JP5509240B2 - 液体吐出装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、インクジェット方式のプリンタ等に用いる液体吐出装置およびその製造方法に関する。

インクジェット方式のプリンタ等に用いられる液体吐出装置いわゆるインクジェットヘッドは、インクが充填される圧力室、この圧力室に連通するノズル、上記圧力室にインク導入用およびインク吐出用の圧力を加えるアクチュエータ、このアクチュエータと電気的に導通する電極、この電極に駆動電圧を印加する駆動回路などを備える。

圧力室、アクチュエータ、および電極は、基板上に形成され、インクと接しないよう、絶縁膜で被覆される。この被覆により、導電性のインクが使用されても電気的な短絡が生じないようにしている。

絶縁膜による被覆は、電極における駆動回路の接続箇所がマスクされた状態で行われる。そして、この被覆後にマスキング部材が除去され、その除去によって露出する電極に駆動回路が接続される。

特開２００９―２０２４７３号公報

マスキング部材の除去に伴い、絶縁膜が基板から剥離することがある。マスキング部材が取り除かれたところの絶縁膜端縁に、バリが生じることもある。

本発明の実施形態の目的は、絶縁膜の剥離や絶縁膜端縁におけるバリの発生を防ぐことができる液体吐出装置およびその製造方法を提供することである。

本発明の実施形態の液体吐出装置は、基板と、この基板に設けられ液体が充填される圧力室と、前記基板に設けられ前記圧力室に液体導入用および液体吐出用の圧力を加えるアクチュエータと、前記基板に設けられ前記アクチュエータと電気的に導通する電極と、前記アクチュエータに対する駆動電圧を出力する駆動回路と、この駆動回路を搭載しその駆動回路の出力電圧を前記電極に供給するための通電路を有する回路基板と、前記基板上の前記電極の一部と対応する個所をマスクするとともに前記基板との間に前記回路基板を挟み込んでその回路基板の通電路を前記電極に接触させる絶縁性のマスキング部材と、前記圧力室、前記アクチュエータ、前記電極の非マスク部分、および前記マスキング部材を被覆する絶縁膜と、を備える。

一実施形態の基板、枠部材、ノズルプレート、ノズル列、アクチュエータ列、圧力室の構成を示す斜視図。 一実施形態の全体的な構成を示す斜視図。 一実施形態の一部の構成を断面して示す図。 一実施形態における絶縁膜の被覆を説明するための図。 一実施形態における回路基板の挿入を説明するための図。 一実施形態における回路基板の挟み込みを説明するための図。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。液体吐出装置であるインクジェットヘッドの構成を図１、図２、図３に示す。

図１において、１は低誘電率部材であるアルミナで形成された板状の基板（ベース基板ともいう）で、この基板１の表面にアクチュエータ列Ａおよびアクチュエータ列Ｂを形成し、これらアクチュエータ列Ａおよびアクチュエータ列Ｂを囲む位置に段状の枠部材２を設け、その枠部材２上にノズルプレート（オリフィスプレートともいう）３を設ける。ノズルプレート３は、方形のポリイミド製フィルムを用いたもので、一対のノズル列４を有する。これらノズル列４は、それぞれ多数のノズル５を含む。

アクチュエータ列Ａは、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２つの圧電部材６を互いの分極方向を対向させるように上下にかつ台形状に張り合わせ、それを列方向と直行する方向に順に溝状に切削することで形成した多数たとえば３２０個のアクチュエータを含むとともに、その各アクチュエータの相互間に多数の圧力室７を含む。アクチュエータ列Ｂも、同様に、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２つの圧電部材６を互いの分極方向を対向させるように上下にかつ台形状に張り合わせ、それを列方向と直行する方向に順に溝状に切削することで形成した多数たとえば３２０個のアクチュエータを含むとともに、その各アクチュエータの相互間に多数の圧力室７を含む。

各圧力室７はノズルプレート３の各ノズル５と対応する位置にあり、各圧力室７の相互間の柱状部分（両圧電部材）に電圧が印加されることにより、その各柱状部分に変形が生じる。この変形により、各圧力室７にインク導入用およびインク吐出用の圧力が順次に加わり、各ノズル５からインクが吐出される。

アクチュエータ列Ａ，Ｂの相互間に複数のインク流入口８を形成し、インク収容室内のインクをこれらインク流入口８を通して各圧力室７に充填する。アクチュエータ列Ａ，Ｂを挟む位置に複数のインク流出口９を形成し、各圧力室６から溢れる余剰分のインクをこれらインク流出口９を通してインク収容室に戻す。

そして、図２および図３に示すように、枠部材２およびノズルプレート３の周縁部を押さえるようにマスクプレート１０を設け、そのマスクプレート１０を本体１１に装着する。

基板１上の枠部材２とその周辺部の構成を図４に拡大して示す。
基板１上に、アクチュエータ列Ｂの各アクチュエータと電気的に導通する多数本の電極２０を形成する。この場合、無電解ニッケルメッキおよび電界金メッキを基板１の表面に形成し、それをレーザ光で焼き切って除去する処理（いわゆるサブトラクト法）を行うことにより、その除去後に残った部分が各電極２０となる。

枠部材２を基板１上および各電極２０上に接着剤２１を用いて接着する。接着剤２１は、耐インク性のある例えばエポキシ系接着剤であり、ディスペンサー等で塗布する。

基板１上の各電極２０のうち、基板１の端縁（アクチュエータ列Ｂ側）上に存する一部の個所を、マスキング部材３０の載置によりマスクする。このマスク後、各圧力室７、アクチュエータ列Ｂ、各電極２０の非マスク部分（マスキング部材３０によるマスクがない部分）、およびマスキング部材３０を、絶縁膜２２で被覆する。この被覆後、図５に示すように、マスキング部材３０の枠部材２側に位置する端縁を始点として、マスキング部材３０の反対側端縁を治具等で上方に持ち上げる。この持ち上げによってマスキング部材３０が基板１から浮き上がらせたところで、マスキング部材３０と基板１との間に回路基板４０の端縁を挿入する。

マスキング部材３０の持ち上げに際して絶縁膜２２に変形が生じるが、その変形は絶縁膜２２が有する弾性によって吸収される。

回路基板４０は、アクチュエータ列Ｂの各アクチュエータに対する駆動電圧を出力する駆動回路（ＩＣ回路）４１を上面側に搭載するとともに、その駆動回路４１の出力電圧を各電極２０に供給するための通電路である導電パターン４０ａを下面側に露出状態で有する。

この回路基板４０の挿入後、マスキング部材３０の反対側端縁を降ろし、マスキング部材３０と基板１との間に回路基板４０の端縁を挟み込む。この挟み込みに際し、回路基板４０の導電パターン４０ａを基板１上の各電極２０に接触させるとともに、その接触部分を例えば異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を用いて熱圧着接続する。

この接触および熱圧着接続の後、マスキング部材３０および絶縁膜２２を上記接着剤２１と同様の例えばエポキシ系接着剤を用いて基板１に固着する。

以上のように、マスキング部材３０を残した状態で各電極２０と駆動回路４１との電気的な接続が完了する構成および製造方法により、絶縁膜２２が基板１から剥離することがなく、絶縁膜２２の端縁にバリが生じることもない。

絶縁膜２２に剥離やバリが生じないので、各圧力室７の流れるインクや各圧力室７から流出するインクが電極２０や回路基板４０の導電パターン４０ａ側に漏れて電気的な短絡が生じるといった不具合を未然に防ぐことができる。

基板１のアクチュエータ列Ｂ側の端縁における電極２０と駆動回路４１との接続について説明したが、基板１のアクチュエータ列Ａ側の端縁においても同様の構成および製造方法を採用する。

なお、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…基板、２…枠部材、３…ノズルプレート、４…ノズル列、５…ノズル、６…圧電部材、７…圧力室、８…インク流入口、９…インク流出口、１０…マスクプレート、２０…電極、２１…接着剤、２２…絶縁膜、３０…マスキング部材、４０…回路基板、４０ａ…接着材、４１…駆動回路

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板に設けられ、液体が充填される圧力室と、
   前記基板に設けられ、前記圧力室に液体導入用および液体吐出用の圧力を加えるアクチュエータと、
   前記基板に設けられ、前記アクチュエータと電気的に導通する電極と、
   前記アクチュエータに対する駆動電圧を出力する駆動回路と、
   前記駆動回路を搭載しその駆動回路の出力電圧を前記電極に供給するための通電路を有する回路基板と、
   前記基板上の前記電極の一部と対応する個所をマスクするとともに、前記基板との間に前記回路基板を挟み込んでその回路基板の通電路を前記電極に接触させる絶縁性のマスキング部材と、
   前記圧力室、前記アクチュエータ、前記電極の非マスク部分、および前記マスキング部材を被覆する絶縁膜と、
   を備えることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記回路基板は、前記絶縁膜が被覆された後で前記マスキング部材と前記回路基板との間に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記マスキング部材は、板状であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 基板と、この基板に設けられ液体が充填される圧力室と、前記基板に設けられ前記圧力室に液体導入用および液体吐出用の圧力を加えるアクチュエータと、前記基板に設けられ前記アクチュエータと電気的に導通する電極と、前記アクチュエータに対する駆動電圧を出力する駆動回路と、この駆動回路を搭載しその駆動回路の出力電圧を前記電極に供給するための通電路を有する回路基板とを備えた液体吐出装置の製造方法であって、
   前記基板上の前記電極の一部と対応する個所を絶縁性のマスキング部材でマスクし、このマスキング部材、前記圧力室、前記アクチュエータ、前記電極の非マスク部分を絶縁膜で被覆し、この被覆後の前記マスキング部材を前記基板から浮かして同マスキング部材と前記基板との間に前記回路基板を挟み込みその回路基板の通電路を前記電極に接触させることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
5. 前記マスキング部材は、板状であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

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