JP2012161968A - インクジェット記録ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、および、画像形成装置。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共通液室を形成する複数のフレーム基板のうち、駆動IC近傍に設けられたフレーム基板が前記駆動ICと接触しており、さらに、前記フレーム基板の前記共通液室部の壁面間に、共通液室部のインクに放熱するための梁部材が少なくとも1つ、フレーム基板と一体的に形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド、および、係るインクジェット記録ヘッドを備えたインクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成装置を提供する。
【選択図】図1
Description
前記複数のフレーム基板のうち、駆動IC近傍に設けられたフレーム基板が前記駆動ICと接触しており、さらに、前記フレーム基板の前記共通液室部の壁面間に、共通液室部のインクに放熱するための梁部材が少なくとも1つ、フレーム基板と一体的に形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドを提供する。
本発明においては、主な発熱源となる圧電素子の駆動ICと、梁部材を設けることによって共通液室内でのインクとの接触面積を大きく確保したフレーム基板の一部とが接触している。このため、フレーム基板がヒートシンクとしての役割を果たし、インクへの効率的な放熱が可能となる。
ここで、梁部材はいずれかのフレーム基板に設けられていれば、上記効果を得ることができる。しかしながら、効率よく熱をインクに伝達する観点から、伝達経路が短くなるように、少なくとも発熱源である駆動IC近傍のフレーム基板に梁部材を設けることが好ましい。
さらに、平面投影で駆動IC11に相当する箇所の一部に形成された弾性部材18が板梁構造になっており、駆動IC11の上面に接触している。板梁部は根本で折れ曲がった構造で、駆動IC11との接触面積をできるだけ広くとるために、駆動IC11の上面に沿って弾性部材18が接触している。このとき、弾性部材18と駆動IC11は接触しているだけでも、接着してあってもどちらでもよい。また、板梁の根本が他の部分よりも薄い構造だと弾性が増して駆動ICとの接触がさらに容易になる。なお、フレーム基板の一部を弾性部材として駆動IC11に接触させる方法を例示したが、フレーム基板の一部と駆動IC11とが接触するように構成されていれば本願発明の効果を得ることができ、その具体的手段は限定されない。
そして、フレーム基板9cの片側は液体供給基板、片側はフレーム基板9bに接合されており、フレーム基板9b,9cの梁部材はその位置が互い違いになるように形成されている。
以下に、本実施例の構成のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。
(a)液室基板12上の振動板17を設ける以外の箇所にマスクとしてのシリコン窒化膜をパターニングする。次いで、ポリシリコンとシリコン熱酸化膜形成手段である、例えばプラズマCVD法、パイロ酸化法によりポリシリコンとSiO2の多層積層膜である振動板17を液室基板12上に形成する。
(b)薄膜形成手段としてのゾルゲル法またはスパッタ法により、例えばPt、Ti、LNO、SROからなる共通電極13、例えばPZTからなる圧電体14、例えばPt、LNO、SROからなる上部電極15を順次形成する。
(c)フォトリソグラフィー法により上電極15、圧電体14をパターニングし圧電素子16を形成する。
(d)圧電素子16の放電防止のための絶縁膜(例えばAl2O3)を全体に成膜する。次いで、振動変位の妨げにならないように上電極15上を避けて圧電素子16の端部と共通電極13に例えばSiO2、SiNからなる層間絶縁膜を形成する。
(e)アルミニウムからなる引き出し配線25を所望の箇所に形成する
(f)別途シリコン基板にリソエッチ法で凹部26を形成してある液体供給基板7を製作しておき、基板12の圧電素子面に接着する。
(g)基板12の圧電素子形成面の反対側を所望の厚さまで研磨する。
(h)基板12の圧電素子形成面の反対側をICPドライエッチングによりエッチングし個別液室3、流体抵抗部4、インク導入路5、となる凹部を形成する。
別途SUSのプレス加工、研磨によるノズル穴2を形成しておいたノズル基板1を基板12の凹部形成側に接合する。
(i)液室基板12の液体供給基板7側に設けたバンプ10に別途製作した駆動IC11をフリップチップ接合により実装する。
(j)プレス加工、微細切削加工により形成したフレーム基板9a,9b,9cを別途接合しフレーム基板積層体9を製作し、接液膜を成膜したのちに液体供給基板7に接合する。
(k)ダンパーフィルム19を設けた補強板20をフレーム基板積層体9に接合する。
(l)補強板の上に別途製作したハウジングを接合する。
以上の工程により、本実施例のインクジェット記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)100が完成する。
実施例1と同様の機能をする部品、箇所には同様の番号で図示した。
実施例1の内容に加えて駆動IC11と液体供給基板7とフレーム基板9cと液室基板12で囲われた空間に熱伝導性の良い充填剤27を封入したものである。熱伝導性の良い充填剤としては、空気よりも熱伝導率の高いものが好ましく、熱伝導率が10(W/m・K)以上のものがより好ましい。例えば、アルミニウム、銅などの金属や、炭素を混ぜ合わせた樹脂などが挙げられる。
このインクカートリッジは、ノズル2等を有する上記各実施形態のいずれかのインクジェット記録ヘッド61と、このインクジェット記録ヘッド61に対してインクを供給するインクタンク62とを一体化したものである。
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの低コスト化、信頼性向上は、ただちにインクカートリッジ全体の低コスト化、信頼性向上につながるので、上述したように低コスト化、高信頼性化、製造不良低減することで、インクカートリッジの歩留まり、信頼性が向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図れる。
インクカートリッジ95は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェット記録ヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド94を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。さらに、実施例3で述べたように、インクカートリッジはインクタンクとインクジェット記録ヘッドを一体化することも可能である。
6. インク供給口
7. 液体供給基板
8. 共通液室
9a〜9c. フレーム基板
11. 駆動IC
12. 液室基板
16. 圧電素子
Claims (9)
- 圧電素子(16)を備えた複数の個別液室(3)を有する液室基板(12)と、積層することにより共通液室(8)を形成する複数のフレーム基板とを有し、前記液室基板上に駆動IC(11)がフリップチップ実装されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数のフレーム基板のうち、駆動IC近傍に設けられたフレーム基板が前記駆動ICと接触しており、さらに、前記フレーム基板の前記共通液室部の壁面間に、共通液室部のインクに放熱するための梁部材が少なくとも1つ、フレーム基板と一体的に形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 3枚以上の前記フレーム基板を有しており、前記共通液室部のインクに放熱するための梁部材が、少なくとも駆動IC近傍のフレーム基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記フレーム基板に前記梁部材が一定間隔で形成されていることを特徴とする請求項1または2いずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 複数のフレーム基板に梁部材が設けられており、異なるフレーム基板に設けられた梁部材同士が接触しないように当該梁部材が配置されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記フレーム基板のインクと接触する箇所が、接液膜で覆われていることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 液室基板(12)とフレーム基板との間に、前記個別液室(3)に液体を供給するインク供給口(6)を有する液体供給基板(7)を有しており、前記駆動IC、前記液体供給基板、前記フレーム基板の3つ全てが面をなす空間に、充填剤を封入したことを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体化したインクカートリッジにおいて、前記インクジェット記録ヘッドとして、請求項1乃至6いずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
- インクカートリッジのヘッド部から液滴を吐出させて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジとして、請求項7記載のインクカートリッジを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
- 請求項8に記載のインクジェット記録装置を画像形成部に備えたことを特徴とする画像形成装置。
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