JP4205140B2 - Ink jet head and method of manufacturing ink jet head - Google Patents
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Description
この発明は、互いに樹脂で接着された複数の部材を備えたインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to an ink jet head including a plurality of members bonded to each other with a resin and a method for manufacturing the ink jet head.
記録媒体に画像を記録する画像記録装置、及び、顔料を含むインクを被処理基板に配置する産業装置として、インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置が用いられることがある。インクジェットヘッドは、内部のインクを加圧することで、ノズル面に開口したインク吐出口から所定量のインクの滴を吐出する。 An ink jet recording apparatus including an ink jet head may be used as an image recording apparatus that records an image on a recording medium and an industrial apparatus that arranges an ink containing a pigment on a substrate to be processed. The ink jet head pressurizes the ink inside, thereby ejecting a predetermined amount of ink droplets from an ink ejection opening opened on the nozzle surface.
図1は、従来のインクジェットヘッドの正面断面図である。従来のインクジェットヘッド1では、ヘッド台2に接着されたヘッド本体3が、インク供給部材4の孔形のヘッド本体配置部4A内に配置され、インク供給部材4上にヘッドカバー5が接着されている。ヘッド本体3のノズル面3Aは、ヘッドカバー5の孔部5Aから外部に露出し、ノズル面3Aに開口したインク吐出口3Bからインクが吐出される。
FIG. 1 is a front sectional view of a conventional inkjet head. In the conventional ink jet head 1, the head
ノズル面3Aの周囲にヘッドカバー5の上面が配置されることで、ノズル面3Aの乾燥を防ぐためのキャッピングや、ノズル面3Aに残留したインクを除去するためのワイピングが可能となる。キャッピング時には、キャップ部材はヘッドカバーに圧着することで、ノズル面3Aを密閉状態に被覆する。ワイピング時には、ヘッドカバー5に圧接したゴムブレード等の弾性部材が、ヘッドカバー5上で始動、停止、及び反転し、ノズル面3A上では停止及び反転しないことで、ノズル面3A上へのインクの残留の抑制が図られている。
By disposing the upper surface of the
インク供給部材4とヘッドカバー5との間の空隙部6、及び、ヘッドカバー5とヘッド本体3との間の間隙部7には、空隙部6及び間隙部7を封止するための樹脂8が充填されている(例えば、特許文献1参照。)。従来のインクジェットヘッド1では、インク供給部材4及びヘッドカバー5の互いに接着される面は、平面である。
しかし、インク供給部材4とヘッドカバー5との間に配置された樹脂8が硬化する際に、樹脂8自体に残留応力が生じる。例えば、エポキシ樹脂の硬化収縮率は1%〜2%ある。また、樹脂8を硬化させるための熱による温度変化によって、インク供給部材4及びヘッドカバー5にそれぞれの線膨張率の差に応じた応力が生じ、インク供給部材4と樹脂8及びヘッドカバー5と樹脂8とが剥離することがある。
However, when the
間隙部7から樹脂8が注入され、空隙部6に流れ込んだ樹脂8が熱で硬化される際に、この熱によってインク供給部材4及びヘッドカバー5が膨張する。インク供給部材4及びヘッドカバー5が膨張すると、間隙部7がある中央部はヘッド本体3で規制されているため、この中央部から最も遠い角部に、中央部からの距離分だけ累積した歪が加わり、この歪みの大きさに応じた応力が生じる。
When the
例えば、樹脂として、硬化するまでに温度120℃で2時間を要するエポキシ樹脂を用い、ヘッドカバー5として、メンテナンス等の物理的な接触に耐え得るためにアルミニウム製で、横寸法20mm、縦寸法10mmのものを用い、インク供給部材4として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の耐薬品性が高い有機材料を用いた場合、ヘッドカバー5の角部では、線膨張率αが約20ppm(Parts per Million :100万分の1)/℃であることから約0.03mm膨張し、インク供給部材4の角部では、線膨張率αが約50ppm/℃であることから約0.08mm膨張する。このように、樹脂8を挟む両側の部材4,5間に線膨張率αの差による歪が発生する。この例では、ヘッドカバー5と樹脂8との接着面の一部で剥離が生じやすい。
For example, an epoxy resin that requires 2 hours at a temperature of 120 ° C. to be cured is used as the resin, and the
インク供給部材4と樹脂8との接着面又はヘッドカバー5と樹脂8との接着面の一部で剥離が生じると、メンテナンスにおいて例えばゴムブレードがヘッドカバー5に圧接しながら移動した際に、接着面で剥離が伝播し、インク供給部材4又はヘッドカバー5が樹脂8と完全に剥離して、ヘッドカバー5が脱落する虞がある。
When peeling occurs on a part of the adhesive surface between the ink supply member 4 and the
この発明の目的は、構成部材間の接着強度を向上できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the inkjet head which can improve the adhesive strength between structural members, and an inkjet head.
この発明のインクジェットヘッドは、ヘッド本体、インク供給部材、ヘッドカバーを備える。ヘッド本体は、インクを吐出するノズル面を有する。インク供給部材にはヘッド本体が装着され、インク供給部材はヘッド本体へインクを供給する。ヘッドカバーは、ヘッド本体と内側面との間に間隙部が設けられた状態でヘッド本体が挿通される孔部を有し、吐出方向において下流側の面がノズル面より突出しない状態で上流側の面がインク供給部材の下流側の面に樹脂によって接着される。吐出方向においてインク供給部材の下流側の面及びヘッドカバーの上流側の面のそれぞれに、互いに嵌合する凹部及び凸部が設けられる。 The ink jet head of the present invention includes a head main body, an ink supply member, and a head cover. The head body has a nozzle surface that ejects ink. A head main body is attached to the ink supply member, and the ink supply member supplies ink to the head main body. The head cover has a hole through which the head main body is inserted in a state where a gap is provided between the head main body and the inner side surface, and the downstream side in the ejection direction does not protrude from the nozzle surface. The surface is bonded to the downstream surface of the ink supply member with resin. A concave portion and a convex portion that are fitted to each other are provided on each of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover in the ejection direction.
この構成では、吐出方向においてヘッドカバーの上流側の面及びインク供給部材の下流側の面のそれぞれに、互いに嵌合する凹部及び凸部が設けられており、インク供給部材及びヘッドカバーと樹脂とのそれぞれの接着面が平面でないので、インク供給部材又はヘッドカバーと樹脂との接着面の一部で剥離が生じた場合でも、凹部及び凸部で剥離の伝播が止まりやすい。 In this configuration, the upstream surface of the head cover and the downstream surface of the ink supply member in the ejection direction are each provided with a recessed portion and a convex portion that fit together, and each of the ink supply member, the head cover, and the resin. Since the adhesive surface is not a flat surface, even when peeling occurs at a part of the adhesive surface between the ink supply member or the head cover and the resin, the propagation of the peeling easily stops at the concave and convex portions.
インク供給部材の下流側の面及びヘッドカバーの上流側の面のそれぞれを、矩形に形成し、凹部及び凸部を、インク供給部材の下流側の面及びヘッドカバーの上流側の面のそれぞれの角部の近傍に配置してもよい。インク供給部材の中央部及びヘッドカバーの孔部から最も遠く、樹脂の硬化にともなう歪が最も大きくなる角部において、インク供給部材と樹脂との接着面又はヘッドカバーと樹脂との接着面における剥離が生じた場合でも、凹部及び凸部で剥離の伝播が止まりやすい。最も剥離が生じやすい箇所で剥離の伝播が止まりやすいので、インクジェットヘッドの構成部材間の接着強度が向上する。 Each of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover is formed in a rectangular shape, and the concave portion and the convex portion are respectively corner portions of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover. You may arrange | position in the vicinity. Peeling occurs on the ink supply member-resin adhesive surface or the head cover-resin adhesive surface at the corner of the ink supply member that is farthest from the center of the ink supply member and the hole of the head cover and has the largest distortion due to resin curing. Even in this case, the propagation of peeling tends to stop at the concave and convex portions. Since the propagation of peeling is likely to stop at the place where peeling is most likely to occur, the adhesive strength between the constituent members of the inkjet head is improved.
間隙部を、ヘッドカバーの上流側の面とインク供給部材の下流側の面とを接着する樹脂とは異なる樹脂で封止してもよい。配置される箇所に応じて、各箇所に適した種類の樹脂を用いることで、インクジェットヘッドの構成部材間の接着強度が向上する。 The gap may be sealed with a resin different from the resin that bonds the upstream surface of the head cover and the downstream surface of the ink supply member. The adhesive strength between the constituent members of the ink jet head is improved by using a type of resin suitable for each location depending on the location.
間隙部を封止する樹脂の粘度を、インク供給部材の下流側の面とヘッドカバーの上流側の面とを接着する樹脂の粘度より低くしてもよい。ヘッドカバーとヘッド本体との間の間隙部が、粘度が低く流動性がよい樹脂で封止される。粘度が低く流動性がよい樹脂は、狭小部に容易に充填されるので、ヘッドカバーとヘッド本体との間の間隙部が、容易に封止される。したがって、ノズル面上に樹脂が付着しないことはもちろん、ノズル面の端部にインクが残留しにくくすることができる。また、インク供給部材の下流側の面とヘッドカバーの上流側の面との間に、粘度の高い樹脂が配置されるので、インク供給部材とヘッドカバーとの接着時にインク供給部材とヘッドカバーとの間隔を調整しながら接着することができる。したがって、インク供給部材及びヘッドカバーの寸法精度を緩和することができる。 The viscosity of the resin that seals the gap may be lower than the viscosity of the resin that bonds the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover. The gap between the head cover and the head body is sealed with a resin having a low viscosity and good fluidity. Since the resin having a low viscosity and good fluidity is easily filled in the narrow portion, the gap between the head cover and the head body is easily sealed. Accordingly, not only the resin does not adhere to the nozzle surface, but also the ink can hardly remain at the end of the nozzle surface. In addition, since a resin having a high viscosity is disposed between the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover, the distance between the ink supply member and the head cover can be increased when the ink supply member and the head cover are bonded. Can be glued while adjusting. Therefore, the dimensional accuracy of the ink supply member and the head cover can be relaxed.
インク供給部材の下流側の面とヘッドカバーの上流側の面とを接着する樹脂は、シリコン系樹脂を含んでいてもよい。シリコン系樹脂は弾性を有するので、樹脂の硬化にともなうインク供給部材及びヘッドカバーの熱歪が、樹脂で吸収される。このため、インク供給部材と樹脂との接着面又はヘッドカバーと樹脂との接着面の剥離を抑制することができる。 The resin that bonds the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover may include a silicon-based resin. Since the silicon-based resin has elasticity, the thermal strain of the ink supply member and the head cover as the resin is cured is absorbed by the resin. For this reason, peeling of the adhesive surface between the ink supply member and the resin or the adhesive surface between the head cover and the resin can be suppressed.
インク供給部材の下流側の面とヘッドカバーの上流側の面とを接着する樹脂は、紫外線硬化樹脂を含んでいてもよい。吐出方向のヘッドカバーの下流側の面とノズル面とが単一の面内に配置された状態で紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、容易に紫外線硬化樹脂を硬化させることができる。このため、吐出方向のヘッドカバーの下流側の面とノズル面とが単一の面内に配置されたインクジェットヘッドを容易に形成することができる。 The resin that bonds the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover may include an ultraviolet curable resin. By irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays in a state where the downstream surface of the head cover in the ejection direction and the nozzle surface are arranged in a single plane, the ultraviolet curable resin can be easily cured. For this reason, it is possible to easily form an inkjet head in which the downstream surface of the head cover in the ejection direction and the nozzle surface are arranged in a single surface.
インク供給部材の下流側の面とヘッドカバーの上流側の面とを接着する樹脂は、シート状であってもよい。吐出方向において、ヘッドカバーの厚さと、インク供給部材の下流側の面からノズル面までの寸法と、の差と同等の厚さのシート状の樹脂を用いることで、ヘッドカバーの下流側の面とノズル面とが単一の面内に配置されたインクジェットヘッドを容易に形成することができる。 The resin that bonds the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover may be in the form of a sheet. By using a sheet-like resin with a thickness equivalent to the difference between the thickness of the head cover and the downstream surface of the ink supply member to the nozzle surface in the ejection direction, the downstream surface of the head cover and the nozzle It is possible to easily form an inkjet head in which the surfaces are arranged in a single surface.
この発明によれば、インク供給部材と樹脂との接着面又はヘッドカバーと樹脂との接着面の一部で剥離が生じた場合でも、剥離の伝播を抑制することができる。したがって、インクジェットヘッドの構成部材間の接着強度を向上することができる。 According to this invention, even when peeling occurs on a part of the adhesive surface between the ink supply member and the resin or the adhesive surface between the head cover and the resin, propagation of the peeling can be suppressed. Therefore, the adhesive strength between the constituent members of the inkjet head can be improved.
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図2は、この発明の実施形態に係るインクジェットヘッド10の正面断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a front sectional view of the
インクジェットヘッド10は、例えば画像記録装置としての、インクジェット記録装置に搭載されている。なお、インクジェットヘッド10は、産業装置としてのインクジェット記録装置に搭載することもできる。
The
インクジェットヘッド10は、ヘッド本体20、ヘッド台30、インク供給部材40、及び、ヘッドカバー50を備えている。
The
ヘッド本体20は、本体部21、及び、本体部21の一方の面に接合されたノズルプレート22を有している。ノズルプレート22は、ノズル面23に開口した複数のインク吐出口24を有している。ヘッド本体20は、インクの加圧機構を内蔵し、インクを加圧することで、インク吐出口24から、図2において上方へインクを吐出する。ヘッド本体20のノズル面23と反対側の面は、ヘッド台30に接着されている。
The head
インク供給部材40の外形は、インクの吐出方向Aに沿った方向から見る平面視で矩形を呈する。インク供給部材40は、ヘッド本体配置部41、及び、インク供給路42を有する。ヘッド本体配置部41は、平面視で中央部に配置され、凹状を呈する。この実施形態では、ヘッド本体配置部41として、貫通孔が形成されている。
The outer shape of the
インク供給路42の一端部はヘッド本体配置部41の内側面に開口し、他端部は、例えば、インクの吐出方向Aにおいて上流側の面(図2において底面)に開口している。インク供給路42は、ヘッド本体20内の図示されていないインク流路を経由してインク吐出口24のそれぞれに連通している。図示されていない各色相のインクタンクから供給されたインクは、インク供給路42を通って、ヘッド本体20に供給され、インク吐出口24から吐出される。
One end portion of the
ヘッド本体20及びヘッド台30は、インク供給部材40のヘッド本体配置部41内に配置されている。インク供給路42とヘッド本体20のインク流路との間には、インクの漏洩防止のために、Oリング61,62が配置されている。
The head
図示されていないが、ヘッド本体20の吐出方向Aにおいて上流側の面に、加圧機構に電気的に接続された電極が配置されており、ヘッド台30の下流側の面(図2において上面)に配置された電極と電気的に接続されている。ヘッド台30の電極は、インクジェット記録装置の制御部に電気的に接続されている。ヘッド本体20のインクの吐出動作は制御部によって制御され、制御部に入力された画像データ等の電気信号に基づいて、ヘッド本体20から吐出されるインクの種類や吐出量が制御される。
Although not shown, an electrode electrically connected to the pressurizing mechanism is disposed on the upstream surface in the ejection direction A of the
図3(A)はヘッドカバー50の正面断面図であり、図3(B)はヘッドカバー50の底面図である。
FIG. 3A is a front sectional view of the
ヘッドカバー50の外形は、平面視でインク供給部材40と同様の矩形を呈する。ヘッドカバー50は、平板状で、中央部に孔部51を有する。ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面は、平面である。孔部51内にヘッド本体20が挿通されて、ヘッドカバー50は、インク供給部材40上に配置されている。
The outer shape of the
ヘッドカバー50の孔部51の内側面とヘッド本体20との間の間隙部72は、吐出方向Aにおいて、インク供給部材40の下流側の面とヘッドカバー50の上流側の面との間の空隙部73に連通している。空隙部73には樹脂71が充填され、間隙部72は樹脂71で封止されている。
The
上述のようにして、ヘッドカバー50は、吐出方向Aにおいて下流側の面がノズル面23より下流側へ突出しない状態であって下流側の面とノズル面23とが略単一の面内に配置される状態で、上流側の面がインク供給部材40の下流側の面に樹脂71によって接着されている。
As described above, the
間隙部72に配置された樹脂71は、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面及びノズル面23とともに、略単一の面を形成するように供給されている。
The
ヘッドカバー50は、吐出方向Aの上流側の面に、凸部52を有している。凸部52は、孔部51の外側を1周するように、矩形状に形成されている。
The
図4(A)はヘッドカバー50が取り付けられていない状態のインクジェットヘッド10の正面断面図であり、図4(B)はヘッドカバー50が取り付けられていない状態のインクジェットヘッド10の平面図である。
4A is a front cross-sectional view of the
インク供給部材40は、吐出方向Aの下流側の面に、凹部43を有している。インク供給部材40の凹部43とヘッドカバー50の凸部52とは、互いに嵌合する形状に形成されており、凹部43は、ヘッド本体配置部41の外側を1周するように、矩形状に形成されている。
The
ヘッドカバー50がインク供給部材40上に配置された状態で、凹部43と凸部53との間を含めてインク供給部材40の下流側の面とヘッドカバー50の上流側の面との間に、樹脂を充填するための空隙部73が設けられている。
In a state where the
図3(A)及び図3(B)に示すように、凸部52について、幅方向(インク吐出口24の配列方向)の内寸をW1、外寸をW2とし、奥行き方向(インク吐出口24の配列方向に直交する方向)の内寸をD1、外寸をD2とし、高さ(吐出方向Aに沿った方向)をH1とし、ヘッドカバー50の凸部52を除く高さをH2とする。また、図4(A)及び図4(B)に示すように、インク供給部材40におけるロの字状の凹部43について、幅方向の内寸をWW1、外寸をWW2とし、奥行き方向の内寸をDD1、外寸をDD2とし、深さ(吐出方向Aに沿った方向)をHH1とし、インク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面からノズル面23までの高さをHH2とする。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
空隙部73におけるインク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面とヘッドカバー50の上流側の面との間隔が例えば0.5mm以上である場合、次のような関係式が成立する必要がある。
When the gap between the downstream surface of the
W1−WW1≧1(mm)
WW2−W2≧1(mm)
HH1−H1≧0.5(mm)
また、吐出方向Aにおいてヘッドカバー50の下流側の面がノズル面23より突出しないようにするために、次の関係式が成立する必要がある。
W1-WW1 ≧ 1 (mm)
WW2-W2 ≧ 1 (mm)
HH1-H1 ≧ 0.5 (mm)
Further, in order to prevent the downstream surface of the head cover 50 from protruding from the
HH2−H2≧0.5(mm)
なお、吐出方向Aにおいてヘッドカバー50の下流側の面とノズル面23とは単一の面内に配置されることが理想である。このため、インク供給部材40とヘッドカバー50との接着時に空隙部73に供給された樹脂71の吐出方向Aの厚さを調整することで、ヘッドカバー50の下流側の面がノズル面23より突出しない範囲内で、吐出方向Aにおいてヘッドカバー50の下流側の面がノズル面23に近付けられる。
HH2-H2 ≧ 0.5 (mm)
Ideally, the downstream surface of the
次に、図5〜図11を参照して、インクジェットヘッド10の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the
図5は、ヘッド本体20とヘッド台30とを接着する工程を示す正面図である。まず、ヘッド台30の吐出方向Aの下流側の面にヘッド本体20が接着剤74によって接着される。
FIG. 5 is a front view showing a process of bonding the head
図6は、ヘッド本体20及びヘッド台30とインク供給部材40とを組み立てる工程を示す正面断面図である。
FIG. 6 is a front sectional view showing a process of assembling the head
次に、インク供給部材40のヘッド本体配置部41に、ヘッド台30と接着されたヘッド本体20が挿入され、固定される。この際、ヘッド本体20の側面に開口したインク流路25の開口部と、ヘッド本体配置部41の内側面に開口したインク供給路42の開口部と、が対向するように、ヘッド本体配置部41にヘッド本体20が配置される。インク流路25とインク供給路42との連結部分からのインクの漏洩を防止するために、インク流路25とインク供給路42との連結部分にOリング61,62が配置される。これによって、ヘッド本体20のインク流路25と、インク供給路42と、が連通する。
Next, the head
図7は、インク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面に樹脂71を配置する工程を示す正面断面図である。
FIG. 7 is a front cross-sectional view illustrating a process of placing the
ヘッドカバー50は、インク供給部材40の吐出方向Aの下流側に配置される。この際、ヘッドカバー50は、吐出方向Aにおいて、ヘッドカバー50の下流側の面とノズル面23とが略平行になるように保持される。インク供給部材40の下流側の面上に、樹脂71が配置され、樹脂71によってインク供給部材40とヘッドカバー50とが接着される。樹脂71は、インク供給部材40の凹部43より外側に配置されることが望ましい。
The
図8は、インク供給部材40上の凹部43より内側に樹脂71が配置された状態のインクジェットヘッド10を示す正面断面図である。図9は、インク供給部材40上の凹部43より内側に樹脂71を配置して、インク供給部材40にヘッドカバー50を接着した状態を示す正面断面図である。
FIG. 8 is a front cross-sectional view showing the
樹脂71は、例えばニードル81を用いてインク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面上に配置される。
The
樹脂71が凹部43より内側に配置された状態でヘッドカバー50がインク供給部材40に接着されると、樹脂71は押し潰されて空隙部73内に広がる。しかし、樹脂71が凹部43より内側に配置された場合、図9に示すように、凹部43と凸部52との間の空隙部73の全てを樹脂71で充填できないことが多い。この場合、インク供給部材40とヘッドカバー50との接着後に間隙部72からさらに樹脂71を供給しても、空隙部73内に既にある樹脂71より奥側へ樹脂71を供給することは困難であり、空隙部73の全てを樹脂71で充填することが難しい。凹部43と凸部52との間の空隙部73は屈曲部を有し、樹脂71が空隙部73内に充填される際の抵抗力が屈曲部において大きくなるからであると考えられる。
When the
このため、図7に示すように、樹脂71は、インク供給部材40の凹部43より外側に配置されることが望ましい。これによって、予めインク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面上に配置された樹脂71によって、凹部43及び凹部43より外側の部分の空隙部73が充填され、インク供給部材40とヘッドカバー50とが接着された後に間隙部72から供給される樹脂71によって、凹部43及び凹部43より内側の空隙部73並びに間隙部72が充填される。したがって、インク供給部材40とヘッドカバー50との接着強度が向上し、両者の剥離が抑制される。
For this reason, as shown in FIG. 7, it is desirable that the
インク供給部材40とヘッドカバー50との接着前に予めインク供給部材40の吐出方向Aの下流側の面上に配置される樹脂71として、例えば粘度10000cP以上の粘度を有する熱硬化性樹脂が用いられる。これによれば、インク供給部材40とヘッドカバー50とを接着する際に、樹脂71の粘度が高いので、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面をノズル面23に合わせやすくなる。
For example, a thermosetting resin having a viscosity of 10000 cP or more is used as the
図10は、インク供給部材40とヘッドカバー50とを接着する工程を示す正面断面図である。
FIG. 10 is a front sectional view showing a process of bonding the
インク供給部材40とヘッドカバー50とを接着するために、例えば保持装置82が用いられる。保持装置82は、垂直方向に昇降自在な保持部82Aを有する。
In order to bond the
インク供給部材40とヘッドカバー50とを接着する際、この実施形態では、インク供給部材40は水平状態に配置され、ヘッドカバー50は保持装置82の保持部82Aによって水平に保持される。保持装置82は、保持部82Aでヘッドカバー50を水平状態に保持したまま、保持部82Aを垂直方向に昇降する。保持装置82による保持部82Aの昇降動作は、制御装置83によって制御されている。
When the
インクジェットヘッド10の上方の所定位置に、例えば、レーザ方式の変位センサ84,85が配置されている。変位センサ84は、ノズル面23にレーザ光を照射し、反射光を受光する。変位センサ85は、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面にレーザ光を照射し、反射光を受光する。変位センサ84で受光した光量と変位センサ85で受光した光量とが同値になるように、制御装置83が保持装置82の保持部82Aを昇降させることで、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面とノズル面23とが単一の面内に配置される。なお、変位センサ84で受光した光と変位センサ85で受光した光との位相差を測定し、2つの光の位相を合わせるように制御装置83が保持部82Aを昇降させることによっても、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面とノズル面23とを単一の面内に配置することができる。
For example, laser
この状態で、インク供給部材40とヘッドカバー50とを固定する。例えば、樹脂71として熱硬化性の樹脂を用いた場合、インク供給部材40の側面とヘッドカバー50の側面とに掛け渡すように粘着テープを貼付することでインク供給部材40とヘッドカバー50との位置関係を保持し、この状態で1時間程度、約60℃に加熱することで、樹脂71が硬化し、インク供給部材40とヘッドカバー50とが固定される。
In this state, the
また、例えば、樹脂71として紫外線硬化樹脂を用いることもできる。この場合、紫外線硬化樹脂は、外部から紫外線を照射されると外層から硬化していくので、インク供給部材40とヘッドカバー50とを固定することができる。
Further, for example, an ultraviolet curable resin can be used as the
さらに、例えば、樹脂71としてシート状の樹脂を用いることもできる。この場合、シート状の樹脂の厚さが、インク供給部材40の下流側の面からノズル面23までの高さHH2と、ヘッドカバー50の凸部52を除く高さH2と、の差と同等であることで、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面とノズル面23とが単一の面内に配置された状態で、インク供給部材40とヘッドカバー50との固定が容易になる。
Furthermore, for example, a sheet-like resin can be used as the
図11は、間隙部72から樹脂71を供給する工程を示す正面断面図である。
FIG. 11 is a front sectional view showing a process of supplying the
ヘッドカバー50の孔部51とヘッド本体20の側面との間に形成された間隙部72に、例えばディスペンサ等でニードル81を動かさずに保持して、樹脂71を溢れないように注意しながら注入する。間隙部72に供給された樹脂71は、毛細管現象によって空隙部73に流れ込み、凹部43と凸部52との間にまで到達する。
In the
この際、適量の樹脂71が空隙部73に流れ込み、樹脂71が間隙部72から無くなった時点で、樹脂71を一旦硬化させることが望ましい。この理由は次の通りである。
At this time, it is desirable to cure the
間隙部72から樹脂71を供給する工程の途中で一旦樹脂71を硬化させることなく、間隙部72における樹脂71の表面が、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面及びノズル面23とともに単一の面内に配置されるように、間隙部72に樹脂71を充填した場合を考える。この場合、間隙部72に樹脂71を充填した後に樹脂71を硬化させるために加熱した際に、樹脂71の粘度が一時的に低下して樹脂71が空隙部73にさらに流れ込む虞があり、さらに間隙部72に樹脂71を追加する必要が生じる。
During the process of supplying the
一方、上述のように間隙部72から樹脂71を供給する工程の途中で一旦樹脂71を加熱して硬化させる場合を考える。この場合、予め空隙部73の奥側にまで樹脂71が流れ込むとともに、空隙部73内のうち間隙部72の近傍に樹脂71による底が形成される。このため、後に樹脂71を硬化させた際に、樹脂71が空隙部73へさらに流れ込むことがない。また、間隙部72における樹脂71の表面が、ヘッドカバー50の吐出方向Aの下流側の面及びノズル面23とともに、単一の面内に配置されるようにすることが容易になる。
On the other hand, consider the case where the
図12は、凹部43及び凸部52を示す拡大断面図である。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing the
空隙部73及び間隙部72に供給された樹脂71は、加熱されることで硬化する。樹脂71を硬化させるための熱によって、インク供給部材40及びヘッドカバー50のそれぞれが、吐出方向Aに直交する方向であって平面視において中央部から外縁部へ向かう矢印Bに沿った方向に膨張する虞がある。
The
インク供給部材40及びヘッドカバー50が膨張した場合、インク供給部材40とヘッドカバー50との線膨張率の差によって、インク供給部材40と樹脂71との間及びヘッドカバー50と樹脂71との間に、矢印Bに沿った方向の応力が生じる。この応力が生じると、インク供給部材40と樹脂71との接着面又はヘッドカバー50と樹脂71との接着面の一部で剥離が生じることがある。インク供給部材40及びヘッドカバー50が膨張した場合、平面視において間隙部72がある中央部から遠い外縁部には、中央部からの距離分だけ累積した歪が生じようとするので、外縁部に大きな応力が生じやすい。このため、外縁部において剥離が生じやすい。特に、中央部から最も遠い角部には最も大きな応力が生じ、角部において最も剥離が生じやすい。
When the
インクジェットヘッド10では、上述のように、間隙部72がある中央部と外縁部との間に凹部43及び凸部52が設けられ、凹部43及び凸部52によって空隙部73が屈曲されている。このため、インク供給部材40と樹脂71との接着面又はヘッドカバー50と樹脂71との接着面の一部で剥離が生じた場合でも、メンテナンスにおいてゴムブレードがヘッドカバー50に圧接しながら移動した際に、凹部43及び凸部52が設けられた箇所で剥離の伝播が止まりやすい。このため、矢印Bに沿った方向の剥離の伝播が抑制される。
In the
また、凸部52が突出する方向である矢印C方向に沿った方向については、加熱によって応力が生じるが、ヘッドカバー50の矢印Cに沿った方向の寸法は、矢印Bに沿った方向の寸法に対して小さいので、生じる応力も小さく、熱によって生じる歪が樹脂71に吸収される。このため、凹部43と凸部52との間の空隙部73であって矢印Cに沿った方向に延びる部分では、剥離が生じにくい。
Further, in the direction along the arrow C direction in which the
したがって、インクジェットヘッド10では、インク供給部材40と樹脂71との接着面又はヘッドカバー50と樹脂71との接着面の一部で剥離が生じた場合でも、剥離の伝播が抑制され、インクジェットヘッド10の構成部材間の接着強度が向上する。
Therefore, in the
凹部43及び凸部52は、吐出方向Aにおいてインク供給部材40の下流側の面及びヘッドカバー50の上流側の面のそれぞれの、外縁部近傍に設けられることが望ましい。最も剥離が生じやすい箇所に凹部43及び凸部52が設けられることで、剥離の伝播がより抑制される。
The
ここで、凸部52の高さH1と凸部52の外寸W2との間には、W2/H1≦30の関係式が成立することが望ましい。W2/H1>30の場合は、高さH1+H2が小さくなり、矢印Cに沿った方向の応力は殆ど無視できるが、矢印Bに沿った方向の応力がおおきくなり、剥離が生じる領域が大きくなりやすいので、好ましくない。
Here, it is desirable that a relational expression of W2 / H1 ≦ 30 holds between the height H1 of the
この実施形態では、ヘッドカバー50に矩形の凸部52が設けられ、インク供給部材40に矩形の凹部43が設けられているが、凹部43及び凸部52は矩形に形成されることに限定されず、円状又は楕円状等であってもよい。また、凹部43及び凸部52は、孔部51の外側を1周するように、又は、ヘッド本体配置部41の外側を1周するように、形成されることに限定されず、単一、又は、断続的に複数個、設けられてもよい。しかし、凹部43及び凸部52は、平面視において中央部から遠い全ての角部の近傍に設けられることが望ましい。
In this embodiment, the rectangular
この実施形態では、空隙部73及び間隙部72に供給される樹脂71として、1種類の樹脂が用いられているが、2種類以上の樹脂が用いられてもよい。例えば、空隙部73にはシリコン系樹脂などの粘度が高い樹脂を配置した後、間隙部72には耐溶剤性の高いエポキシ樹脂やフッ素樹脂を充填してもよい。これによれば、空隙部73にシリコン系樹脂が配置されるので、シリコン系樹脂によって弾性が生じ、樹脂の硬化に伴う熱歪を樹脂自体で吸収することができる。
In this embodiment, one type of resin is used as the
間隙部72を封止する樹脂の粘度は、吐出方向Aにおいてインク供給部材40の下流側の面とヘッドカバー50の上流側の面との間、即ち、空隙部73に配置される樹脂の粘度より、低いことが望ましい。例えば、間隙部72を封止する樹脂として、粘度1000cPのフィラーが混在していない樹脂を用いることができる。これによれば、間隙部72を封止することが容易となり、ノズル面23の周囲にインクが残留することを防止できる。
The viscosity of the resin that seals the
また、間隙部72からインク供給部材40と樹脂71との接着面、又は、ヘッドカバー50と樹脂71との接着面に剥離が生じている場合に、剥離した部分に沿って浸入したインクは、凹部43及び凸部52で止められる。このため、剥離した部分に沿って空隙部73内にインクが浸入した場合でも、インクジェット記録装置に内蔵された電気回路の損傷や短絡を防止することができる。
In addition, when peeling occurs on the adhesive surface between the
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Finally, the description of the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10 インクジェットヘッド
20 ヘッド本体
21 本体部
22 ノズルプレート
23 ノズル面
24 インク吐出口
25 インク流路
30 ヘッド台
40 インク供給部材
41 ヘッド本体配置部
42 インク供給路
43 凹部
50 ヘッドカバー
51 孔部
52 凸部
61,62 Oリング
71 樹脂
72 間隙部
73 空隙部
A 吐出方向
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ヘッド本体が装着され、前記ヘッド本体へインクを供給するインク供給部材と、
前記ヘッド本体と内側面との間に間隙部が設けられた状態で前記ヘッド本体が挿通される孔部を有し、前記吐出方向において下流側の面が前記ノズル面より突出しない状態で上流側の面が前記インク供給部材の下流側の面に樹脂によって接着されるヘッドカバーと、を備え、
前記吐出方向において前記インク供給部材の下流側の面及び前記ヘッドカバーの上流側の面のそれぞれに、互いに嵌合する凹部及び凸部を設け、かつ、
前記インク供給部材の下流側の面及び前記ヘッドカバーの上流側の面のそれぞれの外縁の形状は、矩形を呈し、
前記凹部及び前記凸部を、前記インク供給部材の下流側の面及び前記ヘッドカバーの上流側の面のそれぞれの外縁の角部の近傍に配置したインクジェットヘッド。 A head body having a nozzle surface for ejecting ink;
An ink supply member that is mounted with the head body and supplies ink to the head body;
A hole portion through which the head body is inserted in a state where a gap is provided between the head body and the inner side surface, and an upstream side in a state where a downstream surface does not protrude from the nozzle surface in the ejection direction. A head cover that is adhered to the downstream surface of the ink supply member by a resin,
A concave portion and a convex portion that are fitted to each other are provided on each of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover in the ejection direction ; and
The shapes of the outer edges of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover are rectangular,
An ink jet head in which the concave portion and the convex portion are arranged in the vicinity of corner portions of outer edges of a downstream surface of the ink supply member and an upstream surface of the head cover .
前記ヘッド本体が装着され、前記ヘッド本体へインクを供給するインク供給部材と、An ink supply member that is mounted with the head body and supplies ink to the head body;
前記ヘッド本体と内側面との間に間隙部が設けられた状態で前記ヘッド本体が挿通される孔部を有し、前記吐出方向において下流側の面が前記ノズル面より突出しない状態で上流側の面が前記インク供給部材の下流側の面に樹脂によって接着されるヘッドカバーと、を備え、A hole portion through which the head body is inserted in a state where a gap is provided between the head body and the inner side surface, and an upstream side in a state where a downstream surface does not protrude from the nozzle surface in the ejection direction. And a head cover that is bonded to the downstream surface of the ink supply member by a resin.
前記吐出方向において前記インク供給部材の下流側の面及び前記ヘッドカバーの上流側の面のそれぞれに、互いに嵌合する凹部及び凸部を設け、かつ、A concave portion and a convex portion that are fitted to each other are provided on each of the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover in the ejection direction; and
前記凹部は、前記インク供給部材における前記ヘッド本体の装着箇所の外側を1周するように設けられる一方、前記凸部は、前記ヘッドカバーにおける前記孔部の外側を1周するように設けられたインクジェットヘッド。The concave portion is provided so as to make one round of the outer side of the mounting position of the head body in the ink supply member, while the convex portion is provided so as to make a round of the outer side of the hole portion in the head cover. head.
前記インク供給部材に前記ヘッド本体を装着し、
前記吐出方向において前記インク供給部材の下流側の面及び前記ヘッドカバーの上流側の面のそれぞれに設けられた互いに嵌合する凹部及び凸部より外縁側に樹脂を配置し、
前記ヘッドカバーの孔部の内側面と前記ヘッド本体との間に間隙部を設けた状態で前記ヘッド本体を前記孔部に挿通し、前記吐出方向において前記ヘッドカバーの下流側の面が前記ノズル面より突出しない状態で、前記ヘッドカバーの上流側の面と前記インク供給部材の下流側の面とを所定間隔をあけて対向配置し、
前記間隙部から前記ヘッドカバーの上流側の面と前記インク供給部材の下流側の面との間に樹脂を供給するインクジェットヘッドの製造方法。 An inkjet head manufacturing method comprising: a head body that ejects ink from a nozzle surface; an ink supply member that supplies ink to the head body; and a head cover that is bonded to the ink supply member.
Mounting the head body on the ink supply member;
A resin is arranged on the outer edge side of the recesses and protrusions that are fitted to each other on the downstream surface of the ink supply member and the upstream surface of the head cover in the ejection direction,
The head body is inserted into the hole with a gap provided between the inner surface of the hole of the head cover and the head body, and the downstream surface of the head cover in the ejection direction is more than the nozzle surface. In a state where the head cover does not protrude, the upstream surface of the head cover and the downstream surface of the ink supply member are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween.
A method of manufacturing an ink jet head, wherein resin is supplied from the gap portion between an upstream surface of the head cover and a downstream surface of the ink supply member.
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