成面，４１…保護基板，４２…保護空間，４３…通気孔，４４…開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに連通した圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから噴射させる液体噴射ヘッドを備えたインクジェット式プリンター等の液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
この種の液体噴射ヘッドには、例えば、ノズルが開口した圧力室の容積を変動させる圧電素子と、圧力室に液体を供給する共通液室（リザーバー、あるいはマニホールドとも言う）とを備えたものがある。このような液体噴射ヘッドでは、共通液室の上面が可撓性を有する弾性膜（可撓性フィルム）で封止され、共通液室内の液体の圧力変動を吸収するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このため、共通液室とは反対側には、弾性膜の弾性変形を妨げないように空間が形成されると共に、この空間が大気に開放されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成では、弾性膜を介して共通液室内の水分が蒸発し、液体が増粘するという問題があった。この問題を解決すべく、弾性膜の共通液室とは反対側の空間と大気とを繋ぐ管（通気路）を、気体の拡散を防ぐために細長く蛇行させたものが知られているが、十分とは言えなかった。特に、長期間に亘って液体が噴射されない場合に、水分の蒸発による液体の増粘が顕著になっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通液室にコンプライアンスを付与すると共に、液体噴射ヘッド内の液体の増粘を防止できる液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、該圧力室に液体を供給する共通液室が形成された基板、並びに該基板における共通液室のノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルム、を有する液体噴射ヘッドと、
窪み状の封止空部を有し、該封止空部内に前記ノズル形成面を臨ませて封止可能な封止部材と、を備え、
該封止部材は、前記ノズル形成面の封止状態で前記可撓性フィルムの少なくとも一部を封止空部内に臨ませて封止可能に構成されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、共通液室のノズル形成面側の開口面を可撓性フィルムで密封したため、共通液室の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面を封止する封止部材で可撓性フィルムも封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、液体噴射ヘッド内の液体の増粘を抑制できる。
【０００９】
また、上記構成において、前記封止部材は、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面のうち当該共通液室に対応する部分の全面を封止可能であることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、共通液室からの水分の蒸発を防止でき、液体噴射ヘッド内の液体の増粘をより確実に抑制できる。
【００１１】
さらに、上記各構成において、前記液体噴射ヘッドは、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、前記可撓性フィルムの前記共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルムの可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板を備え、
前記封止部材は、前記保護基板の可撓性フィルムとは反対側の面側から、当該保護基板を含めて可撓性フィルムを前記封止空部内に臨ませた状態で封止可能であることが望ましい。
【００１２】
また、前記保護基板は、前記可撓性フィルムの周囲を囲繞する壁部と、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面から離間した底部と、を備えた構成を採用することが望ましい。
【００１３】
さらに、前記保護基板は、前記可撓性フィルムに積層され、共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に開口を設けた構成を採用することが望ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、例えば、可撓性フィルムに記録媒体（着弾対象）が当たること等により、可撓性フィルムが損傷することを防止できる。また、保護基板により可撓性フィルムからの水分の蒸発を防止でき、共通液室内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図３】第２の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図４】第３の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図５】第４の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【図６】第５の実施形態におけるキャッピング部材により封止された状態の記録ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式プリンター１（本発明の液体噴射装置の一種）を例に挙げて行う。
【００１７】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド２（以下、記録ヘッド）が取り付けられると共に、液体貯留部材の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４を備えている。このキャリッジ４の後部には、キャリッジ４を記録紙５（記録媒体および着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構６を備えている。また、記録動作時における記録ヘッド２の下方には、間隔を空けてプラテン７を備えている。このプラテン７上には、プリンター１の後方に備えた搬送機構８によって、記録紙５が主走査方向に直交する副走査方向に搬送される。
【００１８】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構６の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）をプリンター１の制御部に送信する。キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ４の走査の基点となるホームポジションが設定されている。プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙５上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。
【００１９】
また、ホームポジションには、後述するノズル形成面３９（ノズルプレート２０：図２参照）を封止するキャッピング部材１１（本発明における封止部材）と、ノズル形成面３９を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。キャッピング部材１１は、図２に示すように、長方形状の封止底部１１ａとこの封止底部１１ａの周縁から起立する封止側壁部１１ｂとを有する上面が開放したトレイ状の部材であり、ゴム等の弾性部材により形成される。本実施形態のキャッピング部材１１は、ノズル形成面３９、および、後述する可撓性フィルム２１の下面（リザーバー２３（後述）とは反対側の面）であってリザーバー２３に対応する部分の全面を、封止底部１１ａと封止側壁部１１ｂとに囲まれた封止空部１３内に臨ませた状態で、封止側壁部１１ｂの先端縁を記録ヘッド２側に密着することによって封止可能に構成されている。言い換えると、キャッピング部材１１は、窪み状の封止空部１３を有し、この封止空部１３内にノズル形成面３９、および、リザーバー２３に接する可撓性フィルム２１の全面を臨ませて封止可能に構成されている。なお、キャッピング部材１１は、記録動作を行わない場合にノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面を封止する。
【００２０】
また、キャッピング部材１１には、その内側を減圧するポンプ（図示せず）が接続されている。これにより、ノズル形成面３９をキャッピング部材１１により封止した後でポンプを動作させることで、ノズル３８から記録ヘッド２内の気泡や増粘したインクを吸引することができる。さらに、キャッピング部材１１の内部には、封止空部１３内を高湿状態に保つための部材、例えば、インクを含んだスポンジ等（図示せず）が配設されている。これにより、キャッピング部材１１がノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面を封止した状態において、封止空部１３内を高湿状態に保ち、ノズル３８、および、可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防いでいる。
【００２１】
図２は、キャッピング部材１１により封止された状態における記録ヘッド２の断面図である。本実施形態の記録ヘッド２は、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、流路基板１８、連通板１９、ノズルプレート２０、可撓性フィルム２１を備えている。なお、流路基板１８および連通板１９が、本発明における基板に相当する。
【００２２】
ヘッドケース１５は、内部にリザーバー２３（共通液室に相当）の一部となる導入空部２４、および、この導入空部２４にインクカートリッジ３からのインクを供給するケース流路２５が形成された中空箱体状の部材である。導入空部２４は、後述するノズル列方向に沿って長尺な空部であり、下側（ノズルプレート２０側）が開口されて後述する連通空部３２と連通されている。ケース流路２５は、下端側が導入空部２４の上部（天井部分）と連通され、上端側がインクカートリッジ３に接続されるインク導入針（図示せず）と連通されている。また、ヘッドケース１５の圧電素子１７に対応する部分には、高さ方向に貫通した挿通空間２６が形成されている。この挿通空間２６内には、後述するフレキシブルケーブル３０が挿通されている。
【００２３】
振動板１６は、弾性膜２８および絶縁体膜２９が積層された弾性基板であり、ヘッドケース１５の下面に接合されている。この振動板１６の導入空部２４に対応する部分は、上下に貫通しており、導入空部２４と連通空部３２とを連通させている。この絶縁体膜２９上であって、圧力室３１に対向する部分には、下電極膜、圧電体層及び上電極膜が順次積層された圧電素子１７（圧力発生手段の一種）が形成されている。この圧電素子１７の個別電極（上電極膜）からは、図示しない電極配線部が絶縁膜上にそれぞれ延出されており、これらの電極配線部の電極端子に相当する部分に、フレキシブルケーブル３０の一端部の端子が接続される。このフレキシブルケーブル３０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、この導体パターンをレジストで被覆した構成とされる。また、フレキシブルケーブル３０の表面には、圧電素子１７を駆動する駆動ＩＣ（図示せず）が実装されている。そして、圧電素子１７は、駆動ＩＣを通じて上電極膜および下電極膜間に駆動信号（駆動電圧）が印加されることにより、撓み変形する。
【００２４】
流路基板１８は、振動板１６（弾性膜２８）の下面に接合された、シリコン単結晶基板やＳＵＳ等から作製される基板である。この流路基板１８には、複数の圧力室３１が、ノズルプレート２０の各ノズル３８に対応して複数形成されている。圧力室３１は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、長手方向の一側端部が後述する連通板１９のノズル連通路３４を介してノズル３８と連通されている。また、圧力室３１の長手方向の他側端部は、後述する連通板１９の供給側連通路３５を介してリザーバー２３と連通されている。また、流路基板１８のうち前記した導入空部２４に対応する部分には、連通空部３２が板厚方向に貫通した状態で形成されている。この連通空部３２は、上部が導入空部２４と連通されると共に、下部が後述する連通板１９のリザーバー部３６と連通されている。
【００２５】
連通板１９は、流路基板１８の下面に接合された、シリコン単結晶基板やＳＵＳ等から作製される基板である。この連通板１９には、ノズル連通路３４、供給側連通路３５、および、リザーバー部３６が、板厚方向を貫通する状態で形成されている。ノズル連通路３４は、各圧力室３１に対応して複数形成され、上部が圧力室３１に連通されると共に、下部がノズル３８と連通されている。供給側連通路３５は、ノズル連通路３４と隔壁部３７を挟んでリザーバー部３６側に、各圧力室３１に対応して複数形成されている。この供給側連通路３５は、各圧力室３１とリザーバー２３（リザーバー部３６）とを連通する流路である。リザーバー部３６は、リザーバー２３の一部を構成する空部であり、上部が連通空部３２と連通されている。すなわち、導入空部２４、連通空部３２、および、リザーバー部３６からなる一連の流路により、各圧力室３１に共通のインクを供給するノズル列方向に沿って長尺なリザーバー２３が構成される。
【００２６】
ノズルプレート２０は、連通板１９の下面に接合され、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３８を列状に開設した板材である。例えば、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズル３８を列設することでノズル列（ノズル群の一種）が構成されている。本実施形態のノズルプレート２０は、シリコン単結晶基板から作製され、ドライエッチングを施すことにより円筒形状のノズル３８が形成されている。また、ノズルプレート２０は、ノズル連通路３４とノズル３８との液密が確実に確保される範囲内で（即ち、ノズル連通路３４とノズル３８とを液密状態で連通させ得る接合代が確保できる限り）可及的に小さく設定されている。このようにノズルプレート２０を可及的に小型化することで、コストの低減に寄与することが可能となる。本実施形態では、リザーバー２３とは反対側の端部を記録ヘッド２の外形に揃え、リザーバー２３側の端部を連通板１９の隔壁部３７の途中まで延在させている。なお、ノズルプレート２０の下面が本発明におけるノズル形成面３９に相当する。
【００２７】
可撓性フィルム２１は、可撓変形（弾性変形）可能な樹脂等からなるフィルムであり、連通板１９の下面に接着剤により接着されている。本実施形態の可撓性フィルム２１は、ノズルプレート２０側の端部を隔壁部３７の途中であって、ノズルプレート２０と干渉しない部分まで延在させている。一方、ノズルプレート２０とは反対側の端部は、記録ヘッド２の外形に揃えられている。これにより、連通板１９における供給側連通路３５、および、リザーバー部３６の下側（ノズル形成面３９側）の開口面が、可撓性フィルム２１により密封される。すなわち、供給側連通路３５、および、リザーバー部３６の底面が可撓性フィルム２１により構成される。これにより、供給側連通路３５、および、リザーバー２３の底面が変形可能となり、コンプライアンス部として機能する。
【００２８】
そして、インクカートリッジ３からのインクは、ケース流路２５、リザーバー２３、供給側連通路３５、を介して圧力室３１に供給される。この状態で圧電素子１７を駆動させると、圧力室３１内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することでノズル３８からインクを噴射している。ここで、圧力室３１内に発生した圧力変動はリザーバー２３側にも伝達されるが、可撓性フィルム２１が可撓変形することにより、リザーバー２３内のインクの圧力変動を吸収することができる。
【００２９】
また、記録動作を行わない場合、ノズル形成面３９、および、可撓性フィルム２１の下面は、キャッピング部材１１の封止空部１３内に封止される。本実施形態では、記録ヘッド２の下面のうち、ノズル連通路３４、供給側連通路３５、および、リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能に構成している。これにより、ノズル３８、および、可撓性フィルム２１のインクの流路（本実施形態では、供給側連通路３５およびリザーバー２３）に接する部分が大気と隔離され、ノズル３８から水分が蒸発すること、および、インクの流路から可撓性フィルム２１を透過して水分が蒸発することを抑制している。その結果、流路内のインクの増粘が抑制される。また、ノズルプレート２０側の可撓性フィルム２１と連通板１９との接着部分（可撓性フィルム２１の隔壁部３７と重なる部分）も封止しているため、この接着部分の接着剤を介して水分が蒸発することを抑制している。さらに、例えば、封止空部１３内にインクを含んだスポンジ等を配設して、封止空部１３内を積極的に高湿状態に保つこともできる。このようにすれば、水分の蒸発を一層抑制することができる。
【００３０】
なお、キャッピング部材１１は、ゴム等の弾性部材により形成されるため、ノズルプレート２０、および、可撓性フィルム２１の厚さが異なり多少の高低差がある場合でも、これらの厚さ（高低差）に合わせて封止側壁部１１ｂの上端面（当接面）が弾性変形することで、記録ヘッド２の下面を封止することができる。また、キャッピング部材１１の封止側壁部１１ｂの上端面に、ノズルプレート２０、および、可撓性フィルム２１の厚さに合わせて予め段差を設けても良い。
【００３１】
このように、リザーバー２３のノズル形成面３９側の開口面を可撓性フィルム２１で密封したため、リザーバー２３の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面３９を封止するキャッピング部材１１で可撓性フィルム２１も封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内のインクの増粘を抑制できる。本実施形態では、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面のうち当該リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能にしたため、リザーバー２３からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内の液体の増粘をより確実に抑制できる。
【００３２】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３３】
例えば、上記した実施形態のキャッピング部材１１は、可撓性フィルム２１の供給側連通路３５、および、リザーバー２３に対応する部分の全面を封止したが、可撓性フィルム２１の少なくとも一部を封止できればよい。これにより、少なくとも、この封止した一部からの水分の蒸発を防止することができ、記録ヘッド内のインクの増粘を抑制できる。
【００３４】
また、記録ヘッドは、ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、および該圧力室に液体を供給するリザーバー（リザーバーの一部であるリザーバー部）が形成された基板と、該基板におけるリザーバーのノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルムと、を有していれば、どのような構造であっても良い。例えば、図３に示す第２の実施形態の記録ヘッド２では、連通板を有していない。
【００３５】
具体的には、第２の実施形態の記録ヘッド２は、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、流路基板１８′、ノズルプレート２０、可撓性フィルム２１を備えている。なお、ヘッドケース１５、振動板１６、圧電素子１７、ノズルプレート２０は、上記した第１の実施形態の記録ヘッド２と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態では、流路基板１８′が、本発明における基板に相当する。
【００３６】
本実施形態の流路基板１８′は、振動板１６（弾性膜２８）の下面に接合され、リザーバー部３６′、供給側連通路３５′、圧力室３１′、および、ノズル連通路３４′が形成されている。詳しくは、リザーバー部３６′およびノズル連通路３４′は、板厚方向に貫通して形成され、供給側連通路３５′および圧力室３１′は、流路基板１８′の上面（振動板１６側の面）から当該流路基板１８′の厚さ方向の途中までハーフエッチングされて形成されている。リザーバー部３６′は、第１の実施形態と同様にリザーバー２３の一部を構成する空部であり、上部が導入空部２４と連通されている。すなわち、本実施形態では、導入空部２４、および、リザーバー部３６′からなる一連の流路が、各圧力室３１′に共通のインクを供給するノズル列方向に沿って長尺なリザーバー２３を構成している。供給側連通路３５′は、各圧力室３１′とリザーバー２３を連通させる流路幅の狭い狭窄部である。圧力室３１′は、ノズル列に直交する方向に沿って長尺な空部であり、供給側連通路３５′とは反対側でノズル連通路３４′と連通されている。ノズル連通路３４′は、底面がノズルプレート２０により構成され、このノズルプレート２０に開口したノズル３８と連通されている。
【００３７】
可撓性フィルム２１は、流路基板１８′の下面に接着剤により液密に接着され、リザーバー２３（リザーバー部３６′）の下側の開口面を密封している。本実施形態の可撓性フィルム２１は、ノズルプレート２０側の端部をリザーバー部３６′とノズル連通路３４′の間であって、ノズルプレート２０と干渉しない部分まで延在させている。一方、ノズルプレート２０とは反対側の端部は、第１の実施形態と同様に記録ヘッド２の外形に揃えられている。これにより、リザーバー２３は、底面が可撓性フィルム２１により構成され、コンプライアンスが付与される。
【００３８】
このように、リザーバー２３のノズル形成面３９側の開口面を可撓性フィルム２１で密封したため、リザーバー２３の下側でコンプライアンスを付与することができる。また、ノズル形成面３９を封止するキャッピング部材１１で可撓性フィルム２１も封止できるため、この封止した部分からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内のインクの増粘を抑制できる。本実施形態では、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面のうち当該リザーバー２３に対応する部分の全面を封止可能にしたため、リザーバー２３からの水分の蒸発を防止でき、記録ヘッド２内の液体の増粘をより確実に抑制できる。なお、その他プリンター１の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
また、上記した各実施形態では、キャッピング部材１１により封止されていない状態において、可撓性フィルム２１の下面が露出されているが、可撓性フィルム２１の下面を保護部材で覆うこともできる。詳しくは、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、可撓性フィルム２１のリザーバー２３に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルム２１の可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板４１を、記録ヘッド２に備えることもできる。
【００４０】
例えば、図４に示す第３の実施形態の記録ヘッド２では、可撓性フィルム２１の周囲を囲繞する壁部４１ａと、可撓性フィルム２１のリザーバー２３とは反対側の面から離間した底部４１ｂと、を備えた保護基板４１を備えている。具体的には、保護基板４１は凹状に窪んだ保護空間４２を有し、この保護空間４２内に可撓性フィルム２１の全体を臨ませた状態で、保護空間４２の開口縁（壁部４１ａの上面）が連通板１９に接合されている。なお、保護基板４１の底部４１ｂには、通気孔４３が開口されている。これにより、保護空間４２が大気に開放され、リザーバー２３内の圧力変化に直ちに追従して可撓性フィルム２１を可撓変形させることができる。
【００４１】
そして、本実施形態のキャッピング部材１１は、保護基板４１の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１の全体を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。これにより、キャッピング部材１１が、ノズル形成面３９を封止すると、封止空部１３内に保護基板４１の全体が収容され、この保護基板４１の保護空間４２内に収容された可撓性フィルム２１も封止される。なお、キャッピング部材１１は、必ずしも保護基板４１の全体を封止空部１３内に含める必要はなく、保護基板４１の保護空間４２内が大気と隔離されるように封止できれば、保護基板４１の一部だけを封止空部１３内に含めることもできる。例えば、保護基板４１の通気孔４３を封止空部１３内に臨ませた状態で、キャッピング部材１１のノズルプレート２０とは反対側の封止側壁部１１ｂを保護基板４１の底部４１ｂに当接してもよい。なお、その他の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
本実施形態では、上記のように構成したので、例えば、可撓性フィルム２１に記録紙５が当たること等により、可撓性フィルム２１が損傷することを防止できる。また、保護基板４１により可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防止でき、リザーバー２３内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【００４３】
ところで、保護基板は、上記した第３の実施形態に限られない。図５に示すように、第４の実施形態の保護基板４１′は、可撓性フィルム２１の下側に積層されている。この保護基板４１′のリザーバー２３に対応する部分には、開口４４が設けられている。これにより、この開口４４内に臨む部分の可撓性フィルム２１が可撓変形可能になるため、この部分がリザーバー２３のコンプライアンス部として機能することになる。また、キャッピング部材１１は、上記した第３の実施形態と同様に、保護基板４１′の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１′の全体を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。なお、本実施形態のキャッピング部材１１では、保護基板４１′の開口４４を封止できればよく、必ずしも保護基板４１′の全体を封止空部１３内に含める必要はない。また、その他の構成は、上記した第３の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、例えば、可撓性フィルム２１に記録紙５が当たること等により、可撓性フィルム２１が損傷することを防止できる。また、保護基板４１′により可撓性フィルム２１からの水分の蒸発を防止でき、リザーバー２３内の液体の増粘をさらに確実に抑制できる。
【００４５】
また、上記した各実施形態では、１列のノズル列に対応して１つのリザーバー２３のみを設けていたが、複数のノズル列に対応して複数のリザーバー２３を設けてもよい。例えば、図６に示す第５の実施形態の記録ヘッド２では、２列のノズル列に対応して２つのリザーバー２３が形成されている。本実施形態では、２列のノズル列が１つのノズルプレート２０′に開設され、このノズルプレート２０′を挟んだ両側において、リザーバー２３の底面を構成する可撓性フィルム２１、および、可撓性フィルム２１を保護する保護基板４１がそれぞれ設けられている。なお、本実施形態の記録ヘッド２は、ノズル列間の中心線を挟んで左右対称に構成され、そのうちの一側（図６における右側）が、第３の実施形態の記録ヘッド２と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００４６】
キャッピング部材１１は、保護基板４１の可撓性フィルム２１とは反対側の面側から、保護基板４１を含めて可撓性フィルム２１を封止空部１３内に臨ませた状態で封止可能に構成されている。本実施形態のキャッピング部材１１は、ノズル列に直交する方向における一側の封止側壁部１１ｂを一方の保護基板４１に、他側の封止側壁部１１ｂを他方の保護基板４１に、それぞれの保護基板４１の通気孔４３を封止空部１３内に臨ませた状態で当接するように構成されている。これにより、両側の保護基板４１の間に位置するノズル形成面３９全体が封止空部１３内に収容でき、また、保護基板４１の保護空間４２内に収容された可撓性フィルム２１も封止できる。
【００４７】
なお、上記した各実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子１７を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインクを突沸させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
【００４８】
そして、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド２を備えたプリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、他の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用することができる。例えば、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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備えた液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンター，２…記録ヘッド，１１…キャッピング部材，１３…封止空部，１５…ヘッドケース，１６…振動板，１７…圧電素子，１８…流路基板，１９…連通板，２０…ノズルプレート，２１…可撓性フィルム，２３…リザーバー，３１…圧力室，３６…リザーバー部，３８…ノズル，３９…ノズル形成面，４１…保護基板，４２…保護空間，４３…通気孔，４４…開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、
該圧力室に液体を供給する共通液室が形成された基板、
並びに該基板における共通液室のノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルム、を有する液体噴射ヘッドと、
窪み状の封止空部を有し、該封止空部内に前記ノズル形成面を臨ませて封止可能な封止部材と、を備え、
該封止部材は、前記ノズル形成面の封止状態で前記可撓性フィルムの少なくとも一部を封止空部内に臨ませて封止可能に構成されたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記封止部材は、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面のうち当該共通液室に対応する部分の全面を封止可能であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体噴射ヘッドは、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、前記可撓性フィルムの前記共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルムの可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板を備え、
前記封止部材は、前記保護基板の可撓性フィルムとは反対側の面側から、当該保護基板を含めて可撓性フィルムを前記封止空部内に臨ませた状態で封止可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記保護基板は、前記可撓性フィルムの周囲を囲繞する壁部と、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面から離間した底部と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記保護基板は、前記可撓性フィルムに積層され、共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に開口を設けたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
ノズル形成面に開口したノズルに連通する圧力室、
該圧力室に液体を供給する共通液室が形成された基板、
並びに該基板における共通液室のノズル形成面側の開口面を密封する可撓性フィルム、を有する液体噴射ヘッドと、
窪み状の封止空部を有し、該封止空部内に前記ノズル形成面を臨ませて封止可能な封止部材と、を備え、
該封止部材は、前記ノズル形成面の封止状態で前記可撓性フィルムの少なくとも一部を封止空部内に臨ませて封止可能に構成されたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記封止部材は、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面のうち当該共通液室に対応する部分の全面を封止可能であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体噴射ヘッドは、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面を覆った状態で保護すると共に、前記可撓性フィルムの前記共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に当該可撓性フィルムの可撓変形を阻害しない空間を設けた保護基板を備え、
前記封止部材は、前記保護基板の可撓性フィルムとは反対側の面側から、当該保護基板を含めて可撓性フィルムを前記封止空部内に臨ませた状態で封止可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記保護基板は、前記可撓性フィルムの周囲を囲繞する壁部と、前記可撓性フィルムの前記共通液室とは反対側の面から離間した底部と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記保護基板は、前記可撓性フィルムに積層され、共通液室に対応する部分のうち少なくとも一部に開口を設けたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【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２０１３−１０３３９２（Ｐ２０１３−１０３３９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８１７８（Ｐ２０１１−２４８１７８）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【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２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【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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