(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部に一体的に形成される封止剤受け部と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具え、前記リード端子と前記上端面との間隔が前記ヘッド基板から離れる方向に関して狭くなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部に一体的に形成される封止剤受け部と、
前記ヘッド基板から離れる方向に向かって前記上端面に形成される溝と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具えたことを特徴とする液体ヘッド。
【請求項３】
前記溝の幅は、前記ヘッド基板から離れる方向に関して狭くなることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記溝の深さは、前記ヘッド基板から離れる方向に関して浅くなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部と前記ヘッド基板との間に配され、前記支持部とは別体の封止剤受け部と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具え、前記リード端子と前記上端面との間隔が前記ヘッド基板から離れる方向に関して狭くなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部と前記ヘッド基板との間に配され、前記支持部とは別体の封止剤受け部と、
前記ヘッド基板から離れる方向に向かって前記上端面に形成される溝と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具えたことを特徴とする液体ヘッド。
【請求項７】
前記取付面から前記封止剤受け部の前記ヘッド基板側の端部までの高さは、前記取付面から前記接続端子までの高さよりも低いことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出口から液滴を吐出するための液体吐出ヘッドに関する。
【０００２】
なお、本明細書において記述される「プリント」とは、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像，模様，パターンなどを形成したり、プリント媒体の加工を行う場合も包含する。また「プリント媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、布帛，樹脂フィルム，金属板，ガラス，セラミックス，木材，皮革などの液体を受容可能なものも包含する。さらに「液体」（「インク」と記述する場合もある）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像，模様，パターンなどの形成，プリント媒体の加工，あるいはインクの処理（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固や不溶化）に供され得る液体を指し、プリントに関して用いられるあらゆる液体を包含する。
【０００３】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、いわゆるノンインパクト方式の画像形成装置であって、プリント時における騒音がほとんど生じない特徴を持ち、高速プリントおよび種々のプリント媒体に対してプリントすることが可能である。このようなことから、一般的なプリンタの他にワードプロセッサやファクシミリ，複写機などのプリント機構を担う装置としても広く採用されている。
【０００４】
このようなインクジェットプリンタで用いられる液体吐出ヘッド、すなわちプリントヘッドは、インクを吐出する方式として、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの，レーザーなどの電磁波を照射してインクを発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの，発熱抵抗体を有する電気熱変換体によってインクを加熱して膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。
【０００５】
後者のタイプの一般的なプリントヘッド（インクジェットヘッド）の主要部の断面構造を図１７に示す。すなわち、従来のプリントヘッドは、インクを吐出するための吐出口１０１が形成された上板部材１０２および図示しない電気熱変換体およびこの電気熱変換体に接続するバンプ状の接続端子１０３を有するヘッド基板１０４と、このヘッド基板１０４を保持固定し、インクをヘッド基板１０４側に供給するためのインク供給路１０５を有するベース板１０６と、電気熱変換体に対してインクを吐出するための電気パルスを外部から取り込む図示しない外部信号入力端子およびヘッド基板１０４の接続端子１０３に接続されるリード端子１０７を有する電気配線基板１０８と、ヘッド基板１０４を囲むようにベース板１０６に接合されて電気配線基板１０８を保持固定する支持板１０９とを具えている。
【０００６】
ヘッド基板１０４に設けられた接続端子１０３と、電気配線基板１０８から突出するリード端子１０７との接続部分は、インクによる腐食や外力による断線などの接続不良を防止するために封止剤１１０にて封止される。従来は、吐出口１０１が開口する１１１側から封止剤１１０をリード端子１０７上に塗布し、隣接する複数のリード端子１０７の間の隙間からこれらの裏面側までふう資材１１０を充填する方法が取られていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１７に示した従来のヘッド構造では、リード端子１０７の裏面側にヘッド基板１０４の厚みとリード端子１０７の長さとで規定される空間、例えば０.７×０.７mm程度の大きさの空間が介在し、リード端子１０７の上から封止剤１１０を充填した場合、その裏面側の空間に封止剤１１０を確実に充填することが困難であり、空洞や気泡などが介在して封止不良の原因となる可能性があった。また、封止剤１１０を充分に充填するためには数回に分けた塗布作業が必要であった。
【０００８】
【発明の目的】
本発明の目的は、ヘッド基板の接続端子と電気配線基板のリード端子との接続部分を確実に封止することが可能な液体吐出ヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体吐出ヘッドの第１の形態は、吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部に一体的に形成される封止剤受け部と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具え、前記リード端子と前記上端面との間隔が前記ヘッド基板から離れる方向に関して狭くなることを特徴とする。
【００１０】
本発明による液体吐出ヘッドの第２の形態は、吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部に一体的に形成される封止剤受け部と、
前記ヘッド基板から離れる方向に向かって前記上端面に形成される溝と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記上端面との間に配される封止剤と、
を具えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明による液体吐出ヘッドの第３の形態は、吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部と前記ヘッド基板との間に配され、前記支持部とは別体の封止剤受け部と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記前記上端面との間に配される封止剤と、
を具え、前記リード端子と前記上端面との間隔が前記ヘッド基板から離れる方向に関して狭くなることを特徴とする。
【００１２】
本発明による液体吐出ヘッドの第４の形態は、吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続する接続端子と、を有するヘッド基板と、
前記ヘッド基板が取り付けられる取付面と、
前記接続端子に向かって突出して前記接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、
前記ヘッド基板を囲む開口部を有し、表面に前記電気配線基板が取り付けられる支持部と、
前記リード端子から離れた位置に配される上端面を有し、前記開口部と前記ヘッド基板との間に配され、前記支持部とは別体の封止剤受け部と、
前記ヘッド基板から離れる方向に向かって前記上端面に形成される溝と、
前記接続端子と前記リード端子との接続部分を覆い、前記リード端子と前記前記上端面との間に配される封止剤と、
を具えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第２の形態による液体吐出ヘッドにおいて、溝の幅をヘッド基板から離れる方向に関して狭く設定したり、溝の深さをヘッド基板から離れる方向に関して浅く設定することができる。
【００１９】
本発明の第３または第４の形態による液体吐出ヘッドにおいて、取付面から封止剤受け部のヘッド基板側の端部までの高さを取付面から接続端子までの高さよりも低く設定することか可能である。
【００２２】
【実施例】
本発明による液体吐出ヘッドをシリアルタイプのインクジェットプリンタに応用した実施例について、図１〜図１６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００２３】
［プリント動作機構］
図１および図２にシリアルタイプのインクジェットプリンタの概略構成を示す。すなわち、プリンタ本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施例におけるプリント動作機構は、プリント媒体Ｐをプリンタ本体Ｍ１０００内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、この自動給送部Ｍ３０２２から１枚ずつ送出されるプリント媒体Ｐを所望のプリント位置へと導くと共に、プリント位置から排出部Ｍ３０３０へとプリント媒体Ｐを導く搬送部Ｍ３０２９と、プリント位置に搬送されたプリント媒体Ｐに所定のプリントを行うプリント部と、このプリント部などに対する回復処理を行う回復部Ｍ５０００とから構成されている。
【００２４】
前記プリント部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジＨ１０００とを具えている。
【００２５】
（ヘッドカートリッジＨ１０００）
プリント部の一部を構成するヘッドカートリッジＨ１０００について、図３および図４に基づき説明する。すなわち、本実施例におけるヘッドカートリッジＨ１０００は、図４に示すようにインクを貯溜するインクタンクＨ１９００が搭載されるタンクホルダＨ１５００と、このタンクホルダＨ１５００を介してインクタンクＨ１９００から供給されるインクをプリント情報に応じて吐出口Ｈ１１０１から吐出させるプリントヘッドＨ１００１とを有する。ヘッドカートリッジＨ１０００は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採用している。
【００２６】
ここに示すヘッドカートリッジＨ１０００に対しては、写真様の高画質なカラープリントを可能とするため、例えば黒色，淡シアン色，淡マゼンタ色，シアン色，マゼンタ色および黄色の各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、各インクタンクＨ１９００に設けられ、ヘッドカードリッジＨ１０００に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し用レバーＨ１９０１を操作することにより、それぞれがプリントヘッドＨ１００１のタンクホルダＨ１５００に対して取り外し可能となっている。
【００２７】
プリントヘッドＨ１００１は、図４の分解斜視図に示すように、ヘッド基板Ｈ１１００，ベース板Ｈ１２００，電気配線基板Ｈ１３００，支持板Ｈ１４００などから構成され、タンクホルダＨ１５００は、流路形成部材Ｈ１６００，フィルタＨ１７００，シールゴムＨ１８００などから構成されている。
【００２８】
ヘッド基板Ｈ１１００には、シリコン基板の片面にインクを吐出するための複数の電気熱変換体と、各電気熱変換体に電力を供給するアルミニウムなどの電気配線とが成膜技術により形成され、この電気熱変換体に対応した複数のインク路と複数の吐出口Ｈ１１０１とがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク路にインクを供給するためのインク通路が裏面に開口するように形成されている。ヘッド基板Ｈ１１００は、ベース板Ｈ１２００に接着固定されており、ここにはヘッド基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給路Ｈ１２０１が形成されている。さらに、ベース板Ｈ１２００には、開口部Ｈ１４０１を有する支持板Ｈ１４００が接着固定されており、この支持板Ｈ１４００には、ヘッド基板Ｈ１１００に対して電気配線基板Ｈ１３００が電気的に接続するように、電気配線基板Ｈ１３００が接合されている。電気配線基板Ｈ１３００は、ヘッド基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものであり、ヘッド基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、プリンタ本体Ｍ１０００からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。なお、このプリントヘッドＨ１００１のさらに詳細な構成については、後述する。
【００２９】
インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から流路形成部材Ｈ１６００に至るインク流路Ｈ１５０１を形成している。インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルタＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００３０】
流路形成部材Ｈ１６００，フィルタＨ１７００およびシールゴムＨ１８００などが一体的に組み付けられるタンクホルダＨ１５００と、ヘッド基板Ｈ１１００，ベース板Ｈ１２００，電気配線基板Ｈ１３００および支持板Ｈ１４００などから構成されるプリントヘッドＨ１００１とを接着剤などを介して結合することにより、ヘッドカートリッジＨ１０００を構成している。
【００３１】
（キャリッジＭ４００１）
図２に示すように、ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１には、ヘッドカートリッジＨ１０００をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、ヘッドカートリッジＨ１０００のタンクホルダＨ１５００と係合し、ヘッドカートリッジＨ１０００を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
【００３２】
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、ヘッドカートリッジＨ１０００との係合部にはばね付勢されるヘッドセットプレート（図示せず）を有し、このばね力によってヘッドカートリッジＨ１０００を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっており、これらヘッドセットレバーＭ４００７，ヘッドセットレバー軸，ヘッドセットプレートなどが本発明の着脱手段として機能している。
【００３３】
キャリッジＭ４００１のヘッドカートリッジＨ１０００との別の係合部には、図示しないコンタクトＦＰＣ（Flexible Print Cable）が設けられ、コンタクトＦＰＣ上のコンタクト部とヘッドカートリッジＨ１０００に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授受やヘッドカートリッジＨ１０００への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３４】
コンタクトＦＰＣのコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力と図示しないヘッドセットレバーばねによる押圧力とによって、コンタクト部Ｈ１３０１とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトＦＰＣは、キャリッジＭ４００１の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。
【００３５】
［プリントヘッドＨ１００１］
ヘッドカートリッジＨ１０００の一部を構成する本実施例のプリントヘッドＨ１００１について、図５〜図１１を参照してさらに詳細に説明する。本実施例におけるプリントヘッドＨ１００１の外観を図５に示し、そのヘッド基板Ｈ１１００と電気配線基板との接続部分の断面構造を図６に示し、そのVII−VII矢視断面構造を図７に示し、ヘッド基板の破断構造を図８に示す。すなわち、本実施例におけるベース板Ｈ１２００は、厚さが例えば０.５〜１０mmのアルミナ（Ａl2Ｏ3）で形成されているが、このベース板Ｈ１２００を構成する材料としては、ヘッド基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつヘッド基板Ｈ１１００の材料の熱伝導率と同等またはそれ以上の熱伝導率を有する材料であればよく、例えばシリコン（Ｓi），窒化アルミニウム（ＡlＮ），ジルコニア（ＺrＯ2），窒化珪素（Ｓi3Ｎ4），炭化珪素（ＳiＣ），モリブデン（Ｍo），タングステン（Ｗ）のうち何れであってもよい。ベース板Ｈ１２００には、ヘッド基板Ｈ１１００に複数のインクを供給するための各々のインク供給路Ｈ１２０１が形成されており、ヘッド基板Ｈ１１００のインク通路１２がベース板Ｈ１２００のインク供給路Ｈ１２０１にそれぞれ対応し、かつヘッド基板Ｈ１１００はベース板Ｈ１２００に対して所定位置に精度良く接着固定される。
【００３６】
支持板Ｈ１４００は、厚さが例えば０.５〜１mmのアルミナにて形成されているが、ベース板Ｈ１２００と同様に、ヘッド基板Ｈ１１００と同等の線膨張率を有し、かつその熱伝導率と同等またはそれ以上の熱伝導率を有する材料であれることが好ましい。この支持板Ｈ１４００は、ベース板Ｈ１２００に接着固定されたヘッド基板Ｈ１１００の外形寸法よりも大きな開口部Ｈ１４０１を有し、ヘッド基板Ｈ１１００と電気配線基板Ｈ１３００とをほぼ同一平面で電気的に接続できるように、ベース板Ｈ１２００に接着されており、この支持板Ｈ１４００に電気配線基板Ｈ１３００の裏面が接着固定される。電気配線基板Ｈ１３００は、ヘッド基板Ｈ１１００に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、ヘッド基板Ｈ１１００を組み込むための開口部Ｈ１３０２と、ヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４に対応するリード端子Ｈ１３０３と、その配線端部に位置してプリンタ本体Ｍ１０００からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有している。
【００３７】
本実施例におけるヘッド基板Ｈ１１００は、厚さが０.５〜１mmのシリコン基板１１の上に成膜技術を用いて吐出エネルギー発生部，インク室１５，吐出口１６などを形成したものである。
【００３８】
シリコン基板１１には、これを貫通する長孔状のインク通路１２が形成されている。このインク通路１２は、シリコン基板１１の結晶方位を利用して異方性エッチングにより形成される。つまり、このシリコン基板１１の表面の結晶方位が＜１００＞，厚さ方向の結晶方位が＜１１１＞の場合、ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒドラジンなどのアルカリ系エッチング液を用いて異方性エッチングを行うことにより、約５４.７度の角度の傾斜面を持ったインク通路１２が形成される。このインク通路１２の両側には、インク通路１２の長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（本実施例では片側１２８個）の電気熱変換体１３が相互に半ピッチずらした状態で形成され、吐出エネルギー発生部を構成している。
【００３９】
シリコン基板１１には、これら電気熱変換体１３および接続端子１４の他、電気熱変換体１３と接続端子１４とを導通する図示しない電気配線などが設けられており、これら接続端子１４を介して図示しない駆動ＩＣから電気熱変換体１３に対する駆動信号が駆動電力と共に与えられる。このシリコン基板１１上には、インク通路１２に連通するインク室１５を介して電気熱変換体１３とそれぞれ正対する複数の吐出口１６を有する上板部材１７が形成される。すなわち、この上板部材１７とシリコン基板１１との間にはインク通路１２と個々のインク室１５とに連通するインク路１８が形成され、これらは吐出口１６と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材１７と共に形成される。上板部材１７の接続端子１４側には、これら接続端子１４の配列方向に沿って延在する溝状の堰部２１が形成されており、後述する封止剤２０を接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３との接続部分に塗布する際に、封止剤２０がこの堰部２１に流れ込んで吐出口１６側に流出するのを防止するようになっている。
【００４０】
インク通路１２から各インク室１６内に供給される液体は、対応するインク室１６内の電気熱変換体１３に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体１３の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口１７から吐出される。この場合、インク室１６内で発生する気泡は、その成長に伴って吐出口１７から大気連通状態となる。
【００４１】
支持板Ｈ１４００には、ヘッド基板Ｈ１１００を囲む矩形の開口部Ｈ１４０１が形成され、さらにヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４に近接する開口部Ｈ１４０１には、封止剤受け１９が一体的に形成されている。支持板Ｈ１４００の厚みｔ1は、電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３がヘッド基板Ｈ１１００の端縁と接触しないように、ベース板Ｈ１２００の表面からヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４の上端までの高さｈ2よりも厚く設定されている。また、ベース板Ｈ１２００の表面から封止剤受け１９の上端面までの高さｈ1は、シリコン基板１１の厚みｔ2以下に設定することにより、封止剤受け１９が接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３との電気接続を阻害しないように配慮している。
【００４２】
本実施例においては、リード端子Ｈ１３０３と封止受け１５との隙間に封止剤２０が毛細管力によって保持できるように、ｔ1−ｈ1を例えば０.５mm未満となるようにしているが、使用する封止剤２０の特性に合わせてベース板Ｈ１２００の表面から封止剤受け１９の上端面までの高さｈ1を調整する必要がある。接続端子１４の配列方向に沿った封止剤受け１９の幅寸法は、これと対向するヘッド基板Ｈ１１００、すなわちシリコン基板１１の幅寸法と略同一に設定されている。複数のヘッド基板Ｈ１１００を有するプリントヘッドＨ１００１の場合には、これら複数のヘッド基板Ｈ１１００の全幅と略同一寸法に設定される。
【００４３】
上述した封止剤２０として、例えばエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性封止剤（例えば、北陸塗料社製のチップコート８３０４）が使用される。
【００４４】
このように、接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３との接続部分に介在するヘッド基板Ｈ１１００と電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０１との間の空隙部分に封止剤受け１９を介在させたことにより、従来のようにリード端子Ｈ１３０３の裏面側に空洞や気泡などが発生せず、封止不良による不具合を未然に防止することができるため、電気的信頼性の高いプリントヘッドＨ１００１を得ることができる。また、封止剤２０を数回に分けて塗布する必要がなくなるため、この封止工程を簡略化することも可能となる。
【００４５】
上述したプリントヘッドの製造手順を図９〜図１１を参照して簡単に説明すると、まずベース板Ｈ１２００の表面の所定位置にヘッド基板Ｈ１１００を接着剤を用いて一体的に接合し、ベース板Ｈ１２００のインク供給路Ｈ１２０１とシリコン基板１１のインク通路１２とを連通させる。ここで用いられる接着剤は、低粘度で薄い接着層（例えば５０μｍ以下）を形成することができ、かつ硬化後に比較的高い硬度を持った耐インク性のあるものが好ましく、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性接着剤を使用することができる。ベース板Ｈ１２００に形成されたインク供給路Ｈ１２０１の周囲に塗布され、インク供給路Ｈ１２０１から外部にインクが漏洩しないようにする。同様に、ヘッド基板Ｈ１１００を囲むように支持板Ｈ１４００をベース板Ｈ１２００の表面に接着剤を用いて接合する（図１０参照）。
【００４６】
しかる後、この支持板Ｈ１４００に電気配線基板Ｈ１３００を接着固定するが、この時、ヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４に対して電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３が接続可能な範囲で位置決めされ、ＴＡＢ実装技術により電気接続される（図１１参照）。
【００４７】
次いで、ヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４と電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３との接続部分に封止剤２０を供給し、この封止剤２０を仮キュアにより粘度を低下させ、毛細管力によりリード端子Ｈ１３０３の裏面に回り込ませ、リード端子Ｈ１３０３と封止剤受け１９との間、および封止剤受け１９とヘッド基板Ｈ１１００との間に充填させる。この仮キュアによって、封止領域に残留する気泡を脱気することができる。仮キュアの条件は、例えば１００℃のリフロー炉で１０分間の加熱が適当である。リード端子Ｈ１３０３の上に塗布された封止剤２０は、１００℃で１０分間の仮キュアにより上述した空隙部分に充填されるため、さらにリード端子Ｈ１３０３の上に封止剤２０を追加塗布し、本キュアを行って封止作業を完了する。最初に塗布した封止剤２０は、仮キュアによって一度粘度が下がった後に仮硬化するため、後から追加塗布した封止剤２０がリード端子Ｈ１３０３の裏側に回り込むことなく、リード端子Ｈ１３０３の上に止まり、接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３との接続部分を確実に封止することができる。本キュアは、例えば１５０℃で４時間の加熱が適当である。
【００４８】
上述した封止剤受け１９は、支持板Ｈ１４００と一体的に形成したが、この支持板Ｈ１４００に対して独立して形成することも可能であり、この場合には支持板Ｈ１４００の開口部Ｈ１４０１内に収まる矩形の枠状に形成することが好ましい。また、上述した実施例では、封止剤受け１９の上端面をベース板Ｈ１２００の表面と平行に設定したが、ヘッド基板Ｈ１１００側に向けて下向きに傾斜した傾斜面とすることも可能である。
【００４９】
このような本発明によるプリントヘッドＨ１００１の主要部の断面構造を図１２に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、封止剤受け１９の上端面は支持板Ｈ１４００側よりもヘッド基板Ｈ１１００側が低くなった傾斜面となっており、ヘッド基板Ｈ１１００側におけるベース板Ｈ１２００の表面から封止剤受け１９の上端縁までの高さは、シリコン基板１１の厚みよりも低く設定されている。
【００５０】
このように、封止剤受け１９の上端面を傾斜面にすることにより、リード端子Ｈ１３０３との間隔がより狭まって封止剤２０の毛細管力を大きく働かせることが可能となり、リード端子Ｈ１３０３の裏面側に封止剤２０をより確実に充填することができる。しかも、リード端子Ｈ１３０３の基端側、つまり電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２の開口縁側ほど、封止剤受け１９との間隔が狭くなるため、封止剤２０の毛細管力が強くなり、封止剤２０が比較的充填されにくいリード端子Ｈ１３０３の基端側も容易に封止することができる。
【００５１】
また、本実施例では電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２の開口縁が封止剤受け１９の上端面の一部を覆ってその直上に位置するように、開口部Ｈ１３０２の寸法形状または封止剤受け１９の開始端が設定されており、これによってリード端子Ｈ１３０３の基端部をより確実に封止することができる。このような支持板Ｈ１４００の開口部Ｈ１４０１に対する電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２のオーバーハング量Ｃは、０.５mm以下で充分であるが、使用する封止剤２０の特性に合わせて適宜調整することが好ましい。
【００５２】
封止剤受け１９の形状は、上述した実施例以外に、例えば図１３〜図１６に示すような構造を採用することも可能である。
【００５３】
図１３および図１４に示したものは、封止剤受け１８の上端面に電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２から突出するリード端子Ｈ１３０３と略同一方向に延在する複数の溝部１９ａを形成したものである。このような溝部１９ａを形成することにより、これが封止剤２０の毛細管力を高める効果をもたらし、リード端子Ｈ１３０３の裏面全体への封止剤２０の浸透性を向上させることができる上、封止剤２０の保持力を強めることが可能となる。特に、本実施例のように各溝部１９ａの幅をヘッド基板Ｈ１１００側から支持板Ｈ１４００側に向けて漸次狭くしたり、その深さを漸次浅く設定することにより、リード端子Ｈ１３０３の基端部に対する封止剤２０の浸透性をさらに向上させることができるため、封止剤２０が比較的充填されにくいリード端子Ｈ１３０３の基端側も容易に封止することができる。
【００５４】
図１５および図１６に示したものは、ヘッド基板Ｈ１１００の接続端子１４の配列方向に沿った封止剤受け２０の両端部に直角に折れ曲がる延在部１９ｂを形成してヘッド基板Ｈ１１００の両端部をそれぞれ囲むようにし、これによって接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３との接続部以外のより広い領域を封止剤２０で封止できるようにしたものである。このように、封止領域を広げることによって封止剤２０の塗布量を増やし、この封止部分の剛性および封止の確実性を高めることができる。また、封止剤２０の塗布領域が拡がることにより、封止剤２０の塗布量や塗布位置に対する精度が緩和され、作業性を高めることができる。
【００５５】
なお、本発明は、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光など）を具え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式の液体吐出ヘッドにおいて優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できるからである。
【００５６】
その代表的な構成や原理については、例えば米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギーを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。
【００５７】
なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れたプリントを行うことができる。
【００５８】
液体吐出ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電気熱変換体との組合せ構成（電気熱変換体が液路に沿って配置された直線状液路または電気熱変換体が液路を挟んで吐出口と正対する直角液路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書や、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や、熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても、本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によればプリントを確実に効率良く行うことができるようになるからである。
【００５９】
画像形成装置がプリントできるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。このような液体吐出ヘッドとしては、複数の液体吐出ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の液体吐出ヘッドとしての構成の何れでもよい。
【００６０】
上述した実施例の如きシリアルタイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッドや、キャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップインタイプのヘッドカートリッジ、あるいは液体吐出ヘッド自体に液体を貯溜したタンクが一体的または交換可能に設けられるヘッドカートリッジを用いた場合にも本発明は有効である。
【００６１】
上述した画像形成装置の構成として、液体吐出ヘッドからの液体の吐出状態を適正にするための回復手段や、予備的な補助手段などを付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキャッピング手段，クリーニング手段，加圧あるいは吸引手段，電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段，プリント作業とは別に吐出を行う予備吐出手段を挙げることができる。
【００６２】
搭載される液体吐出ヘッドの種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度（明度）を異にする複数種のインクに対応して複数個設けられるものであってもよい。すなわち、例えば画像形成装置のプリントモードとしては黒色などの主流色のみのプリントモードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各プリントモードの少なくとも一つを備えた画像形成装置にも本発明は極めて有効である。この場合、プリント媒体の種類やプリントモードに応じてインクのプリント性を調整するための処理液（プリント性向上液）を専用あるいは共通の液体吐出ヘッドからプリント媒体に吐出することも有効である。
【００６３】
以上説明した本発明の実施例においては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用プリント信号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギーによる昇温を、固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用させることで積極的に防止するため、または液体の蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するものを用いてもよい。何れにしても熱エネルギーのプリント信号に応じた付与によって液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるものなどのような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のものを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合の液体は、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シートの凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各液体に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００６４】
上述した画像形成装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置、あるいはエッチング装置の形態を採るものなどであっても良く、プリント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布帛、あるいは板状をなす木材や皮革，石材，樹脂，ガラス，金属などの他に、３次元立体構造物などを挙げることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の液体吐出ヘッドの第１または第３の形態によると、接続端子とリード端子との接続部分の近傍に介在する空間が封止剤受けによって狭められる結果、反転などの段取り替えをせずとも接続端子とリード端子との接続部分を封止剤によって確実に封止できる上、ヘッド基板の液体供給口から塵埃などの侵入を確実に防止することができる。また、接続端子とリード端子との接続部分の近傍に介在する空間の容積がより少なくなる結果、少量の封止剤でも接続端子とリード端子との接続部分を確実に封止することができる。
【００６６】
取付面から封止剤受けのヘッド基板側の端部までの高さを取付面からヘッド基板の接続端子までの高さよりも低く設定した場合には、封止剤受けが接続端子とリード端子との接続部分に干渉するような不具合を防止することができる。
【００６７】
取付面から封止剤受けのヘッド基板側の端部までの高さを取付面から封止剤受けの支持部側の端部までの高さよりも低く設定し、特に、取付面から封止剤受けの支持部側の端部までの高さを取付面から支持部の電気配線基板が取り付けられた表面までの高さと同じに設定し、封止剤受けの上端面が取付面に対して傾斜した傾斜面の場合には、接続端子とリード端子との接続部分の近傍に介在する空間の容積がより少なくなる結果、少量の封止剤でも接続端子とリード端子との接続部分を確実に封止することができる。
【００６９】
本発明の液体吐出ヘッドの第２または第４の形態によると、接続端子とリード端子との接続部分の近傍に介在する空間が封止剤受けによって狭められる結果、反転などの段取り替えをせずとも接続端子とリード端子との接続部分を封止剤によって確実に封止できる上、ヘッド基板の液体供給口から塵埃などの侵入を確実に防止することができる。また、溝で働く封止剤の毛細管力によって、封止剤受けの表面とリード端子との間により確実に封止剤を介在させることができる。
【００７１】
本発明の液体吐出ヘッドの第１または第２の形態によると、封止剤受け部が支持部と一体に形成されているため、ベース板に対する封止材受け部の位置決めや固定操作が不要となり、製造工程の増加を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるインクジェットプリンタの外観を表す斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンタの外装部材を取り外した状態を表す斜視図である。
【図３】図１に示した実施例に用いられるヘッドカートリッジにインクタンクを組み込んだ状態の斜視図である。
【図４】図３に示したヘッドカートリッジを斜め下方から見た分解斜視図である。
【図５】本実施例におけるプリントヘッドの部分の拡大斜視図である。
【図６】図５に示したプリントヘッドの概略構造を表す断面図である。
【図７】図６中のVII−VII矢視断面図である。
【図８】本実施例におけるヘッド基板の外観を表す破断斜視図である。
【図９】支持板と電気配線基板との接続前の状態を表す分解斜視図である。
【図１０】電気配線基板を接合する前のベース板，ヘッド基板および支持板を破断状態で示す断面図である。
【図１１】封止剤を塗布する前のプリントヘッドの概略構造を破断状態で表す断面図である。
【図１２】本発明によるプリントヘッドの他の実施例の概略構造を表す断面図である。
【図１３】本発明によるプリントヘッドの別な実施例における電気配線基板を取り外した状態の主要部の外観を表す斜視図である。
【図１４】図１３に示した実施例におけるプリントヘッドの概略構造を表す断面図である。
【図１５】  本発明によるプリントヘッドのさらに他の実施例における電気配線基板を取り付ける前の主要部の外観を表す斜視図である。
【図１６】図１５に示した実施例におけるプリントヘッドの外観を表す斜視図である。
【図１７】従来のプリントヘッドの概略構造を破断状態で表す断面図である。
【符号の説明】
Ｐ  プリント媒体
ｔ1  支持板の厚み
ｔ2  シリコン基板の厚み
ｈ1  ベース板の表面から封止剤受けの上端面までの高さ
ｈ2  ベース板の表面からヘッド基板の接続端子の上端までの高さ
Ｃ  支持板の開口部に対する電気配線基板の開口部のオーバーハング量
１１  シリコン基板
１２  インク通路
１３  電気熱変換体
１４  接続端子
１５  インク室
１６  吐出口
１７  上板部材
１８  インク路
１９  封止剤受け
１９ａ  溝部
１９ｂ  延在部
２０  封止剤
２１  堰部
Ｍ１０００  プリンタ本体
Ｍ１００１  下ケース
Ｍ１００２  上ケース
Ｍ１００３  アクセスカバー
Ｍ１００４  排出トレイ
Ｍ１００４ａ，Ｍ１００４ｂ  補助トレイ
Ｍ２００３  排紙ローラ
Ｍ３００１  ＬＦローラ
Ｍ３０１９  シャシー
Ｍ３０２２  自動給送部
Ｍ３０２９  搬送部
Ｍ３０３０  排出部
Ｍ４０００  プリント部
Ｍ４００１  キャリッジ
Ｍ４００２  キャリッジカバー
Ｍ４００７  ヘッドセットレバー
Ｍ４０２１  キャリッジ軸
Ｍ５０００  回復系ユニット
Ｈ１０００  ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１  プリントヘッド
Ｈ１１００  ヘッド基板
Ｈ１２００  ベース板
Ｈ１２０１  インク供給路
Ｈ１３００  電気配線基板
Ｈ１３０１  コンタクト部（外部信号入力端子）
Ｈ１３０２  開口部
Ｈ１３０３  リード端子
Ｈ１４００  支持板
Ｈ１４０１  開口部
Ｈ１５００  タンクホルダ
Ｈ１５０１  インク流路
Ｈ１６００  流路形成部材
Ｈ１７００  フィルタ
Ｈ１８００  シールゴム
Ｈ１９００  インクタンク
Ｈ１９０１  取り外し用レバー
【図１】
0004672840.tif 000002
【図２】
0004672840.tif 000003
【図３】
0004672840.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004672840.tif 000006
【図６】
0004672840.tif 000007
【図７】
0004672840.tif 000008
【図８】
0004672840.tif 000009
【図９】
0004672840.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004672840.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004672840.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004672840.tif 000016
【図１６】
0004672840.tif 000017
【図１７】
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