JP2017121760A - Liquid jetting head and method for manufacturing liquid jetting head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を噴射するノズルとノズル側の面に取り付けられる固定板等の基板とを備えた液体噴射ヘッド、及び、液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting head including a nozzle for ejecting liquid and a substrate such as a fixed plate attached to a surface on the nozzle side, and a method for manufacturing the liquid ejecting head.
液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置、バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 As a liquid ejecting apparatus equipped with a liquid ejecting head, for example, there is an image recording apparatus such as an ink jet printer or an ink jet plotter, but recently, it has a feature that a very small amount of liquid can be landed accurately at a predetermined position. It has been applied to various manufacturing equipment. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode forming apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or FED (surface emitting display), and a chip for manufacturing a biochip (biochemical element) Applied to manufacturing equipment. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
上記の液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子(アクチュエーターの一種)を備え、この圧電素子の駆動によりノズルプレートに開設されたノズルから液体を噴射させるように構成されている。また、ノズルプレートが接合された側の面(例えば、底面)には、当該ノズルプレートを露出させる開口が形成された固定板やカバーヘッド等の基板を備えている。そして、基板の開口の縁とノズルプレートとの間の領域には、接着剤や充填剤等のモールド剤が充填されている(例えば、特許文献1)。 The liquid ejecting head includes a piezoelectric element (a kind of actuator) that causes pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, and is configured to eject liquid from nozzles established in the nozzle plate by driving the piezoelectric element. Yes. Further, the surface (for example, the bottom surface) on the side where the nozzle plate is joined is provided with a substrate such as a fixed plate or a cover head in which an opening for exposing the nozzle plate is formed. And the area | region between the edge of the opening of a board | substrate and a nozzle plate is filled with mold agents, such as an adhesive agent and a filler (for example, patent document 1).
上記のモールド剤は基板の開口内に露出しているため、ワイパー等の払拭部材を用いてノズルプレートのノズル面を払拭する際に、当該モールド剤が払拭部材により擦られて剥離する虞がある。また、払拭部材によりノズル面から払拭されたインク等の液体がモールド剤に付着して、当該液体からのダメージによりモールド剤の接着強度が低下する虞がある。 Since the molding agent is exposed in the opening of the substrate, when the wiping member such as a wiper is used to wipe the nozzle surface of the nozzle plate, the molding agent may be rubbed and peeled off by the wiping member. . Further, liquid such as ink wiped from the nozzle surface by the wiping member may adhere to the molding agent, and the adhesive strength of the molding agent may be reduced due to damage from the liquid.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の開口縁におけるモールド剤の剥離を抑制した液体噴射ヘッド、及び、液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head in which peeling of a molding agent at an opening edge of a substrate is suppressed, and a method for manufacturing the liquid ejecting head. is there.
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、外部に露出した第1の面、及び、当該第1の面に形成されたノズルを有するノズルプレートと、
前記第1の面から外れた位置において外部に露出した第2の面、及び、前記第1の面と前記第2の面との間に形成された段差を有する基板と、
前記段差の第1の面側の段差面に接着されたモールド剤と、を備え、
前記段差面には、凹凸が形成されたことを特徴とする。
The liquid ejecting head of the present invention has been proposed to achieve the above object, and includes a first surface exposed to the outside, and a nozzle plate having nozzles formed on the first surface;
A second surface exposed to the outside at a position deviating from the first surface, and a substrate having a step formed between the first surface and the second surface;
A mold agent bonded to the step surface on the first surface side of the step,
Asperities are formed on the step surface.
本発明によれば、段差面の凹凸によりモールド剤の接着面積を増やすことができる。その結果、モールド剤の段差面への接着強度を高めることができ、モールド剤が剥離することを抑制できる。 According to the present invention, the bonding area of the molding agent can be increased by the unevenness of the step surface. As a result, the adhesive strength of the molding agent to the step surface can be increased, and the molding agent can be prevented from peeling off.
また、上記構成において、前記段差面は、前記基板の第2の面とは反対側の面の一部を板厚方向の途中まで凹ませてなり、前記第1の面側に開口した第1の凹部を備え、
前記モールド剤は、前記第1の凹部内に接着されることが望ましい。
Further, in the above configuration, the stepped surface is a first surface that is formed by denting a part of the surface opposite to the second surface of the substrate halfway in the plate thickness direction and opening to the first surface side. With a recess
It is desirable that the molding agent is adhered in the first recess.
この構成によれば、モールド剤の接着面積をより増やすことができる。その結果、モールド剤の段差面への接着強度をより高めることができる。 According to this structure, the adhesion area of a molding agent can be increased more. As a result, the adhesive strength of the molding agent to the step surface can be further increased.
さらに、上記構成において、前記第1の凹部は、前記第2の面に沿って形成された底面と、当該底面と交差する方向に延在した側面とにより区画され、
前記底面の前記側面から離れた位置に、前記第2の面とは反対側に向けて突出した凸部が形成され、
前記凸部の高さは、前記側面の高さよりも低いことが望ましい。
Furthermore, in the above configuration, the first recess is partitioned by a bottom surface formed along the second surface and a side surface extending in a direction intersecting the bottom surface,
A convex portion protruding toward the opposite side of the second surface is formed at a position away from the side surface of the bottom surface,
It is desirable that the height of the convex portion is lower than the height of the side surface.
この構成によれば、第1の凹部内に充填されたモールド剤が第1の凹部から脱離することを抑制できる。その結果、モールド剤の段差面への接着強度を一層高めることができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the mold agent filled in the first recess from being detached from the first recess. As a result, the adhesive strength of the molding agent to the step surface can be further increased.
また、上記各構成において、前記基板の板厚方向において、前記第2の面とは反対側の面から前記第1の凹部の前記第2の面に沿って形成された底面までの寸法は、前記第2の面とは反対側の面から前記第2の面までの寸法の半分よりも大きいことが望ましい。 In each of the above configurations, in the thickness direction of the substrate, the dimension from the surface opposite to the second surface to the bottom surface formed along the second surface of the first recess is, It is desirable that it is larger than half of the dimension from the surface opposite to the second surface to the second surface.
この構成によれば、第1の凹部内に充填されるモールド剤の量をより多くすることができる。その結果、モールド剤の段差面への接着強度をより一層高めることができる。 According to this structure, the quantity of the molding agent with which it fills in a 1st recessed part can be increased more. As a result, the adhesive strength of the molding agent to the step surface can be further increased.
さらに、上記各構成において、前記段差面は、前記基板の第2の面の一部を板厚方向の途中まで凹ませてなり、前記第1の面側に開口した第2の凹部を備え、
前記モールド剤は、前記第2の凹部内に接着されることが望ましい。
Furthermore, in each of the above-described configurations, the step surface includes a second recess that is formed by recessing a part of the second surface of the substrate halfway in the plate thickness direction and opened to the first surface side,
It is desirable that the molding agent is adhered in the second recess.
この構成によれば、モールド剤の接着面積を一層増やすことができる。また、ワイパー等の払拭部材が基板の開口縁に当たって破損することを抑制できる。 According to this configuration, the bonding area of the molding agent can be further increased. Moreover, it can suppress that wiping members, such as a wiper, contact | wins and damages the opening edge of a board | substrate.
また、上記構成において、板厚方向に貫通した貫通孔により前記第1の凹部と前記第2の凹部とが連通されることが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that the first recess and the second recess communicate with each other through a through-hole penetrating in the thickness direction.
この構成によれば、第1の凹部内にモールド剤が充填される際に、貫通孔から第1の凹部内の空気が抜けるため、第1の凹部内をモールド剤でより確実に充填することができる。また、貫通孔内にモールド剤が進入して固化すれば、モールド剤が第1の凹部から脱離することを一層抑制できる。その結果、モールド剤の段差面への接着強度をより一層高めることができる。 According to this configuration, when the mold agent is filled in the first recess, air in the first recess is released from the through hole, so that the first recess is more reliably filled with the mold agent. Can do. Further, if the molding agent enters and solidifies into the through hole, it can be further suppressed that the molding agent is detached from the first recess. As a result, the adhesive strength of the molding agent to the step surface can be further increased.
さらに、上記各構成において、前記段差面は、前記第2の面の面方向に凹んだ溝を備え、
前記溝は、前記段差の延在方向に沿って繰り返し設けられることが望ましい。
Furthermore, in each of the above configurations, the step surface includes a groove recessed in the surface direction of the second surface,
The groove is preferably repeatedly provided along the extending direction of the step.
この構成によれば、段差の延在方向に沿ってモールド剤が強固に固定される。 According to this configuration, the molding agent is firmly fixed along the extending direction of the step.
また、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、外部に露出した第1の面、及び、当該第1の面に形成されたノズルを有するノズルプレートと、前記第1の面から外れた位置において外部に露出した第2の面、及び、前記第1の面と前記第2の面との間に形成された段差を有する基板と、前記段差の第1の面側の段差面に接着されたモールド剤と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記基板に前記第1の面を露出させる開口を形成して当該開口の縁に段差面を形成する基板形成工程と、
前記第1の面と前記第2の面との間に段差が形成されるように前記基板を位置決めした状態で、前記段差面にモールド剤を接着するモールド剤接着工程と、を含み、
前記基板形成工程には、前記段差面に凹凸を形成する凹凸形成工程が含まれることを特徴とする。
Further, according to the method of manufacturing the liquid ejecting head of the invention, the first surface exposed to the outside, the nozzle plate having the nozzle formed on the first surface, and the position deviated from the first surface. Bonded to the second surface exposed to the outside, the substrate having a step formed between the first surface and the second surface, and the step surface on the first surface side of the step A liquid jet head manufacturing method comprising: a molding agent;
Forming a step for exposing the first surface to the substrate and forming a stepped surface on an edge of the opening; and
A mold agent bonding step of bonding a mold agent to the step surface in a state where the substrate is positioned so that a step is formed between the first surface and the second surface;
The substrate forming step includes an unevenness forming step of forming unevenness on the step surface.
この方法によれば、モールド剤の剥離が抑制された液体噴射ヘッドを製造することができる。 According to this method, it is possible to manufacture a liquid jet head in which peeling of the molding agent is suppressed.
また、上記製造方法において、前記凹凸形成工程は、前記開口の形成と同時に行われることが望ましい。 In the manufacturing method, it is preferable that the unevenness forming step is performed simultaneously with the formation of the opening.
この方法によれば、段差面に凹凸が形成された基板を容易に作製できる。 According to this method, a substrate having irregularities formed on the step surface can be easily manufactured.
さらに、上記製造方法において、前記凹凸形成工程は、前記開口が形成された後に行われることが望ましい。 Furthermore, in the manufacturing method, it is preferable that the unevenness forming step is performed after the opening is formed.
この方法によれば、複雑な凹凸形状を有する段差面を作製でき、モールド剤の剥離が一層抑制された液体噴射ヘッドを製造することができる。 According to this method, it is possible to manufacture a stepped surface having a complicated uneven shape, and it is possible to manufacture a liquid jet head in which peeling of the molding agent is further suppressed.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明に係る液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)、及び、これを搭載した液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター(以下、プリンター)を例に挙げて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) which is a kind of liquid ejecting head according to the present invention, and an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) which is a kind of liquid ejecting apparatus equipped with the ink jet recording head. An example will be described.
プリンター1の構成について、図1を参照して説明する。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(着弾対象の一種)の表面に対してインク(液体の一種)を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送する搬送機構6等を備えている。ここで、上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘッドに供給される構成を採用することもできる。
The configuration of the
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。したがってパルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。キャリッジ4の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー(図示せず)によって検出される。リニアエンコーダーは、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)をプリンター1の制御部に送信する。
The carriage moving mechanism 5 includes a timing belt 8. The timing belt 8 is driven by a
次に、記録ヘッド3について説明する。図2は、記録ヘッド3の分解斜視図である。図3は、記録ヘッド3に組み込まれた単位ヘッド13の断面図である。図4は、記録ヘッド3の要部を拡大した断面図である。記録ヘッド3は、ホルダー12、複数の単位ヘッド13、および、固定板14等が積層されてなる。
Next, the
ホルダー12は、合成樹脂製の部材であり、その上面にカートリッジ装着部15を有している。このカートリッジ装着部15には、各色のインクカートリッジ7のインクに対応して複数のインク導入針16が、主走査方向に沿って横並びに立設されている。インク導入針16は、インクカートリッジ7内に挿入される中空針状の部材である。インクカートリッジ7内に貯留されたインクは、このインク導入針16を介して、ホルダー12内の流路(図示せず)に導入される。なお、インクカートリッジ7からホルダー12内にインクを導入する構成としては、インク導入針16を用いるものには限られず、例えば、インクの供給側と受側にそれぞれインクを吸収可能な多孔質部材を設け、この多孔質部材同士を接触させることで、インクを授受する構成を採用することも可能である。
The
ホルダー12の下方には、複数の単位ヘッド13が取り付けられている。本実施形態における単位ヘッド13は、長手方向を主走査方向に直交する方向に揃えた状態で、主走査方向(すなわち、ノズル列方向に直交する方向)に沿って4つ並設されている。各単位ヘッド13は、互いに位置決めされた状態で固定板14に接着固定されている。固定板14は、例えばステンレス鋼(SUS)により形成された板材であり、単位ヘッド13の下面及び側面を保護する。本実施形態における固定板14は、図2に示すように、その周縁部が上方(すなわち、単位ヘッド13側)に折り曲げられて、単位ヘッド13の側面に沿うように構成されている。また、固定板14には、各単位ヘッド13のノズル24を露出させる開口14aが、各単位ヘッド13に対応して4つ形成されている。なお、記録ヘッド3に取り付けられる単位ヘッド13は、4つに限られず、1つ以上であればよい。また、固定板14としては、その周縁部が上方に折り曲げられたものに限られず、平板状の固定板も採用することができる。なお、固定板14の形状、特に開口14aの縁の形状に関し、詳しくは後述する。
A plurality of unit heads 13 are attached below the
次に、単位ヘッド13の構成について説明する。本実施形態における単位ヘッド13は、図3に示すように、アクチュエーターユニット17及び流路ユニット18が積層された状態でヘッドケース19に取り付けられている。なお、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。
Next, the configuration of the
本実施形態におけるヘッドケース19は、合成樹脂製の箱体状部材である。図3に示すように、ヘッドケース19の中央部には、ノズル列方向に沿って長尺な空間である収容空間20及び貫通空間22が形成されている。収容空間20は、アクチュエーターユニット17が収容される空間であり、アクチュエーターユニット17の厚さの分だけヘッドケース19の下面から板厚方向(すなわち、下面に直交する方向)の途中まで凹んだ状態に形成されている。貫通空間22は、この収容空間20の上面側の天井面に連通し、ヘッドケース19を板厚方向に貫通した状態に形成されている。貫通空間22及び収容空間20には、圧電素子32(後述)に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル35(配線部材の一種)が配置される。なお、フレキシブルケーブル35は、図2及び図3に示すように、貫通空間22の上面開口から単位ヘッド13の外側まで延在し、ホルダー12内に設けられた図示しない制御基板に接続される。また、ヘッドケース19の内部にはインクが流れる液体導入路21が形成されている。この液体導入路21は、ホルダー12内の流路と後述する共通液室26とを接続する流路である。本実施形態では、収容空間20及び貫通空間22を間に挟んでノズル列方向に直交する方向の両側に液体導入路21が形成されている。
The
ヘッドケース19の下面には、流路ユニット18が接続されている。この流路ユニット18は、連通基板25、ノズルプレート23、及びコンプライアンス基板37が積層されて成るノズル列方向に沿って長尺な基板である。連通基板25は、シリコン製の板材であり、本実施形態では、表面(上面及び下面)の結晶面方位を(110)面としたシリコン単結晶基板から作製されている。この連通基板25には、図3に示すように、液体導入路21と連通し、各圧力室30に共通なインクが貯留される共通液室26と、この共通液室26を介して液体導入路21からのインクを各圧力室30に個別に供給する個別連通路27と、圧力室30とノズル24とを連通するノズル連通路28とが、異方性エッチングにより形成されている。共通液室26は、ノズル列方向に沿った長尺な空部であり、液体導入路21対応して両側にそれぞれ形成されている。個別連通路27は、共通液室26の圧力室30に対応する位置に複数開口されている。すなわち、個別連通路27は、圧力室30の並設方向(換言すると、ノズル列方向)に沿って複数形成されている。同様に、ノズル連通路28も、ノズル列方向に沿って複数形成されている。
A
ノズルプレート23は、連通基板25の下面(すなわち、圧力室形成基板29とは反対側の面)に接合されたシリコン製の基板(例えば、シリコン単結晶基板)である。本実施形態のノズルプレート23は、コンプライアンス基板37と重ならないように、コンプライアンス基板37から外れた領域に接合されている。換言すると、ノズルプレート23は、連通基板25の共通液室26の下面側の開口から外れた中央の領域に接合されている。このノズルプレート23の下面であるノズル面40(本発明における第1の面に相当)には、複数のノズル24(ノズル列という)がノズルプレート23の長手方向に沿って直線状(換言すると、列状)に開設されている。本実施形態では、2列に形成された圧力室30の列に対応して、ノズル列が2列形成されている。この並設された複数のノズル24(ノズル列)は、一端側のノズル24から他端側のノズル24までドット形成密度に対応したピッチで等間隔に設けられている。
The
コンプライアンス基板37は、連通基板25の下面であって、共通液室26に対応する領域に接合された可撓性を有する基板である。すなわち、コンプライアンス基板37は、連通基板25のノズルプレート23に覆われていない領域に接合されている。本実施形態におけるコンプライアンス基板37は、金属等の硬質な材料からなる固定基板38に、剛性が低く可撓性を有する封止膜39が積層された板材である。固定基板38の共通液室26に対向する領域は、厚さ方向に除去された開口部となっている。このため、共通液室26の下面は、封止膜39のみで封止され、共通液室32内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。また、本実施形態におけるコンプライアンス基板37は、ノズルプレート23の外周に形成されている。すなわち、コンプライアンス基板37には、ノズルプレート23(詳しくは、ノズル面40)を露出させる開口(図示せず)が形成されている。このコンプライアンス基板37のうち共通液室26に対向しない部分は、固定基板38と封止膜39との二層構造になっている。なお、2列に形成された共通液室に対応して、ノズルプレートを挟んで両側に共通液室に応じた形状のコンプライアンス基板をそれぞれ接合する構成を採用することもできる。
The
図3及び図4に示すように、コンプライアンス基板37(具体的には、固定基板38)の下面には、開口14aにノズルプレート23(詳しくは、ノズル面40)を露出させた状態で固定板14が接合されている。固定板14の開口14aの縁、すなわち、固定板14のノズルプレート23側の端は、コンプライアンス基板37のノズルプレート23側の端よりもノズルプレート23とは反対側に後退されている。また、コンプライアンス基板37とノズルプレート23との間には、間隙41が形成されている。この間隙41には、接着剤や充填剤等のモールド剤42が充填されている。本実施形態におけるモールド剤42は、固定板14のノズルプレート23側の端面(後述する段差面45)からノズルプレート23の固定板14側の端面に亘って充填されている。すなわち、モールド剤42は、固定板14の段差面45に接着されてノズルプレート23側に向けて延在されている。このモールド剤42により、連通基板25とコンプライアンス基板37との接合部の端、連通基板25とノズルプレート23との接合部の端、及び、コンプライアンス基板37と固定板14との接合部の端が覆われる。これにより、これらの接合部を通じて液体が内部に進入することや、単位ヘッド13の内部の液体が漏れることを抑制できる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the fixing plate 37 (specifically, the nozzle surface 40) is exposed on the lower surface of the compliance substrate 37 (specifically, the fixing substrate 38) with the opening 14 a exposed. 14 is joined. The edge of the opening 14 a of the fixed
本実施形態におけるアクチュエーターユニット17は、図3に示すように、圧力室形成基板29、振動板31、圧電素子32、及び封止板33が積層され、ユニット化されている。このアクチュエーターユニット17は、ヘッドケース19の収容空間20内に収容可能な大きさに形成され、この収容空間20内に収容されている。
As shown in FIG. 3, the
圧力室形成基板29は、シリコン製の硬質な板材であり、本実施形態では、表面(上面及び下面)の結晶面方位を(110)面としたシリコン単結晶基板から作製されている。この圧力室形成基板29には、異方性エッチングにより一部が板厚方向に完全に除去されて、圧力室30となるべき空間がノズル列方向に沿って複数並設されている。この空間は、下方が連通基板25により区画され、上方が振動板31により区画されて、圧力室30を構成する。また、この空間、すなわち圧力室30は、ノズル列方向に直交する方向に長尺に形成され、長手方向の一側の端部に個別連通路27が連通すると共に、他側の端部にノズル連通路28が連通する。
The pressure
振動板31は、弾性を有する薄膜状の部材であり、圧力室形成基板29の上面(すなわち、連通基板25側とは反対側の面)に積層されている。この振動板31によって、圧力室30となるべき空間の上部開口が封止されている。換言すると、振動板31によって、圧力室30の上面が区画されている。この振動板31における圧力室30(詳しくは、圧力室30の上部開口)に対応する部分は、圧電素子32の撓み変形に伴ってノズル24から遠ざかる方向あるいは近接する方向に変位する変位部として機能する。すなわち、振動板31における圧力室30の上部開口に対応する領域が、撓み変形が許容される駆動領域となる。そして、この駆動領域(変位部)の変形(変位)により、圧力室30の容積は変化する。一方、振動板31における圧力室30の上部開口から外れた領域が、撓み変形が阻害される非駆動領域となる。
The
振動板31は、例えば、圧力室形成基板29の上面に形成された二酸化シリコン(SiO2)からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる絶縁体膜と、から成る。そして、この絶縁膜上(振動板31の圧力室形成基板29側とは反対側の面)における各圧力室30に対応する領域(すなわち駆動領域)に圧電素子32がそれぞれ積層されている。なお、圧力室形成基板と振動板が一体である構成を採用することもできる。すなわち、圧力室形成基板の下面側からエッチング処理が施されて、上面側に板厚の薄い薄肉部分を残して圧力室が形成され、この薄肉部分が振動板として機能する構成を採用することもできる。
The
本実施形態における圧電素子32は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子32は、各ノズル24に対応してノズル列方向に沿って複数並設されている。各圧電素子32は、例えば、振動板31上から順に、個別電極となる下電極層、圧電体層及び共通電極となる上電極層が順次積層されてなる。なお、駆動回路や配線の都合によって、下電極層を共通電極、上電極層を個別電極にすることもできる。このように構成された圧電素子32は、下電極層と上電極層との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、ノズル24から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形する。
The
封止板33は、図3に示すように、圧電素子32を収容可能な圧電素子収容空間34が形成された基板である。この封止板33は、圧電素子収容空間34内に圧電素子32を収容した状態で、振動板31上に接合されている。本実施形態では、2列に形成された圧電素子32の列に対応して、圧電素子収容空間34が2列形成されている。この2つの圧電素子収容空間34の間には、封止板33が板厚方向に除去された接続空間36が形成されている。接続空間36は貫通空間22と連通し、その内部には貫通空間22に挿通されたフレキシブルケーブル35の端部が配置される。なお、封止板としては、圧電素子収容空間が形成されない平板状の部材を採用することもできる。この場合、振動板と封止板とを接合する接着剤の厚さを厚くし、この接着剤で圧電素子の周囲を囲うことで、圧電素子を収容する空間を形成する。また、封止板自体に駆動回路等の回路や配線を形成した構成を採用することもできる。
As shown in FIG. 3, the sealing
そして、上記のように形成された単位ヘッド13は、インクカートリッジ7からのインクを液体導入路21、共通液室26及び個別連通路27を介して圧力室30に導入する。この状態で、制御部からの駆動信号を、フレキシブルケーブル35を介して圧電素子32に供給することで、圧電素子32を駆動させて圧力室30の容積を変化させる。この容積の変化に伴う圧力変動を利用することで、ノズル連通路28を介して圧力室30と連通するノズル24からインク滴を噴射する。
The
次に、固定板14の形状、特にモールド剤42との接着箇所に関して詳しく説明する。本実施形態における固定板14は、図2及び図3に示すように、開口14aが形成された底板46と、底板46の外周縁から上方(単位ヘッド13側)に延在した側壁47とを備えている。固定板14の側壁47は、単位ヘッド13の側面に沿って延在し、当該単位ヘッド13の側面に接合されている。また、固定板14の底板46は、開口14a内にノズルプレート23のノズル面40を露出させた状態で、コンプライアンス基板37に接合されている。ここで、固定板14は、その厚さが厚くなるほど、剛性が高くなるため、外部からの衝撃に強くなり、また取り扱い易くなる。その反面、曲げ加工がし難くなったり、打ち抜き加工の際にバリが発生し易くなったりする。一方、固定板14の厚さは、薄くなるほど、曲げ加工がし易くなったり、打ち抜き加工の際にバリが発生し難くなったりする。しかしながら、剛性が弱くなるため、外部からの衝撃に弱くなり、また取り扱い難くなる。このため、剛性の確保と、加工のし易さの観点から、固定板14の厚さは、0.05mm〜1.02mmにすることが望ましい。本実施形態における固定板14の各部の厚さは、0.08mmに設定されている。
Next, the shape of the fixing
図4に示すように、固定板14の底板46の下面(コンプライアンス基板37とは反対側の面)である露出面43(本発明における第2の面に相当)は、ノズルプレート23のノズル面40よりも下方、すなわち、噴射動作時における着弾対象側に位置している。換言すると、露出面43は、ノズル面40から外れた位置において、ノズル面40よりも下方で外部に露出している。また、上記したように、固定板14の底板46におけるノズルプレート23側の端は、コンプライアンス基板37におけるノズルプレート23側の端よりもノズルプレート23とは反対側に位置している。すなわち、コンプライアンス基板37の一部は開口14a内にはみ出している。この開口14a内にはみ出したコンプライアンス基板37と露出面43との間には、開口14aの縁からなる段差44が形成される。ノズル面40は開口14a内に露出しているため、この段差44は露出面43とノズル面40との間に形成されることになる。そして、この段差44のノズルプレート23側の面が本発明における段差面45となる。
As shown in FIG. 4, the exposed surface 43 (corresponding to the second surface in the present invention) which is the lower surface (surface opposite to the compliance substrate 37) of the
この段差面45には、凹凸が形成されている。本実施形態では、段差面45の表面に目に見えないほどの微細な凹凸が形成されている。この段差面45の表面の算術平均粗さ(Ra)は、露出面43の表面の算術平均粗さ(Ra)よりも大きいことが望ましく、さらに固定板14のその他の面の算術平均粗さ(Ra)よりも大きいことがより望ましい。本実施形態においては、段差面45以外の固定板14の面の算術平均粗さ(Ra)は、略同じに揃えられており、段差面45の表面の算術平均粗さ(Ra)よりも小さくなっている。そして、モールド剤42の一側(ノズルプレート23とは反対側)の端部は、この段差面45に接着されている。なお、モールド剤42の他側(ノズルプレート23側)の端部は、ノズルプレート23の端面に接着されている。
Irregularities are formed on the
このように、モールド剤42が接着される段差面45に凹凸を形成したので、この凹凸によりモールド剤42の接着面積を増やすことができる。すなわち、固化する前のモールド剤42が段差面45の凹凸の谷の奥まで進入し、この状態でモールド剤42が固化するため、モールド剤42と段差面45との接触面積を増やすことができる。その結果、モールド剤42の段差面45への接着強度を高めることができ、モールド剤42が剥離することを抑制できる。特に、本実施形態では、段差面45がノズル面40よりも下方に形成され、これに伴いモールド剤42も一側の端部を含み部分的にノズル面40よりも下方に形成されているため、ノズル面40を払拭するワイパー等の払拭部材によりこの部分のモールド剤42が擦られ易い。しかしながら、モールド剤42の段差面45への接着強度を高めたので、モールド剤42の一側の端部が剥離することを抑制できる。
Thus, since the unevenness | corrugation was formed in the level |
次に、記録ヘッド3の製造方法について説明する。初めに、固定板14の製造方法について説明する。まず、図5に示すように、基板形成工程において、平らな状態のステンレス鋼(SUS)からなる板(固定板14となる板。以下、単に固定板14という。)にノズル面40(本実施形態では、ノズルプレート23)を露出させる開口14aを形成して当該開口14aの縁に段差面45を形成する。具体的には、固定板14の一方の面(例えば、露出面43)側から他方の面(例えば、コンプライアンス基板37との接合面)側に向けて、開口14aに対応したプレス用型48(詳しくは、雄型48a、雌型48b)を用いたプレス加工(打ち抜き加工)により開口14aを開設する。本実施形態では、4つの開口14aがノズル列方向に直交する方向に沿って並ぶように形成される。各開口14aは、ノズルプレート23を露出可能な大きさに形成される。なお、4つの開口14aは、1度のプレス加工で同時に開口させるようにしても良いし、1度のプレス加工で1つの開口14aを形成するように構成し、合計4度のプレス加工で開口させるようにしても良い。また、プレス加工により開口14aの縁にバリが発生している場合、バリを押し潰すように他方の面側からプレス加工を行っても良いし、やすり等でバリを除去しても良い。
Next, a method for manufacturing the
また、上記の基板形成工程には、段差面45に凹凸を形成する凹凸形成工程が含まれる。この凹凸形成工程は、プレス加工による開口14aの形成と同時に行う方法と、開口14aが形成された後に行う方法とがある。例えば、前者の方法としては、プレス用型48のプレス面(換言すると押圧面)或いは側面に予め凹凸を形成しておき、プレス加工による開口14aの形成時に段差面45に凹凸を形成する方法がある。また、後者の方法としては、やすり等で段差面45を擦って物理的に表面を荒らす方法、鉄等の微粒子を段差面45に吹き付けて物理的に表面を荒らす方法、及び、特定の溶液中に段差面45を含む部分を浸漬して、化学的に表面を荒らす方法等がある。この様にして固定板14に開口14aを形成し、段差面45に凹凸を形成したならば、プレス加工(曲げ加工、絞り加工)により固定板14の外周縁を他方(露出面43とは反対側)に折り曲げて、枠状の側壁47を形成する。
The substrate forming process includes an unevenness forming process for forming unevenness on the
次に、モールド剤接着工程により、固定板14に単位ヘッド13を取り付けた状態でモールド剤42を注入して記録ヘッド3を作製する。具体的には、固定板14の各開口14aにそれぞれノズルプレート23が露出するように単位ヘッド13を固定する。より詳しくは、各単位ヘッド13を位置決めした状態で、接着剤により固定板14とコンプライアンス基板37の固定基板38とを接着する。なお、単位ヘッド13が固定板14に対して位置決めされた状態において、ノズル面40と露出面43との間には、固定板14の開口14aの縁からなる段差44が形成される。そして、この状態で、ディスペーサーや転写印刷等の方法を用いて、固定板14とノズルプレート23との間に液体状のモールド剤42を塗布し、固化させる。これにより、段差面45にモールド剤42が接着されると共に、単位ヘッド13のコンプライアンス基板37とノズルプレート23との間隙41にモールド剤42が充填され、記録ヘッド3が作成される。なお、固定板14の側壁47と単位ヘッド13の側面との間、及び、隣り合う単位ヘッド13の側面間にモールド剤42を注入することもできる。
Next, the
このように、凹凸形成工程により段差面45に凹凸を形成した状態で、当該段差面45にモールド剤42が接着されるため、モールド剤42の剥離が抑制された記録ヘッド3を製造することができる。そして、凹凸形成工程を固定板14の開口14aの形成と同時に行えば、記録ヘッド3の製造工数を減らすことができ、段差面45に凹凸が形成された固定板14、ひいては記録ヘッド3の製造が容易になる。また、凹凸形成工程を開口14aが形成された後に行えば、段差面45の凹凸を種々の方法で形成できるため、段差面45の凹凸(粗さ)を制御し易くなる。例えば、より段差面45の表面を粗くして、モールド剤42の剥離を一層抑制することもできる。
As described above, since the
ところで、上記した第1の実施形態では、段差面45に微細な凹凸が形成されたが、これには限られない。図6〜図14に示す他の実施形態では、より大きな凹凸が段差面45に形成されている。
By the way, in the above-described first embodiment, fine irregularities are formed on the
具体的には、図6に示す第2の実施形態では、段差面45の上方(コンプライアンス基板37側)が凹んで凹凸が形成されている。より具体的には、本実施形態における段差面45は、固定板14の露出面43とは反対側の面の一部(より詳しくは、開口14aの縁)を板厚方向の途中まで凹ませてなる上方凹部51(本発明における第1の凹部に相当)を備えている。この上方凹部51は、ノズル面40(すなわち、ノズルプレート23)側に開口し、段差面45における凹凸を形成する。換言すると、上方凹部51は、段差面45の一部(露出面43とは反対側の縁を含む部分)をノズルプレート23とは反対側に露出面43に沿って凹ませた部分である。本実施形態における上方凹部51は、図6に示すように、露出面43に沿って形成された底面51aと、当該底面51aの一側(ノズルプレート23とは反対側)の端から底面51aと交差(本実施形態では直交)する方向に延在した側面51bとにより区画されている。そして、モールド剤42は、この段差面45の凹凸、すなわち上方凹部51内、及び、上方凹部51の外側の段差面45に接着されている。これにより、モールド剤42の接着面積を増やすことができる。その結果、モールド剤42の段差面45への接着強度を高めることができ、モールド剤42が剥離することを抑制できる。特に、本実施形態におけるモールド剤42は、上方凹部51内に充填され、上方凹部51内の底面51a、側面51b及び上方凹部51に対応するコンプライアンス基板37に接着されるため、接着強度をより高めることができる。
Specifically, in the second embodiment shown in FIG. 6, the upper surface of the step surface 45 (on the
ここで、固定板14の板厚方向において、露出面43とは反対側の面(すなわち、コンプライアンス基板37との接合面)から上方凹部51の底面51aまでの寸法(換言すると、上方凹部51の深さ、或いは側面51bの高さ)は、30μm以上であることが望ましい。本実施形態では、露出面43とは反対側の面から露出面43までの寸法(換言すると、固定板14の板厚)が80μm、露出面43とは反対側の面から上方凹部51の底面51aまでの寸法が30μmに設定されている。なお、固定板14の板厚方向において、露出面43とは反対側の面から上方凹部51の底面51aまでの寸法は、露出面43とは反対側の面から露出面43までの寸法の半分よりも大きいことがより望ましい。すなわち、上方凹部51の深さは、固定板14の板厚の半分よりも深いことが望ましい。このようにすれば、上方凹部51内に充填されるモールド剤42の量をより多くすることができる。その結果、モールド剤42の段差面45への接着強度をより一層高めることができる。なお、その他の構成は上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Here, in the plate thickness direction of the fixing
次に、本実施形態における固定板14の製造方法について説明する。まず、上記した第1の実施形態と同様に、基板形成工程において、固定板14にノズル面40を露出させる開口14aを形成して当該開口14aの縁に段差面45及び凹凸を形成する。すなわち、図7に示すように、固定板14の露出面43側から露出面43とは反対側の面(すなわち、コンプライアンス基板37との接合面)側に向けて、開口14aに対応した第1のプレス用型53を用いたプレス加工(打ち抜き加工)により開口14aを開設する。固定板14に開口14aを形成したならば、凹凸形成工程により段差面45に凹凸を形成する。図8に示すように、本実施形態における凹凸形成工程は、露出面43とは反対側の面側から固定板14の露出面43側に向けて、第1のプレス用型53よりもプレス面が僅かに大きい第2のプレス用型54を用いたプレス加工により、開口14aの縁を固定板14の板厚方向の途中まで潰す。これにより、固定板14の開口14aの縁に上方凹部51が形成される。すなわち、段差面45に凹凸が形成された固定板14が作成される。このように、本実施形態における基板形成工程に含まれる凹凸形成工程は、開口14aが形成された後に行われる。なお、開口14aの縁にバリが発生している場合、この第2のプレス用型54によるプレス加工によりバリを潰すことができる。また、凹凸形成工程を、開口14aの形成と同時に行うこともできる。例えば、打ち抜き用のプレス用型と押し潰し用のプレス用型とを一体化した段付きのプレス用型を用いて一工程で加工する。なお、その他、記録ヘッド3の製造方法等に関しては、上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Next, a method for manufacturing the fixing
また、図9に示す第3の実施形態では、段差面45の上方凹部51内に凸部55が形成されて、よりモールド剤42が抜け難い構成になっている。具体的には、本実施形態における段差面45は、第2の実施形態と同様に、固定板14の露出面43とは反対側の面の一部を板厚方向の途中まで凹ませてなる上方凹部51を備えている。すなわち、上方凹部51は、露出面43に沿って形成された底面51aと、当該底面51aの一側の端から底面51aと交差する方向に延在した側面51bとにより区画されている。そして、上方凹部51の底面51aには、側面51bから離れた位置に、露出面43とは反対側に向けて突出した凸部55が形成されている。本実施形態における凸部55は、上方凹部51のノズルプレート23側の開口14a縁に突設されている。この凸部55の高さ(すなわち、底面51aから凸部55の先端までの寸法)は、側面51bの高さ(すなわち、底面51aから露出面43とは反対側の面までの寸法)よりも低く形成されている。このため、上方凹部51内において、凸部55とコンプライアンス基板37との間隔は、凸部55よりも奥側(すなわち、側面51b側)の底面51aとコンプライアンス基板37との間隔よりも狭くなる。すなわち、上方凹部51は、入口側(すなわち、ノズルプレート23側)が狭められた空間になっている。
Further, in the third embodiment shown in FIG. 9, a
そして、モールド剤42は、この上方凹部51の入口側から奥側まで進入して固化している。このように、上方凹部51の入口側に凸部55を設けることで、モールド剤42の抜けに対して抵抗を付与することができる。つまり、底面51aから露出面43とは反対側に向けて返しのように突出した凸部55がモールド剤42の抜け止めとして機能する。これにより、上方凹部51に充填されたモールド剤42が当該上方凹部51から脱離することを抑制できる。その結果、モールド剤42の段差面45への接着強度を一層高めることができる。なお、このような固定板14は、例えば、プレス加工により上方凹部51を形成する際に、プレス面の凸部55に対応する領域に凹部が形成されたプレス用型を用いることで作成できる。或いは、プレス加工により開口14aを形成する際に、開口14aの縁にあえてバリを発生させ、このバリを潰して凸部55とすることもできる。また、その他の構成及び製造方法は、上記した第2の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Then, the
さらに、図10に示す第4の実施形態では、段差面45に上方凹部51と下方凹部56(本発明における第2の凹部に相当)とが形成されている。具体的には、本実施形態における段差面45は、固定板14の露出面43とは反対側の面の一部(より詳しくは、開口14aの縁)を当該面側から板厚方向の途中まで凹ませてなる上方凹部51と、固定板14の露出面43の一部(より詳しくは、開口14aの縁)を当該露出面43側から板厚方向の途中まで凹ませてなる下方凹部56と、を備えている。上方凹部51および下方凹部56は、それぞれノズルプレート23側に開口し、段差面45における凹凸を形成する。上方凹部51は、上記した第2の実施形態と同様に、露出面43に沿って形成された底面51aと、当該底面51aと交差する方向に延在した側面51bとにより区画されている。また、下方凹部56も、露出面43に沿って形成された底面56aと、当該底面56aと交差する方向に延在した側面56bとにより区画されている。すなわち、上方凹部51および下方凹部56は、段差面45のうち板厚方向の途中部分を残して当該段差面45の一部をノズルプレート23とは反対側に露出面43に沿って凹ませた部分である。このため、段差面45のうち板厚方向の途中部分がノズルプレート23側に突出した形状になっている。また、本実施形態では、下方凹部56の幅(底面56aにおけるノズルプレート23側の端からノズルプレート23とは反対側の端までの寸法)よりも上方凹部51の幅(底面51aにおけるノズルプレート23側の端からノズルプレート23とは反対側の端までの寸法)の方が広く形成されている。なお、上方凹部51の幅及び下方凹部56の幅は、任意に設定できる。例えば、下方凹部56の幅と上方凹部51の幅とを揃えても良く、下方凹部56の幅を上方凹部51の幅よりも広くしても良い。
Furthermore, in the fourth embodiment shown in FIG. 10, an
そして、モールド剤42は、この上方凹部51及び下方凹部56内に充填されている。すなわち、モールド剤42は、上方凹部51内の底面51a、側面51b及び上方凹部51に対応するコンプライアンス基板37、並びに、下方凹部56内の底面56a及び側面56bに接着されている。これにより、モールド剤42の接着面積を一層増やすことができるため、接着強度をより一層高めることができる。また、本実施形態では、固定板14の露出面43側における開口14aの角が、下方凹部56をプレス加工する際に削られているため、この角にワイパー等の払拭部材が当たって破損することを抑制できる。なお、このような固定板14は、例えば、第2の実施形態と同様にプレス加工により上方凹部51を形成した後、再度のプレス加工により、露出面43の一部を潰して下方凹部56を形成することで得られる。また、その他の構成及び製造方法は、上記した第2の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
The
また、図11及び図12に示す第5の実施形態では、上方凹部51と下方凹部56とを連通する貫通孔57が形成されている。具体的には、本実施形態における段差面45は、第4の実施形態と同様に、固定板14の露出面43とは反対側の面の一部を当該面側から板厚方向の途中まで凹ませてなる上方凹部51と、固定板14の露出面43の一部を当該露出面43側から板厚方向の途中まで凹ませてなる下方凹部56と、を備えている。そして、上方凹部51の底面51aと下方凹部56の底面56aとの間の固定板14には、板厚方向に貫通した貫通孔57が形成されている。この貫通孔57は、図12に示すように、開口14aの縁の延在方向に沿って複数形成されている。
Further, in the fifth embodiment shown in FIGS. 11 and 12, a through
モールド剤42は、第4の実施形態と同様に、上方凹部51及び下方凹部56に充填されている。そして本実施形態では、さらに貫通孔57内にもモールド剤42が充填されている。これにより、モールド剤42の接着面積が増えるだけでなく、貫通孔57内に進入したモールド剤42がアンカーとして機能し、モールド剤42が上方凹部51及び下方凹部56から離脱することを一層抑制できる。その結果、モールド剤42の段差面45への接着強度をより一層高めることができる。また、上方凹部51内にモールド剤42を充填する際に、貫通孔57から空気が抜けるため、上方凹部51内に空気が残ることを抑制できる。これにより、上方凹部51内をモールド剤42でより確実に充填することができ、接着強度をさらに高めることができる。なお、このような固定板14は、例えば、第3の実施形態と同様にプレス加工により上方凹部51及び下方凹部56を形成した後、パンチ等で貫通孔57を形成することで得られる。また、その他の構成及び製造方法は、上記した第3の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
The
ところで、上記した第2から第5の実施形態では、段差面45の凹凸形状が段差44の延在方向(すなわち、開口14aの縁の延在方向)に沿って揃えられていたが、これには限られない。例えば、図13及び図14に示すその他の実施形態では、凹凸が段差44の延在方向に沿って繰り返し形成されている。
Incidentally, in the second to fifth embodiments described above, the uneven shape of the
具体的には、図13に示す第6の実施形態では、平面視において、段差面45から露出面43の面方向(より詳しくは、露出面43の面方向であって、開口14aの縁とは反対側)に凹んだ矩形状の溝58が複数形成されている。すなわち、段差面45は、露出面43の面方向に凹んだ矩形状の溝58を複数備えている。各溝58は板厚方向に貫通する状態に形成されている。すなわち、各溝58は、板厚方向に沿って延在している。そして、溝58は、開口14aの縁(換言すると、段差44の延在方向)に沿って繰り返し設けられている。本実施形態における溝58は、開口14aの縁に沿って当ピッチに形成されている。モールド剤42は、この溝58内に進入し、固化している。これにより、モールド剤42の接着面積を増やすことができ、接着強度を高めることができる。特に、開口14aの縁に沿ってモールド剤42が強固に固定されるため、段差44の延在方向に沿ってモールド剤42に力が加わったとしてもモールド剤42が剥離することを抑制できる。なお、このような溝58は、例えば、プレス加工により開口14aを形成する際に、溝58に対応した部分(凸状部分)を備えたプレス用型を用いることで、開口14aの形成と同時に形成される。また、プレス加工により開口14aを形成した後で、別途のプレス加工で溝58を形成しても良い。なお、その他の構成及び製造方法は、上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Specifically, in the sixth embodiment shown in FIG. 13, the planar direction from the stepped
また、図14に示す第7の実施形態では、平面視において、段差面45から露出面43の面方向(より詳しくは、露出面43の面方向であって、開口14aの縁とは反対側)に向けて先細った楔状の溝58が複数形成されている。すなわち、段差面45は、露出面43の面方向に凹んだ楔状の溝58を複数備えている。本実施形態における各溝58も、上記した第6の実施形態と同様に、板厚方向に貫通する状態に形成されている。そして、この溝58は、開口14aの縁に沿って繰り返し設けられている。本実施形態における溝58も、開口14aの縁に沿って当ピッチに形成されている。モールド剤42は、毛管力により、この溝58内の奥まで進入し、固化している。これにより、モールド剤42の接着面積を増やすことができ、接着強度を高めることができる。特に、開口14aの縁に沿ってモールド剤42が強固に固定されるため、段差44の延在方向に沿ってモールド剤42に力が加わったとしてもモールド剤42が剥離することを抑制できる。なお、その他の構成及び製造方法は、上記した第6の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
In the seventh embodiment shown in FIG. 14, the planar direction from the
なお、上記した各実施形態に例示した段差面の形状は、それぞれ組み合わせることができる。例えば、第2から第7の実施形態に例示された段差面の先端面に第1の実施形態に例示された微細な凹凸を形成しても良い。また、第2から第5の実施形態に例示された凹凸の先端に、第6及び第7の実施形態に例示された溝を形成してもよい。すなわち、段差の延在方向に沿って延在した凸条の先端に、複数の溝が同方向に沿って繰り返し形成された構成を採用することもできる。さらに、溝の形状は、上記した第6及び第7の実施形態で例示した形状に限られず、モールド剤42が入り込むことが可能な種々の形状を採用することができる。
In addition, the shape of the level | step difference surface illustrated to each above-mentioned embodiment can be combined, respectively. For example, the fine unevenness exemplified in the first embodiment may be formed on the tip surface of the stepped surface exemplified in the second to seventh embodiments. Moreover, you may form the groove | channel illustrated by 6th and 7th embodiment in the front-end | tip of the unevenness | corrugation illustrated by 2nd-5th embodiment. That is, it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of grooves are repeatedly formed along the same direction at the tip of the ridge extending along the extending direction of the step. Furthermore, the shape of the groove is not limited to the shape exemplified in the sixth and seventh embodiments described above, and various shapes into which the
ところで、上記した各実施形態では、本発明の基板として、固定板14を例示したが、これには限られない。例えば、記録ヘッド3の底面及び側面を保護するカバー部材にも本発明を採用することができる。例えば、図15及び図16に示す第8の実施形態では、固定板64よりも外側にカバー部材65を備え、当該カバー部材65の開口65aの段差面(後述する第1の段差面70)に凹凸を形成している。なお、図15は、第8の実施形態における記録ヘッド3の分解斜視図である。図16は、第8の実施形態における記録ヘッド3の要部を拡大した平面図である。
By the way, in each above-mentioned embodiment, although fixed
図15に示すように、本実施形態における記録ヘッド3は、ホルダー12、複数の単位ヘッド13、および、固定板64に加えて、カバー部材65が積層されてなる。また、本実施形態における固定板64は、平板状に形成されている。この固定板64には、上記した第1の実施形態と同様に4つの開口64aが形成され、各開口64aに各単位ヘッド13のノズルプレート23が露出されている。この固定板64は、第1の実施形態と同様に、コンプライアンス基板37に接合されている。そして、図15及び図16に示すように、コンプライアンス基板37の下方には、例えばステンレス鋼(SUS)からなるカバー部材65(本発明における基板に相当)が取り付けられている。このカバー部材65は、図15に示すように、その周縁部が上方(すなわち、単位ヘッド13側)に折り曲げられて、単位ヘッド13の側面を保護するように構成されている。すなわち、カバー部材65の固定板64に固定される部分である底板の周縁部から側壁が起立している。そして、このカバー部材65(詳しくは、底板)に、各単位ヘッド13に応じて、ノズルプレート23を露出させる開口65aが複数(本実施形態では4つ)形成されている。
As shown in FIG. 15, the
また、本実施形態においては、図16に示すように、カバー部材65の開口65aの縁、すなわち、カバー部材65のノズルプレート23側の端は、固定板64の開口64aの縁、すなわち、固定板64のノズルプレート23側の端よりもノズルプレート23とは反対側に後退されている。そして、上記した第1の実施形態と同様に、コンプライアンス基板37とノズルプレート23との間の間隙41には、モールド剤42が充填されている。本実施形態におけるモールド剤42は、カバー部材65のノズルプレート23側の端面(すなわち、第1の段差面70)からノズルプレート23のカバー部材65側の端面に亘って充填されている。これにより、カバー部材65と固定板64との接合部の端をモールド剤42で覆うことができる。なお、固定板64の下面(カバー部材65側の面)は、カバー部材65に覆われ、カバー部材65から外れた部分もモールド剤42に覆われるため、露出しない。一方、カバー部材65の下面(固定板64とは反対側の面)は、外部に露出した露出面67となる。すなわち、カバー部材65の下面である露出面67が本発明における第2の面に相当する。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 16, the edge of the opening 65 a of the
そして、この露出面67とカバー部材65の開口65a内にはみ出した固定板64との間には、カバー部材65の開口65aの縁からなる第1の段差69が形成されている。ノズル面40(本発明における第1の面に相当)はこの開口65a内に露出しているため、第1の段差69は露出面67とノズル面40との間に形成されることになる。そして、この第1の段差69のノズルプレート23側の面である第1の段差面70が本発明における段差面となる。なお、本実施形態においても、固定板64の開口64aの縁に第2の段差71が形成され、この第2の段差71のノズルプレート23側の面に第2の段差面72が形成されている。
A
ここで、第1の段差面70には、上記した第1の実施形態における固定板14の段差面と同様に、微細な凹凸が形成されている。本実施形態においても、この第1の段差面70の表面の算術平均粗さ(Ra)は、露出面67の表面の算術平均粗さ(Ra)よりも大きいことが望ましく、さらにカバー部材65のその他の面の算術平均粗さ(Ra)よりも大きいことがより望ましい。そして、本実施形態においては、第1の段差面70以外のカバー部材65の面の算術平均粗さ(Ra)は、略同じに揃えられており、第1の段差面70の表面の算術平均粗さ(Ra)よりも小さくなっている。そして、モールド剤42の一側(ノズルプレート23とは反対側)の端部は、この第1の段差面70に接着されている。なお、本実施形態においても、固定板64の第2の段差面72には、第1の段差面70と同様の凹凸が形成されている。また、この第2の段差面72にモールド剤42が接着されている。
Here, on the
このように、本実施形態においてもモールド剤42が接着される第1の段差面70に凹凸を形成したので、この凹凸によりモールド剤42の接着面積を増やすことができる。これにより、モールド剤42の第1の段差面70への接着強度を高めることができる。また、本実施形態では、第2の段差面72にも凹凸を形成したので、モールド剤42の第2の段差面72への接着強度を高めることができる。これにより、モールド剤42が剥離することを一層抑制できる。なお、凹凸は、第1の段差面70と第2の段差面72との両方に形成する必要は無く、少なくとも下方(すなわち、露出面67側)の段差面である第1の段差面70に形成されていれば良い。
As described above, also in the present embodiment, since the unevenness is formed on the
本実施形態における記録ヘッド3は、上記した第1の実施形態と同様に、凹凸形成工程が含まれる基板形成工程と、モールド剤接着工程と、を経て作成される。具体的には、第1の実施形態の固定板14の製造方法と同様に、プレス加工により開口64aを形成して固定板64を作製する。また、第1の実施形態の固定板14の製造方法と同様に、プレス加工によりカバー部材65も作成する。具体的には、基板形成工程において、平らな状態のステンレス鋼(SUS)からなる板(カバー部材65となる板。以下、単にカバー部材65という。)にノズル面40を露出させる開口65aを形成して当該開口65aの縁に第1の段差面70を形成する。次に、凹凸形成工程において、第1の段差面70に凹凸を形成する。この凹凸形成工程は、第1の実施形態の固定板14の製造方法と同様に、プレス加工による開口65aの形成と同時に行っても良いし、開口65aが形成された後に行っても良い。なお、固定板64の第2の段差面72に凹凸を形成する場合も、同様の方法で形成される。カバー部材65に開口65aを形成し、段差面に凹凸を形成したならば、プレス加工(曲げ加工)によりカバー部材65の外周縁を他方(露出面67とは反対側)に折り曲げる。その他、カバー部材65の形状に応じてプレス加工等により折り曲げや貫通孔を形成して、カバー部材65を作製する。
The
次に、固定板64に単位ヘッド13を位置決めした状態で接着剤により固定する。単位ヘッドが固定板64に対して位置決めされたならば、固定板64の外側からカバー部材65を被せて、接着剤等により固定する。この状態において、ノズル面40とカバー部材65の露出面67との間には、第1の段差69及び第2の段差71が形成される。そして、モールド剤42接着工程において、ディスペーサーや転写印刷等の方法を用いて、カバー部材65とノズルプレート23との間に液体状のモールド剤42を塗布し、固化させる。これにより、第1の段差面70及び第2の段差面72にモールド剤42が接着されると共に、単位ヘッド13のコンプライアンス基板37とノズルプレート23との間隙41にモールド剤42が充填され、記録ヘッド3が作成される。なお、その他の構成及び製造方法は、上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Next, the
なお、本実施形態では、第1の段差面70及び第2の段差面72に微細な凹凸が形成された記録ヘッド3を例示したが、これには限られない。第1の段差面70又は第2の段差面72に、上記した各実施形態に例示される段差面の形状やこれらを組み合わせた形状を設けることもできる。例えば、第1の段差面に上方凹部や下方凹部、或いは溝等を形成しても良い。
In the present embodiment, the
ところで、上記した各実施形態では、固定板やカバー部材がステンレス鋼(SUS)で形成されたが、これには限られない。例えば、その他の金属やシリコン単結晶基板等で固定板やカバー部材を作成することもできる。固定板やカバー部材をシリコン単結晶基板で作成した場合、開口や段差面の凹凸は、エッチングにより形成することができる。また、上記した各実施形態におけるノズルプレートは、コンプライアンス基板と重ならないように、連通基板の共通液室の下面側の開口から外れた領域に接合され、固定板やカバー部材の開口にノズルプレートが露出されたが、これには限られない。例えば、連通基板の共通液室の下面側の開口をコンプライアンス基板で塞がず、ノズルプレートで塞ぐようにしても良い。この場合、固定板やカバー部材は、ノズルプレートのノズルが開設されていない部分に重なるように接合される。そして、固定板やカバー部材の開口に露出したノズルプレートのノズル面が本発明における第1の面となる。さらに、上記した各実施形態における記録ヘッドは、単位ヘッドを複数備えたが、これには限られない。単位ヘッドを1つしか備えていない記録ヘッドにも本発明を適用することが可能である。 By the way, in each above-mentioned embodiment, although a fixed plate and a cover member were formed with stainless steel (SUS), it is not restricted to this. For example, the fixing plate or the cover member can be made of other metal or a silicon single crystal substrate. When the fixing plate or the cover member is made of a silicon single crystal substrate, the unevenness of the opening and the step surface can be formed by etching. Further, the nozzle plate in each of the embodiments described above is joined to a region off the opening on the lower surface side of the common liquid chamber of the communication substrate so as not to overlap with the compliance substrate, and the nozzle plate is disposed in the opening of the fixing plate or the cover member. Although it was exposed, it is not limited to this. For example, the opening on the lower surface side of the common liquid chamber of the communication substrate may be closed with the nozzle plate instead of the compliance substrate. In this case, the fixing plate and the cover member are joined so as to overlap a portion of the nozzle plate where the nozzle is not established. The nozzle surface of the nozzle plate exposed at the opening of the fixing plate or the cover member is the first surface in the present invention. Further, the recording head in each of the above embodiments includes a plurality of unit heads, but is not limited thereto. The present invention can be applied to a recording head having only one unit head.
そして、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェットプリンターに搭載されるインクジェット式記録ヘッドを例示したが、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。 In the above description, the ink jet recording head mounted on the ink jet printer is exemplified as the liquid ejecting head. However, the liquid ejecting head can be applied to a liquid ejecting liquid other than ink. For example, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display, FED (surface emitting display), a biochip (biochemical element) The present invention can also be applied to bioorganic matter ejecting heads and the like used in the production of
1…プリンター,2…記録媒体,3…記録ヘッド,4…キャリッジ,5…キャリッジ移動機構,6…搬送機構,7…インクカートリッジ,8…タイミングベルト,9…パルスモーター,10…ガイドロッド,12…ホルダー,13…単位ヘッド,14…固定板,14a…開口,15…カートリッジ装着部,16…インク導入針,17…アクチュエーターユニット,18…流路ユニット,19…ヘッドケース,20…収容空間,21…液体導入路,22…貫通空間,23…ノズルプレート,24…ノズル,25…連通基板,26…共通液室,27…個別連通路,28…ノズル連通路,29…圧力室形成基板,30…圧力室,31…振動板,32…圧電素子,33…封止板,34…圧電素子収容空間,35…フレキシブルケーブル,37…コンプライアンス基板,38…固定基板,39…封止膜,40…ノズル面,41…間隙,42…モールド剤,43…露出面,44…段差,45…段差面,46…底板,47…側壁,48…プレス用型,48a…雄型,48b…雌型,51…上方凹部,51a…底面,51b…側面,53…第1のプレス用型,54…第2のプレス用型,55…凸部,56…下方凹部,56a…底面,56b…側面,57…貫通孔,58…溝,64…固定板,64a…開口,65…カバー部材,65a…開口,67…露出面,69…第1の段差,70…第1の段差面,71…第2の段差,72…第2の段差面
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1の面から外れた位置において外部に露出した第2の面、及び、前記第1の面と前記第2の面との間に形成された段差を有する基板と、
前記段差の第1の面側の段差面に接着されたモールド剤と、を備え、
前記段差面には、凹凸が形成されたことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A first plate exposed to the outside, and a nozzle plate having nozzles formed on the first surface;
A second surface exposed to the outside at a position deviating from the first surface, and a substrate having a step formed between the first surface and the second surface;
A mold agent bonded to the step surface on the first surface side of the step,
An unevenness is formed on the step surface.
前記モールド剤は、前記第1の凹部内に接着されたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 The step surface includes a first recess that is formed by recessing a part of the surface opposite to the second surface of the substrate to the middle of the plate thickness direction, and opening to the first surface side,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the molding agent is adhered in the first recess.
前記底面の前記側面から離れた位置に、前記第2の面とは反対側に向けて突出した凸部が形成され、
前記凸部の高さは、前記側面の高さよりも低いことを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 The first recess is defined by a bottom surface formed along the second surface and a side surface extending in a direction intersecting the bottom surface,
A convex portion protruding toward the opposite side of the second surface is formed at a position away from the side surface of the bottom surface,
The liquid ejecting head according to claim 2, wherein a height of the convex portion is lower than a height of the side surface.
前記モールド剤は、前記第2の凹部内に接着されたことを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。 The step surface includes a second recess formed by recessing a part of the second surface of the substrate halfway in the plate thickness direction, and opening to the first surface side,
5. The liquid jet head according to claim 2, wherein the molding agent is adhered in the second recess.
前記溝は、前記段差の延在方向に沿って繰り返し設けられたことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。 The step surface includes a groove recessed in the surface direction of the second surface,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the groove is repeatedly provided along an extending direction of the step.
前記基板に前記第1の面を露出させる開口を形成して当該開口の縁に段差面を形成する基板形成工程と、
前記第1の面と前記第2の面との間に段差が形成されるように前記基板を位置決めした状態で、前記段差面にモールド剤を接着するモールド剤接着工程と、を含み、
前記基板形成工程には、前記段差面に凹凸を形成する凹凸形成工程が含まれることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A first surface exposed to the outside, a nozzle plate having nozzles formed on the first surface, a second surface exposed to the outside at a position deviating from the first surface, and the first A method of manufacturing a liquid jet head, comprising: a substrate having a step formed between one surface and the second surface; and a molding agent bonded to a step surface on the first surface side of the step. Because
Forming a step for exposing the first surface to the substrate and forming a stepped surface on an edge of the opening; and
A mold agent bonding step of bonding a mold agent to the step surface in a state where the substrate is positioned so that a step is formed between the first surface and the second surface;
The method of manufacturing a liquid jet head, wherein the substrate forming step includes an unevenness forming step of forming unevenness on the step surface.
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