JP5691320B2 - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
そのような中で、一層の画質向上、信頼性向上、コストダウン、小型化が要求されてきている。
近年、ノズル数の増加と高密度化に伴い、駆動信号を生成するドライバICとインクジェットヘッドを結ぶ配線も細線化しかつ高密度になって、配線上の信号がノイズの影響を受けやすくなり、また回路基板とフレキシブル配線基板との配線の接合箇所が増大するようになった。
一方、ノズル数増加に伴い、ドライバICの発熱量も多くなって、この熱を放出するために、例えば特許文献1では、フレキシブル配線基板上を覆おう蓋板に、ドライバICをスポンジ等の弾性部材により押圧して接触させ、蓋板にヒートシンク機能を持たせている。
この問題を解消すべく、例えば特許文献2、3には、ドライバICをヘッド本体に搭載する構成が提案されており、ドライバICをインク収容部材と接合することでドライバICからの発熱をインクの流れによって放熱するようになっている。
前記薄板フレーム基板が、前記フレーム基板の外面に設けられ複数の凸部を有する金属フレームに接続されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記薄板フレーム基板の一部の面に穴部を設け、前記緩衝部材を覆うように前記薄板フレーム基板を前記フレーム基板に接合したことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フレーム基板の前記インク供給口を含む箇所が前記共通液室を含む箇所より高くなるように段差部が設けられ、前記共通液室を含む箇所に前記緩衝部材と前記薄板フレーム基板とを接合したときに前記インク供給口を含む前記フレーム基板と前記薄板フレーム基板の高さが一致していることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、インクジェット記録装置において、請求項1〜4のいずれか1つに記載のインクジェット記録ヘッドを備えていることを特徴とする。
また、特別にヒートシンク部材を用意することはせず、共通液室8における薄板フレーム基板30にヒートシンク機能を持たせることでコストを抑えることができ、コストダウンと信頼性向上を同時に実現することができる。
図1乃至図5に基づいて第1の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット方式の画像形成装置の構成を示す概略図である。
図1に示すように、給紙トレイ20に収納された被記録材としての記録紙Sは、送り出しローラ21、搬送ローラ対22、給紙ガイド板23、レジストローラ対24を通り、印字ユニット10で各色(ここでは4色)の画像を印字されて画像を形成される。
印字ユニット10は、記録ヘッドとして、イエロー用ラインヘッド11Y、マゼンタ用ラインヘッド11M、シアン用ラインヘッド11C、ブラック用ラインヘッド11B、記録液を供給する供給手段と供給流路(図示せず)、記録液カートリッジ(図示せず)、各ラインヘッドの制御基板(図示せず)、電源供給手段(図示せず)、各色のラインヘッドに対向したドラム状の中間転写体12Y、12M、12C、12B及び各中間転写体に対応した清掃手段としての清掃ユニット13Y、13M、13C、13B等から構成されている。
各ラインヘッド11は、記録紙Sの搬送方向と直交する幅方向において、記録紙Sの幅以上の長さを有している。
その後、搬送ローラ対26により排紙トレイ27に排紙される。
インクジェット記録ヘッド11は、複数のノズル2を設けたノズル基板1と、側壁33により個別の液室3に区切られた複数の液室3を有し、液室3の一部を構成する振動板16、及びこの振動板16と一体的に形成された加圧手段としての圧電素子18からなる液室基板42と、個別の液室3に液体を供給する液体流路基板7を有し、圧電素子18を駆動する駆動IC38と、液室基板42上に振動板16と一体的に形成された圧電素子18とを配線部材(ワイヤボンディング)19を介して接合し、圧電素子18に電圧を印加し、液室3に圧力を発生させる。
液体流路基板7と接合する液室基板42の配置側と反対側のフレーム基板9上に緩衝部材29を設け、その上部に液体流路基板7よりも面積の大きい薄板フレーム基板30を設置し、薄板フレーム基板30に駆動IC38が搭載されている。
液室基板42には上記の工程後、ガラス、またはシリコン基板で構成された液体流路基板7が接合される。液体流路基板7はインク導入路6、共通液室8、開口部44があらかじめエッチングなどで形成されている。
接合した液室基板42は液体流路基板7を土台として、所定の厚さまで薄く加工、研磨される。本実施例では100μm以下が好ましい厚さである。その後、液室基板42にはエッチングなどにより液室3とインク導入路6と振動板16が形成される。
段差部は、緩衝部材29と薄板フレーム基板30を接合した際に上面が同じ高さになるように調整する。液体流路基板7の上面にフレーム基板9を、その上面に緩衝部材29を接合することで共通液室8を形成する。
インク供給口34に薄板フレーム基板30が露出していると、インク接触による腐食耐性で薄板フレーム基板30の材質に制限があるため、インク供給口34付近には薄板フレーム基板30を露出させない構成にし、材料の選択の自由度を上げることで、ヒートシンク機能が向上し信頼性向上を実現するものである。
この場合、薄板フレーム基板30の材質は特に熱伝導率の良いアルミ・銅が好ましく、またコストダウンの点からアルミであることが望ましい。
緩衝部材29の上部には薄板フレーム基板30が接合されており、その薄板フレーム基板30の一部には穴30aが形成され、緩衝部材29が液体を伝わってくる圧力波を吸収しやすくしている。
薄板フレーム基板30の一部に比較的広い面積の穴を開けることで緩衝部材29の稼動面積が広くなり、クロストークの低減が可能となる構成にするため、緩衝機能を持つ緩衝部材29と緩衝部を形成する薄板フレーム基板30を共通液室8を形成するフレーム基板9の上面に設置した。
ここで、ノズル基板1、フレーム基板9、駆動IC38の接合、あるいはワイヤボンディングの順序は適宜変更可能である。又ノズル基板1、液室基板42、液体流路基板7の外周端には印刷時の紙の接触シール性確保などでノズルカバー43が設けられている。
本実施形態では、上記実施形態の内容に加えて、フレーム基板9の外周に複数の凸部50aを持つ表面積の大きい金属フレーム50を設け、金属フレーム50と張り出し部37とが熱移動可能に接続がされており、金属フレーム50が放熱板として機能するものである。
フレーム基板9の外周に複数の凸部50aを持つ金属フレーム50を接続することにより、更なるヒートシンク機能の向上を実現でき、信頼性の向上を実現できる。駆動IC38からの発熱量が多い場合には金属フレームを設置することが望ましい。
2 ノズル
3 液室
7 液体流路基板
8共通液室
9 フレーム基板
16 振動板
18 加圧手段としての圧電素子
29 緩衝部材
30 薄板フレーム基板
33 側壁
34 インク供給口
36 段差部
38 駆動IC
42 液室基板
50 金属フレーム
Claims (5)
- 複数のノズルを有するノズル基板と、
前記ノズル基板上に設けられ、該ノズル基板から立ち上がる側壁により個別に区切られた複数の液室と、
前記液室の一部を構成する振動板及び該振動板と一体的に形成された加圧手段とからなる液室基板と、
前記液室に液体を供給する液体流路基板と、
前記液体流路基板に接合され、前記液体流路基板を通って前記液室に連通する共通液室を形成し、該共通液室に外部からインクを供給するインク供給口を有するフレーム基板と、
で構成され、
前記加圧手段を駆動する駆動ICと前記加圧手段とを配線部材を介して接合し、前記加圧手段に電圧を印加し、前記液室に圧力を発生させるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記液体流路基板と反対側の前記フレーム基板上に緩衝部材を設け、前記緩衝部材の上部に熱伝導性を有する薄板フレーム基板を設置し、前記薄板フレーム基板に前記駆動ICが搭載され、
前記薄板フレーム基板は前記液体流路基板との積層領域よりも外側に張り出した張り出し部を有し、
前記薄板フレーム基板が、前記フレーム基板の外面に設けられ複数の凸部を有する金属フレームに接続されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記薄板フレーム基板が前記張り出し部を介して前記金属フレームに接続されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記薄板フレーム基板の一部の面に穴部を設け、前記緩衝部材を覆うように前記薄板フレーム基板を前記フレーム基板に接合したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記フレーム基板の前記インク供給口を含む箇所が前記共通液室を含む箇所より高くなるように段差部が設けられ、前記共通液室を含む箇所に前記緩衝部材と前記薄板フレーム基板とを接合したときに前記インク供給口を含む前記フレーム基板と前記薄板フレーム基板の高さが一致していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置。
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