JP2007055153A - 液体吐出ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙ジャム等によって記録ヘッドの吐出口面が損傷するのを防ぐ。
【解決手段】記録ヘッド１００１の記録素子基板１１００の側面は、第１の封止樹脂１３０７によって封止され、支持板に固定された配線基板１３００との電気接続部は第２の封止樹脂１３０８によって封止される。記録素子基板１１００の吐出口面に、紙ジャム等によって折れ曲がった被記録媒体が接触するのを防ぐために、記録素子基板１１００の側縁に沿って、配線基板１３００の表面に所定の高さで突出する第３の封止樹脂１３０９を被着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被記録媒体にインク等液体を吐出させて記録を行う記録装置に搭載される液体吐出ヘッドおよび記録装置に関するものである。

熱等のエネルギーをインクに与えることで、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着させて画像形成を行う記録方法が従来知られている。この記録方法は、情報処理装置の出力手段、例えば複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークステーション等の出力端末としてのプリンタに用いられている。あるいはパーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポータブルプリンタの記録方法として利用されている。また、この記録方法は、インクを微小な液滴として吐出することによって、被記録媒体上に文字や図形等の記録を行うもので、高精細な画像の出力、高速記録の手段としてすぐれた利点を有する。

この記録方法を適用した液体吐出ヘッドは、例えば、特許文献１、特許文献２に開示されているように、液体の吐出口と、この吐出口に連通する液流路と、液流路内に配された液体を吐出するためのエネルギーを発生する発熱体（電気熱変換体）とを備えている。

インクジェット記録方法を採用する記録装置（インクジェット記録装置）は、液体を吐出するための手段として上記液体吐出ヘッドを着脱自在に、あるいは固定して搭載することによって、以下のような特徴を有する。すなわち、いわゆるノンインパクト型の記録装置なので他の方法を適用したものと比較して騒音が少ないこと、多色のインクを使うことによってカラー画像記録も容易に行うことができること、装置本体の小型化や画像の高密度化も容易である等の特徴を有する。従って、インクジェット記録方法は、近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利用されており、さらに捺染装置等の産業用システムにまで急速に普及しつつある。

図６は、一般的な記録装置の記録ヘッドカートリッジを示すものである。この記録ヘッドカートリッジは、記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１００１とタンクホルダ２０００よびこれに着脱自在に設けられたインクタンク１９００で構成されている。この記録ヘッドカートリッジは、インクジェット記録装置本体のキャリッジに対して着脱可能となっており、記録装置本体の位置決め手段によって位置決めされ、電気的接点に接触し固定される。記録ヘッド１００１の電気接点部は、コンタクトパッド１３０１である。記録ヘッドカートリッジは、このコンタクトパッド１３０１を通じて記録装置本体から電気信号を受け、配線基板１３００を通じて、記録素子基板（吐出素子基板）１１００に信号を送り、インクを吐出させプリントを行う。

図７は記録ヘッド１００１の主要部を示すもので、記録素子基板１１００は、吐出口１１１０の下に設けられたヒーター（不図示）と配線のあるヒーターボード１１１２と、インク流路を形成するための流路プレート１１１１から成り立っている。

記録素子基板１１００の配線と支持板１４００上の配線基板１３００は封止樹脂（電気接続部封止樹脂）１３０８の下で電気的に接続されており、前記の電気信号はこの部分を通じて伝達される。封止樹脂１３０８は配線をインクによる腐食、ショートから防ぐために設けられている。また、前記電気接続部の裏面と記録素子基板１１００の側面を守るために封止樹脂（側面封止樹脂）１３０７が充填される。
特公昭６１−５９９１１号公報 特開２００１−１３０００１号公報 特開２０００−１９０５１３号公報

しかしながら、図７に示したような従来のヘッド構成は、記録素子基板１１００の両側縁が露出している。このため、例えば、記録装置で紙ジャムを起こした場合など、図８に示すように、紙ジャムによって折れ曲がった紙Ｐがインクの吐出部に接触して傷つけてしまい、正常な吐出ができなくなる場合があった。

紙ジャムそのものをなくす様々な工夫により、紙ジャムの発生確率は少なくなってきてはいるものの、例えばユーザーが規格外の被記録媒体を挿入するなど、不測の事態が起こった場合には、依然としてジャムが発生する危険性は高い。従って、ヘッドの損傷を未然に防ぐ手段が必要である。

このためのヘッド保護手段として、例えば、特許文献３に示されるようなヘッドカバーを取り付け、凸部を設けることも考えられる。しかし、このヘッドカバーは導電性を有する金属板という比較的高価な材料でできており、低価格化のためにコストダウンが要求される記録ヘッドにおいては、このような高価な部材を用いることは好ましいことではない。

記録ヘッドの吐出口（ノズル）と被記録媒体の記録面の間隔（紙間）を遠ざけることによって、紙ジャム発生時の記録ヘッドの吐出口面の損傷確率を抑えることも考えられる。しかし、一般に紙間が広いほど、吐出したインク滴の被記録媒体への着弾精度が悪化することが知られており、さらなる高画質へのニーズが高まる記録装置にふさわしいものではない。

また、図９に示すように、記録素子基板１１００の全周を電気接続部封止樹脂１３０８で封止する提案もなされている。ところが、記録素子基板全面をワイピングしたい場合など、ワイプ幅（ワイパーブレードＢの長さ）Ａが記録素子基板１１００の幅Ｌと同じになる。このため、少しでもヘッドに対するワイパーブレードＢの位置がずれてしまうと、ワイパーブレードＢが電気接続部封止樹脂１３０８に乗り上げてしまい、周辺領域の残留インクを充分に払拭することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、紙ジャム等によって折れ曲がった被記録媒体等による損傷を簡単な構成で回避できる液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するためのエネルギー発生手段および複数の吐出口を備えた吐出素子基板と、前記吐出素子基板に電気信号を印加するための配線基板と、前記吐出素子基板を前記配線基板の開口内に支持するための支持手段と、前記吐出素子基板と前記配線基板を電気接続する電気接続部と、前記電気接続部を封止する電気接続部封止樹脂と、前記吐出素子基板の前記電気接続部を除く側縁に沿って、前記側縁から所定の離間距離に延在するように前記配線基板上に配設された表面封止樹脂と、を有することを特徴とする。

吐出素子基板の電気接続部封止樹脂が設けられていない側の側縁に沿って表面封止樹脂を設けることにより、紙ジャム等によって折れ曲がった被記録媒体が吐出素子基板に接触して吐出口面を傷つけてしまうのを防ぐことができる。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、実施例１による液体吐出ヘッドである記録ヘッド１００１の主要部を構成する吐出素子基板である記録素子基板１１００とその周辺部を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。記録素子基板１１００は、吐出口１１１０の下に設けられたヒーター（不図示）と配線のあるヒーターボード１１１２と、インク流路を形成するための流路プレート１１１１を有する。記録素子基板１１００の側面には側面封止樹脂である第１の封止樹脂１３０７が充填され、記録素子基板１１００の配線と配線基板１３００の電極部は、電気接続部封止樹脂である第２の封止樹脂１３０８の下で電気接続されている。

第２の封止樹脂１３０８は、前記電気接続部の配線等をインクによる腐食、ショートから防ぐために設けられている。また、第１の封止樹脂１３０７は、前記電気接続部とその下の記録素子基板１１００の側面を守るために充填される。そして、記録素子基板１１００の電気接続部が設けられていない側の、対向する２辺（側縁）に沿って、それぞれ表面封止樹脂である第３の封止樹脂１３０９が設けられている。第３の封止樹脂１３０９は、後述するように、記録素子基板１１００の側縁から所定の離間距離だけ離間して、配線基板１３００上に配設されている。

従来例では、図７および図８に示したように、封止樹脂１３０７が記録素子基板１１００に対して凸部をなしていないため、被記録媒体が正常に搬送されずに搬送経路に詰まってしまう、いわゆる紙ジャムが発生する。この場合、紙ジャムによって折れ曲がった紙Ｐがインクの吐出部に接触し、その結果吐出口面を傷つけてしまうことがあった。

これに対して、本実施例では、第３の封止樹脂１３０９が設けられている。このため、図３に示すように、紙ジャム等のために折れ曲がった紙Ｐが記録素子基板１１００に接近しても、配線基板１３００の表面に設けられた封止樹脂１３０９に干渉して止められたり、進行方向が変えられたりすることになる。

このようにして、記録素子基板１１００の全方向から折れた紙などの異物が記録素子基板１１００に当たることを防ぎ、記録素子基板１１００の損傷の可能性を大幅に減らすことができる。

第３の封止樹脂１３０９と第２の封止樹脂１３０８とが同じ樹脂材料であれば、封止樹脂が記録素子基板１１００の全周を切れ目なく囲むように配設されるため、上記の効果はさらに上がることとなる。

次に第３の封止樹脂１３０９の配設位置に関して詳細に説明する。記録動作中は、記録素子基板１１００が記録装置本体のワイパーにより拭き取られる。このワイピング動作では、記録ヘッドをプリンタ中のワイピング位置にて固定し、プリンタのモーター動力を用いてワイパーを移動させ、記録素子基板１１００上にインクが残り増粘し吐出に影響を与えないように記録素子基板全面を拭く。このときのワイパーの位置にはある程度公差（位置ずれ）がある。例えば図４の（ａ）に示すように、規定どおりにワイピングが行われる場合のワイパーブレードＢの位置に対して、同図の（ｂ）、（ｃ）に示すように、左右にずれるのが一般的である。そこで、ヘッドの固定位置とワイパーの位置との公差をＭとした場合、記録素子基板全面を拭くためには、記録素子基板１１００の幅をＬとすると、必要なワイパーブレードＢの長さＡはＬ＋２Ｍとなる。従って、第３の封止樹脂１３０９は、図５に示すように、記録素子基板１１００の側縁よりＡ−Ｌ＝２Ｍだけ離れていればよい。

本実施例は、本実施例１と同様の構成において、電気接続部封止樹脂である第２の封止樹脂１３０８の高さと、表面封止樹脂である第３の封止樹脂１３０９の高さを略等しくするとともに、両者の材料に同じ樹脂材料を用いたものである。

電気接続部を封止する第２の封止樹脂１３０８と新たに設けられた第３の封止樹脂１３０９の高さが異なる場合、第２、第３の封止樹脂１３０８、１３０９間に段差が生じ、紙が挟まってしまう可能性がある。そこで、両者の高さを同じにして紙のひっかかりを防止する。このような構成にすることによって、第２、第３の封止樹脂１３０８、１３０９を同じ封止装置を用いて形成することが可能となり、製造コストの上昇を防ぐことができる。

なお、封止樹脂１３０８および樹脂部材１３０９は、硬くて、封止性のよい、エポキシ系の封止用樹脂を用いることが好ましい。

実施例１の主要部を示す平面図である。 図１の装置をＡ−Ａ線に沿ってとった断面で示す断面図である。 図１の装置を動作中の状態で説明する図である。 ワイパーブレードの動作を説明する図である。 ワイパーブレードと第３の封止樹脂の配置を説明する図である。 記録ヘッドカートリッジを示す斜視図である。 従来例による液体吐出ヘッドの主要部を示す平面図である。 紙ジャムによるトラブルを説明する図である。 ワイピング動作中のトラブルを説明する図である。

符号の説明

１００１ 記録ヘッド
１１００ 記録素子基板
１１１０ 吐出口
１１１１ 流路プレート
１１１２ ヒーターボード
１３００ 配線基板
１３０１ コンタクトパッド
１３０７ 第１の封止樹脂
１３０８ 第２の封止樹脂
１３０９ 第３の封止樹脂
１４００ 支持板
１９００ インクタンク
２０００ タンクホルダ

Claims (7)

1. 液体を吐出するためのエネルギー発生手段および複数の吐出口を備えた吐出素子基板と、前記吐出素子基板に電気信号を印加するための配線基板と、前記吐出素子基板を前記配線基板の開口内に支持するための支持手段と、前記吐出素子基板と前記配線基板を電気接続する電気接続部と、前記電気接続部を封止する電気接続部封止樹脂と、前記吐出素子基板の前記電気接続部を除く側縁に沿って、前記側縁から所定の離間距離に延在するように前記配線基板上に配設された表面封止樹脂と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記電気接続部封止樹脂と、前記表面封止樹脂の高さが略等しいことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記電気接続部封止樹脂と前記表面封止樹脂の材料が、エポキシ系の樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記電気接続部封止樹脂と前記表面封止樹脂の材料が、同じ樹脂材料であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の液体吐出ヘッド。
5. クリーニング時に吐出口面をワイパーブレードで拭かれる液体吐出ヘッドであって、ワイピングが前記複数の吐出口の列方向に行われることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記吐出素子基板の幅をＬ、前記ワイパーブレードの長さをＡとしたとき、前記表面封止樹脂が、前記吐出素子基板の側縁から（Ａ−Ｌ）以上離れていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出ヘッド。
7. 請求項１ないし６いずれか１項記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに被記録媒体を搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする記録装置。

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