JP2006212796A - インクジェット記録ヘッドの保護部材と、この保護部材を使用したインクジェット記録ヘッドの保管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外力に弱いインク吐出口部を持つインクジェット記録ヘッドの製造後の物流やパッケージを開封して使用されるまでの間において、吐出性能を維持するためのインクジェット記録ヘッドの保護部材を提供する。
【解決手段】 保護部材８は、インク吐出口面１６の非インク吐出口部と密着可能な面に形成された粘着層１１にてインクジェット記録ヘッド１へ固定され、インク吐出口面１６のインク吐出口部に対して、周囲が粘着層１１で囲まれた撥水層１０が配置される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口を保護する保護手段に関するものである。

一般的に、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口は、使用時にはインクが吐出するために開放されていなければならないが、製造後の物流やパッケージを開封して使用されるまでの間は、インク吐出口が開放されたままであると、インク中の水分の蒸発による吐出口の目詰まりや空気中を浮遊するゴミの付着等によってインク吐出口が使用不可能となり、また、振動によりインクが飛散するため、該インク吐出口は保護・封止されていることが望ましい。

そのために、従来は、特許文献１〜３に、粘着性のフィルムでインク吐出口を保護・封止する技術が開示されている。
特開平３−１７６１５６号公報 特開平３−２３４６５９号公報 特開平３−２４８８４９号公報

しかし、近年はインクジェット記録装置に対し、高速印刷やより高精細な画像印刷の要求が高まっており、インクジェット記録ヘッドには、高速でかつ低吐出量で高解像度なものが求められている。

そのために、ノズル構造はより微細になり、特に吐出口周辺部は、吐出口が薄い樹脂層に形成されるものもあり、さらに内部にインク流路やヒーターなどが存在するために中空構造となり、外力に対し弱くなっている。

このようなインクジェット記録ヘッドの吐出口面に、従来のインクジェット記録ヘッドに用いられる粘着性の保護テープを貼って物流形態とすると、開封時にテープを剥がす際にそのテープの粘着力により吐出口面が引っ張られ、吐出口へのクラックの発生や場合によっては吐出口面を構成する樹脂が剥がれ、インクジェット記録ヘッドの吐出性能が大きく低下してしまう。

以上説明したように、インクジェット記録ヘッドの製造後の物流やパッケージを開封して使用されるまでの間に、インクジェット記録ヘッドの吐出性能低下等の問題が発生しないように、外力に弱い、インク吐出口を含む領域（以下、インク吐出口部と呼ぶ）を保護する新たな手段が必要になっている。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的は外力に弱いインク吐出口部を持つインクジェット記録ヘッドの製造後の物流やパッケージを開封して使用されるまでの間において、吐出性能を維持するためのインクジェット記録ヘッドの保護部材と、この保護部材を使用したインクジェット記録ヘッドの保管方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、複数のインク吐出口を有し、該インク吐出口を含む領域であるインク吐出口部の周囲に、前記インク吐出口を含まない領域である非インク吐出口部を有するインクジェット記録ヘッドのインク吐出口面を保護する保護部材において、
前記インク吐出口面の前記インク吐出口部に対向する面は撥水性を有し、前記インク吐出口面の前記非インク吐出口部に対向する面は前記インク吐出口部を密閉するよう前記非インク吐出口部と密着することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、インクジェット記録ヘッドの製造後の物流や開封して使用されるまでの間に、インク吐出口面のインク吐出口部に対向する面は撥水性であり、かつインク吐出口面の非インク吐出口部に対向する面は非インク吐出口部と密着可能な面である保護部材を用いて、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口を保護することで、インクジェット記録ヘッドの製造後の物流や開封して使用されるまでの間において、吐出性能の低下を防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１に用いるインクジェット記録ヘッド１の模式図である。図２のチップ３部（Ｈ）を拡大したものが図３であり、チップ３にはインクを吐出する為に複数のインク吐出口４が２列に備えられている。図２のインクジェット記録ヘッド１のチップ３を含む断面（Ａ−Ａ）の一部を表したものが図４であり、チップ３はシリコンウエハー上にインクを吐出させる為のヒーター１２や配線パターン（図示せず）及びインクをノズル１５へ供給する為の開口部１３が形成されたヒーターボード７とインクを吐出させるノズル１５やインク吐出口４およびノズル１５へインクを供給する為の液室１４が形成されたノズル層６により構成されている。ノズル層６は、多ノズル化とノズルの高密度化、そして、ノズルの高精度化を実現する為に、感光性樹脂を使い、ノズル１５とインク吐出口４および液室１４は、フォトリソ技術にて形成される。また、液室１４は２列にならんだインク吐出口４の間に形成され、ヒーターボード７の開口部１３と接続されている為、ノズル層６は中空形状となっている。

図１は、本発明の実施形態１の模式図であり、インクジェット記録ヘッド１のインク吐出口面１６（図４参照）のインク吐出口部に保護部材８の撥水層１０が接し、かつインク吐出口面１６の非インク吐出口部（インク吐出口部の周囲の領域）に保護部材８の粘着層１１が密着することでインク吐出口部が保護部材８により密閉されるように、インクジェット記録ヘッド１と保護部材８を張り合わせたものである。

図５は、本発明の実施形態１に用いる保護部材８の模式図であり、保護部材８はフィルム状の基材９と露出面が撥水性を有する撥水層１０と粘着性を有する粘着層１１から構成されている。撥水層１０は、粘着層１１に囲まれるように配置され、撥水層１０の側面と粘着層１１との隙間は、撥水層１０の側面と粘着層１１との隙間での基材９の変形等を抑える為に、できる限り少ないほうがよく、実施形態１では、撥水層１０の側面は粘着層１１に接するように設定した。

図５の保護部材８の粘着層１１と撥水層１０を含む断面（Ｂ−Ｂ）を表したものが図６であり、撥水層１０および粘着層１１は基材９の表面に保持されている。

実施形態１に用いる保護部材８の基材９の材質としては、アクリル、ＰＰ、ＰＥＴなどが、撥水層１０の材質としては、ＰＰ、アクリル、ＰＥＴ等のシートの表面に撥水膜（図示せず）を形成しそれを所望の寸法にカットしたものなどが考えられる。この時、使用する撥水膜としては、旭ガラス社製「サイトップ」やアウジモント社製「AD60」などが考えられ、その膜厚は、０．１［μｍ］程度から１［μｍ］程度が望ましい。

粘着層１１の材質はインクジェット記録ヘッド１の物流や使用されるまでの間において、インクジェット記録ヘッド１に充填されるインクと接触すると、粘着層１１の劣化や腐食が発生するなどして、インクジェット記録ヘッド１の吐出性能の低下を引き起こさないものを選択する必要があり、実施形態１では、綜研科学社製「SKダイン９７０２」を用いた。

図７は、図１のインクジェット記録ヘッド１のチップ３と保護部材８を含む断面（Ｃ−Ｃ）の一部を表したものである。撥水層１０の領域は、インク吐出口面１６において、粘着層１１を密着させ引き剥がすと、粘着層１１の粘着力によりインク吐出口４やその周辺がダメージをうけインクジェット記録ヘッド１の吐出性能の低下が発生する可能性のある領域や、粘着剤残りが発生するとインクジェット記録ヘッド１の吐出性能の低下が発生する可能性のある領域の全てを覆うように設定する。

撥水層１０とインク吐出口部の間に隙間が発生しても、撥水層１０の表面が撥水性の為、インクの染み出しを防ぐことが可能であるが、撥水層１０とインク吐出口部は接触していることが望ましく、その為に、撥水層１０の厚みは、粘着層１１と同等かそれ以上に設定する必要があり、粘着層１１以上の厚みに設定する場合は、粘着層１１と非インク吐出口部が密着し、インク吐出口部を密閉することが可能な範囲で設定する必要がある。実施形態１における撥水層１０の厚みは、粘着層１１の厚みと同等とした。

また、保護部材８の撥水層１０とインクジェット記録ヘッド１のインク吐出口部を接触させ、かつ保護部材８の粘着層１１とインクジェット記録ヘッド１のインク吐出口面１６の非インク吐出口部とを密着することによってインク吐出口部を密閉するためには、粘着層１１の粘着力、厚みを決める必要があるが、本実施形態１の場合は、粘着力としては２００［Ｎ／ｍ］程度以上が、厚みとしては１０［μｍ］程度から５０［μｍ］程度が望ましい。

さらに、保護部材８をインクジェット記録ヘッド１に十分に保持する為に、保護部材８の粘着層１１の領域は、インクジェット記録ヘッド１のＴＡＢ２のテープ表面とも密着できるように設定した。

以上説明した本実施形態１の保護部材８は、インク吐出口面１６の非インク吐出口部と密着可能な面に形成された粘着層１１にてインクジェット記録ヘッド１へ固定され、インク吐出口面１６のインク吐出口部に対して、周囲が粘着層１１で囲まれた撥水層１０が配置される。この構成によれば、保護部材８をインクジェット記録ヘッド１からとり外す時に、粘着剤を用いたテープのようにインク吐出口部を引っ張ることがないため、インク吐出口部へのダメージを防ぐことができる。さらに、インク吐出口部上に撥水層１０が配置されているため、振動等によりインクがインク吐出口から飛び出すのを防ぐことができる。

また、インク吐出口面の非インク吐出部に密着させた保護部材の粘着層によってインク吐出部が密閉される構成であるため、インク吐出口からのインクの蒸発を軽減し、インク吐出口でのインクの増粘・固着を軽減することができ、さらにはインク吐出口への異物等の付着・侵入を防ぐことができる。

以上説明した保護部材８を用いてインクジェット記録ヘッド１のインク吐出口部を保護することで、インクジェット記録ヘッド１の製造後の物流や開封して使用されるまでの間において、インクジェット記録ヘッド１の吐出性能低下の原因となるインク吐出口部へのダメージ等を防ぐことができる。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に用いるインクジェット記録ヘッド２１の模式図であり、図９のチップ２３部を拡大したものが図１０である。実施形態１のチップ３と実施形態２のチップ２３の異なる点は、実施形態２のチップ２３には、異なる色のインクを吐出するインク吐出口部を３つ備えていることである。具体的には、チップ２３には、マゼンタインクを吐出する複数のインク吐出口Ｍ４１からなるノズル列が２本配列されたインク吐出口部Ｍ４７、イエローインクを吐出する複数のインク吐出口Ｙ４２からなるノズル列が２本配列されたインク吐出口部Ｙ４８、およびシアンインクを吐出する複数のインク吐出口Ｃ４３からなるノズル列が２本配列されたインク吐出口部Ｃ４９を備えている。また、物流や使用されるまでの間において、チップ２３内には、実際に吐出するインクが充填されている。さらに、それぞれのインク吐出口部の間は、実際の使用中において、混色が発生しないように十分な距離が確保されている。

図９のインクジェット記録ヘッド２１のチップＣ２３を含む断面（Ｄ−Ｄ）の一部を表したものが図１１であり、実施形態１のチップ３と同様に、チップ２３も外力に対し弱い構成となっている。

図１２は、本発明の実施形態２に用いる保護部材２８の模式図であり、基材２９と撥水層Ｍ４４、撥水層Ｙ４５、撥水層Ｃ４６および粘着層３１から構成されている。実施形態１の保護部材８と実施形態２の保護部材２８の異なる点は、実施形態２の保護部材２８には、チップ２３の３つのインク吐出口部に対応し、各々が独立した３つの撥水層を備えていることである。

また、実施形態２の保護部材２８の基材２９と撥水層Ｍ４４、撥水層Ｙ４５、撥水層Ｃ４６および粘着層３１の材質等は、実施形態１の基材９と撥水層１０および粘着層１１とそれぞれ同じものである。

図８は、本発明の実施形態２の模式図であり、インクジェット記録ヘッド２１のインク吐出口面２６のインク吐出口部Ｍ４７に保護部材２８の撥水層Ｍ４４が、インク吐出口部Ｙ４８に保護部材２８の撥水層Ｙ４５が、インク吐出口部Ｃ４９に保護部材２８の撥水層Ｃ４６がそれぞれ接し、かつインク吐出口面２６のインク吐出口部Ｍ４７とインク吐出口部Ｙ４８の間とインク吐出口部Ｙ４８とインク吐出口部Ｃ４９の間とを含む非インク吐出口部に保護部材２８の粘着層３１が密着することでインク吐出口部Ｍ４７とインク吐出口部Ｙ４８およびインク吐出口部Ｃ４９が独立して保護部材２８により密閉されるように、インクジェット記録ヘッド２１と保護部材２８を張り合わせたものである。

図１３は、図８のインクジェット記録ヘッド２１のチップＣ２３と保護部材２８を含む断面（Ｆ−Ｆ）の一部をあらわしたものである。撥水層Ｍ４４、撥水層Ｙ４５、撥水層Ｃ４６の領域は、インク吐出口面２６において、粘着層３１を密着させ引き剥がすと、粘着層３１の粘着力によりインク吐出口Ｍ４１、インク吐出口Ｙ４２、インク吐出口Ｃ４３やそれら周辺がダメージをうけインクジェット記録ヘッド２１の吐出性能の低下が発生する可能性のある領域や、粘着剤残りが発生するとインクジェット記録ヘッド２１の吐出性能の低下が発生する可能性のある領域の全てを覆うように設定する。

また、保護部材２８をインクジェット記録ヘッド２１に十分に保持する為に、保護部材２８の粘着層３１の領域は、インクジェット記録ヘッド２１のＴＡＢ２２のテープ表面とも密着できるように設定した。

以上説明した保護部材２８を用いてインクジェット記録ヘッド２１のインク吐出口部Ｍ４１、インク吐出口部Ｙ４２、インク吐出口部Ｃ４３を保護することで、インクジェット記録ヘッド２１の製造後の物流や開封して使用されるまでの間において、インクジェット記録ヘッド２１の吐出性能低下の原因となるインク吐出口部へのダメージ等を防ぐことができる。

特に、実施形態１の効果に加えて、本実施形態によると、保護部材２８をインク吐出口面に保持させた際、インク吐出口面に形態された複数の異なる色のインク吐出口部を各々独立して密閉できるので、各色のインク吐出口からにじみ出したインクによる混色を防ぐことができる。

（実施例３）
図１４は、本発明の実施例３の模式図であり、図１４の保護部材５１を含む断面（Ｇ−Ｇ）の一部をあらわしたものが図１５である。この実施形態３が実施形態１と異なる点は、実施形態３の保護部材５１は、実施形態１の撥水層１０のかわりに、保護部材５１の基材５２にインク吐出口面１６側へ凸形状を実施形態１の撥水層領域と同等になるように形成し、その表面に撥水膜を形成した点であり、他は実施形態１と同様である。

本実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られ、特に撥水層１０は形成されていないが実施形態１と同様、インクの飛び出しを防止することができる。

（実施形態４）
図１６は、本発明の実施形態４の模式図であり、図１６のインクジェット記録ヘッド５７と保護部材５８を張り合わせた状態を表している。図１６のインクジェット記録ヘッド５７は、物流や使用されるまでの間において、インクジェット記録ヘッド５７に充填される液体が１種類である点が、実施形態２のインクジェット記録ヘッド２１と異なり、他は実施形態２のインクジェット記録ヘッド２１と同様である。その為、実施形態３においては、物流や使用されるまでの間において、混色については特に注意にする必要はない。

図１７は、実施形態４で用いることができる保護部材５８の模式図である。保護部材５８は、撥水層６０が１つであり、その１つの撥水層６０が３つのインク吐出口部に接触する点が、実施形態２の保護部材２８と異なり、他は実施形態２の保護部材２８と同様である。

図１８は、図１６の保護部材５８を含む断面（Ｈ−Ｈ）の一部を表したものである。

実施形態４のインクジェット記録ヘッド５７と保護部材５８は、インクジェット記録ヘッド５７のインク吐出口面６５のインク吐出口部Ｍ６６とインク吐出口部Ｙ６７およびインク吐出口部Ｃ６８に保護部材５８の撥水層６０が接し、かつインク吐出口面６５のインク吐出口部Ｍ６６とインク吐出口部Ｙ６７の間とインク吐出口部Ｙ６７とインク吐出口部Ｃ６８の間を除く非インク吐出口部に保護部材５８の粘着層６１が密着することで、インク吐出口部Ｍ６６とインク吐出口部Ｙ６７およびインク吐出口部Ｃ６８の３つのインク吐出口部全体が保護部材２８により密閉されるように張り合わせることができる。また、インク吐出口面６５のインク吐出口部Ｍ６６とインク吐出口部Ｙ６７の間とインク吐出口部Ｙ６７とインク吐出口部Ｃ６８の間の非インク吐出口部は、混色に注意する必要がない為、保護部材５８の粘着層６１と密着する必要はないが、インクジェット記録ヘッド５７のインク吐出口面６５のインク吐出口Ｍ６６とインク吐出口部Ｙ６７およびインク吐出口部Ｃ６８に保護部材５８の撥水層６０が接する為に、撥水層６０と接することが望ましい。

以上説明した保護部材５８を用いてインクジェット記録ヘッド５７のインク吐出口部Ｍ６６、インク吐出口部Ｙ６７、インク吐出口部Ｃ６８を保護することで、インクジェット記録ヘッド５７の製造後の物流や開封して使用されるまでの間において、インクジェット記録ヘッド５７の吐出性能低下の原因となるインク吐出口部へのダメージ等を防ぐことができる。

（実施形態５）
図１９は、本発明の実施形態５に用いるインクジェット記録ヘッド７１の模式図であり、図１９のインクジェット記録ヘッド７１のチップ７３を含む断面（Ｉ−Ｉ）の一部をあらわしたものが図２０である。

実施形態５のインクジェット記録ヘッド７１が実施形態１のインクジェット記録ヘッド１と異なる点は、実施形態１のインクジェット記録ヘッド１では、チップ３のインク吐出口面１６を１つの平面で形成しているのに対し、実施形態５のインクジェット記録ヘッド７１では、チップ７３のインク吐出口面７５をインク吐出口７４が配列されている平面７７と平面７７に対し角度を有する面である左斜面７８と右斜面７９の３平面で形成されている点であり、他は実施形態１のインクジェット記録ヘッド１と同様である。

図２１は、実施形態５で用いる保護部材８０であり、実施形態１の保護部材８と同様である。

図２２は、本発明の実施形態５の模式図であり、インクジェット記録ヘッド７１のインク吐出口面７５のインク吐出口部に保護部材８０の撥水層８２が接し、かつインク吐出口面７５の非インク吐出口部に保護部材８０の粘着層８３が密着することでインク吐出口部が保護部材８０により密閉されるように、インクジェット記録ヘッド１と保護部材８を張り合わせたものである。

図２３は、図２２のインクジェット記録ヘッド７１のチップ７３と保護部材８０を含む断面（Ｋ−Ｋ）の一部を表したものである。保護部材８０の基材８１はフィルム状である為、保護部材８０は屈曲性に優れ、インク吐出口面７５の形状に容易に追従できる。その為、インクジェット記録ヘッド７１のインク吐出口面７５のインク吐出口部に保護部材８０の撥水層８２が接し、かつインク吐出口面７５の非インク吐出口部に保護部材８０の粘着層８３が密着することでインク吐出口部が保護部材８０により密閉することが可能となる。

つまり、実施形態５においても実施形態１と同様の効果が得られる。

本発明の実施形態１の模式図である。 実施形態１に用いるインクジェット記録ヘッドの模式図である。 実施形態１のインクジェット記録ヘッドのチップ部の拡大図である。 図２のインクジェット記録ヘッドのＡ−Ａ断面の一部を示す図である。 実施形態１に用いる保護部材の模式図である。 図５の保護部材のＢ−Ｂ断面の図である。 図１のＣ−Ｃ断面の一部を示す図である。 本発明の実施形態２の模式図である。 実施形態２に用いるインクジェット記録ヘッドの模式図である。 実施形態２のインクジェット記録ヘッドのチップ部の拡大図である。 図９のインクジェット記録ヘッドのＤ−Ｄ断面の一部を示す図である。 実施形態２に用いる保護部材の模式図である。 図８のＦ−Ｆ断面の一部を示す図である。 本発明の実施形態３の模式図である。 図１４のＧ−Ｇ断面の一部を示す図である。 本発明の実施形態４の模式図である。 実施形態４に用いる保護部材の模式図である。 図１６のＨ−Ｈ断面の一部を示す図である。 実施形態５に用いるインクジェット記録ヘッド７１の模式図である。 図１９のインクジェット記録ヘッドのＩ−Ｉ断面の一部を示す図である。 実施形態５に用いる保護部材の模式図である。 実施形態５の模式図である。 図２２のＫ−Ｋ断面の一部を示す図である。

符号の説明

１ インクジェット記録ヘッド
２、２２ ＴＡＢ
３ チップ
４ インク吐出口
５ 接着剤
６ ノズル層
７ ヒーターボード
８、２８、５１、５８、８０ 保護部材
９ 基材
１０、６０、８２ 撥水層
１１、３１、５４、６１、８３ 粘着層
１２ ヒーター
１３ 開口部
１４ 液室
１５ ノズル
１６、２６、６５、７５ インク吐出口面
４４ 撥水層Ｍ
４５ 撥水層Ｙ
４６ 撥水層Ｃ
４７、６６ インク吐出口部Ｍ
４８、６７ インク吐出口部Ｙ
４９、６８ インク吐出口部Ｃ
５３ 撥水膜

Claims (7)

1. 複数のインク吐出口を有し、該インク吐出口を含む領域であるインク吐出口部の周囲に、前記インク吐出口を含まない領域である非インク吐出口部を有するインクジェット記録ヘッドのインク吐出口面を保護する保護部材において、
   前記インク吐出口面の前記インク吐出口部に対向する面は撥水性を有し、前記インク吐出口面の前記非インク吐出口部に対向する面は前記インク吐出口部を密閉するよう前記非インク吐出口部と密着することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの保護部材。
2. 前記保護部材は、前記インク吐出口面の前記非インク吐出口部に対向する面に粘着性があることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの保護部材。
3. 前記保護部材は、前記インク吐出口面の前記非インク吐出口部に対向する面に粘着性があり、その粘着性によりインクジェット記録ヘッドに保持されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの保護部材。
4. 前記インクジェット記録ヘッドは、同一のインク吐出口面に異なる色のインクを吐出する複数の前記インク吐出口部を備えており、前記保護部材は、複数の前記インク吐出口部の間を含む前記非インク吐出口部に対向する面に粘着性があることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの保護部材。
5. 前記保護部材の前記インク吐出口部に対向する撥水性の面は、表面が撥水性のフィルム状のものを保護部材の基材上に保持したものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの保護部材。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の保護部材を保持したインクジェット記録ヘッド。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の保護部材を使用したインクジェット記録ヘッドの保管方法。

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