(57)【要約】【課題】液室内に供給された液体を基板部材の発熱抵抗素子で加熱して液体吐出ノズルから吐出する液体吐出ヘッドにおいて、流路形成部材の熱膨張変形を抑制する。【解決手段】インク室９の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズル１０が設けられたノズル部材２と、上記インク室９の他方の端面を構成すると共に該インク室９内のインクを吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材３と、上記複数個の基板部材３に接着して固定されると共に構造隔壁としてのヘッドフレーム４に接着して固定され上記インク室９内にインクを供給する流路を形成する流路形成部材５と、を備えたプリントヘッド１において、上記流路形成部材５を接着して固定する手段（２２，２３）は、熱伝導体を充填剤として含有した接着剤である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、
上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、
上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、
を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
上記流路形成部材を接着して固定する手段は、熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、
上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、
上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、
を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、
上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、
上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、
を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
上記接着剤に含有される充填剤は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドであることを特徴とする請求項１又は３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
上記グリースに含有される充填剤は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドであることを特徴とする請求項２又は３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、
上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定されると共に、構造隔壁としてのフレーム部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備えたものであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、
上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、
上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定されると共に、構造隔壁としてのフレーム部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
上記接着剤に含有される充填剤は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドであることを特徴とする請求項６又は８記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
上記グリースに含有される充填剤は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドであることを特徴とする請求項７又は８記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液室内に供給された液体を発熱抵抗素子で加熱して液体吐出ノズルから吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、特に、上記発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することによって、上記液室内に液体を供給する流路となる流路形成部材の熱膨張変形を低減することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液室内に供給された液体を発熱抵抗素子で加熱して該液体を液体吐出ノズルから吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の一例として、インクジェット方式の記録装置が知られている。インクジェット方式の記録装置、例えばインクジェットプリンタは、プリントヘッドのインク吐出ノズルからインク滴を吐出してプリント画像を形成するもので、そのようなプリントヘッドとして、例えば金属板やガラス板等から成る基板上に切削又はエッチング等を施してインク流路となる微細な溝を形成し、このインク流路が形成された基板と、該基板の上面を覆う板状の蓋部材とを接着して形成されたものがあった。
【０００３】
また、前記プリントヘッドの他の例として、インクを吐出させるための発熱抵抗素子が形成された基板上にフォトレジストを塗布し、所定のパターニング露光を施してフォトレジストを硬化し、インク吐出ノズルとなる微細な溝を形成し、その上面に平板状の蓋部材を接着して形成されたものがあった。そして、この硬化したフォトレジスト上に平板状の蓋部材を接着する方法として、一般的には接着剤が用いられていた。具体的には、例えばガラス、セラミック、金属、プラスチック等から成る蓋部材にエポキシ樹脂系の接着剤をスピンコートして予備加熱し、該蓋部材を硬化したフォトレジスト上に貼り合わせて接着剤を本硬化して、両者を接着するようになっていた。また、前記硬化したフォトレジスト上に蓋部材を接着する他の方法として、例えばアクリル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂から成る蓋部材を、接着剤を使わずに硬化したフォトレジスト上に直接熱融着するものもあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
さらに、複数個の発熱抵抗体が配列された基板と、該基板から発生する熱を逃がしうる支持体とを備え、該基板は該支持体上に接着剤で固定されたインクジェット記録ヘッドであって、前記接着剤は、シリコーン、ウレタン、ポリイミドまたはエポキシ系接着剤に金属粒子を分散させてなるものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５７−４３８７６号公報  （第３頁、第５図）
【特許文献２】
特開平８−１３２６１７号公報  （第２〜４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載された技術は、印画領域の幅よりも小さいプリントヘッドを幅方向に往復移動しながら該プリントヘッドに設けられたインク吐出ノズルからインク滴を吐出してプリント画像を形成するシリアル型のヘッドに適用されたものであって、多数個のインク吐出ノズルが記録媒体の全幅に対応して配列されたライン型のものに適用することは困難であった。すなわち、このライン型のヘッドは、シリアル型のものに対し数倍の長さのインク流路を有しているため、該インク流路を構成する流路形成部材はそれに応じて長く形成されており、またインク吐出手段としての発熱抵抗素子の個数も多い。これにより、ライン型ヘッドのインク吐出ノズルからインクを吐出させるために多数個の発熱抵抗素子が発熱したとき、各発熱抵抗素子から放出された熱によって流路形成部材が加熱され熱膨張変形して反ったり、あるいは歪んだりすることがある。この場合、上記流路形成部材とそれに接着された部材との線膨張係数の違いによって応力が発生し、この応力によって例えば流路形成部材と基板部材との接着面が剥離し、インク漏れなどの不具合が発生する虞がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載された技術は、上記基板と支持体とを接着する接着剤によって該基板で発生した熱を支持体に伝え易くして、基板内の温度上昇を抑えてインクの温度上昇を低減しようとするものであって、該支持体に伝わった熱をさらに外部に伝導しようとする手段は備えていない。したがって、上記特許文献２に記載された技術をライン型のヘッドに適用したとしても、インク流路となる流路形成部材が熱膨張変形することを低減することはできず、流路形成部材とヘッドチップとの接着面が剥離し、インク漏れなどの不具合が発生する虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、液室内に供給された液体を加熱する発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に放熱することによって、上記液室内に液体を供給する流路となる流路形成部材の熱膨張変形を低減することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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は、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材を接着して固定する手段は、熱伝導体を充填剤として含有した接着剤である。
【００１０】
このような構成により、上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であることによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００１１】
また、本発明による他の液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものである。
【００１２】
このような構成により、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００１３】
さらに、本発明による更に他の液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものである。
【００１４】
このような構成により、上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００１５】
また、本発明による液体吐出装置は、装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定されると共に、構造隔壁としてのフレーム部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備えたものである。
【００１６】
このような構成により、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であることによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００１７】
また、本発明による他の液体吐出装置は、装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に接着して固定されると共に構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものである。
【００１８】
このような構成により、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００１９】
さらに、本発明による更に他の液体吐出装置は、装置本体に液体吐出ヘッドを着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに設けられた各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、上記液体吐出ヘッドは、液室の一方の端面を構成すると共に複数の液体吐出ノズルが設けられたノズル部材と、上記液室の他方の端面を構成すると共に該液室内の液体を吐出させるための発熱抵抗素子が形成された複数個の基板部材と、上記複数個の基板部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定されると共に、構造隔壁としてのフレーム部材に対し熱伝導体を充填剤として含有した接着剤で接着して固定され上記液室内に液体を供給する流路を形成する流路形成部材と、を備え、上記流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したものである。
【００２０】
このような構成により、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、上記流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記発熱抵抗素子から放出された熱が効率的に伝導して放熱される。したがって、上記流路形成部材の熱膨張変形が低減し、上記流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面が剥離しなくなり、液体漏れを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による液体吐出ヘッドの一例としてのプリントヘッドの実施形態を示す横断面図であり、図２は図１に示すプリントヘッドに備えられた１色分のラインヘッドを示す要部拡大図である。このプリントヘッド１は、複数のインク吐出ノズルがその底面の長手方向（紙面の垂直方向）にて記録媒体の全幅に対応して設けられたライン型のもので、ノズル部材２と、ヒータチップ（基板部材）３と、ヘッドフレーム（フレーム部材）４と、流路形成部材５と、端子部材６と、プリント基板７と、インクタンク８（８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋ）とを備えて成る。
【００２２】
図１に示すように、ノズル部材２はプリントヘッド１の底面部に設けられている。このノズル部材２は、図２に示すように、吐出すべきインク（インク）を収容するインク室（液室）９の下端面を構成するものであって、薄いシート状の部材でできており、この部材の所定位置に上記インク室９内に収容されたインクを吐出するためのインク吐出ノズル（液体吐出ノズル）１０が紙面の垂直方向に整列して設けられている。なお、このプリントヘッド１はカラー印画用のもので、上記ノズル部材２には、後述する４色のインクタンク８に対応して４グループのインク吐出ノズル１０の列が紙面の垂直方向に設けられている。
【００２３】
このノズル部材２の上面側にてインク吐出ノズル１０が配列された方向、すなわち４グループのインク吐出ノズル１０の列（紙面の垂直方向）に沿って、複数個のヒータチップ３が配設されている。このヒータチップ３は、図２に示すように、インク室９の上端面を構成するものであって、シリコン基板でできており、該インク室９内に収容されたインクを加熱して吐出する発熱抵抗素子が形成されている。具体的には、図３に示すように、インク室９内に収容されたインクに気泡を発生させて吐出する発熱抵抗素子１１が、上記ノズル部材２に設けられたインク吐出ノズル１０に対応して形成されている。なお、図示省略したが、このヒータチップ３は後述する流路形成部材５の下方両側にて左右互い違いに配設される。
【００２４】
また、図３において、ノズル部材２とヒータチップ３の間には、バリア層１２が設けられている。このバリア層１２は、インク室９の側壁を構成するもので、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストから成り、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることによって形成されている。これにより、図３に示すインク室９は、発熱抵抗素子１１を囲むように、ノズル部材２と、ヒータチップ３と、バリア層１２とから構成される。そして、図３において、右側前方面にインク室９の開口部を有し、この開口部と後述する流路形成部材５とが連通してインクが供給されるようになっている。
【００２５】
そして、この発熱抵抗素子１１に短時間、例えば１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、該発熱抵抗素子１１が急速に加熱され、その結果、インク室９内に収容されたインクに気泡が発生し、そのインクの気泡の膨張によって所定の体積のインクが押し出される。これにより、この押し出されたインクと同等の体積のインクがインク吐出ノズル１０からインク滴１３として吐出するようになっている。なお、図２に示すように、４グループの列状に配列されたインク吐出ノズル１０に対応して左右互い違いに配置された複数個のヒータチップ３の間の隙間には、該ヒータチップ３と同じ高さを有する複数個のダミーチップ１４が配設されている（図２では、ヒータチップ３に対向配置されたダミーチップ１４だけが表示されている）。
【００２６】
また、図１に示すノズル部材２の上面には、ヘッドフレーム４が接着されている。このヘッドフレーム４は、上記ノズル部材２を支持して補強すると共に構造隔壁となるものであって、例えばセラミックなどの耐熱性、耐食性に優れた絶縁材料でできており、上記ヒータチップ３及びダミーチップ１４の配設方向に沿ってフレーム部４ａが形成され、各フレーム部４ａの間には後述する流路形成部材５が配設されるようになっている。
【００２７】
さらに、図１及び図２に示すように、ヒータチップ３及びダミーチップ１４の上面にてヘッドフレーム４の間には流路形成部材５が配設されている。この流路形成部材５は、後述するインクタンク８から図３に示すインク室９内にインクを供給する流路を形成するものであって、上記ノズル部材２の液体吐出ノズル１０に対応して形成された複数個のヒータチップ３及びダミーチップ１４に接着剤２２で接着して固定されると共に、該ノズル部材２を支持するヘッドフレーム１４に接着剤２３で接着して固定されている。この流路形成部材５は、インクに対して耐食性をする金属製の部材でできており、上記インク吐出ノズル１０の配列方向（紙面の垂直方向）に沿って長く形成され、図２に示すように、その断面形状が下方に凹状に形成されている。そして、この凹状に形成されたインク流路１５がインク室９の開口部（図３参照）に連通されるようになっている。また、流路形成部材５の上部にはインク供給管１６が設けられており、このインク供給管１６は後述するインクタンク８内に貯留されたインクをインク流路１５内に供給するようになっている。
【００２８】
また、図１に示すように、上記ヘッドフレーム４の下面に配設された各ヒータチップ３側にて該ヘッドフレーム４と流路形成部材５との間には、端子部材６がそれぞれ配設されている。この端子部材６は、複数個のヒータチップ３と後述するプリント基板７とを電気的に接続するものであって、図２に示すように、導電部材から成るコネクターピン１７が介装されている。さらに、図１に示すように、上記ヘッドフレーム４及び流路形成部材５の上面にはプリント基板７が載置されており、該プリント基板７はゴム系の接着剤２６によってヘッドフレーム４に接着して固着されている。このプリント基板７は、ヒータチップ３の発熱抵抗素子１１（図３参照）を駆動する信号を中継する配線部となるもので、図１に示すように、電線相互を接続するための電気部品１８及びフレキシブル基板１９を介して図示省略のプリンタ本体から駆動信号を入力するようになっている。
【００２９】
さらにまた、図２に示すように、端子部材６に介装されたコネクターピン１７の上端部位とプリント基板７とは電気的に接続されており、またコネクターピン１７の下端部位とヒータチップ３とは金線２０によってワイヤボンディングされている。これにより、図示省略のプリンタ本体の電気回路からの駆動信号は、コネクターピン１７及び金線２０を介してヒータチップ３に入力し、図３に示す発熱抵抗素子１１が発熱するようになっており、インク室９内のインクをインク吐出ノズル１０からインク滴１３として吐出するようになっている。なお、図２に示すように、金線２０は封止剤２１で封止されて保護されている。
【００３０】
そして、上記プリント基板７の上部には、インクタンク８が設けられている。このインクタンク８は、例えば水系のインクを貯留するものであって、図１に示すように、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のインクタンク８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋから成る。そして、各色のインクタンク８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋの底部には、上記インク供給管１６が設けられており、該インク供給管１６がプリント基板７を貫通して上記流路形成部材５のインク流路１５にインクを供給するようになっている。
【００３１】
ここで、本発明において、上記流路形成部材５を接着して固定する手段は、充填剤として熱伝導体が含有された接着剤とされている。具体的には、図２に示す流路形成部材５を複数個のヒータチップ３及びダミーチップ１４に接着して固定する接着剤２２は、上記発熱抵抗素子１１（図３参照）から放出された熱を流路形成部材５に伝導するものであって、熱伝導体を充填剤（フィラー）として含有している。この接着剤２２は例えばシリコーン系の接着剤であり、該接着剤２２に含有される充填剤は、例えば金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドなどの導電性の高い物質である。これにより、上記発熱抵抗素子１１から放出された熱を流路形成部材５に効率的に伝導することができる。この接着剤２２は、インクが漏れないように密閉するシール部材として機能し、硬化した後にゴム状の弾性体となってインクの漏れを防止するようになっている。なお、上記ヒータチップ３と流路形成部材５とを接着する接着剤２２として、例えばＧＥ東芝シリコーン社製のＴＳＥ３９４１Ｍという商品名のシリコーン系の接着剤が用いられている。
【００３２】
また、図２に示す流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定する接着剤２３は、上記発熱抵抗素子１１（図３参照）から放出されて流路形成部材５に伝導した熱をヘッドフレーム４に伝導するものであって、上記接着剤２２と同様に、充填剤となる熱伝導体として、例えば金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドなどの導電性の高い物質が添加されている。これにより、上記発熱抵抗素子１１から放出されて流路形成部材５に伝導された熱をヘッドフレーム４側に効率的に伝導することができる。そして、この接着剤２３は、図４に示すように、ヘッドフレーム４に配設された流路形成部材５の長手方向にて左右互い違いに配設された端子部材６の間にて該ヘッドフレーム４と流路形成部材５とを接着して固定している。
【００３３】
なお、この接着剤２３は、上記接着剤２２と同じものに限られず、硬化時間や粘度などの仕様に応じて他の種類のものでもよい。例えば、シール性、接着性、コーティング性や耐薬品性、電気特性などに優れた紫外線硬化樹脂でもよい。これにより、例えば２００〜４００ｎｍの紫外線を照射すると秒単位で硬化するため、製造工程を自動化、スピード化し、良好な作業環境の保持を図ることができる。
【００３４】
図５は、上記流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定する接着剤の他の塗布状態を説明する平面図である。この実施形態は、上記流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定するために必要な最少量の接着剤２４を用いて互いが固定されており、該流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定する接着面にて接着剤２４が塗布されていない部位に、熱伝導体を含有しているグリース２５が塗布されたものである。このグリース２５は、上記発熱抵抗素子１１（図３参照）から放出されて流路形成部材５に伝導した熱をヘッドフレーム４に伝導するものであって、充填剤となる熱伝導体として、例えば金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、シリカ、ダイヤモンドなどの導電性の高い物質が添加されており、上記接着剤２４よりも高い熱伝導率を有している。これにより、上記発熱抵抗素子１１から放出されて流路形成部材５に伝導された熱をヘッドフレーム４側に、より効率的に伝導することができる。
【００３５】
図６は、上記流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定する接着剤のさらに他の塗布状態を説明する平面図である。この実施形態は、上記流路形成部材５を接着して固定する手段は、熱伝導体を充填剤として含有した接着剤２３であり、該流路形成部材５をフレーム部材４に接着して固定する接着面にて接着剤２３が塗布されていない部位に熱伝導体を含有しているグリース２５が塗布されたものである。ここで、上記接着剤２３は、図４に示して説明したものと同様のものであり、上記流路形成部材５をヘッドフレーム４に接着して固定するために必要な最少量が用いられている。また、グリース２５は、図５に示して説明したものと同様である。これにより、上記発熱抵抗素子１１（図３参照）から放出されて流路形成部材５に伝導された熱をヘッドフレーム４側に、さらに効率的に伝導することができる。
【００３６】
次に、このように構成されたプリントヘッド１の動作について説明する。
図１において、プリントヘッド１は、インク吐出前には、各色のインクタンク８ｙ，８ｍ，８ｃ，８ｋに貯留したインクがインク供給管１６を通って対応する流路形成部材５のインク流路１５に供給され、インク吐出ノズル１０に対応して設けられたインク室９（図３参照）がインクで満たされた状態にある。
【００３７】
このような状態において、図示省略のプリンタ本体から駆動信号となる印画信号が入力されると、該印画信号が電線相互を接続するための電気部品１８及びフレキシブル基板１９を介してプリント基板７に伝えられる。さらに、この印画信号は、図２に示すように、端子部材６に介装されたコネクターピン１７及び金線２０を介して所定のヒータチップ３に供給され、所定の発熱抵抗素子１１（図３参照）を駆動する。これにより、この発熱抵抗素子１１は１〜３μ秒の短時間の通電によって約４００℃程度に発熱し、該発熱抵抗素子１１の表面に気泡を発生させ、それと同等の体積のインク滴１３をインク吐出ノズル１０から吐出する（図３参照）。
【００３８】
また、上記発熱抵抗素子１１が形成されたヒータチップ３の上面に接着して固定された流路形成部材５は、放熱板としての機能も兼ねており、１回のインク吐出が終わるごとに発熱抵抗素子１１を急速に冷却して気泡を消滅させ、次のインク吐出ができるようになっている。ここで、図３に示すインク吐出ノズル１０からインク滴１３が吐出されると、図２に示すインクタンク６のインクがインク流路１５を通ってインク室９に補充される。このようにして、記録紙を一定速度で送りながら、印画信号に応じて所定の発熱抵抗素子１１を発熱させてインク室９内のインクを加熱し、各インク吐出ノズル１０から４色のインクを吐出させて記録紙上にプリント画像が形成される。
【００３９】
上述したように、本発明のプリントヘッド１によれば、例えば図６に示すように、上記流路形成部材５を固定する手段として用いられる接着剤（２２，２３）は、熱伝導体を充填剤として含有しており、また流路形成部材５とヘッドフレーム４との接着面にて接着剤２３が塗布されていない部位には熱伝導体を充填剤として含有したグリース２５が塗布されている。このため、上記発熱抵抗素子１１（図３参照）から放出された熱は流路形成部材５に伝導し、該流路形成部材５に伝導された熱はヘッドフレーム４に伝導して放熱することができる。これにより、放熱板としての機能も兼ねた流路形成部材５の熱容量より、上記発熱抵抗素子１１から放出された熱量が多くなった場合にも、その熱を効率的に放熱することができ、流路形成部材５が急激に温度上昇するのを抑制して、その熱膨張変形を低減することができる。したがって、流路形成部材５とヒータチップ３又はヘッドフレーム４との線膨張係数の違いによって発生する応力が小さくなり、該流路形成部材５の接着面の剥離を防止することができ、インク漏れなどの不具合を防止してインク吐出の信頼性を図ることができる。
【００４０】
なお、以上に説明したように、上記流路形成部材５を固定する手段となる接着剤（２２，２３）や該接着剤が塗布されていない部位に塗布されたグリース２５は熱伝導部材として機能するが、これらは例えば金属から成る流路形成部材５自体よりも熱伝導率が低いため、できるだけ薄く塗布することが好ましい。具体的には、これらを均一、かつ薄く塗布し、流路形成部材５とヒータチップ３又はヘッドフレーム４との間に熱の伝導を遮断する空気の層ができないようにするとよい。これにより、上記発熱抵抗素子１１から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。
【００４１】
また、上記流路形成部材５を接着固定する接着剤（２２，２３）やグリース２５は、上述したものに限られず、熱伝導率の高いものであればどのようなものでもよく、例えばそのシール性、柔軟性、硬化速度などの特性によって使い分けられる。さらに、これらを塗布する部位は、上述に限られず、他の部位に塗布してもよい。例えば、ヘッドフレーム４とプリント基板７とを接着して固定する接着剤２６に熱伝導体を充填剤として含有してもよい。これにより、上記発熱抵抗素子１１から放出された熱を効率的に放熱して、流路形成部材５の熱膨張変形を抑制することができる。
【００４２】
次に、本発明による液体吐出装置としてのインクジェットプリンタ３０の実施形態を、図７及び図８参照して説明する。
図７に示すインクジェットプリンタ３０は、上述したプリントヘッド１によって記録媒体の所定位置にインク滴を吐出してドット列又はドットを形成し、プリント画像を形成するもので、プリンタ本体部３１と、プリントヘッド１と、記録紙トレイ３２とを備えている。
【００４３】
プリンタ本体部３１は、記録媒体である記録紙に対して適正に印画を行わせるための記録紙搬送機構部や電気回路部を内部に納めたものであり、その上面には上述したプリントヘッド１を収納する収納部３３が開口されており、該収納部３３の上部には該収納部３３を開閉する上蓋３４が設けられている。また、プリンタ本体部３１の前面下部には、記録紙トレイ３２を装着するためのトレイ挿入口３５が設けられている。なお、このトレイ挿入口３５は記録紙の排紙口も兼ねている。
【００４４】
このプリンタ本体部３１の収納部３３には、プリントヘッド１が着脱可能な状態で矢印Ｐの方向に収納して保持されるようになっている。このプリントヘッド１は、プリンタ本体部３１に固定された状態で記録紙面上にインクを吐出して必要幅の印画を行うライン型のものであり、図１〜図６に示すように構成されている。
【００４５】
また、上記プリンタ本体部３１のトレイ挿入口３５には、記録紙トレイ３２が着脱可能状態に装着されている。この記録紙トレイ３２は、記録紙を重ねて収納するものであり、その上面部にはプリンタ本体部３１から排紙される記録紙の排紙受け部３２ａが設けられている。
【００４６】
図８は、上記プリンタ本体部３１の内部構造の具体的な一例を示す断面図で、（ａ）は印画停止状態を示し、（ｂ）は印画動作状態を示している。このプリンタ本体部３１は、図８（ａ）に示すように、プリンタ本体部３１の下方部で、記録紙トレイ３２の挿入方向にてその側端部に対応する上方部位には、ローラーから成る給紙手段３６が設けられており、記録紙トレイ３２から記録紙３７が随時供給できるようになっている。また、記録紙３７の供給方向には、分離手段３８が設けられており、重ねて収納された記録紙３７を１枚づつ分離して給紙できるようになっている。さらに、この分離手段３８で分離された記録紙３７の搬送方向でプリンタ本体部３１の上方部位には、記録紙３７の搬送方向を反転する反転ローラー３９が設けられている。
【００４７】
そして、この反転ローラー３９で反転された記録紙３７の搬送方向の先にはベルト搬送手段４０が設けられており、図８（ａ）に示すように、印画停止状態においては、排紙方向の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がって、プリントヘッド１の下面との間に大きなギャップを形成している。また、同図（ｂ）に示す印画動作状態においては、上記端部４０ａが矢印Ｂ方向に上昇して水平状態にされ、プリントヘッド１の下面との間に所定の小さなギャップの記録紙通路を形成するようにされている。
【００４８】
また、印画停止状態において、図８（ａ）に示すように、プリントヘッド１の下面はキャップ４１で閉じられており、インク吐出ノズル１０のインクが乾燥して目詰まりするのを防いでいる。また、キャップ４１には、クリーニング手段４２が設けられており、印画動作開始前に、キャップ４１が所定の位置に退避する（同図（ｂ）参照）動作に伴って、インク吐出ノズル１０をクリーニングするようになっている。
【００４９】
次に、このように構成されたインクジェットプリンタ３０の動作について説明する。まず、図７に示すプリンタ本体部３１の上面の上蓋３４を開いて、プリントヘッド１を収納部３３に矢印Ｐのように収納する。また、プリンタ本体部３１の側面部に設けられたトレイ挿入口３５に記録紙トレイ３２を挿入する。このとき、図８（ａ）に示すように、プリンタ本体部３１の内部は、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がっており、プリントヘッド１の下面がキャップ４１で閉じられて印画停止状態となっている。
【００５０】
次に、印画開始の制御信号が入力されると、キャップ４１が図８（ａ）の矢印Ｃ方向に移動して所定の位置に退避する。このとき、キャップ４１の退避動作に伴って、クリーニング手段４２がプリントヘッド１のノズル部材２の表面を摺動してインク吐出ノズル１０（図２参照）をクリーニングする。
【００５１】
また、このキャップ４１が所定位置に退避すると、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが図８（ａ）中の矢印Ｂ方向に上昇し、水平状態にて該ベルト搬送手段４０の搬送用ベルトとプリントヘッド１間に所定の小さなギャップの記録紙通路を形成して停止する（図８（ｂ）参照）。
【００５２】
そして、図８（ｂ）に示す印画動作状態において、給紙手段３６が駆動し、記録紙トレイ３２に重ねて収納された記録紙３７が矢印Ｄ方向に供給される。この際、分離手段３８によって記録紙３７は一枚づつに分離されて矢印Ｅ方向に随時給紙される。
【００５３】
この給紙された記録紙３７は、反転ローラー３９により搬送方向が反転されて、ベルト搬送手段４０まで送られる。そして、該記録紙３７は、ベルト搬送手段４０によってプリントヘッド１の下方部まで運ばれて行く。
【００５４】
さらに、記録紙３７が、プリントヘッド１の下方部に達すると、印画信号が入力され、該印画信号に応じてプリントヘッド１の所定の発熱抵抗素子１１（図３参照）が駆動される。そして、一定速度で送られる記録紙３７に対して、４色のインクに対応するインク吐出ノズル１０の列からインク滴１３が吐出され、記録紙３７上にカラーのプリント画像が形成される。
【００５５】
このようにして記録紙３７上への印画が全て終了すると、図８（ｂ）に示すように、記録紙３７はプリントヘッド１の下方部から矢印Ｆ方向に搬送され、排紙口を兼ねたトレイ挿入口３５（図７参照）から記録紙トレイ３２の排紙受け部３２ａに排紙される。そして、同図（ａ）に示すように、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がり、キャップ４１がプリントヘッド１の下面を閉じて印画停止状態に復帰し、インクジェットプリンタ３０の動作が停止する。
【００５６】
なお、以上の説明においては、インクジェットプリンタに適用された例について述べたが、本発明はこれに限らず、液室内に収容された液体を液体吐出ノズルから液滴として吐出するものであればどのようなものでもよい。例えば、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置についても適用可能である。
【００５７】
また、液体吐出ノズル１０から吐出される液体はインクに限られず、液室内の液体を吐出してドット列又はドットを形成するものであればどのようなものでもよい。例えば、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置に適用することも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１及び請求項４に係る液体吐出ヘッドによれば、液室内に液体を供給する流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であることによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【００５９】
また、請求項２及び請求項５に係る液体吐出ヘッドによれば、液室内に液体を供給する流路形成部材を構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【００６０】
さらに、請求項３〜請求項５に係る液体吐出ヘッドによれば、液室内に液体を供給する流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【００６１】
また、請求項６及び請求項９に係る液体吐出装置によれば、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、液室内に液体を供給する流路形成部材を接着して固定する手段は充填剤として熱伝導体が含有された接着剤であることによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【００６２】
さらに、請求項７及び請求項１０に係る液体吐出装置によれば、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、液室内に液体を供給する流路形成部材を構造隔壁としてのフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材及との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【００６３】
そして、請求項８〜請求項１０に係る液体吐出装置によれば、液体吐出装置の装置本体に着脱可能な状態に保持された液体吐出ヘッドにて、液室内に液体を供給する流路形成部材を接着して固定する手段は熱伝導体を充填剤として含有した接着剤であり、該流路形成部材をフレーム部材に接着して固定する接着面にて接着剤が塗布されていない部位に、熱伝導体を充填剤として含有したグリースを塗布したことによって、上記液室内の液体を吐出するための発熱抵抗素子から放出された熱を効率的に伝導して放熱することができる。これにより、上記流路形成部材の熱膨張変形を低減することができ、該流路形成部材と基板部材及びフレーム部材との接着面の剥離を防止することができる。したがって、液体漏れなどの不具合を防止して液体吐出の信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体吐出ヘッドとしてのプリントヘッドの実施形態を示す横断面図である。
【図２】上記プリントヘッドに備えられた１色分のラインヘッドの断面構造を示す要部拡大図である。
【図３】上記プリントヘッドを構成するノズル部材に設けられたインク吐出ノズルに対応して形成されたインク室の構造を示す斜視図である。
【図４】図１に示すプリントヘッドを構成する流路形成部材をヘッドフレームに接着して固定する接着剤の塗布状態を説明する平面図である。
【図５】図１に示すプリントヘッドを構成する流路形成部材をヘッドフレームに接着して固定する接着剤の他の塗布状態を説明する平面図である。
【図６】図１に示すプリントヘッドを構成する流路形成部材をヘッドフレームに接着して固定する接着剤のさらに他の塗布状態を説明する平面図である。
【図７】本発明による液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す概略斜視図である。
【図８】図７に示すインジェットプリンタの内部構成を示した断面図であり、（ａ）は印画停止状態を示し、（ｂ）は印画動作状態を示している。
【符号の説明】
１…プリントヘッド（液体吐出ヘッド）
２…ノズル部材
３…ヒータチップ（基板部材）
４…ヘッドフレーム（フレーム部材）
５…流路形成部材
６…端子部材
７…プリント基板
８…インクタンク
９…インク室（液室）
１０…インク吐出ノズル（液体吐出ノズル）
１１…発熱抵抗素子
１３…インク滴（液体）
１４…ダミーチップ
１５…インク流路
２２，２３，２４，２６…接着剤
２５…グリース
３０…インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
３１…プリンタ本体部
３２…記録紙トレイ
３７…記録紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004223878.tif 000009
【図８】
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