JP6659088B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

近年、インクジェット（ＩＪ）プリンタは、家庭用の印刷のみならず、ビジネス用やリテールフォト用などの業務用印刷、あるいは電子回路描画やパネルディスプレイ用などの産業用印刷にも用いられ、その用途は広がっている。業務用印刷や産業用印刷に用いられるＩＪプリンタのヘッドは、高速印刷可能であることを強く要求される。この要求を実現させるために、液体インクを吐出するためのエネルギーを発生する記録素子をより高い周波数で駆動することや、ヘッドを、記録媒体の幅よりも長い幅を有し、多数の吐出口を備えたラインヘッドにすることがある。
特許文献１には、複数の記録素子基板を千鳥状に配置して長尺のラインヘッドにした構成が示されている。複数の記録素子基板を千鳥状に配置する構成では、記録媒体の搬送方向におけるヘッドの寸法を小さくするために、平行四辺形の平面形状を有する記録素子基板を用いることがある。特許文献１に開示された発明では、記録素子基板の一側部に対向する位置にのみ電気配線基板を配置することにより、ヘッドのさらなる小型化が図られている。電気配線基板は、例えばＦＰＣ（Flexible printed circuits）やＴＡＢ（tape automated bonding）である。
記録素子基板と電気配線基板とは例えばボンディングワイヤ等の接続部材により電気的に接続されて、電力や電気信号の送受信が行われる。接続部材は、外力による破損の防止や液体による腐食の防止等の目的で、熱硬化性樹脂等によって封止されて保護されるのが一般的である。記録素子基板の一側部のみに接続部材が存在してそれを樹脂により封止する場合には、樹脂からなる封止部材は一側部のみに存在する。

特表２０１０−５２１３４３号公報

特許文献１に開示された、記録素子基板の一側部のみに、接続部材を封止する熱硬化性樹脂からなる封止部材を形成する構成の液体吐出ヘッドにおいて、記録素子基板の位置ずれが生じることがある。熱硬化性の樹脂である封止部材は加熱されることで硬化するが、その後冷却されることで収縮する。封止部材が収縮する際に応力が発生し、記録素子基板を封止部材側に引っ張る応力の影響により記憶素子基板の位置ずれが生じる。記録素子基板が適正な位置からずれていると、吐出する液体の着弾位置にずれが生じ、良好な記録が行えない。この問題は、特許文献１に開示されているような複数の記録素子基板を有するラインヘッドにおいても、１つの記録素子基板のみを有する小型の液体吐出ヘッドが移動しながら液体を吐出するいわゆるシリアルタイプのヘッドにおいても、同様に発生する。特に、特許文献１に開示されているような複数の記録素子基板が並べて配置されたラインヘッドにおいては、個々の記録素子基板毎に前記した問題が生じるとともに、記録素子基板同士の相対位置精度の低下による液体の吐出精度（着弾精度）の低下も生じる。このような液体吐出ヘッドをインクジェットプリンタに採用した場合、液体吐出により形成した画像にスジやムラ等が発生し、画像品質が劣化する。特に、近年のインクジェットプリンタでは非常に高精細の画像の形成が行われるため、従来はさほど問題にされなかったような記録素子基板の僅かな位置ずれさえもなくすことが望まれる。また、特許文献１に開示された構成では、１つの長尺の支持構造体の上に複数の記録素子基板が取り付けられており、複数の記録素子基板のうちの１つでも不具合があると、ヘッド全体が使用不可になってしまう。

本発明は、記録素子基板の一側部のみに電気接続部が設けられた構成でも記録素子基板の位置ずれを抑えられ、複数の記録素子基板を有する構成の場合には各記録素子基板同士の相対位置精度を容易に調整できる液体吐出記録ヘッドを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、記録素子基板と、電気配線基板と、接続部材と、封止部材と、変形防止部材とを有している。記録素子基板には、少なくとも一側部に電極が設けられている。電気配線基板は、記録素子基板の一側部に対向して配置されている。接続部材は、記録素子基板の一側部に設けられている電極と、電気配線基板に設けられている電極端子とを接続する。封止部材は、接続部材を覆うように、記録素子基板の一側部と電気配線基板とにまたがって形成されている。変形防止部材は、記録素子基板の一側部の反対側の反対側部を覆うように設けられている。

本発明によれば、封止部材と変形防止部材とを設けることによって、記録素子基板の一側部への応力集中を抑制することができるため、記録素子基板の位置ずれを抑えることができる。その結果、この液体吐出ヘッドから吐出する液体の着弾精度の低下を抑えられる。従って、この液体吐出ヘッドをインクジェットプリンタに用いる場合には、高品位記録が可能である。

本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドを示す斜視図と平面図と拡大断面図である。 従来の液体吐出ヘッドの一例を示す平面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドの変形例を示す斜視図と平面図と拡大断面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドのもう１つの変形例を示す平面図と拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドを示す平面図である。 図５に示す液体吐出ヘッドの様々な変形例を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドを示す平面図である。 本発明の第４の実施形態の液体吐出ヘッドを示す平面図である。 図８に示す液体吐出ヘッドの様々な変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態の液体吐出記録ヘッド１について説明する。図１（ａ）は本実施形態の液体吐出ヘッド１の斜視図、図１（ｂ）はその平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。この液体吐出ヘッド１は、記録素子基板２と、電気配線基板３と、支持部材４を１つずつ有するシリアルタイプの小型のヘッドである。記録素子基板２は実質的に平行四辺形の平面形状を有し、例えばインクのような液体が供給される供給路５と、供給路５に連通するエネルギー発生室６と、エネルギー発生室６に連通して外部に開口する吐出口７とを有している。複数の吐出口７は列をなすように配置されている。各エネルギー発生室６の内部には、液体を吐出するエネルギーを発生するための記録素子８がそれぞれ設けられている。すなわち、それぞれの記録素子８に対応してエネルギー発生室６および吐出口７が設けられている。記録素子８の例としては、熱を発する発熱素子や圧力を発生する圧電素子が挙げられる。本実施形態において記録素子基板２は供給路５と記録素子８を備えるＳｉ材料からなる基板と、吐出口７を備える樹脂材料からなる吐出口形成部材とを備え、基板と吐出口形成部材との接合部にエネルギー発生室６が形成される。
このような記録素子基板２が、支持部材４に搭載されている。支持部材４には、液体が流通する複数の導入路９が設けられており、各導入路９は記録素子基板２の各供給路５にそれぞれ連通している。支持部材４の表面には、記録素子基板２の一側部２ａに対向するように、電気配線基板３が配置されている。記録素子基板２の一側部２ａの端辺が、電気配線基板３の端辺と近接対向している。電気配線基板３の一例は、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）である。電気配線基板３の電極端子２０と記録素子基板２の電極２１とが、ボンディングワイヤ等の接続部材１０によって電気的に接続されている。電気配線基板３はＦＰＣに限らずＴＡＢ（tape automated bonding）も適用可能であり、この場合に記録素子基板２との電気接続は、ＴＡＢから伸びるリード配線により電気的な接続が行われる。電極端子２０および電極２１は図１（ａ），１（ｂ）では省略し、接続部材１０は図１（ａ）では省略している。接続部材１０は、記録素子基板２と電気配線基板３との間を延びている。そして、この接続部材１０を覆って保護するための熱硬化型の樹脂からなる封止部材（封止材）１１が、記録素子基板２の一側部２ａと電気配線基板３の一部とにまたがって形成されている。さらに、本実施形態では、記録素子基板２の一側部２ａの反対側の反対側部（他側部）２ｂを覆う変形防止部材１２が設けられている。変形防止部材１２は、好ましくは封止部材１１と同じ樹脂からなる。
このような構成であるため、本実施形態の液体吐出ヘッド１では、支持部材４の導入路９から、記録素子基板２の供給路５を介して、エネルギー発生室６に液体が供給される。そして、図示しない制御部から電気配線基板３および接続部材１０を介して記録素子基板２の記録素子８に電気駆動信号が供給されると、記録素子８がエネルギーを発生して、エネルギー発生室６内の液体が液滴として吐出口７から外部に吐出する。

次に、本実施形態の変形防止部材１２の技術的意義について詳細に説明する。
本発明者は、前記したように従来の液体吐出ヘッド１において記録素子基板２の位置ずれが発生する原因について検討し、以下のような知見を得た。
図２に開示されているように、液体吐出ヘッド１の小型化等のために、記録素子基板２の一側部２ａに対向する位置にのみ電気配線基板３が配置された構成が用いられている。このように記録素子基板の一側部に電極２１を集中的に配置することで、記録素子基板が小型化できるとともに、電気配線基板３も小型化することができ、結果的に液体吐出ヘッドを小型化することができる。この構成では、電気的な接続部である接続部材１０を保護するための封止部材１１が一側部２ａのみに存在する。通常、封止部材１１は熱硬化樹脂からなるため、接続部材１０を覆うように塗布された後に、加熱されて熱硬化し、その後に冷却される。この時に封止部材１１は収縮し、その収縮による応力は、記録素子基板２の、封止部材１１が設けられた一側部２ａに集中して加わる。一方、記録素子基板２の一側部２ａと反対側の反対側部２ｂには電気接続部および封止部材がないため応力は加わらない。このように記録素子基板２の一側部２ａのみに応力が集中し、反対側部２ｂには応力が加わらないため、一側部２ａに集中して加わる応力によって記録素子基板２が移動または変形する。それにより、記録素子基板２の大きな位置ずれが生じ、この液体吐出ヘッド１から吐出される液体の着弾位置精度が悪化する。位置がずれない場合であっても、記録素子基板が破損したり、記録素子基板を構成する基板と吐出口形成部材とが剥離したりする場合もある。この液体吐出ヘッド１がインクジェットプリンタに用いられる場合には、液体吐出による記録の精度が悪くなる等の影響がある。
そこで、本実施形態では、記録素子基板２の反対側部２ｂに樹脂からなる変形防止部材（ダミー封止部材）１２を配置している。一側部２ａに設けられた封止部材１１を熱硬化させる時に変形防止部材１２にも同時に熱を加えて硬化させ、その後に冷却する。従って、封止部材１１の硬化収縮により一側部２ａに応力が加わると同時に、変形防止部材１２の硬化収縮により反対側部２ｂにも応力が加わる。封止部材１１の硬化収縮により一側部２ａに加わる応力と、変形防止部材１２の硬化収縮により反対側部２ｂに加わる応力が均衡して、記録素子基板２の変形および位置ずれの発生が抑えられる。このように、本実施形態によると、記録素子基板２の一側部２ａのみを電気的接続に利用して小型化を図れるとともに、記録素子基板２の一側部２ａへの応力の集中を抑制し、位置ずれ等の影響を抑制できる。その結果、液体吐出ヘッドからの液体吐出時の着弾位置のずれを抑制することができる。この液体吐出ヘッドをインクジェットプリンタに用いると、良好な記録が行え、高い記録品位が得られる。

以上説明した本実施形態の液体吐出ヘッド１において、支持部材４は、低線膨張率と、高剛性と、インクに対する耐腐食性とを有することが必要である。従って、支持部材４の材料としては、酸化アルミニウムや炭化ケイ素などが好適である。しかしながら本発明においてはこれに限らず樹脂材料からなる支持部材４であっても良い。樹脂材料の場合にはフィラーを含有させることにより低線膨張化させることが可能となる。
封止部材１１は、例えば熱硬化性の樹脂部材であるエポキシ樹脂からなり、主に接続部材１０を機械的かつ化学的に保護し、具体的には、外力によって損傷することやインク等の液体によって腐食することを防止する。本発明において複数種類の封止部材を適用しても良い。例えば接続部材１０の下側には比較的粘度の小さい封止部材を設け、上側には比較的粘度の高い封止部材を設ける構成でも良い。変形防止部材１２は封止部材１１と同じ材料からなることが好ましいが、線膨張係数や弾性率等が近い物性のものであれば他の材料で形成することも可能である。
記録素子基板２は、図１に示すような平行四辺形に限られず、正方形、長方形、台形、不等辺四角形、四角形以外の多角形など様々な平面形状を有していてよい。ただし、少なくとも一側部２ａの端辺が実質的に直線状であることが好ましい。

図３には本実施形態の変形例を示している。図３（ａ）はこの変形例の液体吐出ヘッド１の斜視図、図３（ｂ）はその平面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。この変形例では、記録素子基板２の反対側部２ｂに対向する位置に、ダミー基板１３を配置し、記録素子基板２の反対側部２ｂとダミー基板１３にまたがるように変形防止部材１２を配置している。ダミー基板１３は電極端子を有しておらず、記録素子基板２の反対側部２ｂに電極は設けられていない。それ以外の構成は、図１に示す構成と同様である。この変形例では、図１に示す構成と同様に、記録素子基板２の一側部２ａのみを電気的接続に利用して小型化を図る。さらに、封止部材１１の硬化収縮による一側部２ａへの応力と、変形防止部材１２の硬化収縮による反対側部２ｂへの応力とを均衡させて、記録素子基板２の変形や位置ずれを抑制できる。さらに、一側部２ａに対向する電気配線基板３と同様なダミー基板１３が、反対側部２ｂと対向する位置に配置されているため、変形防止部材１２の硬化後の形状がより維持しやすくなる。また、支持部材上での重量や剛性の不均衡が解消され、記録素子基板２の変形や位置ずれを生じるおそれがより小さくなる。反対側部２ｂに対向するダミー基板１３は、一側部２ａに対向する電気配線基板２と同じ材料からなることが好ましいが、線膨張係数やヤング率等の物性が比較的近いものであれば、異なる材料から形成されていてもよい。

図４には本実施形態のさらなる変形例を示している。図４（ａ）はこの変形例の液体吐出ヘッド１の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。この変形例では、変形防止部材１２の下にボンディングワイヤ等の接続部材１４を配置している。そして、記録素子基板２の反対側部２ｂに対向する位置に、ダミー電気配線基板（対向側電気配線基板）１５を配置している。この変形例では、接続部材１４によって、記録素子基板２の反対側部２ｂの電極２２と、対向側電気配線基板１５の電極端子２３とを電気的に接続し、その接続部材１４を変形防止部材１２で覆っている。このダミー電気配線基板１５および接続部材１４により記録素子基板と電気的な接続は行うが、記録素子基板の駆動には寄与しない。
この変形例でも、図３に示す構成と同様に、応力の均衡がとれ、支持部材上での電気配線基板２の存在に依る重量や剛性の不均衡が解消されて、記録素子基板２の変形や位置ずれが生じにくく、かつ変形防止部材１２の硬化後の形状が維持しやすい。また、記録素子基板２の一側部２ａのみならず反対側部２ｂも電気的接続に利用し、そのための接続部材１４を変形防止部材１２によって機械的かつ化学的に保護することができるので応力の対称性がより向上する点で好ましい。対向側電気配線基板１５は、電気配線基板２と同じ材料からなることが好ましいが、線膨張係数やヤング率等の物性が比較的近いものであれば、異なる材料から形成されていてもよい。

（第２の実施形態）
図５に本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドを示している。本実施形態では、封止部材１１が、長方形の形状の一部に凸部１１ａが付加された平面形状を有している。それ以外の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態の封止部材１１の平面形状の技術的意義について説明する。
図２に示す従来例のように、記録素子基板２の平面形状が略平行四辺形であると、記録素子基板２の重心２ｃを通って一側部２ａ側の端辺に直交する垂線Ｃ１と、封止部の前記端辺方向における中心線Ｃ２が一致しない。つまり垂線Ｃ１と中心線Ｃ２とが端辺の延在方向にずれている。ここで言う封止部中心線Ｃ２とは、記録素子基板２の一側部２ａの端辺の、封止部材１１によって覆われる部分の端辺方向の中心を通り、かつ垂線Ｃ１に対して平行な線である。封止部材１１の収縮に伴う引っ張り応力Ｔは、封止部中心線Ｃ２を中心として両側に略均等に生じる。しかし、このように垂線Ｃ１と封止部中心線Ｃ２とが異なるため、記録素子基板２に対しては、重心２ｃを中心として両側に均等に作用するのではなく、偏って作用する（図２の例では、重心２ｃの左側には右側よりも大きな応力が作用する）。記録素子基板２に働く応力Ｔが、重心２ｃの左側の領域と重心２ｃの右側の領域とで均衡していないため、重心２ｃを中心とする回転力Ｒが生じる。その結果、記録素子基板２が支持部材４上で回転して位置ずれを生じる可能性がある。
言い換えると、封止部材１１の、記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分の、封止部中心線Ｃ２により分割される２つの領域Ａ１，Ａ２（長さＬ１の領域と長さＬ２の領域）が互いに同じ体積であると、領域Ａ１に生じる応力と領域Ａ２に生じる応力が略一致する。仮に、封止部中心線Ｃ２と、記録素子基板の重心２ｃを通る垂線Ｃ１が一致していると、記録素子基板２の、重心２ｃの右側の、封止部材１１からの応力を受ける領域は、重心２ｃの左側の、封止部材１１からの応力を受ける領域とほぼ等しい大きさである。従って、両方の領域に加わる応力が一致するため回転力は働かない。しかし、封止部中心線Ｃ２と垂線Ｃ１が異なると、例えば、記録素子基板２の、重心２ｃの右側の、封止部材１１からの応力を受ける領域（長さＬ３の領域）は、重心２ｃの左側の、封止部材１１からの応力を受ける領域（長さＬ４の領域）よりも小さい。この２つの領域の大きさの差に応じて、各領域に加わる応力の大きさが異なる。そして、この重心２ｃの左右での応力の差が、回転力Ｒを生じる。
そこで、本実施形態では、封止部材１１の平面形状が非対称形状になるように封止部材１１を形成することによって、回転力Ｒを抑えている。具体的には、封止部材１１の、記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分の、記録素子基板２の重心２ｃを通る垂線Ｃ１が通る領域Ａ１の体積が、垂線Ｃ１が通らない領域Ａ２の体積よりも大きくなるようにした。このとき、領域Ａ１の長さＬ１と、領域Ａ２の長さＬ２を一致させたまま、領域Ａ１に凸部１１ａを設けることによって体積を変えている。これにより、領域Ａ１に生じる引っ張り応力Ｔ’は領域Ａ２に生じる引っ張り応力Ｔよりも大きくなる。その結果、記録素子基板２において、重心２ｃの左側の領域に働く応力と、重心２ｃの右側の領域に働く応力とが均衡する。
すなわち、封止部材１１の記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分の領域Ａ１と領域Ａ２の体積を変えることにより、封止部中心線Ｃ２を中心として見たときに、一方の側の領域Ａ１に働く応力Ｔ’が、他方の側の領域に働く応力Ｔよりも大きくなるようにする。それにより、記録素子基板２の重心２ｃを中心として見たときには、記録素子基板２の一方の側の小さい領域（長さＬ３で表される領域）に働く応力と、他方の側の大きい領域（長さＬ４で表される領域）に働く応力とが実質的に一致するようにする。その結果、記録素子基板２には、重心２ｃを中心として回転しようとする力が働かない。このようにして、記録素子基板２の回転による位置ずれが生じないようにしている。領域Ａ１と領域Ａ２の体積の差は、記録素子基板２の一方の側の小さい領域と他方の側の大きい領域の大きさの差（長さＬ３と長さＬ４の差）を考慮して、両方の領域（長さＬ３の部分と長さＬ４の部分）に働く応力が互いに実質的に一致するように設定される。具体的には、封止部材１１の、記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分を、記録素子基板２の重心２ｃを通る垂線Ｃ１によって２つの領域に分けたときに、それらの２つの領域の体積が等しいことが好ましい。垂線Ｃ１によって分けられる、封止部材１１の記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分の２つの領域が互いに同じ体積を有していると、封止部材１１の硬化収縮時に、記録素子基板２の、重心２ｃを中心とする両側に、同じ大きさの応力が働く。従って、記録素子基板２に、重心２ｃを中心とする回転力は生じない。ただし、それらの２つの領域の体積が厳密に一致していない場合であっても、両領域の体積の差が小さければ、重心２ｃを中心とする回転力が小さいため、記録素子基板２の回転による位置ずれの抑制の効果がある程度得られる。
以上説明した通り、第１の実施形態と同様な変形防止部材１２による位置ずれ防止に加えて、封止部材１１の記録素子基板２の一側部２ａを覆う部分の２つの領域Ａ１，Ａ２の体積を調整することで、回転による位置ずれを防止する効果をさらに高められる。

図６（ａ）には、本実施形態の第１の変形例が示されている。この変形例では、封止部材１１が、長方形に切り欠き部（凹部）１１ｂが設けられた平面形状を有する。具体的には、封止部材１１の、垂線Ｃ１が通らない領域Ａ２側の端部に部分的に切り欠き部１１ｂが形成されており、それによって、垂線Ｃ１が通る領域Ａ１の体積が、垂線Ｃ１が通らない領域Ａ２の体積よりも大きくなっている。その結果、図５に示す構成と同様に、高い位置ずれ防止効果が得られる。
図６（ｂ）には、本実施形態の第２の変形例が示されている。この変形例では、封止部材１１の平面形状が、垂線が通らない領域Ａ２側から垂線Ｃ１が通る領域Ａ１側に向けて連続的に大きくなる横向き台形状になっている。この構成によると、さほど大きな凸部１１ａや凹部１１ｂを設けなくても、垂線Ｃ１が通る領域Ａ１の体積を、垂線が通らない領域Ａ２の体積よりも十分大きくすることができ、回転による位置ずれを防止する効果を容易に得られる。
図６（ｃ）には、本実施形態の第３の変形例が示されている。この変形例では、変形防止部材１２の、記録素子基板２の反対側部２ｂを覆う部分の、変形防止部中心線Ｃ３によって分割される２つの領域Ｂ１，Ｂ２のうちの、垂線Ｃ１が通る領域Ｂ１の体積が、垂線Ｃ１が通らない領域Ｂ２の体積よりも大きくなっている。その結果、図５に示す構成よりもさらに高い位置ずれ防止効果が得られる。逆に言うと、凸部１１ａを小さくしても、変形防止部材にも同様な凸部１２ａを設けることで、十分な回転移動防止の効果が得られる。封止部材１１と変形防止部材１２は、記録素子基板２の重心２ｃを対称点として点対称（回転対称）であることが好ましい。なお、ここで言う変形防止部中心線Ｃ３は、記録素子基板２の反対側部２ｂの端辺の、変形防止部材１２によって覆われる部分の中心を通り、かつ垂線Ｃ１に対して平行な線である。
図６（ｄ）には、本実施形態の第４の変形例が示されている。この変形例は、図６（ａ）に示す第１の変形例と図６（ｃ）に示す第３の変形例を組み合わせたものである。すなわち、封止部材１１が切り欠き部１１ｂを有し、変形防止部材１２も切り欠き部１２ｂを有している。それにより、変形防止部材１２の、記録素子基板２の反対側部２ｂを覆う部分の、変形防止部中心線Ｃ３によって分割される２つの領域Ｂ１，Ｂ２のうちの、垂線Ｃ１が通る領域Ｂ１の体積が、垂線Ｃ１が通らない領域Ｂ２の体積よりも大きい。封止部材１１および変形防止部材１２を小型化しつつ、第３の実施形態と同様に高い位置ずれ防止効果が得られる。封止部材１１と変形防止部材１２は、記録素子基板２の重心２ｃを中心として点対称（回転対称）であることが好ましい。
図６（ｅ）には、本実施形態の第５の変形例が示されている。この変形例は、図６（ｂ）に示す第２の変形例と図６（ｃ）に示す第３の変形例を組み合わせたものである。すなわち、封止部材１１は、連続的に面積が大きくなる横向き台形形状を有し、変形防止部材１２は、封止部材１１とは反対向きに連続的に面積が大きくなる横向き台形形状を有している。これにより、変形防止部材１２の、記録素子基板２の反対側部２ｂを覆う部分の、垂線Ｃ１が通る領域Ｂ１の体積が、垂線Ｃ１が通らない領域Ｂ２の体積よりも大きくなっている。この変形例でも、第３の実施形態と同様に高い位置ずれ防止効果が得られる。封止部材１１と変形防止部材１２は、記録素子基板２の重心２ｃを中心として点対称（回転対称）であることが好ましい。

（第３の実施形態）
前記した第１，２の実施形態では、封止部材１１および変形防止部材１２の、記録素子基板２の一側部２ａおよび反対側部２ｂの端辺に平行な方向の長さが、それらの端辺の長さと実質的に同じである。しかし、図７（ａ），７（ｂ）に示す第３の実施形態では、小型の封止部材１１および変形防止部材１２を設けている。この構成では、記録素子基板２と電気配線基板３の電気的な接続に必要な接続部材１０（図１参照）を高密度に配置し、それらの接続部材１０を覆うのに必要な最小限の大きさの封止部材１１が設けられている。そして、この小型の封止部材１１と同じ大きさの変形防止部材１２が設けられている。この実施形態では、封止部材１１が小さいため硬化収縮による応力が小さく、位置ずれ防止の効果を得やすい。
特に、図７（ｂ）に示す構成では、封止部材１１が、記録素子基板２の一側部２ａの端辺に沿う方向において偏った位置に配置され、変形防止部材１２が、封止部材１１とは反対側に偏った位置に配置されている。それにより、第２の実施形態と同様に、記録素子基板２に回転力が働くのを抑え、位置ずれを抑制している。

（第４の実施形態）
前記した第１〜３の実施形態は、シリアルタイプの小型の液体吐出ヘッドに関するものであるが、本実施形態では、本発明を長尺のラインヘッドに採用している。図８に示すように、本実施形態では支持部材４の上に記録素子基板２と電気配線基板３および接続部材１０と封止部材１１とをそれぞれ配置した複数のユニット（ヘッドモジュール）１６を、１つの長尺支持部材１７上に１列に並べて配置した構成である。複数の記録素子基板２が緊密に並んでいる。各ユニットの構成は、第１〜３の実施形態に記載された構成のいずれかである。図８（ａ）には図１に記載した構成と同様なユニット１６を示しており、図８（ｂ）には図６（ｃ）に記載した構成と同様なユニット１６を示している。このように、各ユニット１６の詳細な構成は図１〜７に示すいずれの構成であってもよい。
図９（ａ）に示す変形例では、１つの長尺支持部材１７上に複数の支持部材４が緊密に並べて列をなすように配置され、全ての支持部材４にまたがって１つの長尺の封止部材１８と１つの長尺の変形防止部材１９が設けられている。封止部材１８は、全ての記録素子基板２の一側部２ａと全ての電気配線基板３の対向部分とを一括して覆っている。同様に、長尺の変形防止部材１９が設けられている。変形防止部材１９は、全ての記録素子基板２の反対側部２ｂを一括して覆っている。この構成では、複数の記録素子基板２の一側部２ａが１つの封止部材１８で覆われ、反対側部２ｂが１つの変形防止部材１９で覆われているため、個々の記録素子基板２が独立して移動（回転）することが困難である。従って、位置ずれ防止の効果が高い。そして、封止部材１８および変形防止部材１９の成形工程が１回ですむので、作業が簡単である。また、記録素子基板２ごとの位置ずれのばらつきが小さいため、各記録素子基板２の相対的な位置精度の調整が容易であり、その調整作業は簡単である。
図９（ｂ）に示すもう１つの変形例のように、隣接する少なくとも２つの記録素子基板２を１グループとして、各グループの記録素子基板２に対して１つの封止部材１１と１つの変形防止部材１２がそれぞれ設けられた構成にしてもよい。
図９（ａ）に示す例では、全ての記録素子基板２を１つの封止部材１１および１つの変形防止部材１２で一括して覆っている。図９（ｂ）に示す例では、記録素子基板２を複数のグループに分けて、各グループごとに１つの封止部材１１および１つの変形防止部材１２を設けている。これらのいずれを選択するかは、液体吐出ヘッド１全体の大きさ等に基づいて、製造の容易さや位置ずれ防止の効果を勘案して決定すればよい。

図５〜９に示す第２〜４の実施形態においても、図３，４に示す第１の実施形態の変形例と同様に、記録素子基板の反対側部２ｂと対向する位置にダミー基板１３を設けた構成や、対向側電気配線基板１５及び接続部材１４が設けられた構成にすることもできる。

以上説明した通り、本発明によると、液体吐出ヘッドの記録素子基板の位置ずれを抑えることができ、吐出する液滴の着弾位置の精度が向上する。従って、この液体吐出ヘッドをインクジェットプリンタに採用すると、高速印刷時にも高い記録品質を安定して達成できる。
さらに、記録素子基板を複数並べてラインヘッドを構成する場合には、個々の記録素子基板の位置ずれを抑えることができる。また、記録素子基板同士の相対的な位置ずれを小さくでき、しかも記録素子基板同士の相対位置の調整が容易に行えて作業を効率化できる。それにより、記録素子基板同士の相対的な位置ずれに起因する記録画像中のスジやムラ等を防止して、記録品質の劣化を防止できる。また上述した各実施形態において、電気配線基板３は記録素子基板２の一辺から帯状に延伸する構成について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば電気配線基板３に開口部を設け、その開口部内に記録素子基板２を配置し、電気配線基板の開口部の内縁部とで電気接続する構成の液体吐出ヘッドにも適用可能である。

１ 液体吐出ヘッド
２ 記録素子基板
２ａ 一側部
２ｂ 反対側部
３ 電気配線基板
１０ 接続部材
１１，１８ 封止部材
１２，１９ 変形防止部材
２０ 電極端子
２１ 電極

Claims (21)

1. 一側部に電極が設けられている記録素子基板と、前記記録素子基板の前記一側部に対向して配置されている電気配線基板と、前記記録素子基板の前記一側部に設けられている前記電極と前記電気配線基板に設けられている電極端子とを接続する接続部材と、前記接続部材を覆うように前記記録素子基板の前記一側部と前記電気配線基板とにまたがって形成されている封止部材と、前記記録素子基板の前記一側部の反対側の反対側部を覆うように設けられているダミー封止部材と、を有する液体吐出ヘッド。
2. 前記封止部材と前記ダミー封止部材は同じ材料から形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記記録素子基板が搭載されて該記録素子基板を支持する支持部材をさらに有し、前記電気配線基板の少なくとも一部が前記支持部材上に位置しており、前記ダミー封止部材は、前記記録素子基板の前記反対側部と前記支持部材とにまたがって形成されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記記録素子基板の前記反対側部に対向して配置されたダミー基板をさらに有し、前記ダミー封止部材は、前記反対側部と前記ダミー基板とにまたがって形成されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記記録素子基板が搭載されて該記録素子基板を支持する支持部材をさらに有し、前記電気配線基板の少なくとも一部と前記ダミー基板の少なくとも一部がそれぞれ前記支持部材上に位置している、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記記録素子基板の前記反対側部に対向して配置された対向側電気配線基板をさらに有し、前記ダミー封止部材は、前記反対側部と前記対向側電気配線基板とにまたがって形成されており、前記反対側部に設けられた電極と前記対向側電気配線基板に設けられた電極端子とを接続する接続部材を覆っている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記記録素子基板が搭載されて該記録素子基板を支持する支持部材をさらに有し、前記電気配線基板の少なくとも一部と前記対向側電気配線基板の少なくとも一部がそれぞれ前記支持部材上に位置している、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記記録素子基板は、液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口から前記液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子とを有し、前記電極は前記記録素子に電気的に接続されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記記録素子基板は平行四辺形の平面形状を有する、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. 前記記録素子基板の重心を通り、かつ前記記録素子基板の前記一側部の端辺に直交する垂線と、前記記録素子基板の前記一側部の前記端辺の、前記封止部材によって覆われる部分の中心を通り、かつ前記垂線に対して平行な封止部中心線とが異なっており、前記封止部材の、前記記録素子基板の前記一側部を覆う部分が前記封止部中心線によって分割される２つの領域のうち、前記垂線が通る領域が、前記垂線が通らない領域よりも体積が大きい、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記封止部材の形状と前記ダミー封止部材の形状とは、前記記録素子基板の重心を対称点として点対称である、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. 複数の前記記録素子基板が１列に並べて配置されており、前記記録素子基板の各々に前記封止部材と前記ダミー封止部材がそれぞれ設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 複数の前記記録素子基板が１列に並べて配置されており、隣接する少なくとも２つの前記記録素子基板のそれぞれの前記一側部を連続して覆う前記封止部材と、該少なくとも２つの記録素子基板のそれぞれの前記反対側部を連続して覆う前記ダミー封止部材とを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 複数の前記記録素子基板が１列に並べて配置されており、全ての前記記録素子基板のそれぞれの前記一側部を連続して覆う１つの前記封止部材と、全ての前記記録素子基板のそれぞれの前記反対側部を連続して覆う１つの前記ダミー封止部材とを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記記録素子基板の前記反対側部には電極が形成されていない、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記記録素子基板の前記反対側部には、接続部材によって前記ダミー基板と接続される電極が設けられており、前記電極は前記記録素子基板の駆動には寄与しない、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
17. 一側部に電極を備える記録素子基板と、
    配線を備える電気配線基板と、
    前記記録素子基板の前記電極と前記電気配線基板の前記配線とを接続する接続部と、
    前記接続部を覆うように前記記録素子基板の前記一側部と前記電気配線基板とにまたがって設けられている封止部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
    前記記録素子基板の前記一側部とは反対の他側部にはダミー封止部材が設けられている、液体吐出ヘッド。
18. 一側部に電極を備える記録素子基板と、
    配線を備える電気配線基板と、
    前記記録素子基板の前記電極と前記電気配線基板の前記配線とを接続する接続部と、
    前記接続部を覆うように前記記録素子基板の前記一側部と前記電気配線基板とにまたがって設けられている熱硬化性の封止部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
    前記記録素子基板の前記一側部とは反対の他側部には電極が形成されておらず、当該他側部を覆うように熱硬化性の樹脂部材が設けられている、液体吐出ヘッド。
19. 前記記録素子基板は平行四辺形の平面形状を有する、請求項１７または１８に記載の液体吐出ヘッド。
20. 前記熱硬化性の樹脂部材と前記封止部材とは同じ材料で形成されている、請求項１８に記載の液体吐出ヘッド。
21. 前記記録素子基板が搭載されて該記録素子基板を支持する支持部材をさらに有し、前記電気配線基板の少なくとも一部が前記支持部材上に位置しており、前記熱硬化性の樹脂部材は、前記記録素子基板の前記他側部と前記支持部材とにまたがって形成されている、請求項１８または２０に記載の液体吐出ヘッド。

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