JP2015212024A - Liquid discharge head and recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出可能な液体吐出ヘッド、及び液体吐出ヘッドから液体を吐出させて記録を行う記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head capable of discharging liquid and a recording apparatus that performs recording by discharging liquid from the liquid discharge head.
インクなどの液体を吐出させて記録媒体上に画像などの記録を行う記録装置には、液体を吐出可能とする液体吐出ヘッドが設けられている。この液体吐出ヘッドとしては特許文献1に示されるようなインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)がある。ここに示される記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口と、その吐出口からインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを有する記録素子基板が、支持部材としての第1のプレート上に直接的に接着された構成となっている。なお、特許文献1では、記録媒体の搬送方向と交差する方向に記録媒体の幅以上の範囲にわたってインク吐出口が配列されたフルライン型の記録ヘッドを示している。 A recording apparatus that records an image or the like on a recording medium by discharging a liquid such as ink is provided with a liquid discharge head that can discharge the liquid. As this liquid discharge head, there is an ink jet recording head (hereinafter, simply referred to as a recording head) as disclosed in Patent Document 1. The recording head shown here includes a recording element substrate having an ejection port for ejecting ink and an energy generating element for generating energy for ejecting ink from the ejection port on a first plate as a support member. It is the structure directly bonded to. Note that Patent Document 1 shows a full-line type recording head in which ink ejection openings are arranged in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium over a range equal to or larger than the width of the recording medium.
特許文献1に示す記録ヘッドでは、支持部材に形成されたインク供給口から記録素子基板のインク供給口へとインクが供給されるよう構成されており、記録素子基板のインク供給口と支持部材のインク供給口とを高精度に位置合わせする必要がある。すなわち支持部材のインク供給口の形成位置の精度が低いと、支持部材の所定位置に記録素子基板が接着されたとき、記録素子基板のインク供給口と支持部材のインク供給口との間に位置ずれが生じてインク供給不良を発生させ、画像品質を低下させる可能性がある。特に、複数の記録素子基板が支持部材に接着されるフルライン型の記録ヘッドでは、各記録素子基板の相対的な位置精度が低いと、各基板から吐出されるインク滴の相対的な着弾位置にずれが生じ、画像に品質を低下させるスジやムラ等が発生する。そのため記録素子基板の配列位置を高精度にする必要があり、それに伴って支持部材のインク供給口も高精度に形成する必要がある。すなわち、支持部材の複数のインク供給口と複数の記録素子基板それぞれのインク供給口との相対的な位置精度が低いと、支持部材のインク供給口と記録素子基板の供給口との間に位置ずれが生じ、これがインク供給不良を生じさせて吐出不良を発生させるためである。しかしながら、支持部材には記録素子基板が固定されることから線膨張係数の小さい部材を用いることが望ましく、このような線膨張係数の小さな部材に対してインク供給口の寸法精度を高精度にすることは困難なことが多い。また、インク供給口を高精度に形成するためには高価な加工方法が必要になる。 The recording head shown in Patent Document 1 is configured so that ink is supplied from an ink supply port formed in the support member to an ink supply port of the recording element substrate. It is necessary to align the ink supply port with high accuracy. That is, if the accuracy of the formation position of the ink supply port of the support member is low, when the recording element substrate is bonded to a predetermined position of the support member, the position is set between the ink supply port of the recording element substrate and the ink supply port of the support member. There is a possibility that a deviation occurs and an ink supply failure occurs, thereby degrading the image quality. In particular, in a full-line type recording head in which a plurality of recording element substrates are bonded to a support member, if the relative positional accuracy of each recording element substrate is low, the relative landing position of ink droplets ejected from each substrate Shifts, streaks, unevenness, and the like that degrade the quality of the image. Therefore, it is necessary to make the arrangement position of the recording element substrate highly accurate, and accordingly, it is necessary to form the ink supply port of the support member with high precision. That is, when the relative positional accuracy between the plurality of ink supply ports of the support member and the ink supply ports of the plurality of recording element substrates is low, the position is between the ink supply port of the support member and the supply port of the recording element substrate. This is because a deviation occurs, which causes an ink supply failure and an ejection failure. However, since the recording element substrate is fixed to the support member, it is desirable to use a member having a small linear expansion coefficient, and the dimensional accuracy of the ink supply port is made high with respect to such a member having a small linear expansion coefficient. This is often difficult. Further, an expensive processing method is required to form the ink supply port with high accuracy.
本発明は、支持部材のインク供給口と記録素子基板のインク供給口との位置合わせを高精度に行うことが可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid ejection head capable of highly accurately aligning an ink supply port of a support member and an ink supply port of a recording element substrate.
上記課題を解決するため、本発明は、液体を吐出可能な吐出口と、該吐出口から液体を吐出させるための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子とを有する液体吐出基板と、液体吐出基板が支持・固定され、かつ該液体吐出基板に液体を供給する第1の供給口が形成された第1の部材と、前記第1の部材を収容する開口部が形成された第2の部材と、前記第1の部材及び前記第2の部材それぞれの一方の接着面に接着された接着部を有すると共に、前記第1の部材の前記第1の供給口に液体を供給するための第2の供給口が前記接着部に形成された支持部材と、を有し、前記開口部に収容された前記第1の部材の位置を調整することによって前記第2の供給口に対する前記第1の供給口の位置を調整可能としたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid discharge substrate having a discharge port capable of discharging a liquid and a discharge energy generating element that generates discharge energy for discharging the liquid from the discharge port, and a liquid discharge substrate Is supported and fixed, and a first member in which a first supply port for supplying a liquid to the liquid discharge substrate is formed, and a second member in which an opening for accommodating the first member is formed. And a second portion for supplying a liquid to the first supply port of the first member, and having a bonding portion bonded to one bonding surface of each of the first member and the second member. And a support member formed in the bonding portion, and the first supply port with respect to the second supply port by adjusting the position of the first member accommodated in the opening. It is characterized in that the position of can be adjusted.
また、本発明の第2の形態は、前記液体吐出ヘッドを搭載すると共に、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を記録媒体に着弾させて画像を形成することを特徴とする記録装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus in which the liquid discharge head is mounted and an image is formed by landing the liquid discharged from the liquid discharge head on a recording medium.
本発明によれば、支持部材のインク供給口と記録素子基板のインク供給口との位置合わせを高精度に行うことができ、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。また本発明に係る液体吐出ヘッドを用いた記録装置によれば高品質な画像を形成することが可能になる。 According to the present invention, the ink supply port of the support member and the ink supply port of the recording element substrate can be aligned with high accuracy, and a highly reliable liquid discharge head can be provided. Further, according to the recording apparatus using the liquid ejection head according to the present invention, it is possible to form a high quality image.
(第1の実施形態)
図面を参照して本発明の第1の実施形態における液体吐出ヘッドの構成及び作用を説明する。なお、この第1の実施形態では、液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、最も代表的なインクジェット記録ヘッド(以下、「記録ヘッド」と称す)を例にとり説明を行う。また、以下の説明おいて、記録ヘッドの短手方向または短手寸法は、図1におけるX方向またはX方向における寸法を指し、長手方向または長手寸法は、図1におけるY方向またはY方向における寸法を指す。
(First embodiment)
The configuration and operation of the liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the most typical ink jet recording head (hereinafter referred to as “recording head”) will be described as an example of a liquid ejecting head for ejecting liquid. In the following description, the short direction or short dimension of the recording head refers to the dimension in the X direction or X direction in FIG. 1, and the long direction or long dimension is the dimension in the Y direction or Y direction in FIG. Point to.
図1ないし図5は、記録ヘッド、及びこれが装着されるインクジェット記録装置(以下、「記録装置」と称す)の構成を説明するための図である。ここで図1は記録ヘッドの構成を示す斜視図、図2は図1に示した記録ヘッドの各部の構成を示す分解斜視図、図3は記録素子基板を説明するための図であり、図3(a)は記録素子基板の斜視図、図3(b)は図3(a)のC−C線断面図である。また、図4は記録ヘッド内の流路構造を説明するための断面模式図、図5は記録装置の記録部を示す斜視図である。なお、記録ヘッド90はヘッド中央で点対称となるように2つのインク循環が形成されており、図4では片側のインク循環経路のみを示している。
1 to 5 are diagrams for explaining the configuration of a recording head and an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as “recording apparatus”) to which the recording head is mounted. 1 is a perspective view showing the configuration of the recording head, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of each part of the recording head shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining the recording element substrate. 3 (a) is a perspective view of the recording element substrate, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 3 (a). FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the flow path structure in the recording head, and FIG. 5 is a perspective view showing a recording portion of the recording apparatus. The
本実施形態における記録ヘッド90は、図1〜図4に示すような構成を有する。すなわち、図1に示すように記録ヘッド90には、18個の記録素子基板100が、紙等の記録媒体の搬送方向(Y方向)において一部が互いに重複するように、位置精度良く千鳥状に配置されている。各記録素子基板100には、インクを吐出可能な吐出口を、搬送方向と交差する方向(本実施形態では直交する方向)に沿って記録媒体の幅以上の範囲にわたって列状に配置してなる吐出口列を備える。ここに示す記録ヘッド90は、全体で13インチ程度の記録幅を有しており、記録動作中は移動せずに一定位置に保持され、Y方向へと連続的に搬送される記録媒体に対して記録を行う、フルライン型の記録ヘッドである。
The
図1及び図2に示すように、記録ヘッド90は、記録素子基板100、流路接続部材200、フレーム部材300、支持部材400、電気配線部材500、インク供給ユニット600を備える。記録素子基板100は液体吐出基板として機能し、支持部材400、流路接続部材200、及び記録素子基板100は液体吐出部材として機能し、インク供給ユニット600は液体供給部材として機能する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
記録素子基板100は、インクを吐出するためのデバイスであり、シリコン(Si)基板101と吐出口プレート105からなる。
Si基板101の厚さは0.5〜1mm程度であり、図3(b)に示すように、Si基板101には、Si基板101の長手方向に延びた長溝状のインク供給口102が形成されている。インク供給口102の両側部には、インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子として、ヒータなどの電気熱変換素子103がそれぞれ1列ずつ配列され、全体としては千鳥状に配列されている。また、記録素子基板100の長手方向(X方向)の両端部には、電気配線部材500と電気的に接続される電極104が設けられている。
The
The
Si基板101の一面には、樹脂材料からなる吐出口プレート105が設けられており、吐出口プレート105には、電気熱変換素子103に対応した吐出口106とインク流路107とがフォトリソグラフィ技術によって形成されている。このインク流路107および吐出口106には、インク供給口102からインクが供給されて充填される。吐出口106内にインクが充填された状態で電気熱変換素子103を駆動することより、インク内に気泡が発生し、そのときの圧力変化によって吐出口106からインクが吐出される。
A
流路接続部材200には、記録素子基板100が固定され、それぞれの記録素子基板100にインクを供給するための部材である。この流路接続部材200は複数の記録素子基板100のそれぞれに対応するように分割して形成されており、各流路接続部材200の内部にはインクを流通させるインク供給口201が形成されている。フレーム部材300は電気配線部材500などを支持・固定するための部材である。このフレーム部材300には、流路接続部材200を収容する開口部301が、複数の流路接続部材200のそれぞれに対応して複数個形成されている。また、流路接続部材200とフレーム部材300との隙間は封止剤で充填されるようになっており、封止剤を充填する際には封止剤の枠体として機能する。
A
支持部材400は、流路接続部材200とフレーム部材300とを支持・固定すると共に、各記録素子基板100にインクを分配するための部材である。支持部材400の内部には、図4に示すようにインク流路402が形成されると共に、一方の面(図4では下面)には各記録素子基板100に対応したインク供給口401が形成されている。このインク供給口401はインク流路402に連通している。また、支持部材400の他方の面(図4では上面)には、インク流路402の流路ジョイント部403,404が形成されている。
The
電気配線部材500は、記録素子基板100に対して、インクを吐出するための駆動信号の送信と駆動電力の供給を行うための部材である。本実施形態では、ポリイミドフィルムを基材としたフレキシブル配線基板(FPC)を用いて一体成形されている。電気配線部材500には、記録素子基板100を組み込むための開口部501、記録素子基板100の電極104に対応する電極端子502が設けられている。さらに、電気配線部材500には、記録装置から駆動回路基板ユニット590を介して駆動信号と駆動電力を受け取るためのコネクタ503,504が設けられている。
The
インク供給ユニット600は、支持部材400及び流路接続部材200を介して記録素子基板100にインクを供給する部材であり、図1に示すように、支持部材400の長手方向の両端にそれぞれ固定されている。各インク供給ユニット600の内部には、図4に示すように、インク流路601,602が形成されている。各インク流路601,602の一端部にはインクジョイント部607,608が形成され、このインクジョイント部607,608が、記録装置のインク供給源に接続された不図示のインクジョイント部に接続されている。また、インク供給のユニット600の一面(図2及び図4では下面)にはインク流路601,602の端部に相当する流路ジョイント部605,606が形成されている。そして、流路ジョイント部605,606は、支持部材400に形成された流路ジョイント部403,404に、それぞれ接続されている。このインク供給ユニット600に形成されたインク流路601,602と、支持部材400に形成されたインク流路401,402とにより、記録動作中にインクを循環させる循環経路が形成されている。なお、インク供給ユニット600のインク流路601,602の途中には、ゴミの侵入を防ぐためのフィルタ603、604が収容されている。
The
次に、本実施形態における記録ヘッドが搭載される記録装置に関して説明する。
図5は、記録ヘッド90が搭載された記録装置における記録部30の概略構成を示す斜視図であり、図5では記録動作を行っている様子を示している。記録部30には、例えば、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Ye)の4色のインクに対応した4つの記録ヘッド90が記録媒体の搬送方向(X方向)に沿って順次搭載される。なお、記録ヘッド90の長手方向(吐出口が配列されている方向)であるX方向は、搬送方向Y方向と交差する方向に沿って配置されている。本実施形態では、記録ヘッドの長手方向(Y方向)はX方向と直交している。また、記録媒体20の搬送方向(X方向)において隣接する記録ヘッド90の間には、搬送ローラ31が配置され、この搬送ローラ31によって記録媒体20が搬送される。
Next, a recording apparatus on which the recording head according to this embodiment is mounted will be described.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the
記録装置には、搬送ローラ31を回転させる不図示の搬送モータの駆動、記録ヘッド90の電気熱変換素子103の駆動等をはじめとする各部の駆動制御、及び各種の信号処理などを行なう制御手段が設けられている。この制御手段は、例えば、CPU、ROM、RAMなどを備え、ROM内の制御プログラムに従って各部の制御、及びデータ処理などをCPUが行う。記録動作に際しては、CPUから記録ヘッド90に送られる駆動信号に基づいて、電気熱変換素子103が駆動され、記録ヘッド90からの吐出口からインクが吐出されることにより、記録媒体20に記録が行われる。
The recording apparatus includes a control unit that performs driving control of each unit including driving of a transport motor (not illustrated) that rotates the
ところで、本実施形態では、複数の記録ヘッド90が搬送方向(X方向)に順次配置されるため、記録ヘッド90の長手方向と直交する短手方向における寸法(短手寸法)を小さくすることが望ましい。すなわち、記録ヘッド90の短手寸法を小さくすることによって、記録ヘッドの配列ピッチを小さくすることができ、記録装置の小型化が可能になる。さらに記録ヘッド90の短手寸法を小さくすることによって、記録ヘッド90に対して記録媒体を平行に保つ領域を狭くすることができ、記録媒体の搬送精度の向上、記録媒体のジャムの防止が可能となり、これによって記録品位の向上を図ることができる。
By the way, in the present embodiment, since the plurality of recording heads 90 are sequentially arranged in the transport direction (X direction), the dimension (short dimension) in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the
次に、本発明の特徴的構成の一つである、記録素子基板100、流路接続部材200、フレーム部材300、支持部材400、及び電気配線部材500の接合構成の実施形態を、図6及び図7を用いて説明する。図6(a)は図1におけるA−A線断面図、図6(b)は図1におけるB−B線断面図を示している。
Next, an embodiment of a joining configuration of the
本実施形態では、支持部材400を酸化アルミニウム(Al2O3;以下、アルミナと称する)のグリーンシートを複数積層し、焼成して形成した。アルミナは弾性率が高いために、記録素子ヘッド90の剛性を保つことができ、また、線膨張係数が小さいために、長手寸法が400mm程度の大型サイズとなっても熱変化に伴う寸法変化が小さく、記録ヘッド90は安定した記録ができる。流路接続部材200は、樹脂材料で形成しており、シリカなどの無機フィラーを添加して支持部材400の線膨張係数と同等としている。アルミナの線膨張係数は7ppm/℃程度、樹脂材料の線膨張係数は7〜10ppm/℃程度である。
In this embodiment, the
フレーム部材300は支持部材400と同様にアルミナを用いて形成した。上述したように、アルミナは線膨張係数が小さく、かつ弾性率が高いために、電気配線部材500の熱変形抑制の効果が大きい。また、フレーム部材300にアルミナを用いる場合、アルミナが熱伝導率の高い材料であるため、記録素子基板100と電気配線部材500をワイヤー805で電気接続する際、支持部材400の裏面から加温し、電気接続部の温度を上げて接続することができる。このため、信頼性の高い電気接続を容易に行うことができる。
The
なお、フレーム部材300に樹脂材料を適用したり、流路接続部材にアルミナを用いたりすることも可能である。フレーム部材300に樹脂材料を適用する場合、必ずしも流路接続部材200と同種類の材料を用いる必要はない。すなわち、流路接続部材200はインク流路を形成するために、インクと接触しても劣化し難い耐インク性を有する樹脂及びフィラーしか用いることができない。これに対し、フレーム部材300はインクと接触することが無いため、耐インク性の無い材料を選択することも可能である。
In addition, it is also possible to apply a resin material to the
図6に示すように、記録素子基板100は、流路接続部材200に対して接着剤801で接着され、流路接続部材200及びフレーム部材300は、支持部材400に対してそれぞれ接着剤802、接着剤803で接着されている。また、複数の記録素子基板100は、吐出口106が形成される面(吐出口面)の高さがほぼ同一になるように定められている。複数の記録素子基板100それぞれの吐出口面の高さがそろっていない場合には、それぞれの記録素子基板100から吐出されたインク滴の着弾位置がずれてしまい、記録画像に乱れを生じさせることがある。しかし、個々の流路接続部材200の寸法にはバラツキがあるため、接着剤802には高いチクソ性を有するものを用いて、これを厚く塗布し、流路接続部材200と支持部材400との隙間のバラツキを接着剤802で吸収する構成としている。また、好ましくは、接着剤802は弾性率が高いものを適用し、流路接続部材200を強固に固定することで、記録素子基板100の位置精度を保持することができる。
As shown in FIG. 6, the
電気配線部材500はフレーム部材300に対して接着剤804によって接着され、短手方向における端部で折り曲げられる。電気配線部材500の線膨張係数は10〜30ppm/℃程度あり、フレーム部材300の線膨張係数との間に差があるため、この線膨張係数の差によって発生する応力を緩和するために、接着剤804は弾性率の低い接着剤が適用される。また、記録素子基板100と電気配線部材500とはワイヤー805で電気的に接続されている。さらに、流路接続部材200とフレーム部材300との隙間は封止剤806で封止され、ワイヤー805による電気接続部は封止剤807で封止されている。封止剤806は部品の隙間に入り込みやすいよう粘度の低い封止剤が適用される。また、封止剤807は弾性率の高いものが適用され、これにより、電気接続部が物理的な衝撃を受けた場合や、記録動作の合間などにワイパーブレードで記録素子基板100の表面をクリーニングする動作を行った場合などでも、電気接続信頼性を保つことができる。
The
流路接続部材200は各記録素子基板100に対応して個別に形成されており、インクを供給するためのインク供給口201が形成されている。従って支持部材のインク供給口401の形成位置がずれていたとしても、流路接続部材200をインク供給口401に対して精度良く配置することで、記録素子基板のインク供給口102と流路接続部材のインク供給口201との位置ずれを低減することができる。このため、インク供給口401及びインク供給口201を介して、記録素子基板100に対し、安定したインク供給を行うことが可能になる。なお、支持部材400のインク供給口401と流路接続部材200のインク供給口201との位置ずれによるインク供給性能が、記録素子基板100のインク供給口102に影響を及ぼさないよう、流路接続部材200の厚みを3〜10mm程度としている。
The flow
支持部材400はアルミナを焼成した部品であるため、インク供給口401の位置ずれは、寸法の±0.2〜1%程度ある。このため、本実施形態に示すような大型の記録ヘッドにおいては、支持部材400の長手寸法は400mm程度になるため、インク供給口401の位置が大きくずれることがある。したがって、流路接続部材200の接着しろを十分に取っておく必要がある。接着しろが少ない場合、接着強度が不十分になる可能性がある。また、先に述べたように、複数の流路接続部材200において記録素子基板100が接着される面が同一の高さになるように、流路接続部材200と支持部材400との隙間を調整する必要がある。しかし上記のように接着しろが少ない場合、その狭い接着しろに接着剤を厚く塗布することは困難であり、流路接続部材200と支持部材400との隙間の大きい箇所は、隙間を接着剤806で塞ぎきれない可能性もある。また、流路接続部材200と支持部材400との隙間が塞ぎきれない状態で、流路接続部材200とフレーム部材300の間に粘度の低い封止剤806を塗布すると、残った隙間から封止剤806がインク供給口401に流れ落ちる場合もある。この場合、インク供給性能が低下したり、流路接続部材200とフレーム部材300に隙間ができ、隙間にたまったインクやゴミが、記録動作中に記録媒体上に脱落して不良画像を形成してしまう可能性もある。さらに、インク供給口401に封止剤806が流れ落ちた場合、流路接続部材200とフレーム部材300との間に供給すべき封止剤806が不足することがある。この場合、記録素子基板100や電気配線部材500の周辺にまで封止剤806が供給される適正な状態(図6(b)参照)が得られず、記録素子基板100や電気配線部材500の周辺に、封止剤の供給不足によって凹部や空間が形成される可能性がある。このような状態で電気接続部の封止剤807を塗布されると、土台となる封止剤806が存在しないことから、封止剤807が前述の凹部や空間へと落ち込んでしまい、ワイヤー805が露出する可能性もある。
Since the
このような不都合を解消するため、本実施形態では、フレーム部材300と電気配線部材500との接着面、フレーム部材300と支持部材400の接着面、及び流路接続部材200と支持部材400との接着面のそれぞれ短手寸法の関係を以下のように定めた。いま、フレーム部材300と電気配線部材500との接着面の短手寸法をX1、X7とし、フレーム部材300と支持部材400との接着面の短手寸法をX2、X8とする。また、流路接続部材200と記録素子基板100との接着面の短手寸法をX3、X5、流路接続部材200と支持部材400との接着面の短手寸法をX4、X6とする。ここで、X1>X2、X3<X4、X5<X6、X7>X8の関係となるよう、流路接続部材200とフレーム部材300の対向する面にそれぞれ2〜10°程度のテーパを設けた。
In order to eliminate such inconvenience, in this embodiment, the bonding surface between the
また、長手方向(Y方向)においても同様に、各接着面の長手寸法の関係を設定する。すなわち、電気配線部材500とフレーム部材300との接着面との長手寸法をY1とし、電気配線部材500と支持部材400と接着面との長手寸法をY2とする。また、流路接続部材200と記録素子基板100との接着面の長手寸法をY3、Y5、流路接続部材200と支持部材400の接着面の長手寸法をY4、Y6とする。ここで、各接着面の長手寸法の関係が、Y1>Y2、Y3<Y4、Y5<Y6となるよう、流路形成部材200とフレーム部材300とが対向する面にそれぞれ2〜10°程度のテーパを設けた。
Similarly, in the longitudinal direction (Y direction), the relationship between the longitudinal dimensions of the bonding surfaces is set. That is, the longitudinal dimension of the adhesive surface between the
上記の短手寸法X1、X7、および長手寸法Y1は最低限必要な寸法であり、各寸法をこれ以上小さくすると不都合が生じる可能性がある。例えば、記録素子基板100の間に位置するX7やY1の寸法が小さくなると、電気配線部材500の配線レイアウトが困難になる場合がある。また、X1の寸法が小さくなると、記録ヘッド90の吸引回復動作を行う際に、キャップゴムを当接させる領域が減ってしまい、キャップゴムの接触不良によって吸引回復動作を適正に行えなくなる場合が生じてしまう。また、X1の寸法が小さくなってしまうと、短手方向における両端部で曲げられた電気配線部材500の反発力によって電気配線部材500の接着部が剥がれてしまう可能性もある。
The short dimensions X1 and X7 and the long dimension Y1 are the minimum required dimensions, and if each dimension is further reduced, inconvenience may occur. For example, if the dimensions of X7 and Y1 located between the
また、流路接続部材200の接着しろを増やすためにインク供給口201及び401の幅を狭くした場合にはインク供給量(インク流量)が制限されてしまい、高速記録のために多くのインク流量が必要とされる場合にはインク供給不良を引き起こす可能性がある。よって、支持部材400に対する流路接続部材200の接着信頼性を確保すべく、単純に、流路接続部材200の全体の寸法を大きくすると、その分、記録ヘッド全体の寸法も大きくなってしまう。しかし、本実施形態に示す構成であれば、記録ヘッド90の全体的な寸法(長手寸法及び短手寸法)を大きくすることなく、流路接続部材200の接着しろだけを大きくすることができ、流路接続部材200と支持部材200との接着信頼性を向上させることができる。
Further, when the width of the
なお、流路接続部材200の側面にテーパを設けず、各接着面の寸法を、X4≒X3、X6≒X5、Y4≒Y3となるように設定した場合、フレーム部材300の接着しろとなるX2、X8、及びY2の寸法は、本実施形態に比べて小さくなる。しかしながら、本実施形態では、フレーム部材300と支持部材400とを共にアルミナで形成しているため、各部材の線膨張係数の差に起因する応力の発生はほとんど無く、フレーム部材300と支持部材400との接着信頼性が損われることはない。ここでは、X2≒X4≒X6≒X8、Y2≒Y4≒Y6とし、支持部材400と流路接続部材200との接着しろと、支持部材400とフレーム部材300との接着しろと、をほぼ同一にして各部材の接着信頼性を確保している。
In addition, when the taper is not provided on the side surface of the flow
(第2の実施形態)
次に、図7を用いて本発明の第2の実施形態を説明する。図7は図1におけるA−A線断面図を示している。
第2の実施形態においても、フレーム部材300と電気配線部材500との接着面の寸法をX1、X7とし、フレーム部材300と支持部材400との接着面の寸法をX2、X8としている。また、流路接続部材200と記録素子基板100との接着面の寸法をX3、X5とし、支持部材との接着面の寸法をX4、X6としている。但し、この第2の実施形態では、X1>X2、X3<X4、X5<X6、X7>X8となるようにし、かつ、X4>X2、X6>X8となるようにして、第1の実施形態よりもさらに流路接続部材200の接着しろを大きくした構成となっている。図示を省略するが、長手方向においても同様に流路接続部材200と支持部材400との接着しろを大きくした構成となっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Also in the second embodiment, the dimensions of the adhesion surface between the
流路接続部材200は樹脂材料に無機フィラーを添加して線膨張係数を小さくしているが、一般的には無機フィラーの量が多いと材料の流動性が低くなるため成形性が低下する。よって流路接続部材200やインク供給口201の大きさや形状によっては成形が困難になる場合があり形状自由度が低下する。したがって、充填する無機フィラーの量を若干減らし、線膨張係数を15〜40ppm/℃程度とした樹脂材料を適用する場合などに本実施形態が好適である。
In the flow
アルミナで形成した支持部材400の線膨張係数は7ppm/℃程度のため、記録ヘッド90の熱変化に伴ない、支持部材400と、これより線膨張係数が大きい流路接続部材200との接着部には、両部材の線膨張係数の差によって応力が発生することがある。このような場合にも、この第2の実施形態では流路接続部材200と支持部材400との接着しろを大きくとって十分な接着力を持たせてあるため、良好な接着信頼性を確保することができる。なお、第2の実施形態では、フレーム部材300と支持部材400との接着しろは第1の実施形態よりも減少している。しかし、フレーム部材300と支持部材400はともにアルミナで形成しているため両部材の間に線膨張係数に起因する応力が生じることはなく、両部材の接着信頼性が損なわれることはない。
Since the linear expansion coefficient of the
(第3の実施形態)
次に、図9を用いて、本発明の第3の実施形態を説明する。図9は流路接続部材200とフレーム部材300との関係を示す平面図である。第1、第2の実施形態では、流路接続部材200と記録素子基板100とが1対1で対応している場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、単一の流路接続部材に複数の記録素子基板が対応する構成を備えた構成とすることも可能である。例えば、第3の実施形態では、一つの流路接続部材200に2つの記録素子基板100が対応する場合を示している。これにより、流路接続部材200の数を減らすことができ、記録ヘッド90の製造タクトを短くすることができる。さらに、流路接続部材200の数が減るため、記録素子基板100を接着する面を同一平面上に揃え易くなるという利点がある。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view showing the relationship between the flow
なお、図9では一つの流路接続部材200に2つの記録素子基板100が対応する構成を一例として挙げたが、1つの流路接続部材200に対応させる記録素子基板100の数は、流路接続部材の線膨張係数やインク供給口の寸法などに応じて決定可能である。すなわち、記録素子基板へのインク供給不良や線膨張係数の差よる流路接続部材の接着部の剥がれなどの不都合が生じない範囲であれば、1つの流路接続部材に対応させる記録素子基板100の数は、任意に決定可能である。
In FIG. 9, the configuration in which two
(他の実施形態)
第1、第2の実施形態では、流路接続部材200及びフレーム部材300の側面をテーパ形状としたが、各部材の側面形状はテーパ形状に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、各部材200,300の側面を階段形状に形成することも可能である。これによれば、図6に示すものと同様の効果を期待できると共に、流路接続部材200とフレーム部材300の対向面積を増やすことが可能であるため、封止剤806での密着力を高めようとする場合などに効果的である。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the side surfaces of the flow
さらに、上記実施形態では、短手方向(X方向)および長手方向(Y方向)において流路接続部材200とフレーム部材300とが、対向する面にテーパを設けた場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、流路接続部材200とフレーム部材300との対向面のうち、長手方向と短手方向のいずれか一方における対向面にのみテーパを形成するようにしてもよい。さらに、流路接続部材とフレーム部材との対向面のいずれの部分にもテーパを設けず、均一な横断面をなすように流路接続部材とフレーム部材との対向面を形成するようにすることも可能である。この場合にも、フレーム部材と流路接続部材との隙間を調整可能とすることにより、複数の記録素子基板間の位置合わせ、及び流路接続部材のインク供給口と支持部材のインク供給口との位置合わせを容易に行うことが可能になる。従って、これによれば、製造タクトを短くすることが可能になる。
Furthermore, in the said embodiment, the case where the flow-
上記複数の記録素子基板が千鳥状に配列されたフルライン型の記録ヘッドに本発明を適用した場合を示したが、複数の記録素子基板を一列に並べたフルライン型の記録ヘッドにも本発明は適用可能である。さらに、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行うシリアル型の記録装置(インクジェット記録装置)における記録ヘッドに本発明を適用しても良い。 Although the case where the present invention is applied to a full-line type recording head in which the plurality of recording element substrates are arranged in a staggered manner is shown, the present invention is also applied to a full-line type recording head in which a plurality of recording element substrates are arranged in a row. The invention is applicable. Furthermore, the present invention may be applied to a recording head in a serial type recording apparatus (inkjet recording apparatus) that performs recording by moving the recording head in a direction intersecting the conveyance direction of the recording medium.
90 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
100 記録素子基板(液体吐出基板)
103 電気熱変換素子(吐出エネルギー発生素子)
106 吐出口
200 流路接続部材(第1の部材)
201 インク供給口(第1の供給口)
300 フレーム部材(第2の部材)
400 支持部材
401 インク供給口(第2の供給口)
500 電気配線部材(配線部材)
90 Recording head (liquid ejection head)
100 Recording element substrate (liquid ejection substrate)
103 Electrothermal conversion element (discharge energy generating element)
106
201 Ink supply port (first supply port)
300 Frame member (second member)
400
500 Electric wiring member (wiring member)
Claims (14)
液体吐出基板が支持・固定され、かつ該液体吐出基板に液体を供給する第1の供給口が形成された第1の部材と、
前記第1の部材を収容する開口部が形成された第2の部材と、
前記第1の部材及び前記第2の部材それぞれの一方の接着面に接着された接着部を有すると共に、前記第1の部材の前記第1の供給口に液体を供給するための第2の供給口が前記接着部に形成された支持部材と、を有し、
前記開口部に収容された前記第1の部材の位置を調整することによって前記第2の供給口に対する前記第1の供給口の位置を調整可能としたことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A liquid discharge substrate having a discharge port capable of discharging liquid and a discharge energy generating element for generating discharge energy for discharging liquid from the discharge port;
A first member in which a liquid supply substrate is supported and fixed and a first supply port for supplying liquid to the liquid discharge substrate is formed;
A second member having an opening for accommodating the first member;
A second supply for supplying a liquid to the first supply port of the first member, having an adhesive portion bonded to one of the adhesive surfaces of the first member and the second member. A support member having a mouth formed in the adhesive portion;
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the position of the first supply port with respect to the second supply port can be adjusted by adjusting the position of the first member accommodated in the opening.
前記第1の部材の側面と該側面に対向する前記第2の部材の側面との少なくとも一方は、テーパ形状をなしていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 The side surface of the first member accommodated in the opening is opposed to the side surface of the opening.
The at least one of the side surface of the first member and the side surface of the second member facing the side surface has a tapered shape. Liquid discharge head.
前記第1の部材の側面と該側面に対向する前記第2の部材の側面との少なくとも一方は、階段形状をなしていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 The side surface of the first member accommodated in the opening is opposed to the side surface of the opening.
8. The method according to claim 1, wherein at least one of a side surface of the first member and a side surface of the second member facing the side surface has a staircase shape. 9. Liquid discharge head.
前記第1の部材の前記一方の接着面の寸法と前記第2の部材の前記一方の接着面の寸法と、がほぼ同一であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 The linear expansion coefficients of the first member, the second member, and the support member are substantially the same,
10. The dimension of the one adhesive surface of the first member and the dimension of the one adhesive surface of the second member are substantially the same. The liquid discharge head described.
第1の部材の線膨張係数は、前記支持部材の線膨張係数より大きく、
前記第1の部材の前記一方の接着面の寸法が、前記第2の部材の前記一方の接着面の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 The linear expansion coefficients of the second member and the support member are substantially the same,
The linear expansion coefficient of the first member is larger than the linear expansion coefficient of the support member,
10. The liquid according to claim 1, wherein a dimension of the one adhesive surface of the first member is larger than a dimension of the one adhesive surface of the second member. Discharge head.
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