JP2018083353A - 液体吐出ヘッドの製造方法および液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る、液体を吐出する装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置1000(以下、記録装置とも称す)の概略構成を示す斜視図である。記録装置1000は、記録媒体2を搬送する搬送部1、記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッド3とを備え、複数の記録媒体2を連続もしくは間欠に搬送しながら1パスで連続記録を行うライン型記録装置である。記録媒体2は、カット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。液体吐出ヘッド3は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各インクを吐出することができ、後述するように液体を液体吐出ヘッドへ供給する供給路である液体供給経路、メインタンクおよびバッファタンク(図2参照)が流体的に接続される。また、液体吐出ヘッド3には、液体吐出ヘッド3へ電力および吐出制御信号を供給する電気制御部が電気的に接続されている。吐出ヘッド3内における液体経路及び電気信号経路については後述する。
図2は、図1に示す記録装置におけるインクの循環経路を示す模式図である。循環経路において、液体吐出ヘッド3は、第1循環ポンプ1002、及びバッファタンク1003等に流体的に接続している。なお、図2では、説明を簡略化するためにCMYKインクのうちの一色のインクの循環経路のみを示しているが、実際には4色分の循環経路が、液体吐出ヘッド3及び記録装置本体に設けられる。メインタンク1006と接続される、サブタンクとしてのバッファタンク1003はタンク内部と外部とを連通する大気連通口(不図示)を有し、インク中の気泡を外部に排出することができる。バッファタンク1003は、補充ポンプ1005とも接続されている。補充ポンプ1005は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッドの吐出口からインクを吐出(排出)することによって液体吐出ヘッド3で液体が消費されたときに、消費された分のインクをメインタンク1006からバッファタンク1005へ移送する。
図3(a)および(b)は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド3を示す斜視図である。第1の実施形態に係る液体吐出ヘッド3の構成について説明する。液体吐出ヘッド3は、1つの記録素子基板10でC/M/Y/Kの4色のインクを吐出可能な記録素子基板10を直線上に15個配列(インラインに配置)されるライン型の液体吐出ヘッドである。図3(a)に示すように、液体吐出ヘッド3には各記録素子基板10と、フレキシブル配線基板40および電気配線基板90を介して電気的に接続された信号入力端子91と電力供給端子92を備える。信号入力端子91及び電力供給端子92は記録装置1000の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力を記録素子基板10に供給する。電気配線基板90内の電気回路によって配線を集約することで、信号出力端子91及び電力供給端子92の数を記録素子基板10の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置1000に対して液体吐出ヘッド3を組み付ける時又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。図3(b)に示すように、液体吐出ヘッド3の片側に設けられた液体接続部111は、記録装置1000の液体供給系と接続される。これによりCMYK4色のインクが記録装置1000の供給系から液体吐出ヘッド3に供給され、また液体吐出ヘッド3内を通ったインクが記録装置1000の供給系へ回収されるようになっている。このように各色のインクは、記録装置1000の経路と液体吐出ヘッド3の経路を介して循環可能である。
図8(a)および(b)は、本実施形態の吐出モジュール200を示す斜視図および分解斜視図である。吐出モジュール200の製造方法としては、先ず、記録素子基板10及びフレキシブル配線基板40を、予め液体連通口31が設けられた支持部材30上に接着する。その後、記録素子基板10上の端子16と、フレキシブル配線基板40上の端子41とをワイヤーボンディングによって電気接続し、その後にワイヤーボンディング部(電気接続部)を封止材110で覆って封止する。フレキシブル配線基板40の記録素子基板10と反対側の端子42は、電気配線基板90の接続端子93(図4参照)と電気接続される。支持部材30は、記録素子基板10を支持する支持体であるとともに、記録素子基板10と流路部材210とを流体的に連通させる流路部材である為、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板と接合できるものが好ましい。材質としては例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。
図9(a)〜(c)は、本実施形態の記録素子基板10の構成を説明する図である。図9(a)は記録素子基板10の吐出口13が形成される側の面の平面図を示し、図9(b)は、図9(a)のIXBで示した部分の拡大図を示し、図9(c)は、図9(a)の裏面の平面図を示す。図9(a)に示すように、記録素子基板10の吐出口形成部材12に、各インク色に対応する4列の吐出口列が形成されている。なお、以後、複数の吐出口13が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と称する。
図11は、本実施形態に係る、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。図9に示したように、本実施形態の記録素子基板は、略平行四辺形の形状を有している。図11に示すように、各記録素子基板10における吐出口13が配列される各吐出口列(14a〜14d)は、記録媒体の搬送方向に対し一定角度傾くように配置されており、それによって記録素子基板10同士の隣接部における吐出列は、少なくとも1つの吐出口が記録媒体の搬送方向にオーバーラップするように構成されている。図11に示すように、D線上の2つの吐出口が互いにオーバーラップ関係にある。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。複数の記録素子基板10をいわゆる千鳥配置ではなく、直線上(インライン)に配置した場合においても、図11のような構成によって液体吐出ヘッド10の記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ、記録素子基板10同士のつなぎ部における黒スジや白抜け対策を行うことが出来る。なお、本実施形態では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、本発明はこれに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。
10 記録素子基板
50 第1流路部材
52 個別流路溝
53 面
53a 溝
60 第2流路部材
61 連通口
62 共通流路溝
63 封止材溝(流入路)
63a 分岐路
64 凸部
65 ゲート
66 最終充填部
70 第3流路部材
71 共通流路溝
72 連通口
73 封止材溝(流入路)
73a 分岐路
75 ゲート
76 ガス逃げ穴
210 流路部材
211 共通供給流路
212 共通回収流路
213 個別供給流路
214 個別回収流路
300 液体吐出ユニット
Claims (14)
- 液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記液体吐出ヘッドにおける液体の流路を構成する複数の流路部材をそれぞれ射出成形する第1の工程と、
前記複数の流路部材が相互に当接するように、前記複数の流路部材を移動する第2の工程と、
前記複数の流路部材を当接させ、当該複数の流路部材の間に封止材を注入、充填する第3の工程と、
を有し、前記封止材を、前記複数の流路部材それぞれの長手方向における側部のゲートから前記長手方向と交差する方向に注入、充填することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第1、第2、および第3の工程は、同一の金型内で実施され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製造方法。
- 封止材の前記注入、充填は、前記ゲートと連通する流入経路に対して行われ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製造方法。
- 前記流入経路は、前記ゲートがある側部と反対側の側部近傍の最終充填部まで延在す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製造方法。
- 前記流入経路は、前記長手方向に対し傾斜を持つ方向に延在す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製造方法。
- 前記最終充填部は、前記長手方向に対し略直交する方向に延在することを特徴とする請求項4または5に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記流入経路は、1つの前記ゲートから複数に分岐し、さらに当該分岐した流入経路が前記長手方向と交差する方向に延在する、前記流入経路の群の複数が前記長手方向に配列したことを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記複数の流路部材は、第1、第2および第3の流路部材を有し、
前記第1の流路部材は、複数の記録素子を接合しかつ前記複数の記録素子へ液体を供給するための供給口を備えた第1の面と、該第1の面に対向し、前記第2の流路部材と接合する第2の面を有し、
前記第2の流路部材は、前記第1の流路部材と接合する第1の面と、該第1の面に対向し前記第3の流路部材と接合する第2の面を有し、
前記第3の流路部材は、前記第2の流路部材と接合する第1の面と、該第1の面に対向する第2の面を有し、
前記第2の流路部材と前記第3の流路部材の間には、前記長手方向に延在する中空の共通流路が形成され、前記第1の流路部材と前記第2の流路部材の間には、前記共通流路と連通し、前記長手方向に直交する方向に延在しそれぞれの前記記録素子へ液体を供給する中空の個別流路が形成され、
前記流入経路は、前記第1の流路部材の、前記第2の流路部材と接合する前記第2の面と、前記第2の流路部材の、前記第1の流路部材と接合する前記第1の面と、によって形成されることを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第1、第2、および第3の工程は、ダイスライドインジェクション成形法で成形されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 液体吐出ヘッドであって、
前記液体吐出ヘッドにおける液体の流路を構成する複数の流路部材と、
前記複数の流路部材それぞれの長手方向における側部に設けられたゲートと、
前記流路に沿って延在する部分を備え、前記ゲートから前記長手方向と交差する方向に延在する流入経路と、
を具えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記流入経路は、前記ゲートがある側部と反対側の側部近傍の最終充填部まで延在していることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流入経路は、前記長手方向に対し傾斜を持つ方向に延在していることを特徴とする請求項10または11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記最終充填部は、前記長手方向に対し略直交する方向に延在していることを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流入経路は、1つの前記ゲートから複数に分岐し、さらに当該分岐した流入経路が前記長手方向と交差する方向に延在する、前記流入経路の群の複数が前記長手方向に配列したことを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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