JP2017205890A - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性の高いカバー部材を備え、小型化が容易な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】カバー部材１３０は、第１の方向Ｘにおける両側端部に位置する２つの端部領域１３２ａ，１３２ｂと、第１の方向に延びて２つの端部領域同士を接続し、２つの端部領域とともに複数の吐出口を露出させる一つの開口１３１を形成する２つの梁部１３３ａ，１３３ｂと、を有する。開口の幅をａ[ｍｍ]、端部領域の第１の方向における最少長さをｃ[ｍｍ]、カバー部材の縦弾性係数をＥ［ＧＰａ］、厚さをｔ[ｍｍ]としたときに、下式が成り立つ。【数１】【選択図】図１０

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドと、そのような液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

近年、液体吐出装置は、高速商業印刷やビジネス用途のプリンタとして使用されるようになってきている。これらの用途においては、印刷速度を高めるために被記録媒体の全幅にわたって記録素子基板が配列したラインヘッドが用いられることがある。記録素子基板は主にシリコンウェハなどから作製されるが、歩留まり等を考慮して長さ１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度のものが用いられる。このため、ラインヘッドを構成するために、複数の記録素子基板を被記録媒体の幅方向に配列させる必要がある。記録素子基板の配置方式としては、千鳥配置方式（特許文献１）とインライン配置方式（特許文献２）が知られている。千鳥配置方式では、隣接する記録素子基板が被記録媒体の搬送方向に交互にずらして配置される。インライン配置方式では、隣接する記録素子基板が直線上に配置される。

一方、液体吐出装置では、液体吐出ヘッド内の液体が非吐出時に吐出口から蒸発して増粘、凝固するのを防ぐために、吐出口をキャップ部材で覆うことが効果的であることが広く知られている。キャップ部材により吐出口周辺の蒸気圧を飽和状態に保つことができ、液体の非吐出時に吐出口からの液体の蒸発量を低減することができる。
特許文献２には、液体吐出ヘッドの被記録媒体との対向面に設けられ、吐出口を露出させる開口を有するカバー部材（固定板）が開示されている。キャップ部材をカバー部材に当接させることで、当接部の平坦性を保ち、気密性を高めることができる。カバー部材は記録素子基板間を延びる梁を備えている。

特開２０１６−０００４８９号公報 特開２０１５−１７４３８５号公報

キャップ部材をカバー部材に当接させた後、カバー部材から離脱させる際に、カバー部材はキャップ部材から、液体吐出ヘッドから引き剥がされる方向の力を受ける。この力に抵抗するためには、カバー部材が変形しにくいこと、すなわちカバー部材が高い剛性を有することが望まれる。千鳥配置方式とインライン配置方式ではカバー部材の開口の形状が異なり、開口の形状の違いに起因する剛性の差があるものの、いずれの配置方式においてもカバー部材の高い剛性が望まれる。特許文献２に記載されている梁はカバー部材の剛性を高める効果はあるが、記録素子基板の間隔を広げ、液体吐出ヘッドの大型化を招く可能性がある。
本発明は、剛性の高いカバー部材を備え、小型化が容易な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の液体吐出ヘッドは、少なくとも一つの列をなし液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出口形成面を備える記録素子基板と、第１の方向に細長い形状を有し、吐出口形成面を覆うカバー部材と、を有している。カバー部材は、第１の方向における両側端部に位置する２つの端部領域と、第１の方向に延びて２つの端部領域同士を接続し、２つの端部領域とともに複数の吐出口を露出させる一つの開口を形成する２つの梁部と、を有している。第１の方向と直交する第２の方向における開口の長さをａ[ｍｍ]、端部領域の第１の方向における最少長さをｃ[ｍｍ]、カバー部材の縦弾性係数をＥ［ＧＰａ］、厚さをｔ[ｍｍ]としたときに、
が成り立つ。
端部領域の最小長さｃを、開口の幅ａ、カバー部材の縦弾性係数Ｅ及び厚さｔに応じた所定の値以上とすることで、カバー部材に十分な剛性を付与することができる。しかも、カバー部材には一つの開口だけが形成されるため、液体吐出ヘッドの大きさへの影響も抑えられる。

本発明によれば、剛性の高いカバー部材を備え、小型化が容易な液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概念図である。 図１に示す液体吐出装置のインクの循環経路を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。 図３に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 第１及び第２の流路部材の平面図である。 記録素子基板と流路部材のインク流路を示す透視図及び断面図である。 吐出モジュールの斜視図及び分解斜視図である。 記録素子基板の平面図である。 ２つの記録素子基板の隣接部の拡大図である。 カバー部材の平面図及び断面図である。 カバー部材の開口長さａと端部領域の最少長さｃの関係を示すグラフである。 キャップ部材の離脱動作を示す模式図である。

以下、図面を用いて本発明のいくつかの実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の範囲を限定するものではない。本実施形態の液体吐出ヘッドでは、発熱素子により気泡を発生させてインクを吐出するサーマル方式が採用されているが、ピエゾ方式及びその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。本実施形態の液体吐出ヘッドはインクを吐出するが、本発明はインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドにも適用することができる。本実施形態の液体吐出装置は、差圧によって、インクをインクタンクと液体吐出ヘッドとの間で循環させるが、他の方法でインクを循環させてもよく、インクを循環させなくてもよい。
以下の説明において、被記録媒体の幅方向を第１の方向Ｘといい、被記録媒体の搬送方向を第２の方向Ｙという場合がある。第１の方向Ｘと第２の方向Ｙは直交している。本発明はラインヘッドに好適に適用できるが、被記録媒体の幅方向に移動するキャリッジに搭載された液体吐出ヘッドにも適用可能である。その場合、第１の方向Ｘは被記録媒体の搬送方向に一致し、第２の方向Ｙは被記録媒体の幅方向に一致していてもよい。吐出口が配列される方向、あるいは吐出口列の延びる方向を吐出口列方向という。本実施形態では、吐出口列方向は第１の方向Ｘに対してわずかに傾いているが、一致していてもよい。

（液体吐出装置の説明）
図１に、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概念図を示す。液体吐出装置１はＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクにそれぞれが対応した、４つの単色用の液体吐出ヘッド３を備え、搬送手段４で第２の方向Ｙに搬送される被記録媒体２にフルカラー記録を行う。４つの液体吐出ヘッド３は第２の方向Ｙに沿って配置されている。各液体吐出ヘッド３は２０の吐出口列を有しており、記録データを複数の吐出口列に振り分けて記録を行うことで、非常に高速な記録が可能となる。一部の吐出口からインクが吐出されないときは、第１の方向Ｘにおいて同じ位置にある他の吐出口列の吐出口から補間的にインクの吐出を行うため、印字の信頼性が向上し、商業印刷などに好適である。本発明では吐出口列の数は限定されず、各液体吐出ヘッド３の吐出口は少なくとも一つの列をなしていればよい。液体吐出装置１はそれぞれの液体吐出ヘッド３に対応したキャップ部材１００７を有している。

（インクの循環経路の説明）
図２は、液体吐出装置１のインクの循環経路を示す模式図である。ここでは一つの液体吐出ヘッド３についてのインクの循環経路を示しているが、他の液体吐出ヘッド３についても同様である。
液体吐出ヘッド３の上流側には第１循環ポンプ（高圧側）１００１と第１循環ポンプ（低圧側）１００２が配置されている。第１循環ポンプ（高圧側）１００１はフィルタ２２１ａを介して共通供給流路２１１に接続されている。第１循環ポンプ（低圧側）１００２はフィルタ２２１ｂを介して共通回収流路２１２に接続されている。液体吐出ヘッド３の下流側には負圧制御ユニット２３０が配置されている。負圧制御ユニット２３０の下流側にはバッファタンク１００３が配置され、バッファタンク１００３は第１循環ポンプ１００１，１００２に接続されている。バッファタンク１００３は補充ポンプ１００５を介してインクタンク１００６に接続されている。以上の構成によって、インクが液体吐出ヘッド３に流入し、液体吐出ヘッド３から流出し、再び液体吐出ヘッド３に流入する循環経路が形成される。

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２つの圧力調整機構を備えている。高圧側に設定された負圧制御ユニット２３０Ｈは、液体供給ユニット２２０を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１に接続されている。低圧側に設定された負圧制御ユニット２３０Ｌは、液体供給ユニット２２０を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通回収流路２１２に接続されている。２つの負圧制御ユニット２３０Ｈ，２３０Ｌにより、共通供給流路２１１の圧力が共通回収流路２１２の圧力より相対的に高くされる。これによって、共通供給流路２１１から個別流路２１３ａ、各記録素子基板１０の内部流路及び個別流路２１３ｂを介して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する（図２中の白抜き矢印）。負圧制御ユニット２３０の圧力調整機構は、所謂「背圧レギュレーター」と同等の作用を奏し、その上流側の圧力を設定圧を中心とする一定の変動範囲内に制御する。負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ヘッド３で記録を行う際の記録デューティの変化によって流量が変動しても、負圧制御ユニット２３０の上流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を上記変動範囲内に制御する。

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動する。また、第２循環ポンプ１００４はバッファタンク１００３を加圧する。これによりバッファタンク１００３の水頭圧の影響を抑制できるため、液体吐出装置１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で配置された水頭タンクを適用することも可能である。

（液体吐出ヘッドの構造の説明）
液体吐出ヘッド３の構造について説明する。図３（ａ）は本実施形態に係る液体吐出ヘッド３を吐出口側からみた斜視図であり、図３（ｂ）は液体吐出ヘッド３を吐出口の反対側からみた斜視図である。前述の通り、液体吐出ヘッド３は一色のインクを吐出するインクジェット式のライン型記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は第１の方向Ｘに沿って直線上に一列に配列された１６個の記録素子基板１０を備えている。液体吐出ヘッド３は、液体接続部１１１と、信号入力端子９１と、電力供給端子９２と、を備えている。信号入力端子９１と電力供給端子９２は液体吐出ヘッド３の両側に配置されている。これにより、記録素子基板１０の配線部での電圧低下や信号伝送遅れが低減される。

図４は液体吐出ヘッド３の分解斜視図であり、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットがその機能毎に分割されて表示されている。液体吐出ユニット３００は流路部材２１０と複数の吐出モジュール２００と、を有している。流路部材２１０は第１流路部材５０と、その上に積層された第２流路部材６０と、によって構成されている。第２流路部材６０は共通供給流路２１１と共通回収流路２１２を内蔵している。液体供給ユニット２２０から供給されたインクは、流路部材２１０の共通供給流路２１１から各吐出モジュール２００へ分配される。各吐出モジュール２００から流出したインクは、流路部材２１０の共通回収流路２１２から液体供給ユニット２２０に戻される。第２流路部材６０は共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２を形成するとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を高める機能を有している。このため、第２流路部材６０は、ＳＵＳ、Ｔｉ、アルミナなど、インクに対する十分な耐食性と高い機械強度を有する材質で形成されることが好ましい。

一対の液体吐出ユニット支持部８１が第２流路部材６０の両端部に接続されている。負圧制御ユニット２３０を備える液体供給ユニット２２０と電気配線基板９０が、液体吐出ユニット支持部８１に結合されている。２つの液体供給ユニット２２０内にはフィルタ２２１ａとフィルタ２２１ｂ（図２参照）がそれぞれ内蔵されている。高圧側の負圧制御ユニット２３０Ｈは液体吐出ヘッド３の一端部に、低圧側の負圧制御ユニット２３０Ｌは液体吐出ヘッド３の他端部に配置されている。このため、第１の方向Ｘに延びる共通供給流路２１１と共通回収流路２１２におけるインクの流れが対向流となる。共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間での熱交換が促進されるため、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２に沿って設けられる複数の記録素子基板１０間で温度差がつきにくく、温度差による記録ムラが生じにくくなる。

記録素子基板１０の吐出口形成面２４（図６参照）はカバー部材１３０で覆われている。カバー部材１３０は複数の吐出口が露出する開口１３１を有している。インクの非吐出時にキャップ部材１００７をカバー部材１３０に当接させることにより、吐出口からのインクの蒸発を防止する。キャップ部材１００７を液体吐出ヘッド３に取り付けた状態でキャップ部材１００７と液体吐出ヘッド３で囲まれた空間１０１０（図１２参照）をポンプにより負圧にすることで、吐出口内から気泡や増粘したインクを吸引除去することができる。カバー部材１３０の構成の詳細については後述する。

図５（ａ）は第１流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される面を示し、図５（ｂ）は第１流路部材５０の第２流路部材６０が当接する裏面を示している。第１流路部材５０は複数設けられ、それぞれの第１流路部材５０が各吐出モジュール２００に対応している。複数の第１流路部材５０は互いに隣接して配置される。複数の第１流路部材５０を備えることにより、様々な長さの液体吐出ヘッド３への対応が容易となり、例えばＢ２サイズ及びそれ以上の長さに対応した比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに特に好適である。第１流路部材５０の連通口５１は吐出モジュール２００と流体的に連通しており、第１流路部材５０の個別連通口５３は第２流路部材６０の連通口６１と流体的に連通している。
図５（ｃ）は第２流路部材６０の、第１流路部材５０と当接する面を示し、図５（ｄ）は第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図５（ｅ）は第２流路部材６０の、液体供給ユニット２２０と当接する面を示している。第２流路部材６０の共通流路溝７１の一方は共通供給流路２１１であり、他方は共通回収流路２１２である。インクは液体吐出ヘッド３の第１の方向Ｘの一端側から他端側に向けて供給される。

後述するように、記録素子基板１０の両側の端子１６に、カバー部材１３０の開口１３１の第１の方向Ｘの全長にわたって、各記録素子基板１０に対応する電気配線部材４０が接続されている。このため、電気配線部材４０上に直接カバー部材１３０を貼り合わせると、カバー部材１３０の平坦性を保つことが難しい。本実施形態では、第１の流路部材５０の、各記録素子基板１０と電気配線部材４０との接続部４１の第１の方向Ｘにおける両側に、電気配線部材４０を超えてカバー部材１３０側に突き出す凸部５４が設けられている（図６（ｂ）も参照）。カバー部材１３０は凸部５４に突き当て接着されている。これによってカバー部材１３０の平坦性を高めるとともに、カバー部材１３０の第１の方向Ｘの剛性を高めることができる。なお、電気配線部材４０の第１の方向Ｘの寸法は第１の流路部材５０の第１の方向Ｘの寸法よりも小さくされている。

図６（ａ）は、記録素子基板１０と流路部材２１０におけるインクの流路を示す透視図である。流路部材２１０内には、第１の方向Ｘに延びる一組の共通供給流路２１１と共通回収流路２１２が設けられている。第２流路部材６０の連通口６１は、各々の第１流路部材５０の個別連通口５３と接続されている。第２流路部材６０の連通口７２（図５（ｅ）参照）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が形成されている。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った断面を示している。共通供給流路２１１は、連通口６１、個別連通口５３、連通口５１を介して、吐出モジュール２００に接続されている。図示は省略するが、共通回収流路２１２も同様の経路で吐出モジュール２００へ接続されている。各吐出モジュール２００と記録素子基板１０には、各吐出口１３に連通する流路が形成されている。供給したインクの一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口１３（圧力室２３）を通過して循環する。記録素子基板１０の吐出口１３が形成される面は吐出口形成面２４となっている。

（吐出モジュールの説明）
図７（ａ）に、吐出モジュール２００の斜視図を、図７（ｂ）にその分解図を示す。記録素子基板１０の第１の方向Ｘに沿った両辺（記録素子基板１０の各長辺部）に沿って、それぞれ複数の端子１６が配置されている。電気配線部材（フレキシブル配線基板）４０が複数の端子１６に電気的に接続されている。電気配線部材４０と端子１６の接続部は封止剤１１０で覆われている。電気配線部材４０は１つの記録素子基板１０に対して２枚配置されている。これは記録素子基板１０に２０列の吐出口列が設けられており、それに伴って配線数が多くなっているためである。記録素子基板１０の両側に電気配線部材４０を設けることで、端子１６からエネルギー発生素子１５までの最大配線距離を短縮し、内部の配線で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減することができる。記録素子基板１０は支持部材３０に支持されている。支持部材３０には、それぞれが全ての吐出口列を横断して延びる複数の液体連通口３１が形成されている。

（記録素子基板の構造の説明）
図８（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が形成される吐出口形成面２４の模式図、図８（ｂ）は記録素子基板１０の裏面の模式図、図８（ｃ）は記録素子基板１０を覆う蓋部材２０の模式図である。図８（ｄ）は図８（ａ）のＡ部を拡大した、記録素子基板１０の部分拡大図である。記録素子基板１０は隅部が非直角の略平行四辺形の形状を有しているが、長方形、台形、その他の形状であってもよい。記録素子基板１０には、複数の吐出口列１４が形成されている。エネルギー発生素子１５を内部に備える圧力室２３が、隔壁２２によって区画されている。エネルギー発生素子１５は吐出口１３と対向して配置されている。エネルギー発生素子１５はインクを発泡させるための熱エネルギーを発生する発熱素子である。エネルギー発生素子１５は記録素子基板１０に設けられた電気配線（不図示）によって、端子１６と電気的に接続されている。端子１６は電気配線基板９０及び電気配線部材４０を介して、液体吐出装置１の制御回路に電気的に接続されている。制御回路から伝送される電力及び吐出制御信号に基づいてエネルギー発生素子１５が発熱し、インクを沸騰させる。この沸騰で生じた発泡の力でインクが吐出口１３から吐出する。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が交互に設けられている。液体供給路１８と液体回収路１９は吐出口列方向に延びる流路であり、それぞれ供給口１７ａと回収口１７ｂを介して吐出口１３と連通している。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が設けられている。

（記録素子基板間の位置関係の説明）
図９は、隣り合う２つの吐出モジュールにおける、記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示す平面図である。複数の吐出口列１４ａ〜１４ｄは、第１の方向Ｘに対してわずかに傾くように配置されている。記録素子基板１０同士の隣接部において、隣接するそれぞれの記録素子基板１０の少なくとも１つの吐出口１３が第２の方向Ｙにオーバーラップしている。図９では、Ｄ線上の２つの吐出口１３が互いにオーバーラップしている。このような配置によって、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。本実施形態のように複数の吐出口列に画像データを振り分けて記録する場合は、吐出口１３がオーバーラップしていなくてもよい。隣接する記録素子基板間で異なる吐出口列に画像を振り分けることで、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。

（カバー部材１３０の説明）
図１０（ａ）は本実施形態のカバー部材１３０の第１の形態を表わす平面図である。断面図は省略しているが、カバー部材１３０は平板状であり、均一な厚さを有している。カバー部材１３０は、第１の方向Ｘにおける両側端部に位置する２つの端部領域１３２ａ，１３２ｂと、第１の方向Ｘに延びて２つの端部領域同士（端部領域１３２ａと端部領域１３２ｂ）を接続する２つの梁部１３３ａ，１３３ｂと、を有している。端部領域１３２ａ，１３２ｂと梁部１３３ａ，１３３ｂは、カバー部材１３０のキャップ部材１００７との当接面を形成するとともに、複数の記録素子基板１０、従って複数の吐出口１３を露出させる一つの開口１３１を形成する。液体吐出ヘッド３の第１の方向Ｘの寸法を短くするため、開口１３１の記録素子基板１０間の境界には梁などは設けられておらず、被記録媒体への印字幅にわたって開口している。カバー部材１３０のキャップ部材１００７との当接面は平坦に形成されており、非吐出状態でキャップ部材１００７をカバー部材１３０に当接させた際の気密性が高められている。カバー部材１３０はまた、液体吐出ヘッド３の被記録媒体との対向面を平坦化し、被記録媒体の搬送やインクの吐出に伴う気流の変動を低減し、インクの着弾精度を向上させる。

カバー部材１３０の主な諸元を以下に定義する。
ａ[ｍｍ]：開口１３１の第２の方向Ｙにおける幅
ｂ１[ｍｍ]、ｂ２[ｍｍ]：２つの梁部１３３ａ，１３３ｂの第２の方向Ｙにおける幅
ｃ[ｍｍ]：端部領域１３２ａ，１３２ｂの第１の方向Ｘにおける最少長さ
Ｅ［ＧＰａ］：カバー部材１３０の縦弾性係数
ｔ[ｍｍ]：カバー部材１３０の厚さ

本実施形態では、開口１３１は隅部が非直角の平行四辺形であり、両側の端部領域１３２ａ，１３２ｂは同じ形状を有しているが、異なる形状であってもよい。その場合、ｃは一方の端部領域１３２ａの第１の方向Ｘにおける最少長さと、他方の端部領域１３２ｂの第１の方向Ｘにおける最少長さの小さい方である。
梁部１３３ａ，１３３ｂの幅ｂ１，ｂ２は、キャップ部材１００７をカバー部材１３０に当接させた際に十分な気密性が得られるよう５ｍｍ以上が好ましく、液体吐出ヘッド３の被記録媒体搬送方向の幅を短くするよう１０ｍｍ以下が好ましい。幅ｂ１，ｂ２は同じ寸法であるが、この範囲内で互いに異なっていても構わない。

記録素子基板１０を千鳥状に配置した構成では、カバー部材には記録素子基板１０が配置されているところだけに開口を設ければいい。この場合、開口の第２の方向Ｙにおける幅を記録素子基板１０の第２の方向Ｙにおける幅よりも部分的に大きくすることができる。特許文献１に示す千鳥配置方式では、カバー部材１３０の開口率は５０％程度であり、カバー部材１３０の剛性を確保することは比較的容易である。一方、記録素子基板１０をインライン状に配置した場合、梁部１３３ａ，１３３ｂは第１の方向Ｘに細長い形状のため、梁部１３３ａ，１３３ｂの幅ｂ１，ｂ２が第１の方向Ｘの全長に渡って非常に小さくなる。カバー部材１３０において開口１３１の占める割合が非常に大きくなり、カバー部材１３０の剛性が低下しやすい。カバー部材１３０の剛性が小さいと、組立て時やキャップ部材１００７がカバー部材１３０に当接した際に（キャッピング時に）変形が生じる可能性が増加する。そこで、本実施形態では、端部領域１３２ａ，１３２ｂの第１の方向Ｘにおける最少長さｃを長くすることで、カバー部材１３０の剛性を高めている。

カバー部材１３０の端部領域１３２ａ，１３２ｂの第２の方向Ｙの剛性は、梁の理論により、
で与えられる。ここで、「剛性」は「単位荷重をかけた際のたわみ量の逆数」である。（式１）は両端単純支持の長方形断面の真直梁に等分布荷重を掛けたモデルに基づき求めているが、固定端支持や集中荷重の場合も係数が変わるだけで（式１）は成立する。液体吐出装置１において、キャップ部材１００７をカバー部材１３０から離脱させるときに、カバー部材１３０に加わる荷重は数ｋｇ程度である。ステンレス鋼（Ｅ＝２００ＧＰａ）で作成され、ａ＝２５ｍｍ、ｔ＝０．３ｍｍのカバー部材１３０に上記の力を掛けた場合、ｃが１０ｍｍ未満では十分な剛性が得られず、１０ｍｍ以上で十分な剛性が得られた。従って、カバー部材１３０の材質（縦弾性係数Ｅ）及び寸法ａ，ｔが変化した場合には、（式１）より、
を満たすことが望ましい。

カバー部材１３０の端部領域１３２ａ，１３２ｂは接着剤によって第１流路部材５０に接着されている。すなわち、図４に示すように、第１の流路部材５０の第１の方向Ｘの両端部５５ａ，５５ｂはカバー部材１３０の端部領域１３２ａ，１３２ｂとほぼ同じ形状となっており、端部領域１３２ａ，１３２ｂは接着剤によって両端部５５ａ，５５ｂに固定されている。カバー部材１３０の第１の方向Ｘの剛性は、第２の方向Ｙの剛性と同様に梁の理論を適用して求めることができる。しかしながら、端部領域１３２ａ，１３２ｂの固定状態によって梁部１３３ａ，１３３ｂの境界条件が変化するため、カバー部材１３０の第１の方向Ｘの剛性は５倍程度の範囲で変化する。すなわち、端部領域１３２ａ，１３２ｂの第１の方向Ｘにおける接着長さが短い場合、梁部１３３ａ，１３３ｂは単純支持状態に近くなって剛性が低下し、接着長さが十分に長い場合、梁部１３３ａ，１３３ｂは固定端支持状態に近くなって剛性が増加する。固定端支持状態に近い条件とするため、寸法ｃは８ｍｍ以上とするのが好ましい。

図１１（ａ）に、開口１３１の幅ａと、式（２）から算出されるｃの必要最小値の関係を示す。カバー部材１３０の材質はステンレス鋼（Ｅ＝２００ＧＰａ）とし、厚さｔはパラメータとしている。例えば、ｔ＝０．３ｍｍ、ａ＝３０ｍｍの場合、ｃは２０ｍｍ以上とするのが好ましい。ｃが１５ｍｍでは、十分な剛性が得られない。図１１（ｂ）は、カバー部材１３０の材質を樹脂成形材料（Ｅ＝９ＧＰａ）とした場合の開口１３１の幅ａと、式（２）から算出されるｃの必要最小値の関係を示す。例えば、ｔ＝０．６ｍｍ、ａ＝２０ｍｍの場合、ｃは１２ｍｍ以上とするのが好ましい。一方、ｔ＝０．８ｍｍ、ａ＝１７ｍｍの場合、ｃは３ｍｍ以上で式（２）を満たすが、端部領域１３２ａ，１３２ｂを固定端支持状態に近づけるため、ｃは８ｍｍ以上とするのが好ましい。なお、図１１（ａ），（ｂ）にはｃ≧８ｍｍ以上となる領域を白抜き矢印で示している。

図１０（ｂ）は第２の実施形態に係るカバー部材１３０の平面図，図１０（ｃ）は図１０（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。カバー部材１３０は、端部領域１３２ａ，１３２ｂの第１の方向Ｘにおける端部から記録素子基板１０の方向に屈曲する第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂを有している。また、カバー部材１３０は、梁部１３３ａ，１３３ｂの開口１３１と反対側の外側縁部から記録素子基板１０の方向に屈曲する第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂを有している。第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂは端部領域１３２ａ，１３２ｂの端部の全長に渡って形成されているが、部分的に形成されていてもよい。同様に、第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂは梁部１３３ａ，１３３ｂの全長に渡って形成されているが、部分的に形成されていてもよい。第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂのいずれかだけが形成されていてもよく、第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂのいずれかだけが形成されていてもよい。
記録素子基板１０の両側の長辺から引き出されている電気配線部材４０との干渉を避けるため、第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂの高さｈ０は第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂの高さｈより低くされている。第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂは電気配線部材４０と干渉しないため、高さｈをｈ０よりも大きくすることで、カバー部材１３０の剛性を高めることができる。電気配線部材４０が記録素子基板１０の片側のみから引き出されている場合には、電気配線部材が引き出されている側の梁部に接続された曲折部の高さをｈ０とし、電気配線部材が引き出されていない側の梁部に接続された曲折部の高さをｈにしてもよい。これによって、カバー部材１３０の剛性をさらに高めることができる。
次に述べるキャップ部材１００７の離脱時に生じる引き剥がし力に対しては、第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂにせん断力がかかるため、カバー部材１３０を剥がれにくくすることができる。特に第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂはカバー部材１３０の長辺に沿って形成されるため、キャップ部材１００７の離脱時に生じる引き剥がし力に対して有効である。

図１０（ｄ）は第２の実施形態の変形例に係るカバー部材１３０の平面図，図１０（ｅ）は図１０（ｄ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本変形例では第２の曲折部１３５ａ，１３５ｂが設けられておらず、第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂだけが設けられている。記録素子基板１０の両側の長辺から引き出されている電気配線部材４０との干渉を防止することが困難な場合には、このような変形例を用いることができる。なお、第２の実施形態とその変形例に示す、第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂの少なくともいずれかを設けた構成によれば、式（２）に示す寸法関係を満たしていなくてもカバー部材の十分な剛性を得ることができる。この場合、寸法ｃをキャップ部材１００７の当接に必要な大きさまで縮小することができるため、液体吐出ヘッドの第１の方向Ｘの寸法の縮小が可能となる。
さらに図示は省略するが、第１の曲折部１３４ａ，１３４ｂを延長し、第１の流路部材５０や第２の流路部材６０の側壁に接着してもよい。これによって、端部領域１３２ａ，１３２ｂが流路部材２１０により強固に支持され、カバー部材１３０の剛性を高めることができる。

（キャッピング動作）
上述のように、キャップ部材１００７が平坦なカバー部材１３０に当接し、吐出口形成面２４の吐出口１３の形成される領域を全域にわたって連続的に覆うため、キャップ部材１００７の気密性が高められる。一方、キャップ部材１００７をカバー部材１３０から離脱する際には、キャップ部材１００７の先端の封止材１００８がカバー部材１３０に密着し、大きな引き剥がし力がかかることがある。特に、本実施形態の液体吐出ヘッド３では梁部１３３ａ，１３３ｂの幅ｂ１，ｂ２が小さいため、引き剥がし力が梁部１３３ａ，１３３ｂに集中しやすい。そこで、図１２に示すように、キャップ部材１００７をカバー部材１３０から離脱させる際にキャップ部材１００７と液体吐出ヘッド３の少なくとも一方を傾ける傾斜機構１００９が設けられている。本実施形態では、キャップ部材１００７を液体吐出ヘッド３に対して傾け、一方の端部領域１３２ｂが他方の端部領域１３２ａより先にキャップ部材１００７から離れるようにしている。これによって、キャップ部材１００７を離脱する際の引き剥がし力を剛性が高い端部領域１３２ａ，１３２ｂで確実に受けることができる。傾斜機構１００９は液体吐出ヘッド３を傾斜させるものであってもよいし、キャップ部材１００７と液体吐出ヘッド３の両者を傾斜させるものであってもよい。

１０ 記録素子基板
２４ 吐出口形成面
１３０ カバー部材
１３１ 開口
１３２ａ，１３２ｂ 端部領域
１３３ａ，１３３ｂ 梁部

Claims (14)

1. 少なくとも一つの列をなし液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出口形成面を備える記録素子基板と、第１の方向に細長い形状を有し、前記吐出口形成面を覆うカバー部材と、を有し、
   前記カバー部材は、前記第１の方向における両側端部に位置する２つの端部領域と、前記第１の方向に延びて前記２つの端部領域同士を接続し、前記２つの端部領域とともに前記複数の吐出口を露出させる一つの開口を形成する２つの梁部と、を有し、
   前記第１の方向と直交する第２の方向における前記開口の幅をａ[ｍｍ]、前記端部領域の前記第１の方向における最少長さをｃ[ｍｍ]、前記カバー部材の縦弾性係数をＥ［ＧＰａ］、厚さをｔ[ｍｍ]としたときに、
   が成り立つ、液体吐出ヘッド。
2. ｃ≧８ｍｍである、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記２つの梁部の前記第２の方向における幅をそれぞれｂ１、ｂ２としたときに、ａ＞ｂ１、ａ＞ｂ２である、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記幅ｂ１、ｂ２は、いずれも５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である、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. 複数の前記記録素子基板が前記第１の方向に一列に並んでいる、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. 前記第２の方向は被記録媒体の搬送方向と一致しており、前記開口は前記第１の方向における前記被記録媒体への印字幅よりも長い、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 各記録素子基板の前記梁部と対向する２つの辺に、液体の吐出のための電力を供給する２つの電気配線部材が接続されている、請求項５または６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 各記録素子基板の前記カバー部材の反対側に位置し、液体を各記録素子基板に供給する流路が形成された流路部材を有し、
   前記流路部材は、各記録素子基板と前記電気配線部材との接続部の前記第１の方向における両側に、前記電気配線部材を超えて突き出す凸部を有し、前記カバー部材は前記凸部に接着されている、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記カバー部材は、少なくとも一方の前記端部領域の前記第１の方向における端部から前記記録素子基板の方向に屈曲する第１の曲折部を有する、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. 前記カバー部材は、少なくとも一方の前記梁部から前記記録素子基板の方向に屈曲する、前記第１の曲折部より低い第２の曲折部を有する、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記記録素子基板の前記カバー部材の反対側に位置し、液体を各記録素子基板に供給する流路が形成された流路部材を有し、
    前記カバー部材は、少なくとも一方の前記端部領域の前記第１の方向における端部から前記記録素子基板の方向に屈曲する第１の曲折部を有し、前記第１の曲折部は前記流路部材の側壁に接着されている、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。
12. 所定の方向に配列し液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出口形成面を備える記録素子基板と、第１の方向に細長い形状を有し、前記吐出口形成面を覆うカバー部材と、を有し、
    前記カバー部材は、前記第１の方向における両側端部に位置する２つの端部領域と、前記第１の方向に延びて前記２つの端部領域同士を接続し、前記２つの端部領域とともに前記複数の吐出口を露出させる一つの開口を形成する２つの梁部と、を有し、
    前記カバー部材は、少なくとも一方の前記端部領域の前記第１の方向における端部から前記記録素子基板の方向に屈曲する第１の曲折部を有する、液体吐出ヘッド。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記２つの端部領域と前記２つの梁部に沿って前記カバー部材に当接し、前記複数の吐出口を覆うキャップ部材と、を有する、液体吐出装置。
14. 前記カバー部材に当接した前記キャップ部材を前記カバー部材から離脱させる際に、前記キャップ部材が前記カバー部材の一方の前記端部領域より先に他方の前記端部領域から離れるように、前記キャップ部材と前記液体吐出ヘッドの少なくとも一方を傾ける傾斜機構を有する、請求項１３に記載の液体吐出装置。