JP6750855B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。

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が配備されている。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。

米国特許第９２１１７１８号明細書

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。

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および液体吐出装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、吐出口が形成された吐出口面と、前記吐出口から液体を吐出するための素子と、を備えた複数の素子基板と、前記複数の素子基板をそれぞれ保持するための複数の第１保持部材と、前記複数の第１保持部材を保持するための第２保持部材と、前記第１保持部材の上部に前記複数の第１保持部材の配列方向に沿って延在して配備され、前記吐出口面を覆うキャップ部材が当接する面を備えたカバー部材と、前記配列方向において隣接する前記第１保持部材の間、および前記第２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、前記第１保持部材と前記第２保持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。

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。

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。

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。

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。

（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、記録動作の信頼性が向上し、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。

（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。

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のレイアウトの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。

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。

（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の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の遅れを低減するためである。

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のキャリッジと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の濃度ムラが生じにくくすることができる。

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。

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。

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。

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、吐出動作を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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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のムラを低減させて、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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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

Claims (10)

1. 吐出口が形成された吐出口面と、前記吐出口から液体を吐出するための素子と、を備えた複数の素子基板と、
   前記複数の素子基板をそれぞれ保持するための複数の第１保持部材と、
   前記複数の第１保持部材を保持するための第２保持部材と、
   前記第１保持部材の上部に前記複数の第１保持部材の配列方向に沿って延在して配備され、前記吐出口面を覆うキャップ部材が当接する面を備えたカバー部材と、
   前記配列方向において隣接する前記第１保持部材の間、および前記第２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、
   前記第１保持部材と前記第２保持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液体吐出ヘッド。
2. 前記複数の第１保持部材は、それぞれ液体の流路が形成された複数の第１流路部材であり、前記第２保持部材は、液体の流路が形成された第２流路部材であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記カバー部材に、前記複数の素子基板の前記吐出口面を露出させる開口部が形成され、
   前記封止部材は、前記隣接する第１保持部材の間を、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１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 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３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記封止部材が配された領域において、前記隣接する第１保持部材の間隔が部分的に広くさ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。
6. 前記隣接する第１保持部材の間隔が広くされた部分は、前記液体吐出ヘッドの外側端部に位置することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１保持部材は、前記配列方向における前記素子基板の端部が前記配列方向における前記第１保持部材の端部から突出するように、前記素子基板を保持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。
8. 前記素子基板と前記第１保持部材との間に前記素子基板を支持する支持部材を備え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。
9. 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８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
    前記吐出口から液体を吸引するための前記キャップ部材と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。

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