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技術 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの製造方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 為永善太郎岩永周三奥島真吾
出願日 2016年5月27日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-106292
公開日 2017年11月30日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-209942
状態 特許登録済
技術分野 インクジェット(インク供給、その他) インクジェット(粒子形成、飛翔制御)
主要キーワード 液体循環経路 フェイスカバー 補間的 液体回収路 背圧レギュレータ 液体接続 共通供給流路 物性バラツキ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月30日)のものです。
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図面 (20)

課題

カバー部材に当接させた状態におけるキャップ部材の内部の気密性を高めて、キャップ部材の機能を充分に発揮させること。

解決手段

カバー部材130と、それを保持する第1および第2流路部材50,60と、の間を封止部材54によって封止する。

概要

背景

特許文献1には、液体吐出ヘッドとして、液体インク吐出するインクジェット記録ヘッドが記載されている。その記録ヘッドには、吐出口から液体を吐出するための素子を備えた記録素子基板が複数配列されており、それらの複数の記録素子基板を囲むようにカバー部材配備されている。このカバー部材の表面にキャップ部材を当接(キャッピング)させて、そのキャップ部材の内部を気密状態とすることにより、記録ヘッドの吐出口からのインクの蒸発を抑制することができる。また、キャップ内部を吸引することにより、記録ヘッドの吐出口からインクを吸引排出する回復処理を実行することができる。

概要

カバー部材に当接させた状態におけるキャップ部材の内部の気密性を高めて、キャップ部材の機能を充分に発揮させること。カバー部材130と、それを保持する第1および第2流路部材50,60と、の間を封止部材54によって封止する。

目的

本発明の目的は、カバー部材に当接させた状態におけるキャップ部材の内部の気密性を高めて、キャップ部材の機能を充分に発揮させることができる液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

吐出口から液体を吐出するための素子を備えた素子基板と、前記素子基板を保持するための保持部材と、前記保持部材の上部に配備され、前記吐出口を覆うキャップ部材が当接する面が形成されるカバー部材と、前記保持部材と前記カバー部材との間を封止する封止部材と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド

請求項2

前記素子基板は複数備えられ、前記保持部材は、液体の流路が形成され、かつ前記複数の素子基板を保持するための複数の第1流路部材と、液体の流路が形成され、かつ前記複数の第1流路部材を保持するための第2流路部材と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。

請求項3

前記カバー部材は、前記複数の第1流路部材の上部において、前記複数の第1流路部材の配列方向に沿って延在し、前記封止部材は、前記カバー部材と前記複数の第1流路部材との間、および前記カバー部材と前記第2流路部材との間を封止することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。

請求項4

前記封止部材は、隣接する前記第1流路部材の相互間を封止することを特徴とする請求項2または3に記載の液体吐出ヘッド。

請求項5

前記カバー部材に、前記複数の素子基板と対応する開口部が形成され、前記封止部材は、隣接する前記第1流路部材の相互間を、前記開口部の近傍に位置する部分において封止することを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッド。

請求項6

前記第1流路部材と前記第2流路部材は接着剤により接合され、前記封止部材は、硬化後の弾性率が前記接着剤よりも低いことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。

請求項7

前記封止部材は、常温で硬化することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。

請求項8

前記素子基板は、前記素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。

請求項9

液体吐出ヘッドから液体を吐出させる液体吐出装置であって、液体を吐出するために請求項1から8のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐出装置。

請求項10

吐出口から液体を吐出するための素子を備えた素子基板を、保持部材に保持する工程と、前記吐出口を覆うキャップ部材が当接する面が形成されるカバー部材を、前記保持部材の上部に取り付ける工程と、前記カバー部材と前記保持部材との間を封止部材によって封止する工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、インク等の液体吐出する液体吐出ヘッド液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの製造方法に関するものである。

背景技術

0002

特許文献1には、液体吐出ヘッドとして、液体のインクを吐出するインクジェット記録ヘッドが記載されている。その記録ヘッドには、吐出口から液体を吐出するための素子を備えた記録素子基板が複数配列されており、それらの複数の記録素子基板を囲むようにカバー部材配備されている。このカバー部材の表面にキャップ部材を当接(キャッピング)させて、そのキャップ部材の内部を気密状態とすることにより、記録ヘッドの吐出口からのインクの蒸発を抑制することができる。また、キャップ内部を吸引することにより、記録ヘッドの吐出口からインクを吸引排出する回復処理を実行することができる。

先行技術

0003

米国特許第9211718号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、カバー部材の製造上のバラツキ、およびフェイスカバーが取り付け面を形成する記録ヘッドの部材の製造上のバラツキなどによって、カバー部材と、それが取り付けられる部材と、の間に隙間が生じるおそれがある。特に、特許文献1のように、複数の記録素子基板を備える長尺な記録ヘッドの場合には、カバー部材も長くなり、またカバー部材の取り付け面を形成する記録ヘッドの部材も複数となるため、カバー部材と、その取り付け面と、の間に隙間が生じやすくなる。また、カバー部材の取り付け面に配線部材が位置する場合には、その配線部材による凹凸によって、カバー部材と、その取り付け面と、の間に隙間が生じやすくなる。

0005

本発明の目的は、カバー部材に当接させた状態におけるキャップ部材の内部の気密性を高めて、キャップ部材の機能を充分に発揮させることができる液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の液体吐出ヘッドは吐出口から液体を吐出するための素子を備えた素子基板と、前記素子基板を保持するための保持部材と、前記保持部材の上部に配備され、前記吐出口を覆うキャップ部材が当接する面が形成されるカバー部材と、前記保持部材と前記カバー部材との間を封止する封止部材と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、カバー部材と保持部材との間の隙間を封止することにより、カバー部材に当接させた状態におけるキャップ部材の内部の気密性を高めて、キャップ部材の機能を充分に発揮させることができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の液体吐出装置の基本構成の一例を説明するための斜視図である。
図1の液体吐出装置の液体供給系の説明図である。
本発明の液体吐出ヘッドの基本構成の一例を説明するための斜視図である。
図3の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
図4における流路部材の平面図である。
図4における素子基板と流路部材との関係の説明するための透視図である。
図6のVII−VII線に沿う断面図である。
図4における素子基板の斜視図である。
図8の記録素子基板の模式図である。
図8の記録素子基板の模式図である。
2つの記録素子基板の隣接部、およびカバー部材の説明図である。
本発明の比較例としての液体吐出ヘッドの説明図である。
本発明の比較例としての液体吐出ヘッドの説明図である。
本発明の比較例としての液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け前における、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け後における、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
キャップ部材の当接時における、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け前における、本発明の第2の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け後における、本発明の第2の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
キャップ部材の当接時における、本発明の第2の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け前における、本発明の第3の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
カバー部材取り付け後における、本発明の第3の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。
キャップ部材の当接時における、本発明の第3の実施形態の液体吐出ヘッドの説明図である。

実施例

0009

以下、図面を用いて本発明の実施形態の例について説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施形態においては、液体を吐出方式の一例として、電気熱変換素子ヒータ)によって液体に気泡を発生させることにより液体を吐出する、いわゆるサーマル方式が採用されている。しかし、液体の吐出方式は、ピエゾ素子を用いたピエゾ方式、および他の種々の吐出方式を採用することができる。また、以下の実施形態における液体吐出装置は、液体のタンクと液体吐出ヘッドとの間において、インク等の液体を循環させるように構成されている。しかし、液体吐出装置の構成は、これに限定されず、他の形態であってもよい。

0010

まず、本発明の実施形態に先立ち、液体吐出装置1000および液体吐出ヘッド3の基本構成について説明する。

0011

(液体吐出装置の全体構成)
図1は、液体吐出装置1000の基本構成を説明するための概略斜視図である。本例の液体吐出装置(インクジェット記録装置)1000には、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)のインク色毎に対応した単色用の液体吐出ヘッド(インクジェット記録ヘッド)3が4つ並列に配備されている。これらの液体吐出ヘッド3の吐出口から、対応するインク(液体)を吐出することにより、記録媒体2にカラー画像を記録する。本例においては、後述するように、インクの1色に対応する吐出口の列(吐出口列)の数は20列となっている。したがって、記録データをこれらの吐出口列に適宜振り分けて記録を行うことにより、極めて高速な記録が可能となる。更に、吐出口にインクの吐出不良が生じた場合に、記録媒体2の搬送方向(矢印A方向)において、その吐出不良の吐出口と対応する位置の他の吐出口列の吐出口から、補間的にインクを吐出することができる。この結果、記録動作信頼性が向上し、特に、商業印刷などにおいて好適となる。液体吐出ヘッド3に対しては、液体吐出装置1000におけるインクの供給系、バッファタンク1003、及びメインタンク1006が流体的に接続される。また、それぞれの液体吐出ヘッド3には、液体吐出ヘッド3に対して電力及び吐出制御信号を伝送するための電気制御部が電気的に接続される。

0012

(液体の循環経路
液体吐出装置1000と液体吐出ヘッド3との間の液体循環経路(インクの循環経路)としては、図2のような循環経路を用いることができる。メインタンク1006内のインクは、補充ポンプ1005によってバッファタンク1003に供給される。バッファタンク1003内のインクは、第1循環ポンプ高圧側)1001および第1循環ポンプ(低圧側)1002によって、液体接続部111から、液体吐出ヘッド3の液体供給ユニット220を介して液体吐出ユニット300に供給される。液体吐出ユニット300に供給されたインクは、後述するように液体吐出ユニット300内を循環する。液体吐出ユニット300内を循環したインクは、液体供給ユニット220および負圧制御ユニット230の2つの負圧調整機構(高圧側(H),低圧側(L))を通ってから、第2循環ポンプ1004によってバッファタンク1003に戻される。

0013

負圧制御ユニット230を構成する高圧側(H)と低圧側(L)の2つの負圧調整機構のそれぞれは、負圧制御ユニット230よりも上流側の圧力を、所望の設定圧を中心とする一定範囲内に制御する(所謂「背圧レギュレーター」と同作用)である。第2循環ポンプ1004は、負圧制御ユニット230の下流側を減圧する負圧源として作用する。負圧制御ユニット230は、液体吐出ヘッド3の記録動作時に、記録デューティ(「単位記録領域当たりのインクの付与量」に対応)の変化によってインクの流量が変動した場合に、その上流側(液体吐出ユニット300側)の圧力変動を抑える。すなわち負圧制御ユニット230は、予め設定された圧力を中心として、一定範囲内に圧力を安定させる。図2のように、第2循環ポンプ1004によって、液体供給ユニット220を介して負圧制御ユニット230の下流側を加圧することが好ましい。これにより、液体吐出ヘッド3に対するバッファタンク1003の水頭圧の影響を抑制して、液体吐出装置1000におけるバッファタンク1003のレイアウト選択幅を広げることができる。第2循環ポンプ1004の代わりに、例えば、負圧制御ユニット230に対して、所定の水頭差をもって配置された水頭タンクも適用可能である。

0014

図2の負圧制御ユニット230は、互いに異なる制御圧が設定された高圧設定側(H)と低圧側(L)の2つの負圧調整機構を備えている。これらの負圧調整機構のそれぞれは、液体供給ユニット220内を経由して、液体吐出ユニット300内の共通供給流路211、および共通回収流路212に接続される。2つの負圧調整機構により、共通供給流路211の圧力は、共通回収流路212の圧力より相対的に高くなる。これにより、共通供給流路211から、個別供給流路213aおよび個別回収流路213bを通して共通回収流路212にインクが流れる。この結果、後述するように、記録素子基板10の内部流路には図2中矢印のようなインクの流れが生じる。

0015

(液体吐出ヘッドの構成)
図3(a)および(b)は、液体吐出ヘッド3の構成例を説明するための斜視図である。本例の液体吐出ヘッド3は、1色のインク(液体)を吐出可能なインクジェット式ライン型記録ヘッドであり、その長手方向に沿って、16個の記録素子基板10が直線上に配列されている。液体吐出ヘッド3は、液体接続部111、信号入力端子91、および電力供給端子92を備える。信号入力端子91および電力供給端子92は、液体吐出ヘッド3の両側に配置されている。その理由は、記録素子基板10の配線部において生じる電圧低下および信号伝送遅れを低減するためである。

0016

図4は、液体吐出ヘッド3の斜視分解図であり、液体吐出ヘッド3を構成する部品およびユニットが、それらの機能毎に分割されて表されている。本例の液体吐出ヘッド3の剛性は、液体吐出ユニット300に含まれる第2流路部材60によって担保されている。液体吐出ユニット300の支持部81は第2流路部材60の両端部に接続されており、液体吐出ユニット300は、液体吐出装置1000のキャリッジ機械的に結合されることによって、液体吐出ヘッド3を位置決めする。負圧制御ユニット230を備える液体供給ユニット220、および電気配線基板90は、支持部81に結合される。2つの液体供給ユニット220内のそれぞれには、フィルタ(不図示)が内蔵されている。2つの負圧制御ユニット230は、それぞれに設定された異なる負圧(高圧、低圧)に基づいて圧力を制御する。図4のように、液体吐出ヘッド3の両端部にそれぞれ高圧側と低圧側の負圧制御ユニット230を設置した場合、液体吐出ヘッド3の長手方向に延在する共通供給流路211と共通回収流路212において、それらの流路内の液体の流れは互いに対向する。これにより、共通供給流路211と共通回収流路212を通る液体による熱交換が促進されて、それらの流路211,212内の温度差が低減される。この結果、これらの流路211,212に沿って複数設けられる記録素子基板10の温度差を抑えて、温度差に起因する記録画像濃度ムラが生じにくくすることができる。

0017

液体吐出ユニット300の流路部材210は、図4のように、第1流路部材50と第2流路部材60を積層したものであり、液体供給ユニット220から供給された液体を複数の吐出モジュール200のそれぞれへ分配する。第1流路部材50と第2流路部材60とは接着剤を介して接着されている。また流路部材210は、吐出モジュール200から環流する液体を液体供給ユニット220へ戻すための流路部材として機能する。流路部材210における第2流路部材60は、その内部に共通供給流路211および共通回収流路212が形成されており、液体吐出ヘッド3の剛性を担う。そのため、第2流路部材60の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的には、SUS、Ti、およびアルミナなどを好ましく用いることができる。流路部材210は、その上部に後述するカバー部材を保持する保持部材としても機能し、本例の保持部材は、第1流路部材50と第2流路部材60とを含む。図5(a)は、吐出モジュール200がマウントされる側の第1流路部材50の面の平面図である。図5(b)は、第2流路部材60と当接される側の第1流路部材50の面(図5(a)の面の裏面)の平面図である。第1流路部材50は、吐出モジュール200毎に対応するように、吐出モジュール200に隣接して配列される複数の部材である。このような分割構造を採用することにより、液体吐出ヘッドの長さに対応するように、複数の吐出モジュール200を配列させることができる。特に、記録媒体のB2サイズおよびそれ以上のサイズに対応する、比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに好適に適用することができる。第1流路部材50において、図5(a)の連通口51は吐出モジュール200と流体的に連通し、図5(b)の個別連通口53は、後述する第2流路部材60の連通口61と流体的に連通する。第1流路部材50には凸部50Aが設けられている。

0018

図5(c)は、第1流路部材50と当接される側の第2流路部材60の面の平面図であり、図5(d)は、第2流路部材60の厚み方向中央部の断面図である。また、図5(e)は、液体供給ユニット220と当接する側の第2流路部材60の面(図5(c)の面の裏面)の平面図である。第2流路部材60の2つの共通流路溝71,71は、その一方が図6における共通供給流路211を形成し、その他方が図6における共通回収流路212を形成する。これらの流路211,212は、液体吐出ヘッド3の長手方向に沿って、一端側から他端側に液体が供給される。本例の場合、それらの流路211,212における液体の流れ方向は逆である。

0019

図6は、記録素子基板10と流路部材210との液体の接続関係を説明するための透視図であり、吐出モジュール200に設けられた液体連通口31と、流路部材210に設けられた流路や連通口と、の位置を示している。図6のように、流路部材210内には、液体吐出ヘッド3の長手方向に延在する一組の共通供給流路211と共通回収流路212が形成されている。第2流路部材60の連通口61は、第1流路部材50の個別連通口53と位置合わせされて、互いに接続されており、第2流路部材60の連通口72から共通供給流路211を介して第1流路部材50の連通口51へと連通する液体供給経路が形成されている。同様に、第2流路部材60の連通口72から共通回収流路212を介して第1流路部材50の連通口51へと連通する液体供給経路も形成されている。

0020

図7は、図6のVII−VII線に沿う断面図である。共通供給流路211は、連通口61、個別連通口53、および連通口51を介して、吐出モジュール200へ接続されている。図7の別の断面において、共通回収流路212が同様の経路を介して吐出モジュール200へ接続されていることは、図6から明らかである。吐出モジュール200および記録素子基板10には、吐出口13に連通する流路が形成されており、供給された液体の一部または全部は、吐出動作休止している吐出口13(圧力室23)を通過して環流する。すなわち、本例では、圧力室23に供給されたインクは、圧力室23の外部との間で循環可能な構成となっている。本例においては、図2のように、共通供給流路211が液体供給ユニット220を介して負圧制御ユニット230の高圧側に接続され、共通回収流路212が液体供給ユニット220を介して負圧制御ユニット230の低圧側に接続されている。そのため、液体の差圧によって、共通供給流路211から、記録素子基板10の吐出口13に連通する圧力室を通過して共通回収流路212へのインクの流れが発生する。

0021

また、図7に示すように、流路部材210は、記録素子基板10を支持する支持部材30を介して、記録素子基板10を保持する保持部材でもある。このように本明細書で「保持する」とは、記録素子基板10に直接接しておらず、間に他の部材を介して保持すことも含む。

0022

(吐出モジュールの構成)
図8(a)は、1つの吐出モジュール200の斜視図であり、図8(b)は、その吐出モジュール200の分解斜視図である。

0023

吐出モジュール200は、記録素子基板10と、2つのフレキシブル配線基板40と、記録素子基板10を支持する支持部材30と、を有している。記録素子基板10には複数の吐出口列が形成されており、その吐出口列に沿う記録素子基板10の両辺部(長辺部)のそれぞれには、複数の端子16が配置されている。それらの端子16に電気的に接続されるフレキシブル配線基板40は、記録素子基板10の両辺部に対応するように、1つの記録素子基板10に対して2枚配備されている。その理由は、本例の場合、記録素子基板10に形成されている吐出口列が20であり、それに伴って配線数が多くなっているからである。これにより、端子16から、吐出口列に対応して設けられる記録素子15までの最大距離を短く抑制して、記録素子基板10内の配線部に生じる電圧低下および信号伝送遅れを低減することができる。また、記録素子基板10と接してこれを支持する支持部材30の液体連通口31は、記録素子基板10における全ての吐出口列に渡って延在するように開口されている。

0024

(記録素子基板の構成)
図9(a)は、吐出口13が配される側の記録素子基板10の面の模式図、図9(b)は、図9(a)の面と反対側の記録素子基板10の裏面の模式図である。記録素子基板10の吐出口形成部材12には、複数の吐出口13の列(吐出口列)が形成されている。以降、複数の吐出口13が配列される吐出口列の延在方向を「吐出口列方向」ともいう。

0025

図10は、記録素子基板10の裏面側に設けられている蓋部材20を除去した場合の、記録素子基板10の面の模式図である。記録素子基板10において、吐出口13に対応した位置には、液体を吐出するための吐出エネルギー発生手段として、熱エネルギーにより液体を発泡させる発熱素子(記録素子)15が配置されている。隔壁22によって、記録素子15を内部に備える圧力室23が区画されている。記録素子15は、記録素子基板10に設けられる電気配線(不図示)によって、図9(a)の端子16と電気的に接続されている。記録素子15は、液体吐出装置1000の制御回路から、電気配線基板90(図4参照)およびフレキシブル配線基板40(図8参照)を介して入力されるパルス信号に基づいて、発熱されて液体を沸騰させる。この沸騰による液体の発泡エネルギーを利用して、吐出口13から液体が吐出される。記録素子基板10の裏面には、吐出口列方向に沿って、液体供給路18と液体回収路19とが交互に設けられている。液体供給路18および液体回収路19は、吐出口列方向に延在するように記録素子基板10に設けられた流路であり、それぞれ供給口17aおよび回収口17bを介して吐出口13に連通している。さらに、記録素子基板10の裏面側に設けられている蓋部材20には、支持部材30の液体連通口31と連通する開口21(図9(c)参照)が設けられている。

0026

(記録素子基板同士の位置関係
図11(a)は、隣り合う2つの記録素子基板10の隣接部を部分的に拡大した平面図である。本例においては、図9のように略平行四辺形の記録素子基板10を用いている。図11(a)のように、それぞれの記録素子基板10は、吐出口13が配列される吐出口列(14a〜14d)が記録媒体の搬送方向(矢印A方向)に対して一定角度で傾くように配置される。これにより、記録素子基板10同士の隣接部における吐出列は、少なくとも1つの吐出口13が搬送方向においてオーバーラップする。図11の例においては、D線上の2つの吐出口13が互いにオーバーラップする。このような配置形態においては、仮に、記録素子基板10の位置が所定位置から多少ずれた場合でも、オーバーラップする吐出口13の駆動制御によって、記録画像の黒スジや白抜けを目立たなくすることができる。また、本例のように、画像データを複数の吐出口列に振り分けて画像を記録する場合には、オーバーラップする吐出口13がなくてもよい。この場合には、隣接する記録素子基板10間において異なる吐出口列に画像を振り分けることにより、記録画像の黒スジや白抜けを目立たなくすることができる。

0027

複数の記録素子基板10を千鳥配置ではなく、直線上(インライン)に配置してもよい。この場合においても、図11のような配置形態を採用することにより、記録媒体の搬送方向における液体吐出ヘッド3の長さの増大を抑えつつ、記録素子基板10同士のつなぎ部における黒スジや白抜けの発生を抑制することができる。また、記録素子基板10の形状は、本例のような平面が平行四辺形の形状のみに特定されず任意であり、例えば、平面が長方形台形、その他形状であってもよい。

0028

(カバー部材の構成)
図11(b)は、カバー部材(フェイスカバー)130の一例を説明するための平面図である。カバー部材130には開口部131が設けられており、その開口部131は、図4のように配列された記録素子基板10に対応する箇所に位置する。記録媒体の搬送方向における液体吐出ヘッド3の長さを短く抑えるために、記録素子基板10同士の境界に対応する開口部131の位置には、梁などは設けられてない。つまり、カバー部材130の両側部130A,130Aは、複数備えられる記録素子基板10の配列方向に延在し、それらの両側部130A,130Aの間において、記録素子基板10同士の境界に対応する部分には、梁などが設けられていない。したがって、開口部131は、液体吐出ヘッド3の吐出口列の全長に渡って、つまり記録媒体の記録幅の全長に渡って開口されている。カバー部材130は、このような開口部131によって枠状に構成されている。カバー部材130は、液体吐出ヘッド3に取り付けられることにより、記録媒体と対向する液体吐出ヘッド3の対向面(記録素子基板10を除く)を平坦化する。これにより、記録媒体の搬送および液体吐出ヘッド3からの液体の吐出に伴って生じる気流ムラを低減させて、液体吐出ヘッド3から吐出される液体の着弾精度を向上させることができる。さらに、非記録動作時に、液体吐出ヘッド3がキャップ部材1007(図1参照)によってキャッピングされる際に、キャップ部材1007と当接して気密性を高めることができる。

0029

キャッピング動作
図1の液体吐出装置1000においては、非記録動作時に、キャップ部材1007をカバー部材130に当接させるように、キャップ部材1007によって液体吐出ヘッド3をキャッピングすることにより、吐出口13からのインクの蒸発を抑制することができる。また、このようなキャッピング状態において、キャップ部材1007内をポンプによって負圧とすることにより、キャップ部材1007内に、吐出口13内の泡および増粘したインクを吸引除去することができる。液体吐出ヘッド3の外周の全域に渡って、継ぎ目のない平坦なカバー部材130を設けることにより、キャッピング状態における気密性を高めることができる。

0030

(第1の実施形態)
図12から図14は、液体吐出ヘッドの比較例を説明するための図である。図12(a)は吐出吐出ヘッドの斜視図、図12(b)は、カバー部材130が取り付けられる前の液体吐出ヘッドの上面図、図12(c)は、図12(b)のXIIc矢視図である。図13(a)は、カバー部材130の取り付け後の液体吐出ヘッドの上面図、図13(b)は、図13(a)のXIIIb矢視図、図13(c)は、図13(a)のXIIIc−XIIIc線に沿う概略断面図である。図14(a)は、キャップ部材1007の当接時における液体吐出ヘッドの側面図、図14(b)は、キャップ部材1007の当接時における図13(c)と同様の図である。図14(c)は、キャップ部材1007をカバー部材130に当接させ、かつ、キャップ部材1007内を不図示の吸引機構によって吸引したときの、キャップ部材1007内の負圧のリーク状態の説明図である。

0031

図13(c)のように、記録素子基板10同士の境界に対応する部分において、カバー部材130と第1流路部材50との間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間には、隙間が存在する。図14(b)は、キャップ部材1007内に密閉空間を形成するように、キャップ部材1007をカバー部材130に当接させた状態を示す。この状態において、カバー部材130と、第1および第2流路部材50,60と、の間の隙間により、キャップ部材1007内が大気と連通する。そのため、キャップ部材1007内を吸引した場合には、図14(c)中の矢印のように、それらの隙間からキャップ部材1007内の負圧がリークする。その結果、キャップ部材1007内の空間に所望の吸引圧が得られず、インクの吸引回復動作を確実に実行することができず、インクの吐出不良が生じるおそれがある。

0032

図15から図17は、本発明の第1の実施形態の説明図である。図15(a)は、カバー部材130の取り付け前の液体吐出ヘッドの上面図であり、液体吐出ヘッドの長手方向における第1流路部材50同士の隣接部分は、封止部材54によって封止されている。図15(b)は、図15(a)のXVb矢視図である。図16(a)は、封止部材54による封止後に、カバー部材130を取り付けたときの液体吐出ヘッドの上面図であり、図16(b)は図16(a)のXVIb矢視図であり、図16(c)は、図16(a)のXVIc−XVIc線に沿う断面図である。図17(a)は、キャップ部材1007の当接時における液体吐出ヘッドの側面図、図17(b)は、キャップ部材1007の当接時における図16(c)と同様の図である。

0033

図15(a),(b)のように、カバー部材130が取り付けられる前に、封止部材54によって、液体吐出ヘッドの長手方向において隣接する第1流路部材50の相互間に存在する隙間を封止する。その後、図16(a),(b),(c)のようにカバー部材130を取り付ける。図17(a),(b)のように、封止部材54によって、第1流路部材50の相互間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間が塞がれる。そのため、カバー部材130にキャップ部材1007を当接させたときには、キャップ部材1007内に密閉空間が形成される。したがって、キャップ部材1007内を吸引した場合に、キャップ部材1007内の負圧のリークを抑制して、インクの吸引回復動作を確実に実行することができる。

0034

封止部材54の材料は、第1流路部材50の相互間の比較的狭い領域内を確実に満たすために、その塗布時の流動性の高い材料であることが好ましい。また、封止部材54は、カバー部材130と第2流路部材60と間を確実にシールするために、充分な高さをもつように塗布される必要がある。また、前述したように、第1流路部材50上には吐出モジュール200が高精度にマウントされるため、その精度が封止部材54によって損なわれてはならない。ラインヘッドのような長尺な液体吐出ヘッドにおいて、封止部材54として熱硬化封止剤を用いた場合には、その硬化時に加える熱が液体吐出ヘッドの構成部材に及ぼす伸縮影響は大きくなる。このような加熱の影響による接合部の剥がれ等、液体吐出ヘッドの信頼性に及ぼす影響を抑制するためには、封止部材54として、第1流路部材50と第2流路部材60とを接着している接着剤よりも弾性率が低く、常温で硬化する特性のものを用いることが好ましい。

0035

(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、キャップ部材1007がカバー部材130に当接した際に、図14(b)の比較例のようなキャップ部材1007内の空間と大気との連通を回避することができる。この結果、キャップ部材1007内を密閉空間に保って、安定した回復動作を実行することができる。

0036

加熱工程時おける液体吐出ヘッドの構成部材の伸縮を抑制するために、封止部材54として常温硬化型の封止部材を用いていることにより、加熱工程時の熱影響を回避することができる。しかし、分割された複数の第1流路部材50の相互間の領域の全てを封止部材54によって封止した場合には、封止部材54自体の硬化収縮の影響は少なからず発生する。また、液体吐出ヘッドにおいて使用する液体の付着および使用環境の影響により、封止部材54の膨潤が生じるおそれがある。封止部材54の硬化収縮および膨潤が生じた場合には、第1流路部材50が押圧されて、その位置がずれるおそれがある。そのようなずれが生じた場合には、第1流路部材50上に高精度にマウントされた吐出モジュールの位置精度の低下、ひいては液体の着弾位置精度の低下を招くおそれがある。

0037

第2の実施形態は、このような点を考慮したものである。図18から図20は、第2の実施形態の説明図である。

0038

図18(a)は、カバー部材130の取り付け前に、封止部材54によって、液体吐出ヘッドの長手方向における第1流路部材50同士の隣接部が封止された液体吐出ヘッドの上面図である。図18(b)は、図18(a)のXVIIIb矢視図である。図19(a)は、封止部材54による封止の後、カバー部材130を取り付けたときの液体吐出ヘッドの上面図、図19(b)は図19(a)のXIXb矢視図、図19(c)は図19(a)のXIXc−XIXc線に沿う断面図である。図20(a)は、キャップ部材1007当接時の吐出ヘッド長手方向模式図であり、図20(b)は、キャップ部材1007当接時の図19(c)と同様の図である。

0039

本実施形態においては、図18(a)および図19(a),(c)のように、封止部材54による封止領域がカバー部材130の開口部131の近傍位置(開口部寄りの位置)に限定されている。封止部材54による封止の後に、図19(a)のようにカバー部材130を取り付ける。その後、図20(a),(b)のように、キャップ部材1007をカバー部材130に当接させる。その際、封止部材54によって、キャップ部材1007内の密閉空間の形成に最低限必要な密封領域が確保される。このように、必要最低限の封止部材54によってキャップ部材1007内の密閉空間を形成することができる。したがって、封止部材54の硬化収縮、および膨潤が第1流路部材50に及ぼす影響を抑制し、吐出モジュールの位置精度を確保すると共に、安定した回復動作を実行することができる。本実施形態における封止部材54は、その塗布領域が小さくても密閉空間を確実に形成できることが必要となる。そのために、封止部材54の材料は、第1流路部材50の相互間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間を確実にシールできるように、チクソ性が高く、特に、塗布高さ方向における形状維持の安定性を持つ材料であることが好ましい。

0040

また、第1流路部材50上には吐出モジュール200が高精度にマウントされるため、本実施形態においても、封止部材54によって吐出モジュール200の位置精度の低下を招いてはならない。キャップ部材1007内な密閉空間を形成するための封止部材54の塗布領域を限定することにより、封止部材54の膨潤の影響による吐出モジュール200の位置精度の低下を抑えることができる。また、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、封止部材54としては、第1流路部材50と第2流路部材60とを接着している接着剤よりも硬化後の弾性率が低く、かつ常温で硬化する特性をもつものが好ましい。

0041

(第3の実施形態)
前述した第1および第2の実施形態においては、カバー部材130の取り付け前に、封止部材54によって、キャッピング状態のキャップ部材1007の内部が大気連通する部分を封止する。前述したように、キャップ部材1007の内部が大気連通する部分は、第1流路部材50の相互間の隙間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間の隙間であるため、第1および第2の実施形態においては、このような隙間を封止することができる。

0042

一方、例えば、複数の第1流路部材50の部品精度、その貼り付け精度、カバー部材130および第2流路部材60の部品精度、その貼り付け精度、さらに封止部材54の製造ロット毎の粘度などのバラツキ(物性バラツキ)が存在する場合がある。このようなバラツキが存在する場合、封止部材54を塗布する位置によっては、その封止部材54の充填量が異なるおそれがある。種々の物性バラツキが積算されて、封止部材54を塗布する位置によって、その塗布量が不足して、キャップ部材1007の内部の充分な密閉性が確保できなくなるおそれがある。

0043

第3の実施形態は、このような点を考慮したものである。すなわち、第3の実施形態は、カバー部材130の取り付け後に、封止部材54によって大気連通部を封止することによって、各構成部品の精度のバラツキ、および各構成部品の貼り付け精度のバラツキに対応するものである。図21から図23は、第3の実施形態の説明図である。

0044

図21(a)は、カバー部材130を取り付ける前の液体吐出ヘッドの上面図、図21(b)は、図21(a)のXXIb矢視図である。第1流路部材50の相互間には隙間が生じている。図22(a)は、封止部材54による封止はせずに、カバー部材130を取り付けた液体吐出ヘッドの上面図である。図22(b)は、図22(a)のXXIIb矢視図、図22(c)は、図22(a)のXXIIc−XXIIc線に沿う断面図である。図22(b),(c)のように、第1流路部材50の相互間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間に隙間が生じており、それらの隙間は、図22(d)のようにカバー部材130にキャップ部材1007が当接した際にも存在したままである。

0045

そこで本実施形態においては、図23(a)のように、図22(d)の段階において、第1流路部材50の相互間の隙間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間の隙間を封止部材54によって封止する。図23(b)は、封止部材54による封止後における図22(b)と同様の断面図であり、キャップ部材1007がカバー部材130に当接している。封止部材54にて封止される部分は、カバー部材130の存在によって上面からは不可視となるため、図23(c)の液体吐出ヘッドの上面図においてはカバー部材130が外されている。図23(d)は、封止部材54が充填された液体吐出ヘッドの上面図であり、図23(c)と同様に、カバー部材130が省略されている。本実施形態においては、図22(c),(d)のように、封止部材54の充填領域に対応する第1流路部材50の角部にC面加工を施すことにより、封止部材54の充填領域を部分的に広くしている。この結果、封止部材54を充填しやすくして、より安定した封止部材54の充填が可能となる。このようなC面加工の他、構成部品の製造方法、構成部品に求められる性能、および封止部材54の充填方法等の様々な状況に鑑みて、第1流路部材50の最適な形状を選択することが好ましい。

0046

本実施形態によれば、カバー部材130貼り付け後に、封止部材54による封止を行うため、各構成部品の貼り付け精度、および部品精度に応じた封止が可能となる。また、キャップ部材1007の内部に閉空間が形成されなかった場合には、その後における封止部材54の追加、すなわちリペアが可能となる。

0047

本実施形態における封止部材54は、その塗布領域が小さくても密閉空間を確実に形成できることが必要となる。そのために、封止部材54の材料は、第1流路部材50の相互間、およびカバー部材130と第2流路部材60との間を確実にシールできるように、チクソ性が高く、特に、塗布高さ方向における形状維持の安定性を持つ材料であることが好ましい。また、第1流路部材50上には吐出モジュール200が高精度にマウントされるため、本実施形態においても、封止部材54によって吐出モジュール200の位置精度の低下を招いてはならない。したがって、上述した実施形態の場合と同様に、封止部材54としては、第1流路部材50と第2流路部材60とを接着している接着剤よりも弾性率が低く、かつ常温で硬化する特性をもつものが好ましい。

0048

(他の実施形態)
本発明は、種々の液体を吐出可能な液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの製造方法として広く適用することができる。また本発明は、液体のインクを吐出可能な液体吐出ヘッドを用いて、種々の媒体シート)に対して、種々の処理(記録、加工、塗布、照射など)を施す液体吐出装置に対しても適用可能である。その媒体(記録媒体を含む)は、紙、プラスチックフィルム織物、金属、フレキシブル基板等、材質は問わず、インクを含む液体が付与される種々の媒体を含む。

0049

3液体吐出ヘッド
10記録素子基板
50 第1流路部材(保持部材)
54封止部材
60 第2流路部材(保持部材)
130カバー部材(フェイスカバー)
1000液体吐出装置
1007 キャップ部材

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