JP2014054835A

JP2014054835A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2014054835A
Application number: JP2013161104A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Watanabe; 峻介渡邉; Yuma Fukuzawa; 祐馬福澤; Katsumi Enomoto; 勝己榎本; Hiroaki Okui; 宏明奥井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】ノズル面にインクが残留することを抑制できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズルプレート２２のノズル面２２ａに開口したノズル２７から液体を噴射
可能なヘッドユニット１６と、該ヘッドユニット１６が固定され、ノズルプレート２２を
露出させる開口領域１７ａが設けられた固定板１７と、該固定板１７のヘッドユニット１
６とは反対側の固定板露出面１７ｂ、およびノズル面２２ａを払拭するワイパー部材１２
と、を備え、ノズル面２２ａの液体に対する接触角をθｎ、固定板露出面１７ｂの液体に
対する接触角をθｓ、および、ワイパー部材１２の液体に対する接触角をθｗとしたとき
、θｎ＞θｓ＞θｗ＞９０度の関係を満たした。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関す
るものであり、特に、ノズルが形成されたノズル面を払拭するワイパー部材を備えた液体
噴射装置に関する。

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Ｅ
Ｌ（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。

この種の液体噴射ヘッドには、例えば、圧電素子（圧力発生手段の一種）の駆動によっ
て圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、ノズル面に開口したノズルから液体を噴射する
液体噴射ヘッドユニットを、固定板に複数固定したものがある（例えば、特許文献１参照
）。固定板には開口領域が設けられており、この開口領域から各液体噴射ヘッドユニット
のノズルが露出するように構成されている。また、一般的に液体噴射装置には、液体噴射
ヘッドの底面（固定板の底面やノズル面）を払拭するワイパー部材が設けられている。ワ
イパー部材は、液体噴射ヘッドに対して相対的に移動できるように構成されている。

特開２００７−２１６６６６号公報

このような構成の液体噴射ヘッドでは、固定板の開口領域の縁において、当該固定板の
露出面（払拭時にワイパー部材が接触する面）とノズル面との間に段差が形成されるため
、液体噴射ヘッドの底面に付着した液体をワイパー部材で拭き取る際に、ノズル面に液体
が残留する虞があった。具体的に説明すると、液体噴射ヘッドの底面の一側から他側に向
けて払拭する際には、まず、先に払拭される固定板に付着した液体をワイパー部材の前面
（ワイパー部材の進行方向側の面）に保持した状態で、ワイパー部材が固定板表面に対し
て密着しつつ移動する。その後、ワイパー部材が開口領域の段差部分に到達すると、ワイ
パー部材の前面に保持されている液体の一部が段差部分の隅に残留し、この残留した液体
が段差部分を通過した直後のワイパー部材の後面（ワイパー部材の進行方向とは反対側の
面）に付着する。この状態で、ワイパー部材がノズル面側に移動すると、ワイパー部材に
付着した液体が、ワイパー部材の進行に追従してノズル面上で引き伸ばされる。そして、
この引き伸ばされた液体は、ワイパー部材から引き千切られ、ノズル面に残留する場合が
ある。

このようにノズル面に液体が残留すると、この残留した液体が記録紙（着弾対象の一種
）側に垂れ落ちて記録紙に付着したり、記録紙と液体噴射ヘッドとの接触によって記録紙
に転写したりすることで、記録紙が汚れる虞があった。また、ノズル内に残留した液体が
入り込むと、吐出不良になる虞があった。さらに、ノズル面をキャッピング部材によって
キャップする構成を採用した場合、キャッピング部材が当接する箇所に残留した液体が乾
燥し、堆積すると、ノズル面とキャッピング部材との間に隙間ができる虞があった。

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、ノズル面にイン
クが残留することを抑制できる液体噴射装置を提供することにある。

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、ノズル形成部材のノズル
面に開口したノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドユニットと、
該液体噴射ヘッドユニットが固定され、前記ノズル面を露出させる開口領域が設けられ
た固定板と、
前記ノズル面、および、前記固定板の液体噴射ヘッドユニットとは反対側の固定板露出
面を払拭するワイパー部材と、を備え、
前記ノズル面の前記液体に対する接触角をθｎ、前記固定板露出面の前記液体に対する
接触角をθｓ、および、前記ワイパー部材の前記液体に対する接触角をθｗとしたとき、
θｎ＞θｓ＞θｗ＞９０度
の関係を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、ノズル面の液体に対する接触角が９０度より大きい、すなわち、ノズ
ル面が撥液性を有するため、ノズル面に液体が残留することを抑制できる。また、ノズル
面の方が固定板の固定板露出面やワイパー部材よりも液体に対する接触角が大きいため、
液体がノズル面よりも固定板やワイパー部材側に移動（或いは付着）し易くなり、ノズル
面に液体が残留することを更に抑制できる。さらに、ワイパー部材の液体に対する接触角
が９０度より大きいため、ワイパー部材の後面（ワイパー部材の進行方向とは反対側の面
）に液体が付着することを防止でき、ノズル面に液体が残留することを一層抑制できる。

また、上記構成において、前記固定板の開口領域の縁と前記ノズル形成部材との間に間
隙を設け、
該間隙に充填剤を充填した構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、間隙によって、固定板やノズル形成部材の寸法のずれを許容するこ
とができる。また、間隙に充填剤を充填したので、この間隙に液体が残留することを防止
でき、この残留した液体がノズル面側に付着することを抑制できる。

さらに、上記構成において、前記充填剤の前記液体に対する接触角をθｆとしたとき、
θｎ＞θｆ＞θｓ
の関係を満たすことが望ましい。

この構成によれば、ノズル面の液体が充填剤を介して固定板側に移動し易くなり、ノズ
ル面に液体が残留することを更に抑制できる。

また、上記各構成において、前記ワイパー部材が弾性部材で形成されることが望ましい
。

この構成によれば、ノズル面とワイパー部材との密着性を向上させることができる。こ
れにより、ノズル面に液体が残留することを更に抑制できる。

プリンターの構成を説明する斜視図である。記録ヘッドを斜め上方から観た分解斜視図である。記録ヘッドの底面図である。ヘッドユニットの断面図である。記録ヘッドの底面を払拭する様子を説明する模式図である。第２の実施形態におけるヘッドユニットの断面図である。

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
ット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３を搭載したインクジェット式プリンター（以下
、プリンター）１を例に挙げて行う。

プリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録紙等の
記録媒体２（着弾対象の一種）の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を
行う装置である。このプリンター１は、インクを噴射する記録ヘッド３、この記録ヘッド
３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移
動機構５、記録媒体２を副走査方向に移送するプラテンローラー６等を備えている。ここ
で、上記のインクは、本発明の液体の一種であり、液体供給源としてのインクカートリッ
ジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、記録ヘッド３に対して着脱可能に
装着される。なお、インクカートリッジ７がプリンター１の本体側に配置され、当該イン
クカートリッジ７からインク供給チューブを通じて記録ヘッド３に供給される構成を採用
することもできる。

上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミ
ングベルト８はＤＣモーター等のパルスモーター９により駆動される。従ってパルスモー
ター９が作動すると、キャリッジ４は、プリンター１に架設されたガイドロッド１０に案
内されて、主走査方向（記録媒体２の幅方向）に往復移動する。

また、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。本実施形態におけるホー
ムポジションには、記録ヘッド３のノズル面２２ａ（図４参照）を封止するキャッピング
部材１１と、後述する固定板露出面１７ｂおよびノズル面２２ａを払拭するためのワイパ
ー部材１２とが配置されている。本実施形態のワイパー部材１２の材料は、インクに対す
る接触角が９０度より大きく（撥インク性）、かつ、後述する固定板露出面１７ｂおよび
ノズル面２２ａよりもインクに対する接触角が小さい素材が採用されている。また、ワイ
パー部材１２は樹脂等の弾性部材で形成されている。これにより、ノズル面２２ａとワイ
パー部材１２との密着性を向上させることができる。なお、ワイパー部材１２による払拭
に関しては、後で説明する。

図２は、上記記録ヘッド３の構成を示す分解斜視図である。図３は、記録ヘッド３の底
面図である。図４は、記録ヘッド３の要部を拡大した断面図である。本実施形態における
記録ヘッド３は、ケース１５と、複数のヘッドユニット１６（本発明の液体噴射ヘッドユ
ニットの一種）と、ユニット固定板１７（本発明のワイパー受け部材の一種）とを備えて
いる。

ケース１５は、複数のヘッドユニット１６や、当該ヘッドユニット１６へインクを供給
するインク供給流路１５ａ（図４参照）を備える合成樹脂製の箱体状部材であり、上面側
に針ホルダー１９が形成されている。この針ホルダー１９は、インク導入針２０が立設さ
れた部材であり、本実施形態においては各色のインクカートリッジ７のインクに対応させ
て合計８本のインク導入針２０がこの針ホルダー１９に横並びに配設されている。このイ
ンク導入針２０は、インクカートリッジ７内に挿入される中空針状の部材であり、先端部
に開設された導入孔（図示せず）からインクカートリッジ７内に貯留されたインクをケー
ス１５内のインク供給流路１５ａを通じてヘッドユニット１６側に導入する。

また、ケース１５の底面側には、反対側（針ホルダー１９側）に窪んだユニット収容空
部１５ｂ（図４参照）が設けられている。このユニット収容空部１５ｂ内には、４つのヘ
ッドユニット１６が主走査方向に横並びの状態で収納されている。各ヘッドユニット１６
は、４つのヘッドユニット１６に対応して４つの開口領域１７ａが設けられた金属製のユ
ニット固定板１７に、当該開口領域１７ａからノズルプレート２２（ノズル面２２ａ）を
露出させた状態で位置決め固定されている。また、ユニット固定板１７は、その上面（ヘ
ッドユニット１６が固定される側の面）の周縁部（開口領域１７ａよりも外側の縁）がケ
ース１５の底面におけるユニット収容空部１５ｂの縁に固定されている。これにより、各
ヘッドユニット１６は、ユニット収容空部１５ｂ内に収容された状態でケース１５に対し
て位置決め固定される。また、ユニット固定板１７のヘッドユニット１６とは反対側の固
定板露出面１７ｂには、撥インク処理（例えば、撥水膜を設ける等）が施されている。こ
れについては、後述する。

本実施形態では、ヘッドユニット１６の高さがばらついたとしても、ヘッドユニット１
６をユニット収容空部１５ｂ内に収容できるように、ユニット収容空部１５ｂの深さをヘ
ッドユニット１６の高さの設計値よりも僅かに深くなるように設定している（図４参照）
。このため、ヘッドユニット１６をユニット収容空部１５ｂ内に収容した状態では、ヘッ
ドユニット１６の上面とユニット収容空部１５ｂの天井面（ヘッドユニット１６の上面に
対向する面）との間に僅かな隙間が形成される。この隙間のうちインク導入路４５（後述
）とインク供給流路１５ａとの連通部分の周囲を接着剤１８で充填することで、ヘッドユ
ニット１６の上面とユニット収容空部１５ｂの天井面とが接着されている。なお、連通部
分におけるインク導入路４５の開口縁、またはインク供給流路１５ａの開口縁にパッキン
を設け、このパッキンを対向する面に当接することよってインク導入路４５とインク供給
流路１５ａとを連通してもよい。この場合、パッキンの周囲に接着剤１８を充填する。

次に、図４を用いてヘッドユニット１６の内部構成について説明する。なお、便宜上、
ヘッドユニット１６を構成する各部材の積層方向を上下方向として説明する。本実施形態
におけるヘッドユニット１６は、圧力発生ユニット１４および流路ユニット２１を備え、
これらの部材が積層された状態でユニットケース２６（ケース部材の一種）に取り付けて
構成されている。流路ユニット２１は、連通基板２３（共通液室形成部材の一種）、ノズ
ルプレート２２（本発明のノズル形成部材の一種）、および、コンプライアンス基板２５
（本発明のコンプライアンス部材の一種）を有している。また、圧力発生ユニット１４は
、圧力室３１が形成された圧力室形成基板２９（圧力室形成部材の一種）、弾性膜３０、
圧電素子３５（圧力発生手段の一種）、および保護基板２４が積層されてユニット化され
ている。

ユニットケース２６は、ノズルプレート２２、コンプライアンス基板２５、および圧力
発生ユニット１４が接合された連通基板２３が底面側に固定される合成樹脂製の箱体状部
材である。このユニットケース２６の平面視における中心部分にはノズル列方向に沿って
長尺な矩形状の開口を有する貫通空部４４が、ユニットケース２６の高さ方向を貫通する
状態で形成されている。この貫通空部４４は、圧力発生ユニット１４の配線空部３８と連
通して、フレキシブルケーブル４９の一端部および駆動ＩＣ５０（何れも後述）が収容さ
れる空部を形成する。また、ユニットケース２６の下面側には、当該下面からユニットケ
ース２６の高さ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空部４７が形成されている。この収
容空部４７の深さは、圧力発生ユニット１４の厚さ（高さ）よりも少し大きく設定されて
いる。また、収容空部４７の第１の方向（ノズル２７の列設（並設）方向）の寸法および
第２の方向（ノズル面２２ａ内において第１の方向に直交する方向）の寸法は、それぞれ
、圧力発生ユニット１４の対応する方向の寸法よりも少し大きく設定されている。そして
、流路ユニット２１がユニットケース２６の下面に位置決めされた状態で接合されると、
連通基板２３上に積層された圧力発生ユニット１４が収容空部４７に収容される。また、
上記の貫通空部４４の下端は、収容空部４７の天井面に開口している。

ユニットケース２６には、インク導入空部４６およびインク導入路４５が形成されてい
る。インク導入路４５は、インク導入空部４６と比較して断面積が小さく設定された細い
流路であり、その上端はユニットケース２６の上面に開口し、下端はインク導入空部４６
の長手方向（第１の方向）の中央部分に開口している。そして、インクカートリッジ７側
からのインクは、インク供給流路１５ａおよびインク導入路４５を通じて、インク導入空
部４６に流入し、当該インク導入空部４６から連通基板２３の共通液室３２に導入される
。

インク導入空部４６は、ユニットケース２６における収容空部４７に対して隔壁４８を
間に挟んで第２の方向の外側に外れた位置に形成されている。より具体的には、連通基板
２３の共通液室３２に対応して、収容空部４７の両側にそれぞれ１つずつ、合計２つのイ
ンク導入空部４６が形成されている。そして、ユニットケース２６に連通基板２３が接合
された状態では、各インク導入空部４６は、対応する共通液室３２とそれぞれ連通する。
収容空部４７とインク導入空部４６とを隔てる隔壁４８は、連通基板２３の薄肉部４０に
対応する位置に形成されている。ユニットケース２６と連通基板２３との接合時において
は、隔壁４８の下面と薄肉部４０の上面とが互いに接合される。このように構成すること
で、収容空部４７が、インク導入空部４６等の流路から独立した空間となる。ここで、従
来では、圧力発生ユニットにも共通液室に相当する空部が設けられていたのに対し、本実
施形態の構成では、圧力発生ユニット１４に共通液室に相当する空部を設けることなく当
該圧力発生ユニット１４の小型化が図られている。この小型化に伴い、収容空部４７を流
路から独立した空間とするために、インク導入空部４６と収容空部４７との間に隔壁４８
が設けられ、当該隔壁４８の下面と連通基板２３の薄肉部４０の上面とが互いに接合され
る構成となっている。その結果、本発明に係るヘッドユニット１６では、共通液室３２の
第２液室５２の上面側に薄肉部４０が設けられている。

圧力発生ユニット１４の構成部材である圧力室形成基板２９は、シリコン単結晶基板（
結晶性基板の一種。以下、単にシリコン基板とも言う。）から作製されている。この圧力
室形成基板２９には、シリコン基板に対して異方性エッチング処理によって複数の圧力室
３１が、ノズルプレート２２の各ノズル２７に対応して複数形成されている。このように
、シリコン基板に対して異方性エッチングによって圧力室３１を形成することで、より高
い寸法・形状精度を確保することができる。後述するように、本実施形態におけるノズル
プレート２２にはノズル２７の列が２条形成されているので、圧力室形成基板２９には、
圧力室３１の列が各ノズル列に対応して２条形成されている。圧力室３１は、ノズル２７
の並設方向（第１の方向）に直交する方向（第２の方向）に長尺な空部である。圧力室形
成基板２９（圧力発生ユニット１４）が後述する連通基板２３に対して位置決めされた状
態で接合されると、圧力室３１の第２の方向の一端部は、後述する連通基板２３のノズル
連通路３６を介してノズル２７と連通する。また、圧力室３１の第２の方向の他端部は、
連通基板２３の個別連通口４２を介して共通液室３２と連通する。

圧力室形成基板２９の上面（連通基板２３との接合面とは反対側の面）には、圧力室３
１の上部開口を封止する状態で弾性膜３０が形成されている。この弾性膜３０は、例えば
厚さが約１μｍの二酸化シリコンから構成される。また、この弾性膜３０上には、図示し
ない絶縁膜が形成される。この絶縁膜は、例えば、酸化ジルコニウムから成る。そして、
この弾性膜３０および絶縁膜上における各圧力室３１に対応する位置に、圧電素子３５が
それぞれ形成される。圧電素子３５は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子
３５は、弾性膜３０および絶縁膜上に、金属製の下電極膜、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）等からなる圧電体層、および、金属製の上電極膜（何れも図示せず）が順次積層され
た後に、圧力室３１毎にパターニングされて構成される。そして、上電極膜または下電極
膜の一方が共通電極とされ、他方が個別電極とされる。また、弾性膜３０、絶縁膜、およ
び下電極膜が、圧電素子３５の駆動時に振動板として機能する。

各圧電素子３５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４９の一端側の端子が接続される。このフレキシブルケーブル４９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。フレキシブルケーブル４９の表面には、圧電素子
３５を駆動する駆動ＩＣ５０が実装されている。各圧電素子３５は、駆動ＩＣ５０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。

上記の圧電素子３５が形成された連通基板２３の上面には保護基板２４が配置される。
この保護基板２４は下面側が開口した中空箱体状の部材であり、例えば、ガラス、セラミ
ックス材料、シリコン単結晶基板、金属、合成樹脂等から作製される。この保護基板２４
の内部には、圧電素子３５に対向する領域に当該圧電素子３５の駆動を阻害しない程度の
大きさの逃げ凹部３９が形成されている。さらに、保護基板２４において、隣り合う圧電
素子列の間には、基板厚さ方向を貫通した配線空部３８が形成されている。この配線空部
３８内には、圧電素子３５の電極端子とフレキシブルケーブル４９の一端部とが配置され
る。

流路ユニット２１の基部となる連通基板２３は、シリコン基板から作製された板材であ
り、共通液室３２が異方性エッチングによって形成されている。この共通液室３２は、各
圧力室３１の並設方向（即ち第１の方向）に沿って長尺な空部である。共通液室３２は、
連通基板２３の板厚方向を貫通した第１液室５１（貫通部）と、連通基板２３の下面側か
ら上面側に向けて当該連通基板（共通液室形成部材）２３の板厚方向の途中まで上面側に
薄肉部４０を残した状態で形成された第２液室５２（非貫通部）と、から構成される。

連通基板２３の上面側における第１液室５１の開口は、インクが導入される入口開口部
として機能する。すなわち、ユニットケース２６に形成されたインク導入路４５およびイ
ンク導入空部４６側からのインクが、入口開口部を通じて第１液室５１内に流入する。こ
の第１液室５１の長手方向、即ち、第１の方向の両端部は、それぞれの端部に向かうほど
次第に狭くなるように形成されている。より具体的には、第１液室５１の両端部において
、当該第１液室５１を画成している互いに対向する壁面の少なくとも一方が、第１の方向
の端部に向かうほど他方に近接するように傾斜している。このように、第１液室５１の両
端部の開口形状を先細りにすることで、当該第１液室５１の両端部におけるインクの流速
の低下を抑制することができる。したがって、個別連通口４２を通じて各圧力室３１へ供
給するインクの供給圧を揃えることができる。

第２液室５２は、第１液室５１に隣接して形成された窪みである。上記の薄肉部４０は
、当該第２液室５２の天井面を構成する。この第２液室５２の第２の方向における一端部
（ノズル２７から遠い側の端部）は、第１液室５１と連通する一方、同方向の他端部は、
圧力室３１の下方に対応する位置に形成されている。この第２液室５２の他端部、すなわ
ち、第１液室５１側とは反対側の縁部には、薄肉部４０を貫通する個別連通口４２が、圧
力室形成基板２９の各圧力室３１に対応して第１の方向に沿って複数形成されている。こ
の個別連通口４２の下端は、第２液室５２と連通し、個別連通口４２の上端は、圧力室形
成基板２９の圧力室３１と連通する。

ノズルプレート２２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２７を列状に
開設した板材である。本実施形態では、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズ
ル２７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。このノズルプレ
ート２２の下側（連通基板２３とは反対側）の面がノズル面２２ａであり、撥インク処理
（例えば、撥水膜を設ける等）が施されることで、固定板露出面１７ｂおよびワイパー部
材１２よりもインクに対する接触角が大きくなるように設定されている。また、本実施形
態においては、当該ノズルプレート２２に２条のノズル列が形成されている。さらに、本
実施形態におけるノズルプレート２２は、ユニット固定板１７よりも板厚が薄いシリコン
基板から作製されている。なお、ノズルプレート２２の厚さは、ノズル２７の仕様に応じ
て定まるため、厚さを自由に設定できない。このため、ユニット固定板１７との関係は、
ユニット固定板１７に求められる厚さの都合から、本実施形態では、ノズル面２２ａがユ
ニット固定板１７の固定板露出面１７ｂよりも上方（連通基板２３側）に位置する。この
ように、ノズル面２２ａが、ユニット固定板１７よりも上方、すなわち、インク滴の吐出
方向に対して後方に位置するため、記録紙が接触し難く、ノズルプレート２２に記録紙が
接触することによるノズルプレート２２の損傷を抑制することができる。そして、当該シ
リコン基板に対してドライエッチングを施すことにより円筒形状のノズル２７が形成され
ている。このようにノズル２７をドライエッチングによって形成することで、例えば、ス
テンレス鋼等の金属製の板材に対して塑性加工によりノズルを形成する構成と比較して、
より高い精度でノズル２７を形成することが可能となる。これにより、ノズル２７から噴
射されるインクの着弾精度が向上する。

ノズルプレート２２の寸法に関し、少なくともノズル列に直交する方向（第２の方向）
の寸法は、圧力発生ユニット１４の同方向の寸法、連通基板２３の同方向の寸法、および
、ユニットケース２６の同方向の寸法よりも小さく設定されている。具体的には、後述す
るノズル連通路３６とノズル２７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３６とノズル２７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２２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。なお、本実施形態では、圧力室形成基板２９に対
して、２列の圧力室３１の列設方向において中心側にノズル連通路３６を設け、外周側に
個別連通口４２を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、ノズル連通路３
６を圧力室形成基板２９の外周側に設けるようにしてもよい。ただし、ノズル連通路３６
を圧力室形成基板２９の外周側に設けることで、ノズルプレート２２が大型化してしまう
虞がある。本実施形態では、圧力室形成基板２９に対して、２列の圧力室３１の列設方向
において中心側にノズル連通路３６を設け、外周側に個別連通口４２を設けることで、ノ
ズルプレート２２を小型化することができる。ちなみに、このようなノズル連通路３６及
び個別連通口４２の位置によるノズルプレート２２の小型化は、圧力室３１の形状、すな
わち、矩形状の開口形状に限定されず、楕円形状等であっても中心側にノズル連通路３６
を設ければ同じ効果がある。そして、ノズル連通路３６とノズル２７とが位置決めされて
連通する状態で連通基板２３とノズルプレート２２とが接合された状態では、共通液室３
２は、ノズルプレート２２に覆われることなく露出する。また、ユニット固定板１７にヘ
ッドユニット１６を位置決め固定した状態では、ユニット固定板１７の開口領域１７ａか
らノズルプレート２２（ノズル面２２ａ）が露出する。

コンプライアンス基板２５は、連通基板２３のノズルプレート２２に覆われていない部
分、すなわち、共通液室３２（第１液室５１および第２液室５２の）の下面側の開口を塞
ぐ部材である。本実施形態では、２つの共通液室３２に対応して、２つのコンプライアン
ス基板２５が接合されている。このコンプライアンス基板２５は、金属等の硬質の材料か
らなる固定基板２５ａの上に、剛性が低く可撓性を有する封止膜２５ｂが積層された板材
である。固定基板２５ａの共通液室３２に対向する領域は、厚さ方向に除去された開口部
となっている。このため、共通液室３２の下面は、封止膜２５ｂで封止され、共通液室３
２内のインクの圧力変動を吸収する可撓性を有するコンプライアンス部として機能する。
なお、本実施形態のコンプライアンス基板２５は、第２の方向における一端が連通基板２
３の外形と揃えられており、他端がユニット固定板１７の開口領域１７ａの縁と揃えられ
ている。このようなコンプライアンス部が設けられたコンプライアンス基板２５と、ワイ
パー受け部材であるユニット固定板１７と、によって、本発明の蓋部材が構成されている
。

このように構成されたヘッドユニット１６は、開口領域１７ａからノズルプレート２２
を露出させた状態でユニット固定板１７に位置決め固定される。具体的には、コンプライ
アンス基板２５の固定基板２５ａの下面とユニット固定板１７の上面（固定板露出面１７
ｂとは反対側の面）との接合によって、ヘッドユニット１６がユニット固定板１７に固定
される。なお、本実施形態では、ヘッドユニット１６とユニット固定板１７を接合する際
に、ユニット固定板１７やノズルプレート２２等の寸法および接合位置がずれたとしても
、ユニット固定板１７とノズルプレート２２が干渉しないように、開口領域１７ａをノズ
ルプレート２２よりも僅かに大きく形成している。すなわち、ユニット固定板１７の開口
領域１７ａの縁とノズルプレート２２との間に間隙５４を設けている。このため、間隙５
４の両側（ユニット固定板１７側およびノズルプレート２２側）には、段差が形成される
ことになる。

ここで、本発明では、ワイパー部材１２によって固定板露出面１７ｂおよびノズル面２
２ａを払拭する際に、インクがノズル面２２ａに残留することを抑制する構成が採用され
ている。具体的には、ノズルプレート２２のノズル面２２ａのインクに対する接触角をθ
ｎ、ユニット固定板１７の固定板露出面１７ｂのインクに対する接触角をθｓ、および、
ワイパー部材１２のインクに対する接触角をθｗとしたとき、以下の式（１）の関係を満
たすように構成されている。
θｎ＞θｓ＞θｗ＞９０度 …（１）
例えば、水系のインクを用いる場合、ノズル面２２ａにシランカップリング剤（ＳＣＡ
）からなる撥水膜を、固定板露出面１７ｂにポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）から
なる撥水膜をそれぞれ形成し、ワイパー部材１２をフッ素樹脂から形成する。また、ワイ
パー部材１２としては、シリコーン樹脂で形成し、その表面をポリスチレン（ＰＳ）やポ
リエチレン（ＰＥ）によってコーティングすることもできる。なお、撥水膜等に用いられ
る撥水材料としては、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ）、シリコーン樹脂、ポリ
スチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の他、飽和フルオロアルキル基（特にトリフ
ルオロメチル基）、アルキルシリル基、フルオロキシル基、長鎖アルキル基等の官能基を
もつ材料等がある。ノズル面２２ａ、固定板露出面１７ｂ、およびワイパー部材１２の表
面は、これらの撥水材料を適宜に用いて式（１）の関係を満たすように構成される。

次に、図５を用いて、ワイパー部材１２による固定板露出面１７ｂおよびノズル面２２
ａの払拭について説明する。なお、本実施形態では、キャリッジ４を移動させて、ワイパ
ー部材１２をノズル列に直交する方向（第２の方向）に沿って相対的に移動させている。
また、図５では、第２の方向に沿って左から右にワイパー部材１２が移動して、左側端部
の固定板露出面１７ｂに付着したインクを払拭する様子を説明している。

まず、キャリッジ４をワイパー部材１２側に移動させ、ワイパー部材１２の先端を記録
ヘッド３の底面（固定板露出面１７ｂ）に当接させる。この状態で、ワイパー部材１２を
ノズルプレート２２側（右側端部側）に相対的に移動（進行）させる。これにより、図５
（ａ）に示すように、固定板露出面１７ｂに付着したインクがワイパー部材１２の前面（
ワイパー部材１２の進行方向側の面）に保持されつつ当該ワイパー部材１２と共に移動す
る。さらに、この状態で、ワイパー部材１２が一側の間隙５４（開口領域１７ａの段差部
分）に到達すると、図５（ｂ）に示すように、ワイパー部材１２の前面に保持されている
インクの一部が一側の間隙５４に残留する。ここで、本発明では、ワイパー部材１２のイ
ンクに対する接触角が９０度より大きくなるように設定したため（θｗ＞９０度）、間隙
５４を通過した直後のワイパー部材１２の後面（ワイパー部材１２の進行方向とは反対側
の面）にインクが付着することを防止できる。その結果、ワイパー部材１２の後面をイン
クが追従することでノズル面２２ａにインクが残留することを抑制できる。その後、ワイ
パー部材１２は、前面にインクを保持したままノズル面２２ａに弾性により当接し、ノズ
ル面２２ａ上を移動する。そして、ワイパー部材１２が他側の間隙５４に到達すると、図
５（ｃ）に示すように、ワイパー部材１２の前面に保持されているインクの一部が他側の
間隙５４に残留する。ここで、ワイパー部材１２のインクに対する接触角が９０度より大
きくなるように設定したため（θｗ＞９０度）、一側と同様に、間隙５４を通過した直後
のワイパー部材１２の後面にインクが付着することを防止できる。また、ノズル面２２ａ
のインクに対する接触角が固定板露出面１７ｂよりも大きくなるように設定したため（θ
ｎ＞θｓ）、ワイパー部材１２に保持されたインクがノズル面２２ａ側から固定板露出面
１７ｂ側にスムーズに移動する。その後、ワイパー部材１２は、並設されたヘッドユニッ
ト１６の固定板露出面１７ｂおよびノズル面２２ａを順次払拭するが、上記した手順と同
じであるため、説明を省略する。そして、ワイパー部材１２が記録ヘッド３の底面におけ
る進行方向の終端に到達すると、この終端に位置する固定板露出面１７ｂからワイパー部
材１２が離隔する。このとき、固定板露出面１７ｂのインクに対する接触角がワイパー部
材１２よりも大きくなるように設定したため（θｓ＞θｗ）、ワイパー部材１２に保持さ
れたインクが固定板露出面１７ｂに残留せずに、ワイパー部材１２側にスムーズに移動す
る。

このように、ノズル面２２ａのインクに対する接触角が９０度より大きい（θｎ＞９０
度）、すなわち、ノズル面２２ａが撥液性を有するため、ノズル面２２ａにインクが残留
することを抑制できる。また、ノズル面２２ａの方が固定板の固定板露出面１７ｂやワイ
パー部材１２よりもインクに対する接触角が大きいため（θｎ＞θｓ＞θｗ）、インクが
ノズル面２２ａよりもユニット固定板１７やワイパー部材１２側に移動（或いは付着）し
易くなり、ノズル面２２ａにインクが残留することを更に抑制できる。さらに、ワイパー
部材１２のインクに対する接触角が９０度より大きいため（θｗ＞９０度）、ワイパー部
材１２の後面（ワイパー部材１２の進行方向とは反対側の面）にインクが付着することを
防止でき、ノズル面２２ａにインクが残留することを一層抑制できる。

また、ワイパー部材１２が記録ヘッド３を払拭する際に、最初にユニット固定板１７の
固定板露出面１７ｂに着地（当接）するようにした。すなわち、ワイパー部材１２は、ユ
ニット固定板１７に着地した後に、固定板露出面１７ｂ及びノズル面２２ａを払拭するよ
うにした。このため、ノズル面２２ａにワイパー部材１２を直接着地させるための領域が
不要となり、ノズル面２２ａの面積を減少させて、ノズルプレート２２の小型化を図るこ
とができる。ちなみに、ノズル２７が開口するノズル面２２ａをワイパー部材１２で払拭
する際に、ノズル面２２ａの一端側にワイパー部材１２を着地（当接）させて、ワイパー
部材１２でノズル面２２ａを払拭するためには、ノズル面２２ａにワイパー部材１２を着
地させる領域が必要になって、ノズルプレート２２が大型化して高コストになってしまう
という問題がある。特に、ワイパー部材１２がノズル面２２ａに着地する領域とノズル２
７との距離が近いと、ワイパー部材１２によってノズル面２２ａを払拭した際に拭き残し
が発生（残留）してしまうため、ワイパー部材１２が着地する領域と、ノズル２７とをあ
る程度離反させて配置する必要があり、ノズルプレート２２（ノズル面２２ａ）が大型化
してしまう。ちなみに、ノズルプレート２２は、ノズル２７の高精度な加工が必要なこと
から、均等な厚さなどが必要で高価な材料が用いられる。また、ノズルプレート２２のノ
ズル面２２ａには、吐出する液体（インク）に対して撥液体性（撥インク性）を有する撥
液膜等が形成されており、面積が大型化することで高コストになってしまう。

本実施形態では、ワイパー部材１２がノズル面２２ａに最初に着地せずに、予めユニッ
ト固定板１７の固定板露出面１７ｂに着地するようにしたため、ノズル面２２ａをできる
だけ狭い面積で形成して、ノズルプレート２２の小型化を図ることができ、コストを低減
することができる。

また、本実施形態では、共通液室３２を第１液室５１と第２液室５２とで構成し、第２
液室５２を圧力室３１の下まで拡幅し、さらに、第２液室５２の開口（ノズルプレート２
２側）を塞ぐコンプライアンス基板２５を設けるようにした。このため、可撓性を有する
コンプライアンス部を広い面積で配置することができ、共通液室３２にインクを供給する
ときの圧力変動や、ノズル２７からインク滴を吐出させた際の圧力変動などをコンプライ
アンス部で十分に吸収することができ、クロストーク等の発生を抑制することができる。

そして、本実施形態では、コンプライアンス基板２５のコンプライアンス部をユニット
固定板１７によって覆うようにしたため、コンプライアンス部の破壊等を抑制することが
できると共に、コンプライアンス部が形成された領域（ユニット固定板１７）にワイパー
部材１２を最初に着地（最初に当接）させてワイパー部材１２によって固定板露出面１７
ｂ及びノズル面２２ａを払拭することができる。すなわち、ノズル２７に連通する圧力室
３１に共通する共通液室３２をノズルプレート２２やコンプライアンス基板２５等によっ
て封止して、封止した領域に可撓性を有するコンプライアンス部を設けることで、コンプ
ライアンス部を広い面積で配置することができるものの、コンプライアンス部をノズル面
２２ａと同じ面側に設けると、ワイパー部材１２や記録紙（着弾対象の一種であって被記
録媒体）がコンプライアンス部に当接し、コンプライアンス部が破壊されてしまう虞があ
るという問題がある。つまり、ユニット固定板１７は、コンプライアンス部を覆ってコン
プライアンス部に記録紙やワイパー部材１２が当接することによる破壊を抑制するという
役割と、ワイパー部材１２によるノズル面２２ａの払拭時に、ワイパー部材１２を最初に
着地（最初に当接）させる領域としての役割とを有する。また、ワイパー部材１２によっ
てコンプライアンス部を覆うユニット固定板１７を払拭するため、ユニット固定板１７に
付着したインクが予期せぬタイミングで記録紙に落下するなどして記録紙を汚すのを抑制
することができる。

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。

例えば、図６に示す第２の実施形態では、ユニット固定板１７の開口領域１７ａの縁と
ノズルプレート２２との間に設けられた間隙５４に充填剤５５を充填している。これによ
り、間隙５４にインクが残留することを防止でき、この残留したインクがノズル面２２ａ
側に付着することを抑制できる。本実施形態では、固定板露出面１７ｂとこれよりも上方
（連通基板２３側）に位置するノズル面２２ａとが滑らかに接続されるように、充填剤５
５の露出した表面（下面）を固定板露出面１７ｂからノズル面２２ａに向けて上り傾斜さ
せている。これにより、ワイパー部材１２が固定板露出面１７ｂからノズル面２２ａに移
動する際に滑らかに移動でき、ワイパー部材１２によるインクの保持をより確実にするこ
とができる。また、本実施形態の充填剤５５は、当該充填剤５５のインクに対する接触角
をθｆとしたとき、以下の式（２）の関係を満たすように適宜に選択された撥水材料が用
いられている。
θｎ＞θｆ＞θｓ …（２）
このようにすれば、ノズル面２２ａのインクが充填剤５５の表面を介して固定板露出面
１７ｂ側に移動し易くなり、ノズル面２２ａに液体が残留することを更に抑制できる。な
お、その他の構成は上記した実施形態と同じであるため、説明を省略する。

また、上記各実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子３５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、発熱によりインク内に気泡を発生させることで圧
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。

また、上記各実施形態では、圧力室形成基板２９に圧力室３１が並設された列を２列設
けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧力室形成基板２９に圧力室３１が
マトリックス状に設けるようにしてもよい。この場合であっても、圧力室形成基板２９に
連通基板２３、ノズルプレート２２を接合すると共に、連通基板２３にノズルプレート２
２とは別体のユニット固定板１７等を設ければよい。なお、圧力室形成基板２９に設ける
圧力室３１の位置は、２列以上の複数列であってもノズル列方向（１列の中で圧力室３１
が並設された方向）を同じ位置としてもよく、また、異なる位置としてもよい。

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３（ヘッ
ドユニット１６）を例に挙げて説明したが、本発明は、液体が、第１液室の上部開口から
導入され、第２液室の天井面である薄肉部の下方を通って個別連通口を介して圧力室に供
給される構成を採用する他の液体噴射ヘッド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（Electr
o 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
ヘッド等にも本発明を適用することができる。

１…プリンター，３…記録ヘッド，１２…ワイパー部材，１４…圧力発生ユニット，１
５…ケース，１６…ヘッドユニット，１７…ユニット固定板，１７ａ…開口領域，１７ｂ
…固定板露出面，２１…流路ユニット，２２…ノズルプレート，２２ａ…ノズル面，２３
…連通基板，２５…コンプライアンス基板，２６…ユニットケース，２７…ノズル，２９
…圧力室形成基板，３１…圧力室，３２…共通液室，３５…圧電素子，４０…薄肉部，４
２…個別連通口，５１…第１液室，５２…第２液室，５４…間隙，５５…充填剤

Claims

ノズル形成部材のノズル面に開口したノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドユニ
ットと、
該液体噴射ヘッドユニットが固定され、前記ノズル面を露出させる開口領域が設けられ
た固定板と、
該固定板の液体噴射ヘッドユニットとは反対側の固定板露出面、および前記ノズル面を
払拭するワイパー部材と、を備え、
前記ノズル面の前記液体に対する接触角をθｎ、前記固定板露出面の前記液体に対する
接触角をθｓ、および、前記ワイパー部材の前記液体に対する接触角をθｗとしたとき、
θｎ＞θｓ＞θｗ＞９０度
の関係を満たすことを特徴とする液体噴射装置。
前記固定板の開口領域の縁と前記ノズル形成部材との間に間隙を設け、
該間隙に充填剤を充填したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
前記充填剤の前記液体に対する接触角をθｆとしたとき、
θｎ＞θｆ＞θｓ
の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
前記ワイパー部材が弾性部材で形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何
れか一項に記載の液体噴射装置。