JP6061656B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド - Google Patents

液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド Download PDF

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Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッドに関する。
液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドは、インクを収納するインク容器からインク流路部材を介して供給されたインクを紙等の被記録媒体に吐出して印刷を行う。インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口が列状に配された記録素子基板を有している。
インクジェット記録ヘッドはインクジェット記録装置の印刷信号や吐出のための電力を受け取るため、記録素子基板はインクジェット記録装置のコンタクト部に直接接触するコンタクト基板に対して電気配線部材を介して電気的に接続されている。また、記録素子基板と電気配線部材とは、記録素子基板に設けられた接続パッドと電気配線部材のリードとが接続されて、互いに電気的に接続されている。
このような構成においては、フレキシブル配線基板等の電気配線部材の一部は、記録素子基板が配される面と同じ側に設けられることになる。したがって、紙等の被印刷媒体の端がめくれた状態で印刷動作を行うと、記録素子基板が配された側における電気配線部材の外周部が被記録媒体のめくれた部分に接触し、電気配線部材の破損を引き起こす恐れがある。
これらを防止するために、電気配線部材の外周部は、記録素子基板が設けられた面において接着剤によって支持部に接着されており、被記録媒体が引っ掛かりにくい構成としている。特許文献1には、電気配線部材の外周部を支持板に接着するための構成が開示さている。
ところで、電気配線部材の外周部に接着剤が配されていると、接着剤の厚みの分インクジェット記録ヘッドのサイズが増すことになる。特に、被記録媒体の送り方向に直交する方向の電気配線部材の外周部近傍には、インクジェット記録装置に設けられた被記録媒体を抑える機構が配置される。そのため、被記録媒体の送り方向に直交する方向の電気配線部材の外周部における接着剤の厚みを抑えてインクジェット記録ヘッドのサイズを小さくすることが好ましい。
そこで、電気配線部材の外周部に接着剤を塗布する方法として以下の方法が知られている。すなわち、被記録媒体の送り方向に平行な方向の電気配線部材の外周部に接着剤を塗布し、被記録媒体の送り方向に直交する方向の電気配線部材の外周部には毛細管現象によってその接着剤を流れ込ませる方法である。この方法によると、被記録媒体の送り方向に直交する方向の電気配線部材の外周部における接着剤の厚みを小さくして、インクジェット記録ヘッドのサイズを抑えた構成とすることができる。
特開2007−320230号公報
上述の方法は、電気配線部材の外周部の全周を接着するために必要な量の接着剤を一部の塗布領域に塗布し、接着剤が塗布されていない部分にも流れ込ませる方法である。そのため、上述の方法で必要な量の接着剤を塗布領域に短時間で塗布すると、接着剤を塗布するための領域から外側へ流れた接着剤が裏側の面まで垂れて、インクジェット記録ヘッドが汚染されてしまう恐れがある。一方で、外部への接着剤の溢れを考慮した速度で接着剤を塗布すると、接着剤の塗布に要する時間が長くなり、接着剤の塗布を開始してから電気配線部材の外周部全周に接着剤が行き渡るまでの時間が長くなってしまう。
そこで、本発明は、電気配線部材の外周部への接着剤の塗布が完了するまでに要する時間を短縮しつつ、外部への接着剤の溢れを抑えて電気配線部材の外周部を確実に接着することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する液体吐出基板と、前記液体吐出基板と電気的に接続される電気配線部材と、前記液体吐出基板を支持する第1の支持面と、前記電気配線部材を前記第1の支持面の側で支持する第2の支持面と、を備える支持部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記第2の支持面に直交する方向から見て、前記第2の支持面の側に配された前記電気配線部材の外周部は前記第2の支持面よりも外側に位置し、前記支持部材は、前記電気配線部材の前記外周部の一部と対向する位置に設けられた第1の凹部と、前記第1の凹部に繋がり、且つ前記電気配線部材の前記外周部の前記一部とは別の部分と対向する位置に設けられ、前記第1の凹部と繋がる方向に直交する断面の幅が前記第1の凹部の前記幅よりも小さい第2の凹部と、を備え、前記第1の凹部に接着剤を配し、前記接着剤の一部が前記第2の凹部に流れて、前記電気配線部材の前記外周部が前記支持部材に接着されることを特徴とする。
本発明によると、電気配線部材の外周部への接着剤の塗布が完了するまでに要する時間を短縮しつつ、外部への接着剤の溢れを抑えて電気配線部材の外周部を確実に接着することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
本発明に係るインクジェット記録ヘッドの概観斜視図である。 本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式図である。 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの製法を示す模式図である。 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一部断面を示す模式図である。
図1、図2を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドH100を説明する。
図1は、インクジェット記録ヘッドH100の概観斜視図である。図2(a)は、インクジェット記録ヘッドH100を吐出口側から見た模式図である。なお、図2(a)は、電気配線部材H131(二点鎖線で示す)を透視し、電気配線部材H131の下側に設けられた第2の支持部材H171を示した図となっている。図2(b)、(c)は、それぞれ、図2(a)のIIb−IIb断面、IIc−IIc断面を示した模式図である。
インクジェット記録ヘッドH100は、液体を吐出する複数の吐出口が配列されてなる吐出口列H101a、H102aを備える記録素子基板(液体吐出基板)H101、H102と、第1の支持部材H110と、第2の支持部材H171と、を有している。第2の支持部材H171には、記録素子基板H101、H102を取り囲む開口(第1の開口)が設けられている。図2(a)〜(c)に示すように、記録素子基板H101、H102及び第2の支持部材H171は、第1の支持部材H110の支持面H110a(第1の支持面)に支持されるように配置されている。
電気配線部材H131は、インクジェット記録装置本体からインクを吐出するための信号や電力を記録素子基板H101、H102に送るための部材である。電気配線部材H131は、インクジェット記録装置本体のコンタクト部に直接接触するコンタクトパッドH121が設けられたコンタクト基板H120(図1参照)に電気的に接続されている。電気配線部材H131の内部に配された配線は、記録素子基板H101、H102の外周に設けられた接続パッドを介して記録素子基板H101、H102と電気的に接続されている。電気配線部材H131は、第2の支持部材H171と同様に記録素子基板H101、H102を取り囲む開口(第2の開口)を備えており、第2の支持部材H171の支持面H171a(第2の支持面)上に配置されている。なお、第2の支持部材H171は、第1の支持部材H110上に設けられた記録素子基板H101、H102の高さに電気配線部材H131の高さを合わせてそれらの電気接続を行うための、高さ合わせ用の部材である。
図2(a)に示すように、支持面H171aに直交する方向から見て、電気配線部材H131の外周部は支持面H171aより外側にはみ出しており、すなわち、電気配線部材H131はその外周部よりも内側で支持面H171aに支持されている。電気配線部材H131はフレキシブル配線基板であり、インクジェット記録ヘッドH100が完成した状態では折り曲げ部H132で折り曲げられる(図1)が、図2(a)では模式的に折り曲げられる前の状態を表している。
電気配線部材H131の外周部は、接着剤を介して支持面H110a、H171aとで構成される支持部材に接着される。ここで支持部材とは、第1の支持部材H110と第2の支持部材H171とを合わせて支持部材と称している。
支持面H171aの外側に位置する電気配線部材H131の外周部のうち、吐出口列H101a、H102aに沿う方向(図2(a)のY方向)の周縁H131a、H131bに対向する位置には、接着剤が配される凹部が形成されている。
具体的には、電気配線部材H131の四箇所の隅部、すなわち、電気配線部材H131の周縁H131a、H131bのY方向における端部に対向する位置には、第1の凹部H300が形成されている(図2(a)、(c))。第1の凹部H300は、第1の支持部材H110の支持面H110aを底面とし、第2の支持部材H171を側面として形成されている。図2(a)に示すように、第1の凹部H300の側面を形成する第2の支持部材H171はY方向の外側に向かって開口したコの字形状となっている。
また、電気配線部材H131の周縁H131a、H131bの上述の端部よりもY方向における内側の一部と対向する位置には、第2の凹部H310が形成されている(図2(a)、(b))。第2の凹部H310は、第1の凹部H300と繋がるように第2の支持部材H171にY方向に沿って形成された溝である。図2(b)、(c)に示すように、第2の凹部H310の幅Wは、第1の凹部H300の幅Wよりも小さくなっており、第2の凹部H310の深さDは、第1の凹部H300の深さDよりも浅くなっている。なお、第2の凹部H310の幅Wとは、第1の凹部H300と繋がる方向に直交する断面における第2の凹部H310の長さである。
一方で、吐出口列101a、H102bに交差する方向(X方向)の電気配線部材H131の周縁H131c、H131dに対向する位置には、上述したような凹部は設けられていない。この電気配線部材H131の周縁H131c、H131dの近傍には、インクジェット記録装置に設けられた被記録媒体を押さえるローラー機構が配置されるため、Y方向におけるインクジェット記録ヘッドH100のサイズはなるべく小さい方が好ましい。そのため、第1の凹部H300、第2の凹部H310を、電気配線部材H131の周縁H131a、H131bに対向する位置のみに設けている。なお、本実施形態では、電気配線部材H131の周縁H131c、H131dと対向する位置には、第1の凹部H300の底面と同じ面である、第1の支持部材H110の支持面H110aが設けられている。
次に、図3を参照して、電気配線部材H131の外周部の接着の方法について説明する。図3は、電気配線部材H131の外周部への接着剤の塗布を説明するための図である。
本実施形態では、四箇所の第1の凹部H300の接着剤の塗布ポイントP、P、P、Pのみに接着剤を塗布する。第1の凹部H300は、Y方向の端部以外の部分は第2の支持部材H171によって側面が形成されているため、第1の支持部材H110の外側に接着剤が溢れてしまうことが抑制され、高速で接着剤を塗布することができる。
上述の塗布ポイントPには、接着剤の液面の高さが第2の凹部H310の底面よりも高い位置となるような量の接着剤を配するため、塗布後、接着剤は、矢印A11およびA12の両方向に流れる。ここで、第1の凹部H300は、第2の凹部H310よりも深さが深いので、第1の凹部H300内に配された接着剤の液面が第2の凹部H310の接着剤の液面と同じ高さになるまでは、接着剤はA11、A12の両方に流れる。その後、第1の凹部H300内の接着剤の液面の位置が、第2の凹部H310の接着剤の液面の位置よりも低くなると、接着剤はA11の方向のみに流れることになる。
なお、電気配線部材H131の周縁H131cに対しては、その両側に設けられた塗布ポイントPとPから接着剤が流れる。したがって、第1の凹部H300の塗布ポイントPの、第2の凹部H310の底面よりも低い位置にある部分の容積V(V=L×W×(D−D)、ここでLは第1の凹部H300の長さ(図2(a)参照))を以下のように設定すればよい。すなわち、容積Vとこれに対応する塗布ポイントの容積Vとの合計が、電気配線部材H131の周縁H131cを第1の支持面H110aに接着するために必要な接着剤の体積と等しい、またはそれより大きくなるようにすればよい。このような構成とすることで、塗布ポイントPからA11方向に流れる接着剤とPからA41方向に流れる接着剤とで、電気配線部材H131の周縁H131cを確実に接着することができる。
その他の三箇所の塗布ポイントP、P、PについてもPと同様の構成であるため、上述のように接着剤が流れて、電気配線部材H131の外周部は支持部材と接着される。
このように第1の凹部H300と第2の凹部H310との底面の高さの位置を異ならせることで、電気配線部材H131の外周部の全周にわたって接着剤を確実に行き渡らせることができる。
なお、電気配線部材H131の各周縁の寸法が異なる場合には、それぞれに必要な接着剤の量に合わせて、第1の凹部H300の容積と第2の凹部H310との深さの関係を調整すればよい。
図4は、電気配線部材H131の各周縁が支持部材に接着されている状態を示した断面模式図である。図4(a)は、電気配線部材H131のY方向に沿う周縁H131a、H131bのうち、第1の凹部H300を含む部分の状態を示す。図4(b)は、X方向に沿う周縁H131dの状態を示す。図4(c)は、電気配線部材H131の折り曲げ部H132側に設けられ、X方向に沿う周縁H131cの状態を示す。
図4(a)、(b)に示すように、電気配線部材H131の各周縁H131a、H131b、H131d、第2の支持部材H171、第1の支持部材H110とで構成されたコの字形状部に接着剤H140が配された状態となっている。なお、図4(c)に示すように、電気配線部材H131の折り曲げ部H132側の周縁H131cでは、電気配線部材H131、第1の支持部材H110、第2の支持部材H171とで囲われて形成された管状部に接着剤H140が配された状態となっている。
図4(a)に示すように、接着剤が直接塗布される第1の凹部H300では、コの字形状部から接着剤H140が少しはみ出した状態となっている。図3を用いて説明したように、第1の凹部H300に塗布された接着剤H140は、第1の凹部H300よりも幅の小さい第2の凹部H310に流れて、電気配線部材H131の周縁H131a、H131bと支持部材との間は接着剤H140で埋まる。また、電気配線部材H131の周縁H131c、H131dについても、毛細管力によってコの字形状部や管状部の内部に接着剤が流れて、図4(b)、(c)に示すように、接着剤が配された状態となる。その結果、電気配線部材H131の外周部の全周と支持部材とを接着剤で接着することができる。
上述したように、本実施形態では、電気配線部材H131の外周部の隅部に対向する位置に設けられた溝幅の大きい第1の凹部H300のみに接着剤を塗布する。溝幅の大きい第1の凹部H300のみに接着剤を塗布するため、接着剤の外部への溢れを抑制することができる。これにより、被記録媒体の接触によって電気配線部材H131が破損することを抑制することができ、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
なお、第1の凹部H300の位置は上述の実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、電気配線部材H131の外周部に対向する位置に、第1の凹部H300と、第1の凹部H300に繋がりこれよりも溝幅の小さい第2の凹部H310とが設けられた構成であれば、第1の凹部H300に接着剤を配することで同様の効果を得ることができる。特に、本実施形態のように電気配線部材H131の外周部の隅部に対向する位置に第1の凹部H300を設けることで、接着剤が隅部から電気配線部材H131の外周部の全周に行き渡り、より短時間で電気配線部材H131の外周を確実に接着することが可能となる。
また、本実施形態では、第1の凹部H300は第1の支持部材H110と第2の支持部材H171との二つの部材で形成されているが、第1の凹部H300が1つの部材で形成されている構成であってもよい。
H100 インクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
H101、H102 記録素子基板(液体吐出基板)
H110 第1の支持部材
H110a 支持面(第1の支持面)
H131 電気配線部材
H140 接着剤
H171 第2の支持部材
H171a 支持面(第2の支持面)
H300 第1の凹部
H310 第2の凹部

Claims (13)

  1. 液体を吐出する液体吐出基板と、
    前記液体吐出基板と電気的に接続される電気配線部材と、
    前記液体吐出基板を支持する第1の支持面と、前記電気配線部材を前記第1の支持面の側で支持する第2の支持面と、を備える支持部材と、
    を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
    前記第2の支持面に直交する方向から見て、前記第2の支持面の側に配された前記電気配線部材の外周部は前記第2の支持面よりも外側に位置し、
    前記支持部材は、前記電気配線部材の前記外周部の一部と対向する位置に設けられた第1の凹部と、前記第1の凹部に繋がり、且つ前記電気配線部材の前記外周部の前記一部とは別の部分と対向する位置に設けられ、前記第1の凹部と繋がる方向に直交する断面の幅が前記第1の凹部の前記幅よりも小さい第2の凹部と、を備え、
    前記第1の凹部に接着剤を配し、前記接着剤の一部が前記第2の凹部に流れて、前記電気配線部材の前記外周部が前記支持部材に接着されることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
  2. 前記第1の凹部は、前記電気配線部材の前記外周部の隅部と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  3. 前記第1の凹部は、前記第2の凹部よりも深さが深いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  4. 前記液体吐出基板は、液体を吐出する複数の吐出口が配列されてなる吐出口列を備え、前記電気配線部材は、前記第2の支持面の側に配された前記外周部を構成し、前記吐出口列に沿う第1の周縁及び第2の周縁を備え、
    前記支持部材は、前記第1の周縁及び前記第2の周縁のそれぞれの両端部に対向する位置に設けられた4つの前記第1の凹部と、前記第1の周縁及び前記第2の周縁にそれぞれ沿って設けられ、前記第1の周縁及び前記第2の周縁のそれぞれの前記両端部に対向する位置に設けられた前記第1の凹部をそれぞれ繋ぐ2つの前記第2の凹部と、備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  5. 前記電気配線部材は、前記第2の支持面の側に配された前記外周部を構成し、前記第1の周縁と前記第2の周縁とをそれぞれ繋ぐ第3の周縁及び第4の周縁を備え、
    前記第3の周縁及び前記第4の周縁に対向する前記支持部材の面は、前記支持部材の前記第1の凹部を形成する底面と繋がり、前記底面と同じ面で形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  6. 前記第1の凹部に配された接着剤は、前記第3の周縁及び前記第4の周縁に対向する前記支持部材の面の上に流れて、前記第3の周縁及び前記第4の周縁と、前記支持部材とが接着されることを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  7. 前記支持部材は、前記第1の支持面を備える第1の支持部材と、前記第2の支持面と、前記液体吐出基板の外周を囲む第1の開口と、を備え、前記第1の支持面に支持された第2の支持部材と、で形成され、
    前記電気配線部材は、前記第1の開口に対応して前記液体吐出基板の前記外周を囲む第2の開口を備え、
    前記第1の凹部は、前記第1の支持面を底面、前記第2の支持部材を側面として形成され、前記第2の凹部は、前記第2の支持部材に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  8. 前記第1の凹部に配された接着剤は、前記電気配線部材の前記外周部と前記支持部材との間に流れて前記外周部の全周にわたって配されることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  9. 前記第3の周縁及び前記第4の周縁と前記支持部材とのそれぞれの間の部分に要する接着剤の量は、当該部分の両側に設けられた前記第1の凹部の、前記第2の凹部の底面よりも低い位置に位置する部分の容積の合計と等しい、または前記容積の合計よりも少ないことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  10. 液体を吐出する液体吐出基板と、
    前記液体吐出基板と電気的に接続される電気配線部材と、
    前記液体吐出基板を支持する第1の支持面と、前記電気配線部材を前記第1の支持面の側で支持する第2の支持面と、を備える支持部材と、
    を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記第2の支持面に直交する方向から見て、前記第2の支持面の側に配された前記電気配線部材の外周部は前記第2の支持面よりも外側に位置し、
    前記支持部材は、前記電気配線部材の前記外周部の一部と対向する位置に設けられた第1の凹部と、前記第1の凹部に繋がり、且つ前記電気配線部材の前記外周部の前記一部とは別の部分と対向する位置に設けられ、前記第1の凹部と繋がる方向に直交する断面の幅が前記第1の凹部の前記幅よりも小さく、前記第1の凹部よりも深さが浅い第2の凹部と、を備え、
    前記電気配線部材の前記外周部と前記支持部材とは、少なくとも前記第1の凹部と前記第2の凹部とに配された接着剤を介して接着されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  11. 前記第1の凹部は、前記電気配線部材の前記外周部の隅部と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 液体を吐出する液体吐出基板と、
    前記液体吐出基板と電気的に接続される電気配線部材と、
    前記液体吐出基板を支持する第1の支持面と、前記電気配線部材を前記第1の支持面の側で支持する第2の支持面と、を備える支持部材と、
    を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記第2の支持面に直交する方向から見て、前記第2の支持面の側に配された前記電気配線部材の外周部は前記第2の支持面よりも外側に位置し、
    前記支持部材は、前記電気配線部材の前記外周部の一部と対向する位置に設けられた第1の凹部と、前記第1の凹部に繋がり、且つ前記電気配線部材の前記外周部の前記一部とは別の部分と対向する位置に設けられ、前記第1の凹部と繋がる方向に直交する断面の幅が前記第1の凹部の前記幅よりも小さい第2の凹部と、を備え、
    前記電気配線部材の前記外周部と前記支持部材とは、少なくとも前記第1の凹部と前記第2の凹部とに配された接着剤を介して接着され、
    前記液体吐出基板は、液体を吐出する複数の吐出口が配列されてなる吐出口列を備え、前記電気配線部材は、前記第2の支持面の側に配された前記外周部を構成し、前記吐出口列に沿う第1の周縁及び第2の周縁を備え、
    前記支持部材は、前記第1の周縁及び前記第2の周縁のそれぞれの両端部に対向する位置に設けられた4つの前記第1の凹部と、前記第1の周縁及び前記第2の周縁にそれぞれ沿って設けられ、前記両端部に対向する位置に設けられた前記第1の凹部をそれぞれ繋ぐ2つの前記第2の凹部と、備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  13. 前記電気配線部材は、前記第2の支持面の側に配された前記外周部を構成し、前記第1の周縁と前記第2の周縁とをそれぞれ繋ぐ第3の周縁及び第4の周縁を備え、
    前記第3の周縁及び前記第4の周縁に対向する前記支持部材の面は、前記支持部材の前記第1の凹部を形成する底面と繋がり、前記底面と同じ面で形成されていることを特徴とする請求項12に記載の液体吐出ヘッド。
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