インクジェットヘッドユニット
【課題】カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤をコーティング剤で覆うことでインクの付着による膨潤を防止し、カバーの剥離を防止する。
【解決手段】駆動回路、配線パターン及びインクジェットヘッド３の一部を樹脂材からなるカバー７で保護する。そして、カバーの左右、後方の側面端部をベース板に接着固定し、前方をインクジェットヘッドの側面及び上面に接着固定する。このとき、カバーとベース板及びインクジェットヘッドとの接触部全体をシーリングするように弾性接着剤９を厚めに塗布する。そして、弾性接着剤の上に耐インク性に優れたコーティング剤１０を塗布する。
【解決手段】駆動回路、配線パターン及びインクジェットヘッド３の一部を樹脂材からなるカバー７で保護する。そして、カバーの左右、後方の側面端部をベース板に接着固定し、前方をインクジェットヘッドの側面及び上面に接着固定する。このとき、カバーとベース板及びインクジェットヘッドとの接触部全体をシーリングするように弾性接着剤９を厚めに塗布する。そして、弾性接着剤の上に耐インク性に優れたコーティング剤１０を塗布する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドユニットは、例えば、ベース板の上に、インクジェットヘッド、このヘッドの駆動回路、ヘッドと駆動回路を接続する配線パターンを配置し、駆動回路や配線パターンを導電性のあるインク等の液体や固形物から保護するためにカバーを使用している。このカバーはベース板とインクジェットヘッドの上に接着して配置されるが、ベース板やインクジェットヘッドは一般にセラミック材で構成されるのに対し、カバーは樹脂材からなるため、両者の線膨張係数が大きい。このため、カバーの接着を硬度が高い接着剤を使用して行うと、熱応力に対して接着が弱いと言う問題がある。
【０００３】
そこで、線膨張係数が大きく異なる両者を、弾性接着剤を使用して接着することで熱応力に対し強くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インクジェットヘッドユニットにおいては、ヘッドから吐出するインクの一部がミスト状になって周囲に漂い、ヘッド及びその周囲に付着するという現象が生じ、長時間の使用においては弾性接着剤がインクの付着によって膨潤（インクが接着剤内にしみ込んで膨らんだ状態になること）し、その結果、接着力が弱まってカバーが剥離するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤がインクの付着によって膨潤するのを防止できるインクジェットヘッドユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ベース板と、このベース板の上に配置されるインクジェットヘッドと、ベース板の上に配置され、インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、インクジェットヘッドの一部及び駆動回路を覆うカバーと、カバーをベース板とインクジェットヘッドの上に接着するとともにその接着部周囲をシーリングする弾性接着剤と、少なくともカバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤の上にこの接着剤を覆うように塗布されるコーティング剤とを具備したインクジェットヘッドユニットにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤をコーティング剤で覆うことにより、弾性接着剤がインクの付着によって膨潤するのを防止でき、膨潤によるカバーの剥離を防止できるインクジェットヘッドユニットを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１はインクジェットヘッドユニットの外観を示す斜視図、図２はその分解斜視図である。
【０００９】
前記インクジェットヘッドユニット１は、インク滴を吐出する多数のノズル２を配列したインクジェットヘッド３を備えている。前記インクジェットヘッド３はセラミック材からなり、同じくセラミック材からなるベース板４上の一端側にエポキシ系接着剤等によって接着固定されている。
【００１０】
前記ベース板４の上には、また、前記インクジェットヘッドユニット１を駆動する駆動回路５を接着固定している。そして、前記インクジェットヘッド３と駆動回路５を配線パターン６によって電気的に接続している。前記インクジェットヘッド３の天部にはインク供給口３ａが設けられ、このインク供給口３ａからヘッド内部の共通インク室にインクが供給されるようになっている。そして、各ノズル２からのインク滴の吐出動作に応じて共通インク室から各ノズル２に連通するインク室へインク補充が行われるようになっている。
【００１１】
前記駆動回路５と配線パターン６及び前記インクジェットヘッド３の一部を樹脂材からなるカバー７で覆い保護している。前記カバー７は前記インクジェットヘッド３を覆う部位の上面に、接着剤がカバー上面に広がるのを防止する凸部８を形成している。
【００１２】
前記カバー７はその左右、後方の側面端部を前記ベース板４に接着固定し、その前方を前記インクジェットヘッド３の側面及び上面に接着固定するが、外部からインクが侵入しないようにシーリングする必要がある。また、前記インクジェットヘッド３及びベース板４はセラミック材からなり、カバー７は樹脂材からなり、両者の線膨張係数が１桁以上異なる。
【００１３】
これに対処するために、接着剤としてシリコン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などからなる弾性接着剤９を使用して、図３に示すように、前記カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部全体をシーリングするように厚めに塗布している。前記弾性接着剤９としては、ここでは、例えば、紫外線硬化形のＵＶ弾性接着剤を使用している。なお、図３の(b)は(a)を左側面から見た側面図であり、(c)は(a)を上から見た平面図である。
【００１４】
インクとして、例えば、主成分が不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミド、無水物アクリロニトリル、スチレン、ラジカル重合性化合物などからなるＵＶインクや、また、例えば、主成分がアルコール類、エステル類、グリコール類、グリコールアセテート系有機溶剤などからなる溶剤インクを使用した場合、前記弾性接着剤９はインクに対する耐性が低いという問題がある。
【００１５】
そこで、この弾性接着剤９の上に耐インク性に優れた、例えば、エポキシ系樹脂からなるコーティング剤１０を塗布する。すなわち、弾性接着剤９の全面にわたってコーティング剤１０を数十〜数百μｍの厚みに塗布する。
【００１６】
このような構成にすることで、前記カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部の接着は弾性接着剤９で行われ、かつ、シーリングは弾性接着剤９とコーティング剤１０の２層構造で行われることになる。
【００１７】
表１は、ＵＶ弾性接着剤単体、コーティング剤単体及びＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造で接着した部材それぞれについて、ＵＶインク及び溶剤インクに対する耐インク性の試験を行った結果を示したものである。ここでは、ＵＶ弾性接着剤として、３５２３＜ヘンケルジャパン製＞を使用し、コーティング剤として、ＰＺ８２０（主剤）：ＨＺ８２０（硬化剤）＝３：１（重量混合比）＜ナガセケムテックス製エポキシ樹脂＞を使用している。
【００１８】
耐インク性の試験では、各部材を、例えば、６５℃のインクに１週間（１Ｗ）浸漬し、その後に接着部が膨潤している（ＮＧ）か、膨潤していない（ＯＫ）かを調べることで行った。
【表１】
【００１９】
この試験結果から、接着部がＵＶ弾性接着剤単体からなる部材は、ＵＶインクに対しても溶剤インクに対しても接着部において膨潤が生じ、耐インク性に弱いことが分かった。これに対し、接着部がコーティング剤単体からなる部材や、接着部がＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造にした部材は、ＵＶインクに対しても溶剤インクに対しても接着部において膨潤が生じることは無く、耐インク性に優れることが分かった。
【００２０】
表２は、シーリングのヒートサイクル試験の結果を示すもので、ＵＶ弾性接着剤単体、コーティング剤単体及びＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造で接着した部材それぞれについて、−１０℃と６０℃の環境のもとでそれぞれ交互に２時間ずつ５回繰り返しさらした後に、接着部に剥離がある（ＮＧ）か、剥離が無い（ＯＫ）か、検査してシール性の良否を確認した結果を示している。
【表２】
【００２１】
この試験結果から、接着部がコーティング剤単体からなる部材は剥離が見られシール性が弱いことが分かった。これに対し、接着部がＵＶ弾性接着剤単体からなる部材や、接着部がＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造からなる部材は、剥離が無くシール性に優れることが分かった。
【００２２】
以上の耐インク性とシール性の両試験結果から、カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部については、ＵＶ弾性接着剤９で接着し、その上にコーティング剤１０を塗布して２層構造にすることで、耐インク性にもシール性にも優れた構造になることが分かった。すなわち、コーティング剤１０を塗布することでＵＶ弾性接着剤９がインクの付着によって膨潤するのを防止でき、膨潤によるカバー７の剥離を防止できる。
【００２３】
なお、この実施の形態では、ＵＶ弾性接着剤９に対するコーティング剤１０の塗布を全面に行う物について述べたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、インクジェットヘッド３から吐出するインクがミスト状になって付着しやすい、少なくともカバー７とインクジェットヘッド３との接着部及びその近傍のカバー７とベース板４との接着部におけるＵＶ弾性接着剤９上に、吐出するインクに対して耐インク性を有するコーティング剤１０を塗布すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る、インクジェットヘッドユニットの外観を示す斜視図。
【図２】同インクジェットヘッドユニットの分解斜視図。
【図３】同実施の形態におけるカバーとインクジェットヘッド及びベース板とのシーリング構成を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１…インクジェットヘッドユニット、３…インクジェットヘッド、４…ベース板、５…駆動回路、７…カバー、９…ＵＶ弾性接着剤、１０…コーディング剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドユニットは、例えば、ベース板の上に、インクジェットヘッド、このヘッドの駆動回路、ヘッドと駆動回路を接続する配線パターンを配置し、駆動回路や配線パターンを導電性のあるインク等の液体や固形物から保護するためにカバーを使用している。このカバーはベース板とインクジェットヘッドの上に接着して配置されるが、ベース板やインクジェットヘッドは一般にセラミック材で構成されるのに対し、カバーは樹脂材からなるため、両者の線膨張係数が大きい。このため、カバーの接着を硬度が高い接着剤を使用して行うと、熱応力に対して接着が弱いと言う問題がある。
【０００３】
そこで、線膨張係数が大きく異なる両者を、弾性接着剤を使用して接着することで熱応力に対し強くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インクジェットヘッドユニットにおいては、ヘッドから吐出するインクの一部がミスト状になって周囲に漂い、ヘッド及びその周囲に付着するという現象が生じ、長時間の使用においては弾性接着剤がインクの付着によって膨潤（インクが接着剤内にしみ込んで膨らんだ状態になること）し、その結果、接着力が弱まってカバーが剥離するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤がインクの付着によって膨潤するのを防止できるインクジェットヘッドユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ベース板と、このベース板の上に配置されるインクジェットヘッドと、ベース板の上に配置され、インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、インクジェットヘッドの一部及び駆動回路を覆うカバーと、カバーをベース板とインクジェットヘッドの上に接着するとともにその接着部周囲をシーリングする弾性接着剤と、少なくともカバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤の上にこの接着剤を覆うように塗布されるコーティング剤とを具備したインクジェットヘッドユニットにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした弾性接着剤をコーティング剤で覆うことにより、弾性接着剤がインクの付着によって膨潤するのを防止でき、膨潤によるカバーの剥離を防止できるインクジェットヘッドユニットを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１はインクジェットヘッドユニットの外観を示す斜視図、図２はその分解斜視図である。
【０００９】
前記インクジェットヘッドユニット１は、インク滴を吐出する多数のノズル２を配列したインクジェットヘッド３を備えている。前記インクジェットヘッド３はセラミック材からなり、同じくセラミック材からなるベース板４上の一端側にエポキシ系接着剤等によって接着固定されている。
【００１０】
前記ベース板４の上には、また、前記インクジェットヘッドユニット１を駆動する駆動回路５を接着固定している。そして、前記インクジェットヘッド３と駆動回路５を配線パターン６によって電気的に接続している。前記インクジェットヘッド３の天部にはインク供給口３ａが設けられ、このインク供給口３ａからヘッド内部の共通インク室にインクが供給されるようになっている。そして、各ノズル２からのインク滴の吐出動作に応じて共通インク室から各ノズル２に連通するインク室へインク補充が行われるようになっている。
【００１１】
前記駆動回路５と配線パターン６及び前記インクジェットヘッド３の一部を樹脂材からなるカバー７で覆い保護している。前記カバー７は前記インクジェットヘッド３を覆う部位の上面に、接着剤がカバー上面に広がるのを防止する凸部８を形成している。
【００１２】
前記カバー７はその左右、後方の側面端部を前記ベース板４に接着固定し、その前方を前記インクジェットヘッド３の側面及び上面に接着固定するが、外部からインクが侵入しないようにシーリングする必要がある。また、前記インクジェットヘッド３及びベース板４はセラミック材からなり、カバー７は樹脂材からなり、両者の線膨張係数が１桁以上異なる。
【００１３】
これに対処するために、接着剤としてシリコン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などからなる弾性接着剤９を使用して、図３に示すように、前記カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部全体をシーリングするように厚めに塗布している。前記弾性接着剤９としては、ここでは、例えば、紫外線硬化形のＵＶ弾性接着剤を使用している。なお、図３の(b)は(a)を左側面から見た側面図であり、(c)は(a)を上から見た平面図である。
【００１４】
インクとして、例えば、主成分が不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミド、無水物アクリロニトリル、スチレン、ラジカル重合性化合物などからなるＵＶインクや、また、例えば、主成分がアルコール類、エステル類、グリコール類、グリコールアセテート系有機溶剤などからなる溶剤インクを使用した場合、前記弾性接着剤９はインクに対する耐性が低いという問題がある。
【００１５】
そこで、この弾性接着剤９の上に耐インク性に優れた、例えば、エポキシ系樹脂からなるコーティング剤１０を塗布する。すなわち、弾性接着剤９の全面にわたってコーティング剤１０を数十〜数百μｍの厚みに塗布する。
【００１６】
このような構成にすることで、前記カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部の接着は弾性接着剤９で行われ、かつ、シーリングは弾性接着剤９とコーティング剤１０の２層構造で行われることになる。
【００１７】
表１は、ＵＶ弾性接着剤単体、コーティング剤単体及びＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造で接着した部材それぞれについて、ＵＶインク及び溶剤インクに対する耐インク性の試験を行った結果を示したものである。ここでは、ＵＶ弾性接着剤として、３５２３＜ヘンケルジャパン製＞を使用し、コーティング剤として、ＰＺ８２０（主剤）：ＨＺ８２０（硬化剤）＝３：１（重量混合比）＜ナガセケムテックス製エポキシ樹脂＞を使用している。
【００１８】
耐インク性の試験では、各部材を、例えば、６５℃のインクに１週間（１Ｗ）浸漬し、その後に接着部が膨潤している（ＮＧ）か、膨潤していない（ＯＫ）かを調べることで行った。
【表１】
【００１９】
この試験結果から、接着部がＵＶ弾性接着剤単体からなる部材は、ＵＶインクに対しても溶剤インクに対しても接着部において膨潤が生じ、耐インク性に弱いことが分かった。これに対し、接着部がコーティング剤単体からなる部材や、接着部がＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造にした部材は、ＵＶインクに対しても溶剤インクに対しても接着部において膨潤が生じることは無く、耐インク性に優れることが分かった。
【００２０】
表２は、シーリングのヒートサイクル試験の結果を示すもので、ＵＶ弾性接着剤単体、コーティング剤単体及びＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造で接着した部材それぞれについて、−１０℃と６０℃の環境のもとでそれぞれ交互に２時間ずつ５回繰り返しさらした後に、接着部に剥離がある（ＮＧ）か、剥離が無い（ＯＫ）か、検査してシール性の良否を確認した結果を示している。
【表２】
【００２１】
この試験結果から、接着部がコーティング剤単体からなる部材は剥離が見られシール性が弱いことが分かった。これに対し、接着部がＵＶ弾性接着剤単体からなる部材や、接着部がＵＶ弾性接着剤とこの接着剤の上にコーティング剤を塗布した２層構造からなる部材は、剥離が無くシール性に優れることが分かった。
【００２２】
以上の耐インク性とシール性の両試験結果から、カバー７とベース板４及びインクジェットヘッド３との接触部については、ＵＶ弾性接着剤９で接着し、その上にコーティング剤１０を塗布して２層構造にすることで、耐インク性にもシール性にも優れた構造になることが分かった。すなわち、コーティング剤１０を塗布することでＵＶ弾性接着剤９がインクの付着によって膨潤するのを防止でき、膨潤によるカバー７の剥離を防止できる。
【００２３】
なお、この実施の形態では、ＵＶ弾性接着剤９に対するコーティング剤１０の塗布を全面に行う物について述べたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、インクジェットヘッド３から吐出するインクがミスト状になって付着しやすい、少なくともカバー７とインクジェットヘッド３との接着部及びその近傍のカバー７とベース板４との接着部におけるＵＶ弾性接着剤９上に、吐出するインクに対して耐インク性を有するコーティング剤１０を塗布すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る、インクジェットヘッドユニットの外観を示す斜視図。
【図２】同インクジェットヘッドユニットの分解斜視図。
【図３】同実施の形態におけるカバーとインクジェットヘッド及びベース板とのシーリング構成を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１…インクジェットヘッドユニット、３…インクジェットヘッド、４…ベース板、５…駆動回路、７…カバー、９…ＵＶ弾性接着剤、１０…コーディング剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板と、
このベース板の上に配置されるインクジェットヘッドと、
前記ベース板の上に配置され、前記インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、
前記インクジェットヘッドの一部及び駆動回路を覆うカバーと、
前記カバーを前記ベース板とインクジェットヘッドの上に接着するとともにその接着部周囲をシーリングする弾性接着剤と、
少なくとも前記カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした前記弾性接着剤の上にこの接着剤を覆うように塗布されるコーティング剤と、
を具備したことを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項２】
前記弾性接着剤としてＵＶ弾性接着剤を使用し、前記コーティング剤としてエポキシ系樹脂コーティング剤を使用したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項３】
前記コーティング剤は、吐出するインクに対して、膨潤しない耐インク特性を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項１】
ベース板と、
このベース板の上に配置されるインクジェットヘッドと、
前記ベース板の上に配置され、前記インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、
前記インクジェットヘッドの一部及び駆動回路を覆うカバーと、
前記カバーを前記ベース板とインクジェットヘッドの上に接着するとともにその接着部周囲をシーリングする弾性接着剤と、
少なくとも前記カバーとインクジェットヘッド及びその近傍とをシーリングした前記弾性接着剤の上にこの接着剤を覆うように塗布されるコーティング剤と、
を具備したことを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項２】
前記弾性接着剤としてＵＶ弾性接着剤を使用し、前記コーティング剤としてエポキシ系樹脂コーティング剤を使用したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項３】
前記コーティング剤は、吐出するインクに対して、膨潤しない耐インク特性を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２１６６３２（Ｐ２００７−２１６６３２Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４２５８１（Ｐ２００６−４２５８１）
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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