(57)【要約】【課題】流路板とヘッドフレームとの接合強度を高めた液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体７を吐出する液体吐出装置２に設けられた液体吐出ヘッド１において、液体７が供給される供給路５０を形成する流路板５１と、供給路５０と連続され液体７が充填される液体加圧室６１に臨まされた液体吐出ノズル５２が形成されたノズル形成部材５３と、ノズル形成部材５３と流路板５１との間に設けられ、液体加圧室６１内の液体吐出ノズル５２に対応した位置に発熱抵抗体５４が形成されたヒータチップ５５と、流路板５１に隣接して形成され、流路板５１との間隙に充填される接着剤６５によって流路板５１と接合されたヘッドフレーム５８と、流路板５１及びヘッドフレーム５８の上面を覆うとともに発熱抵抗体５４と接続される基板５６とを有し、流路板５１とヘッドフレーム５８との少なくとも一方の接合面には面取り加工が施されている。【選択図】図５
2004216601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出装置に設けられた液体吐出ヘッドにおいて、
上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、
上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、
上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、
上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、
上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、
上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている液体吐出ヘッド。
【請求項２】
上記流路板又は上記ヘッドフレームは、少なくとも一方の接合面が、テーパ状、略アーチ状又は断面略Ｌ字状に面取り加工が施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】
上記液体はインク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４】
上記液体吐出装置から着脱可能に形成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５】
液体を吐出する液体吐出装置において、
上記液体が充填された容器が装着され、上記液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
上記液体吐出ヘッドが設けられた装置本体とを備え、
上記液体吐出ヘッドは、上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている液体吐出装置。
【請求項６】
上記流路板又は上記ヘッドフレームは、少なくとも一方の接合面が、テーパ状、略アーチ状又は断面略Ｌ字状に面取り加工が施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】
上記液体はインクであ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】
上記液体吐出ヘッドは、上記装置本体から着脱可能に形成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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱抵抗体によって気泡を発生させることにより液体を吐出する液体吐出ヘッド及びこれを用いた液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液体を吐出する装置として、例えば記録紙にプリンタヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するプリンタ装置がある。この種のプリンタ装置には、インクジェット方式を用いて、記録紙に対してプリンタヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するものがある。このインクジェットプリンタ装置は、シリアル型と呼ばれ、インクタンクがプリンタヘッドとともに記録紙の幅方向に移動するものや、また、最近では、記録紙の幅に相当する長さにわたりインク吐出孔を直線状に配設したプリンタヘッドを備えるライン型のプリンタ装置がある。
【０００３】
インクジェット方式を用いたプリンタ装置のライン型のプリンタヘッド１００は、図１２に示すように、図示しないインクカートリッジと接続され、インクカートリッジから供給されるインクをノズル１０１へ導くインク流路１０２が形成された流路板１０３と、流路板１０３と接着され、発熱することによって気泡を生成してインクを吐出させる発熱素子１０５が形成されたヒートチップ１０６と、ノズル１０１が形成されたノズルシート１０７と、ラインヘッド１００の上面部を構成し、流路板１０３を閉塞する上面基板１０８と、この上面基板１０８とノズルシート１０７との間に配設され、隣接するインク流路１０２を隔てるとともに、構造上の補強部材となるヘッドフレーム１０９とを有する。
【０００４】
また、ラインヘッド１００は、ヒートチップ１０６とノズルシート１０７との間に嵌挿基板１１１が配設され、ノズルシート１０７、ヒートチップ１０６及び嵌挿基板１１１とによって、インクを発熱素子１０５が生成した気泡によって加圧してノズル１０１より吐出させるインク加圧室１１２が形成されている。インク加圧室１１２には、上記ヒートチップ１０６に形成された発熱素子１０５がノズル１０１に対応して臨まされている。また、ラインヘッド１００は、ヒートチップ１０６と接続され、発熱素子１０５に駆動パルスを伝送するボンディング素子１１０が上面基板１０８に実装されている。ボンディング素子１１０は、ヒートチップ１０６と導線１１３によって接続されている。
【０００５】
そして、ラインヘッド１００は、ヘッドフレーム１０９と流路板１０３との間に接着剤１１５が充填されることにより、ヘッドフレーム１０９と流路板１０３とが接合されるとともに、上面基板１０８が積層されることによって流路板１０３及びヘッドフレーム１０９の上面側が封止されている。
【０００６】
以上のようなラインヘッド１００は、流路板１０３に接続されたインクカートリッジよりインクが供給され、インク加圧室１１２に充填されると、上面基板１０８よりボンディング素子１１０を介してヒートチップ１０６の発熱素子１０５に駆動電流が供給され、発熱素子１０５が発熱される。発熱素子１０５が発熱するに伴い、インク加圧室１１２に気泡が生成され、この気泡に押圧されることによりインクがノズル１０１より吐出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このラインヘッド１００は、記録紙の幅に相当する長さにわたりノズル１０１が直線状に配設され、従来のシリアルヘッドに比べて数十倍長いインク流路が形成されている。そして、インク流路１０２を形成すると、発熱素子１０６から生じる熱でインク流路１０２の上面部を覆う上面基板１０８が熱膨張し、流路板１０３やヘッドフレーム１０９との接合面が剥離してしまうことがあった。このため、上面基板１０８と流路板１０３又はヘッドフレーム１０９との剥離が起こることにより、インク流路１０２を流れるインクが上面基板１０８の剥離部分より漏れ出す場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述したような問題点を解決するために提案されたものであり、流路板及びヘッドフレームの接合強度を高めた液体吐出ヘッド及びこれを用いた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】
上述した課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する液体吐出装置に設けられた液体吐出ヘッドにおいて、上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている。
【００１０】
また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出装置において、上記液体が充填された容器が装着され、上記液体を吐出する液体吐出ヘッドと、上記液体吐出ヘッドが設けられた装置本体とを備え、上記液体吐出ヘッドは、上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をプリンタヘッド及びこれを用いたプリンタ装置に適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用されたプリンタヘッド１は、図１に示すように、インクジェットプリンタ２に用いられ、吐出対象となる記録紙に対してインクを吐出して画像や文字を印刷するものである。
【００１２】
このインクジェットプリンタ２は、記録紙の印刷幅に合わせてインク吐出孔を設けた、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００１３】
このインクジェットプリンタ２は、インクを吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下では、ヘッドカートリッジと記述する。）３と、このヘッドカートリッジ３を装着するプリンタ本体４とを備える。インクジェットプリンタ２は、ヘッドカートリッジ３がプリンタ本体４に対して着脱可能に形成され、更に、ヘッドカードリッジ３に対してインク供給源となるインクタンク５が着脱可能となっている。即ち、このインクジェットプリンタ２は、ヘッドカートリッジ３とインクタンク５が消耗品として取り扱われ交換可能となっている。
【００１４】
このプリンタ本体３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３は、インクを、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙の記録媒体上にインク液滴を吹付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ３は、図２に示すように、インク７が充填された容器であるインクタンク５が装着されるとともにプリンタヘッド１が形成されたカートリッジ本体８を有する。
【００１５】
インクタンク５は、例えば樹脂材料等を射出成形することにより成形されるものであり、長手方向を使用する記録紙の幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、カートリッジ本体８に対して着脱可能とされている。
【００１６】
具体的に、インクタンク５は、インク７を収容するタンク本体５ａからカートリッジ本体８にインク７を供給するインク供給部１３と、インクタンク５をカートリッジ本体８に固定するための係止突部１８及び係合段部１９と、インクタンク５を識別する識別突部２１とを有している。
【００１７】
タンク本体５ａは、気密性の高い材料により略矩形に形成され、長手方向の寸法が記録紙の幅方向、すなわち記録紙の送り方向に対して直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。
【００１８】
インク供給部１３は、タンク本体５ａの下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、タンク本体５ａ内に設けられたインク収容部と連通した略凸形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するカートリッジ本体８に形成された接続供給部３７に嵌合されることによって、インクタンク５をカートリッジ本体８に接続される。なお、タンク本体５ａの底面は、中央部が最も深くなるように形成され、収容しているインクがインク供給部１３に集中するようになっている。
【００１９】
なお、インク供給部１３の先端部に設けられているインク供給口は、インクタンク５をカートリッジ本体８の装着部３２に装着する際、装着部３２に設けられた接続供給部３７が円滑に嵌合するように、先端部に向かって直線状又は湾曲しながら拡径するように形成されている。
【００２０】
係止突部１８は、インクタンク５の長手方向の一方の側面に設けられた突部であり、カートリッジ本体８の後述するラッチレバー３４に形成された係合孔３４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されるとともに、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
【００２１】
係合段部１９は、インクタンク５の係止突部１８が設けられた側面の反対側の面の上部に設けられ、インクタンク５の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と接し、上面と平行な平面１９ｂとからなる。インクタンク５は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さが、係止突部１８が設けられた側面の高さに対して低くなるように形成され、この段部でカートリッジ本体８の後述する係合片３３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ３の装着部３２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられた装着部３２側の係合片３３に係合することで、インクタンク５を装着部３２に装着する際の回動支点部となる。
【００２２】
識別突部２１は、インクタンク５の種類を識別するための突部であり、カートリッジ本体８の後述する識別凹部４３に挿入されることで、装着位置を規制する。すなわち、具体的なインクタンク５の種類としては、図２に示すように、例えばイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色に対応するインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋがある。これらインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを全てカートリッジ本体８に装着することで、ヘッドカートリッジ３は、カラー印刷に対応するようになっている。従って、カートリッジ本体８には、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを全て装着することとなるため、カートリッジ本体８に各インクタンク５を装着する際に、装着位置を間違えるおそれがある。そこで、識別突部２１は、各インクタンク５を所定の位置に間違いなく装着するために、カートリッジ本体８の後述する識別凹部４３にあわせてインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋのそれぞれにおいて突部の位置が異なるようにしている。
【００２３】
このように構成されたインクタンク５は、上述したように各色に対応したインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋがあり、それぞれヘッドカートリッジ３を構成するカートリッジ本体８に装着されてインク７をカートリッジ本体８側に供給する。
【００２４】
このようなインクタンク５が装着されるカートリッジ本体８は、図２に示すように、略矩形筐体の底面側にインク７を吐出するプリンタヘッド１が形成され、インクタンク５が装着される装着部３２と、インクタンク５を固定する係合片３３及びラッチレバー３４と、インクタンク５を付勢する付勢部材３５と、インク供給部１３と接続されてインク７が供給される接続供給部３７と、プリンタヘッド１を保護するヘッドキャップ４２とを有している。
【００２５】
インクタンク５が装着される装着部３２は、インクタンク５が装着されるように、カートリッジ本体の上面側に略矩形凹部が形成され、図２に示すように、ここでは４本のインクタンク５が並列に収納される。装着部３２は、インクタンク５が収納されることから、インクタンク５と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。この装着部３２は、イエロー用のインクタンク５ｙが装着される装着部３２ｙ、マゼンタ用のインクタンク５ｍが装着される装着部３２ｍ、シアン用のインクタンク５ｃが装着される装着部３２ｃ、ブラック用のインクタンク５ｋが装着される装着部３２ｋからなり、装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋが隔壁３２ａによりそれぞれ隣接するように区画されている。
【００２６】
なお、ブラックのインクタンク５ｋは、インク７の内容量が大きいため、長手方向に対して垂直方向の幅が他のインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃよりも広く設けられており、これに合わせて装着部３２ｋの幅も他の装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃよりも広く設けられている。
【００２７】
装着部３２の開口端に設けられる係合片３３は、装着部３２の長手方向の一端縁に設けられており、インクタンク５の係合段部１９と係合する。インクタンク５は、インクタンク５の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部３２内に挿入し、係合段部１９と係合片３３との係合位置を回動支点として、インクタンク５の係合段部１９が設けられていない側を装着部３２側に回動させるようにして装着部３２に装着することができる。これによって、インクタンク５は、装着部３２に容易に装着することができる。
【００２８】
ラッチレバー３４は、図３に示すように、装着部３２の係合片３３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられており、略長方形状の係合孔３４ａを有している。ラッチレバー３４は、基端部が装着部３２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔３４ａが形成されている。ラッチレバー３４は、インクタンク５が装着部３２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔３４ａがインクタンク５の係止突部１８と係合し、装着部３２に装着されたインクタンク５が装着部３２より脱落しないようにする。
【００２９】
付勢部材３５は、インクタンク５の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクタンク５を取り外す方向に付勢する付勢部材である。付勢部材３５は、インクタンク５を取り外す方向に弾性変位可能とされた、例えば板バネが用いられている。付勢部材３５は、その板バネを折曲し、折曲することにより形成された頂部でインクタンク５の底面を押圧し、装着部３２に装着されているインクタンク５を装着部３２より取り外す方向に付勢するようにしている。
【００３０】
接続供給部３７は、記録紙の印刷幅方向の略中央に形成され、インクタンク５のタンク本体５ａに形成されたインク供給部１３が接続されて、プリンタヘッド１にインク７を供給する供給路を形成する。接続供給部３７は、カートリッジ本体８の装着部３２内に形成されたプリンタヘッド１の流路板に形成されているインク流路と連続して形成され、インクタンク５のインク７を後述するインク加圧室へ導いている。
【００３１】
ヘッドキャップ４２は、プリンタヘッド１を保護するために設けられたカバーであり、インク７を吐出する際には、プリンタ本体３の詳細を省略するヘッドキャップ開閉機構により開閉される。ヘッドキャップ４２は、図２に示すように、開閉方向に設けられた溝部４５と、長手方向に設けられプリンタヘッド１の吐出面１ａに付着した余分なインクを吸い取る清掃ローラ４６とを有している。
【００３２】
ヘッドキャップ４２は、開閉動作時にこの溝部４５に沿って開閉するようにされており、このとき清掃ローラ４６がプリンタヘッド１の吐出面１ａに当接しながら回転することで、余分なインク７を吸い取り、プリンタヘッド１の吐出面１ａを清掃する。この清掃ローラ４６は、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ４２は、プリンタヘッド１の吐出面１ａ側を閉塞することによりプリンタヘッド１内のインク７が乾燥しないようにする。
【００３３】
次いで、本発明が適用されたプリンタヘッド１について説明する。プリンタヘッド１は、各色のインク７に対応して、図４及び図５に示すように、インクタンク５より供給されたインク７が流れるインク流路５０が形成された流路板５１と、流路板５１を流れるインクが記録紙に向かって吐出されるノズル５２が形成されたノズルシート５３と、ノズルシート５３と流路板との間に設けられ、流路板５１と接着されると共にノズル５２に対応した位置に発熱素子５４が形成されたヒータチップ５５と、流路板５１の上面を覆うと共にインク７の吐出を制御する制御回路が形成された回路基板５６と、回路基板５６とノズルシート５３との間に配設され、隣接する流路板５１を隔てると共に構造上の補強部材となるヘッドフレーム５８とを有する。
【００３４】
このプリンタヘッド１は、図６に示すように、ノズルシート５３上に嵌挿基板６０が積層され、嵌挿基板６０上にヒータチップ５５及びヒータチップ５５と同一高さを有するスペーサチップ５９が積層され、さらにヒータチップ５５及びスペーサチップ５９上に接着剤により流路板５１が積層されることにより形成されている。これにより、プリンタヘッド１は、ノズルシート５３、ヒータチップ５５、スペーサチップ５９及び嵌挿基板６０とによって、流路板５１に形成されたインク流路５０と連続されると共に、図７に示すように、ヒータチップ５５に形成された発熱素子５４が外面に臨まされたインク加圧室６１が形成されている。インク加圧室６１は、インク流路５０から流れたインク７が充填され、発熱素子６１によって生成された気泡によりインク７を加圧してノズル５２より吐出させる。
【００３５】
流路板５１は、アルミ等の金属製の部材により形成され、インク７が流れるインク流路５０が形成されている。インク流路５０は、一端側がカートリッジ本体８の装着部３２に形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各インクタンク５に対応して設けられている接続供給部３７と連続して形成されている。また、インク流路５０は、図３に示すように、他端側が記録紙の幅方向に亘って設けられ、記録紙の幅方向に複数形成されているインク加圧室６１に臨まされている。そして、流路板５１は、上述したインクタンク５のインク供給部１３と接続供給部３７とが接続されることにより、インクタンク５から供給されるインク７がインク流路５０に流れ込み、各インク加圧室内６１にインクを供給する。
【００３６】
また、流路板５１は、回路基板５６によって覆われる上面部に面取り加工が施され、略テーパ状の面取り部６２が形成されているている。この面取り部６２は、後述するヘッドフレーム５８と接着剤６５によって接合される接合面となる。そして、面取り部６２は、略テーパ状に面取り加工が施されることにより、ヘッドフレーム５８との間に接着剤６５の注入スペースを広く確保し、接着剤６５の塗布量を多く注入することができる。従って、流路板５１は、ヘッドフレーム５８と確実に接合することができる。
【００３７】
ノズルシート５３は、シート状に形成され、インク加圧室６１内に充填されたインク７を吐出させるためのノズル５２が設けられている。ノズル５２は、ノズルシート５３に略円形状に開口され、図３に示すように、各色のインク７が供給されるインク流路５０に対応して、それぞれ印刷幅方向にノズル５２が略直線状に並設されている。ノズル５２は、記録紙の幅方向に亘って長尺に形成されたノズルシート５３に形成され、所定の数のノズル５２を組として、このノズル５２の組が印刷方向に前後する略千鳥状に形成されている。ノズル５２は、ノズルシート５３に略千鳥状に形成されることにより、記録紙の幅方向に亘って長尺に形成されたノズルシート５３の両端部まで形成することができる。
【００３８】
ノズルシート５３と嵌挿基板６０を介して積層されるヒータチップ５５は、シリコン等の半導体基板からなるものであり、ノズルシート５３上に嵌挿基板６０を介して積層されることによりインク加圧室６１の一部を構成する。また、ヒータチップ５５は、インク加圧室６１側に臨まされる一主面部に発熱素子５４が形成されている。また、ヒータチップ５５は、回路基板５６からの電気信号を発熱素子５４に伝達するボンディング端子６３と導線６４を介して接続されている。なお、導線６４との結線部分は、ノズルシート５３に結線用の開口部が形成され、ノズルシート５３の外部より封止剤６６により封止されている。
【００３９】
発熱素子５４は、ボンディング端子６３を介して回路基板５６から供給される電力により発熱する。この発熱素子５４は、インク加圧室６１内に臨まされる一主面に形成されると共に、ノズルシート５３に形成されているノズル５２と対向して形成されている。そして、発熱素子５４は、回路基板５６から供給される電力により発熱することにより、インク加圧室６１内に気泡を生成させ、気泡と同等の体積分だけインク加圧室６１内に充填されたインク７をノズル５２より吐出させる。なお、生成された気泡は、インク加圧室６１内が冷却されることにより消失する。
【００４０】
発熱素子５４に電力を供給するボンディング端子６３は、流路板５１の上面を覆う回路基板５６に実装され、回路基板５６及びノズルシート５３間に配設されている。また、ボンディング端子６３は、ノズルシート５３側の端部６３ａよりヒータチップ５５と接続される導線６４が設けられている。
【００４１】
また、インク加圧室６１の一部を構成する嵌挿基板６０は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、ヒータチップ５５の発熱素子５４が形成される一主面部の略全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分が除去されて所定形状に形成される。これにより、嵌挿基板６０は、ヒータチップ５５に複数形成される各発熱素子５４の周囲を略凹状に囲むように形成され、該凹状部によってインク加圧室６１の側壁部分を形成している。
【００４２】
回路基板５６は、ガラスエポキシ等のプリント配線基板に、フォトリソプロセス等によって発熱素子５４の制御回路が形成されてなり、発熱素子５４に流路板５１上に積層されている。この制御回路は、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やドライバートランジスタ等を有し、また、上記ボンディング端子６３が実装されることによりヒータチップ５５に形成された発熱素子５４と接続されている。そして、制御回路は、発熱素子５４に電力を供給することにより、ノズル５２よりインク７を吐出させる。
【００４３】
また、回路基板５６は、流路板５１のインク流路５０と、上記カートリッジ本体８の装着部３２に形成された接続供給部３７とを連続させ、インク７をインクタンク５よりインク流路５０に導く開口部５６ａが形成されている。
【００４４】
ヘッドフレーム５８は、流路板５１及びボンディング端子６３が配設される所定の間隙を有する長孔５８ａが形成されたフレームシートがノズルシート５３上に積層されることにより形成されている。ヘッドフレーム５８は、長孔５８ａ内に流路板５１及びボンディング端子６３が配設されることにより、複数並列して形成された流路板５１を隔てる隔壁となる。また、ヘッドフレーム５８は、ノズルシート５３と回路基板５６間に形成されることにより、プリンタヘッド１の構造上の補強部材となる。
【００４５】
また、ヘッドフレーム５８は、流路板５１と接着剤６５によって接合される。ヘッドフレーム５８は、上述したように、流路板５１の上面部に略テーパ状の面取り部６２が形成されることにより、接着剤６５の注入スペースが広く確保され、接着剤６５の塗布量を多くすることができる。従って、ヘッドフレーム５８は、流路板５１と確実に接合することができる。
【００４６】
このようなプリンタヘッド１が装着されるインクジェットプリンタ２のプリンタ本体４は、図１及び図８に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部７１と、記録紙７０を給排紙する給排紙機構７４と、給排紙機構７４に記録紙７０を供給する給紙口７５と、給排紙機構７４から記録紙７０が出力される排紙口７６とを有する。
【００４７】
ヘッドカートリッジ装着部７１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部であり、ヘッドカートリッジ３が着脱できるようになっている。
【００４８】
給排紙機構７４は、記録紙７０を搬送する駆動部を有しており、給紙口７５に装着されているトレー７５ａから供給される記録紙７０を取り出す給紙ローラ７７と、記録紙７０の搬送方向を反転しヘッドカートリッジ３のプリンタヘッド１まで搬送する反転ローラ７８と、ベルト機構によって記録紙７０をヘッドカートリッジ３から排紙口７６まで搬送する搬送ベルト７９とを有する。
【００４９】
給紙口７５は、給排紙機構７４に記録紙を供給する開口部であり、トレー７５ａ等に複数枚の記録紙７０を積層してストックすることができる。また、排紙口７６は、インク７が吐出された記録紙７０が給排紙機構７４により搬送されて排出される。
【００５０】
次いで、このようなプリンタヘッド１の印刷動作について説明する。
【００５１】
まず、インクタンク５がヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体８に形成された装着部３２に装着されると、インク７が接続供給部３７を介して流路板５１に形成されたインク流路５０に流れ、インク加圧室６１内に充填される。また、図示しないヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドキャップ４２が、図９に示すよ位置に退避され、プリンタヘッド１が記録紙７０に対して露出される。
【００５２】
そして、給排紙機構７４は、トレー７５ａから給紙ローラ７７ａによって記録紙７０を引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ７７ｂ，７７ｃによって引き出された記録紙の１枚を反転ローラ７８に搬送する。反転ローラ７８は、記録紙７０の搬送方向を反転させた後、搬送ベルト７９に記録紙を搬送する。搬送ベルト７９に搬送された記録紙７０は、押さえ手段８０により位置決めがされる。
【００５３】
次いで、回路基板５６に形成された制御回路からの指令によって選択された発熱素子５４に短時間、例えば１〜３マイクロ秒程度、電流パルスが流されることにより、発熱素子５４が急速に加熱される。この結果、発熱素子５４に接する部分にインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってインク気泡の膨張分の体積と等しい体積のインク７が押しのけられる。これによって、ノズル５２に接する部分の押しのけられたインク７と同等の体積のインク液滴ｉがノズル５２から吐出され、記録紙７０に着弾される。
【００５４】
インク液滴ｉが吐出されると、インク加圧室６１内に吐出された量と同量のインク７がインク流路５０から直ちに補充される。このインク７は、接続供給部３７を通じてインクタンク５から供給される。
【００５５】
このとき、プリンタヘッド１は、流路板５１に略テーパ状の面取り部６２が形成され、この面取り部６２に接着剤６５が塗布されてヘッドフレーム５８と接合されることにより、流路板５１とヘッドフレーム５８との間に注入される接着剤６５の注入スペースが大きく確保され、接着剤６５を多く注入することができる。従って、プリンタヘッド１の強度を高めることができ、発熱素子５４の熱によっても、流路板５１の反りや歪みをヘッドフレーム５８で押さえ込むことができる。また、これにより接着剤６５が流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面より剥離することを防止でき、インク流路５０からのインク液漏れを防止することができる。
【００５６】
その後、給排紙機構７４は、インク７が吐出された記録紙７０を排紙口７６に搬送して装置外部へ出力する。全ての印刷が終了すると、ヘッドキャップ開閉機構は、ヘッドキャップ４２を移動させ、プリンタヘッド１の吐出面１ａを閉塞する。
【００５７】
なお、カートリッジ本体８にインクタンク５を装着する動作について説明すると、カートリッジ本体８にインクタンク５を装着する際には、インクタンク５の係合段部１９を係合片３３に係合させ、この係合片３３が支点となるようにインクタンク５を回動させて係止突部１８とラッチレバー３４の係合孔３４ａとを係合させる。このときに、付勢部材３５がインクタンク５を取り外し方向に付勢することで、インクタンク５がカートリッジ本体８に固定される。
【００５８】
また、このようなヘッドカートリッジ３では、プリンタヘッド１を小型化するために、各色に対応するノズル５２のライン及びノズル５２上のインク流路５０の間隔を狭め、これにともない各色に対応する接続供給部３７同士の間隔も狭めている。従って、インクタンク５の形状は、上述したように記録紙の幅方向に延在した形状とすることがインク７の容量の上で最も好ましい。インクタンク５をこのような形状とすることで、インクタンク５の高さ及び厚みを抑えてインク７の容量を確保することができる。
【００５９】
以上、本発明が適用されたプリンタヘッド１及びこれを用いたインクジェットプリンタ２について説明したが、本発明は、これらの構成に限られず、例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、流路板５１に形成された面取り部６２を弓形に湾曲して形成し、また、断面略Ｌ字状に形成してもよい。面取り部６２を弓形若しくは断面略Ｌ字状に形成することによっても、接着剤６５が塗布される面取り部６２を大きくでき、流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面を大きく確保してプリンタヘッド１の強度を高めることができ、発熱素子５４の熱によっても、流路板５１の反りや歪みをヘッドフレーム５８で押さえ込むことができる。また、これにより接着剤６５が流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面より剥離することを防止でき、インク流路５０からのインク液漏れを防止することができる。
【００６０】
また、本発明は、流路板５１の上面部に面取り部６２を構成するのみならず、図１１に示すように、流路板５１と接着剤６５によって接合されるヘッドフレーム５８側の上面部又は流路板５１及びヘッドフレー５８ムの両方に面取り部を形成することによって、接着剤の塗布面積を大きく確保し、接合強度を高めるようにしてもよい。このとき、面取り部は略テーパ状、略アーチ状又は断面略Ｌ字状の何れか、或いはこれらの組み合わせによって接合面を構成するようにしてもよい。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施の形態では、ラインヘッドを用いるものとして説明したが、本発明は、１回の印刷にあたり記録紙上の同一箇所を１回のみ走査、すなわち、いわゆる１パス記録を行うプリンタヘッドであれば、シリアルヘッドにも適用できるものである。
【００６２】
また、上述の実施の形態においては、本発明をプリンタヘッド及びインクジェットプリンタに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等に用いる液体吐出ヘッド、また、液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置、さらには、金属微粒子を含む液体を吐出し基板に微細な配線パターンを形成したり、基板に様々な材料を噴射することで機能を持つ素子を作り込むプリント配線基板や回路基板の作成装置等に広く適用することができる。
【００６３】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置によれば、流路板に面取り部が形成され、この面取り部に接着剤が塗布されてヘッドフレームと接合されることにより、流路板とヘッドフレームとの間に接着剤の注入スペースを広く確保でき、接着剤を多く注入することができる。従って、液体吐出ヘッドの強度を高めることができ、発熱素子の熱によっても、流路板の反りや歪みをヘッドフレームで押さえ込むことができる。また、これにより接着剤が流路板とヘッドフレームとの接合面より剥離することを防止でき、流路板に形成された液体供給路からの液漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】本発明が適用されたヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】ヘッドカートリッジの概略断面図である。
【図４】プリンタヘッドを示す断面図である。
【図５】プリンタヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】プリンタヘッドの分解斜視図である。
【図７】インク加圧室を示す斜視図である。
【図８】インクジェットプリンタの印刷工程を示す図である。
【図９】インクジェットプリンタの印刷工程を示す図である。
【図１０】流路板の他の構成を示す断面図である。
【図１１】プリンタヘッドの他の構成を示す断面図である。
【図１２】従来のプリンタ装置におけるプリンタヘッドを示す図である。
【符号の説明】
１  プリンタヘッド、２  インクジェットプリンタ、３  ヘッドカートリッジ、４  プリンタ本体、５  インクタンク、７  インク、８  カートリッジ本体、３７  接続供給部、４２  ヘッドキャップ、５０  インク流路、５１  流路板、５２  ノズル、５３  ノズルシート、５４  発熱素子、５５  ヒータチップ、５６回路基板、５８  ヘッドフレーム、５９  スペーサチップ、６０  嵌挿基板、６１  インク加圧室、６２  面取り部、６３  ボンディング端子、６４  導線、６５  接着剤、６６  封止剤
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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