JP2018083357A - 液体供給ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い平坦性を有する平板状の液体供給ユニットを樹脂成形によって製造する。
【解決手段】第１部材と、第２部材と、これら第１部材と第２部材の間に配されて流路構造を有する中間流路部材とを同一の本金型の異なる箇所のそれぞれで成形する。その後、本金型を分離し、本金型の内部に配備されたダイスライド金型をスライドして、各部材の位置合わせを行った後に再度本金型を型締めして、これら部材を接合し、液体供給ユニットを完成させる。この際、液体供給ユニットが完成するまで、第１の部材と第２の部材における他部品との当接部は、本金型の内部の同じ面に保持さるようにする。
【選択図】図１４

Description

本発明は、インクジェット記録装置などに用いられる液体供給ユニットの製造方法に関する。

インクジェット記録装置では、インク等の液体を貯蔵する貯蔵タンクから液体吐出ヘッドに液体を供給するための流路構成が要される。特許文献１には、フォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いて流入部、流路部、流出部をそれぞれ製造し積層接合することにより高精度な流路構成を形成する方法が開示されている。

特開２００７−２４５４２１号公報

特許文献１に開示されるようなインク供給流路は、記録ヘッドに極近い領域の供給路としては有効である。しかし、例えばフルライン型のインクジェット記録装置のように比較的大容量の液体を広範囲に導く平板状の液体供給ユニットの場合には、コスト面などを鑑みたい場合に、樹脂形成が好適と言える。

内部に流路構造を有する平板上の液体供給ユニットを樹脂形成する場合、上面と下面を含む複数の層を個別に樹脂形成し、これらを積層する工程が要される。しかしながら、樹脂形成では、工程中の離型や収縮のために、どうしてもある程度のうねりや反りなどが個々の層で発生してしまう。そしてこれらを積層および接合した際に、更にそれぞれが変形するおそれが生じる。

比較的大容量の液体を広範囲に導くための液体供給ユニットにおいては、記録媒体の幅方向に配列されている多数のノズルに均等に液体を供給するために、記録ヘッドと同様の幅を有しほぼ均等の厚みを供えた平板形状が好ましい。しかしこの際、上流側や下流側に配される他の部材との接続箇所が変形してしまっていると、そこに配されている弾性部材がその変形に追従することができず、気体や液体の漏れが生じてしまう。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、高い平坦性を有する平板状の液体供給ユニットを樹脂成形によって製造することである。

そのために本発明は、液体吐出ヘッドに液体を供給するための液体供給ユニットの製造方法であって、分離可能な本金型を型締めした状態において、前記本金型の内部の異なる箇所に樹脂を注入することにより、他部品と接続するための第１の当接部を備える第１部材と、別の他部品と接続するための第２の当接部を備える第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配されて前記第１の当接部と前記第２の当接部を接続する流路構造を有する中間流路部材と、を前記異なる箇所のそれぞれで成形する第１の成形工程と、前記第１の成形工程の後に前記本金型を分離し、前記本金型の内部に配備されたダイスライド金型を前記分離の方向とは異なる方向に移動して、前記第１部材、前記第２部材および前記中間流路部材の前記第２の方向における位置合わせを行った後に前記本金型を再度型締めし、前記本金型の内部に樹脂を注入することにより、前記第１部材、前記第２部材および前記中間流路部材を接合する第２の成形工程と、を有し、前記第１の成形工程から前記第２の成形工程が完了するまで、前記第１の当接部および前記第２の当接部は、前記本金型の内部の同じ面に保持されていることを特徴とする。

以上の構成によれば、製造時のうねりや反りに伴う気体や液体の漏れを抑制し、信頼性の高い液体供給ユニットを成形することが出来る。

インクジェット記録装置の内部構成概略図である。 インクジェット記録装置における液体循環流路を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、液体吐出ヘッドの外観斜視図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）は、流路部材の詳細な構成を説明するための図である。 液体吐出ヘッドの透視図である。 液体吐出ヘッドの断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、吐出モジュールの斜視図および分解図である。 （ａ）〜（ｃ）は、記録素子基板の構造を説明するための図である。 記録素子基板の構造を説明するための図である。 記録素子基板の接続状態を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、液体供給ユニットの外観斜視図である。 液体供給ユニットの断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、液体供給ユニットの成形工程を示す図である。 液体供給ユニットの別形状を説明するための外観斜視図である。

（インクジェット記録装置の説明）
図１は、本発明の液体吐出装置として使用可能なインクジェット記録装置１０００の内部構成概略図である。搬送部１は、記録媒体となるシートＳを一定の速度でｙ方向に搬送する。液体吐出ヘッド３は、搬送中のシートＳに対し記録データに従ってｚ方向にインクを吐出する。本実施形態の液体吐出ヘッド３は、同色のインク（同じ種類の液体）を吐出する複数のノズルが、シートＳ幅に対応する距離だけｘ方向に配列して構成されるフルライン型のインクジェット記録ヘッドである。そして、このようなノズル列が、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのインク別に、ｙ方向に並列配置されている。吐出動作に必要なデータや電力は電気配線ユニット５から供給される。なお、シートＳはカット紙であってもよいし、ロール紙であってもよい。

液体吐出ヘッド３の重力方向上方（−ｚ方向）には、不図示のチューブからインクを受容したり、そのインクを液体吐出ヘッド３に供給したりするための液体供給ユニット４が配備されている。そして、液体供給ユニット４の更に上方には、液体吐出ヘッド３に供給するインクの圧力調整を行うための負圧制御ユニット２が配備されている。負圧制御ユニット２はインク色ごとに用意され、液体吐出ヘッド３における負圧力は各インク色で独立に調整できるようになっている。

（循環経路の説明）
図２は、インクジェット記録装置１０００における液体循環流路を示す図である。ここでは、１色のインクについての循環流路を示しているが、実際の記録装置にはこのような循環経路が、ＣＭＹＫのインク色ごとに用意されている。バッファタンク１００３は、第１循環ポンプ１００２、第２循環ポンプ１００４と接続されており、これらポンプの作動によって図の左から右方向へインクが流れるようになっている。一方、バッファタンク１００３内のインク残量が少なくなると、補充ポンプ１００５が作動し、装置内に固定されている大容量のメインタンク１００６からインクが補充される。バッファタンク１００３には大気連通口が形成されており、流入した気泡を液体循環流路から排出できるようになっている。

第１循環ポンプ１００２は、流出接続部１１１を介して液体供給ユニット４から流出されるインクを、バッファタンク１００３に導く。第２循環ポンプ１００４は、バッファタンク１００３に貯留されたインクを、流入接続部１１２を介して、液体供給ユニット４に供給する。第２循環ポンプ１００４を配備しておくことにより、高密度な記録や液体吐出ヘッド３の回復処理のために、バッファタンク１００３のインクが急激に減少しても、液体吐出ヘッド３内の流圧を一定範囲に維持することができる。

液体供給ユニット４は、流入接続部１１２より収容したインクを、フィルタ２２１を介して異物を取り除いた後、負圧制御ユニット２に供給する。負圧制御ユニット２には、高流圧でインクを流出する負圧制御ユニットＨと、低流圧でインクを流出する負圧制御ユニットＬが並列配置されている。そして、負圧制御ユニットＨより流出されたインクは流入口３０１ａを介して、負圧制御ユニットＬより流出されたインクは流入口３０１ｂを介して、それぞれ液体吐出ヘッド３内の液体吐出ユニット３００に供給される。このような負圧制御ユニット２を配備しておくことにより、記録デューティの変化に伴って循環系の流量が変動した場合であっても、負圧制御ユニット２よりも下流に位置する液体吐出ユニット３００ではその流圧を一定範囲に保つことができる。

液体吐出ユニット３００には、負圧制御ユニットＨにより高圧力でインクが流れる共通供給流路６２１と、負圧制御ユニットＬにより低圧力でインクが流れる共通回収流路６２２が形成されている。また、液体吐出ユニット３００には、複数のノズルがｘ方向に配列されて成る記録素子基板１０が、ｘ方向に更に複数接続されている。そして、個々の記録素子基板１０には、共通供給流路６２１と接続する個別供給流路５２１と、共通回収流路６２２と接続する個別回収流路５２２が形成されている。このため、個々の記録素子基板１０には、共通供給流路６２１と共通回収流路６２２の流圧差に伴うインク流れが発生する。具体的には、高圧力を有する共通供給流路６２１より個別供給流路５２１を介してインクが流入され、更にそのインクが個別供給流路５２１を介して共通供給流路６２１へ流出される。

個々の記録素子基板１０で吐出動作が行われると、循環中のインクの一部が吐出によって消費され、残りのインクは個別回収流路５２２および共通回収流路６２２を経て、流出口３０２より液体供給ユニット４に排出される。流出口３０２より液体供給ユニット４に流出されたインクは、流出接続部１１１を介して第１循環ポンプ１００２に向けて送出される。

以上のような循環供給回路を用いた液体吐出ヘッドにおいては、記録素子基板１０の吐出動作で発生する熱が流動する液体によって奪われるので、吐出動作が連続して行われても、蓄熱に伴う吐出不良を抑えることができる。また、吐出頻度が少ないノズルの近傍に増粘インクや異物が停滞し難く、すべてのノズルの吐出状態を安定させることができる。

但し、上記効果を得るためにあまり流速を大きくしてしまうと、液体吐出ユニット３００における圧力損失によって記録素子基板１０間で圧力差が生じ、吐出状態がばらつき、濃度ムラなどが招致されるおそれがある。よって、第１循環ポンプ１００２においては、個々の記録素子基板１０間の温度差と圧力差のどちらもが印刷した画像に影響しない程度に、その排出流量が調整されていることが好ましい。第１循環ポンプ１００２の具体的な例としては、チューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等のような定量的な送液能力を有する容積型ポンプが挙げられる。また、例えば一般的な定流量弁やリリーフ弁をポンプ出口に配して一定流量を確保することもできる。

一方、第２循環ポンプ１００４としては、駆動時に使用するインク循環流量範囲において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプや容積型ポンプなどを用いればよい。具体的には、ダイヤフラムポンプ等が挙げられる。また第２循環ポンプの代わりに、例えば負圧調整ユニットに対しある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクとすることもできる。

負圧制御ユニット２に備えられた２つのユニットＨおよびＬについては、所謂「減圧レギュレータ」と同様の機構を採用することができる。減圧レギュレータを用いた場合には、図２に示すように、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット４を介して負圧制御ユニット２の上流側を加圧するようにすることが好ましい。このようにするとバッファタンク１００３の液体吐出ヘッド３に対する水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの自由度を広げることができる。

（液体吐出ヘッド構成の説明）
図３（ａ）および（ｂ）は、液体吐出ヘッド３の外観斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド３は、シートＳの全幅をカバーするフルライン型のカラーインクジェット記録ヘッドである。ｘ方向には１５個の記録素子基板１０が配列し、個々の記録素子基板１０が、吐出データに従ってシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクをｚ方向に吐出する。

吐出データや吐出動作のための電力は、電気配線基板９０に設けられた信号入力端子９１および電力供給端子９２に入力され、フレキシブル配線基板４０を介して、それぞれの記録素子基板１０に供給される。本実施形態では、電気配線基板９０内の電気回路によって配線が集約されているので、信号入力端子９１および電力供給端子９２の数は、記録素子基板１０の数（１５個）よりも少なく抑えられている。すなわち、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッド３を組み付けたり交換したりする際の、電気接続部の着脱回数を少なく抑えることが出来る。

一方、記録素子基板１０が吐出するインクは、図２で説明したように、流入接続部１１２を介して液体供給ユニット４に流入され、負圧制御ユニット２で流圧が調整された後、液体吐出ユニット３００に供給される。そして、吐出によって消費されなかったインクは、再び流出接続部１１１を介して液体吐出ヘッド３より排出される。図では、４色のインク分の流入接続部１１２および流出に用いる流出接続部１１１が示されている。流入接続部１１２および流出接続部１１１のそれぞれには、各種ポンプと連通するためのチューブが接続される。

図４は、液体吐出ヘッド３の分解斜視図である。液体吐出ヘッド３は、ヘッド剛性を担保するための筐体８０に対し、＋ｚ方向側より液体吐出ユニット３００が、−ｚ方向側より液体供給ユニット４および負圧制御ユニット２がこの順番で取り付けられて構成される。筐体８０の−ｙ方向側には電気配線基板支持部８２とともに電気配線基板９０がビス止めされる。筐体８０の＋ｚ方向側には液体吐出ユニット支持部８１を介して液体吐出ユニット３００が取り付けられる。液体吐出ユニット３００は、３層から成る流路部材２１０と１５個の記録素子基板１０からなる吐出モジュール２００、およびこれらの外周を被覆するカバー部材１３０がｚ方向に積層される。

負圧制御ユニット２は、４色のインクそれぞれについて独立に用意されている。個々の負圧制御ユニット２の内部には、図２で説明した負圧制御ユニットＨと負圧制御ユニットＬが並列配置されている。これら負圧制御ユニットＨと負圧制御ユニットＬは、内部に配された弁やバネ部材などで形成される圧力調整弁によって、それぞれについて設定された範囲に流圧を調整している。このような圧力調整弁の機能により、供給系内（液体吐出ヘッド３の上流側の供給系）に液体の流量の変動に伴う圧損変化が生じても、圧力制御ユニットよりも下流にある液体吐出ユニット３００側ではその圧力が一定範囲内で安定するようになっている。

液体吐出ユニット３００の配列幅に相当する距離だけｘ方向に延在する液体供給ユニット４は、４色分の負圧制御ユニット２が共通して接続される。このため、液体供給ユニット４には、図２で示す流出接続部１１１および流入接続部１１２と、フィルタ２２１が４色それぞれについて配備されている。液体吐出ユニット３００の構成および製造方法については後に詳しく説明する。

筐体８０は、液体吐出ユニット３００の反りを高精度に矯正して、記録素子基板１０の位置精度を確保する役割を果す。このため、筐体８０は十分な剛性を有することが好ましい。好適な材質としてはＳＵＳやアルミなどの金属材料やアルミナなどのセラミックが挙げられる。筐体８０の底部には、ジョイントゴム１００を挿入するための開口８３〜８６が設けられている。液体供給ユニット４と、液体吐出ユニット３００とは、ジョイントゴム１００を介して液体の流入出が行われる。

１５個の記録素子基板１０からなる吐出モジュール２００は、インクを滴として吐出する構成を備え、流路部材２１０は、液体供給ユニット４から供給された液体を個々の記録素子基板１０さらに個々のノズルに導く構成である。流路部材２１０および吐出モジュール２００については後に詳しく説明する。

カバー部材１３０は、記録素子基板１０の吐出口面を露出させるための長尺の開口１３１を有している。開口１３１周囲の枠部は、液体吐出ヘッド３の吐出口面を保護したり吸引回復処理を行ったりする際に、ゴム状のキャップ部材と当接する。液体吐出ヘッド３の製造時において、枠部の内側に接着剤、封止材、充填材を塗布した後、当該面を吐出モジュール２００と接着させることにより、キャップ部材との密着度を高め、吐出口面の保護や回復処理の効果を高めることができる。

図５（ａ）〜（ｆ）は、流路部材２１０の詳細な構成を説明するための図である。図５（ａ）および（ｂ）は第１流路部材５０の表裏面、図５（ｃ）および（ｄ）は第２流路部材６０の表裏面、図５（ｅ）および（ｆ）は第３流路部材７０の表裏面をそれぞれ示している。図５（ａ）が吐出モジュール２００との当接面となり、図５（ｆ）が液体供給ユニット４との当接面となる。また、図５（ｂ）に示す第１流路部材５０の面と図５（ｃ）に示す第２流路部材６０の面が当接し、図５（ｄ）に示す第２流路部材６０の面と図５（ｅ）に示す第３流路部材７０の面が当接する。

液体供給ユニット４より供給されたインクを吐出モジュール２００の個々の記録素子基板１０に導くための流路構成と、個々の記録素子基板１０で消費されなかったインクを液体供給ユニット４に戻すための流路構成が、これら流路部材によって実現されている。このような流路部材２１０は、筐体８０の底部に位置する液体吐出ユニット支持部８１にビス止め固定されており、その反りや変形が抑えられている。

第３流路部材７０において、液体供給ユニット４と当接する面（図５（ｆ））には、図２で説明した液体供給ユニット４の流入口３０１ａ、３０１ｂおよび流出口３０２に対応する位置に、複数の連通口７２が形成されている。これら連通口７２は背面側（図５（ｅ））に貫通しており、背面側にはｘ方向に延在する共通流路溝７１が形成されている。図において、８本の共通流路溝７１のうち、４本が各インク色の流入口３０１ａ、３０１ｂに連結する共通流路溝７１であり、残りの４本が各インク色の流出口３０２に連結する共通流路溝７１である。このような構成のもと、流入口である連通口７２より供給されたインクは、その背面において共通流路溝７１に沿ってｘ方向に広がる。

第２流路部材６０において、第３流路部材７０の図５（ｅ）に示す面と当接する面（図５（ｄ））には、第３流路部材７０に形成された共通流路溝７１に対応する位置にｘ方向に延在する共通流路溝６２が形成されている。更に、個々の共通流路溝６２には、背面側（図５（ｃ））に貫通する連通口６１が、ｘ方向の所々に形成されている。このような構成のもと、共通流路溝７１および６２に広がるインクの一部は、第２流路部材６０の背面側（図５（ｃ））に移動する。

第１流路部材５０において、第２流路部材６０の図５（ｃ）に示す面と当接する面（図５（ｂ））には、第２流路部材６０に形成された連通口６１から、個々のインク色に対応するノズル列が形成された位置までインクを導くための個別流路溝５２が形成されている。個々の個別流路溝５２の連通口６１とは反対の端部には、背面側（図５（ａ））に貫通する連通口５１が形成されている。このような構成のもと、連通口６１より流入されたインクは、個別流路溝５２に沿って進行し、連通口５１を介して第１流路部材５０の吐出モジュール２００と対向する面（図５（ａ））に移動し、吐出モジュール２００にインクを供給する。一方、吐出モジュール２００にて消費されなかったインクは、上記流路と逆の流路を辿って図５（ｆ）の連通口７２に戻り、液体供給ユニット４に流出する。

第１流路部材５０、第２流路部材６０、第３流路部材７０のそれぞれは、液体（インク）に対して十分な耐腐食性を有し、線膨張率の低い材質から構成されることが好ましい。好適に使用可能な材質としては、アルミナや、樹脂材料、特にＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）が挙げられる。また、ＰＳＦ（ポリサルフォン）や変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を母材としてシリカ微粒子やファイバーなどの無機フィラーを添加した複合材料なども挙げられる。流路部材２１０を形成する際には、第１流路部材５０、第２流路部材６０、第３流路部材７０を互いに接着してもよいが、材質として樹脂複合樹脂材料を選択した場合には、溶着によって接合することもできる。

図６は、流路部材２１０を−ｚ方向から観察した場合の第１流路部材５０、第２流路部材６０、第３流路部材７０の透視図である。ここでは、図５（ｄ）および（ｅ）で示される８本の共通流路溝６２（７１）のうち、インク供給のために利用される流路溝を、各インクについて６２１ｋ、６２１ｃ、６２１ｍ、６２１ｙとして示している。また、インク回収のために利用される流路溝を、各インクについて６２２ｋ、６２２ｃ、６２２ｍ、６２２ｙとして示している。さらに、図５（ｂ）で示される個別流路溝５２のうち、インク供給のために利用される流路溝を、５２１ｋ、５２１ｃ、５２１ｍ、５２１ｙとして、インク回収のために利用される流路溝を、５２２ｋ、５２２ｃ、５２２ｍ、５２２ｙとして示している。このように、連通口７２、共通流路溝７１、６１、連通口６１、個別流路溝５２および連通口５１は、いずれも、インク色ごとに流入流路と流出流路が独立して用意されている。

図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。第３流路部材７０と第２流路部材６０の重ね合わせによって、インク供給のための共通供給流路６２１ｋ、６２１ｃ、６２１ｍ、６２１ｙとインク回収のための共通回収流路６２２ｋ、６２２ｃ、６２２ｍ、６２２ｙが形成されている。ブラックインク（Ｋ）を回収するための共通回収流路６２２ｋとマゼンタインク（Ｍ）を供給するための共通供給流路６２１ｍが、第１流路部材５０に形成されたインク回収のための個別回収流路５２２ｋ、個別供給流路５２１ｍとそれぞれ接続している。図７では、図２で説明した記録素子基板１０における共通供給流路６２１と共通回収流路６２２の断面も示している。ブラックインク（Ｋ）の個別回収流路５２２ｋはブラックインク（Ｋ）の共通回収流路６２２に接続し、マゼンタインク（Ｍ）の個別供給流路５２１ｍはマゼンタインク（Ｍ）の共通供給流路６２１ｍに接続している。

以上説明した構成により、本実施形態の液体吐出ユニット３００では、共通供給流路６２１→個別供給流路５２１→記録素子基板１０→個別回収流路５２２→共通回収流路６２２の順にインクが流れ、図２で説明したインク循環を滞りなく維持することができる。なお、図６及び７で示したブラック、シアン、マゼンタ、イエローのｙ方向における流路溝の配列順序は一例であり、他の順序とすることもできる。

図８（ａ）および（ｂ）は、吐出モジュール２００の斜視図および分解図である。吐出モジュール２００は、支持部材３０上に記録素子基板１０を接着し、更に記録素子基板１０上の端子１６とフレキシブル配線基板４０の端子４１をワイヤーボンディングによって電気接続し、そのワイヤーボンディング部を封止材１１０によって封止する。フレキシブル配線基板４０において、記録素子基板１０との接続部とは反対の位置にある端子４２は、電気配線基板９０の接続端子９３と電気接続される（図３、図４参照）。支持部材３０には、図２で説明した共通供給流路６２１や共通回収流路６２２と接続するための液体連通口３１が、第１流路部材５０の連通口５１と対応する位置に形成されている。支持部材３０は、記録素子基板１０の支持体であると同時に、記録素子基板１０と流路部材２１０との間に位置する１つの流路部材でもある。このため、平面度が高く、十分に高い信頼性をもって記録素子基板１０と接合できるものが好ましい。好適に使用可能な材質としては例えばアルミナや樹脂材料が挙げられる。

図９（ａ）〜（ｃ）および図１０は、記録素子基板１０の構造を説明するための図である。図９（ａ）は記録素子基板１０の上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す領域ＩＸＢの拡大図、図９（ｃ）は記録素子基板１０の背面図である。また、図１０は、図９（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図１０に示すように、記録素子基板１０は、主に吐出口形成部材１２と、基板１１と、蓋部材２０がｚ方向に積層されて構成されている。

図９（ａ）の上面図に示すように、１つの吐出口形成部材１２（記録素子基板１０）には、同色のインクを吐出する吐出口１３がｘ方向に配列して成る吐出口列が、インク色分だけｙ方向に並列配置している。また、その端部にはフレキシブル配線基板４０と接合するための端子１６が形成されている。本実施形態の記録素子基板１０は平行四辺形を呈しており、ｘ方向に１５枚配列することにより吐出モジュール２００が形成される。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す領域Ａの拡大図である。本実施形態の液体吐出ヘッドにおいて、１つの記録素子（ノズル）は、電気熱変換素子１５、圧力室２３、および吐出口１３によって構成される。圧力室２３はｘ方向に並ぶ２つの隔壁２２によって形成される。圧力室２３は、内部に液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する素子（ここでは電気熱変換素子１５）を備える。電気熱変換素子１５は端子１６と電気的に接続されており、電気配線基板９０及びフレキシブル配線基板４０を介して、装置本体の制御回路に駆動制御される。このような構成のもと、吐出データに従って電気熱変換素子１５に電圧パルスが印加されると、圧力室２３に供給されたインク中に膜沸騰が生じ、その泡の成長エネルギによって、電気熱変換素子１５と対向する位置にある吐出口１３からインクが吐出される。

一方、吐出口列のｙ方向両側には、共通供給流路６２１と接続し圧力室２３にインクを供給するための液体供給路１８と、共通回収流路６２２と接続し圧力室２３からのインクを回収するための液体回収路１９が、ｘ方向に延在している。また、図１０の断面図にも示すように、液体供給路１８および液体回収路１９のそれぞれには、圧力室２３と個別に連通する供給口１７ａと回収口１７ｂが形成されている。圧力室２３の内部の液体は、供給口１７ａや回収口１７ｂを用いて、圧力室２３の外部との間で循環することができる。

更に、図９（ｃ）にも示すように、第１流路部材５０と接する側に配された蓋部材２０には、第１流路部材５０の連通口５１に対応する位置に複数の開口２１が形成されており、記録素子基板１０内の液体供給路１８及び液体回収路１９のそれぞれに連通している。このような蓋部材２０においては、液体（インク）に対する十分な耐食性と、混色防止の観点から複数の開口２１の高いレイアウト精度が求められる。よって例えば、感光性樹脂材料やシリコン板を用い、フォトリソプロセスによって開口２１を設けることが好ましい。

以上の構成により、液体供給ユニット４においては、開口２１→液体供給路１８→供給口１７ａ→圧力室２３→回収口１７ｂ→液体回収路１９→開口２１の順にインクが流れる。そして、圧力室２３の流動時に電気熱変換素子１５が駆動された場合に、その一部が吐出口１３より吐出される。この際、圧力室２３のインクは吐出頻度によらず安定して流動しているので、増粘インク、泡、異物などが混在しても、これらは特定の位置に滞留せず、液体回収路１９へ導出（排出）される。

図１１は、記録素子基板１０の接続状態を示す図である。図９（ａ）でも説明したように、本実施形態の記録素子基板１０は平行四辺形を呈している。そして、この記録素子基板１０の複数を、互いの側辺を当接させながらｘ方向に連続配置することにより、４色のインクに対応する４列の吐出口列１４が形成される。この際、２つの記録素子基板１０の接続箇所において、一方の記録素子基板１０の最端部に位置する少なくとも１つの吐出口１３と、もう一方の記録素子基板１０の最端部に位置する吐出口１３が、ｘ方向の同じ位置にレイアウトされるようになっている。言い換えると、そのようにレイアウトされるように、平行四辺形の傾き角度が設計されている。図では、Ｄ線上の２つの吐出口１３が、ｘ方向の同じ位置にレイアウトされている。

このような構成によれば、液体吐出ヘッド製造時に２つの記録素子基板１０が多少ずれて接続されてしまっても、接続部に相当する位置の画像は、オーバーラップ領域に含まれる複数の吐出口の恊働によって印刷することができる。よって、紙面上にされた画像においては、上記ずれに伴う黒スジや白抜けを目立たなくすることができる。なお、以上では記録素子基板１０の主平面を平行四辺形としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いることもできる。

（液体供給ユニットの詳細説明）
図１２（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の液体供給ユニット４の外観斜視図である。液体供給ユニット４は、負圧供給ユニット２と連結する第１流路プレート２２２、液体吐出ユニット３００と連結する第２流路プレート２２４、および第１流路プレート２２２と第２流路プレート２２４を接続する中間流路プレート２２３が積層して構成される。第１流路プレート２２２と第２流路プレート２２４は、ほぼ平板形状を呈している。中間流路プレート２２３の内部には、第１流路プレート２２２と第２流路プレート２２４の間で、４色分の流路空間が個別に形成されている。

第１流路プレート２２２には、負圧制御ユニット２と接続するための４つの中間供給口２４０とこれを囲む弾性部材から成る当接部２５０が、負圧制御ユニット２に対応するように、４色分並列配置されている。４つの中間供給口２４０のそれぞれは、負圧制御ユニットＨへの流入口と流出口、および負圧制御ユニットＬへの流入口と流出口に対応している。また、バッファタンク１００３へ液体を流出するための流出接続部１１１と、バッファタンク１００３から液体を流入するための流入接続部１１２も、第１流路プレート２２２の表面に形成されている。

第２流路プレート２２４には、負圧制御ユニット２で高流圧に調整された液体を液体吐出ユニット３００の流入口３０１ａへ供給したり、低流圧に調整された液体を液体吐出ユニット３００の流入口３０１ｂに供給したりするための供給口２４１が形成されている。また、液体吐出ユニット３００で消費されなかった液体を流出口３０２より回収するための回収口２４２が形成されている。供給口２４１および回収口２４２の周囲には、ジョイントゴム１００が当接するための当接部２６０が形成されている。なお、第１流路プレート２２２における当接部２５０と第２流路プレート２２４における当接部２６０は、弾性部材ではなく、接着や、溶着によって他部品と接続される面であってもよい。

図１３は、図１２（ａ）の断面図である。中間流路部材２２３はｘｙ平面に延在するベース部２７０と、ベース部２７０より±ｚ方向に突出する流路壁リブ２７１を有している。本実施形態において、第１流路プレート２２２、第２流路プレート２２４、および中間流路プレート２２３はそれぞれ個別に樹脂成形される。そして、これら３つのプレートがｚ方向に積層され、中間流路部材２２３の流路壁リブ２７１が、その先端２７２において第１流路プレート２２２および第２流路プレート２２４と接着されることにより、液体供給ユニット４が完成する。

第１流路プレート２２２や第２流路プレート２２４は、積層工程において、その裏面が中間流路部材２２３の複数の流路壁リブ２７１と接合される。このため、第１流路プレート２２２や第２流路プレート２２４の表面においては、成形後の収縮に伴う変形が発生する恐れが生じる。当接部２５０，２６０を有する第１流路プレート２２２と第２流路プレート２２４を平板にすることで、当接部ヒケを抑制し平坦性を向上できる。また、中間流路部材２２３のベース部２７０の厚みＤ１を、流路壁リブ２７１の厚みＤ２よりも小さくすることで流路側壁リブ先端２７２のヒケを抑制し、流路プレートとの接合信頼性を向上できる。 図１４（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の液体供給ユニット４を形成するためのダイスライドインジェクション成形工程を示す図である。図１４（ａ）に見るように、本実施形態で使用する本金型Ｋ００１は固定側金型Ｋ１００と、固定側金型Ｋ１００に対しｚ方向に分離可能な可動側金型Ｋ２００を備えている。更に、可動側金型Ｋ２００の更に内側には、固定側金型Ｋ１００に対しｙ方向にスライド可能なダイスライド金型Ｋ２１０が備えられている。

固定側金型Ｋ１００と可動側金型Ｋ２００が図１４（ａ）の状態で型締めされた状態において、第１成形位置Ｋ４１０には第２流路プレート２２４を成形するための型が配備されている。また、第２成形位置Ｋ４２０には中間流路プレート２２３を成形するための型が、第３成形位置Ｋ４３０には第１流路プレート２２２を成形するための型がそれぞれ配備されている。このような型締め状態において、不図示の射出ノズルを用い、第１成形位置Ｋ４１０、第２成形位置Ｋ４２０および第３成形位置Ｋ４３０のそれぞれに樹脂を注入する。これにより、第１成形位置Ｋ４１０には第２流路プレート２２４が、第２成形位置Ｋ２２０には中間流路プレート２２３が、第３成形位置４３０には第１流路プレート２２２が夫々成形される。以下、このような工程を１次成形工程と称す。

第２の工程では、固定側金型Ｋ１００に対して可動側金型Ｋ２００を＋ｚ方向に移動し、これらを離間する。図１４（ｂ）は、この段階における固定側金型Ｋ１００と可動側金型Ｋ２００の状態を示している。離間した状態において、第１流路プレート２２２と中間流路プレート２２３は固定金型Ｋ１００側に、第２流路プレート２２４はダイスライド金型Ｋ２１０すなわち可動側金型Ｋ２００の側に付随するものとする。すなわち、第１流路プレート２２２の当接部２５０は固定側金型Ｋ１００に保持され、第２流路プレート２２４の当接部２６０はダイスライド金型Ｋ２１０に保持された状態になっている。

第３の工程では、可動側金型Ｋ２００内に配置されているダイスライド金型Ｋ２１０を−ｙ方向に移動させ、第２流路プレート２２４と中間流路プレート２２３のｙ方向における位置合わせを行う。そして、図１４（ｃ）に見るように、可動側金型Ｋ２００を−ｚ方向に移動し固定側金型Ｋ１００と再度型締めする。更に、この状態で、第２流路プレート２２４と中間流路プレート２２３が接合する位置に、両部材と相溶性のある樹脂を不図示の射出ノズルから流し込む。これにより、第２流路プレート２２４と中間流路プレート２２３が接合される。以下、このような工程を２次成形工程と称す。

第４の工程では、固定側金型Ｋ１００に対して可動側金型Ｋ２００を再び＋ｚ方向に移動し、これらを離間する。図１４（ｄ）は、この段階における固定側金型Ｋ１００と可動側金型Ｋ２００の状態を示している。離間した状態において、第１流路プレート２２２は固定金型Ｋ１００側に、第２流路プレート２２４とこれに接合された中間流路プレート２２３はダイスライド金型Ｋ２１０すなわち可動側金型Ｋ２００の側に付随するものとする。すなわち、第４の工程完了時においても第２の工程完了時と同様、第１流路プレート２２２の当接部２５０は固定側金型Ｋ１００に保持され、第２流路プレート２２４の当接部２６０はダイスライド金型Ｋ２１０に保持された状態になっている。

第５の工程では、可動側金型Ｋ２００内に配置されているダイスライド金型Ｋ２１０を更に−ｙ方向に移動させ、第１流路プレート２２２と中間流路プレート２２３のｙ方向における位置合わせを行う。そして、図１４（ｅ）に見るように、可動側金型Ｋ２００を−ｚ方向に移動し固定側金型Ｋ１００と型締めする。更に、この状態で、第１流路プレート２２２と中間流路プレート２２３が接合する位置に、両部材と相溶性のある樹脂を不図示の射出ノズルから流し込む。これにより、第２流路プレート２２４と中間流路プレート２２３および第１流路プレート２２２が接合される。以下、このような工程を３次成形工程と称す。

第６の工程では、固定側金型Ｋ１００に対して可動側金型Ｋ２００を再び＋ｚ方向に移動し、これらを離間する。図１４（ｆ）は、この段階における固定側金型Ｋ１００と可動側金型Ｋ２００の状態を示している。離間した状態において、互いに接合された第１流路プレート２２２、中間流路プレート２２３、および第２流路プレート２２４は、全てダイスライド金型Ｋ２１０すなわち可動側金型Ｋ２００の側に付随する。すなわち、第６の工程完了時において、第１流路プレート２２２の当接部２５０は初めて固定側金型Ｋ１００から離間され、液体供給ユニット４全体がダイスライド金型Ｋ２１０に保持された状態になる。

以上説明した成形工程によれば、第１流路プレート２２２の表面（−ｚ方向の面）と第２流路プレート２２４の表面（＋ｚ方向の面）は、液体供給ユニット４が完成されるまで、夫々が成形された金型に保持されたままになっている。よって、ダイスライドインジェクション成形を採用せず、第１流路プレート２２２と中間流路プレート２２３と第２流路プレート２２４のそれぞれを樹脂成形した後にこれらを接着した場合に比べ、離型や収縮に伴ううねりや反りの影響を抑制することが出来る。結果、製造時の変形に伴う気体や液体の漏れを抑制し、信頼性の高い液体供給ユニットを成形することが出来る。

（その他の実施形態）
上記実施形態では１次成形で成形した３つの部品を、２回の移動工程と２回の成形工程を介して段階的に接合する内容で説明したが、これらは一度に接合する形態としても良い。このような形態は、例えば、固定側金型に対し＋Ｚ方向に分離可能な第１の可動型金型と、−ｚ方向に分離可能な第２の可動型金型と、夫々の可動型金型において±ｙ方向にスライド可能なダイスライド金型を用意すれば実現することができる。このような形態であっても、第１流路プレート２２２の表面と第２流路プレート２２４の表面は、液体供給ユニット４が完成されるまで夫々が成形された金型に保持させることが出来るので、上記実施形態と同様に、変形を抑制することができる。

また、以上ではより平坦性が重視される構成例として、図１や図３（ｂ）に示すような、ｘ方向において装置と同様の幅を有し、４色のインクに共通する液体供給ユニット４を前提に説明してきたが、無論本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば図１５に示すように、ｘ方向において装置よりも短い幅を有し、２色ずつのインクに対応する２つの液体供給ユニットを用いる構成としても良い。このような場合であっても、図１４（ａ）〜（ｆ）で説明した工程に従って液体供給ユニットを成形すれば、夫々の液体供給ユニットにおいて、変形の懸念をより一層低減し、平坦性の向上を図ることができる。無論、ｘ方向に分断された２つの液体供給ユニットでなくｙ方向に分断された２つの液体供給ユニットとしても良いし、液体供給ユニットをインク色ごとに用意する形態とすることも出来る。

更に、以上では図１で説明したインクジェット記録装置１０００を例に説明したが、本発明に利用可能な液体吐出装置はこれに限定されるものでもない。その内部に複雑な流路構造を有し、且つ平坦な板形状の液体供給ユニットであれば、供給した液体の用途に係らず本発明は有効に機能することができる。

３ 液体吐出ヘッド
４ 液体吐出ユニット
２２２ 第１流路プレート
２２３ 中間流路プレート
２２４ 第２流路プレート
２５０ 当接部
２６０ 当接部
Ｋ００１ 本金型
Ｋ２１０ ダイスライド金型

Claims (6)

1. 液体吐出ヘッドに液体を供給するための液体供給ユニットの製造方法であって、
   分離可能な本金型を型締めした状態において、前記本金型の内部の異なる箇所に樹脂を注入することにより、他部品と接続するための第１の当接部を備える第１部材と、別の他部品と接続するための第２の当接部を備える第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配されて前記第１の当接部と前記第２の当接部を接続する流路構造を有する中間流路部材と、を前記異なる箇所のそれぞれで成形する第１の成形工程と、
   前記第１の成形工程の後に前記本金型を分離し、前記本金型の内部に配備されたダイスライド金型を前記分離の方向とは異なる方向に移動して、前記第１部材、前記第２部材および前記中間流路部材の前記第２の方向における位置合わせを行った後に前記本金型を再度型締めし、前記本金型の内部に樹脂を注入することにより、前記第１部材、前記第２部材および前記中間流路部材を接合する第２の成形工程と、を有し、
   前記第１の成形工程から前記第２の成形工程が完了するまで、前記第１の当接部および前記第２の当接部は、前記本金型の内部の同じ面に保持されていることを特徴とする液体供給ユニットの製造方法。
2. 前記第１部材および前記第２部材は平板形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の液体供給ユニットの製造方法。
3. 前記液体吐出ヘッドは、記録媒体に画像を記録するためのフルライン型のインクジェット記録ヘッドであり、前記第１部材および前記第２部材は前記液体吐出ヘッドと等しい幅を有し、前記第１の当接部および前記第２の当接部は前記第１部材および前記第２部材に複数ずつ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液体供給ユニットの製造方法。
4. 前記インクジェット記録ヘッドは複数の色のインクを吐出することが可能であり、前記中間流路部材の前記流路構造は、前記複数の色のインクのそれぞれに対応づけて用意されていることを特徴とする請求項３に記載の液体供給ユニットの製造方法。
5. 前記中間流路部材は、前記第１部材および前記第２部材とほぼ平行なベース部と、該ベース部から突出し前記第１部材および前記第２部材の夫々に当接するリブを備え、前記ベース部の厚みは前記リブの厚みより小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体供給ユニットの製造方法。
6. 液体吐出ヘッドに液体を供給するための液体供給ユニットの製造方法であって、
   固定側金型と該固定側金型に対し第１の方向に分離可能な可動側金型とで構成される本金型を型締めした状態において、前記本金型の内部の異なる箇所に樹脂を注入することにより、他部品と接続するための第１の当接部を備える第１部材と、別の他部品と接続するための第２の当接部を備える第２部材と、前記第１部材と前記第２部材の間に配されて前記第１の当接部と前記第２の当接部を接続する流路構造を有する中間流路部材と、を前記異なる箇所のそれぞれで成形する第１の成形工程と、
   前記第１の成形工程の後に、前記可動側金型を前記固定側金型より前記第１の方向に離間し、前記可動側金型に保持されたダイスライド金型を前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動して、前記中間流路部材と前記第１部材の前記第２の方向における位置合わせを行う第１の移動工程と、
   前記第１の移動工程の後に、前記固定側金型と前記可動側金型とを型締めした状態において、前記本金型の内部に樹脂を注入することにより、前記中間流路部材と前記第１部材を接合する第２の成形工程と、
   前記第２の成形工程の後に、前記可動側金型を前記固定側金型より前記第１の方向に離間し、前記ダイスライド金型を前記第２の方向に移動して、前記中間流路部材と前記第２部材の前記第２の方向における位置合わせを行う第２の移動工程と、
   前記第２の移動工程の後に、前記固定側金型と前記可動側金型とを型締めした状態において、前記本金型の内部に樹脂を注入することにより、前記中間流路部材と前記第２部材を接合する第３の成形工程と、
   を有し、
   前記第１の成形工程から前記第３の成形工程が完了するまで、前記第１の当接部は前記ダイスライド金型に、前記第２の当接部は前記固定側金型の同じ面に保持されていることを特徴とする液体供給ユニットの製造方法。

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