(57)【要約】【課題】ベース部材を製造するときの湿度が高い場合でも、ヘッド本体を接着させる接着剤を乾燥させるときにベース部材の寸法が変わらないようにする。【解決手段】液体噴射装置の本体から入力される信号に従って動作し液体を噴射するヘッド本体と、ヘッド本体を保持し、かつ液体をヘッド本体まで案内する流路部を有し、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料により成形されたベース部材とを備える。無機層状化合物は、積層面上の最長距離の平均値が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射して記録を行う液体噴射部材であって、
外部から入力される信号に従って前記液体を噴射するヘッド本体と、
前記液体を前記ヘッド本体まで案内する流路部を有するとともに前記ヘッド本体を保持し、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料により成形されたベース部材と
を備える液体噴射部材。
【請求項２】
前記無機層状化合物は、積層面上の最長距離の平均値が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、請求項１に記載の液体噴射部材。
【請求項３】
液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に用いられ、前記液体を噴射する液体噴射部材の製造方法であって、
前記液体噴射部材は、
前記液体噴射装置の本体から入力される信号に従って前記液体を外部に噴射するヘッド本体と、
前記液体を前記ヘッド本体まで案内する流路部を有するとともに前記ヘッド本体を保持するベース部材と
を備え、
エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料を用いて前記ベース部材を成形する成形ステップと、
接着剤を用いて前記ヘッド本体を前記ベース部材に接着する接着ステップと、
前記ヘッド本体を接着する前記接着剤を乾燥させる乾燥ステップと
を備える、液体噴射部材の製造方法。
【請求項４】
前記成形ステップの前に、
前記無機層状化合物を液体に拡散させることにより、前記無機層状化合物を形成する層を互いに剥離させて積層数を少なくさせる拡散ステップと、
前記無機層状化合物が拡散した液体を蒸発させ、積層数を少なくした前記無機層状化合物を得る蒸発ステップと、
前記蒸発ステップで得た前記無機層状化合物を破砕する破砕ステップと、
前記エポキシ樹脂に前記破砕ステップで破砕された前記無機層状化合物を混練して前記層状化合物混練材料を製造する混練ステップと
を更に備える、請求項３に記載の液体噴射部材の製造方法。
【請求項５】
被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置であって、
前記液体噴射装置の本体から入力される信号に従って前記液体を噴射するヘッド本体と、
前記ヘッド本体を保持し、かつ前記液体を前記ヘッド本体まで案内する流路部を有し、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料により成形されたベース部材と
を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射部材、液体噴射部材の製造方法、及び液体噴射装置に関する。特に本発明は、製造後の寸法が安定している液体噴射部材、液体噴射部材の製造方法、及び液体噴射部材を用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、液体噴射部材の一例である記録ヘッドからインクを噴射することにより、記録用紙等の被記録物に記録を行う。記録ヘッドは、Ｓｉ基板に形成されていてインクを噴射するヘッド本体と、ヘッド本体が下面に接着されるベース部材を有する。ヘッド本体の位置は、ベース部材を基準に決められる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５３９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット式記録装置が精度よく目的の位置で液体を噴射するためには、ヘッド本体の位置を精度よく決める必要がある。ヘッド本体の位置精度を高めるには、ベース部材の製造後の寸法を安定させる必要がある。このためベース部材はエポキシ樹脂で成形されている。ところでエポキシ樹脂は吸湿性を有するため、ベース部材を製造するときの湿度が高い場合、ベース部材は水分を含んだ状態で成形される。しかしヘッド本体とベース部材とを接着する接着剤を乾燥させるときに、エポキシ樹脂から水分が蒸発していくため、ベース部材の寸法が変わる場合がある。このため、ベース部材を製造するときの湿度が高い場合でも、接着剤を乾燥させるときにベース部材の寸法が変わらないようにする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の形態によると、液体を噴射して記録を行う液体噴射部材であって、外部から入力される信号に従って液体を噴射するヘッド本体と、液体をヘッド本体まで案内する流路部を有するとともにヘッド本体を保持し、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料により成形されたベース部材とを備える液体噴射部材を提供する。ベース部材を形成する材料にはエポキシ樹脂に無機層状化合物が混練されているため、エポキシ樹脂から水分が蒸発した場合でも、無機層状化合物からエポキシ樹脂に水分が供給される。このため、エポキシ樹脂の含水率は変化しにくい。従ってベース部材の寸法は安定する。
【０００６】
無機層状化合物は、積層面上の最長距離の平均値が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の場合、エポキシ樹脂の中でよく分散する。従ってベース部材の寸法はさらに安定する。
【０００７】
本発明の第２の形態は、液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に用いられ、液体を噴射する液体噴射部材の製造方法であって、液体噴射部材は、液体噴射装置の本体から入力される信号に従って液体を外部に噴射するヘッド本体と、液体をヘッド本体まで案内する流路部を有するとともにヘッド本体を保持するベース部材とを備え、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料を用いてベース部材を成形する成形ステップと、ヘッド本体をベース部材に接着剤を用いて接着する接着ステップと、ヘッド本体を接着する接着剤を乾燥させる乾燥ステップとを備える、液体噴射部材の製造方法を提供する。本形態によれば、ヘッド本体を接着する接着剤を乾燥させるときにエポキシ樹脂から水分が蒸発した場合でも、無機層状化合物からエポキシ樹脂に水分が供給される。このため、エポキシ樹脂の含水率は変化しにくい。従ってベース部材の寸法は安定する。
【０００８】
第２の形態において、成形ステップの前に、無機層状化合物を液体に拡散し、無機層状化合物を互いに剥離させて積層数を少なくさせる拡散ステップと、無機層状化合物が拡散した液体を蒸発させて積層数を少なくした無機層状化合物を得る蒸発ステップと、蒸発ステップで得た無機層状化合物を破砕する破砕ステップと、エポキシ樹脂に破砕ステップで破砕された無機層状化合物を混練して層状化合物混練材料を製造する混練ステップとを更に有してもよい。この場合、無機層状化合物の積層数は少ないため、エポキシ樹脂の中でよく分散する。従ってベース部材の寸法はさらに安定する。
【０００９】
本発明の第３の形態は、被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置であって、液体噴射装置の本体から入力される信号に従って液体を噴射するヘッド本体と、ヘッド本体を保持し、かつ液体をヘッド本体まで案内する流路部を有し、エポキシ樹脂と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料により成形されたベース部材とを備える液体噴射装置を提供する。第３の形態によれば、第１の形態と同様の効果を得ることができる。
【００１０】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態を利用しているインクジェット式記録装置１０を、カバーを外した状態で示す斜視図であり、図２はインクジェット式記録装置１０が有するインク供給系の斜視図である。図１及び図２に示すように、インクジェット式記録装置１０は、記録用紙などの被記録物１１の上を主走査方向に往復移動するキャリッジ４２、キャリッジ４２に載置されている記録ヘッドユニット３００、互いに異なる色のインクを収容している複数のインクカートリッジ４００、複数のインクカートリッジ４００をインクジェット式記録装置１０の本体に脱着可能に固定するカートリッジホルダー２００、及びカートリッジホルダー２００と記録ヘッドユニット３００を連結する長尺状の液体導通材１００を備える。インクカートリッジ４００に収容されているインクは、カートリッジホルダー２００及び液体導通材１００を介して記録ヘッドユニット３００に供給される。記録ヘッドユニット３００は、キャリッジ４２とともにガイドシャフト４８に沿って往復移動しつつ、インクを被記録物１１に噴射して記録を行う。
【００１３】
図３は、記録ヘッドユニット３００の分解斜視図である。記録ヘッドユニット３００は、連結部材３０２、ベース部材３０４、及びヘッド本体３０６を有する。ヘッド本体３０６は、インクジェット式記録装置１０の本体から入力される信号に従ってインクを図２に示した被記録物１１に噴射する。
【００１４】
連結部材３０２は、連結基材３１０及び連結基材３１０の一面に溶着されている封止フィルム３２０を有する。連結基材３１０は、液体導通材１００に連結して複数のインクを個別に受け入れる導通材連結部３１２、ベース部材３０４に連結して複数のインクを個別にベース部材３０４に供給するヘッド側連結部３１４、及び導通材連結部３１２が受け入れた複数のインクをそれぞれ個別にヘッド側連結部３１４まで案内する複数の流路溝部３１６を有する。流路溝部３１６は封止フィルム３２０により封止されている。封止フィルム３２０は、導通材連結部３１２と重なる部分に、導通材連結部３１２を液体導通材１００に連結させるために孔部３２２を有する。
【００１５】
ベース部材３０４は、図２に示した被記録物１１と対向する面である下面に、インクを噴射するヘッド本体３０６が接着されている。またベース部材３０４は、上面に連結部材３０２が取り付けられる。ベース部材３０４は、連結部材３０２が供給するインクをベース部材３０４に案内するために、ヘッド側連結部３１４に対向する部分に、上面から下面に貫通する孔部３１８を、インクの流路部として有する。
【００１６】
インクジェット式記録装置１０が精度よく記録を行うためには、被記録物１１に対してヘッド本体３０６を正確に位置決めする必要がある。このため、ベース部材３０４は正確に成形され、かつ成形後の寸法が安定する必要がある。従ってベース部材３０４はエポキシ樹脂によって成形されている。ところでエポキシ樹脂は吸湿性があるため、製造するときの湿度が高い場合、ベース部材３０４は成形直後は乾燥状態であるが製造工程の湿度により吸湿する。この場合、製造工程における乾燥Ｓ１６０を行うことで、ベース部材３０４の寸法が変わる場合がある。
そこで、本実施形態においてベース部材３０４は、エポキシ樹脂にシリカ及び無機層状化合物を混練した層状化合物混練材料によって成形されている。層状化合物混練材料にはシリカが多量に混練されているためエポキシ樹脂のポリマー量が少なく、ベース部材３０４を成形する時及び製造工程を流動する過程において吸湿しにくい。また層状化合物混練材料には無機層状化合物が混練されているが、無機層状化合物は保水性が高いため、接着工程における乾燥環境下にあっても、無機層状化合物からエポキシ樹脂に水分が供給される。また、加湿環境下においてはポリマーよりも無機層状鉱物の吸水率が高いため直接的にエポキシ樹脂に与える吸湿影響は少ない。このように、無機層状鉱物が空気中の水分とベース部材３０４の間にあって緩衝材となり相互の水分バランスを整える構造を有するためエポキシ樹脂の含水率は変化しにくい。従ってベース部材３０４の寸法は安定する。また無機層状化合物を混練することにより熱が内部に伝わりにくくなる為、インクジェット式記録装置１０の動作時にインクジェット式記録装置１０の本体が熱を発生した場合でも、ベース部材３０４の寸法は変化しにくい。また無機層状化合物を混練しない場合と比べ、ベース部材３０４の剛性は高くなる。
【００１７】
無機層状化合物は、好ましくはスクメタイトの一例であるモンモリロナイトであるが、その他のスクメタイト、マイカ、バーミキュライト、ハロサイト、又はこれらの合成類似物であってもよい。またシリカと無機層状化合物は、合計で層状化合物混練材料に対して例えば９０重量％以上混練される。
【００１８】
また、インクジェット式記録装置１０にインクカートリッジ４００を最初に装着したとき、エポキシ樹脂を含むベース部材３０４がインクを吸収する可能性がある。しかし本実施形態においてはベース部材３０４のエポキシ樹脂はシリカが混練されており、かつ予め無機層状化合物から水分が供給されているので、吸水しにくい。このため、ベース部材３０４が最初に吸収するインクの量は少ない。従って、記録に用いられるインクの量は、エポキシ樹脂に無機層状化合物を混練しない場合と比べて例えば１０％増える。
【００１９】
また、ベース部材３０４は、無機層状化合物を混練したエポキシ樹脂により成形されているため、インクの溶媒や大気を通しにくい。このためインクの溶媒が蒸発してインクが増粘したり、大気がインクに溶解して気泡を発生させることは少ない。従ってインクジェット式記録装置１０において、液体の噴射不良を起こしにくい。
【００２０】
図４は、ベース部材３０４に用いられる層状化合物混練材料の製造工程を説明するフローチャートである。まず、無機層状化合物を有機溶媒に混ぜる（Ｓ２０）。このとき無機層状化合物の各層の間には溶媒の分子が進入するため、積層している層は互いに剥離する。このため無機層状化合物の厚さは、例えば平均で１ｎｍ前後になる。そして無機層状化合物が混ぜられた溶媒を薄く引き延ばし（Ｓ３０）、乾燥し、シート状の無機層状化合物を得る（Ｓ４０）。シート状の無機層状化合物を破砕して層状の小片にする（Ｓ５０）。このとき、無機層状化合物の各小片において、積層面に平行な面における最大距離の平均値を２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下にする。そして粒径を細かくした無機層状化合物、及びシリカを、例えば溶融したオルソークレゾールノボラック型エポキシ樹脂に混練し（Ｓ６０）、平板状に成形する（Ｓ７０）。これを粉砕し（Ｓ８０）、成形原材料が完成する。このとき無機層状化合物は、薄くかつ粒径が細かくなっているため、エポキシ樹脂の中でよく分散する。
【００２１】
図５は、記録ヘッドユニット３００の製造工程を説明するフローチャートである。まず層状化合物混練材料のペレットを準備する（Ｓ１１０）。そしてペレットを溶融し（Ｓ１２０）、金型に流し込んでベース部材３０４を射出成形する（Ｓ１３０）。そしてヘッド本体３０６を準備して、ベース部材３０４の下面又はヘッド本体３０６に接着剤を塗布し（Ｓ１４０）、ベース部材３０４の下面にヘッド本体３０６を接着する（Ｓ１５０）。その後、ベース部材３０４及びヘッド本体３０６を高温（例えば６０℃）雰囲気中に放置して、接着剤を乾燥する（Ｓ１６０）。このとき、ベース部材３０４を形成するエポキシ樹脂から水分が蒸発する。しかしベース部材３０４を形成するエポキシ樹脂には無機層状化合物が混練されているため、エポキシ樹脂から水分が蒸発しても、無機層状化合物から水分が供給されるため、エポキシ樹脂の含水率は変化しにくい。このため、ベース部材３０４は接着剤を乾燥するときに寸法が変化しにくい。特に無機層状化合物はエポキシ樹脂でよく分散していて特定の場所に偏っていないため、ベース部材３０４の寸法は特に変化しにくい。
そしてベース部材３０４に連結部材３０２を組み付ける（Ｓ１７０）。
【００２２】
以上のように、ベース部材３０４の寸法は変化しにくい為、被記録物１１に対してヘッド本体３０６の位置は変化しにくい。このためインクジェット式記録装置１０は精度よく記録を行うことができる。また最初にインクが流れたときにベース部材３０４はインクを吸収しにくい為、記録に用いられるインクの量は多い。さらにインクの溶媒や大気はベース部材３０４を透過しにくい為、インクが増粘したり、インク中に気泡が発生することは少ない。
【００２３】
また従来からシリカを混練したエポキシ樹脂を用いてベース部材３０４を射出成形で製造している場合、無機層状化合物を混練する工程が増えることを除き、従来と同じ工程で製造することができる。従って製造コストは高くならない。
【００２４】
なお、インクジェット式記録装置１０は、液体噴射装置の一例である。またインクカートリッジ４００はインク収容容器の一例であり、記録ヘッドユニット３００は液体噴射部材の一例である。しかしながら、液体噴射装置はこれに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、色材を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材（電導ペースト）を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物および試料を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。被記録物は、液体が噴射されることにより記録が行われる物であり、記録用紙の他に、ディスプレイの電極等の回路パターンが記録される回路基板、ラベルが印刷されるＣＤ−ＲＯＭ、ＤＮＡ回路が記録されるプレパラートが含まれる。
【００２５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】インクジェット式記録装置１０を、カバーを外した状態で示す斜視図
【図２】インクジェット式記録装置１０が有するインク供給系の斜視図
【図３】記録ヘッドユニット３００の分解斜視図
【図４】層状化合物混練材料の製造工程を示すフローチャート
【図５】記録ヘッドユニットの製造工程を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
１０…インクジェット式記録装置、１１…被記録物、４２…キャリッジ、４８…ガイドシャフト、１００…液体導通材、２００…カートリッジホルダー、３００…記録ヘッドユニット、３０２…連結部材、３０４…ベース部材、３０６…ヘッド本体、３１０…連結基材、３１２…導通材連結部、３１４…ヘッド側連結部、３１６…流路溝部、３１８…孔部、３２２…孔部、３２０…封止フィルム、４００…インクカートリッジ
【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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