JP5568861B2

JP5568861B2 - 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置

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Publication number: JP5568861B2
Application number: JP2009003243A
Authority: JP
Inventors: 祐弘伊東
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2029-01-09
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Description

本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられ流路形成基板とその一方面側に設けられる振動板とを有する流路ユニットと、流路ユニットに接着剤を介して接着されたノズル開口を有するノズルプレートと、各圧力発生室に対応して設けられ支持基板に固定された圧電素子（圧電振動子）と、この圧電素子を収容する収容室を有するケースヘッド（基台）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧電素子を駆動するための駆動信号を入力する駆動回路は、フレキシブルプリント基板に実装され、駆動回路からの駆動信号はフレキシブルプリント基板を介して圧電素子に印加される。

特開２００４−７４７４０号公報

しかしながら、フレキシブルプリント基板に実装される駆動回路は、当該駆動回路自体でしか放熱できないため、放熱能力が限られており、回路損失が放熱能力を超える場合には駆動回路が熱により破壊されてしまうと共に、放熱性を確保するには放熱面積が必要となるため、駆動回路の小型化を行うことができないという問題がある。

特に、特許文献１のようなケースヘッド内に駆動回路が設けられている場合、駆動回路はケースヘッド内でしか放熱することができず、外気に放熱することができないため駆動回路の温度が高くなってしまう。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の他の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、駆動回路の放熱を効率よく行って、駆動回路の小型化及び低コスト化を図ると共に、駆動回路の耐久性を向上して液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生部と、前記圧力発生部を駆動する駆動信号を発生する駆動部と、前記駆動部を収容するケースヘッドと、前記駆動部と前記ケースヘッドに接触する熱伝導部材と、を備え、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとは熱伝導層を介して固定されることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、駆動部で発生した熱を、熱伝導部材を介して外装部材を構成するケースヘッドに熱伝導させることができるため、駆動部の熱をケースヘッドによって大気中に放熱する。これにより、駆動部の熱による破壊を防止することができると共に、駆動部を大型化する必要がなく、小型化してコストを低減することができる。また、駆動部の発熱による低寿命化を防止して耐久性を向上することができると共に、液体噴射特性及び連続吐出性能を向上することができる。

ここで、前記熱伝導層は、前記駆動部と対向する位置に備えられることを特徴とする液体噴射ヘッド。これによれば、駆動部と熱伝導層との距離が短いので、駆動部の熱をケースヘッドにさらに効率よく伝導させることができ、駆動部の放熱性能を向上することができる。

また、前記ケースヘッドと前記熱伝導部材が接する面において、前記ケースヘッドと前記熱伝導部材のいずれか一方には他方に突出したリブが設けられ、前記熱伝導層は、前記他方が前記リブの先端面に当接した状態で固定されることが好ましい。これによれば、熱伝導部材に固定される圧力発生部の位置決め精度が向上すると共に、ケースヘッドと熱伝導部材の間に熱伝導層を設けることで、駆動部から伝わった熱伝導部材の熱をケースヘッドに効率よく伝わらせることができる。

また、前記ケースヘッドには、前記熱伝導部材が接合される壁の中に前記圧力発生室に液体を導入する液体導入路が設けられていることが好ましい。これによれば、液体導入路を流れる液体によってケースヘッドをさらに冷却することができる。

また、さらに、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとは、前記熱伝導層よりも硬化時間が短い接着層で固定されることが望ましい。これによれば、接着層によってケースヘッドと熱伝導部材とを比較的短い時間で固定して、熱伝導部材が固定された圧力発生部の位置精度を向上することができる。

また、さらに、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとは、前記熱伝導層よりも硬化後の硬度が高い接着層で固定されることが望ましい。これによれば、熱伝導部材が固定された圧力発生部の位置精度を向上することができる。

また、前記熱伝導層と前記接着層とは接しないことを特徴とする液体噴射ヘッド。これによれば、熱伝導層と接着層とが混じることがないので、それぞれの特性を保持できる。

さらに本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、信頼性を向上すると共に低コスト化した液体噴射装置を実現できる。

また、上記課題を解決する本発明の態様は、圧電素子と、前記圧電素子を駆動する駆動部と、前記駆動部が実装されたフレキシブルプリント基板と、熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットを、ケースヘッドの収容部に挿入する挿入工程と、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとの相対位置を決める位置決め工程と、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドが当接する面のいずれか一方の面に、熱伝導層を形成するための接着剤を注入する注入工程と、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドを固定するため、前記接着剤を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。

また、上記課題を解決する本発明の態様は、熱伝導部材とケースヘッドが当接する面のいずれか一方の面に、熱伝導層を形成するための接着剤を塗布する塗布工程と、圧電素子と、前記圧電素子を駆動する駆動部と、前記駆動部が実装されたフレキシブルプリント基板と、熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットを、ケースヘッドの収容部に挿入する挿入工程と、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとの相対位置を決める位置決め工程と、前記熱伝導部材と前記ケースヘッドを固定するため、前記接着剤を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１０の断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。

図示するように、インクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５とを具備する流路ユニット１６を有する。さらに、振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１７を有する圧電素子ユニット１８と、振動板１５上に固定されて圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０とを具備する。

流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。各圧力発生室１１の列の外側には、ケースヘッド２０の液体導入路であるインク導入路２１を介してインクが供給されるリザーバ２２が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、リザーバ２２と各圧力発生室１１とは、インク供給路２３を介して連通し、各圧力発生室１１には、インク導入路２１、リザーバ２２及びインク供給路２３を介してインクが供給される。インク供給路２３は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ２２から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバ２２とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２４が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板１２に液体流路として、圧力発生室１１、リザーバ２２、インク供給路２３、ノズル連通孔２４が設けられている。このような流路形成基板１２は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１２に設けられる上記圧力発生室１１等は、流路形成基板１２をエッチングすることによって形成されている。

この流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接合され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２４を介して各圧力発生室１１と連通している。

また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。

この振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２５と、この弾性膜２５を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２６との複合板で形成されており、弾性膜２５側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２５は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２６は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１７の先端部が当接する島部２７が設けられている。この圧電素子１７の先端面は、接着剤によって島部２７に接合されている。すなわち、振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部２８が形成されて、この薄肉部２８の内側にそれぞれ島部２７が設けられている。また、本実施形態では、振動板１５のリザーバ２２に対向する領域に、薄肉部２８と同様に、支持板２６がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部２９が設けられている。なお、このコンプライアンス部２９は、リザーバ２２内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部２９の弾性膜２５が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ２２内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

ここで、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生部としての圧電素子１７について説明する。本実施形態では、圧電素子１７は、一つの圧電素子ユニット１８において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料３１と電極形成材料３２，３３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３４を形成し、この圧電素子形成部材３４を各圧力発生室１１に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子１７が形成されている。すなわち、本実施形態では、複数の圧電素子１７が一体的に形成されている。そして、この圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）の振動に寄与しない不活性領域、すなわち、圧電素子１７の基端部側が熱伝導部材３５に固着され、圧電素子１７は熱伝導部材３５を介してケースヘッド２０に固定されている。そして、圧電素子１７の基端部近傍には、熱伝導部材３５とは反対側の面に、各圧電素子１７を駆動するための信号を供給する配線層５１を有するフレキシブルプリント基板５０が接続される。

フレキシブルプリント基板５０の配線層５１には、圧電素子１７に電気的に接続されて圧電素子１７を駆動するための駆動部としての駆動回路６０が実装されている。本実施形態では、圧電素子１７と、圧電素子１７を駆動する駆動信号を発生する駆動部としての駆動回路６０と、駆動回路を実装するフレキシブルプリント基板５０と、駆動回路６０からの発熱を伝導する熱伝導部材３５とで圧電素子ユニット１８が構成されている。

このような圧電素子ユニット１８は、圧電素子１７の先端部が上述したように振動板１５の島部２７に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、上述したように振動板１５上にケースヘッド２０が固定されており、圧電素子ユニット１８は、このケースヘッド２０の収容部１９内に収容されて、圧電素子１７が固定された熱伝導部材３５が、圧電素子１７とは反対面側でケースヘッド２０に固定されている。具体的には、ケースヘッド２０は、振動板１５上に接合されて島部２７に相対向する領域に収容部１９が設けられている。そして、ケースヘッド２０の収容部１９のインク導入路２１側には、段差部３８が設けられており、図２に示すように、収容部１９の段差部３８側の側面に設けられた複数のリブ３９に熱伝導部材３５が当接された状態で、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とは接合されている。

本実施形態では、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５とは、固定用接着層７１と、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２からなる接着層７０とで接合されている。固定用接着層７１は、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５との間のリブ３９の両側や、熱伝導部材３５の圧力発生室１１の並設方向両端面とケースヘッド２０との間に設けられている。この固定用接着層７１は、主にケースヘッド２０と熱伝導部材３５とを位置決め固定させるものであり、例えば、比較的硬化時間の短いエポキシ系接着剤を用いることができる。

また、熱伝導用接着層７２は、固定用接着層７１以外の領域、すなわち、リブ３９により設けられた熱伝導部材３５とケースヘッド２０との隙間に充填されるように設けられている。このような熱伝導用接着層７２は、固定用接着層７１よりも熱伝導率の高い接着剤、例えば、シリコーン材料からなる電熱フィラーが混練された接着剤が挙げられる。なお、一般的に熱伝導率の高い接着剤は、熱伝導率の低い接着剤に比べて硬化時間が長いため、熱伝導率の高い接着剤（固定用接着層７１）だけで熱伝導部材３５とケースヘッド２０とを固着させると、圧電素子１７と島部２７との位置ずれが生じ、圧電素子１７の変位を振動板１５に反映させることができず、良好な変位特性及びインク吐出特性を得ることができない可能性が高い。また、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とを硬化時間の比較的短い接着剤（固定用接着層７１）のみで固着すると、詳しくは後述する熱伝導部材３５に熱伝導可能に接続された駆動回路６０の熱をケースヘッド２０に効率よく熱伝導させることができず、駆動回路６０の所望の放熱性能を得ることができない。もちろん、固定用接着層７１又は熱伝導用接着層７２のみで接着層７０を構成したとしても、熱伝導部材３５の熱をケースヘッド２０に熱伝導させることができる。なお、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とを接合する接着層７０は、ケースヘッド２０と圧電素子ユニット１８とを位置決めするためのリブ３９の先端面以外の領域の全てに亘って設けるのが好ましい。これにより、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５とを強固に固定することができると共に、熱伝導部材３５の熱をケースヘッド２０に効率よく伝導させることができる。

フレキシブルプリント基板５０は、フレキシブルプリンティングサーキット（ＦＰＣ）や、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などからなる。詳しくは、フレキシブルプリント基板５０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム５２の表面に銅薄等で所定のパターンの配線層５１を形成し、配線層５１の圧電素子１７と接続される端子部などの他の配線と接続される領域以外の領域をレジスト等の絶縁材料５３で覆ったものである。

このような、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１は、その基端部側で、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１７を構成する電極形成材料３２，３３に接続されている。一方、先端部側では、各配線層５１は詳しくは後述するケースヘッド２０上に設けられた配線基板４０の導電パッド４１と電気的に接続されている。

駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の熱伝導部材３５に相対向する領域に実装されており、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは接続されることで、駆動回路６０の熱が熱伝導部材３５に熱伝導可能となっている。すなわち、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは熱伝導可能に接続（熱結合）されている。ここで、駆動回路６０と熱伝導部材３５とが熱伝導可能に接続（熱結合）された状態とは、両者が互いに接触した状態又は両者が互いに接着剤等を介して接合された状態のことを言う。すなわち、駆動回路６０と熱伝導部材３５とが互いに接触していても、また、接着剤等で接合されていてもよい。

なお、駆動回路６０と熱伝導部材３５とを熱伝導可能に接触させる際には、例えば、駆動回路６０を熱伝導部材３５側に向かって付勢するばねやゴム等の付勢手段や、クリップなどの固定手段によって接触した状態が解除されないようにしてもよい。また、駆動回路６０と熱伝導部材３５とを接着剤を介して接合する際には、接着剤として比較的に熱伝導率の高い材料を用いるのが好ましい。熱伝導率の高い接着剤としては、例えば、シリコーン材料からなる電熱フィラーが混練された接着剤等が挙げられる。本実施形態では、図１に示すように、駆動回路６０と熱伝導部材３５とを電熱フィラーが混練りされた熱伝導接着剤６１を介して接合するようにした。これにより、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジに搭載されて主走査方向に移動した際に、キャリッジの移動などにより駆動回路６０と熱伝導部材３５との間に隙間が生じて熱結合が解除されるのを確実に防止している。

また、本実施形態では、フレキシブルプリント基板５０の駆動回路６０が実装された面とは反対側の駆動回路６０が実装された領域は、ケースヘッド２０の収容部１９の内面と熱伝導接着剤６２によって接合されている。この熱伝導接着剤６２は、上述した熱伝導接着剤６１と同様の材料を用いるのが好ましい。このように、フレキシブルプリント基板５０の駆動回路６０の実装面とは反対側の面とケースヘッド２０とを熱伝導接着剤６２を介して接合することで、駆動回路６０の熱をさらに効率よくケースヘッド２０に伝導させることができ、駆動回路６０の放熱性能を向上することができる。

なお、駆動回路６０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）などが挙げられる。また、駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１に、例えば、フリップ実装で搭載されている。なお、駆動回路６０のフレキシブルプリント基板５０上への実装は、例えば、金（Ａｕ）−金（Ａｕ）接続、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）接続などの金属接続や、ＡＣＦ（異方性導電ペースト）、ＡＣＰ（異方性導電膜）、半田バンプ接続などを用いることができる。

また、駆動回路６０が熱伝導可能に接続された熱伝導部材３５としては、比較的熱伝導率が高い材料、すなわち、放熱性が高い材料が好ましく、アルミニウム、銅、鉄及びステンレス鋼などが好適である。また、ケースヘッド２０も熱伝導率が高く放熱性の高い材料を用いるのが好ましいが、金属材料を用いるとインクジェット式記録ヘッド１０が重くなってしまうと共に製造コストが高コストになってしまうため、樹脂材料で形成するのが好ましい。

また、熱伝導部材３５は、上述のように圧電素子１７と一体的に設けられることで圧電素子ユニット１８を構成し、圧電素子ユニット１８は一体化された状態でケースヘッド２０に位置決め固定される。このとき、圧電素子ユニット１８の圧電素子１７の振動板１５（島部２７）に対する位置合わせは、熱伝導部材３５の外周面とケースヘッド２０の収容部１９の内面とによって行われる。これにより、脆性材料である圧電素子１７を直接把持して位置合わせするのに比べて圧電素子ユニット１８を位置合わせすることで容易に且つ高精度に行うことができる。すなわち、熱伝導部材３５は、駆動回路６０の熱をケースヘッド２０に伝わらせると共に、圧電素子１７の保持及び位置決めを行う部材としても機能する。

さらにケースヘッド２０上には、フレキシブルプリント基板５０の各配線層５１がそれぞれ接続される複数の導電パッド４１が設けられた配線基板４０が固定されており、ケースヘッド２０の収容部１９は、この配線基板４０によって実質的に塞がれている。配線基板４０には、ケースヘッド２０の収容部１９に対向する領域にスリット状の開口部４２が形成されており、フレキシブルプリント基板５０はこの配線基板４０の開口部４２から収容部１９の外側に引き出されて、引き出された領域が屈曲されて導電パッド４１と接続されている。

このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１７及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しない液体貯留手段から液体導入路であるインク導入路２１を介してリザーバ２２にインクが供給されると、インク供給路２３を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。そして、駆動回路６０からの駆動信号によって所定の圧電素子１７に電圧を印加及び解除することによって、圧電素子１７を収縮及び伸張させて圧力発生室１１に圧力変化を生じさせて、ノズル開口１３からインクを吐出させる。

そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０では、ケースヘッド２０と駆動回路６０が熱伝導可能に接続された熱伝導部材３５とが熱伝導率の高い熱伝導用接着層７２で接合されているため、駆動回路６０の熱を駆動回路６０の表面からだけではなく、熱伝導部材３５を介してケースヘッド２０に熱伝導させて放熱することができる。すなわち、ケースヘッド２０は、外部に露出された外装部材であるため、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５及びケースヘッド２０を介して外気に放熱することができる。これにより、駆動回路６０の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路６０の放熱性を高めるために大型化する必要がなく、小型化することができる。ちなみに、駆動回路６０の発熱を抑制するためには、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要があるため、駆動回路６０内のトランジスタの大きさを確保する必要があったが、駆動回路６０を熱伝導部材３５に熱伝導可能に接続し、この熱伝導部材３５とケースヘッド２０とを熱伝導用接着層７２を介して接合することで、熱伝導部材３５及びケースヘッド２０によって駆動回路６０の熱を放熱することができるため、トランジスタの大きさを確保する必要がない。したがって、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要がなく、駆動回路６０を小型化することができると共にコストを低減することができる。

また、駆動回路６０の発熱を抑制することができるため、駆動回路６０に与える電流を大きくしてインク吐出特性を向上することができると共に、インクの連続吐出性能を向上することができる。すなわち、駆動回路６０は、電流を大きくすることで発熱が大きくなると共に、連続吐出させることで放熱時間が短くなるため、駆動回路６０を流れる電流やインクの連続吐出性能が制限されてしまうが、ケースヘッド２０及び熱伝導部材３５によって駆動回路６０の熱を放熱することにより、駆動回路６０を流れる電流を大きくすることができると共にインクの連続吐出を短い間隔で長時間行わせることができる。

さらに、本実施形態では、熱伝導部材３５をケースヘッド２０のインク導入路２１近傍に接合することで、ケースヘッド２０を、インク導入路２１を流れるインクによっても冷却（放熱）することができ、さらに放熱性を高めることができる。

また、本実施形態では、フレキシブルプリント基板５０の駆動回路６０が実装された面とは反対側の面を、熱伝導接着剤６２を介してケースヘッド２０に接合するようにしたため、駆動回路６０の熱をケースヘッド２０にさらに効率よく伝導させることができる。

上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、液体噴射装置に搭載される。図３は、その液体噴射装置の一例を示すインクジェット式記録装置Ｉのカバー（不図示）を取り外した外観斜視図である。

図３に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

次に、ケースヘッド２０と、圧電素子ユニット１８とを固定する製造方法について説明する。図４は、本実施形態におけるケースヘッド２０と、圧電素子ユニット１８とを固定する製造方法を説明する図である。

まず、流路ユニット１６が備えられたケースヘッド２０を用意する。このとき、図１の熱伝導部材３５、圧電素子１７、駆動回路６０が実装されたフレキシブルプリント基板５０からなる圧電素子ユニット１８及び配線基板４０は備えられていない状態で、ケースヘッド２０の内部に形成された収容部１９は空洞である。

次に、図１の熱伝導部材３５、圧電素子１７、駆動回路６０が実装されたフレキシブルプリント基板５０からなる圧電素子ユニット１８を用意する。このとき、フレキシブルプリント基板５０は、図面上下方向に伸びた状態にある。

挿入工程Ｓ１００では、ケースヘッド２０の収容部１９に、熱伝導部材３５が備えられた圧電素子ユニット１８を、図１の図面上側から図面下側に向かう方向に挿入する。

位置決め工程Ｓ１１０では、圧電素子１７が、圧力発生室１１と反対側で圧力発生室１１に対向する支持板２６の位置に当接するように、圧電素子ユニット１８の位置を決める。具体的には、図１の図面上下方向の位置は、熱伝導部材３５の図面下部の端面がケースヘッド２０の段差部３８に当接することによって位置が定まる。図１の図面左右方向の位置は、熱伝導部材３５の図面左側の面を、ケースヘッド２０のリブ３９に当接させることにより位置が定まる。

固定用接着剤注入工程Ｓ１２０では、熱伝導部材３５をリブ３９に当接されることによって形成された隙間領域に、固定用接着層７１となる接着剤を注入する。

固定用接着剤硬化工程Ｓ１３０では、位置決め工程Ｓ１１０で決定された位置で、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを、固定用接着剤注入工程Ｓ１２０で注入した接着剤が硬化するための所定の時間だけ、そのままの姿勢で放置し、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを固定する。このとき、収容部１９における図面上側の開口部から器具を挿入し、図面右側より左側に押す力を加えるようにしてもよい。

熱伝導用接着剤注入工程Ｓ１４０では、熱伝導部材３５をリブ３９に当接されることによって形成された隙間領域に、熱伝導用接着層７２となる接着剤を注入する。

熱伝導用接着剤硬化工程Ｓ１５０では、位置決め工程Ｓ１１０で決定された位置で、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを、熱伝導用接着剤注入工程Ｓ１４０で注入した接着剤が硬化するための所定の時間だけ、そのままの姿勢で放置し、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを固定する。このとき、収容部１９における図面上側の開口部から器具を挿入し、図面右側より左側に押す力を加えるようにしてもよい。

これにより、硬化時間の比較的短い固定用接着層７１によってケースヘッド２０と熱伝導部材３５とを接合した状態で、熱伝導用接着層７２を形成することができ、圧電素子１７と島部２７との位置決めを高精度に行うことができると共に、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５とを熱伝導用接着層７２を介して熱伝導可能に接続することができる。

次に、配線基板４０に設けられた開口部４２からフレキシブルプリント基板５０の図１の図面上側先端を通過させた後、配線基板４０をケースヘッド２０に備える。そして、フレキシブルプリント基板５０の先端を図１に示すように折り曲げ、配線基板４０の導電パッド４１と配線層５１を介して接続する。

以上、本実施形態で説明したインクジェット式記録ヘッド１０は、液体を噴射するノズル開口１３に連通する圧力発生室１１内の圧力変化を生じさせる圧力発生部としての圧電素子１７と、圧電素子１７を駆動する駆動信号を発生する駆動部としての駆動回路６０と、駆動回路６０を収容するケースヘッド２０と、駆動回路６０とケースヘッド２０に接触する熱伝導部材３５と、を備え、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とは熱伝導層としての熱伝導用接着層７２を介して固定される。

この構成によれば、駆動回路６０で発生した熱を熱伝導部材３５を介して外装部材を構成するケースヘッド２０に熱伝導させることができるため、駆動回路６０の熱をケースヘッド２０によって大気中に放熱する。これにより、駆動回路６０の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路６０を大型化する必要がなく、小型化してコストを低減することができる。また、駆動回路６０の発熱による低寿命化を防止して耐久性を向上することができると共に、液体噴射特性及び連続吐出性能を向上することができる。

また、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５が接する面において、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５のいずれか一方には他方に突出したリブが設けられ、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２は、他方がリブの先端面に当接した状態で固定されることが好ましい。本実施形態では、ケースヘッド２０に、熱伝導部材３５側に突出するリブ３９が設けられ、熱伝導部材３５がリブ３９ｂの先端面に当接する。これによれば、熱伝導部材３５に固定される圧電素子１７の位置決め精度が向上すると共に、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５の間に熱伝導用接着層７２を設けることで、駆動回路６０から伝わった熱伝導部材３５の熱をケースヘッド２０に効率よく伝わらせることができる。

また、ケースヘッド２０には、熱伝導部材３５が接合される壁の中に圧電素子１７に液体を導入するインク導入路２１が設けられていることが好ましい。これによれば、インク導入路２１を流れる液体によってケースヘッド２０をさらに冷却することができる。

また、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とは、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２よりも硬化時間が短く、硬化後の硬度が高い固定用接着層７１で固定されることが望ましい。これによれば、固定用接着層７１によってケースヘッド２０と熱伝導部材３５とを比較的短い時間で固定して、熱伝導部材３５に固定された圧電素子１７の位置精度を向上することができると共に、駆動回路６０から熱伝導部材３５に伝わった熱を固定用接着層７１によって効率よくケースヘッド２０に熱伝導させることができる。

（実施形態２）
図５は、本実施形態における、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２を介して、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５とが接続されたインクジェット式記録ヘッド１０ａの断面図である。本実施形態では、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５とが接続される面の全体に渡って、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２を形成する。

このようにすることにより、駆動回路６０から発生した熱が、熱伝導部材３５からケースヘッド２０に向かって効率よく伝導される。

次に、本実施形態における、ケースヘッド２０と、圧電素子ユニット１８とを固定する製造方法について説明する。図６は、本実施形態におけるケースヘッド２０と、圧電素子ユニット１８とを固定する製造方法を説明する図である。

実施形態１で説明したように、流路ユニット１６が備えられたケースヘッド２０と、熱伝導部材３５、圧電素子１７、駆動回路６０が実装されたフレキシブルプリント基板５０からなる圧電素子ユニット１８とを用意する。

塗布工程Ｓ２００では、熱伝導部材３５と、ケースヘッド２０が当接する面のいずれか一方の面に、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２を塗布する。

挿入工程Ｓ２１０では、熱伝導部材３５とケースヘッド２０とが、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２を挟むようにしてケースヘッド２０の収容部１９に、熱伝導部材３５が備えられた圧電素子ユニット１８を、図１の図面上側から図面下側に向かう方向に挿入する。

位置決め工程Ｓ２２０では、圧電素子１７が、圧力発生室１１と反対側で圧力発生室１１に対向する支持板２６の位置に当接するように、圧電素子ユニット１８の位置を決める。具体的には、図１の図面上下方向の位置は、熱伝導部材３５の図面下部の端面がケースヘッド２０の段差部３８に当接することによって位置が定まる。図１の図面左右方向の位置は、熱伝導部材３５の図面左側の面が、所定の厚さの熱伝導用接着層７２を介してケースヘッド２０と固定される位置である。

硬化工程Ｓ２３０では、位置決め工程Ｓ２２０で決定された位置で、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを、熱伝導用接着層７２が硬化するための所定の時間だけ、そのままの姿勢で放置し、圧電素子ユニット１８とケースヘッド２０とを固定する。このとき、収容部１９における図面上側の開口部から器具を挿入し、図面右側より左側に押す力を加えるようにしてもよい。

（実施形態３）
図７は、熱伝導部材３５に対向する位置に熱伝導用接着層７２を備えたインクジェット式記録ヘッド１０ｂの断面図である。図７に示すように、ケースヘッド２０には、熱伝導部材３５側に突出するリブ３９ａが設けられ、リブ３９ａは、熱伝導部材３５に当接する。

本実施形態では、図面上下に形成された二つのリブ３９ａに挟まれる領域にあり、熱伝導部材３５を挟んで駆動回路６０が対向する位置には、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２が形成される。このようにすることにより、駆動回路６０から発生した熱が、熱伝導部材３５からケースヘッド２０に向かって効率よく伝導される。

（実施形態４）
図８は、熱伝導部材３５におけるケースヘッド２０が接する面に形成され、ケースヘッド２０に向かって突出するリブ３９ｂを備えたインクジェット式記録ヘッド１０ｃの断面図である。図８に示すように、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５が接する面において、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５のいずれか一方には他方に突出したリブが設けられ、熱伝導層としての熱伝導用接着層７２は、他方がリブの先端面に当接した状態で固定されることが好ましい。本実施形態では、熱伝導部材３５に、ケースヘッド２０側に突出するリブ３９ｂが設けられ、ケースヘッド２０がリブ３９ｂの先端面に当接する。

このようにすることにより、熱伝導部材３５に固定される圧電素子１７の位置決め精度が向上すると共に、ケースヘッド２０と熱伝導部材３５の間に熱伝導用接着層７２を設けることで、駆動回路６０から伝わった熱伝導部材３５の熱をケースヘッド２０に効率よく伝わらせることができる。

（実施形態５）
図９は、熱伝導用接着層７２と固定用接着層７１が接しないように配置されたインクジェット式記録ヘッド１０ｄの断面図である。図９に示すように、ケースヘッド２０には、熱伝導部材３５側に突出するリブ３９ｃが形成される。

リブ３９ｃによって形成された隙間には、熱伝導用接着層７２または固定用接着層７１が形成される。熱伝導用接着層７２と固定用接着層７１とは、リブ３９ｃによって仕切られるので、接することなく不連続に形成される。これにより、熱伝導用接着層７２と固定用接着層７１が混ざることがないので、それぞれの特性を保持することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１から実施形態５では、熱伝導部材３５をケースヘッド２０のインク導入路２１側に熱伝導可能に接合するようにしたが、熱伝導部材３５を接合する領域は特にこれに限定されるものではない。

なお、上述した実施形態１から実施形態５では、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１におけるインクジェット式記録ヘッドの断面図。実施形態１におけるインクジェット式記録ヘッドの断面図。インクジェット式記録装置の外観斜視図。実施形態１におけるケースヘッドと、圧電素子ユニットとを固定する製造方法を説明する図。実施形態２における、熱伝導層としての熱伝導用接着層を介して、ケースヘッドと熱伝導部材とが接続されたインクジェット式記録ヘッドの断面図。実施形態２におけるケースヘッドと、圧電素子ユニットとを固定する製造方法を説明する図。熱伝導部材に対向する位置に熱伝導用接着層を備えたインクジェット式記録ヘッドの断面図。熱伝導部材におけるケースヘッドが接する面に形成され、ケースヘッドに向かって突出するリブが備えられたインクジェット式記録ヘッドの断面図。熱伝導用接着層と固定用接着層が接しないように配置されたインクジェット式記録ヘッドの断面図。

Ｉ…インクジェット式記録装置、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…インクジェット式記録ヘッド、１１…圧力発生室、１３…ノズル開口、１７…圧電素子、１８…圧電素子ユニット、１９…収容部、２０…ケースヘッド、２１…インク導入路、３５…熱伝導部材、３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ…リブ、５０…フレキシブルプリント基板、６０…駆動回路、７１…固定用接着層、７２…熱伝導用接着層。

Claims

液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生部と、
前記圧力発生部を駆動する駆動信号を発生する駆動部と、
前記駆動部を収容するケースヘッドと、
前記駆動部と前記ケースヘッドに接触する熱伝導部材と、を備え、
前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとは、熱伝導層により固定される領域と、前記熱伝導層よりも硬化時間が短い接着層により固定される領域において相互に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生部と、
前記圧力発生部を駆動する駆動信号を発生する駆動部と、
前記駆動部を収容するケースヘッドと、
前記駆動部と前記ケースヘッドに接触する熱伝導部材と、を備え、
前記熱伝導部材と前記ケースヘッドとは、熱伝導層により固定される領域と、前記熱伝導層よりも硬化後の硬度が高い接着層により固定される領域において相互に固定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記熱伝導層は、前記駆動部と対向する位置に備えられることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記ケースヘッドと前記熱伝導部材が接する面において、前記ケースヘッドと前記熱伝導部材のいずれか一方には他方に突出したリブが設けられ、前記熱伝導層は、前記他方が前記リブの先端面に当接した状態で固定されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記ケースヘッドには、前記熱伝導部材が接合される壁の中に前記圧力発生室に液体を導入する液体導入路が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記熱伝導層と前記接着層とは接しないことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。