(57)【要約】【課題】気泡の混入を防止する。【解決手段】液体を流路５１を経てノズル７１と圧力発生素子６１ａが設けられた液室４５に供給し、圧力発生素子６１ａで液体をノズル７１から吐出させる液体吐出ヘッドの流路５１及び液室４５を分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂で封止する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を流路を経てノズルと圧力発生素子が設けられた液室に供給し、上記圧力発生素子で上記液体をノズルから吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、
分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂が少なくとも上記流路の一部に用いられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
上記流路は、上記液体が収容された液体収容カートリッジと接続される流路部材と、上記流路部材の底面に設けられ、上記圧力発生素子を有し、複数並設されたヘッドチップとによって一部が形成され、
少なくとも上記流路部材と上記回路基板とが上記湿気硬化性樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
上記流路は、上記液体が収容された液体収容カートリッジと接続される流路部材と、上記流路部材の底面に設けられ、上記圧力発生素子を有し、複数並設されたヘッドチップとによって一部が形成され、
少なくとも上記ヘッドチップ間を上記湿気硬化性樹脂で封止していることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
上記湿気硬化性樹脂は、１液型であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
液体を流路を経てノズルと圧力発生素子が設けられた液室に供給し、上記圧力発生素子で上記液体をノズルから吐出させる液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置において、
少なくとも上記液体吐出ヘッドの上記流路の一部に、分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂が用いられていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
上記液体吐出ヘッドには、上記液体が収容された液体収容カートリッジが接続され、
上記液体吐出ヘッドの流路は、上記液体収容カートリッジと接続される流路部材と、上記流路部材の底面に設けられ、上記圧力発生素子を有し、複数並設されたヘッドチップとによって一部が形成され、
少なくとも上記流路部材と上記回路基板とが上記湿気硬化性樹脂で接着されていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【請求項７】
上記液体吐出ヘッドには、上記液体が収容された液体収容カートリッジが接続され、
上記液体吐出ヘッドの流路は、上記液体収容カートリッジと接続される流路部材と、上記流路部材の底面に設けられ、上記圧力発生素子を有し、複数並設されたヘッドチップとによって一部が形成され、
少なくとも隣接する上記ヘッドチップ間が上記湿気硬化性樹脂で封止されていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【請求項８】
更に、上記液体収容カートリッジと上記液体吐出ヘッドとの間で液体を循環させる循環ポンプを有し、
上記液体吐出ヘッドと上記循環ポンプとの接続部分が上記湿気硬化性樹脂で塗布されていることを特徴とする請求項６記載の液体吐出装置。
【請求項９】
上記湿気硬化性樹脂は、１液型であることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも液体を吐出するノズルが設けられた液室に液体を供給する流路の一部が樹脂で形成されている液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細構造からなる流路を経て液体をノズルと圧力発生素子が設けられた液室に供給し、その圧力発生素子が発生したエネルギによって液体を押圧し、液室に設けられたノズルより液体を吐出させる液体吐出装置として、例えば、インクの小滴を記録紙に吐出して、記録紙に画像や文字を印刷するインクジェット方式のプリンタ装置（以下、インクジェットプリンタ装置という。）がある。
【０００３】
このインクジェット方式は、印刷時の騒音が極めて少なく、且つ高速印刷が可能であり、しかもインクを吐出するインク吐出ヘッドを小型化できるため、複数の色のインクを吐出することができ、カラー化が容易であり、コンパクト化も容易である。
【０００４】
インクジェットプリンタ装置では、例えばインクカートリッジから流路を経て、インク吐出ヘッドの発熱抵抗体及びノズルが設けられた液室にインクが供給され、液室内に供給されたインクを発熱抵抗体で加熱し、発生した気泡によりインクを押圧することで、ノズルからインクを吐出して、記録紙に印刷する。
【０００５】
このような方法でインクを吐出するインク吐出ヘッドは、表面に発熱抵抗体、駆動回路（シフトレジスター等）及び発熱抵抗体と駆動回路とを接続する配線パターンが汎用的なシリコンプロセスによって形成されたシリコン基板と、電鋳等によって形成され、インクを吐出するノズルが形成されたノズルシートと、回路基板とノズルシートによって囲まれた液室にインクを供給する流路の一部を形成する流路部材とを備える。
【０００６】
このような構成からなるインク吐出ヘッドの製造方法は、先ず、シリコン基板上に形成された発熱抵抗体と、ノズルシートのノズルとが対向するように位置合わせをしつつ、シリコン基板とノズルシートとの間に熱硬化型のシート接着剤を介在させ、シリコン基板とノズルシートとをこのシート接着剤で貼り合わせる。次に、シリコン基板のノズルシートを貼り合わせた側とは反対側に、流路部材を接着剤で貼り合わせて、流路部材にシリコン基板やノズルシートを固定する。これにより、ヘッドチップとノズルシートによって囲まれた液室が形成され、この液室にインクを供給する流路が流路部材と、ヘッドチップと、ノズルシートとによって形成されたインク吐出ヘッドが得られる。インク吐出ヘッドでは、シリコン基板、ノズルシート、流路部材の各部材を接着剤で貼り合わせて、各部材間の隙間を封止材で埋めることによって、インク漏れを防止している。
【０００７】
封止材としては、各部材間に発生した所定の隙間を完全に埋め、且つノズル等の微細な構造部分には侵入しない等の特性を有することが要求される。封止材としては、加熱処理が必要なく、塗布後に放置すれば硬化するという使用の簡便さ等の理由から、湿気硬化性封止材が汎用的に使用されている。
【０００８】
湿気硬化性封止材の代表的なものとしては、湿気硬化型１液シリコーン封止材を挙げることができる。この湿気硬化型１液シリコーン封止材は、高い耐インク性、密着性を有している。また、湿気硬化型１液シリコーン封止材は、商品バリエーションも多く、所望の粘度、タックフリー時間が短いという利点を有する。
【０００９】
ところで、インク吐出ヘッドでは、大きな課題として気泡の混入を防止することが挙げられる。インク吐出ヘッドでは、流路や液室に気泡が入ると、発熱抵抗体やピエゾ素子等の圧力発生素子により発生したインクを押圧する吐出エネルギが気泡に吸収され、吐出エネルギが液室内のインクに適切に伝わらず、安定な吐出を行えなくなってしまう。また、インク吐出ヘッドでは、流路や液室内に気泡が存在すると、インクカートリッジから流路を介して液室に設けられたノズルへのインクの供給が気泡によって遮断され、インクの供給不良及びインクの吐出不良を招いてしまう。
【００１０】
インク吐出ヘッドでは、内部に混入した気泡を除去するため、インクジェットプリンタ装置に設けられたインクを吸引する回復ポンプでインクを吸引し、流路や液室から気泡を除去する方法が採られている。
【００１１】
しかしながら、インク吐出ヘッドでは、回復ポンプにより一旦気泡が除去されるが、しばらく放置すると徐々に気泡が混入し、安定した吐出ができないといった気泡による不具合が生じてしまう。このため、インク吐出ヘッドでは、回復ポンプによる回復操作を頻繁に行なうようになる。
【００１２】
インク吐出ヘッドにおいて、流路や液室に気泡が混入する原因としては、シリコン基板や流路部材等の構成部材の形状による部材同士のガタによって生じた隙間から入った空気が気泡となったり、構成部材の材質によっては空気を透過しやすいものがあり、このような構成部材を透過して入った空気が気泡となったり、回復ポンプの吸引条件によって気泡を排除する程度が小さい場合等がある。特に、流路や液室に気泡が混入する最も大きな原因としては、構成部材間の隙間を封止する封止材を透過して入ってくる空気による気泡である。すなわち、一般的に、隙間を封止する湿気硬化型１液シリコーン封止材に用いられるオルガノシリコーン化合物は、シリコンと炭素又は他の原子との結合距離が長いため、空気を透過させやすく、ガス透過性が極めて低いものである。インク吐出ヘッドでは、この湿気硬化型１液シリコーン封止材を用いた場合、加熱処理が必要なく、塗布後に放置すれば硬化するという使用の簡便さがあるが、ガス透過性が低いため、流路部材とヘッドチップの間から空気が流路内に入り、流路内のインクに気泡が混入し、流路から液室に気泡が流れてしまう。これにより、このインク吐出ヘッドでは、気泡に阻害され、インクを安定に吐出できなくなってしまう。
【００１３】
【特許文献１】特許第２９８０４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、液体が供給される少なくとも流路内に気泡が混入することを防止できる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を流路を経てノズルと圧力発生素子が設けられた液室に供給し、上記圧力発生素子で上記液体をノズルから吐出させるものであり、分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂が少なくとも上記流路の一部に用いられていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を流路を経てノズルと圧力発生素子が設けられた液室に供給し、上記圧力発生素子で上記液体をノズルから吐出させる液体吐出ヘッドを備え、少なくとも液体吐出ヘッドの流路の一部に、分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂が用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、少なくとも液体が供給される流路の一部を分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂で形成することによって、流路のガス透過性も低く、流路内に気泡が混入することを防止することができる。また、本発明では、流路内に気泡が混入することを防止できることによって、流路を経て液体が供給され、液体を吐出する液室への気泡の混入も防止することができる。これにより、本発明では、気泡に阻害されることなく、流路及び液室に液体が安定に供給されるようになり、液体の吐出が安定となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を適用したインク吐出ヘッド及びインクジェットプリンタ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すインクジェットプリンタ装置１（以下、プリンタ装置１という。）は、画像や文字が印刷される記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）にわたって、印刷するライン型のインクジェットプリンタ装置である。
【００１９】
プリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、記録紙Ｐに対してインクｉを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。
【００２０】
先ず、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いてインクｉを吐出し、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。ヘッドカートリッジ２には、図２及び図３に示すように、インクｉが収容されたインクカートリッジ２１が装着される。インクカートリッジ２１には、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ２１ｙ、マゼンタインクのインクカートリッジ２１ｍ、シアンインクのインクカートリッジ２１ｃ及びブラックインクのインクカートリッジ２１ｋがある。
【００２１】
ここで、各インクカートリッジ２１に充填されるインクｉは、以下のようなものである。インクｉは、水や水溶性有機溶媒等を含む溶媒に、少なくとも染料を溶解又は分散させたものである。
【００２２】
本発明に使用されるインクに含有される染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料等の水溶性染料を何れも使用できる。
【００２３】
具体的に、イエロー系直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等が挙げられる。
【００２４】
マゼンダ系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等が挙げられる。
【００２５】
シアン系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等が挙げられる。
【００２６】
ブラック系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６等が挙げられる。
【００２７】
イエロー系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等が挙げられる。
【００２８】
マゼンタ系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等が挙げられる。
【００２９】
シアン系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同８１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等が挙げられる。
【００３０】
ブラック系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等が挙げられる。
【００３１】
インクに含有される水溶性有機溶剤としては、脂肪族一価アルコール、多価アルコール、多価アルコール誘導体等が挙げられる。
【００３２】
具体的には、脂肪族一価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール等が挙げられる。特に、これら脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールを使用することが好ましい。これら脂肪族一価アルコールは、インクの表面張力を調製し、普通紙、専用紙等の被記録媒体への浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性を向上する効果が高いので、インクに含有されることが好ましい。
【００３３】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール及びグリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等が挙げられる。
【００３４】
多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等が挙げられる。これら多価アルコール及び多価アルコール誘導体は、蒸発しにくく、インクの氷点を下げるので、インクの保存安定性を高め、プリンタ装置１のノズルの目詰まりを防止する効果があるので、インク中に含有されることが好ましい。なお、インクには、上述した脂肪族一価アルコール、多価アルコール及び多価アルコール誘導体等の水溶性有機溶剤に、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、キレート剤等の添加物が、必要に応じて含有してもよい。
【００３５】
このインクｉが充填されるインクカートリッジ２１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ２１には、図２及び図３に示すように、後述するヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１にインクｉを供給するためのインク供給部２２と、内部の空気量を調整する外部連通孔２３とが形成されている。
【００３６】
インク供給部２２は、インクカートリッジ２１の下側略中央部に設けられている。このインク供給部２２は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部３５に接続されることにより、インクカートリッジ２１とヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１との間をインク供給可能とする。インク供給部２２は、弁機構を備え、この弁機構でカートリッジ本体３１へのインクｉの供給を調整している。
【００３７】
外部連通孔２３は、インクカートリッジ２１の外部から内部に空気を取り込む通気口であり、インクｉの吐出によってインクカートリッジ２１内のインクｉが減少した際に、減少した分に相当する空気を外部よりインクカートリッジ２１内に取り込むことができる。なお、インクカートリッジ２１とインクiを吐出するヘッドカートリッジ２とが一体に形成されていてもよい。また、インクカートリッジ２１は、４色のインクカートリッジ２１が結合部材等により結合され、４色のインクカートリッジ２１が繋がっていてもよい。
【００３８】
インクカートリッジ２１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体３１を有する。カートリッジ本体３１には、インクカートリッジ２１が装着される装着部３２と、インクｉを吐出するインク吐出ヘッド３３と、インク吐出ヘッド３３を保護するヘッドキャップ３４とを備える。
【００３９】
装着部３２の略中央には、装着部３２に装着されたインクカートリッジ２１のインク供給部２２と接続される接続部３５が設けられている。この接続部３５は、装着部３２に装着されたインクカートリッジ２１のインク供給部２２からカートリッジ本体３１の底面に設けられたインクｉを吐出するインク吐出ヘッド３３にインクｉを供給する供給路となる。接続部３５は、インクカートリッジ２１からインク吐出ヘッド３３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。
【００４０】
接続部３５からインクｉが供給されるインク吐出ヘッド３３は、図３に示すように、カートリッジ本体３１の底面に色毎に配設されている。インク吐出ヘッド３３は、接続部３５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル７１が記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中矢印Ｗ方向に略ライン状に並設されている。インク吐出ヘッド３３は、インクｉを吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に移動することなく、図４に示すように、イエローのノズルライン７２ｙ、マゼンタのノズルライン７２ｍ、シアンのノズルライン７２ｃ、ブラックのノズルライン７２ｋ毎にインクｉを吐出する。
【００４１】
インク吐出ヘッド３３は、図４及び図５に示すように、ヘッドカートリッジ２の接続部３５からインクｉが供給され、供給されたインクｉを各ノズル７１へと導く流路部材となる流路板４１と、供給されたインクｉを吐出するヘッドチップ４２と、インクｉを吐出するためのノズル７１が形成されたノズルシート４３と、ノズルシート４３を支持するフレーム４４とを有する。このインク吐出ヘッド３３には、図５に示すように、後述するインク流路５１から供給されたインクｉを押圧して吐出するインク液室４５が形成されている。
【００４２】
流路板４１は、インクｉの色毎に設けられ、例えば金属など、容易に変形しない剛性及び収容されるインクｉに対して耐インク性を備えた材料で形成される。流路板４１は、図４及び図５に示すように、後述する各色のノズルライン７２を形成している複数のノズル７１すべてにインクiが供給されるように、ノズル７１が並設されている記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に、記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って形成されている。流路板４１は、記録紙Ｐの幅に相当する長さのインク流路５１の一部を形成する流路形成部５２と、この流路形成部５２の上面略中央に突出して設けられ、カートリッジ本体３１の接続部３５と接続され、接続部３５と流路形成部５２とを接続する流路接続部５３とを有する。流路形成部５２には、流路接続部５３側にフレーム４４と接着されるフランジ部５２ａが形成されている。流路形成部５２には、流路接続部５３が設けられている側とは反対側の面に、インクｉを吐出する後述するヘッドチップ４２が配設される。この流路板４１は、インクカートリッジ２１のインクｉがカートリッジ本体３１の接続部３５から流路接続部５３に供給され、流路接続部５３からインクｉをインク流路５１に供給し、インク流路５１から各ヘッドチップ４２にインクｉを供給する。インク流路５１は、流路板４１の流路形成部５２と、後述するヘッドチップ４２と、ノズルシート４３とによって囲まれて形成される。
【００４３】
ヘッドチップ４２は、図５に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体６１ａが設けられた回路基板６１と、この回路基板６１とノズルシート４３との間に介在させるフィルム６２とから構成される。このヘッドチップ４２は、図４に示すように、記録紙Ｐの幅方向に亘って略ライン状に設けられ、例えば約５０００個設けられたノズル７１のうち、３１０前後のノズルを一組とし、この組毎に設けられている。このヘッドチップ４２は、図４及び図５に示すように、インク流路５１を挟み、色毎に千鳥状に記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に略ライン状に配置され、隣接するヘッドチップ４２の端部が対向するように設けられている。このヘッドチップ４２は、流路板４１の底面に配設されることによって、インク流路５１側の端面がインク流路５１の一部を形成している。
【００４４】
回路基板６１は、例えばシリコン基板、ガラス基板等といったケイ素含有材料等からなる基板の一方の面に、インクｉを加熱、押圧する発熱抵抗体６１ａと、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ、シフトレジスタ等からなる発熱抵抗体６１ａの制御回路が形成されている。発熱抵抗体６１ａは、一辺がほぼ１８μｍの正方形状に形成されている。この回路基板６１は、図５に示すように、インク液室４５の上面を形成する。
【００４５】
フィルム６２は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジスト、例えばエポキシ樹脂等からなる。フィルム６２は、図５に示すように、上述したインク流路５１と連通される部分を除いて、１つの発熱抵抗体６１ａを囲むように回路基板６１上にフォトリソプロセスによって形成される。フィルム６２は、インク液室４５の側面を形成し、回路基板６１と共に、インク液室４５を構成する。また、このフィルム６２には、回路基板６１とは反対側の面にノズルシート４３が貼り合わされる。このフィルム６２の厚みは、ほぼ１２μｍである。
【００４６】
ノズルシート４３は、図４及び図５に示すように、発熱抵抗体６１ａと対向するように、千鳥状に略ライン状に形成された貫通孔からなる複数のノズル７１を有する。このノズルシート４３は、各色のノズルライン７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋが１枚のシート状に一体に形成されている。このノズルシート４３は、インク液室４５の底面を形成すると共に、インク流路５１の一部も形成している。このノズルシート４３は、例えばニッケルを用いて電鋳技術により形成され、厚さが１５μｍ〜２０μｍであり、直径約２０μｍのノズル７１が形成されている。
【００４７】
このノズルシート４３を支持するフレーム４４は、図４及び図５に示すように、長方形状を為し、厚みが５ｍｍ程度であり、十分な剛性を有し、流路板４１及びヘッドチップ４２が嵌め込まれる開口部４４ａが記録紙Ｐの幅に相当する長さで長方形状に色毎に形成されている。このフレーム４４のヘッドチップ４２が配置される側の面には、熱硬化型のシート接着剤を介してノズルシート４３が貼り合わされる。フレーム４４は、ノズルシート４３のノズル７１とヘッドチップ４２の発熱抵抗体６１ａとが対向して、ヘッドチップ４２とノズルシート４３とが貼り合わされるように、ノズルシート４３を支持する。ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる際に、１５０℃程度の高温で貼り合わせた場合には、貼り合わせ温度よりも低い温度において、ノズルシート４３がフレーム４４よりも大きく収縮するため、高温で貼り合わせた後、温度が下がることによって、ノズルシート４３が収縮し、緊張した状態でフレーム４４に貼り合わされるようになる。したがって、ノズル７１の間隔は、フレーム４４の線膨張係数によって変わることになる。
【００４８】
このフレーム４４は、ヘッドチップ４２の回路基板６１とほぼ同じ線膨張係数を有する材料で形成される。フレーム４４は、例えば回路基板６１にシリコン基板を使用した場合、窒化珪素で形成され、その他、回路基板６１にセラミック系の基板を使用した場合には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト、窒化アルミ、炭化珪素等で形成され、回路基板６１にガラス系の基板を使用した場合には、石英（ＳｉＯ２）等で形成され、回路基板６１に金属の基板を用いた場合いは、インバー鋼等で形成される。
【００４９】
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド３３は、図４乃至図６に示すように、フレーム４４に貼り合わされたノズルシート４３のノズル７１と発熱抵抗体６１ａが対向するようにヘッドチップ４２にノズルシート４３が貼り合わされることによって、インク液室４５の上面及び側面がヘッドチップ４２の回路基板６１及びフィルム６２で形成され、下面がノズルシート４３で形成される。なお、インク液室４５の幅は、ほぼ２５μｍである。
【００５０】
このようなインク吐出ヘッド３３では、図５及び図６に示すように、少なくともインクｉが接するインク流路５１の一部が湿気硬化性樹脂で形成されている。具体的には、インク吐出ヘッド３３は、流路形成部５２と回路基板６１との間の隙間を封止し、流路板４１の流路形成部５２と回路基板６１とを貼り合わせる接着部８１が湿気硬化性樹脂で形成されている。この接着部８１は、インク流路５１側の端面がインク流路５１の一部を形成している。また、インク吐出ヘッド３３では、インク流路５１に沿って並設されているヘッドチップ４２間を封止する封止部８２が湿気硬化性樹脂で形成されている。この封止部８２も接着部８１と同様に、インク流路５１側の端面がインク流路５１の一部を形成している。インク吐出ヘッド３３では、流路形成部５２と回路基板６１との間の隙間を接着部８１で封止し、ヘッドチップ４２間を封止部８２で封止することによって、これらの部材の間から空気がインク流路５１に入り込まず、インク流路５１内に気泡が混入することを防止できる。インク吐出ヘッド３３では、インク流路５１に気泡が混入することを防止できることによって、インク流路５１からインクｉが供給されるインク液室４５にも気泡が混入することを防止できる。したがって、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５及びインク流路５１に気泡が混入することを防止できる。
【００５１】
接着部８１及び封止部８２は、ガス透過性の低い有機高分子化合物を主成分とする湿気硬化性樹脂で形成されている。一般的な有機高分子化合物は、従来用いられていたシリコーン系高分子化合物と比べて数十倍以上のガス透過性が低い特性を有している。なお、接着部８１及び封止部８２では、すべての有機高分子化合物をそのまま使用することはできない。これは、有機高分子化合物であっても、湿気硬化可能なものは基本的に存在せず、また湿気硬化が可能であってもインクと接する部分の隙間を封止するものとして、耐インク性等の特性を満足できる材料が殆どないからである。
【００５２】
そこで、接着部８１及び封止部８２には、ガス透過性が低い有機高分子化合物のポリイソブチレンを用い、このポリイソブチレンに湿気硬化性を付与するため、アルコキシシランを付与することで、ガス透過性が低く、湿気硬化可能な湿気硬化性樹脂が得られ、この湿気硬化性樹脂が用いられる。この湿気硬化性樹脂は、１液型であり、接着部８１及び封止部８２に用いることによって、インク吐出ヘッド３３を作製する際に、空気中の水分で硬化するため、熱を必要とせず、容易に、部材間の位置ずれがない安定したインク吐出ヘッド３３を作製することができる。
【００５３】
ポリイソブチレンに対する湿気硬化性の付与は、一般的な湿気硬化型１液封止材と同様にして行う。湿気硬化型１液封止材の場合には、有機高分子化合物の分子末端に加水分解し易いアルコキシ基を有するシリコンを付加し、該アルコキシ基を湿気にて分解してシラノールに変化させ、湿気硬化性を付与する。このシラノールは、極めて不安定であり、有機錫等の触媒を若干量添加しておけば、そのまま重合してゲル化する。これにより、湿気硬化型１液封止材は、隙間を封止することができる。したがって、接着部８１及び封止部８２に用いられる湿気硬化性樹脂も、ガス透過性の低いポリイソブチレンに湿気硬化特性を付与するため、このポリイソブチレンの末端にアルコキシシランを付加し、ポリイソブチレンをシリコーン変性する。流路板４１とヘッドチップ４２との間、及びヘッドチップ４２間は、分子構造中にアルコキシシランを有するポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂を空気中の水分で硬化させて形成された接着部８１及び封止部８２で封止される。
【００５４】
最も簡便な有機高分子化合物のシリコーン変性方法としては、シランカップリング剤を添加する方法を挙げることができる。シランカップリング剤は、分子中にアルコキシ基と、有機高分子化合物と反応する反応基であるビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、アクリル基、メルカプト基を有しており、有機高分子化合物を簡便に湿気硬化可能に変性できる。
【００５５】
シランカップリング剤としては、構造式Ｒ−Ｓｉ≡（Ｘ）３、またはＲ−Ｓｉ≡（Ｒ’）（Ｘ）２（式中、Ｒはビニル基、エポキシ基、アミノ基、イミノ基またはメルカプト基を有する有機基を表し、Ｒ’は低級アルキル基を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基またはクロル原子を表す。）で示されるものであればいずれも良く、例えばビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン等のビニルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン等が挙げられる。シランカップリング剤の添加量は、湿気硬化性樹脂の全組成物に対して約０．１重量％〜５重量％程度が好ましい。
【００５６】
また、シランカップリング剤の他に、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、増粘剤、可塑剤、顔料、充填剤等の添加剤を必要に応じて使用することができる。また、硬化反応を調節するための公知の触媒、添加剤等を使用することが出来る。
【００５７】
湿気硬化性樹脂では、空気中に湿気で硬化させる際の硬化を促進させるため、縮合触媒を含有させること好ましい。縮合触媒としては、アルキルチタン酸塩；有機珪素チタン酸塩；オクチル酸錫、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫フタテート、オクチル酸鉛等のカルボン酸の金属塩、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジブチルアミン−２−エチルヘキソエートのアミン塩、他の酸性触媒及び塩基性触媒などの公知のシラノール縮合触媒を有効に使用することができる。なお、これらを単独で用いても、２種以上組み合わせて用いても良い。
【００５８】
接着部８１及び封止部８２では、空気が外部からインク液室４５やインク流路５１内に入らないようにするため、非常に微細な隙間まで封止でき、インク吐出ヘッド３３を製造する際の作業性の点で湿気硬化性樹脂の粘度は非常に重要である。したがって、湿気硬化性樹脂の粘度は、２０００〜１０００００ｃｐの範囲が好ましい。
【００５９】
なお、接着部８１及び封止部８２に、２液混合によって硬化する樹脂を用いた場合には、使用直前に２液を混合して一定時間以内に流路板４１とヘッドチップ４２の間及びヘッドチップ４２間に塗布する必要があり、生産技術的に困難であり、一日を通して均一なものを作製するのには不向きである。したがって、接着部８１及び封止部８２に用いられる上述した湿気硬化性樹脂は、１液型であるため、インク吐出ヘッド３３を作製する際の作業性が良好であり、均一なインク吐出ヘッド３３を作製することができる。
【００６０】
また、接着部８１及び封止部８２に、湿気硬化性樹脂ではなく、熱硬化型封止材を用いた場合には、インク吐出ヘッド３３を構成する部材が金属からなるノズルシート４３や成型樹脂部品のフレーム４４等、多種材料に富んでおり、熱膨張係数もそれぞれ異なり、ヘッドチップ４２とノズルシート４３とを貼り合わせた後に、熱硬化型封止材で流路板４１とヘッドチップ４２とを接着し封止すると、熱硬化型封止材を硬化させた際の熱によって、回路基板６１とノズルシート４３の線膨張係数の違いによって、発熱抵抗体６１ａとノズル７１との位置関係がずれてしまうことが多々ある。発熱抵抗体６１ａとノズル７１との位置関係がずれた場合には、インクｉの吐出方向が変わってしまったり、不吐出となり、吐出に大きな影響を与えてしまう。
【００６１】
一方、接着部８１及び封止部８２に用いられる上述した湿気硬化性樹脂は、硬化させるために熱を必要とせず、空気中の水分によって硬化するため、インク吐出ヘッド３３を構成する部材の熱膨張係数の違いによる部材間の位置ずれを防止できる。特に、インクｉの吐出に影響を大きく与える発熱抵抗体６１ａとノズル７１との位置ずれを防止することができる。これらのことから、上述した湿気硬化性樹脂は、インク吐出ヘッド３３の生産を安定且つ簡便に行う観点から理想的である。
【００６２】
また、上述した湿気硬化性樹脂は、湿気硬化性１液封止材と同様に、インク吐出ヘッド３３を構成する流路板４１とヘッドチップ４２との間の隙間の細部及びヘッドチップ４２間の隙間の細部にまで、毛細管現象にて回り込み、隙間以外の所ではメニスカスを形成して、流れが停止して硬化する。このため、この湿気硬化性樹脂は、接着部８１や封止部８２のように封止する必要がある隙間に対しては、細部まで安定に回り込み、封止する必要がない箇所には回り込まないという利点を有している。
【００６３】
このような特性は、２液混合型の封止材や感光性封止材、熱硬化型封止材にて実現できるものではない。また、シアノアクリレートや湿気硬化型ウレタン封止材は、分子構造中に加水分解し易いアクリルやウレタン結合を多量に有しているため、インクに対する耐性が不十分である。
【００６４】
なお、上述した湿気硬化性樹脂で封止する部分は、流路板４１とヘッドチップ４２との間の接着部８１とヘッドチップ４２間の封止部８２の他に、インクｉが接するヘッドチップ４２のフィルム６２とノズルシート４３との間に湿気硬化性樹脂を介在させて、フィルム６２とノズルシート４３との間から空気が入り込み、インクｉ中に気泡が混入することを防止するようにしてもよい。
【００６５】
また、インク吐出ヘッド３３では、流路板４１とヘッドチップ４２との間の接着部８１又はヘッドチップ４２間の封止部８２のいずれが一方に上述した湿気硬化性樹脂を用いるようにしてもよい。
【００６６】
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド３３は、次のようにして製造する。先ず、電鋳技術により、複数のノズル７１が形成されたノズルシート４３を作製する。
【００６７】
次に、得られたノズルシート４３を平坦な面を有する図示しない支持治具上に載置する。ノズルシート４３は、極めて薄く形成されていて、形態を保持できないため、支持治具上に載置する。
【００６８】
次に、支持治具上に載置したノズルシート４３上に、図４に示すように、ノズルライン７２がフレーム４４に設けた開口部４４ａと対向するようにフレーム４４を載せ、ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる。ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる方法は、ノズルシート４３とフレーム４４との間に熱硬化型のシート接着剤、例えばエポキシ系のシート接着剤を介在させ、シート接着剤を１５０℃に加熱し、熱硬化させて貼り合わせる。ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる際の温度は、後の工程のヘッドチップ４２とノズルシート４３との貼り合わせ温度よりも高いことが必要である。ノズルシート４３は、フレーム４４によって支持されるため、支持治具から剥離する。
【００６９】
次に、フレーム４４の開口部４４ａに、ノズル７１と発熱抵抗体６１ａが対向するようにヘッドチップ４２を千鳥状に複数配置し、ヘッドチップ４２のフィルム６２を加熱して、熱硬化させることによって、ヘッドチップ４２とノズルシート４３とを貼り合わせる。ノズルシート４３にヘッドチップ４２を貼り合わせる際には、フィルム６２の加熱温度を約１４０℃とするが、１４０℃に限定されず、フィルム６２の性状によって温度を調整するが、フィルムが膨張収縮しないように、ノズルシート４３とフレーム４４との貼り合わせ温度よりも低くする。ヘッドチップ４２とノズルシート４３とを貼り合わせることによって、図５に示すように、ヘッドチップ４２及びノズルシート４３で囲まれたインク液室４５が形成される。
【００７０】
次に、別の工程で組み立てられた流路板４１の流路形成部５２をフレーム４４の開口部４４ａに嵌め込み、流路形成部５２とヘッドチップ４２の回路基板６１とを分子構造中にアルコキシシランを有するポリシソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂で接着し、流路形成部５２とヘッドチップ４２との間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止すると共に、インク流路５１に沿って並設されたヘッドチップ４２間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止する。また、流路板４１のフランジ部５２ａをフレーム４４に固定する。流路形成部５２とヘッドチップ４２との間の隙間に湿気硬化性樹脂を塗布することで接着部８１が形成され、ヘッドチップ４２間の隙間に湿気硬化性樹脂を塗布することで封止部８２が形成される。また、フレーム４４と流路形成部５２のフランジ部５２ａを接着剤で接着する。ヘッドチップ４２と流路形成部５２とを接着することによって、図５に示すように、インク液室４５とインク流路５１とがインクｉを供給可能に接続されたインク吐出ヘッド３３が得られる。
【００７１】
得られたインク吐出ヘッド３３は、次のようにしてインクｉをノズル７１より吐出する。インク吐出ヘッド３３では、インクカートリッジ２１からカートリッジ本体３１に設けられた接続部３５を介して、流路板４１で形成されたインク流路５１にインクｉが供給され、接着部８１及び封止部８２から空気が入り込むことが防止されているため、気泡に阻害されることなく、インク流路５１からインク液室４５にインクｉが供給される。インク吐出ヘッド３３では、回路基板６１の制御回路が発熱抵抗体６１ａを駆動制御し、選択された発熱抵抗体６１ａに対して、１〜３μ秒の間電流パルスを供給し、発熱抵抗体６１ａを急速に加熱する。インク吐出ヘッド３３では、発熱抵抗体６１ａを加熱すると、図７（Ａ）に示すように、発熱抵抗体６１ａと接するインク液室４５内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、インク吐出ヘッド３３では、図７（Ｂ）に示すように、このインク液室４５内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを押圧し、押し退けられたインクｉが液滴状態でノズル７１より吐出される。この際に、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５内に気泡が混入されていないため、発熱抵抗体６１ａの加熱によって発生した気泡が適切にインクｉを押圧することができ、吐出方向が変わったり、不吐出となることなく、インクｉが適切に吐出されるようになる。インクｉが吐出された後は、インク流路５１を介してインクｉがインク液室４５に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。このようにして、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５に充填されたインクｉを繰り返し押圧することで、インク液滴を繰り返し吐出することができる。
【００７２】
以上のようなインク吐出ヘッド３３では、少なくとも流路板４１の流路形成部５２とヘッドチップ４２の回路基板６１との間の接着部８１及びインク流路５１に沿って並設されたヘッドチップ４２間の封止部８２を分子構造中にアルコキシシランを有するポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂で形成することによって、湿気硬化性樹脂が空気を透過させないため、インク液室４５やインク流路５１内のインクｉに気泡が混入することを防止できる。また、インク吐出ヘッド３３では、流路形成部５２とヘッドチップ４２との間及びヘッドチップ４２間の微細な隙間まで湿気硬化性樹脂が回り込むため、流路形成部５２とヘッドチップ４２との間及びヘッドチップ４２間の微細な隙間で封止することができる。これにより、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５やインク流路５１に気泡が混入しないため、気泡によってインクカートリッジ２１からノズル７１へのインクｉの供給が阻害されることなく、円滑にインクｉが供給されるようになり、ノズル７１からインクｉの吐出が途切れたり、不吐出となったりせず、安定に吐出することができる。
【００７３】
このインク吐出ヘッド３３のインク液滴が吐出される吐出面３３ａを保護するためのヘッドキャップ３４は、図２に示すように、インクｉを吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを閉塞し、ノズル７１を乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ３４は、図２及び図８に示すように、ヘッドカーリッジ２の底面から装置本体３の前方、即ち図２中矢印Ａ１方向に移動し、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを外部に露出させる。印刷を行った後には、ヘッドキャップ３４は、図２に示すように、装置本体３の前方からヘッドカートリッジ２の底面、即ち図２中矢印Ａ２方向に移動し、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを保護する。
【００７４】
このヘッドキャップ３４には、吐出面３３ａに付着している余分なインクｉを拭き取ったり、ノズル７１内の気泡を取り除くクリーニングローラ３４ａが設けられている。ヘッドキャップ３４は、吐出面３３ａを開放する際に、クリーニングローラ３４ａで吐出面３３ａをクリーニングし、吐出面３３ａに付着している余分なインクｉやノズル７１の表面に付着している増粘したインクｉを吸引する。なお、ヘッドキャップ３４は、印刷後にヘッドカートリッジ２の底面に移動する際に、クリーニングローラ３４ａで吐出面３３ａをクリーニングするようにしてもよい。
【００７５】
上述した構成のヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３には、図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部９１にヘッドカートリッジ２が装着される。また、装置本体３には、前面下側に設けられた給紙口９２に印刷される前の記録紙Ｐを積層して収納された給紙トレイ９３が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口９４に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トレイ９５が取り付けられている。
【００７６】
以上のような構成からなるプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置１では、ヘッドキャップ３４を図示しないヘッドキャップ開閉機構によりヘッドカートリッジ２の底面から装置本体３の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａに設けられたノズル７１が外部に露出し、インクｉが吐出できるようになる。
【００７７】
次に、プリンタ装置１は、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により、図８に示すように、複数の給紙ローラ９６、９７、９８で、給紙トレイ９３から１枚だけ記録紙Ｐを引き出す。プリンタ装置１は、給紙トレイ９３から引き出した記録紙Ｐを反転ローラ９９でヘッドカートリッジ２側に反転し、搬送ベルト１００で吐出面３３ａと対向する位置に設けられたプラテン板１０１上に搬送し、記録紙Ｐが吐出面３３ａと対向するようになる。
【００７８】
次に、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド３３に色毎に設けられた複数の発熱抵抗体６１ａに印刷データの制御信号に基づいて、駆動電流を供給し、色毎に発熱抵抗体６１ａを加熱する。プリンタ装置１は、発熱抵抗体６１ａを加熱することによって、記録紙Ｐに対して、イエローのノズルライン７２ｙ、マゼンタのノズルライン７２ｍ、シアンのノズルライン７２ｃ、ブラックのノズルライン７２ｋの順で、図７に示すように、ノズル７１より上述した各色のインクｉを色毎に液滴の状態にして吐出し、複数の色からなるカラー画像や文字を印刷する。
【００７９】
次に、プリンタ装置１は、印刷が終わった記録紙Ｐを排紙口９４方向に回転する搬送ベルト１００と、搬送ベルト１００と対向して設けられた排紙ローラ１０２とによって、記録紙Ｐを排紙口９４に送り出し、排紙トレイ９５に印刷後の記録紙Ｐを排紙する。
【００８０】
以上のように、プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド３３の流路板４１とヘッドチップ４２とを接着する共に、流路板４１とヘッドチップ４２とを接着し、封止する接着部８１及び隣接するヘッドチップ４２間の隙間を封止する封止部８２を分子構造中にアルコキシシランを有する有機高分子化合物のポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂で形成することによって、この湿気硬化性樹脂はガス透過性が低いので、外部から空気が入ることを防止でき、インク液室４５やインク流路５１内のインクｉに気泡が混入することを防止できる。これにより、プリンタ装置１では、気泡によって阻害されることなく、インクカートリッジ２１からインク流路５１を介してノズル７１が設けられたインク液室４５に、円滑にインクｉが供給されるようになる。プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド３３内でインクｉが円滑に流れることによって、ノズル７１から安定にインク液滴を吐出でき、インク液滴の吐出が不安定になったり、インク液滴が途切れたり、吐出不能となることを防止でき、高品位な画像や文字を印刷することができる。
【００８１】
特に、プリンタ装置１では、インク液滴の吐出に最も影響を与えやすいインク液室４５への気泡の混入が防止できるため、インク液滴をより安定に吐出することができる。
【００８２】
また、プリンタ装置１では、インクｉ中に気泡が混入することを防止できるため、クリーニングローラ３４ａによる気泡を除去するためのクリーニングの回数を少なくしても、安定した吐出を行うことができる。
【００８３】
また、プリンタ装置１では、インクｉ中に気泡が混入することを防止できるため、インクｉを吐出するために発熱抵抗体６１ａで発生させた気泡の吐出エネルギがインクｉ中に混入した気泡に吸収されることなく、インクｉを適切に押圧することができる。したがって、接着部８１及び封止部８２にガス透過性の低い湿気硬化性樹脂を用いることは、インクジェット方式の中でも、プリンタ装置１のように、熱エネルギを利用してインクｉを飛翔させて印刷するインクジェット方式のインク吐出ヘッドやプリンタ装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。
【００８４】
また、上述したプリンタ装置１には、図９に示すように、インクカートリッジ２１とインク吐出ヘッド３３との間に、インクカートリッジ２１の交換等により気泡がインクｉ中に混入した場合に気泡を除去するための循環用ポンプ１１０が色毎に設けられていてもよい。この循環用ポンプ１１０は、ヘッドカートリッジ２に設けられている。
【００８５】
循環用ポンプ１１０は、インク吐出ヘッド３３と第１の環流管１１１で接続され、インクカートリッジ２１と第２の環流管１１２で接続されている。循環用ポンプ１１０は、例えばダイヤフラムポンプからなり、インク吐出ヘッド３３とインクカートリッジ２１との間でインクｉを循環させるために、インクｉをインク吐出ヘッド３３から第１の環流管１１１を介して吸引し、吸引したインクｉを第２の環流管１１２を介してインクカートリッジ２１に排出する圧力発生部となる。プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド３３内の気泡が混入しているインクｉが第１の環流管１１１を介して循環用ポンプ１１０に吸引され、吸引したインクｉを第２の環流管１１２を介してインクカートリッジ２１に排出することによって、インクｉ中から気泡を除去することができる。プリンタ装置１では、印刷開始前や所定の枚数を印刷した後、所定の時間経過後にこの循環用ポンプ１１０で気泡を除去する。
【００８６】
第１の環流管１１１は、一端１１１ａが二股に分かれ、共にインク吐出ヘッド３３の上面の両端に設けられた排出口１１３に接続され、インク吐出ヘッド３３の内部に設けられたインク流路５１と接続されている。第１の環流管１１１の他端１１１ｂは、循環ポンプ１１０の底面に設けられた吸入口１１４に接続されている。この第１の環流管１１１は、例えば柔軟性を有する樹脂チューブで形成されている。
【００８７】
第２の環流管１１２は、一端１１２ａが循環用ポンプ１１０の排出口１１５に接続され、他端１１２ｂがインクカートリッジ２１の底面に設けられた注入口１１６に接続されている。第２の環流管１１２も第１の環流管１１１と同様に、例えば柔軟性を有する樹脂チューブで形成されている。
【００８８】
このように、循環用ポンプ１１０が設けられたプリンタ装置１では、少なくともインク吐出ヘッド３３のインク流路５１と接続されている第１の環流管１１１の一端１１１ａと、インク吐出ヘッド３３の排出口１１３との間から空気がインク流路５１内に入り込まないように、第１の環流管１１１の一端１１１ａとインク吐出ヘッド３３の排出口１１３との接続部分の周囲に上述したガス透過性が低い、分子構造中にアルコキシシランを有するポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂が塗布されたコーティング部１１７が形成されている。これにより、プリンタ装置１では、第１の環流管１１１の一端１１１ａとインク吐出ヘッド３３の排出口１１３との接続部分から空気が入り込み、インク流路５１及びインク流路５１と連続しているインク液室４５に気泡が入り込むことを防止できる。プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド３３の接着部８１及び封止部８２、更にコーティング部１１７から空気が入り込むことを防止でき、気泡の混入を防止できるため、循環用ポンプ１１０で気泡を除去する回数が少なくても、安定にインクｉを吐出することができる。
【００８９】
また、プリンタ装置１では、湿気硬化性樹脂で封止する箇所をインク吐出ヘッド３３の排出口１１３と第１の環流管１１１の一端１１１ａとの接続部分に限らず、第１の環流管１１１の他端１１１ｂと循環用ポンプ１１０の吸入口１１４との接続部分、第２の環流管１１２の一端１１２ａと循環用ポンプ１１０の排出口１１５との接続部分、第２の環流管１１２の他端１１２ｂとインクカートリッジ２１の注入口１１６との接続部分の周囲にも上述した湿気硬化性樹脂で塗布することによって、インクカートリッジ２１や循環用ポンプ１１０、第１の環流管１１１、第２の環流管１１２への気泡の混入を更に防止することができる。また、樹脂チューブ等で形成された第１の環流管１１１や第２の環流管１１２の内面又は外面を湿気硬化性樹脂でコーティングし、第１の環流管１１１や第２の環流管１１２から空気が入り込まないようにしてもよい。
【００９０】
以上説明したプリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能であるが、ヘッドカートリッジ２又はインク吐出ヘッド３３が装置本体３に一体に設けられていてもよい。ヘッドカートリッジ２を装置本体３に一体に形成し、循環ポンプ１１０を設ける場合には、装置本体３にインクカートリッジ２１を装着し、ヘッドカートリッジ２とインクカートリッジ２１との間でインクｉを循環させる循環用ポンプ１１０を装置本体３側に設けるようにする。
【００９１】
また、インクｉを吐出するインク吐出ヘッド３３は、ヘッドカートリッジ２に設けられているが、インクカートリッジ２１に一体に設け、このインクカートリッジ２１をインク吐出ヘッド３３が設けられていないカートリッジ本体３１に装着又は装置本体３に装着するようにしてもよい。
【００９２】
インク吐出ヘッド３３は、プリンタ装置１が印刷できる記録紙Ｐの最大幅に対応した長さのフルラインタイプであり、複数のヘッドチップ４２を記録紙Ｐの最大幅に亘って略ライン状に並設したものであるが、記録紙Ｐの幅に形成された一個のヘッドチップによって形成されていてもよく、このヘッドチップと流路板４１との間を湿気硬化性樹脂で封止することによって、同様に気泡による不具合の発生を防止することができる。
【００９３】
また、インク吐出ヘッド３３は、上述したように、装置本体３に着脱可能なインクカートリッジ２に一体的に設けられているが、このことに限定されず、インクカートリッジ２に交換自在に設けられていてもよく、インク吐出ヘッド３３とインクカートリッジ２の接続部分を湿気硬化性樹脂で封止することによって、気泡の混入が防止でき、気泡のよる不具合の発生を防止することができる。
【００９４】
また、上述では、本発明をプリンタ装置１に適用した例について説明したが、本発明は、プリンタ装置１に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えば液体中のＤＮＡチップ用吐出装置、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能であり、導電性粒子を含む液体が供給される部分の部材間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止することによって、プリンタ装置１と同様に気泡の混入が防止され、気泡による不具合を発生を防止することができる。
【００９５】
また、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のプリンタ装置にも適用可能であり、プリンタ装置１と同様に、インクｉが供給される部分の部材間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止することによって、気泡の混入が防止され、気泡による不具合の発生を防止することができる。
【００９６】
また、プリンタ装置１のプリントモードとしては、黒色等の主流色のみをプリントするモードや、インクカートリッジ２１とインク吐出ヘッド３３とを一体に形成したものや色毎にインクカートリッジ２１を設け、これらを複数個組み合わせて構成したもののいずれでもあっても良いが、異なる色の複色カラー又は混色によるフルカラーをプリントするモードであってもよい。
【００９７】
また、上述したプリンタ装置１では、フルカラーのインク吐出ヘッド３３をノズルシート４３を４色一体に形成して、各色のインク吐出ヘッド３３を一体に形成したが、このことに限定されず、色毎にノズルシート４３を作製し、一色一色独立したインク吐出ヘッド３３を形成するようにしてもよい。また、プリンタ装置１では、フルカラーに限らず、モノカラーのインク吐出ヘッドが設けられていてもよい。このような場合にも、インクｉが供給される部分の部材間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止することによって、気泡の混入を防止でき、気泡による不具合を防止できる。
【００９８】
また、上述したプリンタ装置１では、流路板４１とヘッドチップ４２との間の接着部８１、ヘッドチップ４２間の封止部８２及びインク吐出ヘッド３３と循環用ポンプ１１０の第１の環流管１１１との接続部分のコーティング部１１７のように、部材間の隙間を湿気硬化性樹脂で封止、又は接続部分に湿気硬化性樹脂をコーティングすることに限定されず、一般にガスバリア性が低い材料を用いて、インクｉと接する部分を形成している場合には、その部分をコーティングして、インクｉ中に気泡が混入することを防止してもよい。例えば、インクカートリッジ２１とヘッドカートリッジ２の接続部３５との間をチューブ等を介して接続した場合に、このチューブの外面又は内面をコーティングすることによって、チューブから空気が入ることを防止し、インクｉに気泡が混入することを防止できる。更に、上述した湿気硬化性樹脂でヘッドカートリッジ２やインク吐出ヘッド３３のインクｉの供給系を構成する部材を形成してもよい。
【００９９】
また、上述したプリンタ装置１の各部材の形状や構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるようなことがあってはならないものである。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明を適用したインク吐出ヘッドを作製した実施例及びこの実施例に対する比較例について説明する。実施例及び比較例では、２０個ずつインク吐出ヘッドを作製した。
【０１０１】
〈実施例１〉
実施例１では、先ず、電鋳技術によりニッケルを主成分とし、複数のノズルが略ライン状に記録紙Ｐの幅に亘って形成されたノズルシートを作製した。
【０１０２】
次に、作製したノズルシートを支持治具上に載置し、ノズルシートの主面上に、ノズルラインが開口部と対向するようにフレームをエポキシ樹脂からなるシート接着剤で貼り合わせた。
【０１０３】
次に、ノズルシートとヘッドチップと貼り合わせた。ノズルシートとヘッドチップとの貼り合わせ方法は、例えばエポキシ樹脂からなるフィルムを介在させ、このフィルムを熱硬化させることによってノズルシートとヘッドチップとを貼り合わせた。ヘッドチップとノズルシートとを貼り合わせることによって、１つの発熱抵抗体をヘッドチップ及びノズルシートで囲んだインク液室が形成される。
【０１０４】
次に、別の工程で組み立てた流路板の流路形成部とヘッドチップの回路基板とを貼り合わせて、流路形成部とヘッドチップとの隙間を湿気硬化性樹脂で接着し封止すると共に、隣接するヘッドチップ間も湿気硬化性樹脂で封止してインク吐出ヘッドを作製した。用いた湿気硬化性樹脂は、先ず、ポリイソブチレン（平均分子量：５０００）を定法に従って末端にアリルオキシ基を有するポリイソブチレンを合成した。そして、このポリイソブチレンにジメトキシメチルシランを白金触媒を使用して反応させて湿気硬化性樹脂を作製した。この湿気硬化性樹脂は、鐘ケ淵化学（株）より上市されるカネカエピオンと同様の構造を有するものである。この湿気硬化性樹脂にスズ触媒及びアミン触媒を添加して、硬化させることによって、流路形成部と回路基板との隙間及びヘッドチップ間の隙間を封止した。
【０１０５】
〈比較例１〉
比較例１では、流路形成部と回路基板との間の封止、及び隣接するヘッドチップ間を封止する樹脂に、湿気硬化型シリコーン樹脂（ＧＥ東芝シリコーン株式会社  商品名ＴＳＥ３９４１Ｍ）を使用したこと以外は実施例１と同様にしてインク吐出ヘッドを作製した。
【０１０６】
〈比較例２〉
比較例２では、流路形成部と回路基板との間の封止、及び隣接するヘッドチップ間を封止する樹脂を次のようにして作製した。先ず、ポリプロピレングリコール（平均分子量：５０００、）を定法によって、シリコーン変性し、高分子化合物を合成した。次いで、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート、トリエチルアミンをそれぞれ樹脂に対して０．８ｗｔ％添加して、硬化させることによって、流路形成部と回路基板との隙間及びヘッドチップ間の隙間を封止した。この樹脂を用いたこと以外は、実施例１と同様にインク吐出ヘッドを作製した。
【０１０７】
次に、実施例１及び比較例１、比較例２のインク吐出ヘッドをソニー（株）製のプリンタ装置（ＬＰＲ−５０００）のヘッドカートリッジに設け、プリンタ装置のホームポジションに設けた性能回復機構のクリーニングローラによって回復作業を行う。回復作業後に、印刷可能であることを確認した後、インク吐出ヘッドをヘッドカートリッジに装着したまま、一般室温環境において放置し、回復操作をせずに一日につきＡ４番の紙１枚分の印刷を行い、気泡の発生により不吐出が発生する日まで試験を行った。なお、プリント条件は、ＬＰＲ−５０００の吐出動作に従う。
【０１０８】
ガス透過性の評価は、実施例及び比較例の２０個のインク吐出ヘッドが試験を始めてから１ヶ月以上経っても不吐出を起こさなかった場合には○印で示し、１０日を越えてかつ、３０日以前で不吐出が見受けられた場合には△印で示し、１０日以内に不吐出になった場合には×印とした。結果を表１に示す。
【０１０９】
【表１】
2008110525.tif 000003
【０１１０】
表１に示す結果から、本発明を適用した実施例１は、シリコーン樹脂を用いた比較例１やポリプロピレングリコールを用いた比較例２と比べて、気泡によるインクの不吐出が１ヶ月以上経っても発生せず、ガス透過性が低いことが分かる。
【０１１１】
実施例１では、ジメトキシメチルシランが付加されたポリイソブチレンを用いていることによって、ガス透過性が低くなり、流路板とヘッドチップとの間、及びヘッドチップ間から空気が入り込まず、インク液室やインク流路に気泡が混入することが防止できた。これにより、実施例１では、１ヶ月以上経過しても気泡による不吐出が生じなかった。
【０１１２】
更に、実施例１では、ジメトキシメチルシランが付加されたポリイソブチレンからなる湿気硬化性樹脂をＬＰＲ−５０００用のインクで信頼性の評価を行い、耐インク性を測定したところ、湿気硬化性樹脂から不吐出等の問題となる溶出物や湿気硬化性樹脂の劣化はみられず、耐インク性について問題ないことが確認できた。
【０１１３】
この実施例１に対して、比較例２や比較例３では、樹脂にシリコーン樹脂やポリプロピレングリコールを用いているため、ガス透過性が高く、流路板とヘッドチップとの間やヘッドチップ間から空気が入り込み、インク液室やインク流路に気泡が混入し、この気泡によって不吐出が発生した。
【０１１４】
したがって、実施例１のジメトキシメチルシランを有するポリイソブチレンを主成分とする湿気硬化性樹脂を用いることによって、インク液室やインク流路への気泡の混入を抑制でき、回復作業を行うことなく長期間安定した印刷を行えることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明が適用されたプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同プリンタ装置に備わるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同ヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】インク吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図５】同インク吐出ヘッドの一部断面図である。
【図６】インク吐出ヘッドの図５における線分Ｂ−Ｂ断面図である。
【図７】同インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインク液滴を吐出した状態を模式的に示す断面図である。
【図８】同プリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。
【図９】インクカートリッジとインク吐出ヘッドとの間に循環用ポンプを設けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  インクジェットプリンタ装置、２  ヘッドカートリッジ、３  装置本体、２１  インクカートリッジ、２２  インク供給部、２３  外部連通孔、３１  カートリッジ本体、３２  装着部、３３  インク吐出ヘッド、３４  ヘッドキャップ、３５  接続部、５１  インク流路、５２  流路形成部、５３  流路接続部、６１  回路基板、６１ａ  発熱抵抗体、６２  フィルム、７１  ノズル、８１  第１の封止部、８２  第２の封止部
【図１】
2008110525.tif 000004
【図２】
2008110525.tif 000005
【図３】
2008110525.tif 000006
【図４】
2008110525.tif 000007
【図５】
2008110525.tif 000008
【図６】
2008110525.tif 000009
【図７】
2008110525.tif 000010
【図８】
2008110525.tif 000011
【図９】
2008110525.tif 000012