JP2023148309A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路部材が熱膨張しても、吐出基板の配置位置のずれの発生を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】液体を吐出する基板および前記基板と流体接続する流路を備えたモジュールが、前記基板を支持する支持部材を支持する枠体に対して、前記枠体と前記流路とが、挿入方向と交差する方向において空間を介して対向するように挿嵌されるようにした。そして、前記モジュールは、前記枠体に挿嵌された際に、前記挿入方向において前記枠体に当接して支持されるようにした。【選択図】図１０

Description

本発明は、例えば、インクジェット方式によりインクを吐出可能な記録ヘッドなどとして広く適用可能な液体吐出ヘッド、当該液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

特許文献１には、インクジェット方式でインクを吐出する記録ヘッドを、インクを吐出する吐出口および吐出口に連通する圧力発生室を備えた吐出基板を含む吐出モジュールと、吐出基板にインクを供給する流路部材とを接合して構成する技術が開示されている。

特開２０１５‐０３９７９５号公報

特許文献１に開示された技術による記録ヘッドでは、高精細な画像を形成するために、吐出基板を高精度に配置する必要がある。しかしながら、こうした記録ヘッドでは、吐出モジュールと流路部材とは接着剤を用いて一体的に構成されている。このため、例えば、インクを高温に調整して吐出する場合、インクの温度により流路部材が高温になって熱膨張してしまい、高精度に配置された吐出基板の位置にずれが生じる虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吐出基板にインクを供給する流路部材が熱膨張しても、吐出基板の配置位置のずれの発生を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による液体吐出ヘッドの一実施形態は、吐出エネルギー発生素子の駆動によって液体を吐出可能な基板および前記基板と流体接続する流路を備えたモジュールと、前記基板を支持する支持部材と、前記モジュールと前記支持部材とを支持する枠体と、を備え、前記枠体は、挿嵌された前記モジュールを支持するとともに、前記モジュールの挿入面において前記支持部材を支持し、前記モジュールは、前記枠体に挿嵌された際に、前記枠体と前記流路とが、前記モジュールの挿入方向と交差する方向において空間を介して対向し、かつ、前記挿入方向において当接して支持される、ことを特徴とする。

本発明によれば、吐出基板にインクを供給する流路部材が熱膨張しても、吐出基板の配置位置のずれの発生を抑制することができるようになる。

記録装置の概略構成図 記録ヘッドの斜視構成図 基板部および流路部の斜視構成図 記録ヘッドの分解図 吐出モジュールの斜視構成図 吐出モジュールの分解図 図５（ａ）のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図 図７の枠ＶＩＩＩ内の拡大図 図２（ａ）のＩＸ矢視図 図９のＸ－Ｘ線断面図 図１０のＸＩ－ＸＩ線断面図 異なる実施形態での記録ヘッドの斜視構成図 図１２の記録ヘッドの基板部および流路部の斜視構成図 図１２の記録ヘッドの分解図 図１２（ａ）のＸＶ矢視図 図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図 図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線断面図

以下、添付の図面を参照しながら、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせのすべてが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、実施形態に記載されている構成要素の位置、形状などはあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
まず、図１乃至図１１を参照しながら、第１実施形態による液体吐出ヘッドについて説明する。本実施形態では、液体吐出ヘッドとして、ピエゾ素子の駆動によってインクを吐出することで対象物への記録が可能なインクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」と称する。）を例として説明する。なお、吐出エネルギー発生素子としては、ピエゾ素子に限定されるものではなく、電気熱変換素子（ヒータ素子）を用いるようにしてもよい。この場合、ヒータ素子により発生した気泡によりインクが吐出されることとなる。また、液体の吐出方式としては、上記した方式に限定されるものではなく、公知の各種の方式を用いることができる。

＜記録装置＞
図１は、本実施形態による液体吐出ヘッドである記録ヘッドを備えた記録装置の概略構成図である。図１に示す記録装置１０は、記録ヘッドからインクジェット方式によってインクを吐出して記録媒体Ｐに対して記録を行う記録装置である。なお、記録ヘッドから吐出される液体については、インクに限定されるものではなく、記録媒体Ｐ上に吐出したインクに対して所定の処理を行う処理液であってもよい。

記録装置１０は、記録媒体Ｐを＋Ｙ方向に搬送する搬送部１２と、搬送部１２により搬送される記録媒体Ｐに対してインクを吐出して記録する記録部１４とを備えている。搬送部１２は、２つのローラ１６、１８に無端状に張設されたベルト２０を備えている。ローラ１６は、駆動モータの駆動により駆動する駆動ローラであり、ローラ１８は、ベルト２０を介してローラ１６の駆動力が伝達されて回動する従動ローラである。

記録部１４は、インクを吐出する面が、搬送部１２により搬送される記録媒体Ｐと対向するように設けられた記録ヘッド２２を備えている。本実施形態では、記録部１４は、互いにそれぞれ異なる色のインクを吐出する記録ヘッド２２を備えている。具体的には、シアン（Ｃ）インクを吐出する記録ヘッド２２Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出する記録ヘッド２２Ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出する記録ヘッド２２Ｙ、ブラック（Ｋ）インクを吐出する記録ヘッド２２Ｋを備えている。記録装置１０では、各記録ヘッド２２は、記録ヘッド２２Ｃ、記録ヘッド２２Ｍ、記録ヘッド２２Ｙ、記録ヘッド２２Ｋの順に＋Ｙ方向に沿って配列されている。

各記録ヘッド２２は、インクを吐出する複数の吐出口がＹ方向と交差（本実施形態では直交）するＸ方向に配列されている。記録ヘッド２２において複数の吐出口が配列されて形成される吐出口列のＸ方向の長さは、記録装置１０で記録可能な最大の記録媒体Ｐの幅方向（Ｘ方向）の長さに対応した長さとなっている。各記録ヘッド２２には、対応するインクを貯留したインクタンク（不図示）が接続され、当該インクタンクと記録ヘッド２２との間でインクが循環する構成となっている。なお、インクタンクと記録ヘッド２２との間でインクを循環する構成については、公知の種々の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、インクタンクと記録ヘッド２２との間でインクを循環する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、インクを循環せずに、記録ヘッドを挟んで２つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことで、記録ヘッド２２内のインクを流動させる形態であってもよい。そして、記録装置１０では、記録媒体Ｐにおける記録の開始位置が、記録ヘッド２２Ｃの下方側に位置したタイミングで、記録装置１０を制御する制御部（不図示）の制御によってＣインクを吐出する。その後、記録媒体Ｐを搬送して、同様にして記録ヘッド２２Ｍ、記録ヘッド２２Ｙ、記録ヘッド２２Ｋからインクを吐出することで、記録媒体Ｐに対して記録を行うこととなる。即ち、本実施形態では、記録装置１０は、記録媒体の＋Ｙ方向への一度の搬送で、記録媒体に対して記録を行う。記録装置１０の構成については、上記したようなフルラインタイプの構成に限定されるものではなく、シリアルスキャンタイプの構成としてもよいし、フラットベッドタイプの構成としてもよい。

＜記録ヘッドの構成＞
次に、記録装置１０に搭載される記録ヘッドの構成について説明する。図２は、記録ヘッドの斜視構成図であり、（ａ）は＋Ｚ方向下流側から見た図であり、（ｂ）は＋Ｚ方向上流側から見た図である。図３は、図２の記録ヘッド内部に収容される基板部および流路部の斜視構成図であり、（ａ）は基板部であり、（ｂ）は流路部である。図４は、記録ヘッドの分解図である。

記録ヘッド２２は、インクを吐出可能な記録素子基板２００を含む基板部２０２と、記録素子基板２００に対するインクの供給および回収するための流路が形成された流路部２０４とを備えている（図３（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、記録ヘッド２２は、記録素子基板２００を１つ備えた場合について説明する。記録ヘッド２２は、基板部２０２と流路部２０４とが接続され、これらが支持部材２０５（以下、「枠体」とも称する。）により支持された状態でカバー部材２０６内に収容される。このとき、記録ヘッド２２の上方側では、外部の流路と接続するための流路接続部３２４（後述する）が突出した状態となっている（図２（ａ）参照）。また、記録ヘッド２２の下面では、記録素子基板２００が記録素子基板支持部材４０６（後述する）に支持された状態で露出している（図２（ｂ）参照）。

基板部２０２は、記録素子基板２００、駆動回路基板３０４、フレキシブル配線基板３０６、および電気配線基板３０８を備えている。記録素子基板２００は、駆動回路基板３０４、フレキシブル配線基板３０６、および電気配線基板３０８を介して、記録装置の全体の制御を行う制御部（不図示）と電気的に接続される。なお、記録素子基板２００は、背景技術の項に記載した吐出基板に相当する。つまり、記録素子基板２００は、吐出口と、吐出口に連通する圧力発生室を備えており、圧力発生室では、記録素子（吐出エネルギー発生素子）の駆動によって圧力を発生させ、当該圧力によって吐出口からインクを吐出する。記録素子としては、例えば、電気熱変換素子、ピエゾ素子などの公知の種々の素子を用いることができる。

電気配線基板３０８は、電気接続端子３１０を備えている。また、電気配線基板３０８は、フレキシブル配線基板３０６に設けられた電気接続部３１１を介して、フレキシブル配線基板３０６と接続されている。カバー部材２０６のＸＺ平面に平行な２つの側面には、その上部において開口部２０６ａが設けられている。そして、基板部２０２と流路部２０４とがカバー部材２０６内に収容された際には、電気接続端子３１０が、開口部２０６ａから外部に露出した状態となる（図２（ａ）（ｂ）参照）。電気接続端子３１０には、記録装置１０における制御部に接続された配線が接続される。これにより、当該制御部から出力された吐出駆動信号および吐出に必要な電力が、電気接続端子３１０から入力され、電気配線基板３０８、フレキシブル配線基板３０６および駆動回路基板３０４を経て記録素子基板２００に供給される。

電気配線基板３０８における電気回路によって配線を集約することで、電気接続端子３１０の端子数を記録素子基板２００の端子数に比べて少なくすることができる。これにより、記録装置１０での記録ヘッド２２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。また、記録素子基板２００およびフレキシブル配線基板３０６の一部は、記録素子基板支持部材４０６に支持される。記録素子基板支持部材４０６は、基板部２０２および流路部２０４がカバー部材２０６に内に収容される際に、支持部材２０５に支持されて、記録ヘッド２２の下面を形成する。記録素子基板支持部材４０６では、記録素子基板２００が記録ヘッド２２の底面から露出されるように支持される。

流路部２０４は、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６を備えている。第１流路部材３１２は、第２流路部材３１４と、その内部に形成された流路内を流体が流れることができるように接続、所謂、流体接続されている。第２流路部材３１４は、第３流路部材３１６と流体接続されている。なお、基板部２０２と流路部２０４とが接続される際には、第１流路部材３１２は、記録素子基板２００と流体接続される。

また、流路部２０４は、第４流路部材３１８、第５流路部材３２０、および液体供給ユニット３２２を備えている。第３流路部材３１６と第４流路部材３１８とは流路接続され、また、第４流路部材３１８と第５流路部材３２０とは流体接続されている。第５流路部材３２０は、接続部３２１（図４参照）を介して液体供給ユニット３２２に接続される。

液体供給ユニット３２２には、その上面に流路接続部３２４が設けられる。また、液体供給ユニット３２２の内部には、流れるインク中の異物を取り除くためのフィルタ（不図示）が、流路接続部３２４の各開口と連通するように設けられる。流路接続部３２４は、記録装置１０におけるインク供給系と接続される。具体的には、液体供給ユニット３２２に設けられた２つの流路接続部３２４の一方には、液体供給ユニット３２２内にインクが供給されるように、また、他方には、液体供給ユニット３２２からインクが回収されるように、インク供給系が接続される。

上記したように、流路部２０４の流路は、記録素子基板２００の流路と流体接続されている。このため、本実施形態では、記録装置１０の流路と記録ヘッド２２の流路とを含むインク流路系においてインクが循環する構成となっている。液体供給ユニット３２２に供給された液体は、第５流路部材３２０、第４流路部材３１８、第３流路部材３１６、第２流路部材３１４、および第１流路部材３１２を通って記録素子基板２００に供給される。そして、記録素子基板２００に供給されたが吐出されなかったインクは、記録素子基板２００から、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、第３流路部材３１６、第４流路部材３１８、および第５流路部材３２０を通って液体供給ユニット３２２に回収される。

記録ヘッド２２では、液体供給ユニット３２２の外周を囲うように電気配線基板支持部４０２が設けられる。基板部２０２と流路部２０４とを接続する際には、電気配線基板支持部４０２によって、電気配線基板３０８が支持される。本実施形態では、基板部２０２の一部と、流路部２０４の一部とにより吐出モジュール４０４を形成するものとする（図４参照）。吐出モジュール４０４を構成する基板部２０２の構成としては、フレキシブル配線基板３０６、駆動回路基板３０４、および記録素子基板２００を含む。また、吐出モジュール４０４を構成する流路部２０４の構成としては、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６を含む。

＜吐出モジュールの構成＞
次に、吐出モジュール４０４の構成について詳細に説明する。図５は、吐出モジュールの斜視構成図であり、（ａ）は＋Ｚ方向下流側から見た図であり、（ｂ）は＋Ｚ方向上流側から見た図である。図６は、吐出モジュールの分解図である。図７は、図５（ａ）のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。図８は、図７の枠ＶＩＩＩ内の拡大図である。

吐出モジュール４０４は、記録素子基板２００およびフレキシブル配線基板３０６が、記録素子基板支持部材４０６に接合されて支持されている（図６参照）。フレキシブル配線基板３０６には、駆動回路基板３０４を接地するための電極が設けられており、駆動回路基板３０４が導電性接着剤で固定される。記録素子基板支持部材４０６において、記録素子基板２００と駆動回路基板３０４とはボンディングワイヤ８０２により電気接続され、駆動回路基板３０４とフレキシブル配線基板３０６とはボンディングワイヤ８０４により電気接続されている（図８参照）。

駆動回路基板３０４の駆動時の発熱による温度上昇を抑制するため、駆動回路基板３０４は、放熱部材６０２を介して第１流路部材３１２と接続されている（図６参照）。なお、吐出モジュール４０４では、駆動回路基板３０４の真上に、第１流路部材３１２と第２流路部材３１４とにより冷媒流路８０６が形成されている。この冷媒流路８０６には、冷媒が流れる。従って、駆動回路基板３０４で生じた熱は、放熱部材６０２を介して第１流路部材３１２に放熱される。そして、第１流路部材３１２に放出された熱は、冷媒流路８０６中の冷媒によって吸収されることとなる。このため、第１流路部材３１２については、例えば、アルミナなどの熱伝導率の高い材料により形成することが好ましい。

吐出モジュール４０４では、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６により液体流路部７０２が形成されている（図７参照）。液体流路部７０２は、記録素子基板２００に供給するインクを貯留する液体流路部７０２ａと、記録素子基板２００から回収したインクを貯留する液体流路部７０２ｂとを備えている。液体流路部７０２ａには、第４流路部材３１８および第５流路部材３２０を介して液体供給ユニット３２２からインクが供給される。液体流路部７０２ｂの貯留されたインクは、液体供給ユニット３２２によって第４流路部材３１８および第５流路部材３２０を介して回収される。

吐出モジュール４０４において、インクの流路を構成する第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６は、Ｙ方向の長さが互いにおおよそ一致している。また、第２流路部材３１４および第３流路部材３１６は、Ｘ方向の長さが互いにおおよそ一致している。第１流路部材３１２については、Ｘ方向の長さが、第２流路部材３１４および第３流路部材３１６よりも長く形成されている（図１０参照）。第１流路部材３１２に対して、第２流路部材３１４は、Ｘ方向の略中央位置に接着される。このため、第１流路部材３１２と第２流路部材３１４とを接着した際に、第１流路部材３１２のＸ方向（所定方向）における両端部には、第２流路部材３１４が接着されていない所定領域が形成される。第１流路部材３１２では、このＸ方向の両端部に形成された所定領域に、Ｚ方向に突出して形成された凸部５０２が形成される。なお、凸部５０２は、第１流路部材３１２上に第２流路部材３１４が接着された際に、第２流路部材３１４が接触しない位置において、Ｙ方向に延設されている。また、凸部５０２は、第１流路部材３１２のＸ方向の両端部に形成された所定領域において、例えば、第１流路部材３１２に接着された第２流路部材３１４と接触することなく形成される。

＜吐出モジュールの接合状態＞
次に、記録ヘッド２２における吐出モジュール４０４の接合について説明する。記録ヘッド２２では、基板部２０２と流路部２０４とが接続した状態でカバー部材２０６に収容されて形成されるが、このとき、吐出モジュール４０４は、支持部材２０５によって支持される。なお、カバー部材２０６は、例えば、支持部材２０５と接着剤などにより接着される。図９は、図２（ａ）のＩＸ矢視図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線断面図である。図１１は、図９のＸＩ－ＸＩ線断面図である。

吐出モジュール４０４では、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４，および第３流路部材３１６のＸＺ平面に平行な側面側に、フレキシブル配線基板３０６が折り曲げられて支持部材２０５に支持される（図４、５（ａ）参照）。

吐出モジュール４０４を支持する支持部材２０５は、Ｚ方向に貫通する開口部２０５ａを備えている（図４参照）。開口部２０５ａは、＋Ｚ方向下流側に位置する上部開口部２０５ａ－１と、＋Ｚ方向上流側に位置する下部開口部２０５ａ－２とから構成されている（図１０、１１参照）。上部開口部２０５ａ－１と下部開口部２０５ａ－２とは、略矩形形状となっている。下部開口部２０５ａ－２の開口面積は、上部開口部２０５ａ－１の開口面積より大きく設計されている。より詳細には、上部開口部２０５ａ－１の開口面積は、第２流路部材３１４よりも大きく、かつ、第１流路部材３１２より小さく設計されている。また、下部開口部２０５ａ－２は第１流路部材３１２よりも大きく、かつ、記録素子基板支持部材４０６よりも小さく設計されている。

このため、開口部２０５ａでは上部開口部２０５ａ－１と下部開口部２０５ａ－２との境界において内壁が屈曲しており、Ｘ方向に延在する壁面１１０２（図１１参照）と、Ｙ方向に延在し、ＸＹ平面に略平行な壁面１００２とが形成されている（図１０参照）。つまり、壁面１１０２は、開口部２０５ａのＹ方向の両端部に形成され、壁面１００２は、開口部２０５ａのＸ方向の両端部に形成される。壁面１００２は、Ｘ方向において所定の長さ備えており、吐出モジュール４０４を支持部材２０５により支持する際に、第１流路部材３１２のＸ方向の両端部に形成された凸部５０２に接着可能な大きさとなっている。

このようにして形成された支持部材２０５の開口部２０５ａに、吐出モジュール４０４を＋Ｚ方向上流側から挿入する。吐出モジュール４０４を開口部２０５ａに挿入すると、第２流路部材３１４および第３流路部材３１６は、下部開口部２０５ａ－２を通過し、上部開口部２０５ａ－１に挿入される。一方、第１流路部材３１２は、下部開口部２０５ａ－２に挿入されるが、凸部５０２と壁面１００２とが接触して上部開口部２０５ａ－１に挿入することができない。

そして、第２流路部材３１４が上部開口部２０５ａ－１の内壁に当接せず、かつ、第１流路部材３１２が下部開口部２０５ａ－２の内壁に当接しないように、吐出モジュール４０４と支持部材２０５とを位置合わせする。このとき、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４と支持部材２０５とを、空間を介して対向させる。具体的には、第２流路部材３１４と上部開口部２０５ａ－１との間に空間を形成し、第２流路部材３１４と上部開口部２０５ａ－１とを対向させる。また、第１流路部材３１２と下部開口部２０５ａ－２との間に空間を形成し、第１流路部材３１２と下部開口部２０５ａ－２とを対向させる。なお、これらの空間が、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４の熱膨張を受容可能な大きさとなるように、開口部２０５ａ、第１流路部材３１２、および第２流路部材３１４などの部材が設計されている。つまり、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４に熱膨張が生じても、これら流路部材が、下部開口部２０５ａ－２および上部開口部２０５ａ－１と当接しない、あるいは、当接したとしても支持部材２０５を変形させないように、各部材が設計されている。

また、吐出モジュール４０４と支持部材２０５とを位置合わせしたとき、凸部５０２と壁面１００２とのみが当接した状態となるので、これらの部材の間を接着剤により接着することにより、吐出モジュール４０４を支持部材２０５に固定して支持させる。このように、本実施形態では、吐出モジュール４０４の挿入方向において、第１流路部材３１２における凸部５０２と、支持部材２０５の壁面１００２とが当接した状態で、吐出モジュール４０４が支持部材２０５に支持されている。本実施形態では、凸部５０２が、支持部材２０５と当接する当接部として機能している。また、壁面１００２が、支持部材２０５において第１流路部材３１２の凸部５０２と当接する部分となっている。

さらに、吐出モジュール４０４と支持部材２０５とを位置合わせしたとき、支持部材２０５の吐出モジュール４０４の挿入面、つまり、底面２０５ｂに記録素子基板支持部材４０６が支持された状態となる。つまり、本実施形態では、吐出モジュール４０４を支持部材２０５に挿嵌することで、吐出モジュール４０４を支持部材２０５に支持することとなる。このとき、＋Ｚ方向が吐出モジュール４０４を支持部材２０５に挿入する挿入方向となる。

こうして支持部材２０５に支持された吐出モジュール４０４には、シール部材１００４などを介して第４流路部材３１８が流体接続される。さらに、第４流路部材３１８上に第５流路部材３２０、液体供給ユニット３２２などが流体接続されるとともに、電気配線基板支持部４０２などを組み付けて、記録ヘッド２２が組み立てられる。

以上において説明したように、本実施形態では、吐出モジュール４０４を支持部材２０５に挿嵌して支持する構成とした。このとき、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４は、吐出モジュール４０４の挿入方向と交差する方向において、支持部材２０５と空間を空けて対向するようにした。なお、当該空間は、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４の熱膨張を受容可能な大きさとした。そして、第１流路部材３１２が、当該挿入方向において、支持部材２０５の壁面１００２と当接して支持される構成とした。

これにより、使用するインクの温度、駆動回路基板３０４の動作時の発熱、フレキシブル配線基板３０６に大電流が流れたときの発熱などによって、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４が熱膨張したとしても、支持部材２０５は変形し難くなる。具体的には、第１流路部材３１２と下部開口部２０５ａ－２との間および第２流路部材３１４と上部開口部２０５ａ－１との間には、流路部材の熱膨張を受容可能な空間が形成されている。このため、第１流路部材および第２流路部材に熱膨張が生じたとしても、流路部材が開口部２０５ａを押圧し難くなり、支持部材２０５は変形し難い。

また、支持部材２０５の変形が抑制されることにより、支持部材２０５の底面２０５ｂに支持された記録素子基板支持部材４０６の変形が抑制される。これにより、記録素子基板支持部材４０６に支持された記録素子基板２００の配置位置のずれが抑制されるようになる。

（第２実施形態）
次に、図１２乃至図１７を参照しながら、第２実施形態による液体吐出ヘッドについて説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態による液体吐出ヘッドと同一まあは相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用いることにより、曽於詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、記録ヘッド２２が、インクを吐出可能な４つの記録素子基板２００を、千鳥状に配置する構成とした点において、上記第１実施形態と異なっている。

＜記録ヘッドの構成＞
本実施形態における液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドについて説明する。図１２は、本実施形態における記録ヘッドの斜視構成図であり、（ａ）は＋Ｚ方向下流側から見た図であり、（ｂ）は＋Ｚ方向上流側から見た図である。図１３は、図１２の記録ヘッド内部に収容される記録部および流路部の斜視構成図であり、（ａ）は基板部であり、（ｂ）は流路部である。図１４は、記録ヘッドの分解図である。

記録ヘッド２２は、インクを吐出可能な記録素子基板２００を含む基板部１２０２と、記録素子基板２００に対するインクの供給および回収するための流路が形成された流路部１２０４とを備えている（図１３（ａ）（ｂ）参照）。本実施形態では、記録ヘッド２２は、記録素子基板２００を４つ備えており、記録素子基板２００が千鳥状に配置されている。記録ヘッド２２は、基板部１２０２と流路部１２０４とが接続され、これらが支持部材１２０５により支持された状態でカバー部材１２０６内に収容される。このとき、記録ヘッド２２の上方側では、外部の流路と接続するための流路接続部３２４が露出した状態となっている（図１２（ａ）参照）。また、記録ヘッド２２の下面では、記録素子基板２００が記録素子基板支持部材４０６に支持された状態で露出している（図１２（ｂ）参照）。

基板部１２０２は、記録素子基板２００、駆動回路基板３０４、およびフレキシブル配線基板３０６を含む基板群１３００を４つ備えており、これら４つの基板群１３００がそれぞれ電気配線基板１３０８に接続されている。記録素子基板２００は、駆動回路基板３０４、フレキシブル配線基板３０６、および電気配線基板１３０８を介して、記録装置１０の全体の制御を行う制御部と電気的に接続される。

電気配線基板１３０８は、２つの基板群１３００に対してそれぞれ１つ設けられている。従って、基板部１２０２には、電気配線基板１３０８が２つ備えられている。電気配線基板１３０８は、Ｘ方向に隣接して配置される２つの基板群１３００におけるフレキシブル配線基板３０６の電気接続部３１１を介して、基板群１３００と接続されている。各電気配線基板１３０８は、接続される基板群１３００それぞれに対応した電気接続端子１３１０を備えている。従って、電気配線基板１３０８には、２つの電気接続端子１３１０が設けられている。具体的には、電気配線基板１３０８では、一方の基板群１３００に対応した電気接続端子１３１０ａが、Ｙ方向に向かって設けられ、他方の基板群１３００に対応した電気接続端子１３１０ｂが、＋Ｚ方向に向かって設けられる。

カバー部材１２０６のＸＺ平面に平行な２つの側面には、その上部において開口部１２０６ａが設けられている。また、カバー部材１２０６の上面には、開口部１２０６ｂが２つ設けられている。そして、基板部１２０２と流路部１２０４とがカバー部材１２０６内に収容された際には、電気接続端子１３１０ａが開口部１２０６ａから外部に露出し、電気接続端子１３１０ｂが開口部１２０６ｂから外部吐出した状態となる（図１２（ａ）（ｂ）参照）。電気接続端子１３１０には、記録装置１０における制御部接続された配線が接続される。これにより、当該制御部から出力された吐出駆動信号および吐出に必要な電力が、電気接続端子１３１０から入力されて各基板群１３００の記録素子基板２００に供給される。

電気配線基板１３０８における電気回路によって配線を集約することで、電気接続端子１３１０の端子数を記録素子基板２００の端子数に比べて少なくすることができる。これにより、記録装置１０での記録ヘッド２２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。また、基板群１３００では、記録素子基板２００およびフレキシブル配線基板３０６の一部は、記録素子基板支持部材４０６に支持される。記録素子基板支持部材４０６は、基板部１２０２および流路部１２０４がカバー部材１２０６に内に収容される際に、支持部材１２０５に支持されて、記録ヘッド２２の下面に位置する。記録素子基板支持部材４０６では、記録素子基板２００が記録ヘッド２２の底面から露出されるように支持される。

流路部１２０４は、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６が流体接続された流路群１３５０を４つ備えている。流路群１３５０はそれぞれ、基板群１３００に接続され、記録素子基板２００と第１流路部材３１２とが流体接続される。また、流路部１２０４は、第４流路部材１３１８および第５流路部材１３２０を２セット備えている。第４流路部材１３１８および第５流路部材１３２０は、互いに流路接続されており、Ｘ方向に隣接する２つの流路群１３５０に対して接続される。従って、第４流路部材１３１８および第５流路部材１３２０は、上記２つの流路群１３５０に対してインクを供給する流路と、流路群１３５０からインクを回収する流路とが形成されている。そして、第４流路部材１３１８は、対応する流路群１３５０における第３流路部材３１６にシール部材１４５２（図１４参照）を介して接続されている。

流路部１２０４は、Ｙ方向に隣接して位置し、第４流路部材１３１８と流体接続された２つの第５流路部材１３２０には、第６流路部材１３５２および第７流路部材１３５４が流体接続される。具体的には、第６流路部材１３５２がシール部材１４５４を介して２つの第５流路部材１３２０に流体接続し、第７流路部材１３５４が第６流路部材１３５２に流体接続している。

流路部１２０４は、液体供給ユニット１３２２を備えている。液体供給ユニット１３２２は、第７流路部材１３５４に流体接続される。液体供給ユニット１３２２は、その上面に流路接続部３２４が２つ設けられる。液体供給ユニット１３２２の内部には、流れるインク中の異物を取り除くためのフィルタ（不図示）が、流路接続部３２４の各開口と連通するように設けられる。流路接続部３２４は、記録装置１０におけるインク供給系と接続される。具体的には、液体供給ユニット１３２２に設けられた流路接続部３２４は、液体供給ユニット１３２２内にインクを供給するための流路接続部３２４ａと、液体供給ユニット１３２２からインクを回収するための流路接続部３２４ｂとを備えている。液体供給ユニット１３２２に設けられた２つの流路接続部３２４の一方は、＋Ｙ方向の上流側に位置する２つの流路群１３５０との間でインクの供給および回収を行う。また、２つの流路接続部３２４の他方は、＋Ｙ方向下流側に位置する２つの流路群１３５０との間でインクの供給および回収を行う。

上記したように、流路部１２０４の流路は、４つの記録素子基板２００の流路と流体接続されている。このため、本実施形態では、記録装置１０の流路と記録ヘッド２２の流路とを含むインク流路系においてインクが循環する構成となっている。液体供給ユニット１３２２に供給されたインクは、第７流路部材１３５４、第６流路部材１３５２、第５流路部材１３２０、第４流路部材１３１８を通って、流路群１３５０に流れ、流路群１３５０を介して記録素子基板２００に供給される。そして、記録素子基板２００に供給されたインクは、記録素子基板２００から、流路群１３５０、第４流路部材１３１８、第５流路部材１３２０、第６流路部材１３５２、第７流路部材１３５４を通って液体供給ユニット１３２２に回収される。

記録ヘッド２２では、液体供給ユニット１３２２の外周を囲うように電気配線基板支持部１４０２が設けられる。基板部１２０２と流路部１２０４とを接続する際には、電気配線基板支持部１４０２によって、電気配線基板１３０８が支持される。本実施形態では、基板群１３００および流路群１３５０により吐出モジュール１４０４を形成するものとする（図１４参照）。つまり、記録ヘッド２２では、４つの吐出モジュール１４０４を備えることとなる。なお、吐出モジュール１４０４の構成については、上記第１実施形態で説明した吐出モジュール４０４と同じであるので、本実施形態ではその詳細な説明は省略する。

＜吐出モジュールの接合状態＞
次に、記録ヘッド２２における吐出モジュール１４０４の接合について説明する。記録ヘッド２２では、基板部１２０２と流路部１２０４とが接続した状態でカバー部材１２０６に収容されるが、このとき、吐出モジュール１４０４は、支持部材１２０５によって支持される。なお、カバー部材１２０６は、例えば、支持部材１２０５と接着剤などにより接着される。図１５は、図１２（ａ）のＸＶ矢視図である、図１６は、図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図である。図１７は、図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線断面図である。

吐出モジュール１４０４では、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４、および第３流路部材３１６のＸＺ平面に平行な側面に、フレキシブル配線基板３０６が折り曲げられて支持部材１２０５に支持される（図１４参照）。４つの吐出モジュール１４０４を支持する支持部材１２０５には、Ｚ方向に貫通する４つの開口部２０５ａを備えている（図１４参照）。開口部２０５ａの構成については、上記第１実施形態において説明しているため、その詳細な説明は省略する。

吐出モジュール１４０４を支持部材１２０５により支持する際には、支持部材１２０５の各開口部２０５ａに対して吐出モジュール１４０４を＋Ｚ方向上流側から挿入する。吐出モジュール１４０４を開口部２０５ａに挿入すると、第２流路部材３１４および第３流路部材３１６は、下部開口部２０５ａ－２を通過し、上部開口部２０５ａ－１に挿入される。一方、第１流路部材３１２は、下部開口部２０５ａ－２に挿入されるが、凸部５０２と壁面１００２とが接触して上部開口部２０５ａ－１に挿入することができない。

そして、第２流路部材３１４が上部開口部２０５ａ－１の内壁に当接せず、かつ、第１流路部材３１２が下部開口部２０５ａ－２の内壁に当接しないように、各吐出モジュール１４０４と支持部材１２０５とを位置合わせする。このとき、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４と支持部材２０５とを、空間を介して対向させる。具体的には、第２流路部材３１４と上部開口部２０５ａ－１との間に空間を形成し、第２流路部材３１４と上部開口部２０５ａ－１とを対向させる。また、第１流路部材３１２と下部開口部２０５ａ－２との間に空間を形成し、第１流路部材３１２と下部開口部２０５ａ－２とを対向させる。なお、これらの空間が、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４の熱膨張を受容可能な大きさとなるように、開口部２０５ａ、第１流路部材３１２、および第２流路部材３１４などの部材が設計されている。つまり、第１流路部材３１２および第２流路部材３１４に熱膨張が生じても、これらの流路部材が、下部開口部２０５ａ－２および上部開口部２０５ａ－１と当接しない、あるいは、当接しても支持部材１２０５を変形させないように、各部材が設計されている。

また、各吐出モジュール１４０４と支持部材１２０５とを位置合わせしたとき、凸部５０２と壁面１００２とが当接した状態となるので、これら部材の間を接着剤により接着することにより、各吐出モジュール１４０４を支持部材１２０５に固定して支持させる。このように、本実施形態では、各吐出モジュール４０４の挿入方向において、第１流路部材３１２における凸部５０２と、支持部材１２０５の壁面１００２とが当接した状態で、吐出モジュール４０４が支持部材１２０５に支持されている。さらに、各吐出モジュール１４０４と支持部材１２０５とを位置合わせしたとき、支持部材１２０５の底面１２０５ｂに記録素子基板支持部材４０６が支持された状態となる。

こうして支持部材１２０５に支持された吐出モジュール１４０４には、シール部材１４５２を介して第４流路部材３１８が流体接続される。さらに、第４流路部材３１８上に第５流路部材３２０を流体接続するとともに、シール部材１４５４を介して第６流路部材１３５２を流体接続し、その上に、第７流路部材１３５４、液体供給ユニット１３２２などが流体接続される。また、電気配線基板支持部４０２などを組み付けて、記録ヘッド２２が組み立てられる。

以上において説明したように、本実施形態では、４つの吐出モジュール１４０４を支持部材１２０５に挿嵌して支持する構成とした。このとき、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４は、吐出モジュール１４０４の挿入方向と交差する方向において、支持部材１２０５と空間を空けて対向するようにした。なお、当該空間は、第１流路部材３１２、第２流路部材３１４の熱膨張を受容可能な大きさとした。そして、第１流路部材３１２が、当該挿入方向において、支持部材１２０５の壁面１００２と当接して支持される構成とした。これにより、本実施形態による記録装置１０においても、第１実施形態と同じ作用効果を奏するようになる。

（他の実施形態）
なお、上記した実施形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形してもよい。

（１） 上記実施形態では特に記載しなかったが、凸部５０２と壁面１００２とを接着する接着剤は、熱を伝達し難い、つまり、熱伝導率の低い接着剤を用いることが好ましい。これにより、第１流路部材３１２における熱が凸部５０２を介して支持部材２０５に伝達されることが抑制されるようになり、支持部材２０５に伝達された熱による支持部材２０５の熱膨張により変形が抑制されるようになる。また、凸部５０２と壁面１００２とを接着する接着剤は、前記第１流路部材３１２よりも熱伝導率を低くするようにしてもよい。

また、支持部材２０５は、例えば、熱伝導率、線膨張係数が共に低い材料により構成されることが好ましい。これにより、凸部５０２および接着剤を介して支持部材２０５に伝達されたとしても、支持部材２０５の熱膨張による変形が低減される。

（２）上記実施形態では特に記載しなかったが、凸部５０２を、第１流路部材３１２に生じた熱膨張を吸収可能な材質、例えば、弾性材料などにより構成してもよい。あるいは、凸部５０２と壁面１００２とを接着する接着剤として、第１流路部材３１２の熱膨張による凸部５０２の変位を吸収可能な性質、例えば、弾性や伸縮性などを有する接着剤を用いるようにしてもよい。また、上記実施形態では、凸部５０２は、第１流路部材３１２のＸ方向の両端に形成された所定領域において、第１流路部材３１２に接着された第２流路部材３１４と接触することがないように形成されるようにしたが、これに限定されるものではない。つまり、凸部５０２は、所定領域において、第１流路部材３１２に接着された第２流路部材３１４と接触して形成されるようにしてもよい。この場合、凸部５０２は、熱伝導性および線膨張係数が低い材料により形成されることが好ましい。

（３）上記実施形態では、第１流路部材３１２のＸ方向の両端部に凸部５０２を設け、当該凸部５０２を介して、支持部材２０５、１２０５の壁面１００２に支持されるようにしたが、これに限定されるものではない。つまり、第１流路部材３１２のＸ方向の両端部が、壁面１００２に直接支持されるようにしてもよい。あるいは、第１流路部材３１２のＸ方向の両端部に、第１流路部材３１２の第２流路部材３１４と接続される面と段差を生じることなくフラットになるように当接部を形成するようにしてもよい。この場合、当接部を、上記（２）に記載したように、弾性材料などにより形成してもよいし、上記（３）に記載したように、熱伝導性および線膨張係数が低い材料により形成されるようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、記録素子基板２００の長手方向であるＸ方向への熱膨張が特に懸念されるため、第１流路部材３１２を第２流路部材３１４に愛してＸ方向にのみ大きなサイズとし、Ｙ方向ではほぼ同じサイズとしたが、これに限定されるものではない。例えば、Ｙ方向への熱膨張もＸ方向への熱膨張と同様に懸念される場合には、第１流路部材３１２を第２流路部材３１４よりもＸ方向およびＹ方向に大きなサイズとする。また、第２流路部材３１４を接続された第１流路部材３１２において形成されるＸ方向の両端部およびＹ方向の両端部において凸部５０２を設けるようにするとともに、開口部２０５ａの壁面１１０２をＹ方向に幅を持たせた平面として形成する。そして、吐出モジュール４０４を支持部材２０５に位置合わせする際には、Ｘ方向で対向する凸部５０２と壁面１００２とを当接して接着し、Ｙ方向で対向する凸部５０２を壁面１１０２と当接して接着するようにする。

（５）上記実施形態および上記した（１）乃至（４）に示す各種の形態は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

２２ 記録ヘッド
２００ 記録素子基板
２０５、１２０５ 支持部材
３１２ 第１流路部材
３１４ 第２流路部材
４０４ 吐出モジュール
４０６ 記録素子基板支持部材
１００２ 壁面

Claims (14)

1. 吐出エネルギー発生素子の駆動によって液体を吐出可能な基板および前記基板と流体接続する流路を備えたモジュールと、
   前記基板を支持する支持部材と、
   前記モジュールと前記支持部材とを支持する枠体と、を備え、
   前記枠体は、挿嵌された前記モジュールを支持するとともに、前記モジュールの挿入面において前記支持部材を支持し、
   前記モジュールは、前記枠体に挿嵌された際に、前記枠体と前記流路とが、前記モジュールの挿入方向と交差する方向において空間を介して対向し、かつ、前記挿入方向において当接して支持される、ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記流路は、前記挿入方向で接続される複数の部材により構成され、
   前記流路において前記枠体に当接する当接部は、前記挿入方向の上流側に位置する部材に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記枠体の前記流路と当接する部分は、前記枠体に支持された前記支持部材と略平行に形成される、ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記流路は、前記基板と流体接続する第１流路部材と、前記第１流路部材と流体接続する第２流路部材と、を備え、
   前記第１流路部材は、
   前記第２流路部材よりも前記挿入方向と交差する所定方向に長く形成され、
   前記第２流路部材と接続された際に、前記所定方向の両端部に形成された領域に前記当接部を備える、ことを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記当接部と前記枠体とを接着する接着剤は、熱を伝達し難い接着剤である、ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記当接部と前記枠体とを接着する接着剤は、前記流路よりも低い熱伝導率である、ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記当接部は、弾性材料により構成される、ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記当接部と前記枠体とを接着する接着剤は、弾性を備えている、ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記当接部は、熱伝導率および線膨張係数が低い材料により構成される、ことを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記当接部は、前記挿入方向に突出した凸部である、ことを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記モジュールは、前記基板に電力および信号を伝達するフレキシブル配線基板を備える、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記モジュールは、前記フレキシブル配線基板が、前記挿入方向と交差する所定方向および前記挿入方向に平行な、前記流路の側面側に折り曲げられて、前記枠体に支持される、ことを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記枠体は、熱伝導率および線膨張係数が低い材料により構成される、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにより液体を吐出することを特徴とする液体吐出装置。

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