JP2010131977A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェットヘッドの駆動部間に残存する圧電体を除去することによりクロストークを低減でき、圧電体の分割時に発生するストレスを緩衝できるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、複数のチャンバと、複数のチャンバをカバーするメンブレインと、複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界としてメンブレイン上に互いに離隔して配置される複数の駆動部と、を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、分割線の位置に対応するメンブレインの一面に溝を形成する工程と、溝が形成されたメンブレインの一面に接着樹脂を用いて圧電体を接合する工程と、溝が露出するように圧電体を分割する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図3
【解決手段】本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、複数のチャンバと、複数のチャンバをカバーするメンブレインと、複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界としてメンブレイン上に互いに離隔して配置される複数の駆動部と、を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、分割線の位置に対応するメンブレインの一面に溝を形成する工程と、溝が形成されたメンブレインの一面に接着樹脂を用いて圧電体を接合する工程と、溝が露出するように圧電体を分割する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、インクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
インクジェットプリンタは、電気的信号を物理的力に変換してノズルを介してインク液滴を吐出することにより印刷が行われる装置である。インクジェットヘッドは、チャンバ、リストリクタ、ノズル、及び圧電体などの多様な部品をそれぞれの層に加工し、これらを互いに接合する方式で製作することができる。
近年、インクジェットヘッド技術は、従来の紙や繊維に印刷するグラフィックインクジェット産業分野だけではなく、プリント基板、LCDパネルなどの電子部品製作にも使用されるなど、その適用が拡大されている。
しかし、従来のグラフィックプリント技術に比べて、機能性インクを正確かつ精密に吐出しなければならない電子部品用インクジェットプリント技術においては、従来、要求されなかった機能が要求される。例えば、吐出液滴のサイズの微細化や速度偏差の低減などが基本的に要求され、それ以外にも、ノズルの高密度化及び高周波数特性などが要求される。これらの要求に応えるために薄型化されたインクジェットヘッドの駆動部の開発が求められている。
一方、図1は従来技術によるインクジェットヘッドを示す正断面図である。図1に示すように、従来の圧電体はインクジェットヘッドの一面に接合された後、それぞれのチャンバ6上で独立した駆動部2として駆動するように、ダイシング(dicing)が行われた。
このとき、それぞれの駆動部2を完全に切断すると、メンブレイン5及びインクジェットヘッドのボディに大きなストレスを与えることがある。しかし、この問題のために圧電体を完全に切断しないと、図1に示すように、圧電体の下部が完全に分離されず、残存物3が残るので、隣接するそれぞれの駆動部2が互いに連結されクロストーク(crosstalk)を誘発することがあった。
さらに、ダイシング工程時、インクジェットヘッドのシリコン基板へのストレスを防止するために薄い切断刃(saw blade)を用いて二回のダイシング工程を行うと、隣接する駆動部間に壁(wall)形態の圧電体の残存物8が残って、クロストーク(クロストークノイズ)を誘発する原因となった。
こういう従来技術の問題点に鑑み、本発明は、クロストークを低減させ、かつ圧電体の分割時に発生するストレスを緩衝できるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によれば、複数のチャンバと、複数のチャンバをカバーするメンブレインと、複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界としてメンブレイン上に互いに離隔して配置される複数の駆動部と、を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、分割線の位置に対応するメンブレインの一面に溝を形成する工程と、溝が形成されたメンブレインの一面に接着樹脂を用いて圧電体を接合する工程と、溝が露出するように圧電体を分割する工程と、を含むインクジェットヘッドの製造方法が提供される。溝を形成する工程は化学的エッチングにより行われてもよく、溝は接着樹脂で充填されてもよい。
一方、本発明の他の実施形態によれば、複数のチャンバと、複数のチャンバをカバーするメンブレインと、複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界としてメンブレイン上に互いに離隔して接合される圧電体と、を含み、分割線に対応するメンブレインの一面には溝が形成され、溝は接着樹脂で充填されることを特徴とするインクジェットヘッドが提供される。
本発明の実施形態によれば、インクジェットヘッドの駆動部間に残存する圧電体を除去すことにより、クロストークを低減させ、かつ圧電体の分割時に発生するストレスを緩衝することができる。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。
以下、本発明によるインクジェットヘッド及びその製造方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。
本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの製造方法を説明する前に、圧電方式のインクジェットヘッドの各構成要素について、図2を参照して概略的に説明する。図2は本発明の一実施例により製造されたインクジェットヘッドを示す側断面図であって、図2を参照すると、インクジェットヘッド100、リザーバ10、流入口20、リストリクタ30、チャンバ40、ダンパ50、ノズル60、メンブレイン70、圧電体80が示されている。
チャンバ40は、インクを収容し、メンブレイン70の上面に形成された圧電体80などにより圧力が加えられると、収容しているインクをノズル60の方に移動させてノズル60からインクが吐出されるようにする手段である。このようなチャンバは一つのインクジェットヘッドに128個または256個などのように複数個が並列に配置され、これらのそれぞれのチャンバ40に圧力を提供するために圧電体80もチャンバ40の数だけ備えられる。この時、それぞれの圧電体80は隣接する他のチャンバ40への影響を最小化するために互いに離隔して配置される。この圧電体80の離隔により形成された空間を本明細書では「分割線」と称する。
リザーバ10は、流入口20などを介して外部から供給されたインクを貯蔵し、上述したチャンバ40にインクを供給する手段である。
リストリクタ30は、上述したリザーバ10とチャンバ40とを連通させ、リザーバ10とチャンバ40との間のインクの流れを調節する機能を行う手段である。このようなリストリクタ30は、リザーバ10及びチャンバ40よりも小さい断面積を有するように形成され、圧電体80によりメンブレイン70が振動する場合、リザーバ10からチャンバ40に供給されるインクの量を調節することができる。
ノズル60は、チャンバ40に連結され、チャンバ40から供給されるインクを噴射する機能を行う。圧電体80などから発生した振動がメンブレイン70を介してチャンバ40に伝達されると、チャンバ40には圧力が加えられ、この圧力によりノズル60からインクが噴射される。
上述したチャンバ40とノズル60との間にはダンパ50が形成される。ダンパ50は、チャンバ40から発生したエネルギーをノズル60の方に集中させ急激な圧力変化を緩衝する機能を行う。
一方、圧電体80の図中上下には圧電体80に電圧を印加するために、上部電極(図示せず)及び下部電極(図示せず)が形成されてもよい。かかる上部電極(図示せず)及び下部電極(図示せず)及びインクジェットヘッド全体の制御は、例えば、制御基板(図示せず)に実装されたCPU(図示せず)からの制御信号により上部電極(図示せず)及び下部電極(図示せず)の電圧制御等が行われる。
上述したそれぞれの構成要素を備えたインクジェットヘッド100は、シリコンまたはセラミックからなる基板を複数枚積層して形成されてもよく、一枚の基板で形成されてもよい。
以下、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの製造方法について、図3から図6を参照して説明する。図3は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの製造方法を示す順序図であり、図4から図6は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの製造方法の各工程を示す図である。図4から図6を参照すると、チャンバ40、ノズル60、メンブレイン70、溝72、圧電体80,80’、接着樹脂(adhesive resin)90が示されている。
先ず、ステップS110で、図4に示すように、互いに離隔して配置される圧電体80間の間隔である前述の分割線(仮想の分割線)の位置に対応するメンブレイン70の一面に溝72を形成する。具体的には、後工程で分割される境界線、すなわち、分割線の位置に対応するメンブレイン70の箇所に溝72を形成する。溝72を形成するために、湿式/乾式エッチングのような化学的方法を用いてもよい。メンブレイン70によりチャンバ40をカバーするようにインクジェットヘッドのボディに接合されている場合は、化学的方法を用いて溝72を形成すると、インクジェットヘッドのボディに加えられるストレスを最小化することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
このようにメンブレイン70に溝72を形成した後、ステップS120で、図5に示すように、溝72が形成されたメンブレイン70の一面に、例えば、エポキシ樹脂のような接着樹脂90を用いて圧電体80’を接合する。そして、ステップS130で、図6に示すように、溝72が露出するように(メンブレイン70の一面および当該一面に形成された溝72に充填された接着樹脂のうち、溝に相当する箇所の圧電体および充填されている接着樹脂を当該メンブレイン70の一面より深く(図中下方向に溝の形状が表れるまで)切削する)圧電体80’を分割する。上述した工程により、予め分割線に対応するメンブレイン70のところに溝72を形成したので、切断刃などを用いて圧電体80’を完全に分割することができる。
また、圧電体80’の接合工程において、接着樹脂90が溝72の内部に充填されるように塗布されると、溝72の内部に充填された接着樹脂90は緩衝機能を行うため、メンブレイン70及びインクジェットヘッドのボディに加えられるストレスを低減することができる。
さらに、図6に示すように、圧電体の分割工程後にも、メンブレイン70に形成された溝72の内部には接着樹脂90が残存することがあり、このように溝72の内部に残存する接着樹脂72は圧電体80とメンブレイン70との間の結合力を向上させて、製品の信頼性を向上させることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した方法における動作、手順、ステップ、および工程等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
40 チャンバ
60 ノズル
70 メンブレイン
72 溝
80,80’ 圧電体
90 接着樹脂
60 ノズル
70 メンブレイン
72 溝
80,80’ 圧電体
90 接着樹脂
Claims (4)
- 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバをカバーするメンブレインと、
前記複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界として前記メンブレイン上に互いに離隔して配置される複数の駆動部と、
を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記分割線の位置に対応する前記メンブレインの一面に溝を形成する工程と、
前記溝が形成されたメンブレインの一面に接着樹脂を用いて圧電体を接合する工程と、
前記溝が露出するように前記圧電体を分割する工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記溝を形成する工程が、化学的エッチングにより行われることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記接着樹脂が、前記溝に充填されることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバをカバーするメンブレインと、
前記複数のチャンバにそれぞれ圧力を提供するように、仮想の分割線を境界として前記メンブレイン上に互いに離隔して接合される圧電体と、
を含み、
前記分割線に対応する前記メンブレインの一面には溝が形成され、
前記溝には接着樹脂が充填されることを特徴とするインクジェットヘッド。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110803 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120110 |