JP2014058079A - Droplet discharge head and image formation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharge head capable of inhibiting warpage, and to provide an image formation device.SOLUTION: A droplet discharge head 10 includes: a driving control part, such as a drive IC 20, which controls driving of pressure increase means, such as a piezoelectric element 14, for increasing a pressure in a liquid chamber such as an individual liquid chamber 2 and causing a liquid in the liquid chamber to be discharged from a nozzle 11a; a member, such as a holding substrate 15, which has a housing wall 24a of a housing part 24 in which the driving control part is housed; and a sealing material 17 which seals a connection part between the pressure increase means and the driving control part. The droplet discharge head 10 has a structure where the sealing material 17 is provided in a gap between the housing wall 24a and the driving control part. The droplet discharge head 10 includes a contractive force absorbing part, such as a side wall part 24c, for absorbing a contractive force of the sealing material 17, which occurs during the manufacturing, and inhibiting warpage of the droplet discharge head 10.

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge head and an image forming apparatus.
プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置として、例えばインクの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する(単に液滴を吐出する)ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばDNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。   Printers, fax machines, copiers, plotters, or image forming apparatuses that combine multiple functions of these, for example, are equipped with a droplet ejection head that ejects ink droplets, and ink droplets are printed on paper while conveying media There is an ink jet recording apparatus that forms an image by adhering. The medium here is also referred to as “paper”, but the material is not limited, and a recording medium, a recording medium, a transfer material, a recording paper, and the like are also used synonymously. The image forming apparatus means an apparatus for forming an image by discharging a liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics. The image formation is not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to the medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply ejecting a droplet). Also means. The ink is not limited to so-called ink, and is not particularly limited as long as it becomes liquid when ejected. For example, the ink is a generic term for liquids including DNA samples, resists, pattern materials, and the like. Use.
液滴吐出ヘッドとしては、例えば、特許文献1に記載されているように、複数のノズルと、各ノズルに連通した複数の個別液室と、各個別液室内を昇圧させる昇圧手段と、各個別液室に連通する共通液室とを備えた構成が知られている。昇圧手段としては、例えば、個別液室にヒータを設置して個別液室内の液体を気化させて個別液室内を昇圧させるサーマル方式、個別液室にアクチュエータを設置し、個別液室を変形させて、個別液室内を昇圧させるアクチュエータ方式などがある。上記アクチュエータ方式には、アクチュエータの種類により圧電素子方式、静電方式などが挙げられる。   As a droplet discharge head, for example, as described in Patent Document 1, a plurality of nozzles, a plurality of individual liquid chambers communicating with each nozzle, a pressure increasing unit that pressurizes each individual liquid chamber, A configuration including a common liquid chamber communicating with the liquid chamber is known. As the pressure increasing means, for example, a heater is installed in the individual liquid chamber to vaporize the liquid in the individual liquid chamber to increase the pressure in the individual liquid chamber, an actuator is installed in the individual liquid chamber, and the individual liquid chamber is deformed. There is an actuator system that boosts the pressure in the individual liquid chamber. Examples of the actuator method include a piezoelectric element method and an electrostatic method depending on the type of actuator.
図14は、特許文献1に記載の液滴吐出ヘッド100の縦断面図である。
この特許文献1においては、個別液室102を昇圧させる昇圧手段として、振動板103を静電的に振動させる静電方式のアクチュエータを用いたものである。
図14に示すように液滴吐出ヘッド100は、複数のノズル101からなるノズル列が互いに平行に2列形成されたノズル基板111、複数の個別液室102の壁面や後述する駆動IC120を収容する収容部124の側壁124aなどが形成された個別液室基板112を有している。また、各個別液室102の壁面の一部を構成する複数の振動板103が設けられたキャビティ基板113を有している。さらに、キャビティ基板113の複数の振動板103に対応して設けられ、振動板103に対して所定のギャップを有して対向する個別電極104が形成された電極基板114を有している。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the droplet discharge head 100 described in Patent Document 1. As shown in FIG.
In this patent document 1, an electrostatic actuator that electrostatically vibrates the diaphragm 103 is used as a boosting unit that boosts the individual liquid chamber 102.
As shown in FIG. 14, the droplet discharge head 100 accommodates a nozzle substrate 111 in which two nozzle rows composed of a plurality of nozzles 101 are formed in parallel with each other, a wall surface of a plurality of individual liquid chambers 102, and a drive IC 120 described later. It has the individual liquid chamber substrate 112 on which the side wall 124a of the accommodating portion 124 and the like are formed. In addition, it has a cavity substrate 113 provided with a plurality of diaphragms 103 constituting a part of the wall surface of each individual liquid chamber 102. Furthermore, it has an electrode substrate 114 provided corresponding to the plurality of diaphragms 103 of the cavity substrate 113 and formed with individual electrodes 104 facing the diaphragm 103 with a predetermined gap.
各個別電極104はその一端が駆動IC120と接続部119で接続されており、駆動IC120から駆動信号が供給されるようになっている。各個別電極104と駆動IC120と接続部119は、封止材105により封止されており、接続部119に水分などが付着するなどにして短絡するのを防止している。   One end of each individual electrode 104 is connected to the driving IC 120 by a connection unit 119, and a driving signal is supplied from the driving IC 120. Each individual electrode 104, the drive IC 120, and the connection portion 119 are sealed with a sealing material 105, and a short circuit due to moisture adhering to the connection portion 119 is prevented.
図15は、特許文献1に記載の液滴吐出ヘッド100の製造工程を示す図である。
まず、図15(a)に示すように、電極基板114に接合されたキャビティ基板113の図中中央の穴部121から露出する各個別電極104と接続されるように、駆動IC120を電極基板114上に実装する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a manufacturing process of the droplet discharge head 100 described in Patent Document 1.
First, as shown in FIG. 15A, the driving IC 120 is connected to the electrode substrate 114 so as to be connected to each individual electrode 104 exposed from the hole 121 at the center in the drawing of the cavity substrate 113 bonded to the electrode substrate 114. Implement above.
次に、図15(b)に示すように、不図示のニードル(針)によって個別電極104と駆動IC120との接続部119に封止材105を塗布して、接続部119を封止する。   Next, as shown in FIG. 15B, a sealing material 105 is applied to the connection portion 119 between the individual electrode 104 and the drive IC 120 with a needle (not shown) to seal the connection portion 119.
次に、図15(c)に示すように、個別液室102の壁面や、駆動IC120が収容される収容部124の壁面124aが形成された個別液室基板112をキャビティ基板113に接合する。そして、図15(d)に示すように、ノズル孔101が形成されたノズル基板111を、接着剤等を用いて個別液室基板112に接合することで、液滴吐出ヘッド100が形成される。   Next, as shown in FIG. 15C, the individual liquid chamber substrate 112 on which the wall surface of the individual liquid chamber 102 and the wall surface 124 a of the accommodating portion 124 in which the driving IC 120 is accommodated is bonded to the cavity substrate 113. Then, as shown in FIG. 15D, the droplet discharge head 100 is formed by bonding the nozzle substrate 111 in which the nozzle holes 101 are formed to the individual liquid chamber substrate 112 using an adhesive or the like. .
しかしながら、上記特許文献1に記載の液滴吐出ヘッド100においては、次の課題を有する。すなわち、上記特許文献1に記載の液滴吐出ヘッド100においては、電極基板114に駆動IC120を接続して、封止材部材105により接続部119を封止した後、駆動IC120を収容する収容部の側壁124aが形成された個別液室基板112が接合される。このため、封止材105を接続部119に塗布するとき、キャビティ基板113の図15(b)に示すXの箇所などに、封止材105が付着するおそれがあった。このキャビティ基板113の封止材105が付着した箇所が、個別液室基板112との接合部であると、この封止材105が付着した箇所で接合不良が生じるおそれがある。そのため、図15(c)に示すように、封止材105を塗布する箇所からある程度離した箇所で個別液室基板112をキャビティ基板113に接合させる必要があり、個別液室基板112の収容部124を形成する側壁124aと、駆動IC120との空隙が大きくなり、液滴吐出ヘッド100が大型化するという課題である。   However, the droplet discharge head 100 described in Patent Document 1 has the following problems. That is, in the droplet discharge head 100 described in Patent Document 1, the drive IC 120 is connected to the electrode substrate 114, the connection portion 119 is sealed with the sealing material member 105, and then the storage portion that stores the drive IC 120. The individual liquid chamber substrate 112 on which the side wall 124a is formed is bonded. For this reason, when the sealing material 105 is applied to the connection portion 119, the sealing material 105 may adhere to the portion X of the cavity substrate 113 shown in FIG. If the portion of the cavity substrate 113 to which the sealing material 105 is attached is a joint portion with the individual liquid chamber substrate 112, a bonding failure may occur at the portion to which the sealing material 105 is attached. Therefore, as shown in FIG. 15C, it is necessary to join the individual liquid chamber substrate 112 to the cavity substrate 113 at a position somewhat away from the position where the sealing material 105 is applied. This is a problem that the gap between the side wall 124a forming the 124 and the driving IC 120 becomes large, and the droplet discharge head 100 is enlarged.
そこで、本出願人は、次のような工程で製造する液滴吐出ヘッドを開発中である。
図16、図17は、開発中の液滴吐出ヘッド10’の製造工程を示す図である。
図16に示す開発中の液滴吐出ヘッド10’は、昇圧手段として、下部電極14a、圧電体14bおよび上部電極14cからなる圧電素子14を用いた圧電アクチュエータ方式を用いている。また、この開発中の液滴吐出ヘッドは、先の図14に示した特許文献1の液滴吐出ヘッドとは異なり、駆動制御部としての駆動ICを収容する収容部24を、個別液室基板12などを保持する保持基板15に設けたものである。
Therefore, the applicant of the present application is developing a droplet discharge head manufactured by the following process.
16 and 17 are diagrams showing a manufacturing process of the droplet discharge head 10 ′ under development.
The droplet discharge head 10 ′ under development shown in FIG. 16 uses a piezoelectric actuator system using a piezoelectric element 14 composed of a lower electrode 14a, a piezoelectric body 14b, and an upper electrode 14c as a boosting means. In addition, the droplet discharge head under development differs from the droplet discharge head disclosed in Patent Document 1 shown in FIG. 14 in that the storage unit 24 that stores a drive IC as a drive control unit is provided as an individual liquid chamber substrate. 12 is provided on a holding substrate 15 that holds 12 or the like.
この開発中の液滴吐出ヘッド10’においては、図16(a)に示すように、個別液室などが形成される前の個別液室基板12上に、薄膜状の振動板13が積層されている。この振動板13上には、下部電極14a、圧電体14bおよび上部電極14cからなる複数の圧電素子14が、後工程で個別液室基板12に形成される複数の個別液室に対応する位置に形成されている。図中中央には、圧電素子14の接続電極30が設けられている。   In the droplet discharge head 10 ′ under development, as shown in FIG. 16A, a thin film-like diaphragm 13 is laminated on the individual liquid chamber substrate 12 before the individual liquid chambers are formed. ing. On the vibration plate 13, a plurality of piezoelectric elements 14 including a lower electrode 14 a, a piezoelectric body 14 b, and an upper electrode 14 c are located at positions corresponding to a plurality of individual liquid chambers formed on the individual liquid chamber substrate 12 in a later step. Is formed. In the center of the figure, a connection electrode 30 of the piezoelectric element 14 is provided.
図16(b)に示すように、駆動制御部としての駆動IC20が収容される収容部の側壁24aが形成されている保持基板15を圧電素子14が設けられた基板に接合する。次に、収容部24に駆動IC20を挿入して、駆動IC20を、圧電素子14の接続電極30に接続させる。   As shown in FIG. 16B, the holding substrate 15 on which the side wall 24a of the accommodating portion that accommodates the drive IC 20 as the drive control portion is formed is bonded to the substrate on which the piezoelectric element 14 is provided. Next, the drive IC 20 is inserted into the housing portion 24, and the drive IC 20 is connected to the connection electrode 30 of the piezoelectric element 14.
こ開発中の液滴吐出ヘッド10’は、封止材で封止する前に、駆動IC20を収容する収容部24の側壁24aが形成された保持基板15を接合する。よって、封止材が、所定の箇所以外に付着して、保持基板15の接合不良が起きることがない。よって、保持基板15の接合箇所を、駆動IC20と接続電極30との接続部近傍に設けることができる。これにより、収容部24の側壁24aと駆動IC20との隙間を狭くでき、液滴吐出ヘッドの小型化を図ることができる。   The droplet discharge head 10 ′ under development is bonded to the holding substrate 15 on which the side wall 24 a of the accommodating portion 24 that accommodates the drive IC 20 is formed before being sealed with the sealing material. Therefore, the sealing material does not adhere to a portion other than the predetermined location, and the bonding failure of the holding substrate 15 does not occur. Therefore, the joint portion of the holding substrate 15 can be provided in the vicinity of the connection portion between the drive IC 20 and the connection electrode 30. Thereby, the clearance gap between the side wall 24a of the accommodating part 24 and drive IC20 can be narrowed, and size reduction of a droplet discharge head can be achieved.
駆動IC20を圧電素子14の接続電極30に接続させたら、図17(c)に示すように、収容部24の開口部から熱硬化型の樹脂からなる封止材17を注入し、100℃以上の環境下で封止材17を熱硬化させ接続部を封止する。本来であれば、駆動IC20と接続電極30との接続部のみを封止材17で封止すればよいが、この開発中の液滴吐出ヘッド10’においては、液滴吐出ヘッドを小型化するために駆動IC20と収容部24の側壁24aの隙間を狭くしている。このため、封止材17を塗布するためのニードルを駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間に挿入することができない。従って、駆動IC20と接続電極30との接続部のみに封止材17を塗布することができない。よって、収容部24の開口から封止材17を注入して、駆動IC20と収容部24の側壁24aの隙間に封止材17を充填することで、駆動IC20と接続電極30との接続部を封止している。   When the drive IC 20 is connected to the connection electrode 30 of the piezoelectric element 14, as shown in FIG. 17C, a sealing material 17 made of a thermosetting resin is injected from the opening of the housing portion 24, and is 100 ° C. or higher. In this environment, the sealing material 17 is thermally cured to seal the connection portion. Originally, only the connecting portion between the drive IC 20 and the connection electrode 30 may be sealed with the sealing material 17, but the droplet discharge head 10 ′ under development is downsized. Therefore, the gap between the drive IC 20 and the side wall 24a of the housing portion 24 is narrowed. For this reason, the needle for applying the sealing material 17 cannot be inserted into the gap between the drive IC 20 and the side wall 24 a of the housing portion 24. Therefore, the sealing material 17 cannot be applied only to the connection portion between the drive IC 20 and the connection electrode 30. Therefore, the sealing material 17 is injected from the opening of the housing portion 24 and the sealing material 17 is filled in the gap between the drive IC 20 and the side wall 24 a of the housing portion 24, thereby connecting the connection portion between the driving IC 20 and the connection electrode 30. It is sealed.
その後、図17(d)に示すように、個別液室基板12に個別液室2などを形成した後、ノズル板11を個別液室基板12に固定して開発中液滴吐出ヘッド10’が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 17D, after the individual liquid chamber 2 and the like are formed on the individual liquid chamber substrate 12, the nozzle plate 11 is fixed to the individual liquid chamber substrate 12, and the liquid droplet ejection head 10 ′ under development is It is formed.
しかしながら、開発中の液滴吐出ヘッド10’においては、液滴吐出ヘッドが反るという新たな課題が発生した。   However, the droplet discharge head 10 ′ under development has a new problem that the droplet discharge head is warped.
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、反りを抑制することができる液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a droplet discharge head and an image forming apparatus capable of suppressing warpage.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液室の圧力を昇圧させて、液室内の液をノズルから吐出させる昇圧手段を駆動制御する駆動制御部と、前記駆動制御部が収容される収容部の収容壁を有する部材と、前記昇圧手段と前記制御駆動部との接続部を封止する封止材とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記収容壁と前記駆動制御部との間の隙間に前記封止材を有する構成であって、製造時に発生する前記封止材の収縮力を吸収して当該液滴吐出ヘッドの反りを抑制した収縮力吸収部を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes: a drive control unit that drives and controls a boosting unit that boosts the pressure in the liquid chamber and discharges the liquid in the liquid chamber from the nozzle; and the drive control unit houses the drive control unit. In the liquid droplet ejection head, comprising: a member having a storage wall of the storage portion; and a sealing material that seals a connection portion between the boosting unit and the control drive unit; And having a sealing force absorbing portion that absorbs the contracting force of the sealing material generated during manufacturing and suppresses the warp of the droplet discharge head. It is what.
本出願人は、開発中の液滴吐出ヘッド10’の反りが生じる要因について、鋭意研究した結果、次のことを突き止めた。すなわち、駆動制御部としての駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間に充填させた熱硬化型の樹脂からなる封止材17を硬化させるために、図17(c)に示す製造途中の液滴吐出ヘッドを100℃以上の環境下に所定時間保持しておく必要がある。このとき、封止材17、保持基板15、個別液室基板12などが熱膨張するが、封止材17の熱膨張率が、保持基板15の熱膨張率に比べて大きい。このため、図17(c)に示す製造途中の液滴吐出ヘッドを室温に戻したとき、封止材17の収縮量が、保持基板15の収縮量よりも多くなる。その結果、収容部24の側壁24aに固着した封止材17が収容部24の側壁24aを駆動IC20側へ引っ張るような力が加わる。その結果、図17(c)の矢印Zに示すように、収容部の側壁が形成された基板である保持基板15全体に図12の中央部へ収縮するような収縮応力が加わる。   As a result of earnest research on the cause of warping of the droplet discharge head 10 ′ under development, the present applicant has found the following. That is, in order to cure the sealing material 17 made of a thermosetting resin filled in the gap between the drive IC 20 as the drive control unit and the side wall 24a of the housing unit 24, the manufacturing process shown in FIG. It is necessary to hold the droplet discharge head in an environment of 100 ° C. or higher for a predetermined time. At this time, the sealing material 17, the holding substrate 15, the individual liquid chamber substrate 12, and the like are thermally expanded, but the thermal expansion coefficient of the sealing material 17 is larger than the thermal expansion coefficient of the holding substrate 15. For this reason, when the droplet discharge head in the middle of manufacture shown in FIG. 17C is returned to room temperature, the shrinkage amount of the sealing material 17 becomes larger than the shrinkage amount of the holding substrate 15. As a result, a force is applied so that the sealing material 17 fixed to the side wall 24a of the housing portion 24 pulls the side wall 24a of the housing portion 24 toward the driving IC 20 side. As a result, as shown by an arrow Z in FIG. 17C, a contraction stress is applied to the entire holding substrate 15 that is a substrate on which the side wall of the housing portion is formed, so that the holding substrate 15 contracts to the center in FIG.
図17(c)に示す段階では、個別液室基板12に個別液室などが形成されておらず、個別液室基板12の剛性が高いため、この剛性により、保持基板15の図中中央側への収縮が抑制され、反りがほとんどない。しかし、図17(d)に示すように、個別液室2などを形成して、個別液室基板12の剛性が低下すると、保持基板15が、上記収縮応力により図中中央側へ収縮してしまう。その結果、図17(d)の矢印Yに示すように、液滴吐出ヘッドの図中両端が図中上方へ移動し、ノズル板11の図中中央部が、図中下側へ突き出るように反ることを突き止めたのである。   In the stage shown in FIG. 17C, the individual liquid chamber substrate 12 is not formed with the individual liquid chamber substrate 12, and the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12 is high. There is almost no warpage. However, as shown in FIG. 17D, when the individual liquid chamber 2 or the like is formed and the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12 decreases, the holding substrate 15 contracts toward the center in the figure due to the contraction stress. End up. As a result, as shown by an arrow Y in FIG. 17D, both ends of the droplet discharge head in the drawing move upward in the drawing, and the central portion of the nozzle plate 11 in the drawing protrudes downward in the drawing. I found out that I was warping.
そこで、本発明においては、製造時の封止材の収縮力を吸収する収縮力吸収部を設け、この収縮力吸収部により製造時の封止材の収縮力を吸収することで、液滴吐出ヘッドが反るのを抑制する。   Therefore, in the present invention, a contraction force absorbing portion that absorbs the contraction force of the sealing material at the time of manufacturing is provided, and the contraction force absorbing portion absorbs the contraction force of the sealing material at the time of manufacturing, thereby discharging droplets. Suppresses warping of the head.
本発明によれば、封止材の収縮力による液滴吐出ヘッドの反りを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the warp of the droplet discharge head due to the shrinkage force of the sealing material.
本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの個別液室基板を示す平面図The top view which shows the separate liquid chamber board | substrate of the droplet discharge head which concerns on this embodiment. 同液滴吐出ヘッドの保持基板の平面図。The top view of the holding substrate of the droplet discharge head. 図1のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する図。4A and 4B are diagrams illustrating a manufacturing process of a droplet discharge head according to the present embodiment. 同製造工程の続きについて説明する図。The figure explaining the continuation of the manufacturing process. 変形例1の液滴吐出ヘッドの保持基板を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing a holding substrate of a droplet discharge head according to Modification 1 (a)は、変形例2の液滴吐出ヘッドの保持基板を示す平面図、(b)は、変形例2の液滴吐出ヘッドの断面図。(A) is a top view which shows the holding substrate of the droplet discharge head of the modification 2, (b) is sectional drawing of the droplet discharge head of the modification 2. FIG. 変形例3の液滴吐出ヘッドの保持基板を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing a holding substrate of a droplet discharge head according to Modification 3; 吸収溝を2列配列した態様の保持基板を示す平面図。The top view which shows the holding substrate of the aspect which arranged the absorption groove | channel 2 rows. 側壁に収縮力吸収部材を設けた態様の保持基板を示す平面図。The top view which shows the holding | maintenance board | substrate of the aspect which provided the contraction force absorption member in the side wall. シリアル型インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図。Schematic explaining the whole structure of the mechanism part of a serial type inkjet recording device. 同機構部の要部平面図Plan view of the main part of the mechanism ライン型インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図。Schematic explaining the whole structure of the mechanism part of a line type inkjet recording device. 従来の液滴吐出ヘッドの断面図。Sectional drawing of the conventional droplet discharge head. 従来の液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する図。The figure explaining the manufacturing process of the conventional droplet discharge head. 開発中の液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する図。The figure explaining the manufacturing process of the droplet discharge head under development. 開発中の液滴吐出ヘッドの製造工程の続きについて説明する図。The figure explaining the continuation of the manufacturing process of the droplet discharge head under development.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、液滴吐出ヘッド10の個別液室基板を示す平面図であり、図2は、保持基板の平面図であり、図3は、液滴吐出ヘッドの断面図であり、図1のA−A´断面図である。
本実施形態の液滴吐出ヘッド10は、図3に示すように、ノズル板11、複数の個別液室2などが形成された個別液室基板12、保持基板15などが積層された構造となっている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
1 is a plan view showing an individual liquid chamber substrate of the droplet discharge head 10, FIG. 2 is a plan view of a holding substrate, FIG. 3 is a cross-sectional view of the droplet discharge head, and FIG. It is AA 'sectional drawing.
As shown in FIG. 3, the droplet discharge head 10 of this embodiment has a structure in which a nozzle plate 11, an individual liquid chamber substrate 12 on which a plurality of individual liquid chambers 2 are formed, a holding substrate 15 and the like are laminated. ing.
図3に示すように、ノズル板11は複数のインク吐出用のノズル11aが配列されたノズル列が2列、配列している基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。本実施形態においては、ノズル列のノズルの数は300個である。また、本実施形態の液滴吐出ヘッド10は、ノズル列を2列としているが、4列や8列、その他でも構わない。   As shown in FIG. 3, the nozzle plate 11 is a substrate in which a plurality of nozzle arrays 11 each having a plurality of nozzles 11a for discharging ink are arranged, and any material can be selected from the required rigidity and workability. Can be used. In the present embodiment, the number of nozzles in the nozzle row is 300. In addition, the droplet discharge head 10 of the present embodiment has two nozzle rows, but may be four rows, eight rows, or the like.
ノズル板11の材料としては、SUS、ニッケル等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料などを挙げることができる。ノズル11aの加工方法は材料の特性と要求される精度・加工性から任意のものを選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザ加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。ノズル11aの開口径、配列数、配列密度は、液滴吐出ヘッド10に要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。   Examples of the material for the nozzle plate 11 include metals such as SUS and nickel, alloys such as silicon and ceramics, and resin materials such as polyimide. The processing method of the nozzle 11a can be selected arbitrarily from the characteristics of the material and the required accuracy and workability, and examples include electroforming plating method, etching method, press processing method, laser processing method, photolithography method, etc. it can. The opening diameter, the number of arrays, and the array density of the nozzles 11a can be set to an optimum combination according to the specifications required for the droplet discharge head 10.
個別液室基板12には、各ノズル11aに対応する複数の個別液室2、流体抵抗部3、共通液室4が形成されている。また、個別液室基板12上には、振動板13が設けられており、振動板13を挟んで個別液室2に対向する箇所に、下部電極14a、圧電体14b、上部電極14cが積層された昇圧手段としての圧電素子14が設けられている。   On the individual liquid chamber substrate 12, a plurality of individual liquid chambers 2, fluid resistance portions 3, and common liquid chambers 4 corresponding to the respective nozzles 11a are formed. In addition, a vibration plate 13 is provided on the individual liquid chamber substrate 12, and a lower electrode 14a, a piezoelectric body 14b, and an upper electrode 14c are stacked at a position facing the individual liquid chamber 2 with the vibration plate 13 interposed therebetween. A piezoelectric element 14 is provided as boosting means.
圧電素子14を用いて個別液室2を昇圧する方式では幅広い物性のインクに対応可能である反面、液室配列の高密度化・ヘッドの小型化が困難とされていた。しかし、いわゆるMEMSプロセスを用いることで高密度化する技術が確立されてきている。すなわち、個別液室基板12に薄膜形成技術を用いて振動板13,下部電極14a,圧電体14b、上部電極14c等を積層したユニモルフ型アクチュエータとすることで、半導体デバイス製造プロセス(フォトリソグラフィ)を用いて個別液室に対応した個別の圧電素子14と配線をパターニングすることで高密度化することができる。   While the method of boosting the individual liquid chamber 2 using the piezoelectric element 14 can cope with inks having a wide range of physical properties, it has been difficult to increase the density of the liquid chamber array and to reduce the size of the head. However, a technique for increasing the density by using a so-called MEMS process has been established. That is, a semiconductor device manufacturing process (photolithography) is performed by forming a unimorph type actuator in which the diaphragm 13, the lower electrode 14a, the piezoelectric body 14b, the upper electrode 14c, and the like are laminated on the individual liquid chamber substrate 12 using a thin film forming technique. It is possible to increase the density by patterning individual piezoelectric elements 14 and wirings corresponding to the individual liquid chambers.
個別液室基板12の基板材料は加工性・物性から任意のものを用いることができる。各個別液室2は隔壁により区画されている。各個別液室2の高さはヘッド特性から任意に設定できるが、20〜100μmの範囲とすることが好ましい。また、個別液室間の隔壁は配列密度に合わせて任意に設定することが可能であるが、隔壁幅は10〜30μmとすることが好ましい。また、隔壁幅が狭い場合は特定の個別液室2に対応する圧電素子14を駆動した場合に、この個別液室2に隣接する個別液室間で相互干渉が発生し、吐出ばらつきが大きくなる。隔壁幅を狭くする場合は、液室高さを低くすることで対応することができる。   Any substrate material for the individual liquid chamber substrate 12 can be used in view of processability and physical properties. Each individual liquid chamber 2 is partitioned by a partition wall. The height of each individual liquid chamber 2 can be arbitrarily set from the head characteristics, but is preferably in the range of 20 to 100 μm. The partition walls between the individual liquid chambers can be arbitrarily set according to the arrangement density, but the partition wall width is preferably 10 to 30 μm. Further, when the partition wall width is narrow, when the piezoelectric element 14 corresponding to a specific individual liquid chamber 2 is driven, mutual interference occurs between the individual liquid chambers adjacent to the individual liquid chamber 2, and the discharge variation increases. . When the partition wall width is narrowed, it can be dealt with by reducing the liquid chamber height.
また、300dpi以上の画像を形成する機能を有するように、液滴吐出ヘッド10を構成する場合は、各個別液室2のピッチを85μm以下にする必要がある。このように、狭いピッチ間隔で各個別液室2を形成する場合では、フォトリソグラフィ法を用いることができるシリコン基板を用いることが好ましい。各個別液室2の加工は任意のものを用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの手法でも個別液室基板12に設けられた振動板13の液室側を二酸化シリコン膜等とすることで、振動板103をエッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。   Further, when the droplet discharge head 10 is configured so as to have a function of forming an image of 300 dpi or more, the pitch of the individual liquid chambers 2 needs to be 85 μm or less. Thus, in the case where the individual liquid chambers 2 are formed at a narrow pitch interval, it is preferable to use a silicon substrate that can be used for photolithography. Although processing of each individual liquid chamber 2 can be performed arbitrarily, when using the above-described photolithography method, either a wet etching method or a dry etching method can be used. In any method, the diaphragm 103 can be used as an etch stop layer by making the liquid chamber side of the diaphragm 13 provided on the individual liquid chamber substrate 12 into a silicon dioxide film or the like, so that the height of the liquid chamber can be controlled with high accuracy. can do.
個別液室基板12上には、振動板13が設けられている。個別液室基板12上に設けられる振動板13は、各個別液室2の上壁部を構成するもので、後述する圧電素子14により振動せしめられることにより、個別液室2内のインクに圧力を加え、ノズル11aから液滴を吐出させるものである。   A diaphragm 13 is provided on the individual liquid chamber substrate 12. The vibration plate 13 provided on the individual liquid chamber substrate 12 constitutes an upper wall portion of each individual liquid chamber 2 and is vibrated by a piezoelectric element 14 described later, whereby pressure is applied to the ink in the individual liquid chamber 2. And a droplet is discharged from the nozzle 11a.
振動板13は任意のものを用いることができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。振動板13を積層膜とする場合は、それぞれの材料の内部応力を考慮し、残留応力が少ない構成とすることが好ましい。例えば、振動板13を、SiとSiOの積層にする場合は、引張り応力となるSiと圧縮応力となるSiOを交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。 Although any diaphragm 13 can be used, it is preferable to use a material having high rigidity such as silicon, nitride, oxide, or carbide. Alternatively, a stacked structure of these materials may be used. In the case where the diaphragm 13 is a laminated film, it is preferable that the internal stress of each material is taken into account and the residual stress is small. For example, the vibration plate 13, when the stack of Si 3 N 4 and SiO 2 is a SiO 2 serving as the Si 3 N 4 as the tensile stress and compressive stress are alternately laminated, mentioned above as an example of the stress relaxation It is done.
振動板13の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね0.5μm〜10μmの範囲が好ましく、さらに好ましくは1.0〜5.0μmの範囲である。振動板13が薄すぎる場合はクラック等により振動板13が破損しやすくなり、厚すぎる場合は変位量が小さくなり吐出効率が低下してしまう。また、薄すぎる場合は、振動板13の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められない課題がある。   The thickness of the diaphragm 13 can be selected according to desired characteristics, but is generally preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 1.0 to 5.0 μm. If the diaphragm 13 is too thin, the diaphragm 13 is likely to be damaged due to cracks or the like, and if it is too thick, the amount of displacement becomes small and the discharge efficiency decreases. Moreover, when too thin, the natural frequency of the diaphragm 13 will fall, and the drive frequency cannot be raised.
振動板13を挟んで個別液室2に対向する箇所に、下部電極14a、圧電体14b、上部電極14cが積層された昇圧手段としての圧電素子14が設けられている。   A piezoelectric element 14 as a boosting unit in which a lower electrode 14a, a piezoelectric body 14b, and an upper electrode 14c are stacked is provided at a position facing the individual liquid chamber 2 with the diaphragm 13 interposed therebetween.
圧電素子14の下部電極14a、上部電極14cは導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が上げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。また、下部電極14a、上部電極14cの材料としては、これら電極に挟まれる圧電体14bと反応したり、拡散したりしない材料を選定する必要がある。このため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体14b、振動板13との密着性を考慮し、下部電極14aと振動板13との間、下部電極14aと圧電体14bとの間および上部電極14cと圧電体14bとの間などに密着層を形成しても良い。下部電極14a、上部電極14cの具体的一例としては、Pt、Ir、Ir酸化物、Pd、Pd酸化物等が安定性の高い材料として挙げることができる。また、上記密着層としては、Ti、Ta、W、Cr等が例示できる。   The lower electrode 14a and the upper electrode 14c of the piezoelectric element 14 can be made of any conductive material. Examples include metals, alloys and conductive compounds. A single layer film or a laminated film of these materials may be used. Further, as a material for the lower electrode 14a and the upper electrode 14c, it is necessary to select a material that does not react with or diffuse to the piezoelectric body 14b sandwiched between these electrodes. For this reason, it is necessary to select a highly stable material. Further, if necessary, the adhesiveness between the piezoelectric body 14b and the diaphragm 13 is taken into consideration, between the lower electrode 14a and the diaphragm 13, between the lower electrode 14a and the piezoelectric body 14b, and between the upper electrode 14c and the piezoelectric body 14b. An adhesion layer may be formed between the two. As specific examples of the lower electrode 14a and the upper electrode 14c, Pt, Ir, Ir oxide, Pd, Pd oxide, and the like can be given as highly stable materials. Examples of the adhesion layer include Ti, Ta, W, and Cr.
圧電体14bの材料は圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体14bの成膜方法は任意の手法を用いることができ、例としてはスパッタリング法、ゾルゲル法が挙げられ、成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。   As the material of the piezoelectric body 14b, a ferroelectric material exhibiting piezoelectricity can be used. As examples, lead zirconate titanate and barium titanate are generally used. Arbitrary methods can be used as the film formation method of the piezoelectric body 14b, and examples thereof include a sputtering method and a sol-gel method. The sol-gel method is preferable because the film formation temperature is low.
上記の圧電体14bと電極14a、14cから構成される圧電素子14は振動板13を挟んで個別液室2上部に形成される必要がある。個別液室2を区画する隔壁上に圧電素子14を形成した場合、振動板13の変形を阻害してしまうため、吐出効率の低下や応力集中による圧電素子の破損等の原因となる。圧電素子14は、フォトリソグラフィ法などを用いて、パターニングすることで、振動板13を挟んで個別液室2上部に形成する。また、圧電体14bの成膜をゾルゲル法にて行う場合は、スピンコーティング法や印刷法を用いることもできる。また、圧電素子14を構成する下部電極14aは、各個別液室2共通でもよい。この場合は、上部電極14c、圧電体14bを個別液室2ごとにパターニングする。   The piezoelectric element 14 composed of the piezoelectric body 14b and the electrodes 14a and 14c needs to be formed above the individual liquid chamber 2 with the diaphragm 13 interposed therebetween. When the piezoelectric element 14 is formed on the partition wall that divides the individual liquid chamber 2, the deformation of the diaphragm 13 is hindered, which causes a decrease in discharge efficiency or damage of the piezoelectric element due to stress concentration. The piezoelectric element 14 is formed on the individual liquid chamber 2 with the vibration plate 13 interposed therebetween by patterning using a photolithography method or the like. In addition, when the piezoelectric body 14b is formed by the sol-gel method, a spin coating method or a printing method can also be used. Further, the lower electrode 14 a constituting the piezoelectric element 14 may be common to the individual liquid chambers 2. In this case, the upper electrode 14 c and the piezoelectric body 14 b are patterned for each individual liquid chamber 2.
また、個別液室基板12には共通液室4と個別液室2とを連通する狭い流路の流体抵抗部3が形成される。本実施形態においては、流体抵抗部3は、図3の紙面直交方向に狭い流路としている。流体抵抗部3は共通液室4から個別液室2にインクを供給する機能を有すると同時に、圧電素子14を駆動することにより個別液室2に発生する圧力により、インクの逆流を防止しインクをノズル11aから吐出させる機能を有する。そのため、個別液室2のインク流動方向の断面積を小さくし、流体抵抗を高くする必要がある。個別液室基板12にシリコンを用い、個別液室2と流体抵抗部3をフォトリソグラフィ法(+エッチング)を用いて形成した場合、個別液室2と同一の条件で加工できるメリットがある。   The individual liquid chamber substrate 12 is formed with a fluid resistance portion 3 having a narrow flow path that communicates the common liquid chamber 4 and the individual liquid chamber 2. In the present embodiment, the fluid resistance unit 3 is a narrow channel in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. The fluid resistance unit 3 has a function of supplying ink from the common liquid chamber 4 to the individual liquid chamber 2, and at the same time, by driving the piezoelectric element 14, the pressure generated in the individual liquid chamber 2 prevents backflow of ink. Is discharged from the nozzle 11a. Therefore, it is necessary to reduce the cross-sectional area of the individual liquid chamber 2 in the ink flow direction and increase the fluid resistance. When silicon is used for the individual liquid chamber substrate 12 and the individual liquid chamber 2 and the fluid resistance portion 3 are formed by photolithography (+ etching), there is an advantage that the individual liquid chamber 2 can be processed under the same conditions.
流体抵抗部3の図3の上下方向高さは、個別液室2と同様の高さとするのが好ましい。これは、流体抵抗部3のノズル板11からの高さを、個別液室基板12よりも短くすることで、流体抵抗を高めることができるが、この場合、個別液室2のオーバーエッチング量を時間管理で制御する必要がある。このため、エッチングレートのばらつきにより、各流体抵抗部3の高さを均一にすることができず、吐出均一性が悪化するおそれがあるからである。   The vertical height of the fluid resistance unit 3 in FIG. 3 is preferably the same as that of the individual liquid chamber 2. This is because the fluid resistance can be increased by making the height of the fluid resistance portion 3 from the nozzle plate 11 shorter than that of the individual liquid chamber substrate 12, but in this case, the overetching amount of the individual liquid chamber 2 is reduced. It is necessary to control by time management. For this reason, the height of each fluid resistance part 3 cannot be made uniform due to variations in the etching rate, and the discharge uniformity may be deteriorated.
一方、流体抵抗部を振動板13まで形成し、流体抵抗部3の高さを、個別液室2の高さと同一にすることで、各流体抵抗部3の高さを均一にすることができ、インク滴の吐出均一性を、容易に確保できる。   On the other hand, by forming the fluid resistance portion up to the diaphragm 13 and making the height of the fluid resistance portion 3 the same as the height of the individual liquid chamber 2, the height of each fluid resistance portion 3 can be made uniform. Ink droplet ejection uniformity can be easily ensured.
各個別液室2に対応するように配列した圧電素子14に駆動信号を入力するために、図1に示すように、各上部電極14cからそれぞれ個別配線14dが、引き出されている。各個別配線14dは、基板のノズル配列方向と直交する方向の略中央部にまで引き出されており端部には個別配線パッド30が設けられている。   In order to input drive signals to the piezoelectric elements 14 arranged so as to correspond to the individual liquid chambers 2, as shown in FIG. 1, individual wires 14d are drawn from the upper electrodes 14c, respectively. Each individual wiring 14d is drawn out to a substantially central portion in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the substrate, and an individual wiring pad 30 is provided at the end.
また、各圧電素子14の下部電極14aからは、共通配線が引き出されており、共通配線14eは、図1(a)に示すように、個別液室基板12のノズルの配列方向の一端付近(図中下側端部付近)から、略中央付近に設けられた不図示の共通配線パッドまで引き出されている。   Further, a common wiring is drawn out from the lower electrode 14a of each piezoelectric element 14, and the common wiring 14e is near one end of the individual liquid chamber substrate 12 in the nozzle arrangement direction (see FIG. 1A). From the vicinity of the lower end in the drawing), the wiring is drawn to a common wiring pad (not shown) provided near the center.
各個別配線14d、共通配線は、振動板13上に形成された第1絶縁膜41a上に形成されており、また、各個別配線14d、共通配線は、第2絶縁膜41cで覆われている。   The individual wires 14d and the common wires are formed on the first insulating film 41a formed on the diaphragm 13, and the individual wires 14d and the common wires are covered with the second insulating film 41c. .
個別配線14dと共通配線14eは同一材料・同一工程で形成することが好ましい。配線材料としては、抵抗値の低い金属・合金・導電性材料を用いることができる。また、配線材料としては、上部電極14c・下部電極14aとコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としては、Al、Au、Ag、Pd、Ir、W、Ti、Ta、Cu、Crなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ta、TiO、TiN、ZnO、In、SnO等の酸化物、窒化物およびその複合化合物が挙げられる。膜厚は任意に設定できるが、3μm以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。 The individual wiring 14d and the common wiring 14e are preferably formed by the same material and the same process. As the wiring material, a metal / alloy / conductive material having a low resistance value can be used. Further, as the wiring material, it is necessary to use a material having a low contact resistance with the upper electrode 14c and the lower electrode 14a. Examples include Al, Au, Ag, Pd, Ir, W, Ti, Ta, Cu, Cr, and the like, and a stacked structure of these materials may be used in order to reduce contact resistance. As a material for reducing the contact resistance, any conductive compound may be used. Examples include oxides such as Ta 2 O 5 , TiO 2 , TiN, ZnO, In 2 O 3 and SnO, nitrides, and composite compounds thereof. The film thickness can be arbitrarily set, but is preferably 3 μm or less. In addition, it is preferable to employ a film forming method with high film thickness uniformity such as a vacuum film forming method.
また、個別配線14d、共通配線14eは、後述の保持基板15との接合面にもなる(図3参照)ため、高さ均一性を確保できる膜厚・成膜方法を取る必要がある。また、図3に示すように、インク供給口5の周囲も、第1絶縁膜41a、個別配線14d、共通配線14eと同一の材料からなるメタル層41b、第2絶縁膜41cを配置した。インク供給口付近は保持基板15と個別液室基板12の開口部同士が接合されるため、シール性が要求される。このため、個別配線14d、共通配線14eの保持基板15との接合面との高さ均一性を高めるために供給口周囲も個別配線14d、共通配線14eの保持基板15との接合面と同一構成とし、接合の信頼性を高めている。   Further, since the individual wiring 14d and the common wiring 14e also serve as a joint surface with a holding substrate 15 described later (see FIG. 3), it is necessary to adopt a film thickness / film forming method that can ensure height uniformity. Further, as shown in FIG. 3, the metal layer 41b and the second insulating film 41c made of the same material as the first insulating film 41a, the individual wiring 14d, and the common wiring 14e are also arranged around the ink supply port 5. Since the openings of the holding substrate 15 and the individual liquid chamber substrate 12 are joined in the vicinity of the ink supply port, sealing properties are required. For this reason, in order to improve the height uniformity of the individual wiring 14d and the common wiring 14e with the bonding surface of the holding substrate 15, the periphery of the supply port has the same configuration as the bonding surface of the individual wiring 14d and the common wiring 14e with the holding substrate 15. And improving the reliability of bonding.
また、個別配線パッド30および不図示の共通配線パッドには、駆動IC20を接続するためのバンプを形成しておく。バンプ形成方法としては、電解めっき法、無電解メッキ法及びスタッドバンプ法などがある。バンプ材料としては、Au、Ag、Cu、Ni、はんだなどがある。   Further, bumps for connecting the driving IC 20 are formed on the individual wiring pads 30 and the common wiring pads (not shown). Examples of the bump forming method include an electrolytic plating method, an electroless plating method, and a stud bump method. Examples of the bump material include Au, Ag, Cu, Ni, and solder.
各圧電素子14に圧力変動を発生させるための駆動IC20が、個別配線パッド30および不図示の共通配線パッドに接続されている。駆動IC20を配線パッドに接続する方法としては、例えばFPC(Flexible Printed Circuits)を用いたACF(Anisotropic Conductive Film)接合、ハンダ接合や、ワイアボンディング法、駆動IC20の出力端子と直接接合するフリップチップ法等を選択できる。ただし、FPCを用いるとFPCの部品費がかかるため、ワイアボンディング方やフリップチップ法の方が、コストが安く好ましい。また、ワイアボンディング法はフリップチップ法と比較してタクトが遅いために生産性が悪く、狭ピッチ化も不利である。このため、本実施形態においては、フリップチップ法を用いて配線パッドに駆動1C20を直接接合するようにした。   A drive IC 20 for generating pressure fluctuations in each piezoelectric element 14 is connected to the individual wiring pad 30 and a common wiring pad (not shown). As a method of connecting the driving IC 20 to the wiring pad, for example, ACF (Anisotropic Conductive Film) bonding using FPC (Flexible Printed Circuits), solder bonding, wire bonding method, flip chip method of directly bonding to the output terminal of the driving IC 20 Etc. can be selected. However, when FPC is used, FPC parts costs are incurred, so the wire bonding method and the flip chip method are preferable because of low cost. In addition, the wire bonding method has a slower tact than the flip chip method, and therefore, the productivity is poor, and a narrow pitch is disadvantageous. For this reason, in this embodiment, the drive 1C20 is directly bonded to the wiring pad using the flip chip method.
駆動制御部としての駆動IC20は、ウエハプロセスで形成し、駆動IC20の配線パッドにもバンプを形成する。その後、チップごとにダイシングなどによって分割することで駆動IC20が形成される。   The drive IC 20 as the drive control unit is formed by a wafer process, and bumps are also formed on the wiring pads of the drive IC 20. Thereafter, the drive IC 20 is formed by dividing each chip by dicing or the like.
個別液室基板12は20〜100μm厚と薄いため、個別液室基板12の剛性を確保するために保持基板15を接合して、個別液室基板12を変形し難くしている。そのため、保持基板15は樹脂などの低剛性材料ではなく、シリコンなどの高剛性材料が好ましい。また、個別液室基板12の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのため、ガラス、シリコンやSiO、ZrO、Al等のセラミクス材料とすることが好ましい。 Since the individual liquid chamber substrate 12 is as thin as 20 to 100 μm, the holding substrate 15 is joined to make the individual liquid chamber substrate 12 difficult to deform in order to ensure the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12. Therefore, the holding substrate 15 is preferably not a low-rigidity material such as resin but a high-rigidity material such as silicon. In addition, in order to prevent the individual liquid chamber substrate 12 from warping, it is necessary to select a material having a close thermal expansion coefficient. Therefore, it is preferable to use ceramic materials such as glass, silicon, SiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 .
また、保持基板15の圧電素子14に対向する領域には、圧電素子14を駆動し振動板13が変位できる空間を確保するための複数の凹部16が形成されている。保持基板の各凹部は、個別液室2ごとに区画されて、個別液室隔壁上で接合されている。これにより、板厚の薄い個別液室基板12の剛性を高めることができ、圧電素子14を駆動した際の隣接液室間の相互干渉を低減することが可能となる。また、保持基板15の凹部16は個別液室2ごとに区画されるため、高密度化のためには高度な加工精度が要求され、300dpiヘッドにおいては保持基板15の凹部16を区画する隔壁幅を5〜20μmとすることが望ましい。   A plurality of recesses 16 for securing a space in which the piezoelectric element 14 can be driven and the diaphragm 13 can be displaced is formed in a region facing the piezoelectric element 14 of the holding substrate 15. Each concave portion of the holding substrate is partitioned for each individual liquid chamber 2 and joined on the individual liquid chamber partition walls. Thereby, the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12 having a small plate thickness can be increased, and mutual interference between adjacent liquid chambers when the piezoelectric element 14 is driven can be reduced. Further, since the concave portion 16 of the holding substrate 15 is partitioned for each individual liquid chamber 2, high processing accuracy is required for high density, and the partition width for partitioning the concave portion 16 of the holding substrate 15 in the 300 dpi head. Is preferably 5 to 20 μm.
また、保持基板15には、図2に示すように、駆動IC20を収容するための収容部24が形成されている。駆動IC20と配線パッドとの接続部に曲げや衝撃などの外力が加わると、駆動IC20と配線パッドとの接続が外れるおそれがある。また、熱応力により駆動IC20と配線パッドとの接続が外れるおそれもある。また、温度や湿度変化により、駆動IC20と配線パッドとの接続部に水分が付着して、この接続部が腐食するおそれもある。これらを防止する観点から、本実施形態においては、図3に示すように、収容部24に封止材17を充填して、駆動IC20と配線パッドとの接続部をアンダーフィルしている。   In addition, as shown in FIG. 2, the holding substrate 15 is formed with a housing portion 24 for housing the drive IC 20. If an external force such as bending or impact is applied to the connection portion between the driving IC 20 and the wiring pad, the connection between the driving IC 20 and the wiring pad may be disconnected. Further, the connection between the drive IC 20 and the wiring pad may be disconnected due to thermal stress. In addition, due to temperature and humidity changes, moisture may adhere to the connection portion between the drive IC 20 and the wiring pad, and this connection portion may be corroded. From the viewpoint of preventing these problems, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the accommodating portion 24 is filled with the sealing material 17 to underfill the connecting portion between the drive IC 20 and the wiring pad.
封止材17は熱硬化型の樹脂を用い、液状の熱硬化樹脂を、収容部24の駆動IC20と収容部の側壁24aとの隙間に流し込んだ後、100°以上、熱硬化樹脂を加熱して硬化させる。しかし、その後室温に戻すと収縮率が保持基板15に対して封止材17の方が高いため、保持基板15が封止材17の収縮力により収縮し、液滴吐出ヘッド10が撓んで、図3において、液滴吐出ヘッド10の中央部が、図中下側に凸となるような反りが生じる場合があった。   The sealing material 17 uses a thermosetting resin, and after the liquid thermosetting resin is poured into the gap between the drive IC 20 of the housing portion 24 and the side wall 24a of the housing portion, the thermosetting resin is heated by 100 ° or more. To cure. However, since the shrinkage rate of the sealing material 17 is higher than that of the holding substrate 15 when the temperature is returned to room temperature after that, the holding substrate 15 is shrunk by the shrinkage force of the sealing material 17 and the droplet discharge head 10 is bent. In FIG. 3, there is a case in which a warp such that the central portion of the droplet discharge head 10 is convex downward in the drawing may occur.
このため、本実施形態においては、図2や図3に示すように、保持基板15の収容部24の周囲に吸収穴部18を設け、保持基板15に封止材17の収縮による収縮力が加わったとき、保持基板15の収容部24の周囲のみを変形させて上記収縮力を吸収し、この収縮力による反りを抑制できるようにした。保持基板15の収容部24の周囲に吸収穴部18を設けることで、収容部24の側壁24aの周囲(以下、側壁部24cという)を弾性変形可能にできる。これにより、封止材17が収縮しようとすると、収縮力吸収部としての収容部24の側壁部24cが弾性変形して、駆動IC20側へ移動することで、収縮応力が吸収される。これにより、封止材17の収縮力により、保持基板15全体が収縮するのを抑制することができ、液滴吐出ヘッド10の反りを抑制することができる。   For this reason, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the absorption hole 18 is provided around the accommodating portion 24 of the holding substrate 15, and the holding substrate 15 has a contracting force due to contraction of the sealing material 17. When added, only the periphery of the accommodating portion 24 of the holding substrate 15 is deformed to absorb the contraction force, and warpage due to the contraction force can be suppressed. By providing the absorption hole 18 around the accommodating portion 24 of the holding substrate 15, the periphery of the side wall 24a of the accommodating portion 24 (hereinafter referred to as the side wall portion 24c) can be elastically deformed. Thereby, when the sealing material 17 tries to contract, the side wall part 24c of the accommodating part 24 as a contraction force absorption part elastically deforms and moves to the drive IC 20 side, thereby absorbing the contraction stress. Thereby, it is possible to suppress the entire holding substrate 15 from being contracted by the contracting force of the sealing material 17, and it is possible to suppress warping of the droplet discharge head 10.
吸収穴部18は、収容部24の近傍に形成する。例えば、側壁24aから保持基板15の厚み分の距離、すなわち600μm程度離れた箇所に吸収穴部18を形成する。   The absorption hole portion 18 is formed in the vicinity of the accommodating portion 24. For example, the absorption hole 18 is formed at a distance from the side wall 24a by the thickness of the holding substrate 15, that is, about 600 μm.
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッド10の製造について、説明する。
図4、図5は、液滴吐出ヘッド10の製造工程について説明する図である。
まず、図4(a)に示すように、保持基板15が接合される個別液室基板12、圧電素子14などからなる基板の製造について説明する。
Next, manufacture of the droplet discharge head 10 of this embodiment will be described.
4 and 5 are diagrams for explaining a manufacturing process of the droplet discharge head 10.
First, as shown in FIG. 4A, the manufacture of a substrate composed of the individual liquid chamber substrate 12, the piezoelectric element 14 and the like to which the holding substrate 15 is bonded will be described.
φ6インチ、厚さ600μmの個別液室基板12としてのシリコンウェハ上に0.6μmのSiO層、1.5μmのSi層、0.4μmのSiO層の3層構成の振動板13を形成した後に、20nmのTi層と200nmのPt層とからなる下部電極層をスパッタリング法で成膜する。次に、下部電極層上にチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を有機金属溶液に用いたゾルゲル法で厚さ2μm成膜した後、700℃で焼成し、PZTの圧電体膜を形成した。その後、圧電体膜上に厚さ200nmのPt層を、スパッタリング法で成膜し上部電極層を形成する。 A diaphragm 13 having a three-layer structure of 0.6 μm SiO 2 layer, 1.5 μm Si layer, and 0.4 μm SiO 2 layer is formed on a silicon wafer as an individual liquid chamber substrate 12 having a diameter of 6 inches and a thickness of 600 μm. After that, a lower electrode layer composed of a 20 nm Ti layer and a 200 nm Pt layer is formed by sputtering. Next, a film of 2 μm in thickness was formed on the lower electrode layer by a sol-gel method using lead zirconate titanate (PZT) as an organometallic solution, and then fired at 700 ° C. to form a PZT piezoelectric film. Thereafter, a Pt layer having a thickness of 200 nm is formed on the piezoelectric film by a sputtering method to form an upper electrode layer.
上部電極層形成後に、上部電極層、圧電体膜、下部電極層をドライエッチング法でパターニングすることで、図1に示すような配列をした個別液室2に対応した圧電素子14を形成する。圧電素子14の配列ピッチは85μmとし、圧電体14bの幅は40μmとした。圧電素子14の長手方向の長さ(図1(c)左右方向)は1000μmとした。圧電素子14の配列数は300個とした。また、本実施形態の液滴吐出ヘッド10は、2列配置としているが、4列や8列、その他でも構わない。   After the formation of the upper electrode layer, the upper electrode layer, the piezoelectric film, and the lower electrode layer are patterned by a dry etching method, thereby forming the piezoelectric elements 14 corresponding to the individual liquid chambers 2 arranged as shown in FIG. The arrangement pitch of the piezoelectric elements 14 was 85 μm, and the width of the piezoelectric body 14b was 40 μm. The length of the piezoelectric element 14 in the longitudinal direction (FIG. 1 (c) left-right direction) was set to 1000 μm. The number of arrangement of the piezoelectric elements 14 was 300. Further, the droplet discharge heads 10 of the present embodiment are arranged in two rows, but may be four rows, eight rows, or the like.
次に、プラズマCVD法により、第1絶縁膜41aを成膜し、上部電極14c上に個別配線コンタクトホール、共通配線コンタクトホールを第1絶縁膜41aに形成する。次に、50nmのTi層と2μmのAl層を順次積層しドライエッチングすることで、メタル層を形成し、個別配線14dおよび共通配線14eとインク供給口まわりのメタル層41bを形成した。共通配線14eの幅は300μmとした。そして、プラズマCVD法により第2絶縁膜41cをメタル層41b、個別配線14dおよび共通配線14e上に形成する。   Next, a first insulating film 41a is formed by plasma CVD, and individual wiring contact holes and common wiring contact holes are formed in the first insulating film 41a on the upper electrode 14c. Next, a metal layer was formed by sequentially laminating a 50 nm Ti layer and a 2 μm Al layer and performing dry etching, thereby forming an individual wiring 14 d and a common wiring 14 e and a metal layer 41 b around the ink supply port. The width of the common wiring 14e was 300 μm. Then, the second insulating film 41c is formed on the metal layer 41b, the individual wiring 14d, and the common wiring 14e by plasma CVD.
次に、インク供給口5となる振動板13の部分をドライエッチングで除去する。そして、各圧電素子14から引き出された個別配線14dおよび共通配線14eの端部である電極パッド30上に、Auからなるスタッドバンプを形成し、図4(a)に示すような、保持基板15が接合される基板が形成される。   Next, the portion of the diaphragm 13 that becomes the ink supply port 5 is removed by dry etching. Then, stud bumps made of Au are formed on the electrode pads 30 which are the ends of the individual wirings 14d and the common wirings 14e drawn out from the piezoelectric elements 14, and the holding substrate 15 as shown in FIG. A substrate to be bonded is formed.
次に、先の図2、図3に示した収容部24、インク供給口5、吸収穴部18および凹部16が形成された保持基板15を、φ6インチのシリコンウェハを用いて形成する。   Next, the holding substrate 15 in which the accommodating portion 24, the ink supply port 5, the absorption hole portion 18, and the concave portion 16 shown in FIGS. 2 and 3 are formed is formed using a φ6 inch silicon wafer.
まず、ウエハを厚さ400μmに研磨し、保持基板15の個別液室基板12側に酸化膜などを形成する。次に、凹部16、収容部24、インク供給口5、吸収穴部18となる箇所の酸化膜を、フォトリソパターニングにより除去する。次に、パターニングされた酸化膜上にレジストを形成し、収容部24および収容部24に平行なスリット状の吸収穴部18、インク供給口5などの保持基板15を貫通する貫通孔が形成するためのレジストをフォトリソパターニングする。そして、ICPエッチングで個別液室基板側から収容部24、吸収穴部18、インク供給口5を貫通形成する。   First, the wafer is polished to a thickness of 400 μm, and an oxide film or the like is formed on the holding substrate 15 on the individual liquid chamber substrate 12 side. Next, the oxide film at the portions that become the concave portion 16, the accommodating portion 24, the ink supply port 5, and the absorption hole portion 18 is removed by photolithography patterning. Next, a resist is formed on the patterned oxide film, and through holes that pass through the holding substrate 15 such as the storage portion 24, the slit-shaped absorption hole portion 18 parallel to the storage portion 24, and the ink supply port 5 are formed. Photoresist patterning is performed on the resist. Then, the accommodating portion 24, the absorption hole portion 18, and the ink supply port 5 are formed through the ICP etching from the individual liquid chamber substrate side.
次に、保持基板15の個別液室基板側のレジストのみを除去し、はじめにパターニングした酸化膜パターンをマスクとして、基板側をICPエッチングでハーフエッチングすることで、凹部16を形成する。最後に酸化膜を除去することで、収容部24、インク供給口5、吸収穴部18および凹部16が形成された保持基板15を形成することができる。   Next, only the resist on the individual liquid chamber substrate side of the holding substrate 15 is removed, and the concave portion 16 is formed by half-etching the substrate side by ICP etching using the first patterned oxide film pattern as a mask. Finally, by removing the oxide film, it is possible to form the holding substrate 15 in which the accommodating portion 24, the ink supply port 5, the absorption hole portion 18, and the concave portion 16 are formed.
上記のようにして形成された保持基板15の接合面にエポキシ系接着剤をフレキソ印刷機により膜厚2μmで塗布し接合、接着剤を硬化することで保持基板15を個別液室基板12に接合する(図4(b)参照)。   An epoxy adhesive is applied to the bonding surface of the holding substrate 15 formed as described above with a flexo printing machine at a film thickness of 2 μm and bonded, and the adhesive is cured to bond the holding substrate 15 to the individual liquid chamber substrate 12. (See FIG. 4B).
保持基板15を接合後、駆動IC20を接合する。駆動IC20の電極にはAuのスタッドバンプが形成されており、個別液室基板12上の配線パッド30のスタッドバンプ上に接合させる。接合方法は超音波法を用いた。その後、駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間に、ニードルを用いて液状封止材17を注入する(図5の(c)参照)。封止材17としては、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いた。エポキシ樹脂は、封止材17として、エポキシ樹脂を用いることで、高い耐水性を得ることができ、かつ、高い絶縁性を長期間保持することができる。また、本実施形態においては、封止材17としては、熱硬化型樹脂を用いることで、確実に封止材17を硬化させることができ好ましい。これは、封止材として、例えば、紫外線硬化樹脂など、光エネルギーにより硬化する樹脂を用いた場合、駆動IC20と配線パッド30との接続部へ光を照射することができず、封止材17を硬化させることができない。一方、熱硬化樹脂を用いた場合は、駆動IC20と配線パッド30との接続部に確実に熱エネルギーを付与でき、確実に封止材17を硬化させることができる。   After the holding substrate 15 is bonded, the driving IC 20 is bonded. Au stud bumps are formed on the electrodes of the driving IC 20, and are bonded onto the stud bumps of the wiring pads 30 on the individual liquid chamber substrate 12. An ultrasonic method was used as a bonding method. Thereafter, the liquid sealing material 17 is injected into the gap between the driving IC 20 and the side wall 24a of the housing portion 24 using a needle (see FIG. 5C). As the sealing material 17, a thermosetting epoxy resin was used. By using an epoxy resin as the sealing material 17, the epoxy resin can obtain high water resistance and can maintain high insulation properties for a long time. In the present embodiment, it is preferable to use a thermosetting resin as the sealing material 17 so that the sealing material 17 can be reliably cured. This is because, for example, when a resin curable by light energy such as an ultraviolet curable resin is used as the sealing material, it is not possible to irradiate the connection portion between the driving IC 20 and the wiring pad 30 with the sealing material 17. Cannot be cured. On the other hand, when a thermosetting resin is used, thermal energy can be reliably applied to the connection portion between the drive IC 20 and the wiring pad 30, and the sealing material 17 can be reliably cured.
エポキシ樹脂の封止材17を駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間に注入後、100℃以上の条件下に1時間以上保持し、熱硬化樹脂を硬化させ、室温にもどす。   After injecting the epoxy resin sealing material 17 into the gap between the driving IC 20 and the side wall 24a of the housing portion 24, the epoxy resin sealing material 17 is held at 100 ° C. or higher for 1 hour or longer to cure the thermosetting resin and return to room temperature.
本実施形態においては、保持基板15を接合した後、駆動IC20を接合して封止材17で駆動IC20と配線パッドとの接続部を封止している。このように、接続部を封止材17で封止する前に、保持基板15を個別液室基板12上の第2絶縁膜41c上に接合することで、第2絶縁膜41cの保持基板15との接合面に封止材17が付着することがない。これにより、良好に保持基板15を第2絶縁膜41c上に接合することができる。   In the present embodiment, after the holding substrate 15 is bonded, the driving IC 20 is bonded and the connecting portion between the driving IC 20 and the wiring pad is sealed with the sealing material 17. As described above, the holding substrate 15 is bonded onto the second insulating film 41c on the individual liquid chamber substrate 12 before the connection portion is sealed with the sealing material 17, so that the holding substrate 15 of the second insulating film 41c is bonded. The sealing material 17 does not adhere to the joint surface. Thereby, the holding substrate 15 can be favorably bonded onto the second insulating film 41c.
また、封止材17は、上述したように、駆動IC20と配線パッド30との接続が外れたり、腐食したりするのを防止するためのものであるので、封止材17は、駆動IC20と配線パッド30との接続部のみに塗布すれば、十分である。しかし、本実施形態においては、上述したように、保持基板15を接合した後に、封止材17を塗布する関係で、駆動IC20と配線パッド30との接続部のみに塗布しようとした場合、ニードルを駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間に入れ込む必要がある。この場合、ニードルが入り込むように、駆動IC20と収容部24の側壁24aとの隙間を大きくすると、液滴吐出ヘッド10が大型化してしまう。よって、本実施形態においては、駆動IC20と収容部24の側壁24aとの間の隙間をニードルが挿入できないような隙間にし、収容部24の開口側(基板側と反対側)から封止材17を注入している。このため、本実施形態においては、収容部24の側壁24aと駆動IC20との隙間にも、封止材17が封入されるような構成となっている。   Further, since the sealing material 17 is for preventing the connection between the driving IC 20 and the wiring pad 30 from being disconnected or corroded as described above, the sealing material 17 is connected to the driving IC 20. It is sufficient to apply only to the connection portion with the wiring pad 30. However, in this embodiment, as described above, when the holding substrate 15 is bonded and then the sealing material 17 is applied, the needle is applied only to the connection portion between the drive IC 20 and the wiring pad 30. Needs to be inserted into the gap between the drive IC 20 and the side wall 24 a of the housing portion 24. In this case, if the gap between the drive IC 20 and the side wall 24a of the accommodating portion 24 is increased so that the needle enters, the droplet discharge head 10 is increased in size. Therefore, in the present embodiment, the gap between the drive IC 20 and the side wall 24a of the housing portion 24 is set to a space where the needle cannot be inserted, and the sealing material 17 is opened from the opening side (the side opposite to the substrate side) of the housing portion 24. Injecting. For this reason, in the present embodiment, the sealing material 17 is also sealed in the gap between the side wall 24a of the housing portion 24 and the drive IC 20.
上述したように、熱硬化樹脂からなる封止材17を硬化させるために、本実施形態においては、図5(c)示す製造途中の液滴吐出ヘッドを100℃以上の環境下に1時間以上保持する。そのため、液滴吐出ヘッド10を構成する各部材が熱膨張する。上記のような高温環境下から室温にもどされると、熱膨張していた各部材が収縮する。封止材17の熱膨張率が保持基板15の熱膨張率よりも高いため、室温に戻したとき、封止材17の方が保持基板15よりも多く収縮する。従って、収容部24の側壁24aに固着した封止材17が、収容部24の側壁24aを駆動IC20側へ移動せしめるような収縮応力が加わる。本実施形態においては、先の図2に示すように、収容部24の周囲にスリット状の吸収穴部18を設けて、収容部24の側壁部24c(側壁24aの周囲)のみ、弾性変形するように構成している。よって、封止材17の収縮により側壁24aを駆動IC側へ引っ張るような収縮応力が加わると、収縮力吸収部としての側壁部24cが弾性変形して、収縮応力を吸収する。これにより、保持基板15に加わる収縮応力を、吸収穴部18を設けないものに比べて大幅に減少することができる。   As described above, in order to cure the sealing material 17 made of thermosetting resin, in the present embodiment, the droplet discharge head in the middle of manufacture shown in FIG. Hold. Therefore, each member constituting the droplet discharge head 10 is thermally expanded. When the temperature is returned to room temperature from the high temperature environment as described above, each thermally expanded member contracts. Since the thermal expansion coefficient of the sealing material 17 is higher than the thermal expansion coefficient of the holding substrate 15, the sealing material 17 contracts more than the holding substrate 15 when the temperature is returned to room temperature. Therefore, the sealing material 17 fixed to the side wall 24a of the housing portion 24 is applied with a contraction stress that moves the side wall 24a of the housing portion 24 toward the drive IC 20 side. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the slit-shaped absorption hole 18 is provided around the housing portion 24, and only the side wall portion 24c (around the side wall 24a) of the housing portion 24 is elastically deformed. It is configured as follows. Therefore, when a contraction stress that pulls the side wall 24a to the drive IC side due to the contraction of the sealing material 17 is applied, the side wall portion 24c as the contraction force absorbing portion is elastically deformed to absorb the contraction stress. Thereby, the shrinkage stress applied to the holding substrate 15 can be significantly reduced as compared with the case where the absorption hole 18 is not provided.
なお、封止材17を熱硬化させた時点では個別液室基板12の厚みが600μmと厚く、個別液室基板12の剛性が高い。よって、吸収穴部18を設けていないものでも、この時点での反りは元々小さい。しかし、下記するように、個別液室基板12は、80μmに研磨され、個別液室2などが形成されると、個別液室基板12の剛性が大幅に低下し、この時点で吸収穴部18を設けていないものでは反りが生じる。   When the sealing material 17 is thermally cured, the thickness of the individual liquid chamber substrate 12 is as thick as 600 μm, and the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12 is high. Therefore, even if the absorption hole 18 is not provided, the warpage at this point is originally small. However, as will be described below, when the individual liquid chamber substrate 12 is polished to 80 μm and the individual liquid chamber 2 or the like is formed, the rigidity of the individual liquid chamber substrate 12 is greatly reduced. Warpage occurs in the case that is not provided.
封止材17を熱硬化させたら、図5(d)に示すように、600μmの個別液室基板12を80μmまで研磨する。研磨後、個別液室2、流体抵抗部3、共通液室4をICPドライエッチング法で形成する。個別液室2の幅(図5の紙面直交方向)は60μmとし、流体抵抗部3の幅は30μm、個別液室2の長さ(図5の左右方向)は300μmとした。流体抵抗部3、個別液室2のエッチングは振動板13に到達するまで行い同一の高さとした。また、振動板13のインク供給口5は、既に除去されているため、共通液室4に対応する箇所を振動板13に到達するまで行うと貫通孔となり、インク供給口5と共通液室4とが連通した状態となる。   When the sealing material 17 is thermally cured, as shown in FIG. 5D, the 600 μm individual liquid chamber substrate 12 is polished to 80 μm. After polishing, the individual liquid chamber 2, the fluid resistance portion 3, and the common liquid chamber 4 are formed by ICP dry etching. The width of the individual liquid chamber 2 (in the direction orthogonal to the plane of FIG. 5) was 60 μm, the width of the fluid resistance portion 3 was 30 μm, and the length of the individual liquid chamber 2 (left-right direction in FIG. 5) was 300 μm. Etching of the fluid resistance unit 3 and the individual liquid chamber 2 was performed until reaching the vibration plate 13 so as to have the same height. Further, since the ink supply port 5 of the vibration plate 13 has already been removed, if the portion corresponding to the common liquid chamber 4 reaches the vibration plate 13, it becomes a through hole, and the ink supply port 5 and the common liquid chamber 4. Will be in communication.
ここで、個別液室基板12を研磨すると個別液室基板12と保持基板15とからなる基板の厚みが1000μmから480μmとおよそ半減し、曲げ剛性がおよそ1/8程度に低下する。そのため、吸収穴部18を形成していないものでは、封止材17の収縮力によりこの時点で反りが生じる。一方、本実施形態においては、上述したように、収容壁部24cのみが変形して収縮力を吸収することで、保持基板15の収縮応力が格段に減少しているので、個別液室基板12を研磨した後も反りはほとんど発生しなくなった。   Here, when the individual liquid chamber substrate 12 is polished, the thickness of the substrate composed of the individual liquid chamber substrate 12 and the holding substrate 15 is reduced by about half from 1000 μm to 480 μm, and the bending rigidity is reduced to about 1/8. Therefore, in the case where the absorption hole portion 18 is not formed, warping occurs at this point due to the contraction force of the sealing material 17. On the other hand, in the present embodiment, as described above, only the accommodating wall portion 24c is deformed to absorb the contraction force, so that the contraction stress of the holding substrate 15 is remarkably reduced. Even after polishing, almost no warpage occurred.
個別液室基板12に個別液室2などを形成したら、ウエハをダイシングによりチップに切り出す。次に、保持基板15と同様の手法でノズル板11と個別液室基板12を接合する。ノズル板11は厚さ30μmのSUS材にプレス加工でφ20μmのノズル11aを85μmピッチで形成したものを用いた。そして、保持基板15上に、図示しないSUS製のインクタンクと接続するための接続基板を接合し、インクタンクと接続することで液滴吐出ヘッド10が形成される。   When the individual liquid chamber 2 or the like is formed on the individual liquid chamber substrate 12, the wafer is cut into chips by dicing. Next, the nozzle plate 11 and the individual liquid chamber substrate 12 are joined by the same method as the holding substrate 15. As the nozzle plate 11, a SUS material having a thickness of 30 μm formed by press-forming nozzles 11a having a diameter of 20 μm at a pitch of 85 μm was used. Then, a connection substrate for connecting to a SUS ink tank (not shown) is joined on the holding substrate 15 and connected to the ink tank, whereby the droplet discharge head 10 is formed.
本実施形態においては、上述したように、保持基板15と個別液室基板12とからなる部材の反りが抑制されているため、ノズル板11や不図示の接続基板との接合の際に、反りを矯正するために大きな荷重を加えて接合する必要がない。よって、ノズル板11や不図示の接続基板との接合を容易に行うことができる。また、保持基板15と個別液室基板12とからなる部材の反りを矯正してノズル板11や不図示の接続基板を接合した後、保持基板15と個別液室基板12とからなる部材が元の反った状態に戻ろうとして、ノズル板11との接合が外れたり、不図示の共通液室基板との接合が外れたりするのを良好に抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, since the warping of the member made up of the holding substrate 15 and the individual liquid chamber substrate 12 is suppressed, the warping occurs when the nozzle plate 11 or a connection substrate (not shown) is joined. It is not necessary to apply a large load to correct this. Therefore, it is possible to easily join the nozzle plate 11 and a connection substrate (not shown). Further, after correcting the warp of the member made up of the holding substrate 15 and the individual liquid chamber substrate 12 and joining the nozzle plate 11 and the connection substrate (not shown), the member made up of the holding substrate 15 and the individual liquid chamber substrate 12 is the original. In order to return to the warped state, it is possible to satisfactorily suppress the disconnection with the nozzle plate 11 or the disconnection with the common liquid chamber substrate (not shown).
次に、本実施形態の変形例について、説明する。   Next, a modification of this embodiment will be described.
[変形例1]
図6は、変形例1の液滴吐出ヘッドの保持基板15を示す平面図である。
図6に示すように、変形例1の保持基板15は、収容部24の短手方向の側壁24a−1(図中左右方向に延びる側壁)の周囲には、吸収穴部18を形成しない構成としたものである。短手方向の側壁24a−1は、図中上下方向に伸びる長手方向の側壁24a−2に比べて、収容部24に注入された封止材17との接触面積が少ない。このため、封止材17が収縮したときに、短手方向の側壁24a−1が封止材17により駆動IC20側へ引っ張られる力は弱い。このため、短手方向の側壁24a−1近傍に吸収穴部18を設けなくても、保持基板15と個別液室基板12とからなる部材に大きな反りが生じることはない。このような事情から、この変形例1においては、短手方向の側壁24a−1近傍に吸収穴部18を設けていないのである。
[Modification 1]
FIG. 6 is a plan view showing the holding substrate 15 of the droplet discharge head according to the first modification.
As shown in FIG. 6, the holding substrate 15 of Modification 1 has a configuration in which the absorption hole portion 18 is not formed around the lateral side wall 24 a-1 (side wall extending in the left-right direction in the drawing) of the accommodating portion 24. It is what. The side wall 24a-1 in the short direction has a smaller contact area with the sealing material 17 injected into the accommodating portion 24 than the side wall 24a-2 in the longitudinal direction extending in the vertical direction in the drawing. For this reason, when the sealing material 17 contracts, the force with which the lateral side wall 24a-1 is pulled toward the drive IC 20 by the sealing material 17 is weak. For this reason, even if the absorption hole 18 is not provided in the vicinity of the side wall 24a-1 in the short direction, the member composed of the holding substrate 15 and the individual liquid chamber substrate 12 does not warp greatly. For this reason, in the first modification, the absorption hole 18 is not provided in the vicinity of the side wall 24a-1 in the lateral direction.
変形例1においては、短手方向の側壁24a−1近傍に吸収穴部18を設けないことで、設けた場合に比べて保持基板15の強度を高めることができる。また、封止材17から大きな収縮力を受ける長手方向の側壁24a−2の周囲には、吸収穴部18を形成しているので良好に反りを抑制することができる。   In the first modification, the strength of the holding substrate 15 can be increased compared with the case where the absorption hole 18 is not provided in the vicinity of the side wall 24a-1 in the short direction. Moreover, since the absorption hole 18 is formed around the side wall 24a-2 in the longitudinal direction that receives a large contractive force from the sealing material 17, warpage can be suppressed satisfactorily.
[変形例2]
図7は、変形例2の液滴吐出ヘッドの概略構成図であり(a)は、保持基板15を示す平面図であり、(b)は、断面図である。
この変形例2においては、収容部24の側壁周囲に形成する収縮力を吸収ための構成を、吸収溝181として溝形状にしたものである。
[Modification 2]
7A and 7B are schematic configuration diagrams of a droplet discharge head according to Modification 2. FIG. 7A is a plan view showing a holding substrate 15, and FIG. 7B is a cross-sectional view.
In the second modification, the structure for absorbing the contraction force formed around the side wall of the accommodating portion 24 is formed into a groove shape as the absorption groove 181.
図7(b)に示すように、吸収溝181の底面は、駆動IC20と配線パッド30との接続部側(個別液室基板12側)と反対側に設ける。封止材17は、駆動IC20と配線パッドとの接続部を封止するのが主目的であるため、図7(b)に示すように、収容部24の開口側(個別液室基板12と反対側)まで、封止材17が注入されることはない。このため、収容部24の開口側(個別液室基板12と反対側)の側壁24aには、封止材17からの収縮力を受けない。これに対し、収容部24の個別液室基板12側は、駆動IC20と配線パッドとの接続部を確実に封止するため、封止材17が充填されている。このため、保持基板15の個別液室基板12側は、それだけ収縮率も大きくなり、個別液室基板12側の側壁24aに加わる収縮力も大きくなる。   As shown in FIG. 7B, the bottom surface of the absorption groove 181 is provided on the side opposite to the connection portion side (the individual liquid chamber substrate 12 side) between the drive IC 20 and the wiring pad 30. Since the main purpose of the sealing material 17 is to seal the connection portion between the driving IC 20 and the wiring pad, as shown in FIG. 7B, the opening side of the accommodating portion 24 (with the individual liquid chamber substrate 12 and The sealing material 17 is not injected up to the opposite side. For this reason, the shrinkage force from the sealing material 17 is not applied to the side wall 24 a on the opening side (the side opposite to the individual liquid chamber substrate 12) of the housing portion 24. In contrast, the individual liquid chamber substrate 12 side of the accommodating portion 24 is filled with the sealing material 17 in order to securely seal the connection portion between the driving IC 20 and the wiring pad. For this reason, the contraction rate on the individual liquid chamber substrate 12 side of the holding substrate 15 increases accordingly, and the contraction force applied to the side wall 24a on the individual liquid chamber substrate 12 side also increases.
よって、吸収溝181の底面を、収容部24の開口側(個別液室基板12と反対側)に設けることで、効率的に封止材17の収縮力を吸収することができる。また、吸収穴部18とした構成に比べて、保持基板15の剛性を高めることができ、保持基板15が製造工程で割れないための強度を有することができる。   Therefore, the contraction force of the sealing material 17 can be efficiently absorbed by providing the bottom surface of the absorption groove 181 on the opening side of the housing portion 24 (the side opposite to the individual liquid chamber substrate 12). In addition, the rigidity of the holding substrate 15 can be increased as compared with the configuration in which the absorption hole portion 18 is provided, and the holding substrate 15 can have strength to prevent the holding substrate 15 from being broken in the manufacturing process.
[変形例3]
図8は、変形例3の液滴吐出ヘッドの保持基板15を示す平面図である。
この変形例3は、先の変形例2を変形したものであり、図8に示すように、スリット状の吸収溝181を、長手方向(図中上下方向)に複数設けたものである。
[Modification 3]
FIG. 8 is a plan view showing the holding substrate 15 of the droplet discharge head of Modification 3.
This modification 3 is a modification of the previous modification 2. As shown in FIG. 8, a plurality of slit-shaped absorption grooves 181 are provided in the longitudinal direction (vertical direction in the figure).
図8に示すように、吸収溝181を複数に分割することで、図7に示す構成に比べて、保持基板15の強度を高めることができる。これにより、図7に示した構成に比べて、保持基板15が製造工程で割れるのを抑制できる。各吸収溝181の間隔は、封止材17の収縮力により、吸収溝181の間の箇所が破壊されず、側壁部24cが、封止材の収縮力を良好に吸収できるだけの変形ができるよう、各吸収溝181の間隔や吸収溝181の図中上下方向の長さなどを適宜設定する。具体的な一例を挙げると、各吸収溝の幅b:100μm、側壁24aから吸収溝181までの距離d:200μm、各吸収溝の長さa:1000μm、吸収溝の間隔c:200μmである。このような寸法関係とすることで、吸収溝181の間の箇所が破壊されず、封止材17収縮力を良好に吸収できる。
また、図8に示す構成においては、吸収溝181としているが、吸収穴として、貫通させる構成でもよい。
As shown in FIG. 8, by dividing the absorption groove 181 into a plurality of parts, the strength of the holding substrate 15 can be increased compared to the configuration shown in FIG. Thereby, compared with the structure shown in FIG. 7, it can suppress that the holding substrate 15 is broken by a manufacturing process. The interval between the absorption grooves 181 is such that the portion between the absorption grooves 181 is not broken by the contraction force of the sealing material 17, and the side wall portion 24 c can be deformed to absorb the contraction force of the sealing material satisfactorily. The interval between the absorption grooves 181 and the length of the absorption grooves 181 in the vertical direction in the figure are set as appropriate. As a specific example, the width b of each absorption groove is 100 μm, the distance d from the side wall 24a to the absorption groove 181 is 200 μm, the length a of each absorption groove is 1000 μm, and the distance c between the absorption grooves is 200 μm. By setting it as such a dimensional relationship, the location between the absorption grooves 181 is not destroyed, but the shrinkage | contraction force of the sealing material 17 can be absorbed favorably.
Moreover, in the structure shown in FIG. 8, although it is set as the absorption groove | channel 181, the structure penetrated as an absorption hole may be sufficient.
また、図9に示すように、吸収溝181を2列配列して、1列目と2列目が千鳥配置になるように構成してもよい。かかる構成とすることで、強度を保ちつつ、封止材17の収縮力の吸収能力を大幅に強化することができる。具体的な一例を挙げると、各吸収溝181の幅:100μm、収容部24の側壁24aから吸収溝181までの距離:200μm、各吸収溝181の長さ:1000μm、吸収溝181の間隔c:500μm、1列目と2列目の距離e:200μmである。また、吸収溝181の列は、保持基板15の強度と保持基板の収縮応力が最適化されるのであれば、2列以上あってもよい。   Further, as shown in FIG. 9, the absorption grooves 181 may be arranged in two rows so that the first row and the second row are staggered. By setting it as this structure, the ability to absorb the contractive force of the sealing material 17 can be significantly enhanced while maintaining the strength. As a specific example, the width of each absorption groove 181 is 100 μm, the distance from the side wall 24a of the accommodating portion 24 to the absorption groove 181 is 200 μm, the length of each absorption groove 181 is 1000 μm, and the distance c between the absorption grooves 181 is: 500 μm, distance e between the first and second rows e: 200 μm. Further, there may be two or more rows of the absorption grooves 181 as long as the strength of the holding substrate 15 and the shrinkage stress of the holding substrate are optimized.
また、図10に示すように、ゴムやスポンジなどの弾性部材からなる収縮力吸収部材182を側壁24aに設けてもよい。かかる構成とすることで、収容部24に充填された封止材17は、収縮力吸収部材182に固着し、封止材17が収縮により、収縮力吸収部材182に駆動IC20側へ移動せしめるような収縮応力が加わる。封止材17の収縮により収縮力吸収部材182を駆動IC側へ引っ張るような収縮応力が加わると、ゴムやスポンジなどの弾性部材からなる収縮力吸収部材182が弾性変形して、収縮応力を吸収する。これにより、側壁24aに加わる収縮力を低減でき、吸収溝181を複数に分割して、多少強度を高めて、側壁部24cを多少変形し難い構成としても、残りの収縮力を側壁部24cで良好に吸収することができる。これにより、強度を保ちつつ、封止材17の収縮力の吸収能力を大幅に強化することができる。   Further, as shown in FIG. 10, a contraction force absorbing member 182 made of an elastic member such as rubber or sponge may be provided on the side wall 24a. With this configuration, the sealing material 17 filled in the accommodating portion 24 is fixed to the contraction force absorbing member 182 so that the sealing material 17 is moved to the contraction force absorbing member 182 toward the driving IC 20 due to contraction. Stress is applied. When a contraction stress that pulls the contraction force absorbing member 182 to the drive IC side due to the contraction of the sealing material 17 is applied, the contraction force absorption member 182 made of an elastic member such as rubber or sponge is elastically deformed to absorb the contraction stress. To do. Thereby, the contraction force applied to the side wall 24a can be reduced, and even if the absorption groove 181 is divided into a plurality of parts to slightly increase the strength and the side wall part 24c is hardly deformed, the remaining contraction force is applied to the side wall part 24c. It can absorb well. Thereby, the ability to absorb the shrinkage force of the sealing material 17 can be significantly enhanced while maintaining the strength.
収縮力吸収部材182は、保持基板15の両面にレジストを塗布して、保持基板15の収容部24の側壁24aにディップなどにより形成することができる。   The contraction force absorbing member 182 can be formed by dipping or the like on the side wall 24 a of the accommodating portion 24 of the holding substrate 15 by applying a resist on both surfaces of the holding substrate 15.
次に、実施形態に係る液滴吐出ヘッド10を備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成例について説明する。
図11は本インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図であり、図12は機構部の要部平面図である。
このインクジェット記録装置はシリアル型のインクジェット記録装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主ガイドロッド231、従ガイドロッド232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持する。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図2中の矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための液滴吐出ヘッドのユニットが装着されている。この液滴吐出ヘッドのユニットは、記録ヘッド234を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けている。記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する液滴吐出ヘッド234a、234bを1つのベース部材に取り付けて構成している。そして、一方のヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、他方のヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液滴吐出ヘッドを備えることもできる。また、キャリッジ233には、記録ヘッド234のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク235a、235b(区別しないときは「サブタンク235」という。)を搭載している。このサブタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニット224によって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。
Next, a configuration example of an ink jet recording apparatus as an example of an image forming apparatus including the droplet discharge head 10 according to the embodiment will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the overall configuration of the mechanism unit of the ink jet recording apparatus, and FIG. 12 is a plan view of the main part of the mechanism unit.
This ink jet recording apparatus is a serial type ink jet recording apparatus, and a carriage 233 is slidably held in a main scanning direction by a main guide rod 231 and a sub guide rod 232 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates 221A and 221B. To do. Then, the main scanning motor (not shown) moves and scans in the direction indicated by the arrow (carriage main scanning direction) in FIG. 2 via the timing belt. The carriage 233 is mounted with a droplet discharge head unit for discharging ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). In this droplet discharge head unit, the recording head 234 is arranged in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with a nozzle row composed of a plurality of nozzles, and the ink droplet discharging direction is directed downward. The recording head 234 is configured by attaching droplet discharge heads 234a and 234b each having two nozzle rows to one base member. Then, one nozzle row of one head 234a has black (K) droplets, the other nozzle row has cyan (C) droplets, and one nozzle row of the other head 234b has magenta (M) droplets. Droplets are discharged, and the other nozzle row discharges yellow (Y) droplets. In this example, a four-color droplet is ejected with a two-head configuration, but a droplet ejection head for each color may be provided. The carriage 233 is equipped with sub tanks 235a and 235b (referred to as “sub tank 235” when not distinguished) for supplying ink of each color corresponding to the nozzle rows of the recording head 234. The sub tank 235 is supplied with ink of each color from the ink cartridge 210 of each color by the supply unit 224 via the supply tube 236 of each color.
一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向している。そして、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。この給紙部から給紙された用紙242が記録ヘッド234の下方側に送り込まれる。このために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とが備わっている。また、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 242 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 241 of the paper feed tray 202, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the paper 242 one by one from the paper stacking unit 241. Paper roller) 243 and paper feed roller 243. A separation pad 244 made of a material having a large friction coefficient is provided, and the separation pad 244 is urged toward the paper feed roller 243 side. A sheet 242 fed from the sheet feeding unit is fed to the lower side of the recording head 234. For this purpose, a guide member 245 for guiding the paper 242, a counter roller 246, a conveyance guide member 247, and a pressing member 248 having a tip pressure roller 249 are provided. In addition, a transport belt 251 serving as a transport unit for electrostatically attracting the fed paper 242 and transporting the paper 242 at a position facing the recording head 234 is provided. The conveyor belt 251 is an endless belt, and is configured to wrap around the conveyor roller 252 and the tension roller 253 so as to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction).
また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備えている。そして、排紙ローラ262の下方には排紙トレイ203が備わっている。   In addition, a charging roller 256 that is a charging unit for charging the surface of the transport belt 251 is provided. The charging roller 256 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 251 and to rotate following the rotation of the conveyor belt 251. The transport belt 251 rotates in the belt transport direction when the transport roller 252 is rotationally driven through timing by a sub-scanning motor (not shown). Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 242 recorded by the recording head 234, a separation claw 261 for separating the paper 242 from the transport belt 251, a paper discharge roller 262, and a paper discharge roller 263 are provided. ing. A paper discharge tray 203 is provided below the paper discharge roller 262.
また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。   A double-sided unit 271 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 271 takes in the paper 242 returned by the reverse rotation of the transport belt 251, reverses it, and feeds it again between the counter roller 246 and the transport belt 251. The upper surface of the duplex unit 271 is a manual feed tray 272. Further, a maintenance / recovery mechanism 281 for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 234 is disposed in a non-printing area on one side in the scanning direction of the carriage 233. The maintenance / recovery mechanism 281 includes cap members (hereinafter referred to as “caps”) 282a and 282b (hereinafter referred to as “caps 282” when not distinguished) for capping each nozzle surface of the recording head 234, and nozzle surfaces. A wiper blade 283 that is a blade member for wiping the ink, and an empty discharge receiver 284 that receives liquid droplets when performing empty discharge for discharging liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge thickened ink. Yes.
また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置している。そして、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内される。そして、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。この場合、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。このように、この画像形成装置では本発明に係る液滴吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、信頼性の高い安定した滴吐出を行うことができて、高速で、かつ高画質な画像を形成することができる。   In addition, in the non-printing area on the other side of the carriage 233 in the scanning direction, idle ejection that receives droplets when performing idle ejection that ejects droplets that do not contribute to recording in order to discharge ink that has been thickened during recording or the like. A receptacle 288 is arranged. The idle discharge receiver 288 includes an opening 289 along the nozzle row direction of the recording head 234. In the image forming apparatus configured as described above, the sheets 242 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 202, and the sheet 242 fed substantially vertically upward is guided by the guide 245. Then, the paper is sandwiched between the transport belt 251 and the counter roller 246 and transported. Further, the front end is guided by the transport guide 237 and pressed against the transport belt 251 by the front end pressure roller 249, and the transport direction is changed by approximately 90 °. The At this time, an alternating voltage is applied to the charging roller 256 so that a positive output and a negative output are alternately repeated. In this case, a positive voltage and a negative voltage are alternately charged in a band shape with a predetermined width in a charging voltage pattern in which the conveying belt 251 alternates, that is, in the sub-scanning direction that is the circumferential direction. When the sheet 242 is fed onto the conveyance belt 251 charged alternately with plus and minus, the sheet 242 is attracted to the conveyance belt 251, and the sheet 242 is conveyed in the sub scanning direction by the circumferential movement of the conveyance belt 251. Therefore, by driving the recording head 234 according to the image signal while moving the carriage 233, ink droplets are ejected onto the stopped paper 242 to record one line, and after the paper 242 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 242 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 242 is discharged onto the paper discharge tray 203. As described above, since the image forming apparatus includes the droplet discharge head according to the present invention as a recording head, it is possible to perform highly reliable and stable droplet discharge, and to perform high-speed and high-quality images. Can be formed.
次に、実施形態に係る液滴吐出ヘッド10を備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の他の構成例について説明する。図13は本インクジェット記録装置の別の機構部全体の概略構成図である。このインクジェット記録装置はライン型のインクジェット記録装置であり、装置本体401の内部に画像形成部402等を有し、装置本体401の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)403を積載可能な給紙トレイ404を備えている。この給紙トレイ404から給紙される用紙403を取り込み、搬送機構405によって用紙403を搬送しながら画像形成部402によって所要の画像を記録する。その後、装置本体401の側方に装着された排紙トレイ406に用紙403を排紙する。また、装置本体401に対して着脱可能な両面ユニット407を備えている。両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構405によって用紙403を逆方向に搬送しながら両面ユニット407内に取り込む。そして、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構405に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ406に用紙403を排紙する。ここで、画像形成部402は、例えばブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の液滴を吐出する、フルライン型の4個の液滴吐出ヘッド10で構成した記録ヘッド411k、411c、411m、411y(色を区別しないときには「記録ヘッド411」という。)を備え、各記録ヘッド411は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ413に装着している。   Next, another configuration example of the ink jet recording apparatus as an example of an image forming apparatus including the droplet discharge head 10 according to the embodiment will be described. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of another entire mechanism unit of the ink jet recording apparatus. This ink jet recording apparatus is a line type ink jet recording apparatus, and has an image forming unit 402 and the like inside the apparatus main body 401, and can supply a large number of recording media (sheets) 403 on the lower side of the apparatus main body 401. A paper tray 404 is provided. A sheet 403 fed from the sheet feeding tray 404 is taken in, and a required image is recorded by the image forming unit 402 while the sheet 403 is conveyed by the conveying mechanism 405. Thereafter, the paper 403 is discharged onto a paper discharge tray 406 attached to the side of the apparatus main body 401. In addition, a duplex unit 407 that can be attached to and detached from the apparatus main body 401 is provided. When performing double-sided printing, after the one-side (front) printing is completed, the paper 403 is taken into the double-sided unit 407 while being conveyed in the reverse direction by the conveyance mechanism 405. Then, the sheet is reversed and sent to the transport mechanism 405 again with the other side (back side) as a printable side, and the paper 403 is discharged to the discharge tray 406 after the other side (back side) printing is completed. Here, the image forming unit 402, for example, ejects droplets of each color of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and has four full-line droplet ejection heads 10. The recording heads 411k, 411c, 411m, and 411y (referred to as “recording heads 411” when colors are not distinguished) are provided, and each recording head 411 has a nozzle surface on which nozzles for discharging droplets are directed downward. It is attached to the head holder 413.
また、各記録ヘッド411に対応して記録ヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構412k、412c、412m、412y(色を区別しないときには「維持回復機構412」という。)を備えている。パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド411と維持回復機構412とを相対的に移動させて、記録ヘッド411のノズル面に維持回復機構412を構成するキャッピング部材などを対向させる。ここでは、記録ヘッド411は、用紙搬送方向上流側から、ブランク、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。   Also, a maintenance / recovery mechanism 412k, 412c, 412m, 412y (hereinafter referred to as “maintenance / recovery mechanism 412” when colors are not distinguished) for maintaining and recovering the performance of the recording head is provided corresponding to each recording head 411. During the head performance maintenance operation such as purge processing and wiping processing, the recording head 411 and the maintenance / recovery mechanism 412 are relatively moved so that the capping member constituting the maintenance / recovery mechanism 412 faces the nozzle surface of the recording head 411. Let Here, the recording head 411 is arranged to eject droplets of each color in the order of blank, cyan, magenta, and yellow from the upstream side in the paper conveyance direction, but the arrangement and the number of colors are not limited to this.
更に、ライン型記録ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた1又は複数の記録ヘッドを用いることもできる。また、記録ヘッドとこの記録ヘッドにインクを供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。給紙トレイ404の用紙403は、給紙コロ(半月コロ)421と図示しない分離パッドによって1枚ずつ分離され装置本体401内に給紙される。そして、搬送ガイド部材423のガイド面423aに沿ってレジストローラ425と搬送ベルト433との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材426を介して搬送機構405の搬送ベルト433に送り込まれる。   Further, as the line-type recording head, one or a plurality of recording heads provided with a plurality of nozzle rows for discharging droplets of each color at predetermined intervals can be used. Further, the recording head and the recording liquid cartridge that supplies ink to the recording head can be integrated or separated. The sheets 403 in the sheet feed tray 404 are separated one by one by a sheet feed roller (half-moon roller) 421 and a separation pad (not shown) and fed into the apparatus main body 401. Then, the sheet is fed between the registration roller 425 and the conveyance belt 433 along the guide surface 423a of the conveyance guide member 423, and is fed to the conveyance belt 433 of the conveyance mechanism 405 via the guide member 426 at a predetermined timing.
また、搬送ガイド部材423には両面ユニット407から送り出される用紙403を案内するガイド面423bも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構405から戻される用紙403を両面ユニット407に案内するガイド部材427も配置している。搬送機構405は、搬送ベルト433、帯電ローラ434、プランテン部材435及び押さえコロ436を有している。そして、搬送ベルト433は、駆動ローラである搬送ローラ431と従動ローラ432との間に掛け渡した無端状の搬送ベルトである。帯電ローラ434は、搬送ベルト433を帯電させるための帯電ローラである。プラテン部材435は、画像形成部402に対向する部分で搬送ベルト433の平面性を維持する部材である。押さえコロ436は、搬送ベルト433から送り出す用紙403を搬送ローラ431側に押し付けている。その他図示しないが、搬送ベルト433に付着したインクを除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなども有している。この搬送機構405の下流側には、画像が記録された用紙403を排紙トレイ406に送り出すための排紙ローラ438及び拍車439を備えている。   In addition, the conveyance guide member 423 is also formed with a guide surface 423 b for guiding the paper 403 sent out from the duplex unit 407. Further, a guide member 427 for guiding the sheet 403 returned from the transport mechanism 405 to the duplex unit 407 during duplex printing is also provided. The transport mechanism 405 includes a transport belt 433, a charging roller 434, a plantain member 435, and a pressing roller 436. The conveyance belt 433 is an endless conveyance belt that is stretched between a conveyance roller 431 that is a driving roller and a driven roller 432. The charging roller 434 is a charging roller for charging the conveyance belt 433. The platen member 435 is a member that maintains the flatness of the transport belt 433 at a portion facing the image forming unit 402. The holding roller 436 presses the sheet 403 fed from the conveying belt 433 against the conveying roller 431 side. Although not shown in the drawings, a cleaning roller made of a porous material or the like, which is a cleaning means for removing ink attached to the conveyance belt 433, is also provided. On the downstream side of the transport mechanism 405, a paper discharge roller 438 and a spur 439 for sending the paper 403 on which an image is recorded to the paper discharge tray 406 are provided.
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト433は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ434と接触することで帯電される。そして、この高電位に帯電した搬送ベルト433上に用紙403が給送されると、用紙403は搬送ベルト433に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト433に強力に吸着した用紙403は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。そして、搬送ベルト433を周回させて用紙403を移動させ、記録ヘッド411から液滴を吐出する。これにより、用紙403上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙403は排紙ローラ438によって排紙トレイ406に排紙される。   In the image forming apparatus configured as described above, the transport belt 433 moves in the direction indicated by the arrow and is charged by coming into contact with the charging roller 434 to which a high potential applied voltage is applied. When the paper 403 is fed onto the conveyance belt 433 charged to this high potential, the paper 403 is electrostatically attracted to the conveyance belt 433. In this way, the sheet 403 that is strongly adsorbed to the transport belt 433 is calibrated for warpage and unevenness, and forms a highly flat surface. Then, the sheet 403 is moved around the conveyor belt 433, and droplets are ejected from the recording head 411. As a result, a required image is formed on the sheet 403, and the sheet 403 on which the image is recorded is discharged to the discharge tray 406 by the discharge roller 438.
このように、このインクジェット記録装置においては、後述するように共通電極の低抵抗化及び層間剥離の抑制により、液滴吐出の均一性を向上させることが可能となる。上記実施形態では本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液滴吐出ヘッドなどにも適用することできる。   Thus, in this ink jet recording apparatus, it is possible to improve the uniformity of droplet discharge by reducing the resistance of the common electrode and suppressing delamination as will be described later. In the above embodiment, the liquid droplet ejection head according to the present invention is applied to the ink jet head. It can also be applied to heads.
また、上述では、個別液室2を昇圧して、ノズルからインク滴を吐出する昇圧手段として、圧電素子14を用いた圧電アクチュエータ方式を採用しているが、静電アクチュエータ方式、また、ヒータなどを用いて個別液室2内に気泡を発生させて、個別液室を昇圧させてノズルからインク滴を吐出するサーマル方式を用いることができる。   In the above description, the piezoelectric actuator method using the piezoelectric element 14 is employed as the pressure increasing means for increasing the pressure of the individual liquid chamber 2 and ejecting ink droplets from the nozzles. It is possible to use a thermal method in which bubbles are generated in the individual liquid chamber 2 by using the pressure to raise the pressure of the individual liquid chamber and eject ink droplets from the nozzles.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
個別液室2などの液室の圧力を昇圧させて、液室内の液をノズル11aから吐出させる圧電素子14などの昇圧手段を駆動制御する駆動IC20などの駆動制御部と、駆動制御部が収容される収容部24の収容壁24aを有する保持基板15などの部材と、昇圧手段と制御駆動部との接続部を封止する封止材17とを備えた液滴吐出ヘッド10において、収容壁24aと駆動制御部との間の隙間に封止材17を有する構成であって、製造時に発生する封止材17の収縮力を吸収して当該液滴吐出ヘッド10の反りを抑制した側壁部24cなどの収縮力吸収部を有する。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、液滴吐出ヘッドの反りを抑制することができる。
What has been described above is an example, and the present invention has a specific effect for each of the following aspects.
(Aspect 1)
A drive control unit such as a drive IC 20 for driving and controlling a boosting unit such as a piezoelectric element 14 that increases the pressure of the liquid chamber such as the individual liquid chamber 2 and discharges the liquid in the liquid chamber from the nozzle 11a is accommodated in the drive control unit. In the droplet discharge head 10 including a member such as the holding substrate 15 having the accommodating wall 24a of the accommodating portion 24 and the sealing material 17 that seals the connecting portion between the boosting means and the control driving portion, the accommodating wall The side wall portion having the sealing material 17 in the gap between the drive control unit 24a and the warp of the liquid droplet ejection head 10 by absorbing the contraction force of the sealing material 17 generated during manufacturing. It has a contraction force absorbing portion such as 24c.
By providing such a configuration, it is possible to suppress warping of the droplet discharge head as described in the embodiment.
(態様2)
また、(態様1)の液滴吐出ヘッド10において、当該液滴吐出ヘッド10は、収容壁24aを有する保持基板15などの基板を圧電素子14などの昇圧手段が形成された基板に接合した後、封止材17を、収容壁24aと駆動ICなどの駆動制御部との間の隙間に充填する工程を経て製造されたものである。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、収容壁24aを有する基板の接合不良を防止し、かつ、液滴吐出ヘッド10の小型化を図ることができる。
(Aspect 2)
Further, in the droplet discharge head 10 of (Aspect 1), the droplet discharge head 10 is formed after bonding a substrate such as the holding substrate 15 having the accommodating wall 24a to a substrate on which a boosting unit such as the piezoelectric element 14 is formed. The sealing material 17 is manufactured through a process of filling a gap between the housing wall 24a and a drive control unit such as a drive IC.
By providing such a configuration, as described in the embodiment, it is possible to prevent the bonding failure of the substrate having the accommodation wall 24a and to reduce the size of the droplet discharge head 10.
(態様3)
また、(態様1)または(態様2)の液滴吐出ヘッド10において、収容壁24aを有する保持基板15などの部材の収容壁24aの周囲のみ弾性可能な構成とすることで、収縮力吸収部を形成した。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、収容壁24a周囲のみを弾性変形させることで、封止材の収縮力を吸収することができ、液滴吐出ヘッド10の反りを抑制することができる。
(Aspect 3)
Further, in the liquid droplet ejection head 10 of (Aspect 1) or (Aspect 2), the contraction force absorbing portion is configured to be elastic only around the accommodation wall 24a of a member such as the holding substrate 15 having the accommodation wall 24a. Formed.
By adopting such a configuration, as described in the embodiment, the contraction force of the sealing material can be absorbed by elastically deforming only the periphery of the storage wall 24a, and the warpage of the droplet discharge head 10 can be suppressed. be able to.
(態様4)
また、(態様3)の液滴吐出ヘッド10において、収容壁24aを有する保持基板15などの部材の収容壁周囲に吸収穴部18などの貫通孔を設けることで、側壁部24cなどの収縮力吸収部を形成した。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、収容壁24a周囲を弾性変形させることができる。
(Aspect 4)
Further, in the droplet discharge head 10 of (Aspect 3), by providing a through hole such as the absorption hole 18 around the accommodation wall of a member such as the holding substrate 15 having the accommodation wall 24a, the contraction force of the side wall 24c or the like. An absorption part was formed.
With such a configuration, as described in the embodiment, the periphery of the accommodation wall 24a can be elastically deformed.
(態様5)
また、(態様3)の液滴吐出ヘッド10において、保持基板15などの部材の収容壁周囲に吸収溝181などの溝を設けることで、側壁部24cなどの収縮力吸収部を形成した。
かかる構成としても、変形例2で説明したように、収容壁24a周囲を弾性変形させることができる。また、保持基板15などの収容壁24aを有する基板の強度を、貫通孔にした場合に比べて高めることができ、基板の割れなどが生じるのを抑制することができる。
(Aspect 5)
Further, in the droplet discharge head 10 of (Aspect 3), a contraction force absorbing portion such as the side wall portion 24c is formed by providing a groove such as the absorption groove 181 around the housing wall of a member such as the holding substrate 15.
Even with this configuration, as described in the second modification, the periphery of the accommodation wall 24a can be elastically deformed. Further, the strength of the substrate having the accommodating wall 24a such as the holding substrate 15 can be increased as compared with the case where the through-hole is formed, and the occurrence of cracking of the substrate can be suppressed.
(態様6)
また、(態様5)の液滴吐出ヘッド10において、吸収溝181などの溝の底面を、接続部側と反対側に設けた。
かかる構成を備えることで、変形例2で説明したように、良好に封止材の収縮力を吸収することができる。
(Aspect 6)
Further, in the liquid droplet ejection head 10 of (Aspect 5), the bottom surfaces of the grooves such as the absorption grooves 181 are provided on the side opposite to the connection portion side.
By providing such a configuration, the shrinkage force of the sealing material can be satisfactorily absorbed as described in the second modification.
(態様7)
また、(態様4)乃至(態様6)いずれかの液滴吐出ヘッド10において、貫通孔または溝を収容壁の周囲に複数配置した
かかる構成を備えることで、変形例3で説明したように、一本の長い貫通孔や溝を設けた場合に比べて、収容壁24aを有する保持基板15などの基板の強度を高めることができ、基板の割れなどが生じるのを抑制することができる。
(Aspect 7)
Further, in the droplet discharge head 10 of any one of (Aspect 4) to (Aspect 6), by providing such a configuration in which a plurality of through holes or grooves are arranged around the accommodation wall, as described in Modification 3, Compared with the case where a single long through-hole or groove is provided, the strength of the substrate such as the holding substrate 15 having the accommodation wall 24a can be increased, and the occurrence of cracks in the substrate can be suppressed.
(態様8)
また、(態様7)の液滴吐出ヘッドにおいて、貫通孔または溝を収容壁24aの周囲に千鳥配置した。
かかる構成とすることで、図9を用いて説明したように、収容壁24aを有する保持基板15などの基板の強度を高めることができ、かつ、収容壁24aの周囲を良好に弾性変形させることができ、収縮力を良好に吸収することができる。
(Aspect 8)
Further, in the droplet discharge head of (Aspect 7), through holes or grooves are staggered around the accommodation wall 24a.
With this configuration, as described with reference to FIG. 9, the strength of the substrate such as the holding substrate 15 having the accommodation wall 24a can be increased, and the periphery of the accommodation wall 24a can be elastically deformed satisfactorily. Can be absorbed well.
(態様9)
また、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置において、上記液滴吐出ヘッドとして、(態様1)乃至(態様8)いずれかに記載の態様の液滴吐出ヘッドを用いた。
かかる構成を備えることで、良好な画像を得ることができる。
(Aspect 9)
Further, in an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head for discharging droplets, the droplet discharge head according to any one of (Aspect 1) to (Aspect 8) is used as the droplet discharge head.
By providing such a configuration, a good image can be obtained.
2:個別液室
3:流体抵抗部
4:共通液室
5:インク供給口
10:液滴吐出ヘッド
11:ノズル板
11a:ノズル
12:個別液室基板
13:振動板
14:圧電素子
14a:下部電極
14b:圧電体
14c:上部電極
14d:個別配線
14e:共通配線
15:保持基板
16:凹部
17:封止材
18:吸収穴部
24:収容部
24a:側壁
24c:側壁部
30:個別配線パッド(接続電極)
41a:第1絶縁膜
41b:メタル層
41c:第2絶縁膜
2: individual liquid chamber 3: fluid resistance unit 4: common liquid chamber 5: ink supply port 10: droplet discharge head 11: nozzle plate 11a: nozzle 12: individual liquid chamber substrate 13: vibration plate 14: piezoelectric element 14a: lower part Electrode 14b: Piezoelectric body 14c: Upper electrode 14d: Individual wiring 14e: Common wiring 15: Holding substrate 16: Recess 17: Sealing material 18: Absorption hole 24: Housing 24a: Side wall 24c: Side wall 30: Individual wiring pad (Connection electrode)
41a: first insulating film 41b: metal layer 41c: second insulating film
特開2006−281648号公報JP 2006-281648 A

Claims (9)

  1. 液室の圧力を昇圧させて、液室内の液をノズルから吐出させる昇圧手段を駆動制御する駆動制御部と、
    前記駆動制御部が収容される収容部の収容壁を有する部材と、
    前記昇圧手段と前記制御駆動部との接続部を封止する封止材とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記収容壁と前記駆動制御部との間の隙間に前記封止材を有する構成であって、
    製造時に発生する前記封止材の収縮力を吸収して当該液滴吐出ヘッドの反りを抑制した収縮力吸収部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    A drive control unit that drives and controls a boosting unit that boosts the pressure in the liquid chamber and discharges the liquid in the liquid chamber from the nozzle;
    A member having a storage wall of a storage unit in which the drive control unit is stored;
    In a droplet discharge head provided with a sealing material that seals a connection portion between the boosting unit and the control drive unit,
    It is the structure which has the above-mentioned sealing material in the crevice between the above-mentioned storage wall and the above-mentioned drive control part,
    A droplet discharge head, comprising: a contraction force absorbing portion that absorbs a contraction force of the sealing material generated during manufacture and suppresses warpage of the droplet discharge head.
  2. 請求項1の液滴吐出ヘッドにおいて、
    当該液滴吐出ヘッドは、前記収容壁を有する部材を前記昇圧手段が形成された部材に接合した後、前記封止材を、前記収容壁と前記駆動制御部との間の隙間に充填する工程を経て製造されたものであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 1.
    The droplet discharge head includes a step of filling the gap between the storage wall and the drive control unit with the sealing material after the member having the storage wall is joined to the member on which the booster is formed. A liquid droplet ejection head manufactured through the process described above.
  3. 請求項1または2の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記収容壁を有する部材の前記収容壁の周囲のみ弾性可能な構成とすることで、前記収縮力吸収部を形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 1 or 2,
    A droplet discharge head, wherein the contraction force absorbing portion is formed by a configuration in which only the periphery of the housing wall of the member having the housing wall is elastic.
  4. 請求項3の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記収容壁を有する部材の前記収容壁周囲に貫通孔を設けることで、前記収縮力吸収部を形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 3.
    A droplet discharge head, wherein the contraction force absorbing portion is formed by providing a through hole around the housing wall of the member having the housing wall.
  5. 請求項3の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記収容壁を有する部材の前記収容壁周囲に溝を設けることで、前記収縮力吸収部を形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 3.
    A droplet discharge head, wherein the contraction force absorbing portion is formed by providing a groove around the accommodation wall of the member having the accommodation wall.
  6. 請求項5の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記溝の底面を、接続部側と反対側に設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 5.
    A droplet discharge head characterized in that the bottom surface of the groove is provided on the side opposite to the connection portion side.
  7. 請求項4乃至6いずれかの液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記貫通孔または前記溝を前記収容壁の周囲に複数配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    In the droplet discharge head according to any one of claims 4 to 6,
    A droplet discharge head, wherein a plurality of the through holes or the grooves are arranged around the storage wall.
  8. 請求項7の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記貫通孔または溝を前記収容壁の周囲に千鳥配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
    The droplet discharge head according to claim 7.
    A droplet discharge head, wherein the through holes or grooves are arranged in a staggered manner around the accommodation wall.
  9. 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置において、
    上記液滴吐出ヘッドとして、請求項1至8いずれかの液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
    In an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head for discharging droplets,
    An image forming apparatus using the droplet discharge head according to claim 1 as the droplet discharge head.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002050652A (en) * 2000-07-31 2002-02-15 Kyocera Corp Electronic component
JP2007044963A (en) * 2005-08-09 2007-02-22 Seiko Epson Corp Component cleaning equipment
JP2008284725A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Seiko Epson Corp Liquid jetting head and liquid jetting apparatus
JP2010023495A (en) * 2008-06-17 2010-02-04 Canon Inc Inkjet recording head and liquid jetting recording head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002050652A (en) * 2000-07-31 2002-02-15 Kyocera Corp Electronic component
JP2007044963A (en) * 2005-08-09 2007-02-22 Seiko Epson Corp Component cleaning equipment
JP2008284725A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Seiko Epson Corp Liquid jetting head and liquid jetting apparatus
JP2010023495A (en) * 2008-06-17 2010-02-04 Canon Inc Inkjet recording head and liquid jetting recording head

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