JP2008296533A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】インクジェットヘッド１０は、ヘッド本体２０、インク供給部材４０及びヘッドカバー５０を備える。ヘッド本体２０は、インクを吐出するノズル面２３を有する。インク供給部材４０にはヘッド本体２０が装着され、インク供給部材４０はヘッド本体２０へインクを供給する。ヘッドカバー５０は、ヘッド本体２０と内側面との間に間隙部７２が設けられた状態でヘッド本体２０が挿通される孔部５１を有し、吐出方向Ａにおいて下流側の面がノズル面２３より突出しない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によって接着される。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に、互いに嵌合する凹部４３及び凸部５２が設けられる。
【選択図】図２

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００４−３５１７５４公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１２は、凹部４３及び凸部５２を示す拡大断面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

従来のインクジェットヘッドの正面断面図である。 この発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの正面断面図である。 （Ａ）はヘッドカバーの正面断面図であり、（Ｂ）はヘッドカバーの底面図である。 （Ａ）はヘッドカバーが取り付けられていない状態のインクジェットヘッドの正面断面図であり、（Ｂ）はヘッドカバーが取り付けられていない状態のインクジェットヘッドの平面図である。 ヘッド本体とヘッド台とを接着する工程を示す正面図である。 ヘッド本体及びヘッド台とインク供給部材とを組み立てる工程を示す正面断面図である。 インク供給部材の吐出方向の下流側の面に樹脂を配置する工程を示す正面断面図である。 インク供給部材上の凹部より内側に樹脂を配置した状態のインクジェットヘッドを示す正面断面図である。 インク供給部材上の凹部より内側に樹脂を配置して、インク供給部材にヘッドカバーを接着した状態を示す正面断面図である。 インク供給部材とヘッドカバーとを接着する工程を示す正面断面図である。 間隙部から樹脂を供給する工程を示す正面断面図である。 凹部及び凸部を示す拡大断面図である。

符号の説明

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

Claims (8)

1. インクを吐出するノズル面を有するヘッド本体と、
   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たインクジェットヘッド。
2. 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角部の近傍に配置した請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記間隙部は、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接着する樹脂とは異なる樹脂で封止された請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記間隙部を封止する樹脂の粘度は、前記インク供給部材の下流側の面と前記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い請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記インク供給部材の下流側の面と前記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む請求項３又は４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記インク供給部材の下流側の面と前記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む請求項３又は４に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記インク供給部材の下流側の面と前記ヘッドカバーの上流側の面とを接着する樹脂は、シート状である請求項３から６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
8. ノズル面からインクを吐出するヘッド本体と、前記ヘッド本体へインクを供給するインク供給部材と、前記インク供給部材に接着されるヘッドカバーと、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
   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。

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