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JP4196809B2 - Head module, liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and liquid discharge head manufacturing method - Google Patents

Head module, liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and liquid discharge head manufacturing method Download PDF

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JP4196809B2 JP2003370596A JP2003370596A JP4196809B2 JP 4196809 B2 JP4196809 B2 JP 4196809B2 JP 2003370596 A JP2003370596 A JP 2003370596A JP 2003370596 A JP2003370596 A JP 2003370596A JP 4196809 B2 JP4196809 B2 JP 4196809B2
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Description

本発明は、インクジェットプリンタ等の液体吐出装置において、液体を吐出するためのヘッドとして用いられるヘッドモジュール、液体吐出ヘッド、及び液体吐出ヘッドの製造方法と、液体吐出装置に関する。詳しくは、バッファタンクを備えるヘッドモジュールを用いて液体吐出ヘッドを構成することで、冷却効果の向上とインク等の液体の変質防止を図ったヘッドモジュール及び液体吐出ヘッドを形成する技術に係るものである。   The present invention relates to a head module used as a head for discharging liquid in a liquid discharge apparatus such as an ink jet printer, a liquid discharge head, a method for manufacturing the liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus. More specifically, the present invention relates to a technology for forming a head module and a liquid ejection head that improve the cooling effect and prevent deterioration of liquid such as ink by configuring the liquid ejection head using a head module including a buffer tank. is there.

従来より、液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタが知られており、インクジェットプリンタのプリンタヘッドについては、種々の技術が開示されている。
例えば、特許文献1及び特許文献2では、複数のヘッドチップによってラインヘッドを形成するヘッドアセンブリの技術が開示されている。
特開2002−127427号公報 特開2003−25579号公報
Conventionally, an ink jet printer has been known as an example of a liquid ejecting apparatus, and various techniques have been disclosed for a printer head of an ink jet printer.
For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a head assembly technique in which a line head is formed by a plurality of head chips.
JP 2002-127427 A JP 2003-25579 A

上記の特許文献1及び特許文献2の技術では、電鋳により形成されたニッケルからなる1つのノズル形成部材に多数のノズル(インクの吐出口)が設けられている。そして、この1つのノズル形成部材に対して、複数のヘッドチップが貼り付けられている。さらに、貼り付けたヘッドチップを囲むように孔を形成したヘッドフレームがノズルシートに貼り合わせられ、ノズルシートが支持されている。   In the techniques of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 described above, a large number of nozzles (ink ejection ports) are provided in one nozzle forming member made of nickel formed by electroforming. A plurality of head chips are attached to the one nozzle forming member. Further, a head frame in which holes are formed so as to surround the attached head chip is bonded to the nozzle sheet, and the nozzle sheet is supported.

なお、ヘッドチップには、発熱抵抗体が配列されており、各発熱抵抗体と各ノズルとが対応するようにヘッドチップがノズルシートに貼り付けられている。また、発熱抵抗体とノズルとの間には、インク液室が設けられている。   Note that heating resistors are arranged on the head chip, and the head chip is attached to the nozzle sheet so that each heating resistor corresponds to each nozzle. An ink liquid chamber is provided between the heating resistor and the nozzle.

さらに、ヘッドフレーム上には、ヘッドチップを囲む孔の中に入り込んでヘッドチップと接合する流路板が設けられている。この流路板は、全てのインク液室と連通する共通流路を有している。
以上の構成において、流路板の共通流路を介してインクタンクから各インク液室内にインクが満たされる。そして、そのインク液室内のインクが発熱抵抗体によって加熱され、この加熱時のエネルギーによってノズルからインクが吐出される。
Further, on the head frame, there is provided a flow path plate that enters into a hole surrounding the head chip and joins the head chip. The flow path plate has a common flow path that communicates with all the ink liquid chambers.
In the above configuration, ink is filled from the ink tank into each ink chamber via the common flow path of the flow path plate. The ink in the ink liquid chamber is heated by the heating resistor, and the ink is ejected from the nozzles by the energy at the time of heating.

また、複数のヘッドチップを備えたものを1つのヘッドモジュールとし、そのヘッドモジュールを複数組み合わせてヘッドアセンブリを構成したユニット式の技術も知られている(例えば、特許文献3参照)。
特開平7−251505号公報
There is also known a unit-type technique in which a head assembly including a plurality of head chips is used as one head module, and a head assembly is configured by combining a plurality of the head modules (see, for example, Patent Document 3).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-251505

しかし、前述の特許文献1及び特許文献2の技術では、ヘッドアセンブリの印刷特性の試験を行う際、試験の前にヘッドアセンブリ全体の組立てを行わなければならなくなる。そのため、ヘッドチップの中に1つでも不良があれば、ヘッドアセンブリ全体が使用不能なものになってしまうという問題がある。
また、ヘッドアセンブリの部分的な故障であっても、全体を交換することとなり、修理の費用が高額になるという問題がある。
However, in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, when the print characteristics test of the head assembly is performed, the entire head assembly must be assembled before the test. Therefore, if even one of the head chips is defective, there is a problem that the entire head assembly becomes unusable.
Further, even if the head assembly is partially broken, the whole is replaced, and there is a problem that the cost of repair becomes high.

さらにまた、特許文献1及び特許文献2の技術は、ヘッドチップを内部に配置した孔内に流路板をはめ込む構造であるので、ヘッドチップの周囲に貯留しているインク量が少なく、ヘッドチップ及びその周囲のインクが高温になってしまうという問題がある。
このような高温の環境下は、半導体部分を有するヘッドチップの性能や寿命、故障に対して悪影響を及ぼし、また、共通流路内のインクを変質させる要因にもなる。
Furthermore, since the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a structure in which a flow path plate is fitted in a hole in which the head chip is disposed, the amount of ink stored around the head chip is small, and the head chip In addition, there is a problem that the surrounding ink becomes high temperature.
Under such a high temperature environment, the performance, life and failure of the head chip having the semiconductor portion are adversely affected, and the ink in the common flow path may be altered.

そのため、ヘッドチップやインクが高温にならないように、インクを強制的に循環させる等の冷却システムを設け、インクを吐出させる際には冷却システムを稼働させることによって、ヘッドチップの劣化やインクの変質を防止する必要があった。   For this reason, a cooling system, such as forcibly circulating the ink, is provided so that the head chip and ink do not reach a high temperature, and when the ink is ejected, the cooling system is operated, thereby degrading the head chip and changing the quality of the ink. There was a need to prevent.

さらに、特許文献3では、ユニット式とすることで、ヘッドアセンブリの部分的な故障に対処しているものの、今度はインクの流路がユニットごとに分断されることとなり、冷却システムによってインクを強制的に循環させようとすると、ユニット同士のインク流入口と流出口とを一々流路で連結しなければならなくなる。   Furthermore, in Patent Document 3, the unit type is used to cope with a partial failure of the head assembly, but this time the ink flow path is divided for each unit, and the ink is forced by the cooling system. In order to circulate automatically, it is necessary to connect the ink inlet and outlet of the units one by one with a flow path.

そのため、流路が上下方向、左右方向に屈曲を繰り返すこととなり、結果的に複雑な流路となってしまう。このような流路では、流路抵抗が非常に大きくなるため、インクの円滑な循環に支障が生じ、十分な冷却性能を引き出すことができない。   For this reason, the flow path is repeatedly bent in the vertical direction and the horizontal direction, resulting in a complicated flow path. In such a flow path, since the flow path resistance becomes very large, the smooth circulation of the ink is hindered, and sufficient cooling performance cannot be obtained.

また、複数のユニット間において、ノズルの形成面は同一面である方が好ましい。例えば、記録媒体のインク着弾面に対して精度良く垂直にインクが吐出する場合には、複数のユニット間においてノズルの形成面に多少の位置ずれがあっても印画品位について大きな影響はないが、例えばインクの吐出方向が記録媒体のインク着弾面に対して完全に垂直でない場合には、複数のユニット間におけるノズルの形成面の位置が一致していないと、インクの着弾位置が変化してしまう。   Moreover, it is preferable that the nozzle formation surface is the same surface among the plurality of units. For example, in the case where ink is ejected accurately and perpendicularly to the ink landing surface of the recording medium, there is no significant effect on the print quality even if there is a slight displacement in the nozzle formation surface between the multiple units. For example, when the ink ejection direction is not completely perpendicular to the ink landing surface of the recording medium, the ink landing position changes if the positions of the nozzle formation surfaces do not match between the plurality of units. .

特に、本件出願人は、未開示の先願技術である特願2003−037343、特願2002−360408、及び特願2003−55236等により、ノズルから吐出する液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすることで、液滴の着弾位置のばらつきを目立たなくし、高品位な印画を可能とした技術を、既に提案している。   In particular, the applicant of the present application has disclosed the undisclosed prior application technologies of Japanese Patent Application 2003-037343, Japanese Patent Application 2002-360408, Japanese Patent Application 2003-55236, and the like in a plurality of directions. We have already proposed a technique that makes it possible to make high-quality printing by making the landing position of droplets inconspicuous by making it variable.

このように、ノズルから吐出する液滴の吐出方向を積極的に変化させる技術を用いる場合には、ノズルの形成面の位置精度については、高精度が要求される。しかし、特許文献3では、複数のユニット間におけるノズルの形成面の位置精度をどのようにして確保するかについての開示はない。   As described above, when a technique for actively changing the discharge direction of the liquid droplets discharged from the nozzle is used, high accuracy is required for the position accuracy of the nozzle formation surface. However, Patent Document 3 does not disclose how to ensure the positional accuracy of the nozzle formation surface among a plurality of units.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、特別な冷却システムを設けることなくヘッドチップやインクの冷却効果が得られるようにし、かつ、ヘッドチップ間のノズル形成面の位置精度を高精度にし、ラインヘッドにも用いることができるヘッドを形成することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the cooling effect of the head chip and ink can be obtained without providing a special cooling system, and the positional accuracy of the nozzle forming surface between the head chips is made high, It is to form a head that can also be used for a line head.

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の1つである請求項1の発明は、複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、前記ノズルシートの一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと、前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層され、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通液体流路を形成するためのバッファタンクとを備え、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、前記バッファタンクは、前記モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、前記共通液体流路を形成し、前記バッファタンクの側壁の内面前記ヘッドチップの上面が全て前記共通液体流路内の液体と接するように、前記ヘッドチップが配置された前記ヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、前記バッファタンクの側壁の外面、前記モジュールフレームの外形に沿った形状となされていヘッドモジュールである。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
A first aspect of the present invention is a head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals, a nozzle sheet in which nozzles for discharging droplets are formed, and the head chip A liquid chamber forming member for forming a liquid chamber between each energy generating element and each nozzle, and one of the nozzle sheets. A module frame in which a head chip placement hole for supporting the nozzle sheet and placing the head chip therein is formed, and a bonding surface of the module frame to the nozzle sheet; A buffer tank that is stacked on the opposite surface and forms a common liquid channel that communicates with all the liquid chambers of the head chip, and The energy generating element, a head module for discharging the liquid in the liquid chamber from said nozzle, said buffer tank, with the lower surface side is opened to be stacked on the module frame, the stacking direction of the cross-section side walls and top wall So that the common liquid flow path is formed, and the inner surface of the side wall of the buffer tank is such that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid flow path. in the head chip made and shape never writing arranged fits to the head chip disposed within the bore, the outer surface of the side wall of the buffer tank, the head modules that have been made with the shape along the outer shape of the module frame It is.

また、請求項4の発明の液体吐出ヘッドは、直列に配置された複数の上記請求項1のヘッドモジュールを内部に配置するためのヘッドモジュール配置孔が形成され、そのヘッドモジュール配置孔内に配置された各前記ヘッドモジュールと貼り合わせられたヘッドフレームとを備え、前記モジュールフレームは、バッファタンクの外面から部分的又は全体的に突出する鍔部を有し、各前記モジュールフレームの各前記鍔部と前記ヘッドフレームとが貼り合わせられて、複数の前記ヘッドモジュールが前記ヘッドモジュール配置孔内に配置されていることを特徴とする。
さらにまた、請求項5の発明の液体吐出装置は、上記請求項4の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid discharge head having a head module arrangement hole for arranging a plurality of the head modules of the first aspect arranged in series therein, and the arrangement in the head module arrangement hole. Each of the head modules and the head frame bonded together, and the module frame has a flange portion that partially or entirely protrudes from the outer surface of the buffer tank, and each of the flange portions of each module frame. And the head frame are bonded together, and a plurality of the head modules are arranged in the head module arrangement hole.
Furthermore, a liquid discharge apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes the liquid discharge head according to the fourth aspect.

上記発明においては、ヘッドモジュールは、ノズルシートとモジュールフレームとが貼り合わせられている。また、モジュールフレームにはヘッドチップ配置孔が形成されている。そして、バッファタンクは、モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、共通液体流路を形成し、バッファタンクの側壁の内面は、ヘッドチップの上面が全て共通液体流路内の液体と接するように、ヘッドチップが配置されたヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、バッファタンクの側壁の外面は、モジュールフレームの外形に沿った形状となされている。 In the above invention, the head module has the nozzle sheet and the module frame bonded together. Further, a head chip arrangement hole is formed in the module frame. And the buffer tank is formed so that the lower surface side stacked on the module frame is opened and the cross section in the stacking direction becomes a reverse concave shape by the side wall and the top wall, thereby forming a common liquid flow path, The inner surface of the side wall of the buffer tank is shaped so as not to fit into the head chip placement hole in which the head chip is placed so that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid flow path. The outer surface of the side wall is shaped along the outer shape of the module frame.

この状態においてバッファタンクがモジュールフレームのノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層される。バッファタンク内には共通液体流路が形成されており、この共通液体流路と各ヘッドチップの液室とが連通する。
さらに請求項4又は請求項5の発明においては、上記請求項1のヘッドモジュールを直列に繋ぐことで、液体吐出ヘッドが形成される。
In this state, the buffer tank is laminated on the surface of the module frame opposite to the surface to be bonded to the nozzle sheet. A common liquid channel is formed in the buffer tank, and the common liquid channel communicates with the liquid chamber of each head chip.
Furthermore, in the invention of claim 4 or claim 5, the liquid ejection head is formed by connecting the head modules of claim 1 in series.

なお、本発明のエネルギー発生素子は、ヒータ等の発熱抵抗体、ピエゾ素子等の圧電素子、MEMS等を用いることが可能であるが、以下の実施形態では発熱抵抗体22が相当する。また、本発明の液室形成部材は、実施形態ではバリア層12に相当する。さらにまた、実施形態では、モジュールフレーム11には4つのヘッドチップ配置孔11bが形成され、1つのヘッドモジュール10には4つのヘッドチップ20が設けられる。そして、このヘッドモジュール10を直列に4個接続してA4版の長さにするとともに、それを4列設けて、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、及びK(ブラック)の4色のカラーラインヘッドである液体吐出ヘッド1を形成している。   As the energy generating element of the present invention, a heating resistor such as a heater, a piezoelectric element such as a piezo element, MEMS, or the like can be used. In the following embodiment, the heating resistor 22 corresponds. In addition, the liquid chamber forming member of the present invention corresponds to the barrier layer 12 in the embodiment. Furthermore, in the embodiment, four head chip arrangement holes 11 b are formed in the module frame 11, and four head chips 20 are provided in one head module 10. Then, four head modules 10 are connected in series to make the length of the A4 plate, and four rows are provided, and Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) are provided. The liquid discharge head 1 which is a four-color color line head is formed.

本発明のヘッドモジュールによれば、バッファタンクによる液体の一時貯留量を増やすことができるので、ヘッドチップ近傍の熱容量が大きくなり、ヘッドチップの冷却効果の向上を図ることができる。また、バッファタンク内の液体が高温にならないので、液体を強制的に循環させる冷却システムを常時稼働させることなく、インク等の液体の変質を防止することができる。   According to the head module of the present invention, since the amount of liquid temporarily stored in the buffer tank can be increased, the heat capacity in the vicinity of the head chip is increased and the cooling effect of the head chip can be improved. Further, since the liquid in the buffer tank does not reach a high temperature, it is possible to prevent deterioration of the liquid such as ink without always operating a cooling system for forcibly circulating the liquid.

以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド1を示す平面図と、この平面図中、X方向の矢視側面図(断面図)である。また、図2は、液体吐出ヘッド1内に実装されているヘッドチップ20とその周囲の構成を示す側面の断面図及び下面から見た平面図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a liquid discharge head 1 according to an embodiment of the present invention, and a side view (cross-sectional view) in the direction of arrow X in this plan view. FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the head chip 20 mounted in the liquid ejection head 1 and the surrounding structure, and a plan view seen from the bottom.

液体吐出ヘッド1は、液体吐出装置(本実施形態では、カラーラインインクジェットプリンタ)に搭載されるヘッドとして用いられるものである。図1に示すように、液体吐出ヘッド1は、ヘッドフレーム2と、プリント基板3と、複数のヘッドモジュール10とから構成されている。ヘッドモジュール10は、図1の平面図において、長手方向に4個、直列に接続されており、その直列に接続された4個のヘッドモジュール10が4列設けられている。直列に接続された4個のヘッドモジュール10で1色を印画するものであり、本実施形態では、4色(Y、M、C、及びK)の液体吐出ヘッド1(ラインヘッド)を構成している。   The liquid discharge head 1 is used as a head mounted on a liquid discharge apparatus (in this embodiment, a color line inkjet printer). As shown in FIG. 1, the liquid ejection head 1 includes a head frame 2, a printed circuit board 3, and a plurality of head modules 10. In the plan view of FIG. 1, four head modules 10 are connected in series in the longitudinal direction, and four head modules 10 connected in series are provided in four rows. One head is printed by four head modules 10 connected in series. In this embodiment, a liquid discharge head 1 (line head) of four colors (Y, M, C, and K) is formed. ing.

また、各ヘッドモジュール10内には、4個のヘッドチップ20が設けられている。図2は、1つのヘッドチップ20を示している。
ヘッドチップ20は、シリコン等からなる半導体基板21と、この半導体基板21の一方の面に析出形成された発熱抵抗体22(本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの)とを備えている。半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体22が形成された縁部と反対側の縁部には、アルミニウムからなる接続パッド23が形成されている。そして、発熱抵抗体22とこの接続パッド23とは、半導体基板21上に形成された導体部(図示せず)を介して接続されている。
Each head module 10 is provided with four head chips 20. FIG. 2 shows one head chip 20.
The head chip 20 includes a semiconductor substrate 21 made of silicon or the like, and a heating resistor 22 (corresponding to an energy generating element in the present invention) deposited on one surface of the semiconductor substrate 21. A connection pad 23 made of aluminum is formed on the edge of the semiconductor substrate 21 on the same side as the surface on which the heating resistor 22 is formed and opposite to the edge on which the heating resistor 22 is formed. . The heating resistor 22 and the connection pad 23 are connected via a conductor portion (not shown) formed on the semiconductor substrate 21.

ヘッドチップ20の発熱抵抗体22が形成された面側は、バリア層12(本発明における液室形成部材に相当するもの)を介してノズルシート13に積層されている。バリア層12は、インク液室14の側壁を形成するためのものであって、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、ヘッドチップ20の半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。   The side of the head chip 20 on which the heating resistor 22 is formed is laminated on the nozzle sheet 13 via the barrier layer 12 (corresponding to the liquid chamber forming member in the present invention). The barrier layer 12 is for forming the side wall of the ink liquid chamber 14 and is made of, for example, a photosensitive cyclized rubber resist or an exposure-curing dry film resist, and the heating resistance of the semiconductor substrate 21 of the head chip 20. After the body 22 is stacked on the entire surface, unnecessary portions are removed by a photolithography process.

図2中、平面図は、1つの発熱抵抗体22と、その発熱抵抗体22の周囲に設けられたバリア層12を示している。バリア層12は、発熱抵抗体22の3辺の近傍を囲むように、平面的に見たときに略凹状に形成される。   In FIG. 2, the plan view shows one heating resistor 22 and the barrier layer 12 provided around the heating resistor 22. The barrier layer 12 is formed in a substantially concave shape when viewed in plan so as to surround the vicinity of the three sides of the heating resistor 22.

さらにまた、ノズルシート13は、複数のノズル13aが形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル13aの位置が発熱抵抗体22の位置と合うように、すなわちノズル13aが発熱抵抗体22に対向するように、より具体的には、ノズル13aの中心軸と発熱抵抗体22の中心とが平面的に見たときに一致するように(図2の平面図参照)、バリア層12と貼り合わされている。   Furthermore, the nozzle sheet 13 is formed with a plurality of nozzles 13a, and is formed by, for example, nickel electroforming technology so that the position of the nozzle 13a matches the position of the heating resistor 22, that is, the nozzle 13a. More specifically, the center axis of the nozzle 13a and the center of the heating resistor 22 coincide with each other so as to face the heating resistor 22 (see the plan view of FIG. 2). The barrier layer 12 is bonded.

インク液室14は、発熱抵抗体22を囲むように、半導体基板21とバリア層12とノズルシート13とから構成されたものであり、吐出するインクが満たされるとともに、インクの吐出時にはインクの加圧室となるものである。半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面がインク液室14の底壁を構成し、バリア層12の発熱抵抗体22を略凹状に囲む部分がインク液室14の側壁を構成し、ノズルシート13がインク液室14の天壁を構成している。そして、インク液室14は、図2の平面図に示すように、ヘッドモジュール11と半導体基板21との間の隙間によって形成される流路16と連通される。   The ink liquid chamber 14 is composed of the semiconductor substrate 21, the barrier layer 12, and the nozzle sheet 13 so as to surround the heating resistor 22. The ink liquid chamber 14 is filled with ink to be ejected, and ink is applied when ink is ejected. It becomes a pressure chamber. The surface of the semiconductor substrate 21 on which the heat generating resistor 22 is formed constitutes the bottom wall of the ink liquid chamber 14, and the portion of the barrier layer 12 surrounding the heat generating resistor 22 in a substantially concave shape forms the side wall of the ink liquid chamber 14. The nozzle sheet 13 constitutes the top wall of the ink liquid chamber 14. The ink liquid chamber 14 communicates with a flow path 16 formed by a gap between the head module 11 and the semiconductor substrate 21 as shown in the plan view of FIG.

上記の1個のヘッドチップ20には、通常、100個単位の発熱抵抗体22を備え、プリンタの制御部(図示せず)からの指令によってこれら発熱抵抗体22のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体22に対応するインク液室14内のインクを、インク液室14に対向するノズル13aから吐出させることができる。   The one head chip 20 is usually provided with heating resistors 22 in units of 100, and each of the heating resistors 22 is uniquely selected by a command from a control unit (not shown) of the printer. Ink in the ink liquid chamber 14 corresponding to the heating resistor 22 can be ejected from the nozzle 13 a facing the ink liquid chamber 14.

すなわち、インク液室14にインクが満たされた状態で、発熱抵抗体22に短時間、例えば、1〜3μsecの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体22が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体22と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる(インクが沸騰する)。これによって、ノズル13aに接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル13aから吐出される。そして、この液滴が印画紙上に着弾されることで、ドット(画素)が形成される。   That is, when the ink liquid chamber 14 is filled with ink, the heating resistor 22 is rapidly heated by passing a pulse current through the heating resistor 22 for a short time, for example, 1 to 3 μsec. As a result, a gas-phase ink bubble is generated at a portion in contact with the heating resistor 22, and a certain volume of ink is pushed away (the ink boils) due to the expansion of the ink bubble. As a result, a volume of ink equivalent to the pushed ink in the portion in contact with the nozzle 13a is ejected from the nozzle 13a as an ink droplet. The droplets are landed on the photographic paper to form dots (pixels).

続いて、ヘッドモジュール10のより詳細な構造及び製造過程について説明する。
図3は、1つのヘッドモジュール10を示す平面図及び正面図である。本実施形態のヘッドモジュール10は、内部に配置された4つのヘッドチップ20と、モジュールフレーム11と、ノズルシート13と、バッファタンク15とから構成されている。
Next, a more detailed structure and manufacturing process of the head module 10 will be described.
FIG. 3 is a plan view and a front view showing one head module 10. The head module 10 according to this embodiment includes four head chips 20 arranged inside, a module frame 11, a nozzle sheet 13, and a buffer tank 15.

図3に示すように、バッファタンク15の外面はモジュールフレーム11の外形に沿った形状で、モジュールフレーム11の外形よりも小さい略相似形となされている。そして、モジュールフレーム11のバッファタンク15の外面から全体的に突出した部分が鍔部11cとなっている。また、バッファタンク15はモジュールフレーム11の上に積層されているだけで、バッファタンク15の内面はヘッドチップ配置孔11b内に嵌まり込んでいない。   As shown in FIG. 3, the outer surface of the buffer tank 15 has a shape that follows the outer shape of the module frame 11 and is substantially similar to the outer shape of the module frame 11. And the part which protruded entirely from the outer surface of the buffer tank 15 of the module frame 11 is the collar part 11c. Further, the buffer tank 15 is merely laminated on the module frame 11, and the inner surface of the buffer tank 15 is not fitted into the head chip arrangement hole 11b.

図4は、ノズルシート13及びモジュールフレーム11を分解して示す平面図である。モジュールフレーム11は、平面的に見たときに略長方形状に形成されるとともに、左右両端側には、略L形に切り欠かれた係合部11aを有する。図4から明らかであるが、ノズルシート13とモジュールフレーム11とが重ね合わせられたときに、ノズルシート13の配線パターン部13bを除いて、略重なり合うように両者の形状が形成されている。   FIG. 4 is a plan view showing the nozzle sheet 13 and the module frame 11 in an exploded manner. The module frame 11 is formed in a substantially rectangular shape when viewed in a plan view, and has engaging portions 11a cut out in a substantially L shape on both left and right ends. As is apparent from FIG. 4, when the nozzle sheet 13 and the module frame 11 are overlapped, the shapes of both are formed so as to substantially overlap except for the wiring pattern portion 13 b of the nozzle sheet 13.

配線パターン部13bは、ノズルシート13のうち、モジュールフレーム11に重ならない部分であり、銅箔をポリイミド等で両面側から挟み込んだ、いわゆるサンドイッチ構造をなすことで形成されている。配線パターン部13bは、後述する図12に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内の領域まで配線されており、ヘッドチップ配置孔11b内にヘッドチップ20が配置されたときに、そのヘッドチップ20との電気的接続が可能となるように形成されている。   The wiring pattern portion 13b is a portion of the nozzle sheet 13 that does not overlap the module frame 11, and is formed by forming a so-called sandwich structure in which a copper foil is sandwiched from both sides with polyimide or the like. As shown in FIG. 12 to be described later, the wiring pattern portion 13b is wired up to an area in each head chip arrangement hole 11b, and when the head chip 20 is arranged in the head chip arrangement hole 11b, the head chip is arranged. It is formed so that electrical connection with 20 is possible.

モジュールフレーム11は、厚みが約0.5mm程度のアルミナセラミックスやインバー鋼等から形成されたものであり、本実施形態では、4箇所に、略長方形状のヘッドチップ配置孔11bが形成されている。ヘッドチップ配置孔11bは、ヘッドチップ20の外形よりわずかに大きな孔形を有し、ヘッドチップ20を内部に完全に配置できるようになっている。   The module frame 11 is formed of alumina ceramic, Invar steel, or the like having a thickness of about 0.5 mm. In this embodiment, substantially rectangular head chip arrangement holes 11b are formed at four locations. . The head chip placement hole 11b has a hole shape slightly larger than the outer shape of the head chip 20, so that the head chip 20 can be completely placed inside.

図5は、モジュールフレーム11をノズルシート13上に配置した状態を示す平面図及び正面図である。本実施形態では、ホットプレスによって両者を熱圧着することで接合する。これにより、モジュールフレーム11は、配線パターン部13bを除くノズルシート13の領域と略重なり合う。いいかえれば、ノズルシート13の配線パターン部13bが形成された領域のみがモジュールフレーム11の領域と重ならない状態となる。また、ヘッドチップ配置孔11bの領域内には、その下側に位置するノズルシート13が見えるようになる。   FIG. 5 is a plan view and a front view showing a state in which the module frame 11 is disposed on the nozzle sheet 13. In this embodiment, it joins by thermocompression bonding with hot press. Thereby, the module frame 11 substantially overlaps the area of the nozzle sheet 13 excluding the wiring pattern portion 13b. In other words, only the region where the wiring pattern portion 13 b of the nozzle sheet 13 is formed does not overlap the region of the module frame 11. Further, the nozzle sheet 13 located below the head chip arrangement hole 11b can be seen.

なお、モジュールフレーム11とノズルシート13との接合は、ヘッドモジュール10及び液体吐出ヘッド1の製造過程における最高温度(例えば約150℃)で行われる。モジュールフレーム11とノズルシート13とを比較すると、ノズルシート13の方が線膨張係数が大きい(温度変化によって伸縮しやすい)ので、製造過程における最高温度で両者を接合すれば、常温等の接合時の温度以下では、ノズルシート13は、モジュールフレーム11により張られた状態となる。すなわち、ノズルシート13の温度変化による伸縮は、ノズルシート13とモジュールフレーム11との接合後は、モジュールフレーム11に支配されることとなる。   The module frame 11 and the nozzle sheet 13 are joined at the highest temperature (for example, about 150 ° C.) in the manufacturing process of the head module 10 and the liquid ejection head 1. When the module frame 11 and the nozzle sheet 13 are compared, the nozzle sheet 13 has a larger linear expansion coefficient (easily expands and contracts due to a temperature change). Below this temperature, the nozzle sheet 13 is stretched by the module frame 11. That is, the expansion and contraction due to the temperature change of the nozzle sheet 13 is governed by the module frame 11 after the nozzle sheet 13 and the module frame 11 are joined.

したがって、モジュールフレーム11の剛性をできる限り確保するため、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11bの開口面積は、必要最小限とすることが好ましい。すなわち、ヘッドチップ配置孔11bへのヘッドチップ20の配置後に、後述するバッファタンク15内の共通液体流路15aと、インク液室14との間の流路16が形成されるとともに、ノズルシート13に形成したノズル13aに合わせてヘッドチップ20を配置したときの位置ずれを吸収できる程度の大きさを条件として、最小限の開口面積とすることが好ましい。   Therefore, in order to ensure the rigidity of the module frame 11 as much as possible, it is preferable that the opening area of the head chip arrangement hole 11b of the module frame 11 is minimized. That is, after the placement of the head chip 20 in the head chip placement hole 11b, a flow path 16 is formed between the common liquid flow path 15a in the buffer tank 15 described later and the ink liquid chamber 14, and the nozzle sheet 13 is also formed. It is preferable to set the opening area to a minimum, on the condition that the positional deviation when the head chip 20 is arranged in accordance with the nozzle 13a formed in the above can be absorbed.

続いて、ヘッドチップ配置孔11bの領域内にあるノズルシート13に対して、1つのヘッドチップ20における発熱抵抗体22の数に対向する数のノズル13aを一方向に整列させたノズル13a列を形成する。図6は、ヘッドチップ配置孔11b内のノズルシート13にノズル13a列が形成された状態を示す平面図である。   Subsequently, a nozzle 13a row in which a number of nozzles 13a opposite to the number of heating resistors 22 in one head chip 20 are aligned in one direction with respect to the nozzle sheet 13 in the area of the head chip arrangement hole 11b. Form. FIG. 6 is a plan view showing a state in which the nozzle 13a row is formed on the nozzle sheet 13 in the head chip arrangement hole 11b.

ノズル13aの形成は、エキシマレーザーにより行う。また、レーザー光により形成されたノズル13aには、テーパーが付くため、モジュールフレーム11側からレーザー光を照射してノズル13aを形成する。これにより、ノズル13aは、インクの吐出面(ノズルシート13の外表面)に近づくに従って開口径が次第に小さくなるようにテーパーが付いた孔となる。
また、各ヘッドチップ配置孔11b内に形成されるノズル13a列のノズル13a間ピッチは、ヘッドチップ20の発熱抵抗体22の配列ピッチと同一(解像度が600dpiのヘッドモジュール10とする場合には、約42.3μm)となるように形成する。
The nozzle 13a is formed by an excimer laser. Further, since the nozzle 13a formed by the laser beam is tapered, the laser beam is irradiated from the module frame 11 side to form the nozzle 13a. As a result, the nozzle 13a becomes a hole having a taper so that the opening diameter gradually decreases as it approaches the ink ejection surface (the outer surface of the nozzle sheet 13).
Further, the pitch between the nozzles 13a of the nozzle 13a row formed in each head chip arrangement hole 11b is the same as the arrangement pitch of the heating resistors 22 of the head chip 20 (in the case of the head module 10 having a resolution of 600 dpi, And about 42.3 μm).

さらにまた、図6に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、各ヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列を結ぶライン(各ノズル13aの中心を通るライン)を考えたときに、そのラインがモジュールフレーム11の長手方向に平行に引いたモジュールフレーム11の中心線側に形成される。また、各ヘッドチップ配置孔11bを左側から順に、「N」、「N+1」、「N+2」、「N+3」番目とすると、「N」番目と「N+2」番目のヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、上記中心線に平行な一直線上に整列するように形成される。「N+1」番目及び「N+3」番目も同様である。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the nozzle 13a row in each head chip arrangement hole 11b is considered to be a line connecting the nozzles 13a row in each head chip arrangement hole 11b (a line passing through the center of each nozzle 13a). Sometimes, the line is formed on the center line side of the module frame 11 drawn parallel to the longitudinal direction of the module frame 11. Further, assuming that each head chip arrangement hole 11b is “N”, “N + 1”, “N + 2”, “N + 3” in order from the left side, the nozzles in the “N” -th and “N + 2” -th head chip arrangement holes 11b. The 13a row is formed so as to be aligned on a straight line parallel to the center line. The same applies to the “N + 1” th and “N + 3” th.

したがって、隣接するヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列、例えば「N」番目と「N+1」番目のヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、上記中心線に対して平行な2直線上に整列する。
なお、本実施形態では、1つのモジュールフレーム11に対して4つのヘッドチップ配置孔11bを形成したが、本実施形態より多くヘッドチップ配置孔11bを形成したときであっても、上記関係を満たすようにする。
Therefore, the nozzles 13a in the adjacent head chip arrangement holes 11b, for example, the nozzles 13a in the “N” th and “N + 1” th head chip arrangement holes 11b are on two straight lines parallel to the center line. Align.
In this embodiment, four head chip arrangement holes 11b are formed for one module frame 11. However, even when more head chip arrangement holes 11b are formed than in this embodiment, the above relationship is satisfied. Like that.

次に、図7に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内に、バリア層12を積層したヘッドチップ20を配置・固定する。ここで、ヘッドチップ20は、チップマウンターを用いてアライメントされながら熱圧着される。さらにこの場合には、ヘッドチップ20の発熱抵抗体22の真下に、ノズル13aが位置するように、例えば±1μm程度の精度で熱圧着される。   Next, as shown in FIG. 7, the head chip 20 in which the barrier layer 12 is laminated is arranged and fixed in each head chip arrangement hole 11b. Here, the head chip 20 is thermocompression bonded while being aligned using a chip mounter. Further, in this case, thermocompression bonding is performed with an accuracy of, for example, about ± 1 μm so that the nozzle 13a is positioned directly below the heating resistor 22 of the head chip 20.

このように、バリア層12が形成されたヘッドチップ20がヘッドチップ配置孔11b内に配置され、ノズルシート13とヘッドチップ20とが接着されると、ノズルシート13のヘッドチップ20側の面、バリア層12、及びヘッドチップ20の発熱抵抗体22が形成された面とによって、上記のようにインク液室14が形成される。   Thus, when the head chip 20 on which the barrier layer 12 is formed is arranged in the head chip arrangement hole 11b and the nozzle sheet 13 and the head chip 20 are bonded, the surface of the nozzle sheet 13 on the head chip 20 side, The ink liquid chamber 14 is formed by the barrier layer 12 and the surface of the head chip 20 on which the heating resistor 22 is formed as described above.

続いて、ヘッドチップ20側に設けられた接続パッド23と、ノズルシート13側の配線パターン部13bの電極13c(最表面が金により形成されたメッキ層)とが電気的に接続される。図8は、ヘッドチップ20側の接続パッド23の配置を示す平面図である。なお、図8では、ノズル13a及び接続パッド23を実線で図示している。図8に示すように、1つのヘッドチップ20には、ヘッドチップ20の長手方向に沿って複数の接続パッド23が予め設けられている。なお、上述した図2では、接続パッド23とノズルシート13の配線パターン部13bとの位置関係を断面図で図示している。   Subsequently, the connection pads 23 provided on the head chip 20 side are electrically connected to the electrodes 13c (plating layer formed of gold on the outermost surface) of the wiring pattern portion 13b on the nozzle sheet 13 side. FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of the connection pads 23 on the head chip 20 side. In FIG. 8, the nozzle 13a and the connection pad 23 are shown by solid lines. As shown in FIG. 8, one head chip 20 is provided with a plurality of connection pads 23 in advance along the longitudinal direction of the head chip 20. In addition, in FIG. 2 mentioned above, the positional relationship between the connection pad 23 and the wiring pattern portion 13b of the nozzle sheet 13 is illustrated in a sectional view.

図2に示したように、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11bの領域内にあるノズルシート13のうち、配線パターン部13bの先端には、電極13cが設けられている。さらにノズルシート13の電極13cの周囲には、開口部13dが形成されている。そして、開口部13dから、例えばピン状の加振ツールを挿入し、この加振ツールに超音波振動を付与することで、接続パッド23と配線パターン部13bの電極13cとを超音波による金属接合する。そして、接合後は、開口部13dを樹脂により封止し、封止後には、樹脂がノズルシート13の表面と略一致するようにする(ノズルシート13の表面から盛り上がらないようにする)。   As shown in FIG. 2, an electrode 13 c is provided at the tip of the wiring pattern portion 13 b in the nozzle sheet 13 in the area of the head chip arrangement hole 11 b of the module frame 11. Further, an opening 13 d is formed around the electrode 13 c of the nozzle sheet 13. Then, for example, a pin-like vibration tool is inserted from the opening 13d, and ultrasonic vibration is applied to the vibration tool, so that the connection pad 23 and the electrode 13c of the wiring pattern portion 13b are joined by ultrasonic waves. To do. Then, after bonding, the opening 13d is sealed with resin, and after sealing, the resin is made to substantially coincide with the surface of the nozzle sheet 13 (so as not to rise from the surface of the nozzle sheet 13).

なお、図2に示すように、ノズルシート13の配線パターン部13b上には、プリント基板31が設けられ、このプリント基板31の配線パターン部13bと対向する面上には導電体31aが形成されている。そして、この導電体31aと配線パターン部13bの配線とが電気的に接続されている。これにより、発熱抵抗体22とプリント基板31間(発熱抵抗体22と接続パッド23、接続パッド23と配線パターン部13b、及び配線パターン部13bとプリント基板31)が電気的に接続されることとなる。   As shown in FIG. 2, a printed circuit board 31 is provided on the wiring pattern portion 13b of the nozzle sheet 13, and a conductor 31a is formed on the surface of the printed circuit board 31 that faces the wiring pattern portion 13b. ing. And this conductor 31a and the wiring of the wiring pattern part 13b are electrically connected. Thereby, the heating resistor 22 and the printed circuit board 31 (the heating resistor 22 and the connection pad 23, the connection pad 23 and the wiring pattern portion 13b, and the wiring pattern portion 13b and the printed circuit board 31) are electrically connected. Become.

次に、モジュールフレーム11側から、バッファタンク15を取り付ける。図9は、バッファタンク15を取り付けた状態を示す平面図及び正面図である。また、図10は、バッファタンク15が取り付けられた状態を示す側面の断面図である。   Next, the buffer tank 15 is attached from the module frame 11 side. FIG. 9 is a plan view and a front view showing a state in which the buffer tank 15 is attached. FIG. 10 is a side sectional view showing a state in which the buffer tank 15 is attached.

バッファタンク15は、1つのヘッドモジュール10に対して1つ設けられる。また、図9に示すように、バッファタンク15は、平面図で見たときに、モジュールフレーム11よりやや小さい形状をなし、モジュールフレーム11が鍔部11cを有するようにしているが、モジュールフレーム11と略相似形をなしている。さらに、図10に示すように、バッファタンク15の内部には、空洞となった共通液体流路15aが形成されている。すなわち、バッファタンク15は、下面側(モジュールフレーム11との接着面側)が開口されるとともに、側壁及び天壁が同一厚みに形成され、断面が略逆凹形となるように形成されることで、共通液体流路15aを形成している。   One buffer tank 15 is provided for one head module 10. As shown in FIG. 9, the buffer tank 15 has a shape slightly smaller than the module frame 11 when viewed in a plan view, and the module frame 11 has a flange portion 11c. It is almost similar. Furthermore, as shown in FIG. 10, a common liquid flow path 15 a that is a cavity is formed inside the buffer tank 15. In other words, the buffer tank 15 is formed so that the lower surface side (the surface to be bonded to the module frame 11) is opened, the side wall and the top wall are formed to have the same thickness, and the cross section is substantially reverse concave. Thus, the common liquid channel 15a is formed.

図10に示すように、バッファタンク15の下面側の縁とモジュールフレーム11とが接着剤により接着される。バッファタンク15がモジュールフレーム11上に取り付けられると、図9に示すように、全てのヘッドチップ配置孔11bを被覆するようになる。さらに図10に示すように、バッファタンク15の共通液体流路15aと、各ヘッドチップ20のインク液室14とは、ヘッドチップ配置孔11bとヘッドチップ20との間の流路16を介して連通される。これにより、バッファタンク15は、ヘッドモジュール10における全てのヘッドチップ20の共通液体流路15aを形成する。
また、図9に示すように、バッファタンク15の天壁には、穴15bが形成されており、この穴15bを介してインクタンク(図示せず)から共通液体流路15a内にインクが供給される。
As shown in FIG. 10, the edge on the lower surface side of the buffer tank 15 and the module frame 11 are bonded together with an adhesive. When the buffer tank 15 is mounted on the module frame 11, as shown in FIG. 9, all the head chip arrangement holes 11b are covered. Further, as shown in FIG. 10, the common liquid flow path 15 a of the buffer tank 15 and the ink liquid chamber 14 of each head chip 20 are connected via a flow path 16 between the head chip placement hole 11 b and the head chip 20. Communicated. As a result, the buffer tank 15 forms a common liquid channel 15 a for all the head chips 20 in the head module 10.
Further, as shown in FIG. 9, a hole 15b is formed in the top wall of the buffer tank 15, and ink is supplied from the ink tank (not shown) into the common liquid channel 15a through the hole 15b. Is done.

ここで、図10に示すように、バッファタンク15の下面側の内側縁(図10中、A部)が断面凸状に形成されており、この断面凸状の部分がモジュールフレーム11と当接する。そして、この凸状の部分の外側(凸状の部分に対して段差となっている部分。図10中、B部)に接着剤を入れて接着する。これにより、バッファタンク15の内面がヘッドチップ配置孔11b内に嵌まり込むことはなく、ヘッドチップ20の上面が全て共通液体流路15a内のインクと接することとなる。また、簡単にモジュールフレーム11とバッファタンク15とを接着できるようになり、バッファタンク15の形状も簡易にすることができる。   Here, as shown in FIG. 10, the inner edge (A portion in FIG. 10) on the lower surface side of the buffer tank 15 is formed in a convex section, and this convex section is in contact with the module frame 11. . Then, an adhesive is put on the outer side of this convex part (the part which is a step with respect to the convex part, part B in FIG. 10) and bonded. Thus, the inner surface of the buffer tank 15 does not fit into the head chip arrangement hole 11b, and the upper surface of the head chip 20 is all in contact with the ink in the common liquid channel 15a. Further, the module frame 11 and the buffer tank 15 can be easily bonded, and the shape of the buffer tank 15 can be simplified.

以上のようにしてヘッドモジュール10が完成する。本実施形態のヘッドモジュール10では、平面図(図9参照)で見たときに、バッファタンク15がモジュールフレーム11よりやや小さい略相似形をなしている。すなわち、モジュールフレーム11が鍔部11cを有するようにしつつ、最大限の大きさを確保している。また、断面図(図10参照)で見たときに、バッファタンク15の内面がヘッドチップ配置孔11b内に嵌まり込まない略逆凹形をなしている。すなわち、ヘッドチップ20の全上面を共通液体流路15aの底壁としている。   The head module 10 is completed as described above. In the head module 10 of the present embodiment, the buffer tank 15 has a substantially similar shape slightly smaller than the module frame 11 when viewed in a plan view (see FIG. 9). That is, the maximum size is ensured while the module frame 11 has the flange portion 11c. Further, when viewed in a cross-sectional view (see FIG. 10), the inner surface of the buffer tank 15 has a substantially inverted concave shape that does not fit into the head chip placement hole 11b. That is, the entire upper surface of the head chip 20 is used as the bottom wall of the common liquid channel 15a.

したがって、共通液体流路15a内のインク量が大きく増え、ヘッドチップ20を効率的に冷却することができる。すなわち、ノズル13aからインクを吐出させるため、パルス電流を流して発熱抵抗体22を急速に加熱するが、高温度の環境になるほどヘッドチップ20の性能や寿命、故障に対して悪条件となる。そこで、ヘッドチップ20を常時冷却して保護する必要が生じるが、インク量が増えた分だけ熱容量が大きくなり、しかもヘッドチップ20の全上面から放熱されるので、インクを循環させる冷却システムを稼働させる必要がなくなる。また、高温による共通液体流路15a内のインクの変質も防止できるうえ、インクの安定供給ができ、印刷物のインクかすれ発生等の印刷トラブルを減少させることができる。   Therefore, the amount of ink in the common liquid channel 15a is greatly increased, and the head chip 20 can be efficiently cooled. That is, in order to eject ink from the nozzles 13a, the heating resistor 22 is rapidly heated by supplying a pulse current. However, the higher the temperature environment, the worse the performance, life, and failure of the head chip 20. Therefore, it is necessary to cool and protect the head chip 20 at all times. However, since the heat capacity increases as the ink amount increases and heat is radiated from the entire upper surface of the head chip 20, a cooling system that circulates the ink is operated. There is no need to let them. In addition, the quality of the ink in the common liquid channel 15a due to high temperature can be prevented, the ink can be stably supplied, and printing troubles such as ink smearing of printed matter can be reduced.

さらに本実施形態では、このヘッドモジュール10を複数用いて、1つの液体吐出ヘッド1を形成する。
図11は、ヘッドモジュール10を並べて配置した状態を示す平面図及び正面図である。図11中、平面図では複数のヘッドモジュール10を図示しているが、正面図では、1つのヘッドモジュール10が配置された状態を図示している。
Furthermore, in the present embodiment, one liquid discharge head 1 is formed by using a plurality of the head modules 10.
FIG. 11 is a plan view and a front view showing a state in which the head modules 10 are arranged side by side. In FIG. 11, the plan view shows a plurality of head modules 10, but the front view shows a state in which one head module 10 is arranged.

本実施形態では、図11の平面図に示すように、ベース治具C上に、4つのヘッドモジュール10を直列に整列させる。この場合に、各ヘッドモジュール10の両端部の係合部11a同士が係合するように、すなわち、略L形に切り欠かれた部分同士が互いに連結するように配置する。このようにして4つのヘッドモジュール10を1列に整列させることで、A4対応のラインヘッドを形成する。さらに、このヘッドモジュール10列(4個のヘッドモジュール10からなるもの)を4列並べて(図11の平面図では、ヘッドモジュール10列を3列並べるとともに、一番下の列のヘッドモジュール10列では、1つのヘッドモジュール10がベース治具C上に載置された状態を図示している)、Y、M、C、及びKの4色(カラー)対応のカラーラインヘッドを形成する。   In the present embodiment, as shown in the plan view of FIG. 11, the four head modules 10 are aligned in series on the base jig C. In this case, it arrange | positions so that the engaging parts 11a of the both ends of each head module 10 may engage, ie, the parts cut out in the substantially L shape mutually connect. By aligning the four head modules 10 in a row in this way, a line head corresponding to A4 is formed. Furthermore, four rows of the head modules (consisting of four head modules 10) are arranged in four rows (in the plan view of FIG. 11, three rows of head modules 10 are arranged, and the head module 10 rows in the lowermost row are arranged. Here, a state in which one head module 10 is placed on the base jig C is illustrated), and a color line head corresponding to four colors (color) of Y, M, C, and K is formed.

なお、直列に接続された2つのヘッドモジュール10を、それぞれヘッドモジュール「N」(左側)、ヘッドモジュール「N+1」(右側)とし、ヘッドモジュール「N」及び「N+1」内の4つのヘッドチップ20を左側から順に、20A、20B、20C、及び20Dとすると、ヘッドモジュール「N」のヘッドチップ20Dと、ヘッドモジュール「N+1」のヘッドチップ20Aとは、少なくとも1つのノズル13aが、ヘッドチップ20の並び方向においてオーバーラップするように配置される。すなわち、ヘッドモジュール「N」のヘッドチップ20Dのうち、最もヘッドモジュール「N+1」側にあるノズル13aは、ヘッドモジュール「N+1」のヘッドチップ20Aのうち、最もヘッドモジュール「N」側にあるノズルよりも、右側に位置するように配置される。   The two head modules 10 connected in series are respectively referred to as a head module “N” (left side) and a head module “N + 1” (right side), and the four head chips 20 in the head modules “N” and “N + 1”. Are 20A, 20B, 20C, and 20D in order from the left side, the head chip 20D of the head module “N” and the head chip 20A of the head module “N + 1” include at least one nozzle 13a. It arrange | positions so that it may overlap in a row direction. That is, among the head chips 20D of the head module “N”, the nozzle 13a that is closest to the head module “N + 1” is more than the nozzle that is closest to the head module “N” among the head chips 20A of the head module “N + 1”. Are also arranged on the right side.

そして、上記のように、1列4個のヘッドモジュール10を4列配置した後、ヘッドフレーム2と貼り合わせる。ヘッドフレーム2は、剛性の高い金属板等に対して、直列に配置された4個のヘッドモジュール10を内部に配置可能なようにヘッドモジュール配置孔2aが4個形成されたものである。すなわち、図11に示したように配置された4個のヘッドモジュール10が内部に入り込むように、ヘッドモジュール配置孔2aが形成されたものである。   Then, as described above, four head modules 10 in one row are arranged in four rows, and then bonded to the head frame 2. The head frame 2 has four head module arrangement holes 2a formed on a highly rigid metal plate or the like so that four head modules 10 arranged in series can be arranged inside. That is, the head module arrangement hole 2a is formed so that the four head modules 10 arranged as shown in FIG.

図12は、ヘッドモジュール10をヘッドフレーム2のヘッドモジュール配置孔2a内に貼り付ける手順を示す説明図である。
図12に示すように、ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11は、バッファタンク15の外面から全体的に突出する鍔部11cを有している。そして、ヘッドモジュール配置孔2aの大きさは、バッファタンク15よりも若干大きく、モジュールフレーム11よりも若干小さくなっている。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a procedure for attaching the head module 10 into the head module placement hole 2 a of the head frame 2.
As shown in FIG. 12, the module frame 11 of the head module 10 has a flange 11 c that protrudes entirely from the outer surface of the buffer tank 15. The size of the head module placement hole 2 a is slightly larger than the buffer tank 15 and slightly smaller than the module frame 11.

そのため、ヘッドモジュール10をヘッドモジュール配置孔2aに挿入すると、鍔部11cによってヘッドモジュール10が整列し、上下方向の位置決めができることとなる。したがって、ベース治具C(図11参照)は、ヘッドモジュール10の左右方向の位置決めができれば良いので、3次元的な位置決めから2次元的な位置決めのものに簡略化することができる。なお、鍔部11cは、バッファタンク15の外面から部分的に突出していても良い。   Therefore, when the head module 10 is inserted into the head module disposition hole 2a, the head module 10 is aligned by the flange portion 11c and can be positioned in the vertical direction. Accordingly, since the base jig C (see FIG. 11) only needs to be able to position the head module 10 in the left-right direction, it can be simplified from three-dimensional positioning to two-dimensional positioning. Note that the flange portion 11 c may partially protrude from the outer surface of the buffer tank 15.

このようにヘッドフレーム2が配置されたときは、図1に示す状態となり、液体吐出ヘッド1が形成される。また、図1中、X方向矢視側面図に示すように、各ヘッドモジュール10のバッファタンク15はヘッドモジュール配置孔2aと接触しないが、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11(図12に示す鍔部11c)とヘッドフレーム2とが接触し、この両者が接着されることで、ヘッドフレーム2と各ヘッドモジュール10とが固定される。   When the head frame 2 is thus arranged, the state shown in FIG. 1 is obtained, and the liquid discharge head 1 is formed. 1, the buffer tank 15 of each head module 10 does not come into contact with the head module placement hole 2a, but the module frame 11 (see FIG. 12) of each head module 10. The part 11c) and the head frame 2 come into contact with each other, and the two are bonded together, so that the head frame 2 and each head module 10 are fixed.

なお、図1中、X方向矢視側面図に示すように、ヘッドフレーム2をヘッドモジュール10に接着する前に、別工程にて、ヘッドフレーム2の下面側にはプリント基板3が接着される。プリント基板3は、平面図で見たときに、ヘッドフレーム2のヘッドモジュール配置孔2aを避けるように形成されている。また、図1中、X方向矢視側面図に示すように、プリント基板3は、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とは接触せず、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11間に配置される。   As shown in the side view in the direction of the arrow X in FIG. 1, before the head frame 2 is bonded to the head module 10, the printed circuit board 3 is bonded to the lower surface side of the head frame 2 in a separate process. . The printed circuit board 3 is formed so as to avoid the head module arrangement hole 2a of the head frame 2 when viewed in a plan view. 1, the printed circuit board 3 is disposed between the module frames 11 of the head modules 10 without contacting the module frames 11 of the head modules 10.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)モジュールフレーム11には4つのヘッドチップ配置孔11bを形成することで、1つのヘッドモジュール10には4つのヘッドチップ20が搭載されるようにした。しかし、これに限らず、1つのヘッドモジュール10に対してヘッドチップ20を何個搭載しても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications such as the following are possible.
(1) Four head chip placement holes 11b are formed in the module frame 11, so that four head chips 20 are mounted on one head module 10. However, the present invention is not limited to this, and any number of head chips 20 may be mounted on one head module 10.

(2)ラインヘッドとして液体吐出ヘッド1を形成する場合には、本実施形態では、4個のヘッドモジュール10を直列に接続したヘッドモジュール10列を4列設けたが、これに限らず、液体吐出ヘッド1の用途や色数に応じて、1つの液体吐出ヘッド1のヘッドモジュール10数を増減することが可能である。ここで、ヘッドモジュール10が1つの場合のように、ヘッドフレーム2との貼り合わせが考えられない場合等は、鍔部11cを設けず、バッファタンク15の平面形状をモジュールフレーム11の外形と同一形とすることもできる。   (2) In the case where the liquid discharge head 1 is formed as a line head, in this embodiment, four rows of head modules 10 in which four head modules 10 are connected in series are provided. The number of head modules 10 of one liquid discharge head 1 can be increased or decreased according to the use of the discharge head 1 and the number of colors. Here, when bonding with the head frame 2 cannot be considered as in the case of one head module 10, the flange 11c is not provided, and the planar shape of the buffer tank 15 is the same as the outer shape of the module frame 11. It can also be shaped.

図13は、ヘッドモジュール10の他の実施形態を示す斜視図である。
図13に示すヘッドモジュール10は、バッファタンク15とモジュールフレーム11とが同一外形になるようにしたものであり、それによってバッファタンク15がより拡大される。したがって、内部に一時貯留されるインク量が一層増え、さらなる冷却効果の向上が期待できる。
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the head module 10.
The head module 10 shown in FIG. 13 is configured such that the buffer tank 15 and the module frame 11 have the same outer shape, whereby the buffer tank 15 is further enlarged. Therefore, the amount of ink temporarily stored inside can be further increased, and further improvement of the cooling effect can be expected.

本発明による液体吐出ヘッドの一実施形態を示す平面図及び図中、X方向の矢視側面図(断面図)である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a liquid discharge head according to the present invention and a side view (cross-sectional view) in the direction of the arrow in the X direction. 液体吐出ヘッド内に実装されているヘッドチップとその周囲の構成を示す断面図及び下面から見た平面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a head chip mounted in a liquid discharge head and a configuration around the head chip and a plan view seen from the bottom surface. 1つのヘッドモジュールを示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show one head module. ノズルシート及びモジュールフレームを分解して示す平面図である。It is a top view which decomposes | disassembles and shows a nozzle sheet and a module frame. モジュールフレームをノズルシート上に配置した状態を示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show the state which has arrange | positioned the module frame on the nozzle sheet | seat. ヘッドチップ配置孔内のノズルシートにノズル列が形成された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state by which the nozzle row | line was formed in the nozzle sheet | seat in a head chip arrangement | positioning hole. 各ヘッドチップ配置孔内に、バリア層を積層したヘッドチップを配置・固定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned and fixed the head chip which laminated | stacked the barrier layer in each head chip arrangement | positioning hole. ヘッドチップ側の接続パッドの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the connection pad by the side of a head chip. バッファタンクをヘッドモジュールに取り付けた状態を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the state which attached the buffer tank to the head module. バッファタンクが取り付けられた状態を示す側面の断面図である。It is sectional drawing of the side surface which shows the state in which the buffer tank was attached. ヘッドモジュールを並べて配置した状態を示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show the state which arranged the head module side by side. ヘッドモジュールをヘッドフレームのヘッドモジュール配置孔内に貼り付ける手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the procedure which affixes a head module in the head module arrangement | positioning hole of a head frame. ヘッドモジュールの他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of a head module.

符号の説明Explanation of symbols

1 液体吐出ヘッド
2 ヘッドフレーム
2a ヘッドモジュール配置孔
3 プリント基板
10 ヘッドモジュール
11 モジュールフレーム
11a 係合部
11b ヘッドチップ配置孔
11c 鍔部
12 バリア層
13 ノズルシート
13a ノズル
13b 配線パターン部
13c 電極
13d 開口部
14 インク液室
15 バッファタンク
15a 共通液体流路
15b 穴
16 流路
20 ヘッドチップ
21 半導体基板
22 発熱抵抗体
23 接続パッド
31 プリント基板
31a 導電体
C ベース治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid discharge head 2 Head frame 2a Head module arrangement | positioning hole 3 Printed circuit board 10 Head module 11 Module frame 11a Engagement part 11b Head chip arrangement | positioning hole 11c Eaves part 12 Barrier layer 13 Nozzle sheet 13a Nozzle 13b Wiring pattern part 13c Electrode 13d Opening part 14 Ink liquid chamber 15 Buffer tank 15a Common liquid flow path 15b Hole 16 Flow path 20 Head chip 21 Semiconductor substrate 22 Heating resistor 23 Connection pad 31 Printed circuit board 31a Conductor C Base jig

Claims (6)

複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ノズルシートの一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと、
前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層され、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通液体流路を形成するためのバッファタンクと
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、
前記バッファタンクは、前記モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、前記共通液体流路を形成し、
前記バッファタンクの側壁の内面前記ヘッドチップの上面が全て前記共通液体流路内の液体と接するように、前記ヘッドチップが配置された前記ヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、
前記バッファタンクの側壁の外面、前記モジュールフレームの外形に沿った形状となされてい
ヘッドモジュール。
A head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals;
A nozzle sheet on which nozzles for discharging droplets are formed;
A liquid chamber forming member that is stacked between the formation surface of the energy generating element of the head chip and the nozzle sheet, and forms a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles;
A module frame in which a head chip placement hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and placing the head chip therein is formed;
A buffer tank that is laminated on a surface opposite to the surface of the module frame that is bonded to the nozzle sheet, and that forms a common liquid channel that communicates with all the liquid chambers of the head chip,
A head module for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzle by the energy generating element;
The buffer tank is formed such that a lower surface side laminated on the module frame is opened and a cross section in a laminating direction is formed in a reverse concave shape by a side wall and a top wall, thereby forming the common liquid channel. ,
The inner surface of the side wall of the buffer tank has a shape that does not fit into the head chip arrangement hole in which the head chip is arranged so that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid channel. And
The outer surface of the side wall of the buffer tank, the head modules that have been made with the shape along the outer shape of the module frame.
請求項1に記載のヘッドモジュールにおいて、
前記バッファタンクと前記モジュールフレームとの積層方向から見た前記バッファタンクの平面形状が、前記モジュールフレームの外形と同一形であ
ヘッドモジュール。
The head module according to claim 1,
The buffer tank and the planar shape of the buffer tank as viewed from the stacking direction of the module frame, the outer shape and the head module Ru same shape der of the module frame.
請求項1に記載のヘッドモジュールにおいて、
前記バッファタンクと前記モジュールフレームとの積層方向から見た前記バッファタンクの平面形状が、前記モジュールフレームの外形よりも小さい相似形であ
ヘッドモジュール。
The head module according to claim 1,
The planar shape of the buffer tank is less similar shape der Ru head modules than the outline of the module frame as viewed from the stacking direction of the buffer tank and the module frame.
複数のヘッドモジュールと、
直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するためのヘッドモジュール配置孔が形成され、そのヘッドモジュール配置孔内に配置された各前記ヘッドモジュールと貼り合わせられたヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ノズルシートの一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと、
前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層され、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通液体流路を形成するためのバッファタンクと
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記バッファタンクは、前記モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、前記共通液体流路を形成し、
前記バッファタンクの側壁の内面前記ヘッドチップの上面が全て前記共通液体流路内の液体と接するように、前記ヘッドチップが配置された前記ヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、
前記バッファタンクの側壁の外面、前記モジュールフレームの外形に沿った形状となされており、
前記モジュールフレームは、前記バッファタンクの外面から部分的又は全体的に突出する鍔部を有し、
各前記モジュールフレームの各前記鍔部と前記ヘッドフレームとが貼り合わせられて、複数の前記ヘッドモジュールが前記ヘッドモジュール配置孔内に配置されてい
液体吐出ヘッド。
Multiple head modules;
A head module arrangement hole for arranging a plurality of the head modules arranged in series inside is formed, and each of the head modules arranged in the head module arrangement hole is attached to a head frame. ,
The head module is
A head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals;
A nozzle sheet on which nozzles for discharging droplets are formed;
A liquid chamber forming member that is stacked between the formation surface of the energy generating element of the head chip and the nozzle sheet, and forms a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles;
A module frame in which a head chip placement hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and placing the head chip therein is formed;
A buffer tank that is laminated on a surface opposite to the surface of the module frame that is bonded to the nozzle sheet, and that forms a common liquid channel that communicates with all the liquid chambers of the head chip,
A liquid discharge head for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzle by the energy generating element;
The buffer tank is formed such that a lower surface side laminated on the module frame is opened and a cross section in a laminating direction is formed in a reverse concave shape by a side wall and a top wall, thereby forming the common liquid channel. ,
The inner surface of the side wall of the buffer tank has a shape that does not fit into the head chip arrangement hole in which the head chip is arranged so that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid channel. And
The outer surface of the side wall of the buffer tank is made with a shape along the outer shape of the module frame,
The module frame comprises a flange portion partially or totally protrudes from the outer surface of the buffer tank,
Each said module said is the head frame pasted with each said flange portion of the frame, the liquid ejection head a plurality of the head modules that are located in the head module positioned within the bore.
複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ノズルシートの一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと、
前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層され、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通液体流路を形成するためのバッファタンクと
を備えるとともに、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記バッファタンクは、前記モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、前記共通液体流路を形成し、
前記バッファタンクの側壁の内面前記ヘッドチップの上面が全て前記共通液体流路内の液体と接するように、前記ヘッドチップが配置された前記ヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、
前記バッファタンクの側壁の外面、前記モジュールフレームの外形に沿った形状となされており、
前記ヘッドチップ、前記ノズルシート、前記液室形成部材、前記モジュールフレーム、及び前記バッファタンクによって構成されるヘッドモジュールを、複数直列に配置した液体吐出ヘッドを備え
液体吐出装置。
A head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals;
A nozzle sheet on which nozzles for discharging droplets are formed;
A liquid chamber forming member that is stacked between the formation surface of the energy generating element of the head chip and the nozzle sheet, and forms a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles;
A module frame in which a head chip placement hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and placing the head chip therein is formed;
A buffer tank for forming a common liquid flow path that is laminated on a surface of the module frame opposite to the bonding surface with the nozzle sheet and that communicates with all the liquid chambers of the head chip, and
A liquid ejection device that ejects the liquid in the liquid chamber from the nozzle by the energy generating element,
The buffer tank is formed such that a lower surface side laminated on the module frame is opened and a cross section in a laminating direction is formed in a reverse concave shape by a side wall and a top wall, thereby forming the common liquid channel. ,
The inner surface of the side wall of the buffer tank has a shape that does not fit into the head chip arrangement hole in which the head chip is arranged so that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid channel. And
The outer surface of the side wall of the buffer tank is made with a shape along the outer shape of the module frame,
Said head chip, the nozzle sheet, the liquid chamber forming member, said module frame, and the head module constituted by the buffer tank, the liquid ejection apparatus Ru comprising a liquid ejection head arranged in a plurality in series.
複数のヘッドモジュールと、
直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するためのヘッドモジュール配置孔が形成され、そのヘッドモジュール配置孔内に配置された各前記ヘッドモジュールと貼り合わせられたヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ノズルシートの一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと、
前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの貼合せ面と反対側の面に積層され、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通液体流路を形成するためのバッファタンクと
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記バッファタンクは、前記モジュールフレームに積層される下面側が開口されるとともに、積層方向の断面が側壁及び天壁によって逆凹形となるように形成されることで、前記共通液体流路を形成し、
前記バッファタンクの側壁の内面は、前記ヘッドチップの上面が全て前記共通液体流路内の液体と接するように、前記ヘッドチップが配置された前記ヘッドチップ配置孔内に嵌まり込むことのない形状となされ、
前記バッファタンクの側壁の外面は、前記モジュールフレームの外形に沿った形状となされており、
前記ノズルシートの一方の面に前記モジュールフレームを貼り合わせる第1工程と、
前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに、前記ヘッドチップ配置孔の領域内に前記ヘッドチップが配置されたときに前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記ノズルが配置されるようにノズル列を形成する第2工程と、
前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と、前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに形成された各前記ノズルとが対向するように、前記ヘッドチップ配置孔内に、前記液室形成部材を設けた前記ヘッドチップを配置する第3工程と、
前記バッファタンクを前記モジュールフレームと前記ノズルシートとの貼合わせ面と反対側の面に配置する第4工程と
を含む工程により前記ヘッドモジュールを形成するとともに、
前記第4工程により形成された前記ヘッドモジュールを前記ヘッドフレームの前記ヘッドモジュール配置孔内に配置し、前記バッファタンクの外面から部分的又は全体的に突出する前記モジュールフレームの鍔部と前記ヘッドフレームとを貼り合わせる第5工程と
を含液体吐出ヘッドの製造方法。
Multiple head modules;
A head module arrangement hole for arranging a plurality of the head modules arranged in series inside is formed, and each of the head modules arranged in the head module arrangement hole is attached to a head frame. ,
The head module is
A head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals;
A nozzle sheet on which nozzles for discharging droplets are formed;
A liquid chamber forming member that is stacked between the formation surface of the energy generating element of the head chip and the nozzle sheet, and forms a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles;
A module frame in which a head chip placement hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and placing the head chip therein is formed;
A buffer tank that is laminated on a surface opposite to the surface of the module frame that is bonded to the nozzle sheet, and that forms a common liquid channel that communicates with all the liquid chambers of the head chip,
A method of manufacturing a liquid discharge head for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzle by the energy generating element,
The buffer tank is formed such that a lower surface side laminated on the module frame is opened and a cross section in a laminating direction is formed in a reverse concave shape by a side wall and a top wall, thereby forming the common liquid channel. ,
The inner surface of the side wall of the buffer tank has a shape that does not fit into the head chip arrangement hole in which the head chip is arranged so that the upper surface of the head chip is in contact with the liquid in the common liquid channel. And
The outer surface of the side wall of the buffer tank has a shape along the outer shape of the module frame,
A first step of attaching the module frame to one surface of the nozzle sheet;
When the head chip is arranged in the area of the head chip arrangement hole, the nozzle is located at a position facing each energy generating element of the head chip in the nozzle sheet in the area of the head chip arrangement hole. A second step of forming the nozzle row to be disposed;
The liquid chamber is formed in the head chip arrangement hole so that each energy generating element of the head chip and each nozzle formed in the nozzle sheet in the area of the head chip arrangement hole face each other. A third step of disposing the head chip provided with a member;
Forming the head module by a step including a fourth step of disposing the buffer tank on a surface opposite to the bonding surface of the module frame and the nozzle sheet;
The head module formed in the fourth step is disposed in the head module disposition hole of the head frame, and the flange portion of the module frame and the head frame project partially or entirely from the outer surface of the buffer tank. fifth step and the manufacturing method of including a liquid discharge head bonding and.
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