JP2007030379A - 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体噴射ヘッドを構成する流路形成基板や振動板のわれやクラックを防止して信頼性を向上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】 液滴を噴射する液体噴射ヘッド２２０と、該液体噴射ヘッド２２０の液体供給口側に固定されるヘッドケース２３０とを具備し、前記液体噴射ヘッド２２０と前記ヘッドケース２３０とを前記液体噴射ヘッド２２０の反りを変形により許容する応力緩和部材２５０を介して固定する。
【選択図】 図４

Description

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、特にインク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を介して圧電素子を設けて、圧電素子の変位によりインク滴を吐出させ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。

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。

このようなヘッドユニットは、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液体供給口側に固定されたヘッドケースとを具備する。インクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板と、流路形成基板の圧力発生室に相対向する領域に振動板を介して設けられた圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側に接合された保護基板と、保護基板に設けられたコンプライアンス基板とで構成され、ヘッドケースはコンプライアンス基板に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなヘッドユニットでは、インクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、ノズルプレートがステンレス鋼などからなるため、温度変化によって線膨張係数の違いから反りが生じてしまう。このとき、インクジェット式記録ヘッドが、ヘッドケースに固定されていると反りの応力が緩和されず、流路形成基板や振動板などに割れやクラックなどが生じてしまうという問題がある。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

特開２００５−０９６４１９号公報（第７〜１４頁、第１〜５図）

本発明はこのような事情に鑑み、液体噴射ヘッドを構成する流路形成基板や振動板のわれやクラックを防止して信頼性を向上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。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの液体供給口側に固定されるヘッドケースとを具備し、前記液体噴射ヘッドと前記ヘッドケースとが、前記液体噴射ヘッドの反りを変形により許容する応力緩和部材を介して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１の態様では、液体噴射ヘッドとヘッドケースとを応力緩和部材を介して固定することによって、応力緩和部材が変形することによって、液体噴射ヘッドの熱による反りを許容して、液体噴射ヘッドの各部材に割れやクラック等が生じるのを防止することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記応力緩和部材が、前記液体噴射ヘッド及び前記ヘッドケースのそれぞれに接着される固定部と、該固定部の間に当該固定部の接着面とは直交する方向が面方向となるように設けられた平板状の支持部とで構成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２の態様では、応力緩和部材を変形し易い形状として、液体噴射ヘッドの反りを許容することができる。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記応力緩和部の断面形状が、コ字形状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３の態様では、応力緩和部材の断面をコ字形状とすることで、変形し易くすることができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記応力緩和部材が、コ字形状の開口が前記液体噴射ヘッドの外周側を向くように配置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４の態様では、応力緩和部材を液体噴射ヘッドの外周側が広がる方向に変形し易くすることができる。

本発明の第５の態様は、第２の態様において、前記応力緩和部材の断面形状が、Ｈ字形状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５の態様では、応力緩和部材の断面をＨ字形状とすることで、変形し易くすることができる。

本発明の第６の態様は、第２の態様において、前記応力緩和部材の断面形状が、ロ字形状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、応力緩和部材の断面をロ字形状とすることで、変形し易くすることができる。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記液体噴射ヘッドが、液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧電素子と、前記流路形成基板の圧電素子側に接合されて各圧力発生室に液体を供給するリザーバの一部を構成するリザーバ部が厚さ方向に貫通して設けられた保護基板と、前記リザーバ部の開口を封止する可撓性を有する可撓部が設けられたコンプライアンス基板とで構成され、且つ前記応力緩和部材が、前記コンプライアンス基板と前記ヘッドケースとの間に設けら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７の態様では、応力緩和部材をコンプライアンス基板とヘッドケースとの間に設けることで、液体噴射ヘッドの熱による反りを変形することで許容することができる。

本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記コンプライアンス基板が、前記リザーバ部の開口を封止するシート部材からなると共に、前記応力緩和部材が、前記可撓部の周囲に亘って設けられ、前記可撓部が可撓可能な空間を画成し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８の態様では、応力緩和部材によって、可撓部を可撓可能とすると共に、部品点数を減らしてコストを低減することができる。

本発明の第９の態様は、第７又は８の態様において、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記コンプライアンス基板がステンレス鋼からなり、且つ前記ヘッドケースがステンレス鋼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９の態様では、流路形成基板とヘッドケースとの線膨張係数の違いにより、熱による反りを応力緩和部材で減少させることができる。

本発明の第１０の態様は、第７〜９の何れかの態様において、前記流路形成基板には、前記リザーバの一部を構成すると共に前記圧力発生室の一端部に連通する連通部が設けられており、且つ前記応力緩和部が前記圧力発生室の前記連通部側の端部に相対向する領域に設けら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１０の態様では、液体噴射ヘッドの反りにより破壊され易い領域に応力緩和部材を設けることで、液体噴射ヘッドの反りによる応力を応力緩和部材によって緩和させることができ、液体噴射ヘッドの割れやクラック等の破壊を防止することができる。

本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何れかの態様の液体噴射ヘッドユニット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１１の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。

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、インクジェット式録ヘッドユニットの組立斜視図であり、図３は、そ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。

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。

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、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。

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。

また、ノズルプレート２０のインク滴吐出面側には、撥水膜（図示なし）が設けられている。撥水膜としては、例えば、フッ素系高分子を含む金属膜やシロキサン等をプラズマ重合したプラズマ重合膜などを挙げることができる。なお、本実施形態では、ステンレス鋼からなるノズルプレート２０にフッ素樹脂を共析メッキすることで撥水膜を形成した。

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。

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。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００を封止してもよく、また封止しないようにしてもよい。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。

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。

また、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は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、フッ素含有樹脂又は塩素含有樹脂からなる樹脂フィルム等のフィルム部材からなる。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、リザーバ１００の開口を封止した可撓部４３となっており、この可撓部４３が可撓することにより、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。

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、応力緩和部材２５０を介してヘッドケース２３０が固定されている。

ヘッドケース２３０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。

応力緩和部材２５０は、インクジェット式記録ヘッド２２０とヘッドケース２３０との間に設けられて、両者を固定すると共に変形可能なものである。

このような応力緩和部材２５０は、インクジェット式記録ヘッド２２０とヘッドケース２３０との間に接着剤を介して設けられて、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りを変形することにより許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の反りによる応力集中を緩和させて、インクジェット式記録ヘッド２２０の流路形成基板１０や振動板などの割れやクラック等の破壊を防止するものである。

すなわち、インクジェット式記録ヘッド２２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるノズルプレート２０とシリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０とは線膨張係数が違うため、熱により反りが生じてしまう。このため、インクジェット式記録ヘッド２２０をヘッドケース２３０に直接固定したり、変形しない部材を介して固定すると、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りが、ヘッドケース２３０によって阻害されて、インクジェット式記録ヘッド２２０の反りの応力が集中し、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や振動板などに割れやクラックなどの破壊が発生してしまう。したがって、インクジェット式記録ヘッド２２０とヘッドケース２３０とを変形可能な応力緩和部材２５０を介して固定することで、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りを変形することにより許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の流路形成基板１０や振動板などの割れやクラック等の破壊を防止することができる。

ここで、本実施形態の応力緩和部材２５０について詳細に説明する。本実施形態の応力緩和部材２５０は、断面がコ字形状を有する。このように本実施形態の応力緩和部材２５０は、断面をコ字形状とすることで変形可能となっている。

詳しくは、応力緩和部材２５０は、図６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に接着剤を介して接着される板状の固定部２５１と、一対の固定部２５１の一端部に連続して設けられた板状の支持部２５２とを具備し、支持部２５２の面方向が固定部２５１の接着面とは直交する方向となるように屈曲して設けられている。このような応力緩和部材２５０は、図６（ａ）に示すように、固定部２５１と支持部２５２との角部が屈曲することで変形可能となっている。

また、応力緩和部材２５０は、コ字形状の開口が、インクジェット式記録ヘッド２２０の外周側に開口するように配置するのが好ましい。これは、インクジェット式記録ヘッド２２０が、低温時にノズル開口２１側の面の中央部が凹となるように反ってしまうため、応力緩和部材２５０が、ノズル列２１Ａの両端部側ではインクジェット式記録ヘッド２２０の外周側がインクジェット式記録ヘッド２２０とヘッドケース２３０との間が広がるように変形し、図６（ｂ）に示すように、応力緩和部材２５０がノズル列２１Ａの中央部では、インクジェット式記録ヘッド２２０とヘッドケース２３０との間が狭まるように変形し易くして、インクジェット式記録ヘッド２２０の破壊を防止するためである。

さらに、応力緩和部材２５０は、少なくともノズル開口２１の並設方向に亘って設けられていればよく、ノズル開口２１の並設方向で連続して設けられていても、断続して設けられていてもよい。また、応力緩和部材２５０は、圧力発生室１２の連通部１３に連通する端部に相対向する領域に設けられているのが好ましい。これは、インクジェット式記録ヘッド２２０が熱により反った際に、圧力発生室１２の連通部に連通する端部に相対向する領域に応力が集中し易く流路形成基板１０や振動板の破壊やクラックが生じる可能性が高いからである。すなわち、応力緩和部材２５０を圧力発生室１２の連通部１３に連通する領域に設けることによって、特に流路形成基板１０や振動板の剛性の弱い領域の破壊を防止することができる。

本実施形態では、応力緩和部材２５０を可撓部４３の周囲に亘って設けることで、コンプライアンス基板４０とヘッドケース２３０との間に、可撓部４３の可撓変形を可能とする空間を画成するようにした。また、応力緩和部材２５０を可撓部４３の周囲に亘って設けることで、コンプライアンス基板４０の可撓部４３が保護基板３０から剥がれるのを防止することができると共に、インクのリークを防止することができる。なお、応力緩和部材２５０には、コンプライアンス基板４０のインク導入口４４と連通するインク導入口４４が設けられている。

なお、応力緩和部材２５０の材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼などを挙げることができる。また、応力緩和部材２５０の厚さは、本実施形態では、１００μｍ程度である。さらに、応力緩和部材２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０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。

また、本実施形態では、応力緩和部材２５０として、断面がコ字形状の部材を用いるようにしたが、応力緩和部材２５０の形状は特にこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、応力緩和部材２５０として、断面形状がＨ字形状の部材を用いてもよく、また、図８に示すように、応力緩和部材２５０として、断面形状がロ字形状の部材を用いるようにしてもよい。何れにしても、図６〜図８に示すように、低温時のインクジェット式記録ヘッド２２０の反りを応力緩和部材２５０が変形することにより許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の反りによる応力を緩和して、インクジェット式記録ヘッド２２０の破壊を防止することができる。なお、図８に示すように、断面がロ字形状の応力緩和部材２５０を用いた場合には、ノズル列２１Ａの両端部側では、応力緩和部材２５０が変形し難いものの、ノズル列２１Ａの中央部で応力緩和部材２５０が収縮する方向に変形して、インクジェット式記録ヘッド２２０の反りを変形により許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の破壊を防止することができる。

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。

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。

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。

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。

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、箱形状を有するカバーヘッド２４０によって覆われている。

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を画成する接合部２４２とを具備する。

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。

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、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。

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。図９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。

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。

（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、コンプライアンス基板４０として、フィルム部材を用いて、応力緩和部材２５０によって、可撓部４３の可撓可能な空間を画成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、コンプライアンス基板として、ステンレス鋼等からなる板状部材を用いて、可撓部となる一部の厚さを薄くするようにしてもよい。このような場合であっても、コンプライアンス基板とヘッドケース２３０との間に応力緩和部材２５０を設けることによって、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りを許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の破壊を防止することができる。

また、上述した実施形態１では、応力緩和部材２５０を所定形状とすることで、応力緩和部材を変形し易くして、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りを許容させるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、応力緩和部材として、断面が四角柱形状を有する樹脂材料やゴム材料などを用いるようにしてもよい。何れにしても、インクジェット式記録ヘッド２２０の熱による反りを変形することにより許容して、インクジェット式記録ヘッド２２０の応力集中による破壊を防止することができる。

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。

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。

実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの組立斜視図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。 実施形態１に係るヘッド及びヘッドケースの分解斜視図である。 実施形態１に係るヘッド及びヘッドケースの断面図である。 実施形態１に係る応力緩和部材の断面図である。 実施形態１に係る応力緩和部材の断面図である。 実施形態１に係る応力緩和部材の断面図である。 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

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 露出開口部、２４２ 接合部、２４５ 側壁部、２４６ フランジ部、２４７ 固定孔、２５０ 応力緩和部材、３００ 圧電素子

Claims (11)

1. 液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの液体供給口側に固定されるヘッドケースとを具備し、前記液体噴射ヘッドと前記ヘッドケースとが、前記液体噴射ヘッドの反りを変形により許容する応力緩和部材を介して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。
2. 請求項１において、前記応力緩和部材が、前記液体噴射ヘッド及び前記ヘッドケースのそれぞれに接着される固定部と、該固定部の間に当該固定部の接着面とは直交する方向が面方向となるように設けられた平板状の支持部とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
3. 請求項２において、前記応力緩和部の断面形状が、コ字形状であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
4. 請求項３において、前記応力緩和部材が、コ字形状の開口が前記液体噴射ヘッドの外周側を向くように配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
5. 請求項２において、前記応力緩和部材の断面形状が、Ｈ字形状であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
6. 請求項２において、前記応力緩和部材の断面形状が、ロ字形状であることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
7. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記液体噴射ヘッドが、液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧電素子と、前記流路形成基板の圧電素子側に接合されて各圧力発生室に液体を供給するリザーバの一部を構成するリザーバ部が厚さ方向に貫通して設けられた保護基板と、前記リザーバ部の開口を封止する可撓性を有する可撓部が設けられたコンプライアンス基板とで構成され、且つ前記応力緩和部材が、前記コンプライアンス基板と前記ヘッドケースとの間に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
8. 請求項７において、前記コンプライアンス基板が、前記リザーバ部の開口を封止するシート部材からなると共に、前記応力緩和部材が、前記可撓部の周囲に亘って設けられ、前記可撓部が可撓可能な空間を画成していることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
9. 請求項７又は８において、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記コンプライアンス基板がステンレス鋼からなり、且つ前記ヘッドケースがステンレス鋼からなることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
10. 請求項７〜９の何れかにおいて、前記流路形成基板には、前記リザーバの一部を構成すると共に前記圧力発生室の一端部に連通する連通部が設けられており、且つ前記応力緩和部が前記圧力発生室の前記連通部側の端部に相対向する領域に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
11. 請求項１〜１０の何れかの液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。
    

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