JP2022084504A - Liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid ejection head that ejects a liquid such as ink.
特許文献1には、吐出エネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた記録素子基板を有する液体吐出ヘッドが記載されている。記録素子基板は、支持部材に接着剤で固定されている。支持部材には、電気配線基板の端部が記録素子基板の端部に隣接するように固定されている。電気配線基板および記録素子基板のそれぞれの端部には電気接続部が設けられており、これら電気接続部がワイヤーボンディング等の電気接続部材によって電気的に接続されている。電気配線基板の電気接続部、記録素子基板の電気接続部および電気接続部材を含む部分全体が、樹脂等の封止部材で覆われている。
上記液体吐出ヘッドにおいては、より高い絶縁性を得るため、あるいは、液体侵入を防ぐために、より剛性の高い封止部材が用いられる。また、接着性を高めるために、より剛性の高い接着剤が用いられる。
Patent Document 1 describes a liquid discharge head having a recording element substrate including an energy generating element that generates discharge energy. The recording element substrate is fixed to the support member with an adhesive. The end portion of the electrical wiring board is fixed to the support member so as to be adjacent to the end portion of the recording element substrate. An electrical connection portion is provided at each end of the electrical wiring board and the recording element substrate, and these electrical connection portions are electrically connected by an electrical connection member such as wire bonding. The entire portion including the electrical connection portion of the electrical wiring board, the electrical connection portion of the recording element substrate, and the electrical connection member is covered with a sealing member such as resin.
In the liquid discharge head, a sealing member having higher rigidity is used in order to obtain higher insulating properties or to prevent liquid intrusion. Further, in order to improve the adhesiveness, a more rigid adhesive is used.
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドでは、剛性の高い封止部材や接着剤を用いると、記録素子基板と支持部材の熱膨張係数が異なるため、温度変化が生じた際に、封止部材と記録素子基板および支持部材との接触面に強い応力が生じる。その結果、支持部材に比較して機械的な強度が低い記録素子基板にクラックが発生する場合がある。 However, in the liquid discharge head described in Patent Document 1, if a highly rigid sealing member or adhesive is used, the coefficients of thermal expansion of the recording element substrate and the supporting member are different, so that the liquid discharge head is sealed when a temperature change occurs. A strong stress is generated on the contact surface between the member and the recording element substrate and the support member. As a result, cracks may occur in the recording element substrate, which has lower mechanical strength than the support member.
本発明は、上記クラックの発生を抑制する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。 An object of the present invention is to provide a liquid discharge head capable of suppressing the occurrence of the above cracks.
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する記録素子基板と、上記記録素子基板を支持する支持部材と、上記記録素子基板と上記支持部材との間に設けられた接着層と、上記記録素子基板の端部に設けられた第1電気接続部と、上記第1電気接続部を含む上記記録素子基板の上記端部を覆う封止部材と、を有する。上記封止部材は、上記記録素子基板の上記端部の側面と上記接着層の端面に接している。上記接着層は、第1接着部と、該第1接着部と上記封止部材との間に位置する第2接着部と、を有する。上記第2接着部の剛性が、上記封止部材の剛性と上記第1接着部の剛性のいずれよりも小さい。 In order to achieve the above object, the liquid discharge head of the present invention is provided between the recording element substrate for discharging the liquid, the support member for supporting the recording element substrate, and the recording element substrate and the support member. It has an adhesive layer, a first electric connection portion provided at an end portion of the recording element substrate, and a sealing member covering the end portion of the recording element substrate including the first electric connection portion. The sealing member is in contact with the side surface of the end portion of the recording element substrate and the end surface of the adhesive layer. The adhesive layer has a first adhesive portion and a second adhesive portion located between the first adhesive portion and the sealing member. The rigidity of the second adhesive portion is smaller than either the rigidity of the sealing member or the rigidity of the first adhesive portion.
本発明によれば、記録素子基板のクラックの発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the recording element substrate.
次に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、添付図面中、同一の機能を有する構成には同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。また、実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。 Next, the details of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the attached drawings, the same number may be assigned to the configurations having the same function, and the description thereof may be omitted. Further, the components described in the embodiments are merely examples, and the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.
図1は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
図1を参照すると、本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する液体吐出モジュール2200を有する。液体吐出モジュール2200は、液体を吐出する記録素子基板2010と、記録素子基板2010を支持する支持部材2030を有する。支持部材2030は、液体を記録素子基板2010に供給する連通口31を有する。記録素子基板2010は、接着剤によって支持部材2030に固定されている。
液体吐出モジュール2200は、第1流路部材2050および第2流路部材2060を積層した流路部材上に設けられている。第2流路部材2060は、共通供給流路2211および共通回収流路2212を有する。共通供給流路2211は、連通口61、53、51を介して支持部材2030の液体連通口31に連通している。液体は、共通供給流路2211から記録素子基板2010に供給される。記録素子基板2010に供給された液体の一部は、不図示の連通口を介して共通回収流路2212に回収される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, the liquid discharge head of the present embodiment has a
The
図2は、吐出モジュール2200の詳細な構成を説明するための図である。図2(a)は、記録素子基板2010と支持部材2030が接着された状態を示す模式図である。図2(b)は、記録素子基板2010と支持部材2030を接着する接着層4000を示す平面図である。図2(c)は、図2(b)の破線A-Aにおける断面図である。
図2(a)~図2(c)を参照すると、液体吐出モジュール2200は、記録素子基板2010と、2枚のフレキシブル配線基板40と、支持部材2030と、接着層4000と、封止部材110とを有する。記録素子基板2010は、液体を吐出する吐出口が形成された吐出面2010aを備える。吐出口と対向する位置に、液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子が形成されている。記録素子は、例えば、液体を熱エネルギーにより発泡させるための発熱素子である。記録素子基板2010として、例えばシリコン基板等を用いることができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a detailed configuration of the
Referring to FIGS. 2A and 2C, the
記録素子を駆動するための複数の端子16が、記録素子基板2010の端部500に設けられている。端子16は、第1電気接続部の一例である。ここでは、端子16は、記録素子基板2010の吐出口列方向の両端部(長辺部)に配置されている。
支持部材2030は、記録素子基板2010の吐出面2010aとは反対側の面(裏面)2010bを支持する支持面2030aを備える。接着層4000は、記録素子基板2010と支持部材2030との間に設けられている。接着層4000は、記録素子基板2010の裏面2010bと支持部材2030の支持面2030aとを接着する。
封止部材110は、少なくとも端子16を含む記録素子基板2010の端部500を覆う。封止部材110は、記録素子基板2010の端部500の側面と接着層400の端面に接している。
A plurality of
The
The sealing
フレキシブル配線基板40は、配線基板の一例である。複数の端子41が、フレキシブル配線基板40の端部に形成されている。端子41は、第2電気接続部の一例である。記録素子基板2010の端子16とフレキシブル配線基板40の端子41とが電気接続部材402を介して電気的に接続されている。電気接続部材402は、例えばワイヤーボンディングである。
支持部材2030には、フレキシブル配線基板40の端部が記録素子基板2010の端部500に隣接するように固定されている。封止部材110は、電気接続部材402、フレキシブル配線基板40の端部および記録素子基板2010の端部500を覆う。封止部材110の剛性を高めることで、電気接続部材402、記録素子基板2010の端子16およびフレキシブル配線基板40の端子41をより効果的に保護することができ、さらに液体による腐食からも保護することができる。封止部材110として、例えば、弾性率の大きな材料を用いることができる。ここで、弾性率は、変形のしにくさを表す物性値である。
The
The end portion of the
接着層4000は、第1接着剤からなる第1接着部400と、第2接着剤からなる第2接着部401と、を有する。第2接着部401は、第1接着部400と封止部材110との間に位置する。第2接着部401と封止部材110との接触面は、記録素子基板2010の端部500の側面に対して面一になるように設けられている。
記録素子基板2010と支持部材2030とを強固に接着し、かつ、液体の漏れを防止するために、第1接着剤として、強い接着力を有する高強度接着剤を用いる。第1接着部400は第2接着部401よりも支持部材2030の液体連通口31の開口縁部の近くに位置している。高強度接着剤で構成された第1接着部400の剛性は高い。第2接着部401の剛性は、封止部材110の剛性と第1接着部400の剛性のいずれよりも小さい。
The
In order to firmly bond the
具体的には、第2接着部401の弾性率は、第1接着部400の弾性率および封止部材110の弾性率のいずれよりも小さい。例えば、第2接着部401の弾性率は、第1接着部400または封止部材110の弾性率の3分の1以下である。望ましくは、第1接着部400および封止部材110の弾性率は10GPa以上であり、第2接着部401の弾性率は10GPa未満である。例えば、第1接着部400、第2接着部401および封止部材110には、接着性の良いアニオン硬化系エポキシ樹脂を用いることができる。望ましくは、第1接着部400と封止部材110には、より剛性の高い樹脂、例えば、シリカフィラー50%以上の無水酸化物硬化系エポキシ樹脂を用いることができる。第2接着部401には、アミン系エポキシ樹脂を用いることができる。
Specifically, the elastic modulus of the second
上述した吐出モジュール2200は、次のような手順で作製される。まず、記録素子基板2010およびフレキシブル配線基板40を互いの端部が隣接するように支持部材2030上に接着する。次に、記録素子基板2010の端子16と、フレキシブル配線基板40の端子41とを電気接続部材402によって電気的に接続する。その後、端子16、41および電気接続部402を含む部分全体を封止部材110で覆って封止する。
なお、支持部材2030は、記録素子基板2010を支持する支持体であるとともに、液体を記録素子基板2010に供給し、一部の液体を回収する流路部材でもある。このため、支持部材2030の材質は、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板2010と接合できるものが好ましい。支持部材2030の材質としては、例えばアルミナ(酸化アルミニウム)や樹脂材料が好ましい。
The
The
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの効果について、比較例を挙げて説明する。
図3(a)は、第1比較例の接着構造を示す模式図である。第1比較例の接着構造では、第2接着部401が無く、第1接着部400のみで記録素子基板2010と支持部材2030とを接着する。第1接着部400は、封止部材110に接している。第1接着部400の封止部材110側の端面は、記録素子基板2010の端部の側面に対して面一になるように設けられている。封止部材110の弾性率および第1接着部400の弾性率はいずれも高い。
図3(b)は、第2比較例の接着構造を示す模式図である。第2比較例の接着構造は、第1比較例の接着構造に補助接着部403を加えたものである。補助接着部403は、第1接着部400の端面と記録素子基板2010の端部の側面の一部を覆う。補助接着部403の弾性率は、封止部材110の弾性率および第1接着部400の弾性率のいずれよりも小さい。
Next, the effect of the liquid discharge head of the present embodiment will be described with reference to comparative examples.
FIG. 3A is a schematic diagram showing the adhesive structure of the first comparative example. In the adhesive structure of the first comparative example, the
FIG. 3B is a schematic view showing the adhesive structure of the second comparative example. The adhesive structure of the second comparative example is obtained by adding the auxiliary
第1比較例および第2比較例では、弾性率が高い封止部材110を用いた場合に、以下のような問題を生じる。
記録素子基板2010の熱膨張係数が支持部材2030の熱膨張係数と異なる。このため、記録素子基板2010と支持部材2030に温度変化が生じた際に、封止部材110と記録素子基板2010との接触面や封止部材110と支持部材2030との接触面に強い応力が生じる。その結果、支持部材2030に比較して機械的な強度が低い記録素子基板2010にクラックが生じ易い。例えば、記録素子基板2010がシリコン基板からなる場合に、記録素子基板2010の端部のエッジ部分にクラックが生じ易い。ここで、熱膨張係数は、温度上昇によって物体の長さや体積が膨張する割合を温度当たりで示したものである。
加えて、記録素子基板2010と支持部材2030とを接着する第1接着部400の弾性率が小さい場合は、上記温度変化が生じた際に、支持部材2030に対して記録素子基板2010が大きく動く。その結果、封止部材110と記録素子基板2010および支持部材2030との接触面に強い応力が生じる。
In the first comparative example and the second comparative example, the following problems occur when the sealing
The coefficient of thermal expansion of the
In addition, when the elastic modulus of the first
また、第1比較例の接着構造において、第1接着部400の弾性率が高い場合は、記録素子基板2010の端部(エッジ部分を含む)全体を剛性の高い材料(第1接着部400および封止部材110)で覆うことになる。その結果、上記温度変化が生じた際に、記録素子基板2010と支持部材2030との熱膨張係数の違いにより、記録素子基板2010の端部のエッジ部分に強い応力が生じる。
Further, in the adhesive structure of the first comparative example, when the elastic modulus of the first
一方、第2比較例の接着構造では、補助接着部403が部分的に緩衝材のような機能を果たすため、第1接着部400の弾性率が高い場合でも、記録素子基板2010の端部全体が剛性の高い材料で覆われることはない。しかし、最も応力が掛かりやすい記録素子基板2010の端部の支持部材2030側のエッジ部は、弾性率が高い第1接着部400で支持部材2030に固定されている。その結果、エッジ部に強い応力が生じる。
加えて、封止部材110は、電気接続部材402、記録素子基板2010の端子16、フレキシブル配線基板40の端子41を機械的に保護し、さらに液体による腐食から保護する。この封止構造において、補助接着部403が露出することは好ましくない。そのため、第2比較例の接着構造でも、封止部材110が補助接着部403を覆い、記録素子基板2010と支持部材2030を強固に固定する。このように封止部材110で固定された記録素子基板2010の端部のエッジ部分には、上記温度変化が生じた際に、記録素子基板2010と支持部材2030との熱膨張係数の違いによる強い応力が生じる。
On the other hand, in the adhesive structure of the second comparative example, since the auxiliary
In addition, the sealing
第1比較例や第2比較例の他にも、封止部材110と支持部材2030との間に空間が形成された構成が考え得る。しかし、補助接着部403の場合と同様に、電気的な観点から封止部材110で空間を覆うことが必要であり、そのような構成を形成することは困難である。
In addition to the first comparative example and the second comparative example, a configuration in which a space is formed between the sealing
第1比較例や第2比較例に対して、本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、最も応力が掛かりやすい記録素子基板2010の端部500の支持部材2030側のエッジ部分は、弾性率が低い第2接着部401を介して支持部材2030に接着されている。そのため、記録素子基板2010の端部500は、支持部材2030に対して動き易い。よって、記録素子基板2010と支持部材2030に温度変化が生じた際に、記録素子基板2010と支持部材2030との熱膨張係数の違いによりエッジ部分に生じる応力を低減することが可能である。
According to the liquid discharge head of the present embodiment, the elastic modulus of the edge portion of the
図4は、本実施形態の液体吐出ヘッドと第1比較例および第2比較例とのクラックの発生し易さを比較した結果を示す。図4(a)は実験に用いた接着剤および封止部材の種類を示し、図4(b)は実験結果を示す。
図4(a)に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッドにおいて、封止部材110と第1接着部400には、フィラー充填率の高い酸無水物硬化系エポキシ樹脂を用い、第2接着部401には、アミン系エポキシ樹脂を用いた。第1比較例において、封止部材110と第1接着部400には、フィラー充填率の高い酸無水物硬化系エポキシ樹脂を用いた。第2比較例において、封止部材110と第1接着部400には、フィラー充填率の高い酸無水物硬化系エポキシ樹脂を用い、補助接着部403には、アミン系エポキシ樹脂を用いた。第1接着部400、第2接着部401、封止部材110および補助接着部403それぞれの主要な物性は、図4(a)に示す通りである。
FIG. 4 shows the results of comparing the susceptibility to cracks between the liquid discharge head of the present embodiment and the first comparative example and the second comparative example. FIG. 4A shows the types of adhesive and sealing member used in the experiment, and FIG. 4B shows the experimental results.
As shown in FIG. 4A, in the liquid discharge head of the present embodiment, an acid anhydride-curable epoxy resin having a high filler filling rate is used for the sealing
図4(a)に示した条件で、本実施形態の液体吐出ヘッド、第1比較例および第2比較例のそれぞれについて、熱衝撃試験を実施した。熱衝撃試験の条件は、マイナス70℃の中に30分、プラス130℃の中に30分ずつ投入するサイクル試験とした。その結果、図4(b)に示すように、第1比較例と第2比較例はそれぞれ50サイクルと60サイクルで全てのサンプルにクラックが生じた。これに対して、本実施形態の液体吐出ヘッドでは、100サイクルでも全てのサンプルにクラックは生じなかった。 Under the conditions shown in FIG. 4A, a thermal shock test was carried out for each of the liquid discharge head, the first comparative example and the second comparative example of the present embodiment. The conditions for the thermal shock test were a cycle test in which the temperature was ▲ 70 ° C. for 30 minutes and the temperature was plus 130 ° C. for 30 minutes each. As a result, as shown in FIG. 4B, cracks were generated in all the samples in the first comparative example and the second comparative example in 50 cycles and 60 cycles, respectively. On the other hand, in the liquid discharge head of the present embodiment, no cracks occurred in all the samples even after 100 cycles.
以上のように、本実施形態の液体吐出ヘッドにおいては、記録素子基板2010と支持部材2030との間に配置された接着層4000が、第1接着部400と第2接着部401とを有する。第2接着部401は、第1接着部400よりも封止部材110の側に設けられている。第2接着部401の剛性(または弾性率)は、第1接着部400および封止部材110のそれぞれの剛性(または弾性率)よりも小さい。このような構造により、記録素子基板2010の端部500に生じる応力を低減することができ、記録素子基板2010にクラックが発生することを抑制することが可能となる。
As described above, in the liquid discharge head of the present embodiment, the
本実施形態の液体吐出ヘッドにおいて、以下のような変形を加えることが可能である。
図5は、本実施形態の液体吐出ヘッドの第1変形例を示す図である。第2接着部401は、記録素子基板2010の端面よりも封止部材110側に張出した張出し部401aを備える。張出し部401aは、記録素子基板2010の端面の一部を覆う。このような張出し部401aを備えることで、最も応力が掛かりやすい記録素子基板2010の端部の支持部材2030側のエッジ部分を弾性率が低い第2接着部401で確実に覆うことができる。よって、記録素子基板2010と支持部材2030との熱膨張係数の違いによってエッジ部分に生じる応力を低減することができ、記録素子基板2010にクラックが発生することをさらに抑制することが可能となる。
The liquid discharge head of the present embodiment can be modified as follows.
FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the liquid discharge head of the present embodiment. The second
図6は、本実施形態の液体吐出ヘッドの第2変形例を示す図である。図6(a)は、記録素子基板2010と支持部材2030を接着する接着層4000を示す平面図である。図6(b)は、図6(a)の破線B-Bにおける断面図である。
図6(a)および図6(b)に示すように、支持部材2030の支持面2030aに、液体を記録素子基板2010に供給する複数の液体供給口31を備える。第1接着部400および第2接着部401は、液体供給口31を囲むように形成されている。このように、第1接着部400および第2接着部401が液体供給口31を囲む構造によれば、記録素子基板2010を支持部材2030の支持面2030aに確実に接着することができる。
また、第2接着部401は、記録素子基板2010の端部に沿って延在している。第1接着部400は、複数の帯状の接着部400aを有する。各帯状の接着部400aは、第2接着部401の長手方向と交差する方向に延在する。液体供給口31は複数個設けられている。帯状の接着部400aと液体供給口31とが交互に配置されている。この構造によれば、応力の掛かり易い記録素子基板2010の端部に沿った方向に弾性率の高い第1接着部400を複数の帯状の接着部400aに分離する。この分離により、記録素子基板2010と支持部材2030との熱膨張係数の違いによってエッジ部分に生じる応力をさらに低減することができる。
FIG. 6 is a diagram showing a second modification of the liquid discharge head of the present embodiment. FIG. 6A is a plan view showing an
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
Further, the second
第2変形例の液体吐出ヘッドについて、前述した熱衝撃試験と同様の試験を実施した。帯状の接着部400aに分離していない構造のサンプルでは、120サイクルからクラックが生じることがあった。これに対して、帯状の接着部400aに分離した構造のサンプルでは、200サイクルでもクラックは生じなかった。
なお、必ずしも全域に渡って封止部材110と第1接着部400の間に第2接着部401が設けられている必要はない。一部の帯状の接着部400aが封止部材110まで第2接着部401を超えて飛び出していても良い。この場合も、第1接着部400を複数の帯状の接着部400aに分離したことで、応力が分散されるため、クラックの発生を抑制することができる。
The same test as the above-mentioned thermal shock test was carried out for the liquid discharge head of the second modification. In the sample having a structure not separated into the band-shaped
It should be noted that the second
また、第2変形例の液体吐出ヘッドによれば、支持部材2030の液体供給路31および記録素子基板2010の供給路18と封止部材110との間において、第1接着部400を帯状の接着部400aに分離したことで、以下の効果も奏する。
図2に示した接着層4000の形状では、記録素子基板2010と支持部材2030を接着するときに、第1接着部400と第2接着部401との間に気泡を巻き込む場合がある。接着剤を硬化キュアする際に、この気泡が膨張して接着層4000内に空隙が生じると、液体流路から液体が漏れてしまうことがある。これに対して、第2変形例によれば、第1接着部400を帯状の接着部400aに分離することで、記録素子基板2010と支持部材2030を接着する際の気泡の巻き込みを低減することができる。その結果、液体流路からの液体漏れを抑制することが可能となる。
Further, according to the liquid discharge head of the second modification, the first
In the shape of the
第1接着部400および第2接着部401は上述した配置形態に限定されない。クラックの発生を抑制することができるのであれば、第1接着部400および第2接着部401はどのような配置形態にしても良い。以下に、第1接着部400および第2接着部が液体供給口31を囲む構造のいくつかの形態を説明する。
図7は、第1接着部400および第2接着部401の配置形態例を説明するための図である。図7(a)には、外形が長方形で、両端部に端子16を備えた記録素子基板2010を支持部材2030に接着する接着層4000の例が示されている。支持部材2030は、液体を記録素子基板2010に供給する複数の液体供給口31を備える。第1接着部400および第2接着部401は、液体供給口31を囲むように形成されている。第2接着部401は、記録素子基板2010の端部に沿って延在している。各液体供給口31は、第2接着部401の長手方向と交差する方向に延在している。第1接着部400は複数の帯状の接着部400aからなる。各帯状の接着部400aは、第2接着部401の長手方向と交差する方向に延在している。帯状の接着部400aと液体供給口31とは交互に配置されている。
The first
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of arrangement of the first
図7(b)には、外形が長方形で、一方の端部に端子16を備えた記録素子基板2010を支持部材2030に接着する接着層4000の例が示されている。第2接着部401は、記録素子基板2010の端部に沿って延在している。各液体供給口31は、第2接着部401の長手方向と平行な方向に延在している。第1接着部400は、第2接着部401の長手方向と交差する方向に延在する2つの帯状の接着部400aと、これら帯状の接着部400aの間に設けられた、第2接着部401の長手方向と平行な方向に延在する複数の帯状の接着部400bを有する。各帯状の接着部400aの一端は第2接着部401に接続されている。帯状の接着部400bと液体供給口31とは交互に配置されている。各帯状の接着部400bの一端は一方の帯状の接着部400aに接続され、他端はもう一方の帯状の接着部400aに接続されている。
FIG. 7B shows an example of an
図7(c)には、外形が平行四辺形で、一方の端部に端子16を備えた記録素子基板2010を支持部材2030に接着する接着層4000の例が示されている。ここで平行四辺形は、鈍角および鋭角を含む。支持部材2030には、液体を記録素子基板2010に供給する複数の液体供給口31が千鳥状に配置されている。第1接着部400および第2接着部401は、液体供給口31を囲むように形成されている。第1接着部400の第2接着部401との接続部分は、複数の帯状の接着部400aからなる。
FIG. 7C shows an example of an
以上説明した本発明の液体吐出ヘッドは、以下のような場合に適用することがより好ましい。
記録素子基板2010の外形が鈍角および鋭角を含む平行四辺形である場合、記録素子基板2010と支持部材2030の熱膨張係数の違いにより、支持部材2030に対して記録素子基板2010は接合面に平行に回転するように変形しようとする。そのため、記録素子基板2010の鋭角近傍の端部のエッジ部分には、より強い応力が生じることになり、記録素子基板2010のクラックが生じ易くなる。このような場合に、本発明の液体吐出ヘッドを適用することで、記録素子基板2010のクラック発生を抑制することが可能となる。
The liquid discharge head of the present invention described above is more preferably applied in the following cases.
When the outer shape of the
また、端子16が記録素子基板2010の両端部に形成されている場合、高弾性率の封止部材110によって記録素子基板2010の両端部が支持部材2030に固定される。そのため、記録素子基板2010の鋭角近傍の端部のエッジ部分には、より強い応力が生じることとなり、記録素子基板2010のクラックが生じ易くなる。このような場合に、本発明の液体吐出ヘッドを適用することで、記録素子基板2010のクラック発生を抑制することが可能となる。
When the
さらに、液体吐出ヘッドが高品位の吐出をするために記録素子基板2010を温調制御する構成において、記録素子基板2010および支持部材2030には大きな熱変化が繰り返し加わる。その結果、記録素子基板2010のクラックが生じ易くなる。このような場合にも、本発明の液体吐出ヘッドを適用することで、記録素子基板2010のクラック発生を抑制することが可能となる。
Further, in the configuration in which the temperature control of the
さらに、電気接続部材402、端子16および端子41の機械的な保護や液体による腐食からの保護のために、封止部材110を硬化する際のキュア温度をより高温にすることが好ましい。例えば、キュア温度を150℃以上にすることが好ましい。しかし、キュア温度を高温にすると、キュア温度で硬化した封止部材110が常温に戻った際の熱応力がより大きくなり、記録素子基板2010のクラックが生じ易くなる。このような場合にも、本発明の液体吐出ヘッドを適用することで、記録素子基板2010のクラック発生を抑制することが可能となる。
Further, for mechanical protection of the
さらに、産業用途などで高使用頻度かつ高寿命が求められる場合には、記録素子基板2010および支持部材2030に対して大きな熱変化が繰り返し加わることとなる。その結果、記録素子基板2010のクラックが生じ易くなる。このような場合にも、本発明の液体吐出ヘッドを適用することで、記録素子基板2010のクラック発生を抑制することが可能となる。
Further, when a high frequency of use and a long life are required for industrial applications and the like, a large thermal change is repeatedly applied to the
また、第1接着部400の第1接着剤と第2接着部401の第2接着剤はいずれも熱で硬化する材料であり、第2接着剤の硬化温度は、第1接着剤の硬化温度よりも低いと良い。記録素子基板2010を支持部材2030に強く接着するためには、接着剤は熱硬化型の接着剤であり、且つ硬化温度が高い接着剤がよいことがある。しかし、記録素子基板2010を支持部材2030に高い温度で硬化する接着剤で接着すると、互いの部材の線膨張係数が異なることから、常温に戻った際には記録素子基板2010と支持部材2030との相対的な位置関係が動いてしまう。これに対して、より硬化温度が低い別の接着剤を補助的に用いて、より低い温度で仮止めをして、高い接着強度と高い配置精度を両立する方法が一般に行われている。しかしながら、電気接続部がある側には電気接続部を効果的に保護するために、図3(b)の補助接着部403のように記録素子基板2010の側壁に仮止めするための接着剤を配置することは望ましくない。これに対して、図2に示すような接着層4000の形状において、第2接着部401に硬化温度が低い仮止め用の接着剤を用いることが可能である。具体的には、第1接着部400に硬化温度が高く、接着強度が強い接着剤を用い、第2接着部401に硬化温度が低い仮止め用の接着剤を用いる。これにより、高い接着強度で電気接続部の効果的な保護をしながら仮止めをすることができる。なお、前述したように、図2に示した接着層4000の形状では、記録素子基板2010と支持部材2030を接着するときに、第1接着部400と第2接着部401との間に気泡を巻き込むことがある。これに対して、図6に示した第2変形例を用いれば、気泡を巻き込むことなく仮止めをすることが可能となる。接着剤および封止部材として、例えば、図4(a)に示すような材料の組み合わせがある。このように、第2接着剤の硬化温度が第1接着剤の硬化温度よりも低い材料を用いることで、記録素子基板2010にクラックが発生することを防ぎながら、記録素子基板2010と支持部材2030の接着位置を高精度に維持することができる。
Further, both the first adhesive of the first
なお、上述した構成は本発明の範囲を限定するものではない。1例として、発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式について説明したが、ピエゾ方式およびその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。
また、本発明は、記録媒体の幅に対応した長さを有する、所謂ライン型ヘッドや、記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う、所謂シリアル型の液体吐出ヘッドに適用することができる。
The above-mentioned configuration does not limit the scope of the present invention. As an example, the thermal method of generating bubbles by a heat generating element to discharge the liquid has been described, but the present invention can also be applied to a liquid discharge head in which a piezo method and various other liquid discharge methods are adopted.
Further, the present invention can be applied to a so-called line type head having a length corresponding to the width of the recording medium and a so-called serial type liquid ejection head that records while scanning the recording medium. ..
40 フレキシブル配線基板
110 封止部材
400 第1接着部
401 第2接着部
500 端部
2010 記録素子基板
2030 支持部材
4000 接着層
40
Claims (20)
前記記録素子基板を支持する支持部材と、
前記記録素子基板と前記支持部材との間に設けられた接着層と、
前記記録素子基板の端部に設けられた第1電気接続部と、
前記第1電気接続部を含む前記記録素子基板の前記端部を覆う封止部材と、を有し、
前記封止部材は、前記記録素子基板の前記端部の側面と前記接着層の端面に接し、
前記接着層は、
第1接着部と、
該第1接着部と前記封止部材との間に位置する第2接着部と、を有し、
前記第2接着部の剛性が、前記封止部材の剛性と前記第1接着部の剛性のいずれよりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A recording element board that discharges liquid and
A support member that supports the recording element substrate and
An adhesive layer provided between the recording element substrate and the support member,
The first electrical connection portion provided at the end of the recording element substrate and
It has a sealing member that covers the end portion of the recording element substrate including the first electrical connection portion.
The sealing member is in contact with the side surface of the end portion of the recording element substrate and the end surface of the adhesive layer.
The adhesive layer is
With the first adhesive part
It has a second adhesive portion located between the first adhesive portion and the sealing member, and has.
A liquid discharge head characterized in that the rigidity of the second adhesive portion is smaller than either the rigidity of the sealing member or the rigidity of the first adhesive portion.
前記帯状の接着部が、前記第2接着部の長手方向と交差する方向に延在することを特徴とする、請求項6に記載の液体吐出ヘッド。 The second adhesive portion extends along the end portion of the recording element substrate and extends.
The liquid discharge head according to claim 6, wherein the band-shaped adhesive portion extends in a direction intersecting the longitudinal direction of the second adhesive portion.
前記帯状の接着部が、前記第2接着部の長手方向と平行な方向に延在することを特徴とする、請求項6に記載の液体吐出ヘッド。 The second adhesive portion extends along the end portion of the recording element substrate and extends.
The liquid discharge head according to claim 6, wherein the band-shaped adhesive portion extends in a direction parallel to the longitudinal direction of the second adhesive portion.
前記配線基板の端部に形成された第2電気接続部と、
前記第1電気接続部と前記第2電気接続部とを電気的に接続する電気接続部材と、を有し、
前記配線基板の前記端部が前記記録素子基板の前記端部に隣接するよう前記支持部材に固定され、
前記封止部材が、前記第2電気接続部を含む前記配線基板の前記端部と前記電気接続部材とをさらに覆うことを特徴とする、請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 Wiring board and
A second electrical connection formed at the end of the wiring board,
It has an electrical connection member that electrically connects the first electrical connection portion and the second electrical connection portion.
The end portion of the wiring board is fixed to the support member so as to be adjacent to the end portion of the recording element substrate.
The invention according to any one of claims 1 to 10, wherein the sealing member further covers the end portion of the wiring board including the second electrical connection portion and the electrical connection member. Liquid discharge head.
前記記録素子基板を支持する支持部材と、
前記記録素子基板と前記支持部材との間に設けられた接着層と、
前記記録素子基板の端部に設けられた第1電気接続部と、
前記第1電気接続部を含む前記記録素子基板の前記端部を覆う封止部材と、を有し、
前記封止部材は、前記記録素子基板の前記端部の側面と前記接着層の端面に接し、
前記接着層は、
第1接着部と、
該第1接着部と前記封止部材との間に位置する第2接着部と、を有し、
前記第1接着部を構成する第1接着剤と前記第2接着部を構成する第2接着剤はいずれも熱で硬化する材料であり、前記第2接着剤の硬化温度は、前記第1接着剤の硬化温度よりも低いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A recording element board that discharges liquid and
A support member that supports the recording element substrate and
An adhesive layer provided between the recording element substrate and the support member,
The first electrical connection portion provided at the end of the recording element substrate and
It has a sealing member that covers the end portion of the recording element substrate including the first electrical connection portion.
The sealing member is in contact with the side surface of the end portion of the recording element substrate and the end surface of the adhesive layer.
The adhesive layer is
With the first adhesive part
It has a second adhesive portion located between the first adhesive portion and the sealing member, and has.
The first adhesive constituting the first adhesive portion and the second adhesive constituting the second adhesive portion are both heat-curable materials, and the curing temperature of the second adhesive is the first adhesion. A liquid discharge head characterized by being lower than the curing temperature of the agent.
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