(57)【要約】【課題】  特別な成形装置を使用することなく、記録素子基板保持部よりウエルドを消失し、記録素子基板保持部平面度悪化及びウエルド割れを抑制することを目的とするものである。【解決手段】  薄肉厚肉の混在した偏肉形状を持つインクジェット記録ヘッドを構成する記録素子基板保持部材に関して、記録素子基板保持部材形状に肉抜きを追加することで、記録素子基板保持部のウエルド発生を抑制し、かつ平面度を改善する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚方向に貫通するインク流路が３個以上等間隔に並び、少なくともそのインク流路群とゲート間を除いたインク流路群を取り囲む位置に、肉厚方向の肉抜きを有し、かつ、下記条件を満たし、樹脂材料により成形されることを特徴とするインクジェット記録ヘッドを構成する記録素子基板保持部材。
（１）前記インク流路間に形成される薄肉部肉厚が、成形品平均肉厚の１／３以下。
（２）前記インク流路のインク吐出口面に露出する形状が長方形形状である。
（３）前記インク流路のインク吐出口面に露出する形状は，複数全て同形状である。
（４）前記インク流路の断面は、前記長方形形状を最大面積とし、それ以外はそれと同等かもしくは、それと比し小さくなる。
（５）前記インク流路の長方形形状が、長方形の長辺において平行である。
【請求項２】
前記肉抜き部の残り肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％以下となることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドを構成する記録素子基板保持部材。
【請求項３】
前記インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％以下となることを特徴とする請求項１乃至２に記載のインクジェット記録ヘッドを構成する記録素子基板保持部材。
【請求項４】
前記インク流路のインク吐出口面に露出する長方形形状の短辺が１．５ｍｍ以下で、長辺が４．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３に記載のインクジェット記録ヘッドを構成する記録素子基板保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録分野などで好適に利用されるインクジェット記録ヘッドを構成する樹脂成形部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の液体吐出方法としては、一般に、インクに熱を加えて沸騰させ、その発泡の力を用いたバブルジェット（登録商標）方式と、ＰＺＴなど圧電体に電界を加えることによる変位を応用したピエゾ方式がある。
【０００３】
特許文献１にもあるように、前者の方式の場合、吐出部の発熱によりヘッドが昇温し、吐出性能に影響を及ぼすことが懸念されるため、外部への熱放出を目的とした熱伝導率の高い放熱部材を備え、ヘッドの温度上昇を抑制し、インク吐出の安定化を図っている。
【０００４】
図１に従来のインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドを示す。インクを吐出するためのヒータを複数備えたヒータボード４が熱伝導率の高いアルミナ製の記録素子基板保持部材５に接合されている。インクは着脱可能なインクタンク２からチップタンク３を介して記録素子基板保持部材に開けられたインク流路を通ってヒータボードに供給される。ヘッドが駆動して，ヒータボードが昇温すると記録素子基板保持部材の熱伝導により記録素子基板保持部材が昇温する。記録素子基板保持部材の熱伝導率は比較的高いため熱は記録素子基板保持部材全体に分散し、ヒータボードの急激な温度上昇を抑制する。
【０００５】
しかしながら昨今、アルミナ製記録素子基板保持部材加工コストの高さが問題視されており、アルミナと近い物性を持つ樹脂材料を用いて成形し、記録素子基板保持部材を樹脂で置き換えることによるインクジェットヘッドのコストダウンが検討されている。
【特許文献１】特開２００４−２０９７６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
樹脂製記録素子基板保持部材がアルミナとの置き換えを可能とするために満たすべき性能として、記録素子基板保持部の平面度が１０μm以下であること、かつ熱衝撃試験時にウエルド割れが発生しないことが挙げられる。前者に関して、記録素子基板保持部（７・８）とは、チップを接着する部位であり、ヒータボードの昇温を抑制するには，断熱効果の高い接着剤の厚みを極力薄くする必要があり、接着面である記録素子基板保持部（７・８）の平面度を極力小さくする必要がある。後者に関して、ウエルド割れが発生すると、インクの混色が発生してしまうため、ウエルド割れは抑制する必要がある。
【０００７】
しかしながら、記録素子基板保持部材の形状は、図２・３に示されるとおり薄肉・厚肉が混在する偏肉形状である。これを何の細工もなく成形すると、樹脂が最も流入しにくい薄肉部を有する記録素子基板保持部中央部が最終充填部、つまりウエルドとなり、これが原因で記録素子基板保持部の平面度が悪化するという問題が発生する（図７）。さらに、この薄肉部のウエルドには、熱衝撃試験時容易にクラックが入ってしまうという問題も発生する。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、特別な成形装置を使用することなく、記録素子基板保持部よりウエルドを消失し、記録素子基板保持部平面度悪化及びウエルド割れを抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、インクジェット記録ヘッドに備えられる樹脂製記録素子基板保持部材の一部に、肉抜き形状を設けることを特徴としている。肉抜き形状を設けることで、成形される樹脂の流動をコントロールし、記録素子基板保持部よりウエルドを消失することができ、平面度を良化することができる。さらに、熱衝撃試験時のウエルド割れを解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特別な成形装置を使用することなく、記録素子基板保持部よりウエルドを消失し、記録素子基板保持部平面度悪化及びウエルド割れを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、上記のように、記録素子基板保持部材形状に、肉抜き形状を設けることで、記録素子基板保持部の平面度良化、ウエルド割れの抑制を実現するものであるが、それは本発明者鋭意研究を進めた結果によるつぎのような知見に基づくものである。
【００１２】
詳しくは、樹脂記録素子基板保持部材が持つインク流路群周囲に、肉抜き形状を設けることで、樹脂流動を均一化でき、記録素子基板保持部薄肉部へスムーズに樹脂を流動させることができることを見出した。
【００１３】
ここで、図４に本発明の実施の形態における樹脂記録素子基板保持部材に肉抜きを設けた形状のモデル概略図を示す。さらに、図５に本形状における樹脂の流動状態概略を表す図を示す。
【００１４】
また、図６に、図４と比較するために樹脂記録素子基板保持部材に肉抜き形状が追加されていない形状のモデル概略図を示す。さらに、図７に本形状における樹脂の流動状態概略を表す図を示す。
【００１５】
図４・５にあるように、本実施の形態によれば、インク流路群周囲に肉抜き形状を設け、インク流路群周囲に樹脂が流入する際の流動抵抗を、記録素子基板保持部の薄肉部に樹脂が流入する際の流動抵抗と同等にすることで、流動の均一化を図ることができる。
【００１６】
これにより、記録素子基板保持部にウエルドを発生することなく、樹脂記録素子基板保持部材の成形が可能となる。
【００１７】
一方、図６・７の肉抜き前の形態で、樹脂記録素子基板保持部材を作成すると、インク流路群周囲に樹脂が流入する際の流動抵抗と、記録素子基板保持部の薄肉部に樹脂が流入する際の流動抵抗にかなりの差異があり、インク流路群周囲へ優先的に樹脂が流入する。
【００１８】
この結果、インク流路群周囲へ流入した樹脂が、記録素子基板保持部の反ゲート側より、薄肉部に流入することとなり、記録素子基板保持部中央部に、ウエルドが発生してしまう。
【００１９】
本発明の実施の形態においては、上記本発明の構成を適用するに際して、肉厚方向に貫通するインク流路が等間隔に３個以上並び、少なくともそのインク流路群とゲート間を除いたインク流路群を取り囲む位置に、肉厚方向への肉抜き形状を有する。かつ下記条件を満たすことで、インクジェット記録ヘッドを構成する樹脂記録素子基板保持部材の記録素子基板保持部平面度の良化、ウエルド発生の抑制に関して、より高い効果を得ることが可能となる。
【００２０】
（１）前記インク流路間に形成される薄肉部肉厚が、成形品平均肉厚の１／３以下。
【００２１】
（２）前記インク流路のインク吐出口面に露出する形状が長方形形状である。
【００２２】
（３）前記インク流路のインク吐出口面に露出する形状は，複数全て同形状である。
【００２３】
（４）前記インク流路の断面は、前記長方形形状を最大面積とし、それ以外はそれと同等かもしくは、それと比し小さくなる。
【００２４】
（５）前記インク流路の長方形形状が、長方形の長辺において平行である。
【００２５】
本発明の実施の形態においては、上記本発明の構成を適用するに際して、前記肉抜き部の残り肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％以下とする。これにより、インクジェット記録ヘッドを構成する樹脂記録素子基板保持部材の記録素子基板保持部平面度の良化、ウエルド発生の抑制に関して、より高い効果を得ることが可能となる。
【００２６】
本発明の実施の形態においては、上記本発明の構成を適用するに際して、前記インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％以下とする。これにより、インクジェット記録ヘッドを構成する樹脂記録素子基板保持部材の記録素子基板保持部平面度の良化、ウエルド発生の抑制に関して、より高い効果を得ることが可能となる。
【００２７】
本発明の実施の形態においては、上記本発明の構成を適用するに際して、前記インク流路のインク吐出口面に露出する長方形形状の短辺が１．５ｍｍ以下で、長辺が４．０ｍｍ以上とする。これにより、インクジェット記録ヘッドを構成する樹脂記録素子基板保持部材の記録素子基板保持部平面度の良化、ウエルド発生の抑制に関して、より高い効果を得ることが可能となる。
【００２８】
以下に、本発明の実施例について説明する。ただし、実施例を説明するために用いられる記録素子基板保持部材各部位を示す記号１６〜２０は、図８に従うものとする。
【実施例１】
【００２９】
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を０．８ｍｍとする。
【００３０】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００３１】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１２５％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１００％となる。
【実施例２】
【００３２】
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を１．３３ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を０．８ｍｍとする。
【００３３】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／３となる。
【００３４】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の７５％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の６０％となる。
【実施例３】
【００３５】
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．２ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を０．８ｍｍとする。
【００３６】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００３７】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１００％となる。
【実施例４】
【００３８】
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を１．２ｍｍとする。
【００３９】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００４０】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１２５％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１５０％となる。
【実施例５】
【００４１】
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を５ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を０．８ｍｍとする。
【００４２】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００４３】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１２５％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１００％となる。
【００４４】
（比較例１）
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとし、インク流路群周囲肉抜き形状を有さない。
【００４５】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００４６】
（比較例２）
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．６ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を０．８ｍｍとする。
【００４７】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００４８】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の２００％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１００％となる。
【００４９】
（比較例３）
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとする。図８に示されるインク流路群周囲肉抜き部の肉厚（１９）を１．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路と肉抜き部間の肉厚（２０）を１．６ｍｍとする。
【００５０】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００５１】
また、インク流路群周囲肉抜き部の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の１２５％となる。さらに、インク流路と肉抜き部によって形成される部位の肉厚が、インク流路間に形成される薄肉部肉厚の２００％となる。
【００５２】
（比較例４）
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を２．０ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を１０ｍｍとし、インク流路群周囲肉抜き形状を有さない。
【００５３】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／２となる。
【００５４】
（比較例５）
図８に示されるインク流路間に形成される薄肉部の肉厚（１６）を０．８ｍｍとする。図８に示される成形品平均肉厚（１７）を４．０ｍｍとする。図８に示されるインク流路出口の長手方向長さ（１８）を４．０ｍｍとし、インク流路群周囲肉抜き形状を有さない。
【００５５】
以上より、インク流路間に形成される薄肉部の肉厚が、成形品平均肉厚の１／５となる。
【００５６】
【表１】
2008093848.tif 000003
【００５７】
【表２】
2008093848.tif 000004
表１〜２の結果からも明らかなように、実施例に記載の肉抜き形状のある樹脂記録素子基板保持部材は、記録素子基板保持部にウエルドが発生せず、記録素子基板保持部の平面度が良化し、かつ熱衝撃試験時のウエルド割れの発生が抑制されている。
【００５８】
一方、比較例に関して述べると、比較例１では肉抜き形状がないため、記録素子基板保持部にウエルドが発生し、平面度が悪化し、熱衝撃試験時のウエルド割れも発生している。また、比較例２・３は肉抜き形状があるものの、記録素子基板保持部のウエルド発生抑制には不十分なもので、同様の結果となっている。比較例４に関しては、肉抜き形状がないものの、偏肉の度合いが小さく、肉抜き形状を有さずとも、記録素子基板保持部にウエルドが発生していない。さらに、比較例５に関しては、肉抜き形状がなく、偏肉の度合いも大きいものの、インク流路が小さく、長手方向の長さが小さいため、肉抜き形状を有さずとも、記録素子基板保持部にウエルドを発生することなく成形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】インクジェットヘッドの外観を説明する斜視図である。
【図２】記録素子基板保持部材部位名称を示す記録素子基板保持部材概略図である。
【図３】記録素子基板保持部材部位名称を示す記録素子基板保持部材概略図（２）である。
【図４】肉抜き形状を有する樹脂記録素子基板保持部材概略図である。
【図５】肉抜き形状を有する樹脂記録素子基板保持部材成形時の樹脂流動状態概略図である。
【図６】肉抜き形状を有さない樹脂記録素子基板保持部材概略図である。
【図７】肉抜き形状を有さない樹脂記録素子基板保持部材成形時の樹脂流動状態概略図である。
【図８】肉抜き形状を有する樹脂記録素子基板保持部材の重要部位を指示する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  記録ヘッド
２  インクタンク
３  チップタンク
４  ヒータボード
５  記録素子基板保持部材
６  放熱板
７  記録素子基板保持部（カラーインク）
８  記録素子基板保持部（ブラックインク）
９  インク吐出口（カラーインク）
１０  インク吐出口（ブラックインク）
１１  インク流入口（カラーインク）
１２  インク流入口（ブラックインク）
１３  ゲート
１４  インク流路群
１５  インク流路群周囲の肉抜き形状
１６  インク流路間に形成される薄肉部の肉厚
１７  成形品平均肉厚
１８  インク流路出口の長手方向長さ
１９  インク流路群周囲肉抜き部の肉厚
２０  インク流路群と肉抜き部間の肉厚
【図１】
2008093848.tif 000005
【図２】
2008093848.tif 000006
【図３】
2008093848.tif 000007
【図４】
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【図５】
2008093848.tif 000009
【図６】
2008093848.tif 000010
【図７】
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【図８】
2008093848.tif 000012