JP2010005993A - Substrate joining method, joined substrate, inkjet head, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板接合方法、基板接合体、インクジェットヘッド、及び画像形成装置に係り、特に、可とう性の異なる複数の接着剤を用いて基板同士を接合する技術に関する。 The present invention relates to a substrate bonding method, a substrate bonded body, an ink jet head, and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for bonding substrates using a plurality of adhesives having different flexibility.
インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドに形成される複数のノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行う方式であり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能である。インクの吐出方式としては、圧電素子の変位を利用した圧電方式や、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用したサーマル方式などがある。 The ink jet recording method is a method of recording by discharging ink droplets from a plurality of nozzles formed on an ink jet head toward a recording medium. The noise during the recording operation is low, the running cost is low, and the high resolution is achieved. Images and high-quality image recording are possible. As an ink ejection method, there are a piezoelectric method using displacement of a piezoelectric element, a thermal method using thermal energy generated by a heating element, and the like.
このようなインクジェットヘッドにおいて、接着剤を用いて基板同士を接合する構造が広く採用されている。しかしながら、インク流路となる溝部や孔部が加工された基板は反りが発生しやすく、このような反りのある基板を接着剤で接合すると、基板の反りに起因する応力が接着剤にかかることになる。通常は応力に耐える強度をもつ接着剤を用いればよいが、インクジェットヘッドのように、接着剤がインクに接する構造の場合、接着剤の強度はインクに接することで低下するため、基板同士の接合部に剥離が生じやすい。また、気泡の巻き込みなどにより接着剤に不良部分があると、当該不良部分に応力が集中するため、特に可とう性に欠ける接着剤では剥離が生じやすい。 In such an ink jet head, a structure in which substrates are bonded to each other using an adhesive is widely adopted. However, warpage is likely to occur in a substrate in which a groove or hole serving as an ink flow path is processed, and when a substrate with such warpage is bonded with an adhesive, stress due to the warpage of the substrate is applied to the adhesive. become. Usually, an adhesive having a strength that can withstand stress is used. However, in the case of a structure in which the adhesive is in contact with ink, such as an inkjet head, the strength of the adhesive is reduced by being in contact with the ink. Peeling is likely to occur at the part. In addition, if there is a defective portion in the adhesive due to entrainment of bubbles or the like, stress concentrates on the defective portion, and therefore peeling is likely to occur particularly in an adhesive that lacks flexibility.
また、可とう性を付与した(可とう性の優れた)接着剤のみで接合した場合、基板の反りに起因する応力で接着剤が変形し、剥離しないとしても、所望の寸法精度を得ることができない問題もある。 In addition, when bonding is performed only with an adhesive having flexibility (excellent flexibility), the desired dimensional accuracy can be obtained even if the adhesive is deformed due to stress caused by warping of the substrate and does not peel off. There is also a problem that cannot be done.
これに対して、複数の接着剤を用いて基板同士を接合する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, a technique for bonding substrates using a plurality of adhesives is disclosed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1には、複数のヘッドユニットの接合面における同一位置に固定基準FPを設定し、その固定基準FPの近傍に第1の接着剤U1を塗布して第1の接着接合部を形成すると共に、固定基準FPの近傍を除く領域に、第1の接着剤U1よりも弾性係数の小さい第2の接着剤U2を塗布して第2の接着接合部を形成し、その第1及び第2の接合部によって各ヘッドユニットを長尺基板に接合固定した液滴吐出ヘッドが記載されている。
しかしながら、特許文献1では、複数のヘッドユニットをベース基板に高精度に位置決め固定すると共に、温度変化によるヘッドユニットの負可逆的なずれを抑制することを目的としており、基板の反りによる影響は考慮されていない。
However,
このため、特許文献1に開示される技術では、接着部分の剥離や寸法精度の低下を防止することはできない。
For this reason, the technique disclosed in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板の反りに起因する接着部分の剥離を防止し、寸法精度の良い接合を実現することができる基板接合方法、基板接合体、インクジェットヘッド、及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances. A substrate bonding method, a substrate bonded body, and an ink jet head that can prevent bonding from being peeled off due to substrate warpage and realize bonding with high dimensional accuracy. And an image forming apparatus.
前記目的を達成するために、本発明に係る基板接合方法は、可とう性が異なる複数の接着剤を用いて第1及び第2の基板を接合する基板接合方法であって、前記第1及び第2の基板の少なくとも一方に溝部又は孔部を形成する加工工程と、前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて、前記第1又は第2の基板の接合面に対する前記複数の接着剤の塗布位置を決定する塗布位置決定工程と、前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて決定された前記複数の接着剤の塗布位置に従って、前記第1又は第2の基板の接合面に対して前記複数の接着剤を塗布する塗布工程と、前記第1及び第2の基板を前記複数の接着剤を介して接合し、前記複数の接着剤を硬化させる接合工程と、含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate bonding method according to the present invention is a substrate bonding method for bonding a first substrate and a second substrate using a plurality of adhesives having different flexibility. According to a processing step of forming a groove or a hole in at least one of the second substrates, and a warping state of the substrate in which the groove or the hole is formed, the plurality of the bonding surfaces of the first or second substrate. According to the application position determination step of determining the application position of the adhesive and the application positions of the plurality of adhesives determined according to the warpage state of the substrate on which the groove or hole is formed. An application step of applying the plurality of adhesives to a bonding surface of the substrate, and a bonding step of bonding the first and second substrates via the plurality of adhesives and curing the plurality of adhesives. And including.
本発明によれば、可とう性の異なる複数の接着剤を用いて第1及び第2の基板を接合する際、溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて決定された各接着剤の塗布位置に従って、第1又は第2の基板の接合面に対して各接着剤を塗布することにより、基板の反りに起因する接着部分の剥離を防止することができ、基板同士を寸法精度良く接合することができる。 According to the present invention, when bonding the first and second substrates using a plurality of adhesives having different flexibility, each adhesion determined according to the warpage state of the substrate in which the groove or the hole is formed. By applying each adhesive to the bonding surface of the first or second substrate according to the application position of the agent, it is possible to prevent peeling of the bonded portion due to the warp of the substrate, and the substrates are dimensional accuracy Can be joined well.
本発明において、前記塗布工程が行われる前に、前記第1及び第2の基板の接合面に表面処理を行う表面処理工程を含むことが好ましい。第1及び第2の基板の接合面に対して洗浄や表面改質などの表面処理を行うことにより、各接着剤の接着力を向上させることができる。 In the present invention, it is preferable to include a surface treatment step of performing a surface treatment on the bonding surfaces of the first and second substrates before the coating step is performed. By performing surface treatment such as cleaning and surface modification on the bonding surfaces of the first and second substrates, the adhesive force of each adhesive can be improved.
また、本発明において、前記塗布位置決定工程は、前記第1及び第2の基板の基板間距離を求めることによって、前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態を検出する工程を含むことが好ましい。更に、前記複数の接着剤のうち、可とう性の大きな接着剤を第1の接着剤とし、可とう性の小さな接着剤を第2の接着剤とするとき、前記塗布位置決定工程は、前記第1及び第2の基板の基板間距離が基準値より大きい部分は前記第1の接着剤の塗布位置とし、前記基準値より小さい部分は前記第2の接着剤の塗布位置とすることが好ましい。各接着剤の塗布位置を容易に決定することができる。 Further, in the present invention, the application position determining step includes a step of detecting a warpage state of the substrate on which the groove or hole is formed by obtaining a distance between the first and second substrates. Is preferred. Further, among the plurality of adhesives, when the first flexible adhesive is used as the first adhesive and the second adhesive is used as the second flexible adhesive, the application position determining step includes: It is preferable that a portion where the distance between the first and second substrates is larger than a reference value is a position where the first adhesive is applied, and a portion where the distance is smaller than the reference value is a position where the second adhesive is applied. . The application position of each adhesive can be easily determined.
また、本発明において、前記複数の接着剤は、接着力、耐液性の観点から、いずれもエポキシ系接着剤であることが好ましい。更に、前記複数の接着剤は、同じエポキシ樹脂からなり、可とう性付与剤の量、若しくは、材料が異なる接着剤であることが好ましい。この場合、接着剤の物性値が近いため、各接着剤を同一条件で塗布したり硬化させたりすることが可能となり、工数削減につながる。 In the present invention, the plurality of adhesives are preferably epoxy adhesives from the viewpoints of adhesive strength and liquid resistance. Furthermore, it is preferable that the plurality of adhesives are made of the same epoxy resin and have different amounts of flexibility imparting agents or different materials. In this case, since the physical property values of the adhesives are close, it is possible to apply and cure the adhesives under the same conditions, leading to a reduction in man-hours.
また、前記目的を達成するために、本発明に係る基板接合体は、可とう性の異なる複数の接着剤で接合された第1及び第2の基板からなる基板接合体であって、前記第1及び第2の基板の少なくとも一方に溝部又は孔部が形成され、前記複数の接着剤のうち、可とう性の大きな接着剤を第1の接着剤とし、可とう性の小さな接着剤を第2の接着剤とするとき、前記第1及び第2の基板の接合部における接着剤にかかる応力が基準値より大きい部分は前記第1の接着剤で接合され、前記基準値より小さい部分は前記第2の接着剤で接合されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate joined body according to the present invention is a substrate joined body composed of first and second substrates joined by a plurality of adhesives having different flexibility. Grooves or holes are formed in at least one of the first and second substrates, and among the plurality of adhesives, a highly flexible adhesive is used as the first adhesive, and a low flexible adhesive is used as the first adhesive. When the adhesive of No. 2 is used, a portion where the stress applied to the adhesive at the joint portion of the first and second substrates is larger than a reference value is joined by the first adhesive, and a portion smaller than the reference value is It is characterized by being joined by a second adhesive.
本発明によれば、第1及び第2の基板の接合部における接着剤にかかる応力が基準値より大きい部分は可とう性の大きな接着剤(第1の接着剤)で接合され、前記基準値より小さい部分は可とう性の小さな接着剤(第2の接着剤)で接合されるので、接着部分が剥離しにくく、高い耐久性を有する基板接合体を実現することができる。 According to the present invention, the portion where the stress applied to the adhesive at the joint between the first and second substrates is larger than the reference value is joined with the highly flexible adhesive (first adhesive), and the reference value Since the smaller portion is bonded with a flexible adhesive (second adhesive), the bonded portion is hardly peeled off, and a substrate assembly having high durability can be realized.
本発明において、前記複数の接着剤は、接着力、耐液性の観点から、いずれもエポキシ系接着剤であることが好ましい。更に、前記複数の接着剤は、同じエポキシ樹脂からなり、可とう性付与剤の量、若しくは、材料が異なる接着剤であることが好ましい。この場合、接着剤の可とう性以外の物性値が近くなるため、熱がかかっても問題が生じにくい(同じように各接着剤が伸び縮みする)。 In the present invention, the plurality of adhesives are preferably epoxy adhesives from the viewpoints of adhesive strength and liquid resistance. Furthermore, it is preferable that the plurality of adhesives are made of the same epoxy resin and have different amounts of flexibility imparting agents or different materials. In this case, since the physical property values other than the flexibility of the adhesive are close to each other, a problem hardly occurs even when heat is applied (similarly, each adhesive expands and contracts).
また、前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドは、前記基板接合体を備えたことを特徴とする。耐久性に優れたインクジェットヘッドを実現することができる。 In order to achieve the above object, an ink jet head according to the present invention includes the above-mentioned substrate bonded body. An ink jet head having excellent durability can be realized.
また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、前記インクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。耐久性に優れた画像形成装置を実現することができる。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes the inkjet head. An image forming apparatus having excellent durability can be realized.
本発明によれば、可とう性の異なる複数の接着剤を用いて第1及び第2の基板を接合する際、溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて決定された各接着剤の塗布位置に従って、第1又は第2の基板の接合面に対して各接着剤を塗布することにより、基板の反りに起因する接着部分の剥離を防止することができ、基板同士を寸法精度良く接合することができる。 According to the present invention, when bonding the first and second substrates using a plurality of adhesives having different flexibility, each adhesion determined according to the warpage state of the substrate in which the groove or the hole is formed. By applying each adhesive to the bonding surface of the first or second substrate according to the application position of the agent, it is possible to prevent peeling of the bonded portion due to the warp of the substrate, and the substrates are dimensional accuracy Can be joined well.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔接着剤の説明〕
まず、本発明で用いられる接着剤について説明する。
[Description of adhesive]
First, the adhesive used in the present invention will be described.
本発明では、可とう性の異なる複数の接着剤が用いられる。 In the present invention, a plurality of adhesives having different flexibility are used.
なお、本明細書においては、「可とう性(可撓性)」とは、応力が加わったときの破壊のおきにくさ、ということを意味しており、可とう性の大小関係は相対的に決定されるものである。したがって、可とう性が大きい(可とう性に優れる)接着剤とは、可とう性が小さい(可とう性に劣る)接着剤に比べて、応力が加わっても破壊されにくい(破壊強さが大きい)材料からなる接着剤である。別な表現を用いれば、可とう性が大きい接着剤は、強靭或いは靭性をもつ接着剤であると言うことができる。また、接着剤に対する可とう性(可撓性)の大小を比較する指標として、ヤング率、又は、破壊靭性値を用いてもよい。 In this specification, “flexibility (flexibility)” means the difficulty of breaking when stress is applied, and the magnitude relationship of flexibility is relative. To be determined. Therefore, an adhesive with high flexibility (excellent flexibility) is less likely to break even when stress is applied (breaking strength is lower) than an adhesive with low flexibility (inferior flexibility). It is an adhesive made of a large material. If another expression is used, it can be said that an adhesive having high flexibility is an adhesive having toughness or toughness. Moreover, you may use a Young's modulus or a fracture toughness value as a parameter | index which compares the magnitude of the flexibility (flexibility) with respect to an adhesive agent.
本発明で用いられる接着剤としては、シリコン系接着剤、エポキシ系接着剤、その他各種材料の中から適宜選択可能である。但し、シリコン系接着剤は、アルカリや溶剤に対する耐性が低いことから、接着力、耐液性などの観点から、エポキシ系接着剤を用いることが好ましい。 The adhesive used in the present invention can be appropriately selected from silicon adhesives, epoxy adhesives, and other various materials. However, since the silicon adhesive has low resistance to alkalis and solvents, it is preferable to use an epoxy adhesive from the viewpoint of adhesive strength, liquid resistance, and the like.
各種エポキシ材料に関しては、特開2002−302591号公報(段落[0010]〜[0011])、特開2003−238770号公報(段落[0030]〜[0036])、特開2002−254660号公報(段落[0038])に開示されているものを用いることが可能である。 Regarding various epoxy materials, JP 2002-302591 A (paragraphs [0010] to [0011]), JP 2003-238770 A (paragraphs [0030] to [0036]), JP 2002-254660 A ( It is possible to use what is disclosed in paragraph [0038]).
エポキシ材料の中では、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やビスフェノールF型樹脂が硬化性や耐インク性が良く好ましい。特にビスフェノールA型エポキシ樹脂は、市販されている樹脂の種類が豊富で、要求特性に応じて使い分けることができ、好ましい。 Among epoxy materials, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type resin are preferable because of good curability and ink resistance. In particular, bisphenol A type epoxy resins are preferred because they have a wide variety of commercially available resins and can be used properly according to the required characteristics.
また、エポキシ系接着剤に可とう性を付与する方法としては、「機能性接着剤の開発と最新技術(上巻)−構造接着の最近の進歩−」(株式会社シーエムシー、1997年6月30日、p.63)、特開2002−302591号公報(段落[0012]、特開2003−238770号公報(段落[0037]〜[0038])、特開2002−254660号公報(段落[0043])に開示されている方法を用いることができる。 In addition, as a method for imparting flexibility to an epoxy-based adhesive, “development of functional adhesive and latest technology (first volume) —Recent advances in structural bonding” (CMC Corporation, June 30, 1997) 63, JP 2002-302591 (paragraph [0012], JP 2003-238770 (paragraphs [0037] to [0038]), JP 2002-254660 (paragraph [0043]). ) Can be used.
可とう性を付与する方法としては、エラストマーにて変性したビスフェノールA型エポキシ樹脂を接着剤に混合する方法がある。この場合、耐インク性が良好で、接着強度を大きくすることができ、好ましい。 As a method for imparting flexibility, there is a method in which a bisphenol A type epoxy resin modified with an elastomer is mixed with an adhesive. In this case, the ink resistance is good and the adhesive strength can be increased, which is preferable.
本発明において、可とう性の異なる複数の接着剤は、同じエポキシ樹脂からなり、可とう性付与剤の量、若しくは、材料が異なる接着剤であることが好ましい。この場合、接着剤の物性値が近いため、各接着剤を同一条件で塗布したり硬化させたりすることが可能となり、工数削減につながる。 In the present invention, it is preferable that the plurality of adhesives having different flexibility are made of the same epoxy resin, and the amount of the flexibility imparting agent or the adhesive having different materials is different. In this case, since the physical property values of the adhesives are close, it is possible to apply and cure the adhesives under the same conditions, leading to a reduction in man-hours.
可とう性付与剤の量を変える場合は、例えば、エラストマー変性エポキシ樹脂を、10〜40wt%と混合量を変えた接着剤を用いると良い。可とう性付与剤の材料を変える場合は、エポキシ樹脂に混合する高分子材料の種類や硬化剤の種類を変える。可とう性の調整が容易な混合量を変える方法がより好ましい。 In the case of changing the amount of the flexibility imparting agent, for example, an adhesive in which the amount of the elastomer-modified epoxy resin is changed from 10 to 40 wt% may be used. When changing the material of the flexibility imparting agent, the type of polymer material mixed with the epoxy resin or the type of curing agent is changed. More preferable is a method of changing the mixing amount, which allows easy adjustment of flexibility.
本発明者が行った実験によれば、シリコン基板同士を接合し、引っ張り強度試験を行ったところ、強度が約100kgf/cm2となる接着条件では、実際にヘッド部材を接着した場合にインクの漏れが生じなかったが、約60kgf/cm2となる条件でヘッド部材を接着した場合は、インクの漏れが生じた。そのため、接着剤に可とう性付与剤を混合する場合は、引っ張り強度が100kgf/cm2を超えるように混合すると良い。ただし、実際に必要となる強度は、ヘッドの接着部の形状、接着方法、かかる応力などにより適宜決める必要がある。 According to an experiment conducted by the present inventor, when silicon substrates were joined to each other and a tensile strength test was conducted, under the bonding conditions where the strength was about 100 kgf / cm 2 , the ink was not removed when the head member was actually bonded. No leakage occurred, but when the head member was bonded under the condition of about 60 kgf / cm 2 , ink leakage occurred. Therefore, when a flexibility imparting agent is mixed with the adhesive, it is preferable to mix so that the tensile strength exceeds 100 kgf / cm 2 . However, the actually required strength needs to be appropriately determined depending on the shape of the bonded portion of the head, the bonding method, and the stress.
また、接着剤として、UV硬化性、又は熱硬化性を有する接着剤を用いることが可能である。基板の種類によって接着剤にUV光を十分に照射することができない場合(例えば、UV光を透過しない不透明基板が用いられる場合)には、熱硬化性接着剤を用いて基板同士を接着する態様が望ましい。但し、基板の熱膨張係数に応じて、接着剤の加熱温度(硬化温度)を決定する必要がある。熱膨張係数が異なる基板同士を接合するとき、加熱により基板に反りが発生するため注意が必要である。なお、熱膨張係数が同一である基板同士を接合する場合には、このような問題が生じない。 Moreover, it is possible to use the adhesive which has UV sclerosis | hardenability or thermosetting as an adhesive agent. A mode in which substrates are bonded to each other using a thermosetting adhesive when UV light cannot be sufficiently applied to the adhesive depending on the type of substrate (for example, when an opaque substrate that does not transmit UV light is used). Is desirable. However, it is necessary to determine the heating temperature (curing temperature) of the adhesive according to the thermal expansion coefficient of the substrate. Care must be taken when bonding substrates having different coefficients of thermal expansion because the substrates warp due to heating. In addition, such a problem does not arise when the substrates having the same thermal expansion coefficient are joined.
本発明において、接着剤は、2種類に限らず、3種類以上でもよい。また、接着剤には、粘度調整のために、有機又は無機のフィラーを添加してもよい。 In the present invention, the adhesive is not limited to two types, and may be three or more types. Moreover, you may add an organic or inorganic filler to an adhesive agent for viscosity adjustment.
〔基板接合方法〕
次に、本発明に係る基板接合方法について説明する。
[Board bonding method]
Next, the substrate bonding method according to the present invention will be described.
図1は、本発明に係る基板接合方法の一例を示した工程図である。図1に示す基板接合方法は、可とう性が異なる第1の接着剤S1及び第2の接着剤S2を用いて(但し、第1の接着剤S1は、第2の接着剤よりも可とう性が大きいものとする。)、第1の基板100及び第2の基板102を接合する基板接合方法であって、第1の基板100に溝部100Aを形成する加工工程(図1(a))と、第1の基板100及び第2の基板102の接合面に表面処理を行う表面処理工程(図1(b))と、溝部100Aが形成された第1の基板100の反り状態に応じて、第1の基板100又は第2の基板102の接合面に対する各接着剤S1、S2の塗布位置を決定する塗布位置決定工程と、溝部100Aが形成された第1の基板100の反り状態に応じて決定された各接着剤S1、S2の塗布位置に従って、第1の基板100又は第2の基板102の接合面に対して各接着剤S1、S2を塗布する塗布工程(図1(c))と、第1の基板100及び第2の基板102を各接着剤S1、S2を介して接合し、各接着剤S1、S2を硬化させる接合工程(図1(d))と、含むものである。なお、第1の基板100及び第2の基板102は、後述するインクジェットヘッドに形成されるインク流路(圧力室、供給口など)を構成する流路形成基板などの薄板積層部材に相当する部材である。
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a substrate bonding method according to the present invention. The substrate bonding method shown in FIG. 1 uses the first adhesive S1 and the second adhesive S2 having different flexibility (however, the first adhesive S1 is more flexible than the second adhesive). 1), a substrate bonding method for bonding the
まず、図1(a)に示すように、第1の基板100に溝部100Aを形成する。ここでは、溝部100Aが形成された第1の基板100が接合面とは反対側(図において下側)に凸状に反る場合について説明する。なお、基板の反りが上側に凸状となるか、下側に凸状となるかは、基板が最初に持つ内部応力や加工による歪みなどに応じて決まるものである。
First, as shown in FIG. 1A, a
第1の基板100の寸法例としては、例えば、厚さ0.1mm〜1mm、縦10〜30mm、横30〜70mmであり、基板の反り量は、0.01〜0.1mmである。
Examples of dimensions of the
第1の基板100の材質としては、各種材料を選択可能であるが、それらの中でもシリコンなどの脆性材や金属などの材質で構成されることが好ましい。第1の基板100がシリコンなどの脆性材や金属などの材質で構成される場合、樹脂などの比較的柔らかい(ヤング率の小さい)材質で構成される場合に比べて、基板の変形によって接着剤にかかる応力が比較的大きくなるため、本発明の効果をより顕著に発揮することができる。
Various materials can be selected as the material of the
溝部100Aの形成方法は、第1の基板100の材料に応じて適宜選択すればよい。例えば、第1の基板100がシリコンで構成される場合には、ウエットエッチング、ドライエッチングなどの方法で高精度な流路構造を形成可能である。
The formation method of the
このようにして第1の基板100に溝部100Aを形成した後、図1(b)に示すように、第1の基板100及び第2の基板102の接合面に対して表面処理を行う。表面処理の方法には、洗浄、表面改質などの各種方法がある。
After forming the
洗浄方法としては、UV洗浄、オゾンによる洗浄、酸素プラズマ洗浄、超音波洗浄、薬液による脱脂、超臨界流体による洗浄など各種方法があり、各基板100、102の材質や汚れ状態に合わせて適宜選択すればよい。これらの中でも、比較的簡単で効果のある方法として、UV洗浄や超音波洗浄が好ましい。
There are various cleaning methods such as UV cleaning, cleaning with ozone, oxygen plasma cleaning, ultrasonic cleaning, degreasing with a chemical solution, cleaning with a supercritical fluid, etc., which are appropriately selected according to the material and dirt state of each of the
表面の改質を行う方法としては、接着力改善のためのシランカップリング処理がある。即ち、シランカップリング剤を用いて基板表面を処理する。また、シランカップリング剤を接着剤に混ぜてもよい。 As a method for modifying the surface, there is a silane coupling treatment for improving adhesion. That is, the substrate surface is treated with a silane coupling agent. Moreover, you may mix a silane coupling agent with an adhesive agent.
シランカップリング剤としては、例えば、特開2002−302591号公報(段落[0019])、特開2003−238770号公報(段落[0063]〜[0064])、特開2002−254660号公報(段落[0045])に開示されている材料を用いることができる。 Examples of the silane coupling agent include JP 2002-302591 A (paragraph [0019]), JP 2003-238770 A (paragraphs [0063] to [0064]), and JP 2002-254660 A (paragraph). [0045]) may be used.
シランカップリング剤としては、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤などがあるが、例えば、アミノ系シランカップリング剤では、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、エポキシ系シランカップリング剤では3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いる。ただし、基板表面にシランカップリング剤を処理する場合は、アミノ系、エポキシ系と、どちらのシランカップリング剤を用いても良いが、接着剤に混合する場合は、アミノ系シランカップリング剤は接着剤の硬化に悪影響を与えるため、エポキシ系シランカップリング剤を用いると良い。エポキシ系シランカップリング剤はエポキシ接着剤に混合するとなじみやすく、接着強度を向上させることができる。接着剤に混合する場合は0.1〜5wt%程度混合する。混合量が少ないと接着力改善の効果が得られず、また、多いとシランカップリング剤はエポキシ樹脂中の未硬化部分となり接着力が低下する。 Examples of silane coupling agents include amino silane coupling agents and epoxy silane coupling agents. For example, amino silane coupling agents include N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxy. For silane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and epoxy-based silane coupling agents, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is used. However, when a silane coupling agent is treated on the substrate surface, either amino or epoxy silane coupling agents may be used, but when mixed with an adhesive, the amino silane coupling agent is In order to adversely affect the curing of the adhesive, an epoxy silane coupling agent is preferably used. Epoxy silane coupling agents can be easily blended with epoxy adhesives and can improve adhesive strength. When mixing with an adhesive, about 0.1 to 5 wt% is mixed. If the mixing amount is small, the effect of improving the adhesive strength cannot be obtained, and if it is large, the silane coupling agent becomes an uncured portion in the epoxy resin and the adhesive strength is reduced.
次に、溝部100Aが形成された第1の基板100の反り状態に応じて、第1の基板100又は第2の基板102の接合面に対する各接着剤S1、S2の塗布位置を決定する。ここでは、第1の基板100の接合面に対して各接着剤S1、S2を塗布するものとする。
Next, the application positions of the adhesives S1 and S2 on the bonding surface of the
各接着剤S1、S2の塗布位置の決定方法としては、まず、レーザ変位計などを用いて、溝部100Aが形成された第1の基板100を第2の基板102と略平行になるように配置して、第1の基板100及び第2の基板102の各位置における基板間距離を求めることにより、第1の基板100の反り状態を測定する。
As a method for determining the application position of each of the adhesives S1 and S2, first, using a laser displacement meter or the like, the
そして、第1の基板100及び第2の基板102の各位置における基板間距離が基準値よりも大きい部分(即ち、接合後に接着剤に大きな応力がかかる部分)を、可とう性の大きな第1の接着剤S1の塗布位置とし、基板間距離が基準値よりも小さい部分を、可とう性の小さな第2の接着剤S2の塗布位置とする。基板間距離が基準値と同一の部分は、第1の接着剤S1及び第2の接着剤S2のいずれの塗布位置としてもよく、塗布する接着剤を予め決めておけばよい。
Then, a portion where the distance between the substrates at each position of the
本例では、第1の基板100が接合面とは反対側に凸状となる場合であるため(図1(a)参照)、第1の基板100において、接合部における接着剤にかかる応力が基準値より大きくなる接合面中央部側が第1の接着剤S1の塗布位置となり、当該接合部における接着剤にかかる応力が基準値より小さくなる接合面端部側が第2の接着剤S2の塗布位置となる。
In this example, since the
上記の基準値としては、例えば、基板間距離の平均値を用いることができる。また、基板間距離の平均値では、可とう性の大きな第1の接着剤S1の塗布面積(接着面積)が大きくなりすぎて、所望の寸法精度が得られないような場合には、例えば、基板間距離の最大値の80%の値を基準値としてもよい。基板間距離の最大値の80%の値を基準値とする場合には、第1の基板100及び第2の基板102の各位置における基板間距離が100〜80%の部分は第1の接着剤S1の塗布位置となり、80〜0%の部分は第2の接着剤S2の塗布位置となる。
As said reference value, the average value of the distance between board | substrates can be used, for example. In addition, when the average value of the distance between the substrates is such that the application area (adhesion area) of the first flexible adhesive S1 having a large flexibility becomes too large and a desired dimensional accuracy cannot be obtained, for example, The reference value may be 80% of the maximum value of the distance between the substrates. When the reference value is 80% of the maximum value of the distance between the substrates, the portion where the distance between the substrates is 100 to 80% at each position of the
また、別の方法として、基板の反りの測定と材質から、接合後に接着剤にかかる応力をシミュレーションで求めて、該応力の値に応じて各接着剤S1、S2の塗布位置を決定するようにしてもよい。接着剤の破壊する応力を別の実験で求めておけば、応力に合わせて細かく接着剤を使い分けることができる。また、最大応力の80%を超える部分には可とう性に優れる接着剤を用いることも可能となる。このようにシミュレーションで応力を求める方法によれば、接着剤にかかる応力が求められるため、どの部分にどのような接着剤を用いるか確実に求めることができる。 As another method, the stress applied to the adhesive after joining is obtained by simulation from the measurement and material of the warp of the substrate, and the application position of each adhesive S1, S2 is determined according to the value of the stress. May be. If the stress at which the adhesive breaks is determined in a separate experiment, the adhesive can be used finely according to the stress. In addition, it is possible to use an adhesive having excellent flexibility at a portion exceeding 80% of the maximum stress. As described above, according to the method of obtaining the stress by simulation, the stress applied to the adhesive is obtained, and therefore, what kind of adhesive is used for which portion can be surely obtained.
但し、シミュレーションで応力を求める方法は、正確なシミュレーションには、高価なソフトが必要となり、時間もかかるため、コストアップの要因となる。これに対して、第1の基板100及び第2の基板102の各位置における基板間距離と基準値との比較により各接着剤S1、S2の塗布位置を決定する方法によれば、各接着剤S1、S2の塗布位置を容易に決定することができる。
However, the method for obtaining the stress by simulation requires expensive software for accurate simulation and takes time, which causes an increase in cost. On the other hand, according to the method of determining the application positions of the adhesives S1 and S2 by comparing the distance between the substrates at each position of the
次に、図1(d)に示すように、溝部100Aが形成された第1の基板100の反り状態に応じて決定された各接着剤S1、S2の塗布位置に従って、第1の基板100(又は第2の基板102)の接合面に対して、可とう性の異なる第1の接着剤S1及び第2の接着剤S2を塗布する。
Next, as shown in FIG. 1D, according to the application positions of the adhesives S1 and S2 determined according to the warpage state of the
図2は、ディスペンサーによる塗布の一例を示した図である。図2に示すように、ディスペンサー110を用いて、第1の基板100の接合面に各接着剤S1、S2を塗布することができる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of application by a dispenser. As shown in FIG. 2, the adhesives S <b> 1 and S <b> 2 can be applied to the bonding surface of the
図3は、転写法の一例を示した図である。転写法においては、まず、図3(a)に示すように、PETなどのシート120上に各接着剤S1、S2を滴下する。続いて、図3(b)に示すように、バーコーターで各接着剤S1、S2を薄く伸ばして薄膜化する。そして、図3(c)に示すように、シート120上で薄膜化された接着剤S1、S2を第1の基板100の接合面に転写する。図3(d)は、図3(c)中A−A線に沿う断面図である。このようにして、第1の基板100の接合面に各接着剤S1、S2を塗布することができる。
FIG. 3 shows an example of the transfer method. In the transfer method, first, as shown in FIG. 3A, the adhesives S1 and S2 are dropped on a
各接着剤S1、S2の塗布方法としては、上述したディスペンサーによる塗布や転写法の他に、スクリーン印刷、スピンコート、スプレーコートなどを適用することが可能である。これらの方法の中から、接着剤の性質(粘度、チキソ性など)、基板の接合面に対する接着剤の塗布位置(範囲)・形状などに応じて、最適な方法を適宜選択すればよい。例えば、接着剤の粘度が低く平坦でベタに塗る場合は、スピンコートが好ましい。また、基板の接合面に凹凸がある場合は、スプレーコートが好ましい。また、島状に複数箇所塗る場合は、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷が好ましい。また、塗布箇所が凸部の場合は、転写法が好ましい。 As a method for applying each of the adhesives S1 and S2, screen printing, spin coating, spray coating, or the like can be applied in addition to the above-described application or transfer method using a dispenser. From these methods, an optimal method may be appropriately selected according to the properties of the adhesive (viscosity, thixotropy, etc.), the application position (range) and shape of the adhesive to the bonding surface of the substrate, and the like. For example, when the adhesive has a low viscosity and is flat and solid, spin coating is preferred. In addition, spray coating is preferable when the bonding surface of the substrate is uneven. Moreover, when apply | coating several places to island shape, application | coating by a dispenser and screen printing are preferable. Moreover, when the application part is a convex part, a transfer method is preferable.
そして最後に、図1(d)に示すように、第1の基板100及び第2の基板102を各接着剤S1、S2を介して接合し、各接着剤S1、S2を硬化させる。
And finally, as shown in FIG.1 (d), the 1st board |
各接着剤S1、S2が熱硬化性を有する場合には、各基板100、102を接合した状態において加圧加熱する。加圧時の加重(加圧力)は、各基板100、102の材質、構造、接着剤の種類などによって決めればよい。
When each adhesive agent S1 and S2 has thermosetting property, it pressurizes and heats in the state which each board |
また、各接着剤S1、S2がUV硬化性を有する場合には、加熱の代わりに、UV光照射を行えばよい。このとき、各接着剤S1、S2にUV光照射を確実に行う観点から、第1の基板100及び第2の基板102の少なくとも一方の基板が、UV光を透過する透明基板で構成されることが好ましい。
Further, when each of the adhesives S1 and S2 has UV curable properties, UV light irradiation may be performed instead of heating. At this time, from the viewpoint of reliably irradiating each adhesive S1, S2 with UV light, at least one of the
このようにして、第1の基板100及び第2の基板102からなる基板接合体150を得ることができる。
In this manner, a substrate bonded
本実施形態に係る基板接合方法によれば、可とう性の異なる複数の接着剤S1、S2を用いて第1の基板100及び第2の基板102を接合する際、溝部100Aが形成された第1の基板100の反り状態に応じて決定された各接着剤S1、S2の塗布位置に従って、第1の基板100又は第2の基板102の接合面に各接着剤S1、S2を塗布するので、第1の基板100及び第2の基板102の接合部における接着剤にかかる応力が大きい部分は可とう性に優れた第1の接着剤S1で接合し、該接合部における接着剤にかかる応力が小さい部分は可とう性に劣る第2の接着剤S2で接合することができる。したがって、基板の反りに起因する接着部分の剥離を防止することができ、基板同士を寸法精度良く接合することができる。
According to the substrate bonding method according to the present embodiment, when the
本実施形態においては、溝部100Aが形成された第1の基板100が下側(接合面とは反対側)に凸状に反る場合(図1参照)について説明したが、これに限らず、上側(接合面側)に凸状に反る場合についても本発明を同様にして適用することが可能である。
In the present embodiment, the case where the
図4は、溝部100Aが形成された第1の基板100が上側に凸状に反る場合の基板接合方法を示した図である。図4(a)に示すように、溝部100Aが形成された第1の基板100が上側(接合面側)に凸状に反る場合には、第1の基板100接合面端部側を第1の接着剤S1の塗布位置とし、接合面中央部側を第2の接着剤S2の塗布とし、このようにして決定された各接着剤S1、S2の塗布位置に従って、第1の基板100(又は第2の基板102)の接合面に各接着剤S1、S2を塗布する。そして、図4(b)に示すように、第1の基板100及び第2の基板102の接合を行うことにより、基板接合体150を得ることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a substrate bonding method in the case where the
また、本実施形態においては、第1の基板100に溝部100Aが形成される場合について説明したが、これに限らず、第1の基板100に孔部(貫通孔)100Bが形成される場合(図5(a))についても、図5(b)に示すように下側(接合面とは反対側)に凸状に反ったり、図5(c)に示すように上側(接合面側)に凸状に反ったりするので、本発明を同様にして適用することが可能である。もちろん、第1の基板100に溝部100A及び孔部100Bの両方が形成される場合についても、本発明を同様にして適用することが可能である。また、本実施形態においては、第1の基板100ではなく、第2の基板102に溝部又は孔部、或いはこれらの両方が形成されていてもよい。もちろん、第1の基板100及び第2の基板102のそれぞれに対して、溝部又は孔部、或いはこれらの両方が形成されていてもよい。いずれの場合においても、本発明の効果をより顕著に発揮することができる。
In the present embodiment, the case where the
また、本実施形態においては、可とう性の異なる複数の接着剤として、2種類の接着剤を用いたが、これに限らず、3種類以上の接着剤を用いてもよい。 In this embodiment, two types of adhesives are used as the plurality of adhesives having different flexibility. However, the present invention is not limited to this, and three or more types of adhesives may be used.
図6は、可とう性の異なる3種類の接着剤S1’、S2’ S3’を用いて第1の基板100及び第2の基板102を接合する場合の基板接合方法を示した図である。ここでは、可とう性が大きな接着剤から順に、第1の接着剤S1’、第2の接着剤S2’、第3の接着剤S3’とする。
FIG. 6 is a diagram illustrating a substrate bonding method in the case where the
図6(a)に示すように、溝部100Aが形成された第1の基板100が下側(接合面とは反対側)に凸状に反る場合において、各接着剤S1’、S2’ S3’の塗布位置を決定する際、基板間距離の最大値に対する80%の値を第1の基準値とし、20%の値を第2の基準値とするとき、基板間距離が第1の基準値より大きい部分(100〜80%)を第1の接着剤S1’の塗布位置とし、第1の基準値より小さく、且つ第2の基準値より大きい部分(80〜20%)を第2の接着剤S2’の塗布位置とし、第2の基準値より小さい部分(20〜0%)を第3の接着剤S3’の塗布位置とすればよい。そして、このようにして決定された各接着剤S1’、S2’ S3’の塗布位置に従って、各接着剤S1’、S2’ S3’を塗布し、図6(b)に示すように、第1の基板100及び第2の基板102を接合することにより、基板接合体150を得ることができる。
As shown in FIG. 6A, in the case where the
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
次に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
Next, an ink jet recording apparatus which is an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described.
図7は、本実施形態に係るインクジェット記録装置を示した全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド(以下、単に「ヘッド」ともいう。)12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
FIG. 7 is an overall configuration diagram showing the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the
図7では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
In FIG. 7, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
ロール紙を使用する装置構成の場合、図7のように、裁断用のカッター28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
In the case of an apparatus configuration using roll paper, a
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラー31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図7に示したとおり、ローラー31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー34が設けられており、この吸着チャンバー34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。
The
ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図7において、時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は、図7の左から右へと搬送される。
The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
Although a mode using a roller / nip transport mechanism instead of the suction
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹きつけ、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
A
印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部12を構成する各ヘッド12K、12C、12M、12Yは、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている(図8参照)。
The
記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図7の左側)から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応したヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各ヘッド12K、12C、12M、12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
A head corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in FIG. 7) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送方向(副走査方向)について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち、一回の副走査で)記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the
なお本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a head for ejecting light-colored ink such as light cyan and light magenta.
図7に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各ヘッド12K、12C、12M、12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド12K、12C、12M、12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
As shown in FIG. 7, the ink storage /
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
The
本例の印字検出部24は、少なくとも各ヘッド12K、12C、12M、12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
The
印字検出部24は、各色のヘッド12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
The
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
A
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。 When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by blocking the paper holes by pressurization. There is an effect to.
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(不図示)が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成されている。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
Although not shown, the
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造について説明する。なお、各ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
[Head structure]
Next, the structure of the
図9(a)は、ヘッド50の構造例を示す平面透視図であり、図9(b)は、その一部の拡大図である。また、図9(c)は、ヘッド50の他の構造例を示す平面透視図である。図10は、インク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図9(a)、(b)中、X−X線に沿う断面図)である。
FIG. 9A is a plan perspective view showing a structural example of the
記録紙面上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド50におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド50は、図9(a)、(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室52等からなる複数のインク室ユニット53を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙搬送方向と直交する主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
In order to increase the dot pitch formed on the recording paper surface, it is necessary to increase the nozzle pitch in the
紙搬送方向と略直交する方向に記録紙16の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図9(a)の構成に代えて、図9(c)に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドブロック(ヘッドチップ)50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
The form in which one or more nozzle rows are configured over a length corresponding to the entire width of the
各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル51と供給口54が設けられている。各圧力室52は供給口54を介して共通流路55と連通されている。共通流路55はインク供給源たるインク供給タンク(図10中不図示、図11に符号60で図示)と連通しており、該インク供給タンクから供給されるインクは共通流路55を介して各圧力室52に分配供給される。
The
圧力室52の天面を構成し共通電極と兼用される振動板56には個別電極57を備えた圧電素子58が接合されており、個別電極57に駆動電圧を印加することによって圧電素子58が変形してノズル51からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路55から供給口54を通って新しいインクが圧力室52に供給される。
A
本例では、ヘッド50に設けられたノズル51から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子58を適用したが、圧力室52内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
In this example, the
かかる構造を有するインク室ユニット53を図9(b)に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
As shown in FIG. 9B, the
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット53を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル51が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
That is, with a structure in which a plurality of
本実施形態におけるヘッド50は、図10に示すように、複数の薄板積層部材200A〜200Fを積層した積層構造を有するヘッドである。第1の薄板積層部材200Aは、複数のノズル51が形成されるノズルプレートである。第2〜第5の薄板積層部材200B〜200Eは、圧力室52や共通流路55などのインク流路となる溝部や孔部が形成される流路形成基板である。第6の薄板積層部材200Fは、圧力室52の天面を構成する振動板56である。これらの薄板積層部材200A〜200Fは、上述した基板接合方法によって隣接する他の薄板積層部材と互いに接合されており、接合部が剥離することなく、寸法精度良く接合されている。したがって、このヘッド50は、非常に耐久性に優れている。
As shown in FIG. 10, the
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。 In the implementation of the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example, and various nozzle arrangement structures such as an arrangement structure having one nozzle row in the sub-scanning direction can be applied.
また、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、記録紙16の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録紙16の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると記録紙16を幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録紙16の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録紙16の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。
Further, the application range of the present invention is not limited to the printing method using the line-type head, and a short head that is less than the length of the
〔インク供給系の構成〕
図11は、インクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。同図において、インクタンク60はヘッド50にインクを供給する基タンクであり、図7で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク60の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図11のインクタンク60は、先に記載した図7のインク貯蔵/装填部14と等価のものである。
[Configuration of ink supply system]
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of an ink supply system in the
インクタンク60とヘッド50の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ62が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。図11には示さないが、ヘッド50の近傍又はヘッド50と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッド50の内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
A
また、インクジェット記録装置10には、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するための手段としてのキャップ64と、ヘッド50のインク吐出面50aの清掃手段としてのクリーニングブレード66とが設けられている。これらキャップ64及びクリーニングブレード66を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド50に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド50下方のメンテナンス位置に移動される。
Further, the
キャップ64は、図示せぬ昇降機構によってヘッド50に対して相対的に昇降変位される。電源OFF時や印刷待機時にキャップ64を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド50に密着させることにより、インク吐出面50aをキャップ64で覆う。
The
クリーニングブレード66は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド50のインク吐出面50aに摺動可能である。インク吐出面50aにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード66をインク吐出面50aに摺動させる、いわゆるワイピング動作を行うことでインク滴等を拭き取る。
The
印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ64に向かって予備吐出が行われる。
During printing or standby, when a specific nozzle is used less frequently and the ink viscosity in the vicinity of the nozzle increases, preliminary discharge is performed toward the
また、ヘッド50内(圧力室52内)のインクに気泡が混入した場合、ヘッド50にキャップ64を当て、吸引ポンプ67でヘッド50内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク68へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッド50への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出しが行われる。
Further, when bubbles are mixed in the ink in the head 50 (in the pressure chamber 52), the
ヘッド50は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ(圧電素子58)が動作してもノズル51からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で(圧電素子58の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で)、インク受けに向かって圧電素子58を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、インク吐出面50aの清掃手段として設けられているクリーニングブレード66等のワイパーによってインク吐出面50aの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作(ワイピング動作)によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
If the
また、ノズル51や圧力室52に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
Further, if bubbles are mixed into the
すなわち、ノズル51や圧力室52のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル近傍のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子58を動作させてもノズルからインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド50のインク吐出面50aに、圧力室52内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段としてキャップ64を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。
That is, when bubbles are mixed in the ink in the
〔制御系の構成〕
図12は、インクジェット記録装置10の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
[Control system configuration]
FIG. 12 is a principal block diagram showing a control system of the
通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース70にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
The
ホストコンピュータ86から送出された画像データは通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦メモリ74に記憶される。メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
The image data sent from the
システムコントローラ72は、通信インターフェース70、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ86との間の通信制御、メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。
The system controller 72 is a control unit that controls the
メモリ74には、システムコントローラ72のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、メモリ74は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ74は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
The
モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示に従ってモータ88を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示に従って後乾燥部42その他各部のヒータ89を駆動するドライバである。
The
プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(ドットデータ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ84を介してヘッド50のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
The
プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。なお、図12において画像バッファメモリ82はプリント制御部80に付随する態様で示されているが、メモリ74と兼用することも可能である。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
ヘッドドライバ84は、プリント制御部80から与えられるドットデータに基づいて各色のヘッド50の圧電素子58(図10参照)を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子58に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ84にはヘッド50の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The head driver 84 generates a drive signal for driving the piezoelectric elements 58 (see FIG. 10) of the
印字検出部24は、図7で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部80に提供する。
As described with reference to FIG. 7, the
プリント制御部80は、必要に応じて印字検出部24から得られる情報に基づいてヘッド50に対する各種補正を行う。
The
プログラム格納部90には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ72の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部290はROMやEEPROMなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやPCカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部90は動作パラメータ等の記録手段(不図示)と兼用してもよい。
Various control programs are stored in the
以上、本発明の基板接合方法、基板接合体、インクジェットヘッド、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 As described above, the substrate bonding method, the substrate bonded body, the ink jet head, and the image forming apparatus of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above examples, and is within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, various improvements and modifications may be made.
10…インクジェット記録装置、50…ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、54…インク供給口、55…共通液室、58…圧電素子、100…第1の基板、100A…溝部、100B…孔部、102…第2の基板、150…基板接合体、S1…第1の接着剤、S2…第2の接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1及び第2の基板の少なくとも一方に溝部又は孔部を形成する加工工程と、
前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて、前記第1又は第2の基板の接合面に対する前記複数の接着剤の塗布位置を決定する塗布位置決定工程と、
前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態に応じて決定された前記複数の接着剤の塗布位置に従って、前記第1又は第2の基板の接合面に対して前記複数の接着剤を塗布する塗布工程と、
前記第1及び第2の基板を前記複数の接着剤を介して接合し、前記複数の接着剤を硬化させる接合工程と、
含むことを特徴とする基板接合方法。 A substrate bonding method for bonding a first substrate and a second substrate using a plurality of adhesives having different flexibility,
A processing step of forming a groove or a hole in at least one of the first and second substrates;
An application position determining step for determining an application position of the plurality of adhesives with respect to a bonding surface of the first or second substrate according to a warped state of the substrate in which the groove or the hole is formed;
Applying the plurality of adhesives to the bonding surface of the first or second substrate according to the application position of the plurality of adhesives determined according to the warping state of the substrate in which the groove or hole is formed An application process to
Joining the first and second substrates via the plurality of adhesives, and curing the plurality of adhesives;
A substrate bonding method comprising:
前記塗布工程が行われる前に、前記第1及び第2の基板の接合面に表面処理を行う表面処理工程を含むことを特徴とする基板接合方法。 The substrate bonding method according to claim 1,
A substrate bonding method comprising a surface treatment step of performing a surface treatment on a bonding surface of the first and second substrates before the coating step is performed.
前記塗布位置決定工程は、前記第1及び第2の基板の基板間距離を求めることによって、前記溝部又は孔部が形成された基板の反り状態を検出する工程を含むことを特徴とする基板接合方法。 In the board | substrate bonding method of Claim 1 or 2,
The application position determining step includes a step of detecting a warpage state of the substrate on which the groove or the hole is formed by determining a distance between the substrates of the first and second substrates. Method.
前記複数の接着剤のうち、可とう性の大きな接着剤を第1の接着剤とし、可とう性の小さな接着剤を第2の接着剤とするとき、
前記塗布位置決定工程は、前記第1及び第2の基板の基板間距離が基準値より大きい部分は前記第1の接着剤の塗布位置とし、前記基準値より小さい部分は前記第2の接着剤の塗布位置とすることを特徴とする基板接合方法。 The substrate bonding method according to claim 3,
Among the plurality of adhesives, when a flexible adhesive having a high flexibility is used as a first adhesive and a low flexible adhesive is used as a second adhesive,
In the application position determining step, a portion where the distance between the first and second substrates is larger than a reference value is set as the application position of the first adhesive, and a portion smaller than the reference value is set as the second adhesive. A substrate bonding method characterized in that the substrate is applied.
前記複数の接着剤は、いずれもエポキシ系接着剤であることを特徴とする基板接合方法。 In the board | substrate joining method of any one of Claims 1 thru | or 4,
All of the plurality of adhesives are epoxy adhesives.
前記複数の接着剤は、同じエポキシ樹脂からなり、可とう性付与剤の量、若しくは、材料が異なる接着剤であることを特徴とする基板接合方法。 The substrate bonding method according to claim 5,
The substrate bonding method, wherein the plurality of adhesives are made of the same epoxy resin, and are adhesives having different amounts of flexibility or different materials.
前記第1及び第2の基板の少なくとも一方に溝部又は孔部が形成され、
前記複数の接着剤のうち、可とう性の大きな接着剤を第1の接着剤とし、可とう性の小さな接着剤を第2の接着剤とするとき、
前記第1及び第2の基板の接合部における接着剤にかかる応力が基準値より大きい部分は前記第1の接着剤で接合され、前記基準値より小さい部分は前記第2の接着剤で接合されていることを特徴とする基板接合体。 A substrate joined body composed of first and second substrates joined by a plurality of adhesives having different flexibility,
Grooves or holes are formed in at least one of the first and second substrates,
Among the plurality of adhesives, when a flexible adhesive having a high flexibility is used as a first adhesive and a low flexible adhesive is used as a second adhesive,
The portion where the stress applied to the adhesive at the joint between the first and second substrates is greater than the reference value is joined with the first adhesive, and the portion less than the reference value is joined with the second adhesive. A substrate joined body characterized by the above.
前記複数の接着剤は、いずれもエポキシ系接着剤であることを特徴とする基板接合体。 The substrate bonded body according to claim 7,
The plurality of adhesives are all epoxy adhesives.
前記複数の接着剤は、同じエポキシ樹脂からなり、可とう性付与剤の量、若しくは、材料が異なる接着剤であることを特徴とする基板接合体。 The substrate bonded body according to claim 8,
The plurality of adhesives are made of the same epoxy resin, and are adhesives having different amounts of flexibility or different materials.
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JP2008170502A JP2010005993A (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Substrate joining method, joined substrate, inkjet head, and image forming apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014223802A (en) * | 2013-05-14 | 2014-12-04 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Process for bonding interstitial epoxy adhesive for fabrication of printhead structures in high density printheads |
JP2015112875A (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-22 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Printhead having two adhesives |
CN111755450A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-09 | 长江存储科技有限责任公司 | Method for reducing wafer warping degree and three-dimensional memory |
-
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- 2008-06-30 JP JP2008170502A patent/JP2010005993A/en active Pending
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