JP5885426B2

JP5885426B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置

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Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

液体吐出ヘッドとして代表的なインクジェット記録ヘッドは、キャリッジ（装着部）を介して液体吐出装置としてのインクジェット記録装置のガイドシャフトに対し位置決めされる。キャリッジに装着されたインクジェット記録ヘッドは、ガイドシャフトの方向に沿って走査され、紙等の被記録媒体に対してインクが着弾されることで画像が形成される。

このとき、インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口の配列方向がインクジェット記録ヘッドの走査方向に対して正確に垂直に配された状態であることが想定された上で、インクを吐出する。しかし、インクジェット記録ヘッドやキャリッジが製造上のばらつきを有していると、吐出口の配列方向が走査方向に対して、垂直でなく傾いた状態となってしまう場合がある。このように、吐出口の配列方向が傾いた状態であると、想定された位置からずれてインクが被記録媒体に着弾され、画質が低減する可能性がある。そのため、インジェット記録ヘッドは、吐出口の配列方向がインクジェット記録ヘッドの走査方向に対して正確に垂直に配された状態となるように、キャリッジに対して精度よく位置決めされる必要がある。

ここで、インクジェット記録ヘッドのキャリッジに対する位置決めの構成としては、特許文献１に開示された構成がある。

図６（ａ）〜（ｆ）は、インクジェット記録ヘッドＢ１がインクジェット記録装置本体のキャリッジＢ１０２に装着された状態を説明するための図である。また、図６（ｇ）、（ｈ）は、キャリッジＢ１０２を示す図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェット記録装置本体のガイドシャフトＢ１０１に沿って走査されるキャリッジＢ１０２に対してインクジェット記録ヘッドＢ１は装着されている。

キャリッジＢ１０２にインクジェット記録ヘッドＢ１が装着されると、インクジェット記録ヘッドＢ１は、キャリッジＢ１０２に設けられたヘッドセットレバーに追従する板バネＢ１１１（図６（ｃ））から矢印の方向に反力Ａを受ける（図６（ｅ））。また、インクジェット記録ヘッドＢ１は、インクジェット記録ヘッドＢ１とインクジェット記録装置本体とを電気的に接続する電気コネクタＢ１１２（図６（ｄ））から矢印の方向に反力Ｂを受ける（図６（ｆ））。これらの反力Ａと反力Ｂにより、インクジェット記録ヘッドＢ１はキャリッジＢ１０２に対して位置決めされる。反力Ａ及び反力Ｂにより、インクジェット記録ヘッドＢ１側の位置決め部とキャリッジＢ１０２側の位置決め部が突き当たることで、インクジェット記録ヘッドＢ１は、被記録媒体の搬送方向に沿う方向であるＹ方向（図６（ｂ））に関して位置決めされ、固定される。具体的には、インクジェット記録ヘッドＢ１側の位置決め部Ｂ５０ａ、Ｂ５０ｂ、Ｂ５０ｄ、Ｂ５０ｅ（図６（ｆ））が、それぞれ、キャリッジＢ１０２側の位置決め部Ｂ１２０ａ、Ｂ１２０ｂ、Ｂ１２０ｄ（図６（ｇ）、（ｈ））、Ｂ１２０ｅに突き当たる。インクジェット記録ヘッドＢ１側の位置決め部のうち、Ｂ５０ａ、Ｂ５０ｂは支持基板Ｂ１２に設けられ、Ｂ５０ｄ、Ｂ５０ｅはインク供給部材Ｂ２１（筐体）に設けられている。

ここで、インクジェット記録ヘッドＢ１の支持基板Ｂ１２に設けられたＹ方向に関する位置決め部Ｂ５０ａ、Ｂ５０ｂは、支持基板Ｂ１２と記録素子基板Ｂ１１（液体吐出基板）と接着する際の基準面でもある。このように、インクジェット記録ヘッドＢ１とキャリッジＢ１０２との位置決め部が、支持基板Ｂ１２と記録素子基板Ｂ１１とを接着する際の基準面を兼ねることで、キャリッジＢ１０２に対して記録素子基板Ｂ１１を精度よく位置決めすることができる。

特開２０１０−４６８５３号公報

しかしながら、図７（ｅ）に示すように、インクジェット記録ヘッドＢ１において、支持基板Ｂ１２がインク供給部材Ｂ２１に対して矢印の方向に傾いて固定される場合がある。

この場合、反力Ａにより、インク供給部材Ｂ２１に設けられた位置決め部２点（Ｂ５０ｄ、Ｂ５０ｅ）はキャリッジＢ１０２側の位置決め部に突き当てられる。しかし、支持基板Ｂ１２に設けられた位置決め部のうち、一方の位置決め部Ｂ５０ａは反力ＢによりキャリッジＢ１０２側の位置決め部に突き当てられるが、他方の位置決め部Ｂ５０ｂはキャリッジＢ１０２側の位置決め部に突き当てられないことがある。これにより、インクジェット記録ヘッドＢ１のキャリッジＢ１０２に対するＹ方向に関する装着位置の精度が低くなり、画質が低減する可能性がある。

そこで、本発明は、装着部に対する所定方向に関する位置を決める位置決め部が、液体吐出基板を支持する支持基板と、支持基板を支持する筐体と、に設けられた液体吐出ヘッドにおいて、位置決めの精度を向上し、画質の低減を抑制することを目的とする。

本発明の液体吐出ヘッドの一例は、液体を吐出する吐出口が設けられた吐出口面を備えた液体吐出基板と、該液体吐出基板を支持する支持基板と、該支持基板を支持する筐体と、を有し、装着部に対して装着される液体吐出ヘッドであって、前記支持基板に設けられた二つの第１の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第１の位置決め部と、前記筐体に設けられた一つの第２の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第２の位置決め部と、を有し、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記一つの第２の位置決め部を含む面が、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されており、
前記液体吐出ヘッドが前記装着部に装着される際に、前記吐出口面に垂直な方向に関して前記第２の位置決め部を通る軸を回転軸として、回転可能であることを特徴とする。

本発明によれば、装着部に対する所定方向に関する位置を決める位置決め部が、液体吐出基板を支持する支持基板と、支持基板を支持する筐体と、に設けられた液体吐出ヘッドにおいて、位置決めの精度を向上し、画質の低減を抑制することが可能となる。

第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図である。第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドがキャリッジに装着された状態を説明するための斜視図である。第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図であり、キャリッジに装着された状態について説明するための図である。第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図および平面図である。従来のインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を説明するための図である。従来のインクジェット記録ヘッドを説明するための図である。インクジェット記録ヘッドの変形に伴う課題を説明するための斜視図および平面図である。第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図である。第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドがキャリッジに装着された状態を説明するための斜視図である。第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図であり、キャリッジに装着された状態について説明するための図である。第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図および平面図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。

図１、図２は、本発明の液体吐出ヘッドを適用可能なインクジェット記録ヘッド１を説明するための図である。図１（ａ）はインクジェット記録ヘッド１の斜視図であり、図１（ｂ）及び図２はインクジェット記録ヘッド１の分解斜視図である。

インクジェット記録ヘッド１は、図１（ｂ）に示すように、記録素子ユニット１０とインク供給ユニット２０とを有している。

図２に示すように、記録素子ユニット１０は、液体吐出基板としての３つの記録素子基板１１（１１ａ〜１１ｃ）、支持基板１２、電気配線テープ１４、電気コンタクト基板１５（電気配線基板）、補助基板１３で構成されている。また、インク供給ユニット２０は、筐体としてのインク供給部材２１、流路形成部材２２、ジョイントシール２３、フィルタ２４、フィルタシールゴム２５から構成されている。

支持基板１２は、記録素子基板１１を支持する基板であり、厚さ８ｍｍの酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）材料で形成されている。支持基板１２には、３つの記録素子基板１１（１１ａ〜１１ｃ）に対してそれぞれ４種類のインクを供給するためのインク供給口が形成されている。支持基板１２の両端部には、インク供給ユニット２０との接続のためのビス止め部１２ａ、１２ｂが形成されている。

記録素子基板１１は、厚さ０．６２５ｍｍのシリコン基板に、インク流路である長溝状の貫通口であるインク供給口が４列形成されている。インク供給口を挟んだ両側には、電気熱変換素子がそれぞれ１列ずつ並べて配置されて形成されており、さらに電気熱変換素子に電力を供給するＡｌなどからなる電気配線が形成されている。これら電気熱変換素子と電気配線とは成膜技術により形成されている。

電気熱変換素子は、各列千鳥状に配列されて、すなわち各列の吐出口１６の位置が、その並び列方向に直交する方向に並ばないように少しずれて配置されている。さらに、この電気配線に電力を供給するための電極部が電気熱変換素子の両外側の側辺に沿って配列して形成されており、電極部上にはＡｕなどからなるバンプが形成されている。

そして、Ｓｉ基板上の、これらが形成された面上には、電気熱変換素子に対応したインク流路を形成するインク流路壁とその上方を覆う天井部とを有し、天井部に吐出口１６が開口された、樹脂材料からなる構造体がフォトリソ技術によって形成されている。吐出口１６は、記録素子基板１１の吐出口面に、電気熱変換素子に対向して設けられており、吐出口列１７を形成している。この電気熱変換素子において、インク流路から供給されたインクは各電気熱変換素子の発熱することで発生した気泡の圧力によって、各電気熱変換素子に対向する吐出口１６から吐出される。

記録素子基板１１のインク供給口が支持基板１２のインク供給口にそれぞれ連通するように、記録素子基板１１は支持基板１２に対して精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。本実施形態では、第１の接着剤としては、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤を用い、接着層の厚みは５μｍとした。

補助基板１３は、厚さ０．６ｍｍの一枚の板状部材であり、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）で形成されており、支持基板１２に接着固定された記録素子基板１１の外形寸法よりも大きな３つの開口部を有する形状となっている。補助基板１３は支持基板１２に対して第２の接着剤により接着されている。これによって、電気配線テープ１４を接着した際に、電気配線テープ１４と記録素子基板１１とが平面上で接触して電気的に接続されるようになっている。

電気配線テープ１４は、記録素子基板１１に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成するものである。電気配線テープ１４には、それぞれの記録素子基板１１に対応する３つの開口部が形成されている。この開口部の縁付近には、それぞれの記録素子基板１１の電極部に接続される電極端子が形成されている。電気配線テープの端部には、電気信号を受け取るための外部信号入力端子を有する電気コンタクト基板１５と電気的接続を行うための電気端子接続部が形成されており、電極端子と電気端子接続部は連続した銅箔の配線パターンでつながっている。電気配線テープ１４は、その裏面で第３の接着剤によって補助基板１３の下面に接着固定され、さらに、支持基板１２の側面側に折り曲げられ、支持基板１２の側面に接着固定されている。本実施形態では、第３の接着剤として、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ２０μｍの熱硬化接着剤が使用されている。

電気配線テープ１４と記録素子基板１１との電気的な接続は、例えば、記録素子基板１１の電極部と電気配線テープ１４の電極端子とを熱超音波圧着法により接合することにより行われている。そして、記録素子基板１１と電気配線テープ１４との電気接続部分は、第１の封止剤と第２の封止剤によって封止されており、これによって電気接続部分がインクによる腐食や外的衝撃から保護されている。第１の封止剤は、主に電気配線テープ１４の電極端子と記録素子基板１１の電極部との接続部の裏側からの封止と記録素子基板の外周部分の封止とに用いられており、第２の封止剤は、接続部の表側からの封止に用いられている。

電気配線テープ１４の端部には、電気コンタクト基板１５が異方性導電フィルムを用いて熱圧着して電気的に接続されている。電気コンタクト基板１５には、位置決め用の端子位置決め穴と、固定用の端子結合穴とが形成されている。

図２に示すように、インク供給部材２１は、記録素子ユニット１０にインクを導くためのインク供給ユニット２０の一構成部品である。インク供給部材２１は、樹脂成形により形成されている。インク供給部材２１には、少量のインクを貯留するサブタンクユニット（不図示）のインク供給口部分に当接されるジョイント部が設けられている。ここには、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルタ２４が溶着により接合されており、さらに、サブタンクユニットとインク供給部材２１とを密閉するためにフィルタシールゴム２５が装着されている。フィルタシールゴム２５が周囲方向への倒れてしまうことを防止するために、インク供給部材２１のフィルタシールゴム２５の周辺には、倒れ抑制壁を設けている。

インク供給部材２１の底面には、記録素子ユニット１０にインクを供給するインク導入口が開口された流路形成部材２２が、そのインク導入口とインク供給部材２１のインク流路とが連通するように位置決めされ、超音波溶着により取り付けられている。

記録素子ユニット１０とインク供給ユニット２０とは、支持基板１２のインク供給口と流路形成部材２２のインク導入口とに対応する位置に穴が設けられたジョイントシール２３を２枚、間に挟み圧接固定して２つのビス３０により締結されている。

ジョイントシール２３は、圧縮永久ひずみが小さいゴム材料で作られており、これを記録素子ユニット１０とインク供給ユニット２０との間に挟んで圧接させることで、インク供給口とインク導入口との連通部でインクリークが発生する恐れを低減することができる。

次に、本発明の特徴部分であるインクジェット記録ヘッド１の、キャリッジ１０２（装着部）に対する装着位置を決める構成について説明する。図３、図４は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１（液体吐出ヘッド）がインクジェット記録装置１００（液体吐出装置）のキャリッジ１０２に装着された状態を説明するための斜視図である。図３（ａ）はインクジェット記録装置１００の概観斜視図であり、（ｂ）はキャリッジ１０２に装着されたインクジェット記録ヘッド１をキャリッジ１０２とともに示す斜視図である。また、図３（ｃ）、（ｄ）は、キャリッジ１０２を示す斜視図であり、（ｃ）は、インクジェット記録ヘッド１が装着される側の面から見た図で、（ｄ）はその裏面から見た図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、キャリッジ１０２に装着されたインクジェット記録ヘッド１に加わる反力を説明するための図である。図４（ａ）、（ｃ）は、インクジェット記録装置１００のインク供給チューブ１０３に接続される面を含むインクジェット記録ヘッド１の斜視図である。図４（ｂ）、（ｄ）は電気コンタクト基板１５が設けられた面を含むインクジェット記録ヘッド１の斜視図である。なお、図３、図４において、Ｘ方向はキャリッジ１０２の走査方向、Ｙ方向は被記録媒体の搬送方向、Ｚ方向はインクを吐出する方向に沿う方向である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェット記録装置１００のガイドシャフト１０１に沿って図のＸ方向に走査されるキャリッジ１０２に対してインクジェット記録ヘッド１は装着されている。インクジェット記録装置１００には、インクジェット記録ヘッド１にインクを供給するインク供給チューブ１０３が設けられている。

キャリッジ１０２にインクジェット記録ヘッド１が装着されると、インクジェット記録ヘッド１は、キャリッジ１０２に設けられたヘッドセットレバーに追従するカム１１３（図４（ａ））から図４（ｃ）に示す−Ｙ方向及び−Ｚ方向に反力Ａを受ける。なお、−Ｙ方向とはＹ方向と反対の方向であり、−Ｚ方向とはＺ方向と反対の方向である。反力ＡのＹ方向成分の力によって、インク供給部材２１に設けられたインクジェット記録ヘッド１側の第２の位置決め部としての位置決め部５０ｃ（図４（ｄ））が、キャリッジ１０２側の第２の位置決め部としての位置決め部１２０ｃ（図３（ｃ））に突き当たる。インクジェット記録ヘッド１側の位置決め部５０ｃは、インク供給部材２１の一面から突出した突起である。また、インクジェット記録ヘッド１は、インクジェット記録ヘッド１とインクジェット記録装置１００とを電気的に接続する電気コネクタ１１２（図４（ｂ））から図４（ｄ）のＹ方向に反力Ｂを受ける。反力Ｂにより、インクジェット記録ヘッド１側の第１の位置決め部としての位置決め部５０ａ、５０ｂ（図４（ｄ））が、キャリッジ１０２側の第１の位置決め部としての位置決め部１２０ａ、１２０ｂ（図３（ｃ）、（ｄ））にそれぞれ突き当たる。このようにして、キャリッジ１０２に対してインクジェット記録ヘッド１のＹ方向に関する装着位置が決定され、インクジェット記録ヘッド１はキャリッジ１０２に固定される。すなわち、インクジェット記録ヘッド１及びキャリッジ１０２に設けられた二組の第１の位置決め部５０ａ、５０ｂ、１２０ａ、１２０ｂと、一組の第２の位置決め部５０ｃ、１２０ｃとで、インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ１０２に対して位置決めされる。ここで、インクジェット記録ヘッド１の支持基板１２に設けられたＹ方向に関する位置決め部５０ａ、５０ｂは、支持基板１２と記録素子基板１１とを接着する際の基準面でもある。このように、インクジェット記録ヘッド１とキャリッジ１０２との位置決め部が、支持基板１２と記録素子基板１１とを接着する際の基準面を兼ねることで、キャリッジ１０２に対して記録素子基板１１を精度よく位置決めすることができる。また、支持基板１２はアルミナで形成されているため、剛性が高く、キャリッジ１０２に取り付けられた状態で受ける反力により変形する可能性が低いため、より精度よく位置決めすることができる。

次に、支持基板１２とインク供給部材２１とをビス３０にて結合する際に若干のズレが発生している場合について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、インクジェット記録ヘッド１の斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は電気コンタクト基板１５が設けられた面である、背面図、（ｅ）は下面図を示す。

図５（ｅ）に示すように、支持基板１２がインク供給部材２１に対して、矢印の方向に傾いた状態で固定されたとする。この場合に、インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ１０２に装着される際、反力Ａによりインク供給部材２１に設けられたＹ方向に関する位置決め部５０ｃがキャリッジ１０２側の位置決め部１２０ｃ（図３（ｃ））に突き当てられる。また、反力Ｂにより、支持基板１２に設けられたＹ方向に関する位置決め部５０ａは、キャリッジ１０２側の位置決め部１２０ａ（図３（ｃ））に突き当てられる。

ここで、インク供給部材２１に設けられた位置決め部５０ｃは、Ｘ方向に関して、支持基板１２に設けられた位置決め部５０ａ、５０ｂの間に配されている。すなわち、吐出口面に垂直でＹ方向に沿った面であって位置決め部５０ｃを含む面が、吐出口面に垂直でＹ方向に沿った面であって二つの位置決め部５０ａ、５０ｂをそれぞれ含む二つの面の間に配されている。そのため、反力Ｂにより、インクジェット記録ヘッド１は、インクを吐出する方向に関してインク供給部材２１の位置決め部５０ｃを通る軸を回転軸として図５（ｂ）における矢印方向に回転することができる。そのため、支持基板１２に設けられたＹ方向に関する位置決め部５０ｂがキャリッジ１０２の位置決め部１２０ｂに突き当たるまで、インクジェット記録ヘッド１は回転可能である。これにより、インクジェット記録ヘッド１側の三つの位置決め部５０ａ〜５０ｃがキャリッジ１０２側の位置決め部１２０ａ〜１２０ｃに突き当てられ、支持基板１２に接着固定された記録素子基板１１をキャリッジ１０２に対して精度よく取り付けることができる。したがって、吐出口１６の配列方向がキャリッジ１０２の走査方向に対して垂直となるようにインクジェット記録ヘッド１をキャリッジに取り付けることができ、画質の低減を抑制することが可能となる。

次に、反力Ｂによって、インク供給部材２１が変形した場合の課題について、図８を用いて説明する。図８（ａ）、（ｂ）の太線で示すようにインク供給部材２１が変形すると、インクジェット記録ヘッド１の側面図を示す図８（ｃ）のように、インクジェット記録ヘッド１がガイドシャフト１０１に対して傾いて取り付けられてしまう。すなわち、インクジェット記録ヘッド１をキャリッジ１０２に装着した状態で、記録素子基板１１がＹ方向に関して傾いてしまう恐れがある。

これにより、インクジェット記録ヘッド１と被記録媒体との距離精度が低下し、被記録媒体がインクジェット記録ヘッド１の記録素子基板１１を擦ってしまい、更には、被記録媒体がインクジェット記録装置１００内に詰まってしまう恐れがある。また、インクジェット記録ヘッド１と被記録媒体との距離が被記録媒体の供給側と排出側で異なることで、被記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）の上流と下流において、インクの被記録媒体への着弾位置のズレが生じ、画質が低減する可能性もある。

そこで、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、インク供給部材２１には変形抑制リブ５１が設けられている。電気コンタクト基板１５が設けられた面の裏面に変形抑制リブ５１を設けることで、キャリッジ１０２に設けられた電気コネクタ１１２から加わる反力Ｂによってインク供給部材２１が変形する恐れを低減することが可能となる。これにより、被記録媒体による記録素子基板１１の擦れや、画質の低減を抑制することが可能となる。

また、図８（ａ）に示したインクジェット記録ヘッド１においては、インク供給部材２１の外周壁のうちの電気コンタクト基板１５が設けられた面の裏面に対向する部分には、外周壁が設けられていない。そのため、電気コネクタ１１２の反力Ｂにより、インク供給部材２１が変形しやすい形状である。これに対して、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１においては、インク供給部材２１の外周壁は上面から見て矩形となるように設けられている。これにより、電気コネクタ１１２の反力Ｂによってインク供給部材２１が変形する恐れを更に低減することが可能となる。

また、図５（ａ）に示すように、インク供給部材２１に設けられた位置決め部５０ｃに対向する位置に変形抑制リブに５１を設けることで、電気コネクタ１１２の反力Ｂによってインク供給部材２１が変形する恐れを更に低減することが可能となる。このとき、変形抑制リブ５１の高さはインク供給部材２１に設けられた位置決め部５０ｃのＺ方向に関する位置まであることが望ましい。

また、図５（ｄ）に示すように、インク供給部材２１のＹ方向に関する位置決め部５０ｃを、インク供給部材２１の背面のＸ方向に関する中央部の近傍に設けている。これにより、インクジェット記録ヘッド１が、インクを吐出する方向に関してインク供給部材２１の位置決め部５０ｃを通る軸を回転軸として、反力Ｂによって、より回転しやすくなる。そのため、Ｙ方向に関するインクジェット記録ヘッド１側の位置決め部５０ａ〜５０ｃをキャリッジ１０２側の位置決め部１２０ａ〜ｃに確実に突き当てることができる。したがって、インクジェット記録ヘッド１のＹ方向に関するキャリッジ１０２に対する装着位置の精度をより高くすることが可能となる。

また、図５（ｄ）に示すように、電気コンタクト基板１５のコンタクト領域（斜線で示す領域Ｂ）の反力Ｂの中心が、電気コンタクト基板１５側から見た際の３点の位置決め部５０ａ〜５０ｃを結んでできる領域内に配されている。これにより、反力Ｂを効率よくインクジェット記録ヘッド１へ与えることができ、Ｙ方向に関する位置決め部５０ａ〜５０ｃをより確実にキャリッジ１０２側の位置決め部１２０ａ〜１２０ｃに突き当てることができる。そのため、インクジェット記録ヘッド１のＹ方向に関するキャリッジ１０２に対する装着位置の精度をより高くすることが可能となる。

なお、本実施形態では、Ｙ方向に関する位置決めについて説明したが、記録素子基板１１の吐出口１６が設けられた平面内における所定の方向に関する位置決めについて本実施形態の位置決め部の構成を採用することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。

図９、図１０は、本発明の液体吐出ヘッドを適用可能なインクジェット記録ヘッド１を説明するための図である。図９（ａ）はインクジェット記録ヘッド１の斜視図であり、図９（ｂ）及び図１０はインクジェット記録ヘッド１の分解斜視図である。

図１１、図１２は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１がインクジェット記録装置１００のキャリッジ１０２に装着された状態を説明するための斜視図である。図１１（ａ）はインクジェット記録装置１００の概観斜視図であり、（ｂ）はキャリッジ１０２に装着されたインクジェット記録ヘッド１をキャリッジ１０２とともに示す斜視図である。また、図１１（ｃ）、（ｄ）は、キャリッジ１０２を示す斜視図であり、（ｃ）は、インクジェット記録ヘッド１が装着される側の面から見た図で、（ｄ）はその裏面から見た図である。図１２（ａ）〜（ｄ）は、キャリッジ１０２に装着されたインクジェット記録ヘッド１に加わる反力を説明するための図である。図１２（ａ）、（ｃ）は、インクタンク２０１が装着される部分を含むインクジェット記録ヘッド１の斜視図である。図１２（ｂ）、（ｄ）は電気コンタクト基板１５が設けられた面を含むインクジェット記録ヘッド１の斜視図である。なお、図１１、図１２において、Ｘ方向はキャリッジ１０２の走査方向、Ｙ方向は被記録媒体の搬送方向、Ｚ方向はインクを吐出する方向に沿う方向である。

図９（ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１は、記録素子ユニット１０とインク供給ユニット２０とを有している。

図１０に示すように、記録素子ユニット１０は、液体吐出基板としての２つの記録素子基板１１（１１ａ、１１ｂ）、支持基板１２、電気配線テープ１４、電気コンタクト基板１５（電気配線基板）、補助基板１３で構成されている。また、インク供給ユニット２０は、筐体としてのインク供給部材２１、流路形成部材２２、ジョイントシール２３、フィルタ２４、フィルタシールゴム２５から構成されている。

支持基板１２は、記録素子基板１１を支持する基板であり、厚さ３．９ｍｍの酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）材料で形成されている。支持基板１２には、２つの記録素子基板１１（１１ａ、１１ｂ）に対してそれぞれ５種類のインクを供給するためのインク供給口が形成されている。支持基板１２の両端部には、インク供給ユニット２０との接続のためのビス止め部１２ａ、１２ｂが形成されている。

記録素子基板１１は、厚さ０．７２５ｍｍのＳｉ基板に、インク流路である長溝状の貫通口であるインク供給口が５列形成されている。インク供給口を挟んだ両側には、電気熱変換素子がそれぞれ１列ずつ並べて配置されて形成されており、さらに電気熱変換素子に電力を供給するＡｌなどからなる電気配線が形成されている。これら電気熱変換素子と電気配線とは成膜技術により形成されている。

補助基板１３は、厚さ０．７ｍｍの一枚の板状部材であり、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）で形成されており、支持基板１２に接着固定された記録素子基板１１の外形寸法よりも大きな２つの開口部を有する形状となっている。補助基板１３は支持基板１２に対して第２の接着剤により接着されている。これによって、電気配線テープ１４を接着した際に、電気配線テープ１４と記録素子基板１１とが平面上で接触して電気的に接続されるようになっている。

電気配線テープ１４は、記録素子基板１１に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成するものである。電気配線テープ１４には、それぞれの記録素子基板１１に対応する２つの開口部が形成されている。この開口部の縁付近には、それぞれの記録素子基板１１の電極部に接続される電極端子が形成されている。電気配線テープの端部には、電気信号を受け取るための外部信号入力端子を有する電気コンタクト基板１５と電気的接続を行うための電気端子接続部が形成されており、電極端子と電気端子接続部は連続した銅箔の配線パターンでつながっている。電気配線テープ１４は、その裏面で第３の接着剤によって補助基板１３の下面に接着固定され、さらに、支持基板１２の側面側に折り曲げられ、支持基板１２の側面に接着固定されている。本実施形態では、第３の接着剤として、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ２０μｍの熱硬化接着剤が使用されている。

図１０に示すように、インク供給部材２１は、記録素子ユニット１０にインクを導くためのインク供給ユニット２０の一構成部品である。インク供給部材２１は、樹脂成形により形成されている。インク供給部材２１には、インクを貯留するインクタンクとの接続部に、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルタ２４が溶着により接合されている。さらに、インクタンクとインク供給部材２１とを密閉するためにシールゴム２５が装着されている。

記録素子ユニット１０とインク供給ユニット２０とは、支持基板１２のインク供給口と流路形成部材２２のインク導入口とに対応する位置に穴が設けられたジョイントシール２３を間に挟み圧接固定して２つのビス３０により締結されている。

次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１と上述した第１の実施形態のインクジェット記録ヘッド１との構成の違いについて説明する。

第１の実施形態のインクジェット記録ヘッド１では、図４（ａ）に示すように、インク供給部材２１の前面側、すなわち電気コンタクト基板１５の裏面と対向する部分に設けられた外周壁が、電気コンタクト基板１５が設けられた壁と同程度の高さを有している。一方で、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１では、図１２（ａ）に示すように、インクタンク２０１を容易に交換できるように、外周壁２０２の高さが低く、インク供給部材２１の前面側が大きく開口した形状になっている。

また、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１は、インク供給部材２１に対してインクタンク２０１が図１２（ｃ）のＸ方向に並列して装着される構成であり、インクの色数増加に対応するために、インク供給部材２１はＸ方向に長尺化されている。なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１では１０個のインクタンクが装着される。

上述の構成により、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッド１と比べて、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１では、Ｙ方向の力に対するインク供給部材２１の剛性が低くなる。そのため、図８（ａ）に示すようにインク供給部材２１の両サイドにキャリッジ１０２からの反力Ａ、中央部に電気コネクタ１１２の反力Ｂがかかると、インク供給部材２１が変形する恐れがある。すると、図８（ｃ）のように、インクジェット記録ヘッド１がガイドシャフト１０１に対して傾いて取り付けられてしまい、被記録媒体による記録素子基板１１の擦れや画質の低減といった課題が生じる。

上述の課題を解決するため、本実施形態では、第１の実施形態と反力Ａが加わる位置を変えている。まず、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１およびインクジェット記録装置１００の全体構成について説明する。

図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェット記録装置１００のガイドシャフト１０１に沿って図のＸ方向に走査されるキャリッジ１０２に対してインクジェット記録ヘッド１は装着されている。インクジェット記録ヘッド１のインク供給部材２１には、記録素子基板１１の吐出口１６から吐出されるインクが収容されたインクタンク２０１が装着されている。

キャリッジ１０２にインクジェット記録ヘッド１が装着されると、インクジェット記録ヘッド１は、キャリッジ１０２に設けられたヘッドセットレバーに追従するカム１１３（図１２（ａ））から図１２（ｃ）に示す−Ｙ方向及び−Ｚ方向に反力Ａを受ける。ここで、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、インク供給部材２１のＸ方向に関する中央部が、カム１１３に押圧され反力Ａを受けている。

反力ＡのＹ方向成分の力によって、インク供給部材２１に設けられたインクジェット記録ヘッド１側の位置決め部５０ｃ（図１２（ｄ））が、キャリッジ１０２側の位置決め部１２０ｃ（図１１（ｃ））に突き当たる。また、インクジェット記録ヘッド１は、インクジェット記録ヘッド１とインクジェット記録装置１００とを電気的に接続する電気コネクタ１１２（図１２（ｂ））から図１２（ｄ）のＹ方向に反力Ｂを受ける。反力Ｂにより、インクジェット記録ヘッド１側の位置決め部５０ａ、５０ｂ（図１２（ｄ））が、キャリッジ１０２側の位置決め部１２０ａ、１２０ｂ（図１１（ｃ）、（ｄ））にそれぞれ突き当たる。このようにして、キャリッジ１０２に対してインクジェット記録ヘッド１のＹ方向に関する装着位置が決定され、インクジェット記録ヘッド１はキャリッジ１０２に固定される。

図１３を用いて、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１の構成について詳細に説明する。図１３（ａ）は、インクジェット記録ヘッド１の斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）、（ｆ）は下面図、（ｅ）は電気コンタクト基板１５が設けられた面である、背面図を示す。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、インク供給部材２１の電気コンタクト基板１５が配された面の裏面には被押圧部としてのヘッド押圧部５１０が設けられている。このヘッド押圧部５１０がキャリッジ１０２に設けられた押圧部材としてのカム１１３（図１２（ａ））から反力Ａを受ける。図１３（ｃ）に示すように、ヘッド押圧部５１０は、ＸＺ平面に関して傾斜する傾斜面である。

ここで、ヘッド押圧部５１０は、電気コンタクト基板１５のうちの、電気コネクタ１１２からの反力Ｂを受ける領域のＸ方向に関する内側、すなわちコンタクトパッド１５ａが設けられた領域のＸ方向に関する内側に配されている。言い換えると、ヘッド押圧部５１０は、吐出口面に垂直でＹ方向に沿った面であって、電気コネクタ１１２から押圧されるコンタクトパッド１５ａが配された領域のＸ方向に関する一端と他端とをそれぞれ含む二つの面の間に配されている。

これにより、キャリッジ１０２に設けられた電気コネクタ１１２から加わる反力Ｂより内側の部分が、反力Ａによって押圧されるため、反力Ａと反力ＢとのＸ方向のオフセット量が小さくなる。したがって、Ｙ方向の力に対して剛性の低いインク供給部材２１であっても、その変形を抑制、またはその変形を防ぐことが可能となる。したがって、インクジェット記録ヘッド１がガイドシャフト１０１に対して傾いて取り付けられてしまうのを抑制することができ、被記録媒体による記録素子基板１１の擦れや、画質の低減を抑制することが可能となる。

なお、ヘッド押圧部５１０が一つ設けられた構成を説明したが、電気コンタクト基板１５のうちの、電気コネクタ１１２からの反力Ｂを受ける領域の内側にヘッド押圧部５１０を複数設けた構成であってもよい。

また、キャリッジ１０２に設けられたヘッドセットレバーのカム１１３でヘッド押圧部５１０を確実に押せるように、ヘッド押圧部５１０はインク供給部材２１に装着されたインクタンク２０１の上面よりも高い位置に設けられている。

図１３（ｄ）では、ヘッド押圧部５１０の位置が分かるように、ヘッド押圧部５１０を点線で示している。図１３（ｄ）に示すように、ヘッド押圧部５１０は、支持基板１２に設けたＹ方向の位置決め部５０ａ、５０ｂのＸ方向に関する間、およびインク供給部材２１に設けた第３の位置決め部としてのＺ方向の位置決め部５０ｄ、５０ｅの間に設けられている。すなわち、ヘッド押圧部５１０は、吐出口面に垂直でＹ方向に沿う面であって二つの位置決め部５０ａ、５０ｂをそれぞれ含む二つの面の間、および吐出口面に垂直でＹ方向に沿う面であって、位置決め部５０ｄ、５０ｅをそれぞれ含む二つの面の間に配されている。これにより、インクジェット記録ヘッド１に設けた二つのＹ方向の位置決め部５０ａ、５０ｂ、および二つのＺ方向の位置決め部５０ｄ、５０ｅを、それぞれの位置決め部に対応するキャリッジ１０２側の位置決め部に確実に突き当てることができる。そのため、インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ１０２に装着固定される際に、インクジェット記録ヘッド１がバランスを崩した姿勢でキャリッジ１０２に装着されることを回避することができる。

なお、本実施形態では、Ｙ方向の位置決め部５０ａ、５０ｂよりもＸ方向に関する内側で、インクジェット記録ヘッド１はキャリッジ１０２から反力Ａ及び反力Ｂを受けて、キャリッジ１０２に固定されている。したがって、位置決め部５０ａ、５０ｂよりもＸ方向に関する外側のインク供給部材２１のインクタンク装着部にインクタンク２０１を装着する場合は以下の課題が生ずる。すなわち、ユーザーによってインクタンク２０１を介してインクジェット記録ヘッド１が押されると、インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ１０２に対してＹ軸周りおよびＺ軸周りの回転方向に傾いてしまう恐れがある。

そこで、本実施形態では、インク供給部材２１に２つの傾き抑制部５２ａ、５２ｂを、支持基板１２に設けられた２つの位置決め部５０ａ、５０ｂのＸ方向に関する外側に設けている（図１３（ｅ））。この傾き抑制部５２ａ、５２ｂは、位置決め部５０ｃのように、インク供給部材２１からＹ方向に沿って突出した突起である。インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ１０２に装着された状態では、位置決め部５０ｃはキャリッジ１０２に突き当たっているが、傾き抑制部５２ａ、５２ｂは、キャリッジ１０２には当接されていない。Ｙ方向の位置決め部５０ａ、５０ｂよりも、Ｘ方向に関して外側に設けられたインクタンク装着部にインクタンク２０１を装着する際に、ユーザーによってインクジェット記録ヘッド１が押されてＺ軸周りの回転方向に傾く場合がある。この場合に、傾き抑制部５２ａまたは５２ｂがキャリッジ１０２に当接されるため、インクジェット記録ヘッド１がＺ軸周りの回転方向に傾くことを防ぐことができる。また、インクタンク２０１が装着され、ユーザーによるインクタンク２０１を介したインクジェット記録ヘッド１への荷重が取り除かれると、傾き抑制部５２ａまたは５２ｂはキャリッジ１０２との当接部から離れる。したがって、インクジェット記録ヘッド１が傾いた状態から、元の状態に戻ることが可能となる。

なお、Ｙ方向と同じくＺ方向についても、Ｚ方向に沿って、すなわち吐出口面に交差する方向に突出した突起である２つの傾き抑制部５２ｃ、５２ｄを、インク供給部材２１に設けられた２つの位置決め部５０ｄ、５０ｅのＸ方向に関する外側に設けている。したがって、上述のようにインクタンク２０１の装着時にインクジェット記録ヘッド１のＹ軸周りの回転方向に傾いてしまうことを防ぐことができる。

１インクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１１記録素子基板（液体吐出基板）
１２支持基板
２１インク供給部材（筐体）
５０ａ、５０ｂ位置決め部（第１の位置決め部）
５０ｃ位置決め部（第２の位置決め部）
１０２キャリッジ（装着部）
１２０ａ〜ｃ位置決め部

Claims

液体を吐出する吐出口が設けられた吐出口面を備えた液体吐出基板と、
該液体吐出基板を支持する支持基板と、
該支持基板を支持する筐体と、
を有し、装着部に対して装着される液体吐出ヘッドであって、
前記支持基板に設けられた二つの第１の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第１の位置決め部と、
前記筐体に設けられた一つの第２の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第２の位置決め部と、
を有し、
前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記一つの第２の位置決め部を含む面が、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されており、
前記液体吐出ヘッドが前記装着部に装着される際に、前記吐出口面に垂直な方向に関して前記第２の位置決め部を通る軸を回転軸として、回転可能であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
液体を吐出する吐出口が設けられた吐出口面を備えた液体吐出基板と、
該液体吐出基板を支持する支持基板と、
該支持基板を支持する筐体と、
を有し、装着部に対して装着される液体吐出ヘッドであって、
前記支持基板に設けられた二つの第１の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第１の位置決め部と、
前記筐体に設けられた一つの第２の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第２の位置決め部と、
を有し、
前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記一つの第２の位置決め部を含む面が、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されており、
前記筐体は、前記第２の位置決め部が設けられた面の裏面に設けられ、前記所定の方向に沿って延びるリブを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
液体を吐出する吐出口が設けられた吐出口面を備えた液体吐出基板と、
該液体吐出基板を支持する支持基板と、
該支持基板を支持する筐体と、
を有し、装着部に対して装着される液体吐出ヘッドであって、
前記支持基板に設けられた二つの第１の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第１の位置決め部と、
前記筐体に設けられた一つの第２の位置決め部であって、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める前記第２の位置決め部と、
を有し、
前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記一つの第２の位置決め部を含む面が、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されており、
前記筐体は、前記第２の位置決め部が設けられた面に設けられ、前記液体吐出ヘッドと前記装着部とを電気的に接続し、前記液体吐出ヘッドが前記装着部に装着された状態で、前記装着部に設けられたコネクタから前記所定の方向に押圧される電気配線基板と、前記装着部に設けられた押圧部材によって、前記コネクタからの押圧の方向と反対の方向の成分を少なくとも含む方向に押圧される少なくとも一つの被押圧部と、を有し、
前記被押圧部は、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって、前記電気配線基板のうちの前記コネクタに押圧される領域の、前記吐出口面に沿い前記所定の方向に垂直な方向に関する一端と他端とをそれぞれ含む二つの面、の間に配されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記液体吐出基板は、前記二つの第１の位置決め部を基準として前記支持基板に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記第２の位置決め部は、前記吐出口面に沿い、且つ前記所定の方向に垂直な方向に関する、前記筐体の中央部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記リブは、前記第２の位置決め部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
前記筐体の外周壁は、前記吐出口面に垂直な方向から見て矩形となるように配されており、前記リブは、前記裏面から該裏面に対向する前記外周壁まで延びていることを特徴とする請求項２または請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
前記筐体は、前記第２の位置決め部が設けられた面に設けられ、前記液体吐出ヘッドと前記装着部とを電気的に接続し、前記液体吐出ヘッドが前記装着部に装着された状態で、前記装着部に設けられたコネクタから前記所定の方向に押圧される電気配線基板を有し、前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む前記二つの面の間に、前記電気配線基板のうちの前記コネクタに押圧される領域の中心が配されていることを特徴する請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
前記被押圧部は、前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
前記液体吐出ヘッドは、前記装着部に突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記吐出口面に垂直な方向に関する前記装着部に対する位置を決める二つの第３の位置決め部を有し、前記被押圧部は、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二つの第３の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されていることを特徴とする請求項３または請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
前記筐体の、前記二つの第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面よりも外側には、傾き抑制部としての、前記所定の方向に沿う方向に突出する突起が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記筐体の、前記二つの第３の位置決め部をそれぞれ含む二つの面よりも外側には、傾き抑制部としての、前記吐出口面に交差する方向に関して突出する突起が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
液体を吐出する吐出口が設けられた吐出口面を備えた液体吐出基板と、該液体吐出基板を支持する支持基板と、該支持基板を支持する筐体と、を有する液体吐出ヘッドと、
該液体吐出ヘッドが装着される装着部と、
を有する液体吐出装置であって、
前記支持基板に設けられた二つの位置決め部と、前記装着部に設けられた二つの位置決め部とがそれぞれ突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める二組の第１の位置決め部と、
前記筐体に設けられた一つの位置決め部と、前記装着部に設けられた一つの位置決め部とが突き当たることで、前記液体吐出ヘッドの、前記所定の方向に関する前記装着部に対する位置を決める一組の第２の位置決め部と、
を有し、
前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記一組の第２の位置決め部を含む面が、前記吐出口面に垂直で前記所定の方向に沿った面であって前記二組の第１の位置決め部をそれぞれ含む二つの面の間に配されており、
前記液体吐出ヘッドが前記装着部に装着される際に、前記吐出口面に垂直な方向に関して前記第２の位置決め部を通る軸を回転軸として、回転可能であることを特徴とする液体吐出装置。