JP2005138529A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、及び液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラインヘッドに用いて好適な液体吐出ヘッドを、安価かつ高精度に製造するとともに、インク漏れを防止する。
【解決手段】インクを吐出するノズル列を形成したノズルシート13上にモジュールフレーム11が接合されている。モジュールフレーム11にはヘッドチップ配置孔が形成されており、発熱抵抗体及びインク液室を有するヘッドチップがヘッドチップ配置孔内に配置されることで、ヘッドモジュール10が形成されている。このヘッドモジュール10を直列に複数配置し、ヘッドフレーム2のヘッドモジュール配置孔内に配置することで、液体吐出ヘッドが形成されている。ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とヘッドフレーム2とが、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤Dにより接着されている。
【選択図】図17
【解決手段】インクを吐出するノズル列を形成したノズルシート13上にモジュールフレーム11が接合されている。モジュールフレーム11にはヘッドチップ配置孔が形成されており、発熱抵抗体及びインク液室を有するヘッドチップがヘッドチップ配置孔内に配置されることで、ヘッドモジュール10が形成されている。このヘッドモジュール10を直列に複数配置し、ヘッドフレーム2のヘッドモジュール配置孔内に配置することで、液体吐出ヘッドが形成されている。ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とヘッドフレーム2とが、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤Dにより接着されている。
【選択図】図17
Description
本発明は、インクジェットプリンタ等のヘッドとして用いられる液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドを備えるインクジェットプリンタ等の液体吐出装置、及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。詳しくは、特にラインヘッドに用いて好適な液体吐出ヘッドを安価かつ高精度に製造するとともに、液体のシール機能を確保することで液体漏れを防止する技術に関するものである。
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(液体吐出ヘッド)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技術が開示されている。
特開2002−127427号公報
特開2003−25579号公報
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技術が開示されている。
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。また、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付けられ、ノズルシートが支持されている。さらにまた、ヘッドフレーム及びヘッドチップの上部には、インク供給管を有する流路板が接合されている。
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層間には、インク液室が設けられている。
また、複数のプリントヘッドダイ40(ヘッドチップ)を備えたものを1つのインクジェットプリントヘッドモジュール90とし、そのインクジェットプリントヘッドモジュール90を繋いで延長できる技術が知られている(例えば、特許文献3(特に、図8)参照)。
特開2002−86695号公報
しかし、前述の特許文献1及び特許文献2の技術では、ノズル形成部材は、全てのヘッドチップに対応するノズルを形成したものであるので大型化してしまうが、その大型化により、全ての領域にわたって平坦性を確保した状態でヘッドチップを貼り付けることが要求され、組立コストが高くなるという問題がある。
一方、特許文献3の技術では、複数のインクジェットプリントヘッドモジュール90を連結することによってラインヘッドを形成することができるので、生産性を高めることができる。
しかし、複数のプリントヘッドダイ40相互間のノズル開口部472の位置精度を、どのようにして確保するかについては何ら言及がない。例えば特許文献1及び特許文献2のように、1つのノズル形成部材に対して全てのヘッドチップのノズルを形成すれば、ノズル間の相対位置ずれはほとんどない。これに対し、特許文献3のように、複数のプリントヘッドダイ40を配置する場合には、プリントヘッドダイ40間の相対位置ずれが生じると、ノズル位置ずれが生じてしまう。
しかし、複数のプリントヘッドダイ40相互間のノズル開口部472の位置精度を、どのようにして確保するかについては何ら言及がない。例えば特許文献1及び特許文献2のように、1つのノズル形成部材に対して全てのヘッドチップのノズルを形成すれば、ノズル間の相対位置ずれはほとんどない。これに対し、特許文献3のように、複数のプリントヘッドダイ40を配置する場合には、プリントヘッドダイ40間の相対位置ずれが生じると、ノズル位置ずれが生じてしまう。
また、特許文献3の技術では、複数のプリントヘッドダイ40間におけるインク吐出面の平面度を、どのようにして確保するかについては何ら言及がない。
ここで、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、各ノズル開口部472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、全てのノズル開口部472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。
ここで、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、各ノズル開口部472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、全てのノズル開口部472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。
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。
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、ノズル面、すなわち特許文献3におけるノズル開口部472の形成面の位置精度については、高精度が要求される。
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、ノズル面、すなわち特許文献3におけるノズル開口部472の形成面の位置精度については、高精度が要求される。
さらに、上記特許文献1及び特許文献2の技術では、ヘッドチップ、流路板、及びヘッドフレーム間を接着しているが、このような箇所での接着時には、一定以上の接着剤の厚みを確保して、確実にシールする必要がある。なぜなら、一定以上の接着剤の厚みがないと、インク漏れが発生するおそれがあるためである。しかし、上記特許文献1及び特許文献2では、接着剤の一定以上の厚みをどのように確保するかについては、十分な検討がなされていなかった。
また、特許文献3の技術では、特許文献3の図3及び段落番号「0030」に記載されているように、インク送出系50のマニフォルド52が担体30の第2の面302に装着されているが、インク漏れを防止するために、どのような接着技法を採用したか等については、言及がない。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、特にラインヘッドに用いて好適な液体吐出ヘッドを、安価かつ高精度に製造するとともに、液体の流入や流出のある箇所の接着部分では、接着剤層の一定以上の厚みを確保することで、インク漏れを防止することである。
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複数配列したノズル列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接合さ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孔であってその領域内には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列が位置する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を含む複数のヘッドモジュールを備え、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、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、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールに対して上方から配置することで、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと接合したヘッドフレームと、各前記ヘッドモジュールにおける前記モジュールフレームの前記ヘッドフレームとの接合面と前記ヘッドフレームとの間に設けられ、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤からなり、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと前記ヘッドフレームとを接着する接着剤層とを備えることを特徴とする。
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複数配列したノズル列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接合さ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孔であってその領域内には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列が位置する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を含む複数のヘッドモジュールを備え、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、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、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールに対して上方から配置することで、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと接合したヘッドフレームと、各前記ヘッドモジュールにおける前記モジュールフレームの前記ヘッドフレームとの接合面と前記ヘッドフレームとの間に設けられ、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤からなり、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと前記ヘッドフレームとを接着する接着剤層とを備えることを特徴とする。
上記発明においては、ノズルシートとモジュールフレームとが接合されている。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おり、このヘッドチップ配置孔内に、ノズルシートのノズル列が配置されている。そして、ヘッドチップがヘッドチップ配置孔内に配置されることで、ヘッドチップのエネルギー発生素子とノズルとが対向している。
また、複数のヘッドモジュールが直列に配置されたものが、ヘッドフレームのヘッドモジュール配置孔内に配置されている。このとき、各ヘッドモジュールのモジュールフレームとヘッドフレームとが接着剤層によって接着されている。そして、この接着剤層は、粒子含有接着剤からなる。したがって、ヘッドモジュールのモジュールフレームとヘッドフレームとの間に介在する接着剤層の厚みは、少なくとも粒子径以上となる。
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。
また、本発明の接着剤層としての粒子含有接着剤は、実施形態では、直径が50〜100μm程度の粒子を含有させたシリコーン接着剤からなる粒子含有接着剤Dである。
また、本発明の接着剤層としての粒子含有接着剤は、実施形態では、直径が50〜100μm程度の粒子を含有させたシリコーン接着剤からなる粒子含有接着剤Dである。
本発明によれば、ヘッドチップ配置孔内のノズルシートにはヘッドチップのみが接着等されるので、ノズル面に不要なストレスがかかりにくくなり、ノズル面の平坦性や位置精度を容易に確保することができる。
また、複数のヘッドモジュールを直列に配列したものをヘッドフレームのヘッドモジュール配置孔内に配置するときに、各ヘッドモジュールのモジュールフレームとヘッドフレームとを、粒子含有接着剤からなる接着剤層により接着することで、粒子径以上の接着剤層の厚みを確保することができる。これにより、例えば、直列に配置された複数のヘッドモジュールのモジュールフレームの表面高さ(ヘッドフレームとの接合面の位置)や、ヘッドフレームの反り等により生じる寸法ばらつきがあっても、必要最小限の(粒子径以上の)接着剤層の厚みを確保することができる。
よって、ヘッドモジュールのモジュールフレームとヘッドフレームとの接合面を確実にシールすることができる。
ゆえに、ヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッドの製造を、安価かつ高精度に行うことができると同時に、インク漏れを防止することができる。
ゆえに、ヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッドの製造を、安価かつ高精度に行うことができると同時に、インク漏れを防止することができる。
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。
なお、本明細書及び特許請求の範囲における以下の用語は、以下の意味で使用する。
「接合」とは、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を意味し、(1)部材同士を接着剤を介して接着することと、(2)熱圧着、超音波振動を付与することによる超音波接合、又は溶接等により、接着剤を用いずに(両部材間に接着剤が介在せずに)接合(結合)することの双方を含む。
また、「接着」とは、上記の接合の一種であって、部材同士を接着剤(層)を介して(部材間に接着剤(層)を介在させて)結合する(貼り合わせる)ことをいい、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を目的とするものをいう。
なお、本明細書及び特許請求の範囲における以下の用語は、以下の意味で使用する。
「接合」とは、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を意味し、(1)部材同士を接着剤を介して接着することと、(2)熱圧着、超音波振動を付与することによる超音波接合、又は溶接等により、接着剤を用いずに(両部材間に接着剤が介在せずに)接合(結合)することの双方を含む。
また、「接着」とは、上記の接合の一種であって、部材同士を接着剤(層)を介して(部材間に接着剤(層)を介在させて)結合する(貼り合わせる)ことをいい、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を目的とするものをいう。
さらにまた、「粘着」とは、永久接着に対する語であって、結合後の分離(又は剥離)を前提とする一時的な接着をいい、粘着剤(層)を用いて部材同士を結合する(貼り合わせる)ことをいう。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
モジュールフレーム11は、厚みが約0.5mm程度のインバー鋼やアルミナセラミックス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。
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(第1工程)。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。
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の方が線膨張率が大きい(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。
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。
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(第2工程)。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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を配置し、かつ接合する(第3工程)。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ことで、ノズルシート13に接合される。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。
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とが接合されると、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。
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。
図9は、ヘッドチップ20の接続パッド23と、ノズルシート13との配線パターン部13bの電極13cとの接続方法を説明する側面の断面図である。
図2及び図9に示すように、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。
図2及び図9に示すように、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、図9に示すように、ノズルシート13のモジュールフレーム11が接着された面と反対側の面における開口部13dから、ピン状の加振ツールTを挿入し、この加振ツールT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を樹脂により封止する(図2参照)。図2に示したように、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)。
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。
また、図10は、超音波接合の他の実施形態を示す側面の断面図である。図10の例は、ノズルシート13に対して、超音波接合のための開口部を形成しないようにした例を示すものである。この場合には、図10に示すように、モジュールフレーム11側からヘッドチップ配置孔11bを介してヘッドチップ20に直接加振ツールTを当て、ヘッドチップ20に対して超音波を付与するようにする。このようにしても、上記と同様に、ヘッドチップ20の接続パッド23と、配線パターン部13bの電極13cとを超音波接合することができる。
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11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12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。
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11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すが、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12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。特に本実施形態のバッファタンク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。
図12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11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12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11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。
ここで、図12に示すように、バッファタンク15の下面側の内側縁(図12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12中、B部)に接着剤を入れて接着(接合)する。これにより、簡単に両者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。また、バッファタンク15の下面側において、内側縁の断面凸状の部分がモジュールフレーム11と当接することにより、接着剤が内部(共通液体流路15aやヘッドチップ20側)に入り込んでしまうことを防止できる。
なお、ヘッドチップ20の上部に共通液体流路15aを形成してヘッドチップ20の上部を封止する場合に、例えば、接着剤が多すぎると、インク液室14内に接着剤が入り込んでインク液室をつまらせるおそれがある。一方、接着剤が少なすぎると、完全にヘッドチップ20の上部を封止することができず、インク漏れが発生するおそれがある。このため、接着剤の塗布量を十分に管理する必要があった。
しかし、本実施形態では、上述したように、バッファタンク15は、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11b内に入り込んでヘッドチップ20やノズルシート13とは接着されず、モジュールフレーム11とのみ接着される。このような形状とすることで、高度な接着剤の塗布技術が不要となり、接着剤の塗布管理がしやすくなる。また、接着剤の塗布に伴う不良の発生頻度を少なくすることができる。
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、ヘッドチップ配置孔11b内にあるノズルシート13には、ヘッドチップ20以外の部品が接触しない(接着されない)ので、ノズルシート13に不要なストレスがかからなくなる。したがって、ノズル13a表面の平坦性及びノズル13aの高い位置精度を確保することができる。
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13は、複数のヘッドモジュール10を並べて配置した状態を示す平面図(上側)及び正面図(下側)である。
ベース治具Cは、透光性材料(例えばガラス)から形成されるとともに、上面が平坦面である保持プレートC1を支持枠C2によって保持したものである。さらに、保持プレートC1の上面(ヘッドモジュール10が載置される面)には、粘着シートC3が貼り合わせられている。この粘着シートC3の表面もまた、平坦面である。粘着シートC3は、本実施形態ではUVシート(紫外線の照射によって粘着力を消失する機能を有する粘着剤層を両面に設けたシート)である。
本実施形態では、ベース治具Cの粘着シートC3上に、マウンターを用いて4つのヘッドモジュール10を直列に整列させる(第4工程)。ここで、ベース治具C上には、アライメントマーク(図示せず)が設けられており、このアライメントマークを基準として各ヘッドモジュール10が所定位置に配置される(位置決めされる)。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、すなわち略L形に切り欠かれた部分同士が互いに係合(連結)する。
また、ベース治具C上に載置されたヘッドモジュール10は、粘着シートC3の粘着力によって、載置された位置で保持される。すなわち、ヘッドモジュール10のノズルシート13と粘着シートC3とが粘着される。
また、ベース治具C上に載置されたヘッドモジュール10は、粘着シートC3の粘着力によって、載置された位置で保持される。すなわち、ヘッドモジュール10のノズルシート13と粘着シートC3とが粘着される。
以上のようにして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13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、3つのヘッドモジュール10がベース治具C上に既に載置され、最後の1個のヘッドモジュール10を載置するときの様子を図示している)、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。
また、このように複数のヘッドモジュール10がベース治具C上に載置されたときは、各ヘッドモジュール10におけるノズルシート13のインク液滴の吐出面(モジュールフレーム11が貼り合わせられた面と反対側の面)は、同一平面(ベース治具Cの粘着シートC3上の面)に位置するようになる。
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。
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とヘッドモジュール10とを接着する(第5工程)。図14は、ヘッドモジュール10と接着する直前のヘッドフレーム2を示す平面図である。
ヘッドフレーム2は、剛性の高い金属板等からなり、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13に示したように直列に配置された4つのヘッドモジュール10に対して、ヘッドフレーム2を上側から配置したときに、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。
ヘッドフレーム2は、剛性の高い金属板等からなり、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13に示したように直列に配置された4つのヘッドモジュール10に対して、ヘッドフレーム2を上側から配置したときに、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。
また、図14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の一方の面側(図14中、裏面側)にはプリント基板3が接着されている。図14では、プリント基板3の外形を点線で図示している。プリント基板3は、平面的に見たときに、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。
さらに、図14に示すように、ヘッドフレーム2の下面側(プリント基板3側)におけるヘッドチップ配置孔2aの周縁部には、粒子含有接着剤Dが予め塗布されている。図14では、粒子含有接着剤Dが塗布された領域をハッチングで示している。
図15は、図13のように配置されたヘッドモジュール10に対して、上方から、図14で示したヘッドフレーム2を配置するときの様子を示す正面図である。このようにヘッドフレーム2が配置されると、図16に示すように、ヘッドフレーム2の各ヘッドモジュール配置孔2a内に、直列に配列された4つのヘッドモジュール10がそれぞれ配置される。
ヘッドフレーム2がこのように配置されると、図1中、X方向矢視側面図で示すように、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とが接触(両者間には粒子含有接着剤Dが介在するので、理論的には「接触」はしないが、実質上は、接触するといえる。)し、この面が粒子含有接着剤D(以下、「接着剤層D」ともいう。)によって接着される。図16では、粒子含有接着剤Dによって接着される、ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11の領域をハッチングで図示している。
なお、上記接着において、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。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。
上記の第5工程において、粒子含有接着剤Dによる、ヘッドフレーム2と各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11との接着を、より詳細に説明する。
図17は、第5工程において、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との接着状態を示す(図16中、Z方向から見た)矢視側面図である。図17において、上側の図は、粒子を含有していない接着剤である粒子なし接着剤D’(以下、「接着剤層D’」ともいう。)を用いた例を図示している。これに対し、下側の図は、本実施形態の粒子含有接着剤Dを用いた例を図示している。
図17は、第5工程において、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との接着状態を示す(図16中、Z方向から見た)矢視側面図である。図17において、上側の図は、粒子を含有していない接着剤である粒子なし接着剤D’(以下、「接着剤層D’」ともいう。)を用いた例を図示している。これに対し、下側の図は、本実施形態の粒子含有接着剤Dを用いた例を図示している。
図13に示すように、複数のヘッドモジュール10を直列に配置した場合には、各ヘッドモジュール10のノズルシート13の下面が粘着シートC3上に接触する。ここで、粘着シートC3上は、上述したように平坦面であるが、物理的に完全な平坦面ということはあり得ないので、多少の誤差が生じる。また、ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11の、ヘッドフレーム2との接着面の高さも、ヘッドモジュール10間でばらつきが生じると考えられる。すなわち、ノズルシート13及びモジュールフレーム11の厚みの累積誤差により、モジュールフレーム11のヘッドフレーム2との接着面の高さにばらつきが生じるからである。
さらにまた、ヘッドフレーム2の寸法誤差や、反り等によって、ヘッドフレーム2のモジュールフレーム11との接着面の平面度にもばらつきが生じる。
以上より、図17の上側の図に示すように、粒子なし接着剤D’を用いた場合には、接着剤層D’の厚みが異なってしまう。図17の上側の図では、接着剤層D’のうち、接着剤層D’(A)の厚みは厚いが、接着剤層D’(B)の厚みは薄い状態を示している。
以上より、図17の上側の図に示すように、粒子なし接着剤D’を用いた場合には、接着剤層D’の厚みが異なってしまう。図17の上側の図では、接着剤層D’のうち、接着剤層D’(A)の厚みは厚いが、接着剤層D’(B)の厚みは薄い状態を示している。
このように、接着剤層D’の厚みにばらつきが生じると、一定以上の接着剤層D’の厚みを確保することができなくなるおそれがある。特に、液体吐出ヘッド1を量産した場合には、それが顕著である。一定以上の接着剤層D’の厚みを確保することができない場合には、モジュールフレーム11とヘッドフレーム2との間を完全にシールすることができなくなり、この間から、インクが出入りしてしまうおそれがある。
特に、液体吐出ヘッド1は、使用時には、ノズルシート13のノズル13aからインクを吐出し続けると、ノズルシート13の表面(インク吐出面)にインクが付着するが、それが、モジュールフレーム11とヘッドフレーム2との間から内部に入り込んでしまうおそれがある。このようなおそれを防止するために、モジュールフレーム11とヘッドフレーム2との間のシールは、確実に行う必要がある。
そこで、図17の下側の図に示すように、モジュールフレーム11とヘッドフレーム2との間の接着を、粒子含有接着剤Dにより接着して、両部材間に、一定以上の厚みを有する接着剤層Dを形成して、確実にシールするようにした。
図17の下側の図においても、上側の図と同様に、接着剤層D(B)は、接着剤層D(A)より厚みが薄くなっている。しかし、接着剤層D(B)は、最低でも、粒子の直径以上の厚みが確保される。すなわち、接着剤層Dは、いずれの位置でも、少なくとも粒子の直径以上の厚みが確保されることとなる。
図17の下側の図においても、上側の図と同様に、接着剤層D(B)は、接着剤層D(A)より厚みが薄くなっている。しかし、接着剤層D(B)は、最低でも、粒子の直径以上の厚みが確保される。すなわち、接着剤層Dは、いずれの位置でも、少なくとも粒子の直径以上の厚みが確保されることとなる。
なお、粒子含有接着剤Dとしては、例えばシリコーン(樹脂系)接着剤や、エポキシ(樹脂系)接着剤が挙げられる。特に、シリコーン接着剤を用いた場合には、接着後(硬化後)にも、ある程度のゴム弾性を有するので、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との間の温度変化による伸縮(熱膨張)差が生じても、接着剤層Dが弾性変形して、その伸縮差を許容することができる。また、シリコーン接着剤は、耐食性(耐インク性)及び耐熱性も有するので、好ましい。
これに対し、エポキシ接着剤を用いた場合には、接着後の接着剤層Dは、弾性を有さずに剛体に近いものとなる。しかし、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10とがほぼ同一の線膨張率であり、温度変化による伸縮(熱膨張)差を考慮する必要がない場合には、エポキシ接着剤を用いても良い。
接着剤層D用の接着剤としては、例えばGE東芝シリコーン(株)製の商品名「TSE3941M(1成分室温硬化シリコーン接着剤)」が挙げられる。
接着剤層D用の接着剤としては、例えばGE東芝シリコーン(株)製の商品名「TSE3941M(1成分室温硬化シリコーン接着剤)」が挙げられる。
また、接着剤層Dに含有される粒子としては、確保したい接着剤層Dの厚みの径を有するものであれば良く、本実施形態では、例えば約50〜100μm程度の直径を有するものが好ましい。また、粒子としては、径が均一に揃っていて圧縮に強いものが好ましく、例えば硬質プラスチックや二酸化ケイ素が挙げられる。例えば、積水化学工業(株)製の商品名「ミクロパール」や、宇部日東化成(株)の商品名「ハイプレシカ」が挙げられる。
上述のように、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とヘッドフレーム2とを接着した後は、図示しないが、以下の工程を行う。
先ず、保持プレートC1の裏面側から紫外線を照射して、粘着シートC3の粘着剤の粘着力を消失させる。これにより、ベース治具C上から、一体となったヘッドフレーム2及びヘッドモジュール10を負荷なく分離することができる。
先ず、保持プレートC1の裏面側から紫外線を照射して、粘着シートC3の粘着剤の粘着力を消失させる。これにより、ベース治具C上から、一体となったヘッドフレーム2及びヘッドモジュール10を負荷なく分離することができる。
なお、本実施形態では、紫外線の照射によって粘着力が消失する粘着シートC3を用いたが、これに限らず、熱(エネルギー)の付与により粘着力を消失する粘着剤を、保持プレートC1上に設けたものでも良い。また、モジュールフレーム11とヘッドフレーム2との接着後に、両者を引き上げれば、ノズルシート13と粘着シートC3とが比較的容易に剥離する程度の弱い粘着力を有するものでも良い。あるいは、粘着剤を用いない方法として、保持プレートC1上に載置したヘッドモジュール10を、エアー吸引により位置決めするものであっても良い。そして、一体となったヘッドフレーム2及びヘッドモジュール10を分離するときには、エアー吸引を中止すれば良い。
続いて、上記のヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との接着によって、プリント基板3の配線部とノズルシート13の配線パターン部13bが重なるので、両者をハンダ付けすることで、配線処理を行う。次いで、配線パターン部13bの縁部を囲むようにハンダ付けした端子部分を樹脂コーティング剤によって樹脂コーティング(封止)する。
以上の工程により、図1に示す状態となり、液体吐出ヘッド1が形成される。
以上の工程により、図1に示す状態となり、液体吐出ヘッド1が形成される。
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。
(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。
(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。
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
12 バリア層
13 ノズルシート
13a ノズル
13b 配線パターン部
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
C ベース治具
C1 保持プレート
C2 支持枠
C3 粘着シート
D 粒子含有接着剤(接着剤層)
D’ 粒子なし接着剤(接着剤層)
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
12 バリア層
13 ノズルシート
13a ノズル
13b 配線パターン部
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
C ベース治具
C1 保持プレート
C2 支持枠
C3 粘着シート
D 粒子含有接着剤(接着剤層)
D’ 粒子なし接着剤(接着剤層)
Claims (5)
- 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複数配列したノズル列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接合さ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孔であってその領域内には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列が位置する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
を含む複数のヘッドモジュールを備え、
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、
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、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールに対して上方から配置することで、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと接合したヘッドフレームと、
各前記ヘッドモジュールにおける前記モジュールフレームの前記ヘッドフレームとの接合面と前記ヘッドフレームとの間に設けられ、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤からなり、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと前記ヘッドフレームとを接着する接着剤層と
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記接着剤層の前記粒子含有接着剤は、シリコーン接着剤に粒子を含有させたものである
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ヘッドモジュールは、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ヘッドチップが配置された前記モジュールフレームの前記ノズルシートとの接合面と反対側の面に接合されることで前記ヘッドチップ配置孔を被覆し、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を備える
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 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複数配列したノズル列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接合さ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孔であってその領域内には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列が位置する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
を含む複数のヘッドモジュールを備え、
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を備える液体吐出装置であって、
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、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールに対して上方から配置することで、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと接合したヘッドフレームと、
各前記ヘッドモジュールにおける前記モジュールフレームの前記ヘッドフレームとの接合面と前記ヘッドフレームとの間に設けられ、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤からなり、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと前記ヘッドフレームとを接着する接着剤層と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 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複数配列したノズル列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接合さ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孔であってその領域内には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列が位置する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
を含む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したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと
を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
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接合する第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前記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し、接合する第3工程と
を含む工程により、前記ヘッドモジュールを複数形成するとともに、
平坦面上に、複数の前記ヘッドモジュールを直列に配置した状態に位置決めする第4工程と、
前記第4工程により配置した複数の前記ヘッドモジュールの上方から前記ヘッドフレームを配置することにより、直列に配置された複数の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するとともに、各前記ヘッドモジュールの前記モジュールフレームと前記ヘッドフレームとを、一定の径を有する粒子を含有させた粒子含有接着剤により接着する第5工程と
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
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