JP2007276156A - Inkjet recording head - Google Patents

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JP2007276156A JP2006102093A JP2006102093A JP2007276156A JP 2007276156 A JP2007276156 A JP 2007276156A JP 2006102093 A JP2006102093 A JP 2006102093A JP 2006102093 A JP2006102093 A JP 2006102093A JP 2007276156 A JP2007276156 A JP 2007276156A
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Shozo Hattori
省三 服部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording head of such a structure that a supporting member is bonded to a recording element substrate and a body section in which productivity can be enhanced as compared with prior art without using adhesives abundantly. <P>SOLUTION: In the inkjet recording head comprising the body section 111 having at least one ink supplying channel for introducing ink from an ink storing section, a recording element substrate 131 having an ink delivering section and a heater generating thermal energy for delivering ink from the ink delivering section, and a supporting member 121 having at least one opening corresponding to the ink supplying channel, a relation of c≤a<b is satisfied, wherein (a) is the coefficient of linear expansion of the supporting member 121, b is the coefficient of linear expansion of the body section 111 and c is the coefficient of linear expansion of the recording element substrate 131. The supporting member 121 is bonded to the recording element substrate 131 using adhesives and molded integrally with the body section 111. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録媒体の記録面に対して、インクを吐出し記録画像を得るインクジェット記録ヘッドに関する。本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適応することができる。   The present invention relates to an ink jet recording head that ejects ink onto a recording surface of a recording medium to obtain a recorded image. The present invention can be applied not only to a general printing apparatus, but also to a copying machine, a facsimile machine having a communication system, a word processor having a printing unit, or a multifunction recording apparatus in which these apparatuses are combined.

記録データに基づき、記録媒体の記録面に対して、複数のインク吐出口からインクが選択的に吐出され、そのインクが記録媒体の記録面に付着されて画像を形成するインクジェット記録装置が、実用に供されている。このようなインクジェット記録装置において、記録媒体の記録面に対向して配置され、記録媒体の搬送方向に直交する方向に走査されるキャリッジ部には、着脱可能なインクジェット記録ヘッドが備えられている。   An ink jet recording apparatus that forms an image by selectively ejecting ink from a plurality of ink ejection openings on a recording surface of a recording medium based on the recording data and forming the image by attaching the ink to the recording surface of the recording medium is practical. It is offered to. In such an ink jet recording apparatus, a detachable ink jet recording head is provided in a carriage unit that is disposed to face the recording surface of the recording medium and is scanned in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium.

図7を用いて、現在一般に使用されるインクジェット記録ヘッドについて説明する。このようなインクジェット記録ヘッドは、本体部11、記録素子基板12、及びプリント配線基板13とから構成されている。本体部11は、インクタンク14が装着されるインク供給部15と、不図示のキャリッジ部に電気的に接続され、キャリッジ部からの駆動制御信号群が入力される入力端子部16とから成る。また、記録素子基板12は、インク供給部15の被接合面に接着されている。プリント配線基板13は、記録素子基板12と入力端子部16とを電気的に接続し、入力端子部16からの駆動制御信号群を記録素子基板12に供給する。   With reference to FIG. 7, an ink jet recording head generally used at present will be described. Such an ink jet recording head includes a main body 11, a recording element substrate 12, and a printed wiring board 13. The main body 11 includes an ink supply unit 15 to which the ink tank 14 is mounted, and an input terminal unit 16 that is electrically connected to a carriage unit (not shown) and receives a drive control signal group from the carriage unit. The recording element substrate 12 is bonded to the bonded surface of the ink supply unit 15. The printed wiring board 13 electrically connects the recording element substrate 12 and the input terminal portion 16, and supplies a drive control signal group from the input terminal portion 16 to the recording element substrate 12.

係る構成のもとで、記録素子基板12に構成された各ヒータ(不図示)に、プリント配線基板13を通じて駆動制御信号が供給され、各ヒータが発熱する。このとき、本体部11から導入されたインクが加熱され、膜沸騰現象により気泡が発生し、気泡の膨張に伴ってインク吐出口17から記録媒体の記録面に向けて吐出される。   Under such a configuration, a drive control signal is supplied to each heater (not shown) configured on the recording element substrate 12 through the printed wiring board 13, and each heater generates heat. At this time, the ink introduced from the main body 11 is heated, bubbles are generated due to the film boiling phenomenon, and are discharged from the ink discharge port 17 toward the recording surface of the recording medium as the bubbles expand.

上述のように、記録素子基板12が、本体部11の被接合面に接着された構成では、記録素子基板12の温度が上昇するとともに、被接合面における本体部11の温度も上昇するため、本体部11及び記録素子基板12がそれぞれ熱膨張する。しかし、一般に、樹脂で作成される本体部11は、シリコンで作成される記録素子基板12よりも線膨張率が大きくなっており、この本体部11と記録素子基板12の線膨張率の差により、記録素子基板12には応力がかかる。そのため、記録素子基板12が破損したり、記録素子基板12におけるインク吐出口17の配列が直線とならず湾曲したものとなるように変形したりする虞がある。   As described above, in the configuration in which the recording element substrate 12 is bonded to the bonded surface of the main body portion 11, the temperature of the recording element substrate 12 increases and the temperature of the main body portion 11 on the bonded surface also increases. The main body 11 and the recording element substrate 12 are thermally expanded. However, generally, the main body portion 11 made of resin has a larger linear expansion coefficient than the recording element substrate 12 made of silicon, and due to the difference in the linear expansion coefficient between the main body portion 11 and the recording element substrate 12. The recording element substrate 12 is stressed. For this reason, there is a possibility that the recording element substrate 12 is damaged, or the arrangement of the ink discharge ports 17 in the recording element substrate 12 is not linear but deformed so as to be curved.

図8に、特許文献1に開示されているインクジェット記録ヘッドについて説明する。インクジェット記録ヘッド20は、本体部21、記録素子基板22とを含んで構成されている。また、本体部21にはインクタンク24が装着され、記録素子基板22はプリント配線基板23と電気的に接続されている。このインクジェット記録ヘッド20は、記録素子基板22と本体部21との間に、記録素子基板22と線膨張率が同等である支持部材25を介在させた構成を有している。特許文献1には、この構成によって、記録素子基板22の温度が上昇し熱膨張する際も、記録素子基板22と支持部材25が一体に膨張するため、記録素子基板22の破損等を防止することが可能との記載がある。   FIG. 8 illustrates an ink jet recording head disclosed in Patent Document 1. FIG. The ink jet recording head 20 includes a main body 21 and a recording element substrate 22. An ink tank 24 is mounted on the main body 21, and the recording element substrate 22 is electrically connected to the printed wiring board 23. The ink jet recording head 20 has a configuration in which a support member 25 having a linear expansion coefficient equivalent to that of the recording element substrate 22 is interposed between the recording element substrate 22 and the main body 21. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-260, this configuration prevents the recording element substrate 22 from being damaged because the recording element substrate 22 and the support member 25 are integrally expanded even when the temperature of the recording element substrate 22 rises and thermally expands. There is a description that it is possible.

図9(a)、(b)は、このインクジェット記録ヘッドにおいて、支持部材25がプリント配線基板23に接続された記録素子基板22と本体部21に接合される様子を図示している。支持部材25の第一の接合面26は、本体部21と接着剤により接着され、第二の接合面27は、記録素子基板22と接着剤により接着されている。このように、支持部材25が記録素子基板22及び本体部21に接着剤を用いて接着されているため、液密性も確保することが可能となっている。
特開平10−044420号公報
FIGS. 9A and 9B illustrate how the support member 25 is bonded to the recording element substrate 22 connected to the printed wiring board 23 and the main body 21 in this ink jet recording head. The first bonding surface 26 of the support member 25 is bonded to the main body 21 by an adhesive, and the second bonding surface 27 is bonded to the recording element substrate 22 by an adhesive. In this manner, since the support member 25 is bonded to the recording element substrate 22 and the main body portion 21 using the adhesive, it is possible to ensure liquid tightness.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-044420

特許文献1に開示されているインクジェット記録ヘッドでは、支持部材25が、本体部21及び記録素子基板22と接合される第一の接合面26、及び第二の接合面27に接着剤を用いている。しかしながら、接着剤を多用したインクジェット記録ヘッドの構成では、インクジェット記録ヘッドの製造において、塗布工程及び硬化工程等の工程が増えるほか、接着剤の乾燥には多くの時間を要するために工程時間も長くなり、生産性が低下してしまう。そのため、インクジェット記録ヘッドの構成では、少しでも接着剤の使用を抑えることが望まれている。   In the inkjet recording head disclosed in Patent Document 1, the support member 25 uses an adhesive for the first bonding surface 26 and the second bonding surface 27 that are bonded to the main body 21 and the recording element substrate 22. Yes. However, in the structure of an ink jet recording head that uses a lot of adhesive, the manufacturing process of the ink jet recording head increases the number of processes such as the coating process and the curing process, and the process time is also long because drying of the adhesive requires a lot of time. As a result, productivity decreases. Therefore, in the configuration of the ink jet recording head, it is desired to suppress the use of an adhesive as much as possible.

以上の問題点を考慮し、本発明は、支持部材が記録素子基板及び本体部と接合されるインクジェット記録ヘッドにおいて、接着剤を多用することなく構成され、従来よりも生産性の向上を図ることが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。   In consideration of the above problems, the present invention is configured without using a large amount of adhesive in an ink jet recording head in which a support member is bonded to a recording element substrate and a main body, and is intended to improve productivity compared to the conventional art. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head capable of achieving the above.

本発明のインクジェット記録ヘッドは、上述の課題を鑑みて成されたものであり、
インク貯留部からインクを導入するための少なくとも一つのインク供給路を有する本体部と、
インクを吐出するインク吐出部及び前記インク吐出部からインク吐出するための熱エネルギーを発生するヒータを有する記録素子基板と、
前記インク供給路に対応する少なくとも一つの開口部を有する支持部材と、
を具えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記支持部材の線膨張率をa、前記本体部の線膨張率をb、及び前記記録素子基板の線膨張率をcとしたときに、c≦a<bの関係を満足し、
前記支持部材は前記記録素子基板と接着剤を用いて接着されるとともに、前記本体部と一体に成形されることを特徴とする。
The ink jet recording head of the present invention is made in view of the above-mentioned problems,
A main body having at least one ink supply path for introducing ink from the ink reservoir;
A recording element substrate having an ink discharge portion for discharging ink and a heater for generating thermal energy for discharging ink from the ink discharge portion;
A support member having at least one opening corresponding to the ink supply path;
In an inkjet recording head comprising
When the linear expansion coefficient of the support member is a, the linear expansion coefficient of the main body is b, and the linear expansion coefficient of the recording element substrate is c, the relationship of c ≦ a <b is satisfied.
The support member is bonded to the recording element substrate using an adhesive and is formed integrally with the main body.

本発明によれば、支持部材が記録素子基板及び本体部と接合されるインクジェット記録ヘッドにおいて、本体部と支持部材とを接着剤を用いて接着することなく、本体部と支持部材とを一体に成形した構成により、従来よりも生産性の向上を図ることが可能となる。   According to the present invention, in the ink jet recording head in which the support member is bonded to the recording element substrate and the main body portion, the main body portion and the support member are integrated with each other without bonding the main body portion and the support member using the adhesive. With the molded configuration, it becomes possible to improve the productivity as compared with the prior art.

(第1の実施形態)
まず、図3を用いて、本発明のインクジェット記録ヘッド全体について説明する。
(First embodiment)
First, the entire inkjet recording head of the present invention will be described with reference to FIG.

インクジェット記録ヘッド101は、本体部111、支持部材121、記録素子基板131、及びプリント配線基板135とを含んで構成されている。本体部111には、インクタンク(不図示)及び支持部材121が一体化されて構成されている。また、記録素子基板131は、インクを吐出させるインク吐出口(不図示)を備えており、プリント配線基板135の記録素子基板収容部136に配備されている。プリント配線基板135は、記録素子基板131と本体部111に設けられた入力端子部117とを端子部137を介して電気的に接続し、入力端子部117からの駆動制御信号群を記録素子基板131に供給する。プリント配線基板135と記録素子基板131との接続には、例えば、TAB(テープ・オートメイテット・ボンディング)方式が採用できる。   The ink jet recording head 101 includes a main body 111, a support member 121, a recording element substrate 131, and a printed wiring board 135. An ink tank (not shown) and a support member 121 are integrated with the main body 111. Further, the recording element substrate 131 includes an ink discharge port (not shown) for discharging ink, and is disposed in the recording element substrate accommodating portion 136 of the printed wiring board 135. The printed wiring board 135 electrically connects the recording element substrate 131 and the input terminal portion 117 provided in the main body 111 via the terminal portion 137, and the drive control signal group from the input terminal portion 117 is transferred to the recording element substrate. 131. For connection between the printed wiring board 135 and the recording element board 131, for example, a TAB (tape automated mate bonding) system can be adopted.

つぎに、図1を用いて、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける、支持部材121、記録素子基板131、及び本体部111の接合について詳しく説明する。   Next, the joining of the support member 121, the recording element substrate 131, and the main body 111 in the ink jet recording head of this embodiment will be described in detail with reference to FIG.

まず、図1(a)で、本体部111の凹部113には、支持部材121が設けられている。この支持部材121は、支持部材121の開口部123とインク供給路112が対応するように、配置されている。また、インク供給路112は、本体部111の中間壁115によって仕切られており、本実施形態においては、異種のインクを供給可能なインク供給路112を3つ有する構成のインクジェット記録ヘッドについて示している。   First, in FIG. 1A, a support member 121 is provided in the recess 113 of the main body 111. The support member 121 is arranged so that the opening 123 of the support member 121 and the ink supply path 112 correspond to each other. Further, the ink supply path 112 is partitioned by the intermediate wall 115 of the main body 111. In the present embodiment, an ink jet recording head having three ink supply paths 112 capable of supplying different types of inks is shown. Yes.

支持部材121は、樹脂から成る本体部111が成形される際に、本体部111と一体に成形される。支持部材121と本体部111の成形には、例えば、インサート成形を利用することが出来る。インサート成形は、金型内に部材を入れた状態で、金型に樹脂を流し込むことにより部材と樹脂とを一体に成形する、同時成形の方法である。   The support member 121 is molded integrally with the main body 111 when the main body 111 made of resin is molded. For molding the support member 121 and the main body 111, for example, insert molding can be used. Insert molding is a simultaneous molding method in which a member and a resin are integrally molded by pouring resin into the mold while the member is placed in the mold.

さらに、支持部材121は、インク供給路112の外周領域に配置されており、インク供給路112と開口部123が、ちょうど対応するように構成されている。支持部材121の被接合面122は、後述のとおり、記録素子基板131の接合面134と接着される面であり、凹部113の底面114と同一の平面を成すようにされている。   Further, the support member 121 is disposed in the outer peripheral region of the ink supply path 112, and the ink supply path 112 and the opening 123 are configured to correspond exactly. The bonded surface 122 of the support member 121 is a surface to be bonded to the bonded surface 134 of the recording element substrate 131 as described later, and is formed on the same plane as the bottom surface 114 of the recess 113.

記録素子基板131には、例えば、厚さ0.5〜1.0mmのシリコン材料で薄膜が形成されている。また、インクを吐出するためのインク吐出口133が、紙面垂直方向に配列しており、この配列方向にインク供給開口部132が伸びるように設けられている。さらに、インク吐出口133に対応して、不図示のヒータが配置されている。   On the recording element substrate 131, for example, a thin film is formed of a silicon material having a thickness of 0.5 to 1.0 mm. In addition, ink discharge ports 133 for discharging ink are arranged in a direction perpendicular to the paper surface, and the ink supply openings 132 are provided so as to extend in this arrangement direction. Further, a heater (not shown) is disposed corresponding to the ink discharge port 133.

つぎに、図2を用いて、支持部材121について説明する。本体部111に一体に成形される支持部材121は、長方形の板状の形状を有し、中央部がスリット状に形成されている。被接合面122は、記録素子基板131の接合面134と接着される。また、開口部123は、本体部111のインク供給路112とちょうど対応するように形成されている。支持部材121は、例えば、記録素子基板131と同一のシリコンで作られている。しかし、支持部材121の素材は、シリコンに限られることなく、記録素子基板131の材料の線膨張率と同等、若しくは記録素子基板131の材料の線膨張率よりも大きく、本体部111の材料の線膨張率よりも小さい線膨張率を有する素材であれば良い。また、記録素子基板131で発生した熱が、本体部111に伝わり易くするため、支持部材121の素材の熱伝導率が、記録素子基板131の材料の熱伝導率と同一、若しくは記録素子基板131の材料の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。そのため、支持部材121の素材としては、例えば、アルミナ(Al)、窒化アルミウム(AlN)、炭化珪素(SiC)、4窒化3珪素(Si)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、エンプラ樹脂が挙げられる。 Next, the support member 121 will be described with reference to FIG. The support member 121 formed integrally with the main body 111 has a rectangular plate shape, and a central portion is formed in a slit shape. The bonded surface 122 is bonded to the bonding surface 134 of the recording element substrate 131. The opening 123 is formed so as to correspond to the ink supply path 112 of the main body 111. The support member 121 is made of the same silicon as the recording element substrate 131, for example. However, the material of the support member 121 is not limited to silicon, and is equal to the linear expansion coefficient of the material of the recording element substrate 131 or larger than the linear expansion coefficient of the material of the recording element substrate 131. Any material having a linear expansion coefficient smaller than the linear expansion coefficient may be used. Further, in order to make it easy for heat generated in the recording element substrate 131 to be transmitted to the main body 111, the thermal conductivity of the material of the support member 121 is the same as the thermal conductivity of the material of the recording element substrate 131, or the recording element substrate 131. It is preferable that the thermal conductivity of the material is larger. Therefore, as a material of the support member 121, for example, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), silicon nitride 4 (Si 3 N 4 ), molybdenum (Mo), tungsten ( W) and engineering plastic resins.

図1(b)は、支持部材121と記録素子基板131が接着された構成について図示している。支持部材121の開口部123と記録素子基板131のインク供給開口部132が対応するように、プリント配線基板135に接続された記録素子基板131を本体部111の凹部113に配置する。よって、インク供給路112、開口部123、及びインク供給開口部132が直接連通した構成となっている。その際、記録素子基板131の接合面134が、支持部材121の被接合面122と、接着剤141により接着される。接着剤141は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。   FIG. 1B illustrates a configuration in which the support member 121 and the recording element substrate 131 are bonded. The recording element substrate 131 connected to the printed wiring board 135 is disposed in the recess 113 of the main body 111 so that the opening 123 of the support member 121 and the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131 correspond to each other. Therefore, the ink supply path 112, the opening 123, and the ink supply opening 132 are in direct communication. At that time, the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 is bonded to the bonded surface 122 of the support member 121 by the adhesive 141. The adhesive 141 is desirably a low viscosity, low curing temperature, cured in a short time, has a relatively high hardness after curing, and has ink resistance.

なお、本実施形態においては、記録素子基板131の接合面134が、支持部材121の被接合面122のみと接触する構成が図示されている。しかしながら、この構成に限らず、記録素子基板131の接合面134が、凹部113の底面114と接着剤を用いて接着されても構わない。   In the present embodiment, a configuration in which the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 contacts only the bonded surface 122 of the support member 121 is illustrated. However, the present invention is not limited to this configuration, and the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 may be bonded to the bottom surface 114 of the recess 113 using an adhesive.

また、本実施形態において、図1(b)中の矢印A、Bで示すように、インク供給路112内のインクが本体部111と支持部材121との間を伝って、外に漏れ出したり、異種インク同士が混ざり合う虞がある。そのため、支持部材121と本体部111とを一体に成形する際に、支持部材121と本体部111が密着されるような素材の組み合わせであることが望ましい。   In the present embodiment, as indicated by arrows A and B in FIG. 1B, the ink in the ink supply path 112 travels between the main body 111 and the support member 121 and leaks outside. There is a possibility that different kinds of inks may be mixed. Therefore, it is desirable that the combination of materials is such that the support member 121 and the main body 111 are in close contact when the support member 121 and the main body 111 are integrally formed.

係る構成のもとで、記録素子基板131に構成された各ヒータ(不図示)に、プリント配線基板135を通じて駆動制御信号が供給され、各ヒータが発熱する。このとき、インク供給路112を介して記録素子基板131のインク供給開口部132へ導入されたインクが、加熱され膜沸騰現象により気泡が発生し、気泡の膨張に伴ってインク吐出口133から記録媒体の記録面に向けて吐出される。   Under such a configuration, a drive control signal is supplied to each heater (not shown) configured on the recording element substrate 131 through the printed wiring board 135, and each heater generates heat. At this time, the ink introduced into the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131 via the ink supply path 112 is heated to generate bubbles due to the film boiling phenomenon, and recording is performed from the ink discharge port 133 as the bubbles expand. The ink is discharged toward the recording surface of the medium.

その際、記録素子基板131が各ヒータ(不図示)の熱によって膨張した場合でも、記録素子基板131は、支持部材121と接着されており、支持部材121と一体に膨張する。したがって、記録素子基板131の実質的な横断面積が増すこととなり、記録素子基板131が温度変化によって破損することが回避される。   At this time, even when the recording element substrate 131 is expanded by the heat of each heater (not shown), the recording element substrate 131 is bonded to the support member 121 and expands integrally with the support member 121. Therefore, the substantial cross-sectional area of the recording element substrate 131 is increased, and the recording element substrate 131 is prevented from being damaged by a temperature change.

以上説明したように、本実施形態において、支持部材121の開口部123とインク供給路112が対応するように、支持部材121が本体部111と一体に成形される。このため、支持部材121と本体部111との接合に接着剤を使うことなく、支持部材121を記録素子基板131及び本体部111と接着させたインクジェット記録ヘッドを提供することが出来る。   As described above, in this embodiment, the support member 121 is formed integrally with the main body 111 so that the opening 123 of the support member 121 and the ink supply path 112 correspond to each other. Therefore, it is possible to provide an ink jet recording head in which the supporting member 121 is bonded to the recording element substrate 131 and the main body 111 without using an adhesive for joining the supporting member 121 and the main body 111.

(第2の実施形態)
図4を用いて、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the ink jet recording head according to the present invention will be described with reference to FIG. About the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and shown, The duplication description is abbreviate | omitted.

図4は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける、支持部材121、記録素子基板131、及び本体部111について図示している。   FIG. 4 illustrates the support member 121, the recording element substrate 131, and the main body 111 in the ink jet recording head of the present embodiment.

本実施形態では、支持部材121は、本体部111のインク供給路112の外周領域に埋め込まれた構成となっている。そのため、支持部材121は、インク供給路112のインクと接触することのない構成となっている。支持部材121と本体部111との一体成形については、第1の実施形態と同様に、インサート成形等の同時成形により行うことが出来る。   In the present embodiment, the support member 121 is embedded in the outer peripheral region of the ink supply path 112 of the main body 111. Therefore, the support member 121 is configured not to contact the ink in the ink supply path 112. The integral molding of the support member 121 and the main body 111 can be performed by simultaneous molding such as insert molding as in the first embodiment.

本体部111のインク供給路112と記録素子基板131のインク供給開口部132が対応するように、プリント配線基板135に接続された記録素子基板131を本体部111の凹部113に配置する際、記録素子基板131の接合面134は、支持部材121の被接合面122及び本体部111の接合面116と接着剤141を用いて接着される。接着剤141は、第1の実施形態と同様に、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。   When the recording element substrate 131 connected to the printed wiring board 135 is disposed in the recess 113 of the main body 111 so that the ink supply path 112 of the main body 111 corresponds to the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131, recording is performed. The bonding surface 134 of the element substrate 131 is bonded to the bonding surface 122 of the support member 121 and the bonding surface 116 of the main body 111 using an adhesive 141. As in the first embodiment, the adhesive 141 desirably has a low viscosity, a low curing temperature, cures in a short time, has a relatively high hardness after curing, and has ink resistance.

本体部111に一体的に成形される支持部材121は、第1の実施形態と同様に、長方形の板状の形状を有し、中央部がスリット状に形成されたものを利用することが出来る。本実施形態において、支持部材121はインク供給路112の外周領域に埋め込まれる構成となっており、そのため、開口部123がインク供給路112の断面よりも大きく、かつ一体に形成した際にインク供給路112と開口部123が対応するように形成されている。また、開口部123の周囲には、記録素子基板131の接合面134と接着される被接合面122が設けられている。   As in the first embodiment, the support member 121 formed integrally with the main body 111 may have a rectangular plate shape and a central portion formed in a slit shape. . In this embodiment, the support member 121 is configured to be embedded in the outer peripheral region of the ink supply path 112, so that the ink supply is performed when the opening 123 is larger than the cross section of the ink supply path 112 and is integrally formed. The path 112 and the opening 123 are formed so as to correspond to each other. In addition, a bonded surface 122 that is bonded to the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 is provided around the opening 123.

さらに、支持部材121は、例えば、記録素子基板131と同一のシリコンで作られている。しかし、支持部材121の素材は、シリコンに限られることなく、記録素子基板131の材料の線膨張率と同等、若しくは記録素子基板131の材料の線膨張率よりも大きく、本体部111の材料の線膨張率よりも小さい線膨張率を有する素材であれば良い。また、記録素子基板131で発生した熱が、本体部111に伝わり易くするため、支持部材121の素材の熱伝導率が、記録素子基板131の材料の熱伝導率と同一、若しくは記録素子基板131の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。そのため、支持部材121の素材としては、例えば、アルミナ(Al)、窒化アルミウム(AlN)、炭化珪素(SiC)、4窒化3珪素(Si)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、エンプラ樹脂が挙げられる。 Further, the support member 121 is made of the same silicon as the recording element substrate 131, for example. However, the material of the support member 121 is not limited to silicon, and is equal to the linear expansion coefficient of the material of the recording element substrate 131 or larger than the linear expansion coefficient of the material of the recording element substrate 131. Any material having a linear expansion coefficient smaller than the linear expansion coefficient may be used. Further, in order to make it easy for heat generated in the recording element substrate 131 to be transmitted to the main body 111, the thermal conductivity of the material of the support member 121 is the same as the thermal conductivity of the material of the recording element substrate 131, or the recording element substrate 131. It is preferable that it is larger than the thermal conductivity. Therefore, as a material of the support member 121, for example, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), silicon nitride 4 (Si 3 N 4 ), molybdenum (Mo), tungsten ( W) and engineering plastic resins.

本実施形態においては、記録素子基板131の接合面134は、支持部材121の被接合面122及び本体部111の接合面116と、接着剤141により接着される構成を示した。しかし、支持部材121と本体部111とを成形する際に、支持部材121と本体部111が密着されるような素材の組み合わせであれば、本体部111の接合面116と記録素子基板131の接合面134との接着を省略することが可能となる。これは、支持部材121と本体部111が密着して成形されるために、図3の矢印A、Bで示すような、インク供給路112内のインクが本体部111と支持部材121との間を伝って、外に漏れ出したり、異種インク同士が混ざり合うことがないためである。   In the present embodiment, the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 is configured to be bonded to the bonded surface 122 of the support member 121 and the bonding surface 116 of the main body 111 by the adhesive 141. However, when the support member 121 and the main body 111 are molded, if the combination of materials is such that the support member 121 and the main body 111 are in close contact, the bonding surface 116 of the main body 111 and the recording element substrate 131 are bonded. Bonding with the surface 134 can be omitted. This is because the support member 121 and the main body 111 are molded in close contact with each other, so that the ink in the ink supply path 112 is between the main body 111 and the support member 121 as shown by arrows A and B in FIG. This is because the ink does not leak to the outside and different types of ink do not mix with each other.

係る構成のもとで、記録素子基板131に構成された各ヒータ(不図示)に、プリント配線基板135を通じて駆動制御信号が供給され、各ヒータが発熱する。このとき、インク供給路112を介して記録素子基板131のインク供給開口部132へ導入されたインクが、加熱され膜沸騰現象により気泡が発生し、気泡の膨張に伴ってインク吐出口133から記録媒体の記録面に向けて吐出される。   Under such a configuration, a drive control signal is supplied to each heater (not shown) configured on the recording element substrate 131 through the printed wiring board 135, and each heater generates heat. At this time, the ink introduced into the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131 via the ink supply path 112 is heated to generate bubbles due to the film boiling phenomenon, and recording is performed from the ink discharge port 133 as the bubbles expand. The ink is discharged toward the recording surface of the medium.

その際、記録素子基板131が各ヒータ(不図示)の熱によって膨張した場合でも、記録素子基板131は、支持部材121と接着されており、支持部材121と一体に膨張する。したがって、記録素子基板131の実質的な横断面積が増すこととなり、記録素子基板131が温度変化によって破損することが回避される。   At this time, even when the recording element substrate 131 is expanded by the heat of each heater (not shown), the recording element substrate 131 is bonded to the support member 121 and expands integrally with the support member 121. Therefore, the substantial cross-sectional area of the recording element substrate 131 is increased, and the recording element substrate 131 is prevented from being damaged by a temperature change.

以上説明したように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおいて、支持部材121は、本体部111と一体に成形される。このため、第1の実施形態と同様に、支持部材121と本体部111との接合に接着剤を使うことなく、支持部材121を記録素子基板131及び本体部111と接合させたインクジェット記録ヘッドを提供することが出来る。   As described above, in the ink jet recording head of this embodiment, the support member 121 is formed integrally with the main body 111. Therefore, as in the first embodiment, an ink jet recording head in which the support member 121 is bonded to the recording element substrate 131 and the main body 111 without using an adhesive for bonding the support member 121 and the main body 111. Can be provided.

また、支持部材121は、本体部111のインク供給路112の外周領域に埋め込まれて配置され、インク供給路112のインクに触れない構成となっている。そのため、支持部材121の素材は、インクに対しての接液性に関係なく選定することが可能となる。   Further, the support member 121 is disposed so as to be embedded in the outer peripheral region of the ink supply path 112 of the main body 111, and does not touch the ink in the ink supply path 112. Therefore, the material of the support member 121 can be selected regardless of the liquid contact property with respect to ink.

(第3の実施形態)
図5、6を用いて、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第3の実施形態について説明する。第1、第2の実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the ink jet recording head according to the present invention will be described with reference to FIGS. The same members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

図5は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける、支持部材121を図示している。本実施形態の支持部材121は、長方形の額縁状の形状を有していて、その中央部が開口部123となっている。また、開口部123の周囲には、記録素子基板131の接合面134と接着される被接合面122が設けられている。   FIG. 5 shows the support member 121 in the ink jet recording head of this embodiment. The support member 121 of the present embodiment has a rectangular frame shape, and the central portion is an opening 123. In addition, a bonded surface 122 that is bonded to the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 is provided around the opening 123.

図6(a)は、本実施形態の支持部材121を用いた際の、記録素子基板131、及び本体部111との接合について示している。本実施形態において、支持部材121は、一つの開口部123が複数のインク供給路112に対応するように、つまり、開口部123に対応する本体部111の領域に複数のインク供給路112が形成されている。そのため、支持部材121は、中間壁115を除く、本体部111のインク供給路112の外周領域に埋め込まれて形成されて、支持部材121がインク供給路112のインクと接触することなく、本体部111と一体に成形されている構成を有している。   FIG. 6A shows the bonding between the recording element substrate 131 and the main body 111 when the support member 121 of the present embodiment is used. In the present embodiment, the support member 121 has a plurality of ink supply paths 112 formed in a region of the main body 111 corresponding to the openings 123 so that one opening 123 corresponds to the plurality of ink supply paths 112. Has been. Therefore, the support member 121 is formed so as to be embedded in the outer peripheral area of the ink supply path 112 of the main body 111 except for the intermediate wall 115, and the main body section without the support member 121 being in contact with the ink of the ink supply path 112. 111 is formed integrally with the body.

本体部111のインク供給路112と記録素子基板131のインク供給開口部132が対応するように、プリント配線基板135に接続された記録素子基板131を本体部111の凹部113に配置する際、記録素子基板131の接合面134は、支持部材121の被接合面122と、接着剤141により接着される。中間壁115においては、支持部材121が形成されていないため、記録素子基板131と本体部111とが接着剤141により接着される。接着剤141は、第1、第2の実施形態と同様に、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。   When the recording element substrate 131 connected to the printed wiring board 135 is disposed in the recess 113 of the main body 111 so that the ink supply path 112 of the main body 111 corresponds to the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131, recording is performed. The bonding surface 134 of the element substrate 131 is bonded to the bonded surface 122 of the support member 121 with an adhesive 141. Since the support member 121 is not formed on the intermediate wall 115, the recording element substrate 131 and the main body 111 are bonded to each other with the adhesive 141. As in the first and second embodiments, the adhesive 141 has a low viscosity, a low curing temperature, cures in a short time, has a relatively high hardness after curing, and has ink resistance. desirable.

図6(b)は、本実施形態の支持部材121を用いた際の、記録素子基板131、及び本体部111との接合について別の例を示している。   FIG. 6B shows another example of the bonding between the recording element substrate 131 and the main body 111 when the support member 121 of the present embodiment is used.

同図において、支持部材121は、本体部111の中間壁115を除く、インク供給路112の外周領域に本体部111と一体に形成されている。ここで、一つの開口部123は、複数のインク供給路112に対応するように、つまり、開口部123の内側に本体部111の複数のインク供給路112が形成されている。また、第1の実施形態と同様に、記録素子基板131の接合面134は、本体部111の中間壁115を除いて、支持部材121の被接合面122とのみ接触するように構成された例を示しているが、この構成に限定されるものではない。   In the figure, the support member 121 is formed integrally with the main body 111 in the outer peripheral region of the ink supply path 112 except for the intermediate wall 115 of the main body 111. Here, the plurality of ink supply paths 112 of the main body 111 are formed so that one opening 123 corresponds to the plurality of ink supply paths 112, that is, inside the opening 123. Further, similarly to the first embodiment, the bonding surface 134 of the recording element substrate 131 is configured to contact only the bonded surface 122 of the support member 121 except for the intermediate wall 115 of the main body 111. However, the present invention is not limited to this configuration.

図6(a)、(b)において、本実施形態の支持部材121は、開口部123が額縁状に開口した形状のため、本体部111の中間壁115に支持部材121を形成することなく、記録素子基板131と本体部111とが接着される。そのため、本体部111の中間壁115が狭い場合でも、中間壁115の支持部材121に対する細工が不要となり、本体部111と支持部材121が一体的に成形される際の金型構造が簡略化される。   6 (a) and 6 (b), the support member 121 of the present embodiment has a shape in which the opening 123 is opened in a frame shape, so that the support member 121 is not formed on the intermediate wall 115 of the main body 111. The recording element substrate 131 and the main body 111 are bonded. Therefore, even when the intermediate wall 115 of the main body 111 is narrow, it is not necessary to work on the support member 121 of the intermediate wall 115, and the mold structure when the main body 111 and the support member 121 are integrally molded is simplified. The

係る構成のもとで、記録素子基板131に構成された各ヒータ(不図示)に、プリント配線基板135を通じて駆動制御信号が供給され、各ヒータが発熱する。このとき、インク供給路112を介して記録素子基板131のインク供給開口部132へ導入されたインクが、加熱され膜沸騰現象により気泡が発生し、気泡の膨張に伴ってインク吐出口133から記録媒体の記録面に向けて吐出される。   Under such a configuration, a drive control signal is supplied to each heater (not shown) configured on the recording element substrate 131 through the printed wiring board 135, and each heater generates heat. At this time, the ink introduced into the ink supply opening 132 of the recording element substrate 131 via the ink supply path 112 is heated to generate bubbles due to the film boiling phenomenon, and recording is performed from the ink discharge port 133 as the bubbles expand. The ink is discharged toward the recording surface of the medium.

その際、記録素子基板131が各ヒータ(不図示)の熱によって膨張した場合でも、記録素子基板131は、支持部材121と接着されており、支持部材121と一体に膨張する。したがって、記録素子基板131の実質的な横断面積が増すこととなり、記録素子基板131が温度変化によって破損されることが回避される。   At this time, even when the recording element substrate 131 is expanded by the heat of each heater (not shown), the recording element substrate 131 is bonded to the support member 121 and expands integrally with the support member 121. Therefore, the substantial cross-sectional area of the recording element substrate 131 is increased, and the recording element substrate 131 is avoided from being damaged by a temperature change.

本実施形態においては、額縁状の形状を有した支持部材121が、本体部111と一体に成形された構成となっており、本体部111と支持部材121が一体的に成形される際の金型構造が簡略化される。   In this embodiment, the support member 121 having a frame-like shape is formed integrally with the main body 111, and the gold when the main body 111 and the support member 121 are formed integrally. The mold structure is simplified.

本発明の第1の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における支持部材の斜視図。The perspective view of the supporting member in the 1st Embodiment of this invention. 本発明のインクジェット記録ヘッドの全体図。1 is an overall view of an ink jet recording head of the present invention. 本発明の第2の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における支持部材の斜視図。The perspective view of the supporting member in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows the 3rd Embodiment of this invention. 従来のインクジェット記録ヘッドを示す斜視図。The perspective view which shows the conventional inkjet recording head. 特許文献1の実施例を示す分解斜視図。The exploded perspective view which shows the Example of patent document 1. FIG. 特許文献1の実施例を示す断面図。Sectional drawing which shows the Example of patent document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

111 本体部
131 記録素子基板
133 インク吐出口
121 支持部材
112 インク供給路
141 接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Main body part 131 Recording element board | substrate 133 Ink ejection port 121 Support member 112 Ink supply path 141 Adhesive

Claims (6)

インク貯留部からインクを導入するための少なくとも一つのインク供給路を有する本体部と、
インクを吐出するインク吐出部及び前記インク吐出部からインク吐出するための熱エネルギーを発生するヒータを有する記録素子基板と、
前記インク供給路に対応する少なくとも一つの開口部を有する支持部材と、
を具えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記支持部材の線膨張率をa、前記本体部の線膨張率をb、及び前記記録素子基板の線膨張率をcとしたときに、c≦a<bの関係を満足し、
前記支持部材は前記記録素子基板と接着剤を用いて接着されるとともに、前記本体部と一体に成形されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
A main body having at least one ink supply path for introducing ink from the ink reservoir;
A recording element substrate having an ink discharge portion for discharging ink and a heater for generating thermal energy for discharging ink from the ink discharge portion;
A support member having at least one opening corresponding to the ink supply path;
In an inkjet recording head comprising
When the linear expansion coefficient of the support member is a, the linear expansion coefficient of the main body is b, and the linear expansion coefficient of the recording element substrate is c, the relationship of c ≦ a <b is satisfied.
An ink jet recording head, wherein the supporting member is bonded to the recording element substrate using an adhesive and is formed integrally with the main body.
前記支持部材は、前記インク供給路の周囲に埋め込まれて、前記インク供給路のインクに直接接触しない請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。   The inkjet recording head according to claim 1, wherein the support member is embedded around the ink supply path and does not directly contact the ink in the ink supply path. 前記開口部の内側の前記本体部は、前記記録素子基板と接着剤を用いて接着される請求項2に記載のインクジェット記録ヘッド。   The ink jet recording head according to claim 2, wherein the main body portion inside the opening is bonded to the recording element substrate using an adhesive. 前記支持部材は、前記本体部と密着して一体に成形される請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。   4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the support member is molded in close contact with the main body portion. 5. 前記本体部は複数のインク供給路を有し、前記支持部材はこれら複数のインク供給路に対応する一つの開口部を有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。   5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the main body has a plurality of ink supply paths, and the support member has one opening corresponding to the plurality of ink supply paths. 前記支持部材は、前記記録素子基板の熱伝導率と同一、若しくは前記記録素子基板の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the support member has a thermal conductivity equal to or greater than a thermal conductivity of the recording element substrate.
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