JP2015157360A - 液体吐出ヘッドの保護部材、液体吐出ヘッドの保護部材の製造方法、および液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドの液体の吐出性能の低下を抑制することができる保護部材、その保護部材の製造方法、および、その保護部材を備えた液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】保護テープ２０は、インク吐出口１１からインクを吐出可能な記録ヘッド１０に対して、インク吐出口１１を覆うように取り付けられる。保護テープ２０は、少なくともインク吐出口１１と対向する位置に親水性の部分１１Ａを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの液体吐出口を保護するための保護部材、その保護部材の製造方法、および、その保護部材を備えた液体吐出ヘッドに関するものである。

液体吐出ヘッドとしては、インク（液体）をインク吐出口（液体吐出口）から吐出するインクジェット記録ヘッドが知られている。このような記録ヘッドにおけるインク吐出口は、インクを吐出する使用時には開放されていなければならない。一方、記録ヘッドの製造後の物流過程、および記録ヘッドのパッケージを開封して、その記録ヘッドを使用するまでの期間中は、インク吐出口を封止する必要がある。仮に、そのような期間中にインク吐出口が開放されたままであった場合には、インク中の水分の蒸発により生じた増粘インクによってインク吐出口の目詰まりが生じたり、空気中を浮遊するゴミの付着によってインクの不吐出が生じるおそれがある。また、振動によってインク吐出口からインクが飛散するおそれもあるため、インク吐出口を封止する必要がある。

特許文献１には、記録ヘッドにおけるインク吐出口の形成面に、インク吐出口の近傍を覆う保護フィルムを貼付して、インク吐出口を保護する構成が記載されている。その保護フィルムは、ポリエステルなどによって形成されている。

特開２００３−３１１９７７号公報

しかしながら、記録ヘッドが製造された後、そのインク吐出口の形成面に保護フィルムを貼付したまま、記録ヘッドを長期間保管した場合、あるいは、その保管環境によっては、インク吐出の目詰まりが生じるおそれがある。すなわち、インク吐出口の形成面と保護フィルムとの間を常にインクによって満たしておくことが難しくなり、インク吐出口付近のインクの水分が蒸発し、増粘したインクによってインク吐出口の目詰まりが生じるおそれがある。

本発明の目的は、液体吐出ヘッドの液体の吐出性能の低下を抑制することができる保護部材、その保護部材の製造方法、および、その保護部材を備えた液体吐出ヘッドを提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドの保護部材は、液体吐出口から液体を吐出可能な液体吐出ヘッドに対して、前記液体吐出口を覆うように取り付けられる保護部材であって、少なくとも前記液体吐出口と対向する位置に、前記液体吐出ヘッド内の液体を滴下したときに液体の接触角が９０°未満となる親水性の部分を有することを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも液体吐出ヘッドの液体吐出口と対向する保護部材の位置に、親水性の部分を形成することにより、その親水性の部分と液体吐出口の近傍部分との間の毛管力によって、それらの間に液体を保持して、液体吐出口を保湿することができる。この結果、例えば、液体吐出ヘッドの製造後の物流期間、および液体吐出ヘッドが開封されて使用されるまでの間において、液体吐出ヘッドの液体の吐出性能の低下を抑制することができる。

本発明の保護部材と液体吐出ヘッドの関係の説明図である。 図１の保護部材の説明図である。 図１の保護部材を記録ヘッドに貼り付けたときの説明図である。 図１の保護部材を他の記録ヘッドに貼り付けたときの説明図である。 本発明の保護部材の製造方法の説明図である。 図５の方法により製造された保護テープの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態における液体吐出ヘッドの保護部材は、インクジェット記録ヘッドの保護部材として適用例である。

図１（ａ）は、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッド１０の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ矢視図である。記録ヘッド１０には不図示の供給口からインクが供給され、そのインクは、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子によって、ノズルの先端のインク吐出口（液体吐出口）１１から、図１（ａ）中の下方に向かって吐出される。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口１１からインクを吐出することができる。吐出口１１は、吐出口列を成すように、記録ヘッド１０の吐出口形成面１２に複数形成されている。

本例の記録ヘッド１０は、電気熱変換素子を備えたヒーターボード１３と、天板１４と、の間にノズルが形成されたチップ１５を備えており、そのチップ１５の表面に吐出口形成面１２が形成されている。ヒーターボード１３と天板１４はシリコンウェハによって形成されており、感光性樹脂によって接合されている。チップ１５の外周部には、ステンレス鋼（ＳＵＳ板）のフェイスプレート１６が備えられている。記録ヘッド１０の吐出口形成面１２をブレードによってワイピングしたときに、インクを除去しやすくするように、フェイスプレート１６の表面には撥水コーティングが施されている。また、フェイスプレート１６には、それが間違った姿勢で取り付けられないように、その一部に切り欠き１６Ａが形成されている。

記録ヘッド１０は、いわゆるシリアルスキャン方式あるいはフルライン方式などの種々のインクジェット記録装置に搭載可能であり、インクカートリッジを結合可能な構成、あるいはインクタンクと共にインクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。

記録ヘッド１０は、出荷されてから本体に装着されるまでの物流期間中にノズル内部が乾燥することを防止するために、ノズル内に記録用のインクとは異なる物流用液（液体）が充填され、吐出口１１は、図２のような保護テープ（保護部材）２０によって保護される。なお、この物流用液（例えば、物流インク）は、インクジェット記録装置を使用して記録媒体に対して記録動作をする前に記録ヘッド１０から取り除かれる。そして、記録ヘッド１０には、記録用のインクが充填され、記録ヘッド１０は、その記録用インクを吐出することによって、記録媒体への記録動作を行う。保護テープ２０は、厚さが３５μｍポリエステルフィルム（ＰＥＴ）の基材２１の裏面に、表裏両面にアクリル系接着剤の接着層（粘着層）が形成された厚さ５０μｍの両面テープ２２を接着した構成となっている。両面テープ２２は、記録ヘッド１０のフェイスプレート１６と対向するように、基材２１の裏面に環状に、つまり、吐出口１１を囲むように接着されている。また、両面テープ２２は、吐出口形成面１２及び吐出口１１と対向する位置には配置されていないため、吐出口１１には接着されていない。基材２１の裏面において、少なくとも吐出口１１と対向する部分２１Ａは親水化処理されており、この部分２１は、基材２１の裏面に物流インクを滴下したときに物流インクとの接触角が９０°未満、好ましくは接触角が３０°以下となる親水性をもつ。また、後述するように、両面テープ２２が接着される基材２１の裏面の部分も親水性としてもよく、これにより、両面テープ２２を接着しやすくして、基材２１の裏面との接着力を高めることもできる。なお、この物流用液は、インクジェット記録装置を使用して記録媒体に対して記録動作をする前に記録ヘッド１０から取り除かれるものである。そして、記録ヘッド１０には、記録用インクが充填される。

また、保護テープ２０には、フェイスプレート１６の切り欠き１６Ａと対向する部分に、その切り欠き１６Ａと対向する切り欠き２０Ａが形成されている。図１（ｃ）のように、この切り欠き２０Ａをフェイスプレート１６の切り欠き１６Ａと位置合わせすることにより、保護テープ２０を記録ヘッド１０に対して適確に貼り付けることができる。また、基材２１を透明とし透明な基材２１の部分２１Ａを通して記録ヘッド１０の吐出口形成面１２の位置を確認しつつ、保護テープ２０を記録ヘッド１０と位置合わせして適確に貼り付けることもできる。この際、両面テープ２２を、着色されてものを用いてもよく、こうすることで透明な基材２１の部分２１Ａを通して吐出口形成面１２の位置をより確認しやすくすることができる。

図３は、吐出口形成面１２がフェイスプレート１６と同一平面上に位置する記録ヘッド１０に対して、吐出口１１を覆うように保護テープ２０を分離可能に接着した場合の説明図である。両面テープ２２は、フェイスプレート１６に貼り付けられ、吐出口１１の周囲に密着し、基材２１の親水性の部分２１Ａは、吐出口１１及びチップ１５の吐出口形成面１２を含む部分と対向する。基材２１の部分２１Ａが親水性であるため、その部分２１Ａと吐出口１１との間の毛管力によって、図３（ａ），（ｂ）のように、吐出口１１から吐出口形成面１２上に物流用液Ｉが染み出る。この染み出た物流用液Ｉは、基材２１の親水性の部分２１Ａと、それに対向する記録ヘッド１０の部分（吐出口形成面１２を含む部分）と、の間に保持されて、吐出口１１およびその近傍部分を保湿する。

記録ヘッド１０と保護テープ２０との間に空気Ａが存在していた場合、その空気Ａは、フェイスプレート１６に対して環状をなすように接着される両面テープ２２の内側に閉じ込められることになる。そのため空気Ａは、温度や気圧の変化によって膨張するおそれがある。しかし、このように空気Ａが膨張した場合には、図３（ｃ）、（ｄ）のように、染み出ていた物流用液Ｉが吐出口１１内に押し戻されるため、空気Ａは吐出口１１の内部に入り込みづらい。

仮に、基材２１の部分２１Ａが親水化処理されていなかった場合には、その部分２１Ａの撥水力が大きいため、その部分２１Ａと吐出口１１との間に毛管力が作用しない。そのため、吐出口１１から吐出口形成面１２上に物流用液を染み出させることができず、物流用液によって吐出口１１およびその近傍部分を保湿することができない。しかも、記録ヘッド１０と保護テープ２０との間に空気が存在していた場合には、その空気が膨張して、吐出口１１内に入り込むおそれがある。この場合には、吐出口１１の近傍部分の物流用液が乾燥し吐出口１１近傍部に付着してしまうことにより、記録用のインクを充填した後、キロク用インクを吐出する際に、記録用インクの吐出方向のズレ等の吐出不良および記録用インクの不吐出を生じるおそれがある。

図４は、吐出口形成面１２がフェイスプレート１６から凸状に所定の高さＸ（本例の場合は、０．１５ｍｍ）突出する記録ヘッド１０に対して、フェイスプレート１６の所定部分に保護テープ２０を貼り付けた場合の説明図である。このような記録ヘッド１０においては、吐出口形成面１２とフェイスプレート１６を別々のブレードによってワイピングすることができる。

図３の場合と同様に、両面テープ２２は、フェイスプレート１６に分離可能に接着され、基材２１の親水性の部分２１Ａは、吐出口１１及びチップ１５の吐出口形成面１２を含む部分と対向する。基材２１の部分２１Ａが親水性であるため、その部分２１Ａと吐出口１１との間の毛管力によって、図４（ａ），（ｂ）のように、吐出口１１から吐出口形成面１２上に物流用液Ｉが染み出る。この染み出た物流用液Ｉは、基材２１の親水性の部分２１Ａと、それに対向する記録ヘッド１０の部分（吐出口１１及び吐出口形成面１２を含む部分）と、の間に保持されて、吐出口１１およびその近傍部分を保湿する。

吐出口形成面１２とフェイスプレート１６との間の段差部分に存在する空気Ａは、フェイスプレート１６に対して環状をなすように接着される両面テープ２２の内側に閉じ込められることになる。そのため空気Ａは、温度や気圧の変化によって膨張するおそれがある。しかし、このように空気Ａが膨張した場合には、図４（ｃ）、（ｄ）のように、染み出ていた物流用液Ｉが吐出口１１内に押し戻されるため、空気Ａは吐出口１１の内部に入り込みづらい。

両面テープ２２における接着層の厚さは、フェイスプレート１６から吐出口形成面１２が突出する高さＸ（本例の場合は、０．１５ｍｍ）よりも小さい。これにより、両面テープ２２は、吐出口形成面１２とフェイスプレート１６との間の段差に対応するように曲がって、フェイスプレート１６に確実に貼り付けられることになる。

図５は、保護テープ２０の製造方法の説明図である。

まず、図５（ａ）のように、一方の面にセパレータ（剥離紙）２３が付いた両面テープ２２を用意する。その両面テープ２２は、基材２２Ａの両面に接着材層２２Ｂ，２２Ｃが形成されており、接着材層２２Ｂにセパレータ２３が貼り付けられている。その両面テープ２２の接着材層２２Ｃに、図５（ｂ）のようにセパレータ２４を貼り付ける。次に、図５（ｃ）のように、親水性の部分２１Ａに対応する両面テープ２２およびセパレータ２３の部分をカットして、その両面テープ２２およびセパレータ２３の部分を図５（ｄ）のように除去する。その後、図５（ｅ）のようにセパレータ２３を剥離してから、図５（ｆ）のように、接着材層２２Ｂに保護テープ２０の基材２１の裏面を貼り付ける。その基材２１の裏面には、前述したように少なくとも吐出口１１及び吐出口形成面１２と対向する部分２１Ａが親水化処理されている。その基材２１の裏面全体、あるいは接着材層２２Ｃとの貼り付け部分を含む裏面を親水化処理することにより、基材２１の裏面と接着材層２２Ｂとの接着性を向上させることもできる。

その後、図５（ｇ）のように、基材２１および両面テープ２２の不要な部分をカットし、それらの不要な部分を図５（ｈ）のように除去する。このようにして、セパレータ２４を付けた保護テープ２０が製造される。

保護テープ２０は、図６のような、長尺なセパレータ２４上に並ぶように複数製造することができる。これらの保護テープ２０は、セパレータ２４から引き剥がされて使用される。その引き剥がしを容易にするために、保護テープ２０に摘み部分を形成し、その摘み部分を持って引き剥がせるようにしてもよい。

（他の実施形態）
保護テープ２０の基材２１は、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）に限定されない。例えば、基材２１として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の疎水性が高い撥水性のものを用いることができる。基材２１の少なくとも部分２１Ａの親水化は、例えば、コロナ放電処理によって行うことができる。また、基材２１の少なくとも部分２１Ａは、物流用液の濡れ性が良好であって、前述した図４および図５のように、対向する記録ヘッド１０の部分（吐出口形成面１２を含む部分）と、の間に物流用液を保持できればよい。

また、基材２１における親水性の部分２１Ａは、必ずしも吐出口形成面１２の全てと対向する部分である必要はなく、少なくとも吐出口１１と対向する部分であればよい。すなわち、基材２１は、少なくとも吐出口１１と対向する部分が親水性であればよい。また、保護テープ２０は、必ずしも記録ヘッド１０に接着されるものでなくてもよく、少なくとも基材２１の親水性の部分が吐出口１１の開口部周辺に接触するように、記録ヘッド１０に取り付けられればよい。したがって、保護テープ２０の取り付け方法は、接着のみに特定されず、例えばスナップ式に取り付けることもできる。

また、両面テープ２２は、基材２１の裏面に、フェイスプレート１６と接着可能な接着面を形成するものであればよく、例えば、基材２１に塗布される接着材としてもよい。その場合には、少なくとも吐出口１１と対向する位置を除く基材２１の部分に、記録ヘッド１０に接着可能な接着層を形成すればよい。

なお、本実施形態の物流用液は、記録用インクとしてもよい。つまり、記録ヘッドの物流期間中においても、記録ヘッドに充填させておく液体として記録用インクを記録ヘッドに充填させておいてもよい。

また、本発明の保護部材が保護対象とする液体吐出ヘッドは、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドの他、種々の液体を吐出するためのヘッドとして広く適用することができる。例えば、液流路内に供給される種々の処理液や薬剤などを吐出するためのヘッドであってもよい。

１０ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１１ 吐出口（液体吐出口）
１２ 吐出口形成面
２０ 保護テープ（保護部材）
２１ 基材
２１Ａ 親水性の部分
２２ 両面テープ（接着層）

Claims (11)

1. 液体吐出口から液体を吐出可能な液体吐出ヘッドに対して、前記液体吐出口を覆うように取り付けられる保護部材であって、
   少なくとも前記液体吐出口と対向する位置に、前記液体吐出ヘッド内の液体を滴下したときに液体の接触角が９０°未満となる親水性の部分を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの保護部材。
2. 前記親水性の部分は、前記液体吐出ヘッド内の液体を滴下したときに液体の接触角が３０°以下となる部分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の保護部材。
3. 前記親水性の部分が形成される基材と、
   前記基材に形成されて、前記親水性の部分を前記液体吐出口の周囲に接触させるように前記基材を前記液体吐出ヘッドに接着可能な接着層と、
   を備え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の保護部材。
4. 前記基材は、前記接着層が形成される位置にも前記親水性の部分を有し、
   前記接着層は、前記親水性の部分の上に形成されることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッドの保護部材。
5. 前記接着層は、前記基材に接着される両面テープによって形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッドの保護部材。
6. 前記接着層は、前記液体吐出口から離れた前記液体吐出ヘッドの所定部分に接着可能であり、
   前記液体吐出口は、前記所定部分から所定の高さ突出する位置に形成され、
   前記接着層の厚みは、前記所定の高さ分よりも薄いことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの保護部材。
7. 液体吐出口から液体を吐出可能な液体吐出ヘッドであって、
   前記液体吐出口を覆うように、請求項１から６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの保護部材を分離可能に取り付けたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
8. 物流期間中に、前記液体吐出ヘッド内に液体が充填されていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 液体吐出口から液体を吐出可能な液体吐出ヘッドに対して、前記液体吐出口を覆うように取り付けられる保護部材の製造方法であって、
   少なくとも前記吐出口と対向する位置に親水性の部分を有する基材を用意する工程と、
   少なくとも前記吐出口と対向する位置を除く前記基材の部分に、前記液体吐出ヘッドに接着可能な接着層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの保護部材の製造方法。
10. 前記基材は、前記接着層が形成される位置にも前記親水性の部分を有し、
    前記接着層は、前記親水性の部分の上に形成することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッドの保護部材の製造方法。
11. 前記接着層は、前記基材に接着される両面テープによって形成することを特徴とする請求項９または１０に記載の液体吐出ヘッドの保護部材の製造方法。

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