(57)【要約】【課題】  外部配線部材の接続信頼性を向上させる。【解決手段】  液体ｉを押圧する圧力発生素子７１が設けられた第１の基板５２と、圧力発生素子７１を駆動制御する制御回路が設けられた第２の基板５３とを電気的に接続する外部配線部材５４と、液体ｉが吐出されるノズル５５ｂ及び外部配線部材５４と第１の基板５２との接続部分を外部に臨ませる窓部５５ｃとが形成されたノズルシート５５とを備え、窓部５５ｃは、樹脂材料により封止されている。この封止部５６は、吸水率が１．０ｗｔ％以下となるように樹脂材料を硬化させて形成する。【選択図】図３
2007015190.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る液体吐出ヘッドにおいて、
上記液体を押圧する圧力発生素子が設けられた第１の基板と、
上記圧力発生素子を駆動制御する制御回路が設けられた第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板とを電気的に接続する外部配線部材と、
上記液体が吐出されるノズルと、上記外部配線部材と上記第１の基板との接続部分を外部に臨ませる窓部とが形成されたノズルシートとを備え、
上記窓部は、樹脂材料により封止され、この樹脂材料によって形成された封止部は、吸水率１．０ｗｔ％以下となる樹脂材料が硬化されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
上記樹脂材料は、紫外線硬化樹脂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３】
上記圧力発生素子は、発熱抵抗体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】
上記ノズルシートは、上記ノズルが上記圧力発生素子と対向するように配置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】
更に、上記ノズルシートの上記液体が吐出される側の吐出面を保護する吐出面保護カバーが設けら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６】
液体を吐出し、対象物に着弾させることで記録を行う液体吐出装置において、
装置本体と、        
上記装置本体に設けられる液体吐出ヘッドとを備え、
上記液体吐出ヘッドは、上記液体を押圧する圧力発生素子が設けられた第１の基板と、上記圧力発生素子を駆動制御する制御回路が設けられた第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板とを電気的に接続する外部配線部材と、上記液体が吐出されるノズルと、上記外部配線部材と上記第１の基板との接続部分を外部に臨ませる窓部とが形成されたノズルシートとを有し、
上記窓部は、樹脂材料により封止され、この樹脂材料によって形成された封止部は、吸水率１．０ｗｔ％以下となる樹脂材料が硬化されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
上記樹脂材料は、紫外線硬化樹脂であ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８】
上記圧力発生素子は、発熱抵抗体であ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】
上記ノズルシートは、上記ノズルが上記圧力発生素子と対向するように配置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１０】
上記液体吐出ヘッドには、上記ノズルシートの上記液体が吐出される側の吐出面を保護する吐出面保護カバーが設けら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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力発生素子が設けられた第１の基板と圧力発生素子を駆動制御する駆動回路が設けられた第２の基板とが外部配線部材によって電気的に接続された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】
液体を吐出する液体吐出装置には、流路を経て液体を吐出口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加圧して、液室に設けられた吐出口より液体を吐出させるものがある。液体吐出装置としては、例えばインクをノズルから吐出させ、記録紙にインクを着弾させることで、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】
インクジェット型のプリンタ装置は、インクを加熱し、気泡を形成し、気泡の成長による体積の増大によってインクをノズルから押し出し、記録紙にインクを着弾させて文字や画像を印刷する。このプリンタ装置は、印刷時における騒音が小さく、高速記録が可能であり、しかも普通紙にインクを定着させるための特別な処理を必要としないといった特徴を有する。インクを吐出するインク吐出ヘッドには、インクが充填されるインク液室と、インク液室内に配置されインクを押圧する発熱抵抗体や圧電素子等の圧力発生素子が設けられた回路基板と、インクが吐出されるノズルとが設けられている。
【０００４】
例えば特許文献１に示すインク吐出ヘッドでは、図７に示すように、回路基板２００が用いられる。この回路基板２００には、電気熱変換体又は圧電素子等の圧力発生素子２０２とこの圧力発生素子２０２と電気的に接続された配線２０３とが設けられている。回路基板２００では、圧力発生素子２０２を駆動制御する駆動回路と配線２０３とがフレキシブル基板２０４によって接続され、駆動回路によって圧力発生素子２０２を駆動制御できる。圧力発生素子２０２上には、圧力発生素子２０２をインクから保護する保護膜２０５が形成されている。
【０００５】
このような回路基板２００では、図７に示すように、基板２０１の短辺方向に亘って圧力発生素子２０２が複数並設されているため、これらの圧力発生素子２０２と接続される配線２０３の引き回し領域が広くなり基板２０１が大きくなってしまう。このため、インク吐出ヘッドは、回路基板２００が大きくなるに従って大型化してしまう。また、回路基板２００では、基板２０１にシリコン（Ｓｉ）等の高価な材料を用いているため、大きくなるとコストが高くなってしまう。
【０００６】
また、回路基板２００では、フレキシブル基板２０４を配線２０３と電気的に接続するため配線２０３まで導き、フレキシブル基板２０４の端子を配線２０３と圧着、ワイヤボンディング、はんだ付け、熱圧着等で接続しなければならない。回路基板２００では、例えば電卓用のプリンタ装置やＦＡＸ用のプリンタ装置等製品毎に、圧力発生素子２０２のパターンや圧力発生素子２０２に接続されている配線２０３のパターンが異なり、電卓用のプリンタ装置では配線２０３の本数が２．５本／ｍｍで８本必要であり、ＦＡＸ用のプリンタ装置では４本／ｍｍで１６本必要である。
【０００７】
回路基板２００では、電卓用やＦＡＸ用等の製品毎にエッチング工程やスパッタ蒸着工程で用いるマスクが異なるため、エッチング工程やスパッタ蒸着工程が煩雑となり、製品の歩留まりが低下してしまう。また、この回路基板２００では、配線２０３の間隔が狭く、エッチング工程やスパッタ蒸着工程が煩雑となることで、配線２０３同士で短絡が生じやすくなる。
【０００８】
そこで、以上のような問題点を解決するものとして、図８に示すようなインク吐出ヘッド３００がある。インク吐出ヘッド３００には、少数の圧力発生素子３０２が並設された回路基板３０１が複数並設されている。このインク吐出ヘッド３００には、回路基板３０１に各圧力発生素子３０２と電気的に接続された配線３０３が設けられている。また、インク吐出ヘッド３００には、圧力発生素子３０２を制御する制御回路が形成された駆動制御部３０４に電極部３０５が設けられている。インク吐出ヘッド３００には、回路基板３０１の配線３０３と駆動制御部３０４の電極部３０５とを電気的に接続する外部配線部材３０６が設けられている。
【０００９】
このインク吐出ヘッド３００では、インクを吐出するノズル３０７ａを形成するノズルシート３０７側に外部配線部材３０６が設けられ、インクが吐出される吐出面３０７ｂ側に外部配線部材３０６が突出した状態となっている。インク吐出ヘッド３００では、吐出面３０７ｂ側に吐出している外部配線部材３０６を保護し、配線３０３や電極部３０５との接続信頼性を高めるため、外部配線部材３０６の全体及び配線３０３や電極部３０５との接続部分を樹脂材料で封止した封止部３０８を設けるようにしている。この封止部３０８は、外側から樹脂材料を注入し外部配線部材３０６の全体を覆うように形成する。また、この封止部３０８の隣接部には、インクが吐出されるノズル３０７ａが設けられている。
【００１０】
インク吐出ヘッド３００では、吐出面３０７ｂに付着した余分なインクを除去するため、インクを吸収するクリーニングローラで吐出面３０７ｂをクリーニングする。インク吐出ヘッド３００では、吐出面３０７ｂをクリーニングする際に、クリーニングローラが吐出面３０７ｂより突出した封止部３０８に接触するようになる。即ち、インク吐出ヘッド３００では、クリーニングローラが封止部３０８に接触することによって、クリーニングローラが吸い込んだインクが封止部３０８に付着してしまう。
【００１１】
このようなインク吐出ヘッド３００では、長時間にわたり、インクが封止部３０８の表面に付着することで、インクが封止部３０８に浸入し、外部配線部材３０６と配線３０３や電極部３０５との電気的接続に異常をきたす虞がある。インク吐出ヘッド３００では、駆動制御部３０４に異常が生じると、動作不能となってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特公平６−４３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、圧力発生素子が設けられた第１の基板と圧力発生素子を制御する制御回路が設けられた第２の基板とを接続する外部配線部材と第１の基板との接続信頼性を向上させることができ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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成する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、液体を押圧する圧力発生素子が設けられた第１の基板と、圧力発生素子を駆動制御する制御回路が設けられた第２の基板と、第１の基板と上記第２の基板とを電気的に接続する外部配線部材と、液体が吐出されるノズルと、外部配線部材と第１の基板との接続部分を外部に臨ませる窓部とが形成されたノズルシートとを備え、窓部は、樹脂材料により封止され、この樹脂材料によって形成された封止部は、吸水率１．０ｗｔ％以下となる樹脂材料が硬化されていることを特徴とする。
【００１５】
また、上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、上記液体吐出ヘッドを備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、圧力発生素子が設けられた第１の基板と圧力発生素子を制御する制御回路が設けられた第２の基板とを接続する外部配線部材の第１の基板との接続部分を外部に臨ませる窓部を封止する封止部を硬化物の吸水率が１．０ｗｔ％以下となる樹脂材料で形成することによって、水分等が樹脂材料に付着しても封止部内に水分等が浸入することを防止できる。これにより、本発明では、水分等から封止部の内部に存在する外部配線部材を保護し、外部配線部材と第１の基板との接続信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した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に示すプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向に液体であるインクｉを吐出するインク吐出口（ノズル）が略ライン状に並設された、いわゆるライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐに対してインクｉを吐出することで、文字データや画像データ等に基づいたインクドットからなる画像や文字等を記録する。
【００１８】
このプリンタ装置１は、液体吐出ヘッドとなるヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体となるプリンタ本体３とを備える。プリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２が消耗品として取り扱われており、プリンタ本体３に対してヘッドカートリッジ２が着脱可能とされることによって、容易に交換が可能となっている。
【００１９】
先ず、ヘッドカートリッジ２について説明する。このヘッドカートリッジ２は、インクｉを吐出する吐出口であるノズルを記録紙Ｐの幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタヘッドである。
【００２０】
このヘッドカートリッジ２は、図１及び図２に示すように、インクｉを収容するインクタンク１１が装着されるカートリッジ本体１２を備え、このカートリッジ本体１２には、カラー印刷に対応して、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色からなるインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋ（以下、インクタンク１１ともいう）が着脱される。インクタンク１１に収容されるインクｉは、例えば色素となる水溶性染料や、各種顔料等といった着色剤と、この着色剤を分散させる溶媒と、界面活性剤とを含有している。
【００２１】
インクタンク１１は、図２及び図３に示すように、インクｉを収容するインク収容部２１と、インク収容部２１内のインクｉをカートリッジ本体１２へと送り出すインク送出部２２とを有する。
【００２２】
インク収容部２１は、インクタンク１１の内部に設けられたインクｉを収容する収容空間を形成し、底面部の略中央部にはインク送出部２２が下方に向かって突出して設けられている。また、インク収容部２１には、上面中央部に外部の空気を取り込む際の孔となる外部連通孔２３が設けられている。インク収容部２１は、この外部連通孔２３から内部に向かって延長して設けられた図示しない導入管を介して、内部に空気が取り込むことができる。
【００２３】
一方、インクタンク１１が装着されるカートリッジ本体１２は、図２及び図３に示すように、上述した各色に対応したインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着されるタンク装着部３１と、インクｉを吐出する吐出部３２とを有している。
【００２４】
カートリッジ本体１２のタンク装着部３１は、図２に示すように、記録紙Ｐの幅に対応して全体略直方体状であり、各インクタンク１１を収納するのに十分な深さで形成された凹部である。タンク装着部３１には、底面部に装着位置を区割りする複数の隔壁４１が設けられ、この隔壁４１の間にインクタンク１１が装着される。
【００２５】
吐出部３２は、図３に示すように、インクタンク１１からインクｉを吐出面５５ａ側に供給する流路を形成する流路板５１と、この流路板５１の吐出面５５ａ側に取り付けられる第１の基板５２と、第１の基板５２と電気的に接続される第２の基板５３と、第１の基板５２と第２の基板５３とを接続する外部配線部材５４と、インクｉが吐出されるノズル５５ｂが形成されたノズルシート５５とを備える。また、吐出部３２には、流路板５１、第１の基板５２、第２の基板５３、ノズルシート５５を位置決めするために、各色毎に開口部５７ａが形成されたフレーム５７が設けられている。また、また、吐出部３２には、第１の基板５２と流路６１を挟んで対向する位置にダミー基板５２ａが設けられている。吐出部３２では、フレーム５７にノズルシート５５を貼合わせ、フレーム５７の開口部５７ａに流路板５１と、第１の基板５２と、ダミー基板５２ａと、第２の基板５３とを挿入して組み立てられる。
【００２６】
流路板５１は、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有する材料で形成される。流路板５１は、後述する各色ノズル５５ｂにインクｉが供給されるように、ノズル５５ｂが並設されている記録紙Ｐの幅方向に記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略ライン状に形成されている。流路板５１には、内部にインクタンク１１から供給されたインクｉを吐出面５５ａ側に導く流路６１と、第１の基板５２と対向する位置でインクｉを保持するインク液室６２とが設けられている。
【００２７】
流路６１には、インクｉが吐出された際にインクｉが吐出される側に発生する負圧によって開放され、インクタンク１１のインク収容部２１から吐出面５５ａ側にインクｉを供給する図示しない弁機構が設けられている。この弁機構は、インクタンク１１のインク収容部２１から吐出部３２へインクｉが供給され吐出部３２側の圧力が定常状態に戻ると閉塞して、インク収容部２１から吐出部３２側にインクｉを供給することを停止する。
【００２８】
流路６１に連続して設けられたインク液室６２は、記録紙Ｐの幅に相当する長さに形成され、インクｉを加圧する加圧空間を形成している。また、流路板５１には、流路６１のインクタンク１１側に設けられ、インクタンク１１のインク送出部２２に嵌合される接続部６３が設けられている。流路板５１では、接続部６３がインク送出部２２に嵌合されることで、インクタンク１１からインクｉが供給されるようになる。
【００２９】
第１の基板５２は、流路板５１のインク液室６２が形成されている側に配置され、吐出面５５ａと対向する面に発熱抵抗体７１と、この発熱抵抗体７１に駆動電流や制御電流を供給する図示しない配線とが設けられている。第１の基板５２は、例えばガラスやシリコン、セラミック等の材料で形成されている。
【００３０】
発熱抵抗体７１は、後述する第２の基板５３に設けられた制御回路により電流の供給が制御されて発熱する。発熱抵抗体７１は、発熱することによってインク液室６２内のインクｉを加熱して気泡を発生させ、発生した気泡でインク液室６２内のインクｉを押圧し、ノズル５５ｂからインクｉを液滴の状態で吐出させる。
【００３１】
配線は、例えばアルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、ハフニウム、ジルコン、バナジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ等の金属材料により蒸着等で形成されている。配線には、後述する外部配線部材５４と接続するための接続部が形成されている。この接続部は、配線上に金、銀−白金又は銀−パラジウム合金を鍍金、スクリーン印刷、蒸着等の方法で形成する。また、配線上には、配線を保護する保護層を形成するようにしてもよい。
【００３２】
ダミー基板５２ａは、第１の基板５２と同様に、例えばガラスやシリコン、セラミック等の材料で形成されている。このダミー基板５２ａには、発熱抵抗体７１や配線が設けられていない。
【００３３】
第２の基板５３は、プリンタ配線基板であり、発熱抵抗体７１を駆動制御するための制御信号を第１の基板５２に供給する制御回路や第１の基板５２と電気的に接続するための配線部等が実装されている。この第２の基板５３は、第１の基板５２と外部配線部材５４で電気的に接続されている。
【００３４】
第１の基板５２と第２の基板５３とを接続する外部配線部材５４は、一端部５４ａが第１の基板５２の配線の一部を構成する接続部に接続され、他端部５４ｂが第２の基板５３の例えば回路パターンの一部を構成する接続部に接続され、第１の基板５２と第２の基板５３とを電気的に接続する。この外部配線部材５４は、絶縁性の樹脂からなる樹脂層５４ｃを貫通して設けられており、第１の基板５２及び第２の基板５３と接続される一端部５４ａ及び他端部５４ｂは、樹脂層５４ｃで覆われず露出している。外部配線部材５４としては、例えば金線やアルミニウム線、アルミニウム−シリコン線等を用いる。外部配線部材５４は、第１の基板５２と接続されている側の一端部５４ａが吐出面５５ａ側に湾曲に曲げられて接続されている。
【００３５】
ノズルシート５５は、ニッケル等を主成分とする電解めっきにより形成されている。ヘッドカートリッジ２は、ノズル５５ｂが記録紙Ｐの幅方向に並設されたライン型であるため、ノズルシート５５の大さきは約５０ｍｍ×２４０ｍｍであり、厚さが約１３μｍである。ノズルシート５５には、吐出面５５ａに向かって縮径され、且つ吐出面５５ａ側の口径が２０μｍ程度のノズル５５ｂが形成されている。またノズルシート５５は、インク液室６２の壁面の一部を構成するフィルム５８を挟んで流路板５１や第１の基板５２と対向配置される。
【００３６】
また、ノズルシート５５には、外部配線部材５４の一端部５４ａを外部に臨むように形成した窓部５５ｃが形成されている。この窓部５５ｃは、外部配線部材５４の一端部５４ａ及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分を覆い、窓部５５ｃを封止する樹脂材料を注入するための注入口となる。この窓部５５ｃを封止した封止部５６は、外部配線部材５４の一端部５４ａ、及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２の配線の一部を構成する接続部との接続部分を保護するためのものであり、外側に向かって湾曲した外部配線部材５４の一端部５４ａを樹脂材料で完全に被覆するため吐出面５５ａよりわずかに突出して形成されている。
【００３７】
封止部５６は、注入した樹脂材料を硬化させた硬化物で形成されている。封止部５６に用いる樹脂材料としては、特に限定されないが、耐摩耗性や絶縁性を有する合成樹脂材料等が用いられ、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂のうちエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂、又はガラス等である。
【００３８】
アクリル系樹脂としては、例えば紫外線硬化樹脂のＥＸ０４−０２６１−３（株式会社  アセック）、Ｕ−１５４２（株式会社  ケラミック）、ＷＲ８８４０（株式会社  協立化学）、ＴＲ３０５２Ｄ（株式会社  スリーボンド）等が用いられる。
【００３９】
封止部５６に用いる樹脂材料は、硬化させた硬化物の吸水率１．０ｗｔ％以下である。ここで、吸水率は、ＪＩＳ  Ｋ−７２０９に準拠した値であり、硬化物を沸騰水に１時間浸漬後、硬化物の吸水量を測り、この吸水量を浸漬前の硬化物の重量に対する比率で表したものである。
【００４０】
封止部５６は、吸水率が１．０ｗｔ％以下であることから、インクｉや水分が浸入せず、吐出部５６の内部にインクｉや水分が浸入することを防止できる。また、封止部５６は、内部に存在する外部配線部材５４の一端部５４ａや外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分に過剰な圧力が加わることを防止できる。
【００４１】
以上のような構成からなる吐出部３２は、ノズルシート５５がフレーム５７によって支持され、開口部５７ａ内のノズルシート５５上に、ノズル５５ａと発熱抵抗体７１とが対向するように第１の基板５２がフィルム５８を介して積層される。また、吐出部３２は、第１の基板５２と流路６１を挟んで対向する位置にダミー基板５２ａがフィルム５８を介してノズルシート５５上に積層される。第１の基板５２上には、流路板５１が接着される。また、第１の基板５２は、流路板５１上に設けられた第２の基板５３と外部配線部材５４で接続される。
【００４２】
次に、吐出部３２の組み立て方法を説明する。先ず、ノズルシート５５上に、色毎に設けた略ライン状に並設された複数のノズル５５ｂがフレーム５７の色毎に設けた開口部５７ａと対向するようにフレーム５７を載せ、ノズルシート５５とフレーム５７とを接着剤を介して貼り合わせる。次に、フレーム５７の開口部５７ａ内のノズルシート５５上には、第１の基板５２とノズルシート５５との間にフィルム５８を介在させ、外部配線部材５４で接続した第１の基板５２及び第２の基板５３を挿入する。また、フレーム５７の開口部５７ａ内のノズルシート５５上には、第１の基板５２と流路６１を挟んで対向する位置に、ダミー基板５２ａをフィルム５８を介して挿入する。第１の基板５２及びダミー基板５２ａは、フィルム５８を熱硬化させることにより、ノズルシート５５上に固定される。次に、第１の基板５２及びダミー基板５２ａ上に、流路板５１を接着剤で固定する。次に、ノズルシート５５の窓部５５ｃから外部に臨んでいる外部配線部材５４の一端部５４ａ、及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分を覆い、窓部５５ｃを封止する樹脂材料をこの窓部５５ｃから注入し、樹脂材料を硬化させて封止部５６を形成する。
【００４３】
吐出部３２では、ノズルシート５５上に第１の基板５２やダミー基板５２ａ、第２の基板５３等を組み合わせていくため、ノズルシート５５の窓部５５ｃから封止部５６を形成するための樹脂材料を注入しなければならない。また、吐出部３２では、外側に向かって湾曲した外部配線部材５４の一端部５４ａを樹脂材料で完全に被覆するため、封止部５６は、吐出面よりわずかに突出して形成されてしまう。例えば、封止部５６は、吐出面５５ａから高さ３００μｍ程度突出して形成される。封止部５６には、吐出面５５ａに付着したインクｉを除去する後述するクリーニングローラ８３が接触する。
【００４４】
このような構成からなる吐出部３２では、発熱抵抗体７１が駆動回路により駆動制御され、選択された発熱抵抗体７１に対して例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流が供給される。これにより、発熱抵抗体７１が急速に加熱される。吐出部３２では、図４（Ａ）に示すように、発熱抵抗体７１と接するインク液室６２内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、図４（Ｂ）に示すように、このインク液室６２内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押し退けられたインクｉが液滴の状態になってノズル５５ｂより吐出される。インクｉの液滴が吐出された後は、流路６１を通してインクｉがインク液室６２に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
【００４５】
吐出部３２では、インクｉの液滴を吐出する際に、インク液滴だけではなく、インクサテライトといわれる微小なインクｉも吐出され、この微小なインクｉが吐出面５５ａや封止部５６に付着する。吐出部３２では、封止部５６にインクｉが付着しても、封止部５６を形成する樹脂材料の硬化物の吸水率が１．０ｗｔ％以下であるため、インクｉが封止部５６の内部に浸入することを防止できる。吐出部３２では、封止部５６の内部にインクｉが浸入することが防止できることによって、外部配線部材５４の一端部５４ａ及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分がインクｉによって腐食されることを防止でき、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が維持される。これにより、吐出部３２では、発熱抵抗体７１を適切に制御してインクｉを吐出することができる。
【００４６】
カートリッジ本体１２には、図２及び図５に示すように、吐出部３２のインクｉが吐出される吐出面５５ａに付着した余分なインクｉを除去し、上述した吐出面５５ａを保護する吐出面保護カバー８１が設けられている。
【００４７】
この吐出面保護カバー８１には、長辺方向の両側に上方に向かって突出し、且つ先端が外側に向かって略直角に折り曲げられてなる一対のガイド片８２と、吐出面５５ａに付着したインクｉを吸収するクリーニングローラ８３とを有する。ガイド片８２は、カートリッジ本体１２の吐出面５５ａ側に設けられた一対のガイド溝１２ａに係合されることで、吐出面５５ａに対して吐出面保護カバー８１を略平行移動可能に保持する。吐出面保護カバー８１は、プリンタ本体３に設けられた図示しないカバー開閉機構により図２及び図５中矢印Ａ方向に移動され、印刷前にはカートリッジ本体１２の底面部から外され、印刷後にはカートリッジ本体１２の底面部に嵌合される。
【００４８】
クリーニングローラ８３は、図２に示すように、例えば略円柱棒状であり、樹脂等で形成され、連続気泡が形成された吸収体である。クリーニングローラ８３は、インクｉを吐出して印刷を行う前には吐出面保護カバー８１がカートリッジ本体１２の底面部から外れる際に吐出面５５ａに接しながら略平行に図５中矢印Ａ方向に移動することによって吐出面５５ａに付着している余分なインクｉを吐出面５５ａから吸い取り、吐出面５５ａをクリーニングする。印刷後は、吐出面保護カバー８１がカートリッジ本体１２の底面部に嵌め合わされる際に、クリーニングローラ８３が吐出面５５ａに接しながら略平行に図４中矢印Ａ方向に移動することで吐出面５５ａをクリーニングする。クリーニングローラ８３が吐出面５５ａをクリーニングする際には、吐出面５５ａよりインクｉが吐出される側に突出している封止部５６を押圧し、クリーニングローラ８３が封止部５６に接する。
【００４９】
吐出部３２では、吐出面５５ａが吐出面保護カバー８１で閉塞されると、インクｉ中に含まれている水分等により、吐出面保護カバー８１内の湿度が８０％ほどになり、湿度が高くなる。吐出部３２では、吐出面５５ａが吐出面保護カバー８１で閉塞され、吐出面保護カバー８１の内部の湿度が高くなり、水分が吐出面５５ａに露出している封止部５６に付着しても、封止部５６を形成する樹脂材料の硬化物の吸水率が１．０ｗｔ％以下であるため、水分が封止部５６の内部に浸入することを防止できる。吐出部３２では、封止部５６の内部に存在する外部配線部材５４の一端部４５ａや外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５３との接続部分が水分により腐食することを防止できる。
【００５０】
また、吐出部３２では、吐出面５５ａをクリーニングする際に、クリーニングローラ８３が封止部５６に接し、クリーニングローラ８３に付着しているインクｉが封止部５６に付着しても封止部５６内部へインクｉが浸入することを防止できる。これにより、吐出部３２では、封止部５６の内部に設けられた外部配線部材５４の一端部５４ａ、及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分がインクｉにより腐食することを防止できる。
【００５１】
これらのことから、吐出部３２では、水分やインクｉによって封止部５６の内部に存在する外部配線部材５４と第１の基板５２との電気的な接合に異常をきたすことを防止できる。これにより、吐出部３２では、外部配線部材５４と第１の基板５２との電気的接続が維持され、外部配線部材５４と第１の基板５２との接続信頼性が向上することによって、第１の基板５２と発熱抵抗体７１を制御する制御回路が設けられた第２の基板５３との電気的接続が維持され、発熱抵抗体７１が動作不能になることを防止することができる。
【００５２】
また、吐出部３２では、吐出面５５ａをクリーニングする際に、吐出面５５ａにクリーニングローラ８３が接するが、封止部５６により外部配線部材５４の一端部５４ａ、及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分が保護されているので、外部配線部材５４の一端部５４ａ及び第１の基板５２との接続部分に過剰な圧力が加わることを防止できる。これにより、吐出部３２では、クリーニングローラ８３から圧力が加わっても、外部配線部材５４が断線したり、第１の基板５２から外れることを防止できる。
【００５３】
次に、以上のように構成されるヘッドカートリッジ２が装着されるプリンタ本体３について説明する。このプリンタ本体３は、図１及び図６に示すように、内部への塵埃等の浸入を防ぐために、上部筐体９１ａと下部筐体９１ｂとから構成される外筐９１の内部に組み付けられた構造を有している。このプリンタ本体３において、上部筐体９１ａは、下部筐体９１ｂ内に設けられた支軸９２が軸支され、下部筐体９１ｂに対して開閉可能となっている。
【００５４】
外筐９１の前面には、図１に示すように、記録紙Ｐの給排紙が行われる給排紙口９３が設けられている。そして、この給排紙口９３には、印刷前の記録紙Ｐを収納する収納トレイ９４が設けられ、この収納トレイ９４上に印刷後の記録紙Ｐが排紙される排紙トレイ９５が設けられている。
【００５５】
上部筐体９１ａには、図１に示すように、上述したヘッドカートリッジ２が装着されるヘッド装着部９６が設けられている。このヘッド装着部９６にヘッドカートリッジ２が装着された際には、ヘッドカートリッジ２の吐出面５５ａが、後述する下部筐体９１ｂ内の印刷位置に臨むことになる。上部筐体９１ａの前方の上面部には、各種操作を行うための操作ボタン９７や、印刷状態等を表示するための表示パネル９８等が設けられている。
【００５６】
さらに、上部筐体９１ａの上面部には、図１及び図２に示すように、ヘッドカートリッジ２がヘッド装着部９６に装着されたときに、ヘッド装着部９６に対してヘッドカートリッジ２を着脱可能に保持するヘッドカートリッジ保持機構９９が設けられている。このヘッドカートリッジ保持機構９９は、ヘッドカートリッジ２に設けられたつまみ９９ａを上部筐体９１ａの外周部に設けられた係止孔９９ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することにより、上部筐体９１ａに対してヘッドカートリッジ２を位置決めして保持、固定できるようにする。これにより、カートリッジ本体１２の吐出面５５ａと、後述する搬送ベルト１１５によって印刷位置に搬送された記録紙Ｐの主面とを互いに平行且つ所定の間隔をもって対向配置することができる。
【００５７】
一方、下部筐体９１ｂの内部には、図６に示すように、記録紙Ｐをヘッドカートリッジ２まで供給し、ヘッドカートリッジ２によって印刷が行われた記録紙Ｐを外部に排出する給排紙機構１０１が設けられている。具体的に、給排紙機構１０１は、収納トレイ９４から記録紙Ｐを給紙する給紙部１０２と、この給紙部１０２により給紙された記録紙Ｐを印刷位置へと搬送する搬送部１０３と、この搬送部１０３により搬送された記録紙Ｐを排紙する排紙部１０４とによって構成され、これらの部位が下部筐体９１ｂ内の図示しないフレーム等に組み付けられている。
【００５８】
プリンタ装置１は、印刷データに基づいて、以下のように動作して印刷を行う。先ず、プリンタ装置１では、プリンタ本体３に設けられている操作ボタン９０の操作により、吐出面保護カバー８１がプリンタ装置１の前面側に移動し、ヘッドカートリッジ２の吐出面５５ａを開放する。これにより、プリンタ装置１では、インクｉを吐出して、印刷することができるようになる。プリンタ装置１では、吐出面保護カバー８１を前面側に移動する際に、クリーニングローラ８３で吐出面５５ａに付着しているインクｉを吸収し、吐出部３２の吐出面５５ａをクリーニングする。
【００５９】
次に、プリンタ装置１では、給排紙機構１０１を駆動し、図６中矢印Ｂ１方向に回転する給紙ローラ１１１で収納トレイ９４に収納されている記録紙Ｐを引き出し、図６中矢印Ｂ２，Ｂ３方向に回転する一対の分離ローラ１１２ａ，１１２ｂで記録紙Ｐを一枚だけプリンタ本体３内に送り出す。プリンタ装置１は、収納トレイ９４より送り出された記録紙Ｐを図６中Ｃ方向に回転している反転ローラ１１３でプリンタ本体３の前面側へと送り出す。プリンタ装置１では、前面側へ送り出した記録紙Ｐを吐出面５５ａと対向する位置に設けられ、一対のプーリ１１４ａ、１１４ｂによって、図６中矢印Ｄ方向に回転する搬送ベルト１１５上に搬送し、この搬送ベルト１１５と並設されたプラテン板１１７で記録紙Ｐを吐出面５５ａと対向するように支持する。
【００６０】
次に、プリンタ装置１は、印刷データに基づいて、ヘッドカートリッジ２の吐出部３２に設けられた第２の基板５３の制御回路が外部配線部材５４を介して、第１の基板５２に設けられている発熱抵抗体７１を駆動制御し、選択された発熱抵抗体７１でインクｉを加熱してインクｉをノズル５５ａより吐出する。なお、プリンタ装置１では、印刷動作の合間にも吐出面５５ａをクリーニングローラ８３でクリーニングしてもよい。
【００６１】
次に、プリンタ装置１は、印刷終了後、搬送ベルト１１５を駆動して、記録紙Ｐを搬送ベルト１１５と拍車１１６との間から、プリンタ本体３の前面側へと送り出し、給排紙口９３から蓋トレイ９５上に排紙する。
【００６２】
次に、プリンタ装置１は、吐出面保護カバー８１をプリンタ本体の背面側に移動させながら、吐出面５５ａをクリーニングローラ８３でクリーニングし、吐出面５５ａを閉塞し、印刷動作が終了する。
【００６３】
以上の印刷動作を行うプリンタ装置１では、インクｉを液滴の状態で吐出して印刷を行う際に、インク液滴だけではなく、微少なインク、いわゆるインクサテライトも吐出されて、吐出面５５ａにこのインクサテライトが付着するが、第１の基板５２と外部配線部材５４の一端部５４ａとの接続部分を外部に臨ませる窓部５５ｃを封止する封止部５６を形成する樹脂材料の硬化物が吸収率１．０ｗｔ％以下である。これにより、プリンタ装置１では、インクサテライトが封止部５６に付着しても、封止部５６の内部にインクｉが浸入せず、外部配線部材５４の一端部５４ａ、及び外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５２との接続部分がインクｉによって腐食されることを防止できる。
【００６４】
また、プリンタ装置１では、吐出面５５ａをクリーニングする際に、クリーニングローラ８３が封止部５６に接し、クリーニングローラ８３が吸収したインクｉが封止部５６に付着しても、インクサテライトの場合と同様に、インクｉが封止部５６の内部に浸入することを防止できる。
【００６５】
また、プリンタ装置１では、吐出面５５ａが吐出面保護カバー８１で閉塞されると、インクｉ中に含まれている水分等により、吐出面保護カバー８１の内部の湿度が高くなるが、封止部５６を形成する樹脂材料の硬化物の吸収率が１．０ｗｔ％以下であるため、水分が封止部５６の内部に浸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、封止部５６の内部に存在する外部配線部材５４の一端部５４ａや外部配線部材５４の一端部５４ａと第１の基板５３との接続部分が水分により腐食することを防止できる。
【００６６】
これらのことから、プリンタ装置１では、インクｉや水分により、外部配線部材５４と第１の基板５２との電気的な接合に異常をきたすことを防止できる。プリンタ装置１では、外部配線部材５４と第１の基板５２との電気的接続が維持され、外部配線部材５４と第１の基板５２との接続信頼性が向上することによって、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が維持され、発熱抵抗体７１が動作不能になることを防止することができる。これにより、プリンタ装置１では、適切に印刷動作を行うことができる。
【００６７】
また、上述したヘッドカートリッジ２では、カートリッジ本体１２に対してインクタンク１１が着脱可能となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。すなわち、このヘッドカートリッジ２自体が消耗品として取り扱われており、プリンタ本体３に対して着脱可能なことから、このカートリッジ本体１２にインクタンク１１が一体に設けられた構成とすることもできる。
【００６８】
また以上では、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例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。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−２５３２００号公報）、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る。
【００６９】
また、１つの発熱抵抗体７１がインクｉを加熱して吐出する吐出部３２を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギ又は異なるタイミングでエネルギを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能である。
【００７０】
また、１つの発熱抵抗体７１によってインクｉを加熱しながらノズル５５ｂから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクｉを電気機械的にノズル５５ｂより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【００７１】
また、ライン型のプリンタ装置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液体吐出装置にも適用可能である。
【実施例】
【００７２】
以下に、本発明を適用したヘッドカートリッジ２の封止部５６の硬化物の吸収率が異なるものを作成した実施例１〜３及び比較例１について説明する。
【００７３】
〈実施例１〉
実施例１では、次のようにしてヘッドカートリッジを作製した。先ず、ノズルシート５５上に、色毎に設けた略ライン状に並設された複数のノズル５５ｂがフレーム５７の色毎に設けた開口部５７ａと対向するようにフレーム５７を載せ、ノズルシート５５とフレーム５７とを接着剤を介して貼り合わせる。次に、フレーム５７の開口部５７ａに発熱抵抗体７１が２０個設けられた第１の基板５２と、これらの発熱抵抗体７１を制御する制御回路が設けられた第２の基板５３とを２０本の外部配線部材５４で接続し、接続した第１の基板５２と第２の基板５３及び流路板５１をフィルム５８を介して挿入し配置する。また、第１の基板５２と流路６１を挟んで対向する位置にダミー基板５２ａをフィルム５８を介して挿入する。第１の基板５２及びダミー基板５２ａは、フィルム５８を熱硬化させることにより、ノズルシート５５に固定される。流路板５１は、第１の基板５２及びダミー基板５２ａ上に接着剤を介して固定する。次に、ノズルシート５５の窓部５５ｃから外部に臨んでいる外部配線部材５４を封止する樹脂材料として、硬化物の沸騰水１時間浸漬による吸収率が１．０ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂（株式会社  アセック製、商品名  ＥＸ０４−０２６１−３）を用い、この樹脂材料を窓部５５ｃから注入して、樹脂材料を硬化させて封止部５６を形成した吐出部３２を備えるヘットカートリッジ２を作製した。
【００７４】
〈実施例２〉
実施例２では、封止部５６を形成する樹脂材料として、この樹脂材料の硬化物の吸水率が０．５ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂（株式会社ケミテック製、商品名  Ｕ−１５４２）を用いたこと以外は実施例１と同様にヘッドカートリッジ２を作製した。
【００７５】
〈実施例３〉
実施例３では、封止部５６を形成する樹脂材料として、この樹脂材料の硬化物の吸水率が０．３ｗｔ％のアクリル紫外線硬化樹脂３００３（株式会社  協立化学製、商品名  ＷＲ８８４０）を用いたこと以外は実施例１と同様にヘッドカートリッジ２を作製した。
【００７６】
〈比較例１〉
比較例１では、封止部５６を形成する樹脂材料として、この樹脂材料の硬化物の吸水率が１．２ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂（株式会社  スリーボンド製、商品名  ＴＢ３０５２Ｄ）を用いたこと以外は実施例１と同様にヘッドカートリッジ２を作製した。
【００７７】
以上にように作製した実施例１〜実施例３及び比較例１のヘッドカートリッジ２に対して、試験１としてノズルシート５５の吐出面５５ａにクリーニングローラ８２を１０万回接触させて、外部配線部材５４の断線の有無を評価した。
【００７８】
さらに、試験２として各実施例及び比較例のヘッドカートリッジ２に対して、クリーニングローラを１００万回接触させて、試験１と同様に断線評価を行った。以下に、実施例１〜実施例３及び比較例１の液体吐出ヘッドの評価結果を示す。
【００７９】
【表１】
2007015190.tif 000003
【００８０】
なお、断線評価において、封止部５６の形状の変化及び外部配線部材５４の断線状態を目視により評価し、正常に作動するどうかをインクｉを吐出させて評価した。表１において、封止部５６の形状に変化がなく、外部配線部材５４が断線されず、正常に作動したときは○印で示し、封止部５６の形状が圧力をかける前の状態と変化しているが、外部配線部材５４が断線せず、正常の作動するときは△印で示した。これに対して、封止部５６が圧力をかける前の状態を維持せず、外部配線部材５４が断線し、正常に作動しないときは×印で示した。
【００８１】
表１に示す結果より、試験１では、吸水率１．０ｗｔ％を超えるアクリル系紫外線硬化樹脂を用いた比較例１のヘッドカートリッジ２が吸水率１．０ｗｔ％以下の実施例１〜実施例３のヘッドカートリッジ２と比べて、封止部５６の形状が維持されず、外部配線部材５４が断線し、正常に作動しなかった。
【００８２】
比較例１では、吸水率１．０ｗｔ％を超えるアクリル系紫外線硬化樹脂を用いているため、封止部５６の硬化物がインクｉや水分を吸収し、１０万回クリーニングローラを接触させると、封止部５６が変形し、内部に存在する外部配線部材５４までクリーニングローラ８３の圧力が伝わってしまった。これにより、比較例１では、クリーニングローラ８３が接触することで、クリーニングローラ８３の動きに従って外部配線部材５４が揺れ動いたり、インクｉや水分が浸入して外部配線部材５４を腐食し、外部配線部材５４が断線してしまい、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が維持されず、インクｉが適切に吐出されなくなり、正常に作動しなくなってしまった。
【００８３】
この比較例１に対して、実施例１〜実施例３では、封止部５６の形状に変化や外部配線部材５４が断線することがなく、インクが適切に吐出され正常に作動した。実施例１〜実施例３では、吸水率が１．０ｗｔ％以下のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いていることから、封止部５６の硬化物がインクｉを吸収せず、硬度が高いため、１０万回クリーニングローラが接触しても封止部５６が変形することなく、内部に存在する外部配線部材５４までクリーニングローラ８３から付着したインクｉや水分が浸入することを防止できた。これにより、実施例１〜実施例３では、外部配線部材５４が第１の基板５２から外れず、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が維持され、インクが適切に吐出された。
【００８４】
試験２では、試験１と同様に比較例１は、封止部５６の硬化物の吸水率が高いため、封止部５６の形状が維持されず、外部配線部材５４が断線し、正常に作動しなかった。
【００８５】
この比較例１に対して、実施例１では、吸水率１．０ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いているため、クリーニングローラ８３を１００万回接触させると封止部５６に変形は生じたが、内部に存在する外部配線部材５４までインクｉや水分の浸入はなく、電気的接続状態は維持された。
【００８６】
実施例２では、吸水率０．５ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂を用い、実施例３では、吸水率０．３ｗｔ％のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いていることによって、１００万回クリーニングローラ８３を接触させても封止部５６の形状は変化せず、インクｉや水分の浸入もなく、外部配線部材５４が断線したりせずに、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が維持され、インクｉが適切に吐出され、正常に作動した。
【００８７】
以上のことから、吐出部３２では、第１の基板５２と第２の基板５３とを接続する外部配線部材５４を保護する封止部５６に硬化物の吸水率が１．０ｗｔ％以下のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いることによって、第１の基板５２と第２の基板５３との電気的接続が確実に維持され、発熱抵抗体７１の発熱が適切に制御され、所定の画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明を適用したプリンタ装置の分解斜視図である。
【図２】液体吐出カートリッジの分解斜視図である。
【図３】液体吐出ヘッドの断面図である。
【図４】同液体吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体上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を吐出される状態を模式的に示す断面図である。
【図５】同液体吐出カートリッジの吐出面保護カバーが前面側に移動しながら吐出面をクリーニングする状態を示す模式図である。
【図６】同プリンタ装置の印刷動作を説明するための透視側面図である。
【図７】従来の回路基板の平面図である。
【図８】従来の液体吐出ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  プリンタ装置、２  ヘッドカートリッジ、３  プリンタ本体、１１  インクタンク、２１  インク収容部、２２  インク送出部、３２  吐出部、５１  流路板、５２  第１の基板、５３  第２の基板、５４  外部配線部材、５４ａ  一端部、５４ｂ  他端部、５４ｃ  樹脂層、５５  ノズルシート、５５ａ  吐出面、５５ｂ  ノズル、５５ｃ  窓部、５６  封止部、５７  フレーム、５７ａ  開口部、５８  フィルム、７１  発熱抵抗体、８１  吐出面保護カバー、８３  クリーニングローラ
【図１】
2007015190.tif 000004
【図２】
2007015190.tif 000005
【図３】
2007015190.tif 000006
【図４】
2007015190.tif 000007
【図５】
2007015190.tif 000008
【図６】
2007015190.tif 000009
【図７】
2007015190.tif 000010
【図８】
2007015190.tif 000011