JP2008126484A - Inkjet head module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットヘッドモジュールおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an inkjet head module and a method for manufacturing the same.
インクジェットプリンタは、インクジェットヘッドを備えており、このインクジェットヘッドに設けられた微小なノズル孔から印字データに応じてインクの微小な液滴を噴出することで、紙などの媒体に画像を印刷する。最近では、このインクジェットヘッドを生産装置に組み込むことで、配線パターンやカラーフィルタなどを作製することも盛んに行なわれるようになっている。 The ink jet printer includes an ink jet head, and prints an image on a medium such as paper by ejecting a fine droplet of ink from a minute nozzle hole provided in the ink jet head in accordance with print data. Recently, by incorporating this ink-jet head into a production apparatus, production of a wiring pattern, a color filter, and the like has been actively performed.
このようなインクジェットヘッドの方式の一つに圧電方式がある。圧電方式のインクジェットヘッドは、その構造により、インクジェットヘッドの基板の厚み方向と直交する方向にインクを吐出するタイプと基板の厚み方向にインクを吐出するタイプとに分類することができる。前者はサイドシュータ型のインクジェットヘッドと分類され、後者はトップシュータ型のインクジェットヘッドと分類されている。 One of the ink jet head systems is a piezoelectric system. Piezoelectric ink jet heads can be classified into a type that ejects ink in a direction perpendicular to the thickness direction of the substrate of the ink jet head and a type that ejects ink in the thickness direction of the substrate. The former is classified as a side shooter type inkjet head, and the latter is classified as a top shooter type inkjet head.
まず、従来のサイドシュータ型のインクジェットヘッドの構造の第1の例を図22、図23に示す。図22は、圧電方式のインクジェットヘッドの正面図、図23は圧電方式のインクジェットヘッドの内部構成を示すための図であり、図22のXXIII−XXIII線に関する矢視断面図である。 First, FIG. 22 and FIG. 23 show a first example of the structure of a conventional side shooter type ink jet head. 22 is a front view of the piezoelectric inkjet head, and FIG. 23 is a diagram for showing the internal configuration of the piezoelectric inkjet head, and is a cross-sectional view taken along the line XXIII-XXIII in FIG.
インクジェットヘッド201においてインクの液滴が噴出されるノズル孔107は、ノズルプレート106に複数個配置されている。そして、このノズル孔107のそれぞれに対応してインク室104が設けられている。このインク室104は、図23に示すように圧電基板101、カバー部材102、ノズルプレート106によって囲まれて形成されており、このインク室104の内壁には電極108が形成されている。インク室104の後端部には、電極108と電気的に接続されるように導電材112が充填されており、この導電材112に外部接続端子109が接続されている。インク室104の後部すなわち上流側には、カバー部材102によって構成される共通インク室103が設けられている。この共通インク室103は、図22に示すように、複数あるインク室104のすべてと連通している。インクは、図23における右端からまず共通インク室103に供給され、さらに共通インク室103から各インク室104へ流れ込むようになっている。
A plurality of
外部接続端子109および導電材112を通じて電極108に、印字データに応じた電圧を印加すると、このインク室104の壁部が内側に凸となるように変形し、インク室104内のインクを加圧する。その結果、このインク室104内にあったインクがノズル孔107から吐出される。
When a voltage corresponding to print data is applied to the
インク室104内へのインクの供給は、電極108にインク室加圧時とは逆の電圧を印加することでなされる。すなわち、インク室加圧時とは逆の電圧を印加するとインク室104の壁部が外側に凸となるように変形し、インク室104内が負圧となる。その結果、共通インク室103からこのインク室104にインクが流入する。
Ink supply to the
従来のサイドシュータ型のインクジェットヘッドの構造の第2の例を図24に示す。このインクジェットヘッド202では、外部接続端子109の引出し方向がインク室104の溝方向と平行となっている。
FIG. 24 shows a second example of the structure of a conventional side shooter type ink jet head. In the
次に、トップシュータ型のインクジェットヘッドの構造の一例を図25、図26に示す。図26は図25のXXVI−XXVI線に関する矢視断面図である。このインクジェットヘッド301においては、基板厚み方向に分極された圧電基板101の上面に、ダイシングによる溝加工で複数のインク室104が形成されている。インク室104の溝の長手方向の一方の端部(図26の右端)には、電極を引き出すために浅溝部105が設けられている。このインク室104および浅溝部105の内壁には電極108が形成されている。インク室104の長手方向は、図26における左右方向であるが、各インク室104に対してインクを供給するための共通インク室103a,103bがインク室104の長手方向に直交するように形成されている。すなわち、共通インク室103a,103bは複数のインク室104を横切るように図26において紙面奥手前方向に延在している。インク室104、浅溝部105の内壁に形成された電極108を覆うように電極保護膜(図示せず)が10μm以下の厚みで形成されている。各浅溝部105に対応するように配置された端子を有する外部基板109zが浅溝部105に対して接続されている。ノズル孔107を有するノズルプレート106はインク室104、浅溝部105および外部基板109zの一部を覆うように圧電基板101に接着されている。
Next, an example of the structure of a top shooter type inkjet head is shown in FIGS. 26 is a cross-sectional view taken along the line XXVI-XXVI in FIG. In the
このインクジェットヘッド301においては、インクは、共通インク室103a,103bからインク室104を通り、ノズル孔107から吐出される。外部基板109zに印字データに応じた電圧を印加すると、対応するインク室104の壁部が内側に凸となるように変形し、インク室104内のインクを加圧する。その結果、このインク室104内のインクがノズル孔107から吐出される。このようなインクの吐出に寄与する領域をアクティブエリアといい、図26においてはA1およびA2で示す。このような圧電方式では、電圧を加減し、圧電体の変形を制御することによってインクの加圧量およびインク噴出滴量をコントロールできるため、階調印刷が容易であるという特徴がある。
In the
トップシュータ型のインクジェットヘッド301は、サイドシュータ型のインクジェットヘッド201と比較して、インクの吐出に寄与する領域がA1,A2の2つ存在するため、吐出電圧が低くても足り、発熱、消費電力の面で有利であるという特徴を有している。
Compared to the side shooter
さらに近年、印字速度を上げるために、インクジェットヘッドの分野ではノズル数を増加させる傾向にある。このようなインクジェットヘッドを生産装置へ組み込み、配線パターンやカラーフィルタなどを作製する場合においては、インクジェットヘッドのノズル孔が高密度に一定ピッチで配列されるように、インクジェットヘッドを複数個並べて配置する方式が採用されている。 In recent years, in order to increase the printing speed, the number of nozzles tends to increase in the field of inkjet heads. When such an inkjet head is incorporated into a production apparatus and a wiring pattern, a color filter, or the like is produced, a plurality of inkjet heads are arranged side by side so that the nozzle holes of the inkjet head are arranged at a constant pitch with high density. The method is adopted.
インクジェットヘッドを複数個並べて配置する方式は、たとえば特開2002−264322号公報(特許文献1)に記載されている。特許文献1に記載された方式では、保持部材に複数のインクジェットヘッド(特許文献1では「インクヘッドモジュール」と称されている。)が配列されている。ここで用いられる保持部材は、セラミック、アルミニウム、ステンレスなどの剛性が高い材料で作製され、両面が高い平行度となるように加工されている。インクジェットヘッドは保持部材の表裏に交互に配列されており、側方から見て千鳥状になるように保持されている。隣接したインクジェットヘッドの最も端のインク吐出口同士の副走査方向のピッチは、1つのインクジェットヘッドの中でのインク吐出口のピッチdと同じピッチになるように調整して取り付けられている。ノズルプレートは、1枚の平板状の部材で構成され、インクジェットヘッドのインク吐出口の列と同様のピッチdならびに個数を有するように配置されたノズル列を有している。このノズルプレートが全インクジェットヘッドを覆い得るように位置調整して取り付けられている。
上述した従来技術には、以下に示す問題があった。
まず第1の問題は、発熱、消費電力に関してである。インクジェットヘッドを生産装置に組み込む場合、印字速度を上げるために、インクジェットヘッドの1個当たりのノズル数は増加の傾向にあり、また、複数のインクジェットヘッドを1つの保持部材に搭載して使用する場合の搭載個数も増加する傾向にある。これにより、インクジェットヘッドのノズル列の総長さが長くなっている。そのため、このようなインクジェットヘッドを駆動させる場合、発熱、消費電力が著しく増大するという問題がある。この問題に対しては、吐出電圧が低いトップシュータ型のインクジェットヘッドが有望視されている。
The prior art described above has the following problems.
The first problem relates to heat generation and power consumption. When incorporating an inkjet head into a production device, the number of nozzles per inkjet head tends to increase in order to increase the printing speed, and when a plurality of inkjet heads are mounted on one holding member. There is also a tendency for the number of to be mounted. Thereby, the total length of the nozzle row of the inkjet head is increased. Therefore, when driving such an ink jet head, there is a problem that heat generation and power consumption are remarkably increased. For this problem, a top shooter type ink jet head with a low discharge voltage is considered promising.
第2の問題は、1枚のノズルプレートに対してインク吐出口のピッチがいずれの箇所でも等しくなるように、複数のインクジェットヘッドを保持部材に対して高精度に位置決めするのが困難であるということである。 The second problem is that it is difficult to position the plurality of inkjet heads with respect to the holding member with high accuracy so that the pitch of the ink discharge ports is equal at any location with respect to one nozzle plate. That is.
特許文献1の技術を参考にして、図27に示すように保持部材110に対してインクジェットヘッド201を配置する場合について検討する。図27に示すように、X,Y,Zの3方向の座標軸とこれら3軸のそれぞれの周りの回転を規定する回転軸α,β,γを定める。X軸はノズル孔の配列方向である。Z軸はインク吐出方向である。
The case where the
保持部材110に対してインクジェットヘッド201を配置するに当たって、Y,α,γの3軸は保持部材110により一義的に規制されるが、X,Z,βの3軸については、高精度に各インクジェットヘッド201を位置調整し、固定する必要がある。
In disposing the
X軸に関するずれについて、図28を参照して説明する。X軸に関するずれは、ノズルプレートの主面に平行な方向すなわち矢印91で示す方向でのノズルプレート125のノズル孔107とインクジェットヘッド201のインク吐出口111との間の相対位置に関わるものである。X軸方向である程度以上の誤差が生じるとノズルプレート125のノズル孔107とインクジェットヘッド201のインク吐出口111とが一致しなくなる。ノズルプレート125においてノズル孔107のピッチとして設定されている値Pがたとえば141μmであるとして、インクジェットヘッド201におけるインク室自体の幅Qと隔壁厚みRとの比率が1:1だった場合、インク室自体の幅Qは約70μmである。一方、ノズルプレート125に設けられたノズル孔107は通常インク吐出方向(図28における左側)に向かってテーパ状に徐々に狭くなるように加工されており、テーパ角度は約12°程度である。ノズルプレートの厚さを50μmとし、ノズル孔107のインク出口径Sを25μmとした場合、ノズル孔107のインク入口径Tは約46μmであり、(70−46)/2=12であることから、ノズル貼付け精度は±12μmとなる。ノズルプレート125とインクジェットヘッド201との相対位置のずれは12μm以下にする必要がある。
The deviation about the X axis will be described with reference to FIG. The deviation with respect to the X-axis relates to the relative position between the
Z軸に関するずれは、ノズルプレートの主面に垂直な方向でのノズルプレートに対する各インクジェットヘッドの相対位置すなわち各インクジェットヘッドのいわゆる「突出し」である。ノズルプレートとインクジェットヘッドとの固定は、接着剤を用いて行なうのが一般的であり、接着剤の厚さは10μm以下になるようにコントロールされている。したがって、このZ軸方向の相対位置ばらつきは10μm以下に抑えなければ、ノズルプレートとインクジェットヘッドとを接着することができない。 The deviation with respect to the Z-axis is a relative position of each inkjet head with respect to the nozzle plate in a direction perpendicular to the main surface of the nozzle plate, that is, a so-called “protrusion” of each inkjet head. The nozzle plate and the inkjet head are generally fixed using an adhesive, and the thickness of the adhesive is controlled to be 10 μm or less. Accordingly, the nozzle plate and the inkjet head cannot be bonded unless the relative positional variation in the Z-axis direction is suppressed to 10 μm or less.
β軸に関するずれは、ノズルプレートの主面に平行な方向でのノズルプレートのノズル孔とインクジェットヘッドのインク吐出口との相対位置と、ノズルプレートに対する各インクジェットヘッドの突出しとの両方に影響を及ぼす。 The deviation about the β axis affects both the relative position of the nozzle hole of the nozzle plate and the ink discharge port of the inkjet head in the direction parallel to the main surface of the nozzle plate, and the protrusion of each inkjet head with respect to the nozzle plate. .
したがって、X,Z,βの3軸については、10μm程度以下の高精度で位置決めを行なう必要がある。保持部材110に対してインクジェットヘッド201が増えるほど、相対位置を調整する作業の回数が増加し、精度を維持することは困難となる。また、上述の精度が満たされていなければノズルプレートの接着も困難となる。
Therefore, it is necessary to position the three axes X, Z, and β with high accuracy of about 10 μm or less. As the
そこで、本発明は、簡単に所望の精度を満たすように複数のインクジェットヘッドを組み合わせたインクジェットヘッドモジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet head module in which a plurality of ink jet heads are combined so as to easily satisfy a desired accuracy, and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドモジュールは、1以上のノズル孔からなるノズル孔群を複数有する1枚のノズルプレートと、1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドと、前記複数のインクジェットヘッドを収容するヘッド収容領域を有し、前記ノズルプレートに対して固定された枠体とを備える。前記複数のインクジェットヘッドは、各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、前記ノズルプレートに対して接着されている。 In order to achieve the above object, an inkjet head module according to the present invention includes a single nozzle plate having a plurality of nozzle hole groups each including one or more nozzle holes, and a plurality of ink outlet groups each including one or more ink outlets. And a frame having a head housing area for housing the plurality of ink jet heads and fixed to the nozzle plate. The plurality of ink jet heads are bonded to the nozzle plate such that each ink outlet group individually overlaps and communicates with one of the plurality of nozzle hole groups.
本発明によれば、枠体はノズルプレートに対して固定されており、インクジェットヘッドはノズルプレートに対して接着されているので、作製が容易となり、簡単に所望の精度を満たすことができる。しかも枠体内に設けられたヘッド収容領域をインク流路として活用できるので、簡単な構造で複数のインクジェットヘッドへのインクの供給系を実現することができる。 According to the present invention, since the frame body is fixed to the nozzle plate and the ink jet head is bonded to the nozzle plate, the frame body can be easily manufactured and desired accuracy can be satisfied easily. In addition, since the head accommodation area provided in the frame can be utilized as an ink flow path, an ink supply system to a plurality of inkjet heads can be realized with a simple structure.
(実施の形態1)
(構成)
図1〜図5を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるインクジェットヘッドモジュールについて説明する。図1に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュール100は、1枚のノズルプレート25に対して複数のインクジェットヘッドを搭載し、複数のインクジェットヘッドの部分が枠体20に収まるようにノズルプレート25に枠体20を取り付けたものである。図1におけるII−II線に関する矢視断面図を図2に示す。内部構造をわかりやすくするために、図1に示したインクジェットヘッドモジュール100からノズルプレート25を取り去ったところを図3に示す。さらに、構造を説明するために、図3の状態から複数のインクジェットヘッド10をすべて取り去ったところを図4に示す。インクジェットヘッド10の単独の外観を図5に示す。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-5, the inkjet head module in
図1に示すように、インクジェットヘッドモジュール100は、1以上のノズル孔23からなるノズル孔群43を複数有する1枚のノズルプレート25を備える。さらに、インクジェットヘッドモジュール100は、ノズルプレート25の下には、図2、図3に示すように複数のインクジェットヘッド10と、ノズルプレート25に対して接着固定された枠体20とを備える。図4に示すように、枠体20は、複数のインクジェットヘッド10を収容するヘッド収容領域24を有する。図5に示すように、インクジェットヘッド10は、1以上のインク出口40からなるインク出口群80をそれぞれ有する。複数のインクジェットヘッド10は、各々のインク出口群80(図5参照)が、複数のノズル孔群43(図1参照)のいずれかと個別に重なり合って連通するように(図2参照)、ノズルプレート25に対して接着されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、図3、図4に示すように、ヘッド収容領域24は枠体20にザグリ加工で形成された長円形の凹部である。したがって、両端は半円形となっているが、一方の端の半円形部分の底面にはインク供給口41aが開口しており、他方の端の半円形部分の底面にはインク排出口41bが開口している。インク供給口41aから下方へはインク供給管21aが延在している。インク排出口41bから下方へはインク排出管21bが延在している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(作用・効果)
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールによれば、枠体はノズルプレートに対して固定されており、インクジェットヘッドはノズルプレートに対して接着されているので、作製が容易となり、簡単に所望の精度を満たすことができる。しかも枠体内に設けられたヘッド収容領域をインク流路として活用できるので、簡単な構造で複数のインクジェットヘッドへのインクの供給系を実現することができる。本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールにおいては、複数のインクジェットヘッドは、枠体によって位置決めされているので、ワイパブレード(図示せず)によりノズルプレート表面をクリーニングする際に、ノズルプレートが剛性の低いフィルム状のものであったとしても、ワイパブレードによる拭き残しが発生しにくく、ノズルプレート表面のクリーニングを良好に行なうことが可能である。
(Action / Effect)
According to the ink jet head module in the present embodiment, the frame body is fixed to the nozzle plate, and the ink jet head is bonded to the nozzle plate. Can be satisfied. In addition, since the head accommodation area provided in the frame can be utilized as an ink flow path, an ink supply system to a plurality of inkjet heads can be realized with a simple structure. In the ink jet head module according to the present embodiment, since the plurality of ink jet heads are positioned by the frame body, the nozzle plate has a low rigidity film when the surface of the nozzle plate is cleaned by a wiper blade (not shown). Even if it is in the shape, it is difficult for the wiper blade to leave a wiping residue, and the nozzle plate surface can be cleaned well.
なお、上述の構成において、枠体20は、好ましいことに、複数のインクジェットヘッド10に対して供給されるべきインクを一旦貯めるための共通インク室を、ヘッド収容領域24の内部に有する。ここでいう「共通インク室」とは、ヘッド収容領域24の内部空間のうち、複数のインクジェットヘッド10を配置した際に平面的に見て余白となった部分である余白部7h,7i,7j,7k,7m,7n(図3参照)と、各インクジェットヘッド10の複数のチャンネル溝を横断するように延在する空間である横断連通部7a,7b,7c,7d(図2参照)との両方を合わせたものを指す概念である。このような共通インク室をヘッド収容領域24の内部に有することにより、複数のインクジェットヘッド10同士でインクを共有化することができ、その結果、各インクジェットヘッド10に過不足なく均等にインクを配分しやすくなるので、好ましい。
In the above-described configuration, the
さらに好ましいことに、枠体20は、外部からインクを受け入れるためのインク供給口41aと、ノズル孔23とは別にインクを排出するためのインク排出口41bとを有する。このような構成となっていることにより、複数のインクジェットヘッド10に対する新しいインクの供給および余ったインクの排出が容易となる。この構成によれば、インクジェットヘッドモジュール内にエアが入り込んだ場合にも、ノズル孔23ではないインク排出口41bからインクとともにエアを押し出すことが可能となり、エア排出が容易となる。さらに、インクがインクジェットヘッドモジュール内部に滞留することにより、インクの構成材料の一部が沈殿したり、分散状態が変化したりするような性質のインクを使用する場合は、本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールでは、インク供給口41aおよびインク排出口41bを利用して滞留を防止するようにインクを循環させることもできるので、信頼性の高いインクジェットヘッドモジュールとすることができる。
More preferably, the
(実施の形態2)
(製造方法)
図6〜図14を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法について説明する。このインクジェットヘッドモジュールの製造方法は、1以上のノズル孔からなるノズル孔群を複数有する1枚のノズルプレートを用意する工程と、前記ノズルプレートに対して、1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドを、前記複数のインクジェットヘッドの各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、搭載する工程とを含む。
(Embodiment 2)
(Production method)
With reference to FIGS. 6-14, the manufacturing method of the inkjet head module in
(インクジェットヘッドを用意する工程)
まず、これらの工程より前の段階、すなわち複数のインクジェットヘッドを作製する工程から説明する。図6に示すように、圧電基板1に対する加工を行なう。圧電基板1は、分極方向が互いに異なる厚さ0.22mmと厚さ0.8mmとの2枚の圧電基板を貼り合わせて厚さ1.02mmの基板としたものである。この圧電基板1に複数のインク室4を加工する。
(Process for preparing inkjet head)
First, a stage before these processes, that is, a process of manufacturing a plurality of inkjet heads will be described. As shown in FIG. 6, the
図6における圧電基板1の手前を前端、奥を後端とすると、インク室4として十分な深さで加工されるのは、圧電基板1の中間部分であり、圧電基板1の前後両端近傍においてはインク室4は浅溝部5に連なる。圧電基板1の前後両端面に対しては浅溝部5はそのまま開口している。このような深さの変化を含む溝加工はダイシングブレード30の上下動を利用した加工方法、すなわちいわゆるチョッパ加工によって行なうことができる。チョッパ加工においてダイシングブレード30は図6に矢印で示すような動きを行なう。インク室4と浅溝部5とのつなぎ目には、溝の底面が曲面、すなわちいわゆるアール形状となっている部分があるが、この曲面はダイシングブレード30の外形が転写されたものである。インク室4の深さは約250μmで、浅溝部5の深さは25μmである。インク室4の幅は80μm、ピッチは169.3μmとすることで、このインクジェットヘッドは150dpi(dot per inch)のノズル密度として構成される予定である。浅溝部5はのちに外部接続端子に接続するための内部端子が形成される部分であるが、この内部端子の端子幅はインク室4の溝幅に相当する。内部端子の端子幅を大きくするため、浅溝部5の区間でのみ溝幅方向にダイシングブレード30の軌道をずらして複数回の溝加工を行なうことで、インク室4に比べて浅溝部5のみ溝幅を広げることも可能である。このように浅溝部5の溝幅を広げて内部端子の端子幅を大きくすることとすれば、さらに接続信頼性を確保することができる。本実施の形態における圧電基板1のレイアウトの場合、インク室4のピッチを狭くしても、内部端子を圧電基板1の両端部に形成することと内部端子の端子幅を大きくすることにより接続信頼性を確保することができる。
When the front side of the
次に、このインク室4の内壁に蒸着、スパッタ、めっき法などにより電極6を形成する。電極6を形成する際には、インク室4および浅溝部5の内壁だけでなく圧電基板1の上面全体にも電極6と同様の金属膜が形成される。この状態では各インク室4同士が短絡した状態となってしまうため、圧電基板1の上面への金属膜の形成後、ダイシングマシンを使用して圧電基板1の最上面に研削加工を行ない、深さ20μmまで削り取る。こうして、最上面から一部を削り取った結果、圧電基板1は厚さ1.0mmとなり、電極6は各インク室4ごとに分離された状態となる。この状態では、インク室4から浅溝部5にかけての内壁には連続して電極6が形成されている。この研削加工を行なう際に、圧電基板1の裏面と表面との平行度を1μm以下にすることが可能である。電極6のうち浅溝部5の内壁に形成された部分は「内部端子」となる。
Next, an
続いて図7に示すように、ダイシングブレード31を用いて共通インク室の一部をなす横断連通部7a,7bを加工する。横断連通部7a,7bは、浅溝部5を避けたインク室4の途中の位置において、インク室4に直交するように溝状に形成される。横断連通部7a,7bの溝としての深さはインク室4よりも浅くなっている。このように加工することでインク室4の内壁に形成した電極6は横断連通部7a,7bの位置で途切れることなく電気的に連続することとなるので、インク室4の中央における電極6から内部端子への導通は確保される。共通インク室の横断連通部7a,7bは、すべてのインク室4に対してインクを供給するためのものであるので、横断連通部7a,7bの溝幅は広くしたほうが流路抵抗を小さくすることができるが、横断連通部7a,7bに挟まれる区間の長さが短くなれば、その分、アクティブエリアが減ってしまうので、適当な長さにしておくのがよい。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the
図6、図7では、インクジェットヘッドの1つ分に相当する面積の圧電基板1のみを示して説明したが、実際には、図8(a)に示すように、より広い圧電基板すなわちウエハ状基板1wを用いて複数のインクジェットヘッドに相当する構造を一斉に作製することが好ましい。その場合、ダイシングブレード30は図8(a)に矢印92で示すように上下動を繰り返しながら溝加工を行なうこととなる。
6 and 7, only the
ここまでの工程により、1枚のウエハ状基板1w上に個々のインクジェットヘッドのための構造が多数配列された状態を得ることができる。このウエハ状態からダイシングマシンで切断することによりインクジェットヘッドの1個1個に対応する領域を分割する。たとえば図8(a)における部分Z1を分割することによって、図8(b)に示すようにインクジェットヘッドの1個分に対応する圧電基板1が得られる。1枚のウエハ状基板1wからは多数の圧電基板1が得られる。
Through the steps so far, it is possible to obtain a state in which a number of structures for individual ink jet heads are arranged on one wafer-
次に、図9に示すように、フレキシブル配線基板を利用して形成された外部接続端子22の接続を行なう。インクジェットヘッドの1個分に対応する大きさの圧電基板1の端面に対して開口する浅溝部5の内面の電極6すなわち内部端子に対して、それぞれ外部接続端子22を接続する。この接続はシート状の異方性導電樹脂27を介して行なわれる。外部接続端子22は表面に金属配線部29が配列された構造となっており、金属配線部29が異方性導電樹脂27を介してそれぞれ内部端子に押し付けられる構造となっている。こうすることにより、図5に示したインクジェットヘッド10が得られる。インクジェットヘッド10では、個々の金属配線部29と各浅溝部5の内部端子とが異方性導電樹脂27を介してそれぞれ独立に電気的に接続されることとなるので、インクジェットヘッド10のインク室4の内壁に形成された電極6に対して外部から所望の電位を与えることが可能となる。したがって、インクジェットヘッド10を外部から駆動することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 9, the
外部接続端子22の接続方法に関しては、上述のような異方性導電樹脂を介した接続方法のほかに、各内部端子にフレキシブル配線基板のリードをそれぞれ直接接続する方法や、ワイヤーボンディングで接続する方法など、が考えられる。
As for the connection method of the
次に、インクジェットヘッド10のインク室4の内壁に形成された電極6をインクから保護する目的で、電極保護膜(図示せず)を約10μmの厚さで成膜する。この電極保護膜はインクジェットヘッド10の圧電基板1だけでなくフレキシブル配線基板である外部接続端子22にも付着する。
Next, in order to protect the
(ノズルプレートを用意する工程)
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法は、上述したように、1以上のノズル孔からなるノズル孔群を複数有する1枚のノズルプレートを用意する工程を含む。ここでいうノズルプレートは、たとえば図1にも示されていたノズルプレート25であってよい。図10にノズルプレート25の単独の状態を示す。このようなノズルプレートを自ら作製することによって用意する場合、以下のようにして作製することができる。ノズルプレート25の材料となるプレートは、ポリイミドフィルム、ポリエーテルサルフォンなどの高分子材料からなる。このプレートの表裏両面のうちインクの吐出面となる側の面に、インクに対して撥水効果のある撥水膜(図示せず)を成膜する。次にこの撥水膜の保護のために保護テープを貼り付ける。このプレートの接着面となる側の面からエキシマレーザ光の照射により孔加工を行なう。
(Process to prepare nozzle plate)
As described above, the method of manufacturing the ink jet head module in the present embodiment includes a step of preparing one nozzle plate having a plurality of nozzle hole groups each including one or more nozzle holes. The nozzle plate here may be, for example, the
まず、1以上のノズル孔23からなるノズル孔群43に対応するパターンを有するマスクを用いてエキシマレーザ光を照射する。エキシマレーザ光を、ポリイミドフィルム、ポリエーテルサルフォンなどの高分子材料、撥水膜を通過し、保護テープの一部に達するまで照射することで、高分子材料の分子結合が切断され、高分子材料は分子あるいは原子状態に分解し、蒸発する。こうすることにより、マスクのパターンを反映した形状を得ることが可能となる。ノズル孔23を形成すべき領域においては、撥水膜まで完全に除去加工することができる。この孔加工はパルス制御のエキシマレーザ装置を使用してパルス数を制御することで行なう。こうすることによって、再現性良く安定した配列でノズル孔23を、インクジェットヘッド10のインク室4に対応するピッチで、複数個のインクジェットヘッド10のインク室4に対応する数だけ形成する。すなわち、インクジェットヘッド10の個数と同じ数だけのノズル孔群43が形成される。ノズルプレート25の外形サイズは、1つの枠体20のヘッド収容領域24に収められる複数のインクジェットヘッド10の全体を囲む外形サイズよりも大きく、ヘッド収容領域24の外側においてさらに枠体20の最上面の一部を覆う大きさとなっている。
First, excimer laser light is irradiated using a mask having a pattern corresponding to the
(ノズルプレートに複数のインクジェットヘッドを搭載する工程)
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法は、上述のように、前記ノズルプレートに対して、1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドを、前記複数のインクジェットヘッドの各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、搭載する工程も含んでいる。そこで、この「搭載する工程」について説明する。
(Process of mounting multiple inkjet heads on the nozzle plate)
As described above, the manufacturing method of the inkjet head module in the present embodiment includes a plurality of inkjet heads each having an ink outlet group including one or more ink outlets with respect to the nozzle plate. There is also included a step of mounting such that each of the ink outlet groups individually overlaps and communicates with any of the plurality of nozzle hole groups. Therefore, this “mounting process” will be described.
「1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッド」とは、複数個のインクジェットヘッド10である。図11はインクジェットヘッド10をノズルプレート25に搭載する工程の説明図である。圧電基板1と外部接続端子22とを含む複数のインクジェットヘッド10が1枚のノズルプレート25に搭載される。
“A plurality of ink jet heads each having an ink outlet group including one or more ink outlets” refers to a plurality of ink jet heads 10. FIG. 11 is an explanatory diagram of a process of mounting the
(ノズルプレート接着装置)
この作業は従来のノズルプレート接着装置を転用して行なうことができる。ここでいうノズルプレート接着装置とは、平板状の固定部と、対象物吸着機能を有し、変位可能な加圧ツールと、対象物のアライメントのための第1,第2のカメラとを備えるものである。このノズルプレート接着装置は、従来、1つのインクジェットヘッドにインクジェットヘッド1つ分に対応する大きさのノズルプレートを貼り付けるために使用されるものである。
(Nozzle plate bonding device)
This operation can be performed by diverting a conventional nozzle plate bonding apparatus. Here, the nozzle plate bonding apparatus includes a plate-like fixing portion, a pressurizing tool having an object adsorption function and being displaceable, and first and second cameras for alignment of the object. Is. This nozzle plate bonding apparatus is conventionally used for attaching a nozzle plate having a size corresponding to one inkjet head to one inkjet head.
このノズルプレート接着装置の従来の使われ方は以下のとおりである。まず、インクジェットヘッドを固定部に固定して支持し、第1のカメラでインクジェットヘッドの目印となる開口部を撮像して座標位置を求めることによってインクジェットヘッドの中心座標を求める。一方、ノズルプレートを加圧ツールに吸着支持し、第2のカメラでノズルプレートのノズル孔を撮像して座標位置を求めることによってノズルプレートの中心座標を求める。次に加圧ツールを変位させることによってインクジェットヘッドとノズルプレートとの中心座標同士を一致させるようにして、両者を重ね、加圧して接着させる。 The conventional usage of this nozzle plate bonding apparatus is as follows. First, the ink jet head is fixed and supported on a fixed part, and the first camera is used to image the opening serving as the mark of the ink jet head to obtain the coordinate position, thereby obtaining the center coordinates of the ink jet head. On the other hand, the nozzle plate is sucked and supported by the pressurizing tool, and the center coordinates of the nozzle plate are obtained by imaging the nozzle holes of the nozzle plate with the second camera to obtain the coordinate position. Next, the center coordinates of the inkjet head and the nozzle plate are made to coincide with each other by displacing the pressurizing tool, and the two are overlapped and pressed to be bonded.
このような使われ方をしてきた従来のノズルプレート接着装置を利用して、本実施の形態におけるノズルプレートに対して複数のインクジェットヘッドを搭載する工程を行なう。この場合、まず、固定部151によってノズルプレート25を固定支持し、加圧ツール158によってインクジェットヘッド10を吸着支持する。こうして、1枚のノズルプレート25に対してインクジェットヘッド10を順次アライメントして搭載し、加圧ツールによる加圧によって接着していく。その結果、図12に示すように1枚のノズルプレート25の表面に複数のインクジェットヘッド10が接着された状態の構造体50が得られる。これを図4に示した枠体20の凹部に嵌め込んで接着する。
Using the conventional nozzle plate bonding apparatus that has been used in this manner, a step of mounting a plurality of inkjet heads on the nozzle plate in the present embodiment is performed. In this case, first, the
ここでいうノズルプレート接着装置は、ノズルプレートの接着に専用の装置に限らず、一般的なCOB(Chip On Board)装置であってもよい。COB装置とは、配線基板などの上にICチップなどチップ状部品を高精度に位置決めして搭載するための装置である。COB装置は、通常、配線基板を設置するためのステージと、配線基板側およびチップ状部品側のアライメントマークを検出するためのカメラと、チップ状部品を吸着することによってピックアップするためのツールとを備えている。 The nozzle plate bonding apparatus here is not limited to a dedicated apparatus for bonding the nozzle plate, but may be a general COB (Chip On Board) apparatus. The COB device is a device for positioning and mounting a chip-shaped component such as an IC chip on a wiring board or the like with high accuracy. A COB apparatus usually includes a stage for installing a wiring board, a camera for detecting alignment marks on the wiring board side and the chip-like component side, and a tool for picking up by picking up the chip-like component. I have.
(より詳しい説明)
以下により詳しく説明する。まず、図11に示すように、ノズルプレート25をノズルプレート接着装置の固定部151上に配置し、固定する。
(More detailed explanation)
This will be described in more detail below. First, as shown in FIG. 11, the
次に、インクジェットヘッド10のインク室4がある側の面に接着剤を塗布する。この塗布の工程には、図13(a)〜(c)に示すバーコータ装置152を用いる。バーコータ装置152は図13(a),(b)に示すように円柱状の部材の外周面に細かい凹凸を設けたものである。図13(b)における部分Z2を拡大したところを図13(c)に示す。このバーコータ装置152で対象面を擦過する際には図13(c)における隙間153を接着剤が通過する。このバーコータ装置152を用いて、図14に示すようにポリイミドフィルム154上に直線状に塗布されたエポキシ系接着剤155を押し広げる。こうしてポリイミドフィルム154の表面に厚み4μmの均一な接着剤の層を形成する。さらに、接着剤を塗布したポリイミドフィルム154上にインクジェットヘッド10のインク室4がある側の面を押し当てスタンプ転写することで、インクジェットヘッド10のインク室4の領域にポリイミドフィルム154上に塗布された厚さ4μmの均一なエポキシ系接着剤の半分の厚さである2μmの均一な厚みの接着剤を塗布することが可能である。
Next, an adhesive is applied to the surface of the
次に、接着剤が塗布されたインクジェットヘッド10と固定部151上に固定されたノズルプレート25とを接着する。そのためには、図11に示すように、先ほど接着剤を塗布した側が下向きになるようにインクジェットヘッド10を加圧ツール158に吸着固定する。ノズルプレート25のノズル孔群43を同様に第1アライメントカメラ156で撮像して座標位置を求める。加圧ツール158に吸着固定されたインクジェットヘッド10の各インク室4を第2アライメントカメラ157で撮像して座標位置を求める。その後、1つのインクジェットヘッド10に存在する全てのインク室4の中心座標とノズルプレート25の1つのノズル孔群43の中心の座標をそれぞれ計算する。両方の中心座標同士が合致するように加圧ツール158を水平方向に変位させた後に、加圧ツール158を降下させる。こうすることによってノズルプレート25に対して、インクジェットヘッド10の接着剤層が転写されたインク室4を当接させ、加圧する。その結果、ノズルプレート25に対してインクジェットヘッド10が接着される。
Next, the
図5に示したようにインクジェットヘッド10においてインク室4が圧電基板1の上面に対して開口する領域はインク出口40であり、複数のインク室4にわたるインク出口40を合わせたものがインク出口群80である。第1,第2アライメントカメラ156,157によって各インク室4の座標を割り出し、加圧ツール158で位置を合わせて接着しているので、複数のインクジェットヘッド10の各々のインク出口群80はノズルプレート25上に設けられた複数のノズル孔群43のいずれかと個別に重なり合って連通することとなる。
As shown in FIG. 5, in the
このようにして、ノズルプレート25に対して、1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドを、前記複数のインクジェットヘッドの各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、搭載する工程が完了する。
In this way, a plurality of ink jet heads each having an ink outlet group composed of one or more ink outlets with respect to the
上述の作業をインクジェットヘッドの個数分だけ、順次繰り返し行なうことで、図12に示すように、1枚のノズルプレート25に対して、複数のインクジェットヘッド10が搭載された構造体50が得られる。
By sequentially repeating the above-described operation for the number of ink jet heads, as shown in FIG. 12, a
(作用・効果)
本実施の形態では、複数のインクジェットヘッドの相互間の相対位置をそれぞれ調整しておいてから、1枚のノズルプレートをかぶせるようにして一括して接着するわけではないので、複数のインクジェットヘッドの相互間の相対位置調整を行なう必要がなく、従来のノズルプレート接着装置を流用することが可能であるので、新たな接着装置や治具などを必要としないという利点がある。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the relative positions of the plurality of inkjet heads are adjusted, and then the nozzle plates are not covered together so as to cover them. Since there is no need to adjust the relative position between each other and the conventional nozzle plate bonding apparatus can be used, there is an advantage that a new bonding apparatus or jig is not required.
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法によれば、インクジェットヘッド10をノズルプレート25に接着することによって、インクジェットヘッド10はX,Y,Z,α,β,γの6軸すべてがノズル接着装置の搭載精度により一義的に規定される。さらにこうして得られる構造体50に対して、枠体20を接着することにより、Z軸に関する位置を確実に規制することができる。
According to the manufacturing method of the ink jet head module in the present embodiment, by adhering the
ノズル孔が高密度で並ぶノズル孔群が複数あって、これらのノズル孔群が広い領域の中に一定ピッチで配列されるように、インクジェットヘッド10を複数個並べて配置されるインクジェットヘッドモジュール100(図1参照)が求められている場合でも、本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法によれば、従来のノズルプレート接着装置を流用し、簡単に高精度なインクジェットヘッドモジュールを作製することができる。
There are a plurality of nozzle hole groups in which nozzle holes are arranged at high density, and an ink
(枠体の作製)
次に図4に示した枠体20を作製する方法について説明する。この枠体20は、複数のインクジェットヘッド10を収めるためのヘッド収容領域24を有する。
(Production of frame)
Next, a method for manufacturing the
枠体20を得るには、厚さ3mmのアルミ、ステンレス、セラミックスなどの板材を用意し、この板材の一方の表面に対して0.95mmの深さで図15に示すように長円形にザグリ加工を行なう。このザグリ加工によって得られる凹部をヘッド収容領域24とする。ヘッド収容領域24の両端の半円形の領域の底面に対して穴加工を行ない、貫通穴を形成する。この穴加工によって図4に示すようにインク供給口41a、インク排出口41bが形成される。さらに、この板材の下面に、図4に示すようにインク供給口41a、インク排出口41bにそれぞれ連通するように管を接続し、インク供給管21a、インク排出管21bとする。
In order to obtain the
この枠体20のヘッド収容領域24は、インクジェットヘッド10が収められ、接着されるためのものである。上述のように、インクジェットヘッド10は、研削加工により厚さが1.0mmになるように仕上げられており、枠体20のヘッド収容領域24のザグリ深さは、インクジェットヘッド10をヘッド収容領域24内に収めたときにインクジェットヘッド10が厚み方向に50μmだけヘッド収容領域24外に突出するように設定されている。
The
(枠体とノズルプレートとの接着)
続いて、図12に示した構造体50において、インクジェットヘッド10に含まれる圧電基板1の裏面すなわちノズルプレート25と反対側の面に接着剤を塗布する。図16に示すように、ヘッド収容領域24が下側になるように枠体20を支持し、ノズルプレート25が下側になる姿勢で支持された構造体50に対して、上側からかぶせるように接着する。こうして図1に示した状態となる。この接着は、構造体50の複数のインクジェットヘッド10がヘッド収容領域24内に嵌まり込むように位置を合わせて行なう。
(Adhesion between frame and nozzle plate)
Subsequently, in the
すなわち、本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法は、前記「搭載する工程」の後に、複数のインクジェットヘッド10を収容するためのヘッド収容領域24を有する枠体20を、ノズルプレート25に対して固定する工程を含む。
That is, in the manufacturing method of the ink jet head module in the present embodiment, the
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュールの製造方法においては、前記複数のインクジェットヘッドはいずれもトップシュータ型であることが好ましい。本実施の形態で示したインクジェットヘッド10のように、トップシュータ型のインクジェットヘッドであれば、圧電基板1の裏面の広い面積の面を基準面として利用することが可能となり、枠体20に設けられたヘッド収容領域24に確実に接着固定することができるからである。こうすることにより、枠体20表面からの高さ方向で見た複数のインクジェットヘッド10の突き出しばらつきは5μm以下に抑えることができる。
In the method of manufacturing an ink jet head module in the present embodiment, it is preferable that each of the plurality of ink jet heads is a top shooter type. If the top shooter type inkjet head is used as in the
図1に示すように、ノズルプレート25の外形サイズは、複数のインクジェットヘッド10を合わせた外形サイズよりも大きく、さらに枠体20の表面の一部を覆う程度の大きさとなっており、しかも、インクジェットヘッド10が枠体20の表面より50μm突出しているので、枠体20の表面とノズルプレート25との間には50μmの間隙が生じる。ノズルプレート25が枠体20の表面を覆うこととなる領域において、枠体20およびノズルプレート25のうち少なくとも一方に予め接着剤を塗布しておけば、毛細管現象により50μmの間隙全体に接着剤が浸透するので、これを利用して封止を行なうことができる。
As shown in FIG. 1, the outer size of the
このとき、外部接続端子22と枠体20との間の間隙、ノズルプレート25と外部接続端子22との間の間隙にも接着剤を流し込み、封止する。
At this time, an adhesive is poured into the gap between the
外部接続端子22となっているフレキシブル配線基板の厚さがもし問題であれば、予め枠体20のうちフレキシブル配線基板が配置される部位をフレキシブル配線基板の厚さ分だけ凹ませるように加工すればよい。こうすることで、隙間なく接着剤で封止することが可能となる。このように接着剤を塗布することによって、ノズルプレート25と枠体20との段差部分には、接着剤による緩やかなテーパ形状が形成され、ワイピング動作の際、ワイパブレードによる拭き残しの発生や、ワイパブレードの磨耗を軽減することができる。
If the thickness of the flexible wiring board serving as the
ノズルプレート25の外形サイズに関しては、枠体20に接着される領域があればよく、枠体20と同じサイズであってもよく、場合によっては枠体20よりも大きくてもよい。
As for the outer size of the
インクは、インク供給管21aから流入し、枠体20とノズルプレート25とで規定される空間であるヘッド収容領域24に流れ込む。ヘッド収容領域24内ではインクはまず上述した共通インク室に入り込み、複数のインクジェットヘッド10の横断連通部7a,7b,7c,7dから各インクジェットヘッド10の各インク室4へと流れ込む、インク室4が駆動されることによって、インクは対応するノズル孔23から吐出される。
Ink flows from the
枠体20は、インク供給管21aおよびインク排出管21bを備えているため、インクジェットヘッド内部に入り込んだエアを取り除く場合には、これらの管やノズル孔からインクを加圧することにより、インクと共に、エアを押し出すことが可能となり、内部に入り込んだエアを容易に排出することが可能である。また、インクの種類によっては、インクジェットヘッド内部に滞留することにより、インク構成材料の一部が沈殿するなどして、分散状態が変化する場合があるが、そのようなタイプのインクを使用する場合は、インク供給管21aおよびインク排出管21bを利用して、インクを循環させることができるので、インクの滞留を防止することができ、信頼性の高いインクジェットヘッドとすることができる。
Since the
(実施の形態3)
(構成)
図17〜図21を参照して、本発明に基づく実施の形態3におけるインクジェットヘッドモジュールについて説明する。図17に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュール100hは、1枚のノズルプレート25に対して複数のインクジェットヘッドを搭載し、複数のインクジェットヘッドの部分が枠体20に収まるようにノズルプレート25に枠体20を取り付けたものであるという点では、実施の形態1で示したインクジェットヘッドモジュール100と共通している。インクジェットヘッドモジュール100hは、インクジェットヘッドモジュール100と外観は同じであるが、内部構造は異なる。内部構造をわかりやすくするために、インクジェットヘッドモジュール100hからノズルプレート25を取り去ったところを図18に示す。
(Embodiment 3)
(Constitution)
With reference to FIGS. 17-21, the inkjet head module in
図18に示すように、ヘッド収容領域24には複数のインクジェットヘッド10が収まっているが、インクジェットヘッド10同士の間に、スペーサ部材26が配置されている。すなわち、前記ヘッド収容領域24内において、前記複数のインクジェットヘッド10は1以上のスペーサ部材26を間に挟んで平面的に配列されている。スペーサ部材26は、図19に示すように直方体の部材において上面に2本の貫通溝26eを設けたものであり、スペーサ部材26の長さL、厚みHはインクジェットヘッド10に含まれる圧電基板1の長さ、厚みとほぼ同じであり、幅Wのみが異なる。すなわち、前記インクジェットヘッド10の厚みと前記スペーサ部材26の厚みHとはほぼ等しい。
As shown in FIG. 18, a plurality of inkjet heads 10 are accommodated in the
前記スペーサ部材26には、前記スペーサ部材26の両隣りに配列された2つの前記インクジェットヘッド10間のインクの行き来を仲介するための貫通溝または貫通孔が設けられている。図18、図19に示した例では貫通溝26eが設けられている。スペーサ部材26の上面における貫通溝26eの位置と幅は図5に示したインクジェットヘッド10の上面における横断連通部7a,7bの位置と幅に等しい。図18に示すように、インクジェットヘッド10同士の間にスペーサ部材26が配置されることによってインクジェットヘッド10同士の間の隙間はほぼ完全に埋められており、インクジェットヘッド10の上面の横断連通部7a,7b,7c,7dはスペーサ部材26の上面の貫通溝26eと連通している。
The
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュール100hを組み立てる際には、図12に示した構造体50に代えて図20に示す構造体51が得られるように圧電基板1とスペーサ部材26とを組み合わせる。本発明に基づく実施の形態3におけるインクジェットヘッドモジュールは構造体51を含んでいる。たとえインクジェットヘッドの圧電基板とスペーサ部材とで外形寸法が異なっていても、あるいは、インクジェットヘッドの中に圧電基板の外形寸法が異なるものが混じっていても、これらを同一平面内で組み合わせてヘッド収容領域24に収まるようにすればよい。
When assembling the
本実施の形態におけるインクジェットヘッドモジュール100hにおいて、インクジェットヘッド10同士の間にスペーサ部材26が配置されたということ以外の部分の構成は、実施の形態1で説明したインクジェットヘッドモジュール100と同じである。
In the
(作用・効果)
本実施の形態では、インクジェットヘッド10同士の間の隙間を埋めるようにスペーサ部材26を配置することとしているので、インクジェットヘッド10同士の間の部分におけるノズルプレート25の変形を抑えることができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since the
インクの吐出を繰り返していくに伴い、ノズルプレート25にはインクが付着するようになる。このインクやその他の付着物がノズル孔23に付着するとインクの着弾劣化の原因となるので、これを避けるために、周期的にノズルプレート25表面を弾性体からなるワイパブレードでワイプして付着物を排除するという作業が行なわれる。この作業の際に、インクジェットヘッド10同士の間の隙間がもし空洞であれば、ワイパブレードによる押圧でノズルプレート25が沈み込むように変形してしまう場合があるが、本実施の形態では、インクジェットヘッド10同士の間の隙間を埋めるようにスペーサ部材26が配置されているので、ノズルプレート25が変形するのを防止することができ、その結果、ワイパブレードとノズルプレート25とが密着するので拭き残しの発生を低減でき、付着物をより完全に排除することが可能となる。特に、スペーサ部材26の厚みとインクジェットヘッド10の厚みとが等しい場合にはワイパブレードによる押圧を連続して一定の高さで受けることができるので好ましい。
As the ink discharge is repeated, the ink adheres to the
また、ノズル吸引、エア排出のためのインク押出しなどの動作によりノズルプレート25に内外の圧力がかかった場合にもノズルプレート25が変形したり剥離したりすることを防止できるので、信頼性の高いインクジェットヘッドまたはインクジェットヘッドモジュールとすることが可能である。
In addition, since the
スペーサ部材26の上面には図19に示したように貫通溝26eが形成されているので、インク供給経路を遮断することなく複数のインクジェットヘッド10にインクを供給することができる。したがって、インク供給系を別途作製する必要がなく、非常にシンプルな構造でインク供給を行なうことができる。
Since the through
本実施の形態では、インクジェットヘッド10の圧電基板1とスペーサ部材26とは、外形寸法に関して、長さ、厚みが等しく幅のみが異なるとしたが、圧電基板1とスペーサ部材26とで長さ、幅、厚みのすべてが等しくてもよい。
In the present embodiment, the
なお、インクジェットヘッド10の上面の横断連通部と連通できるのであれば、スペーサ部材に設けるのは上面の貫通溝に代えて上面近傍の貫通孔であってもよい。たとえば、スペーサ部材26に代えて、図21に示すスペース部材26hのようなものであってもよい。
Note that the spacer member may be provided with a through hole in the vicinity of the upper surface instead of the through groove on the upper surface as long as it can communicate with the transverse communication portion on the upper surface of the
実施の形態1または3で示したようなインクジェットヘッドモジュールであれば、広い面積に対して高精度に一斉に印刷することができるので、このようなインクジェットヘッドモジュールを生産装置に組み込めば、配線パターンやカラーフィルタなどをインクジェット印刷方式で効率良く高精度に作製することができる。 Since the inkjet head module as shown in the first or third embodiment can simultaneously print a large area with high accuracy, if such an inkjet head module is incorporated in a production apparatus, a wiring pattern can be obtained. And color filters can be efficiently and accurately produced by an ink jet printing method.
好ましいことに、実施の形態1および3におけるインクジェットヘッドモジュール100,100hが備える複数のインクジェットヘッド10はいずれもトップシュータ型である。このような構成となっていることにより、インクジェットヘッドの広い面を基準面として枠体のヘッド収容領域に確実に接着固定することが可能となる。
Preferably, each of the plurality of inkjet heads 10 included in the
なお、上記各実施の形態では、1つのヘッド収容領域24に6個のインクジェットヘッド10を千鳥状に配置する例を示したが、1つのヘッド収容領域の内部に配置されるインクジェットヘッドの個数は6以外でもよく、その配列の仕方は千鳥状以外であってもよい。
In each of the above-described embodiments, an example in which six inkjet heads 10 are arranged in a staggered manner in one
上記各実施の形態では、1つのインクジェットヘッドの中に横断連通部が2本の貫通溝として設けられた例を示したが、このような横断連通部の本数は2以外であってもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which the transverse communication portion is provided as two through grooves in one ink jet head has been described. However, the number of such transverse communication portions may be other than two.
上記各実施の形態では、各インクジェットヘッドがトップシュータ型であることを前提に説明したが、トップシュータ型以外のインクジェットヘッドにおいても本発明は適用してよい。 The above embodiments have been described on the assumption that each ink jet head is a top shooter type, but the present invention may be applied to ink jet heads other than the top shooter type.
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 圧電基板、1w ウエハ状基板、4 インク室、5 浅溝部、6 電極、7a,7b,7c,7d 横断連通部、7h,7i,7j,7k,7m,7n 余白部、20 枠体、30,31 ダイシングブレード、10 インクジェットヘッド、21a インク供給管、21b インク排出管、22,109 外部接続端子、23,107 ノズル孔、24 ヘッド収容領域、25,125 ノズルプレート、26,26h スペーサ部材、26e 貫通溝、29 金属配線部、40 インク出口、41a インク供給口、41b インク排出口、43 ノズル孔群、50,51 構造体、80 インク出口群、91,92 矢印、100,100h インクジェットヘッドモジュール、101 圧電基板、102 カバー部材、104 インク室、106 ノズルプレート、108 電極、109z 外部基板、110 保持部材、111 インク吐出口、112 導電材、151 固定部、152 バーコータ装置、153 隙間、154 ポリイミドフィルム、155 エポキシ系接着剤、156 第1アライメントカメラ、157 第2アライメントカメラ、158 加圧ツール、201,202,301 (従来の)インクジェットヘッド。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドと、
前記複数のインクジェットヘッドを収容するヘッド収容領域を有し、前記ノズルプレートに対して固定された枠体とを備え、
前記複数のインクジェットヘッドは、各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、前記ノズルプレートに対して接着されている、インクジェットヘッドモジュール。 One nozzle plate having a plurality of nozzle hole groups composed of one or more nozzle holes;
A plurality of inkjet heads each having an ink outlet group composed of one or more ink outlets;
A head housing area for housing the plurality of inkjet heads, and a frame body fixed to the nozzle plate;
The ink jet head module, wherein the plurality of ink jet heads are bonded to the nozzle plate such that each of the ink outlet groups individually overlaps and communicates with any of the plurality of nozzle hole groups.
前記ノズルプレートに対して、1以上のインク出口からなるインク出口群をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドを、前記複数のインクジェットヘッドの各々の前記インク出口群が、前記複数のノズル孔群のいずれかと個別に重なり合って連通するように、搭載する工程とを含む、インクジェットヘッドモジュールの製造方法。 Preparing one nozzle plate having a plurality of nozzle hole groups composed of one or more nozzle holes;
A plurality of ink jet heads each having an ink outlet group including one or more ink outlets with respect to the nozzle plate, and each of the ink outlet groups of the plurality of ink jet heads is individually separated from any of the plurality of nozzle hole groups. A method of manufacturing an ink jet head module including a step of mounting so as to overlap and communicate with each other.
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JP2006312987A JP2008126484A (en) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | Inkjet head module and its manufacturing method |
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JP2014004720A (en) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Canon Inc | Liquid discharge head |
JP2015212022A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-26 | 株式会社東芝 | Ink jet head |
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2006
- 2006-11-20 JP JP2006312987A patent/JP2008126484A/en not_active Withdrawn
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