JP6311361B2 - 液体吐出装置の製造方法、及び、液体吐出装置 - Google Patents
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前記流路構造体の前記第1部分に前記エネルギー付与部を接合する、エネルギー付与部接合工程と、前記エネルギー付与部の前記接続端子と、前記流路構造体の前記第2部分とに、導電性接着剤を配置する、導電性接着剤配置工程と、前記導電性接着剤を加熱しながら、前記配線部材を前記エネルギー付与部と前記流路構造体に押圧することで、前記配線部材を前記エネルギー付与部と前記流路構造体に同時に接合する、配線部材接合工程と、を備えていることを特徴とするものである。
前記配線部材は、前記流路構造体の、前記エネルギー付与部が配置された前記第1部分から、金属材料で形成され、且つ、前記第1部分と隣接する第2部分まで跨って延在し、
前記配線部材の第1端子が、導電性接着剤によって前記エネルギー付与部の接続端子に接続され、前記配線部材の、一定電位が印加される第2端子が、導電性接着剤によって前記流路構造体の前記第2部分に接続され、
前記配線部材の、前記流路構造体と反対側に、前記配線部材の剥離を防止するための押さえ部材が配置され、前記押さえ部材は、前記配線部材の、前記流路構造体の前記第2部分と接合される部分に配置される一方で、前記配線部材の、前記エネルギー付与部と対向する部分には接触していないことを特徴とするものである。
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
次に、インクジェットヘッド4について説明する。図2は、インクジェットヘッド4の平面図である。図3は、図2のA部拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。尚、図2、図3では、図面の簡単のため、図4では実線で示されている、圧電アクチュエータ21に接続されるCOF51を二点鎖線で概略的に示している。図2〜図4に示すように、インクジェットヘッド4は、流路ユニット20と圧電アクチュエータ21を備えている。
図4に示すように、流路ユニット20は、それぞれ流路形成孔が形成された5枚のプレート31〜35が互いに積層されることによって形成されている。5枚のプレート31〜35のうちの、最下層のプレート35は、複数のノズル25が形成されたノズルプレートである。ノズルプレート35は、ポリイミド等の合成樹脂材料で形成されたプレートである。一方、上側の残り4枚のプレート31〜34には、複数のノズル25に連通するマニホールド24や圧力室26等のインク流路となる流路孔が形成されている。4枚のプレート31〜34は、それぞれ金属材料で形成されたプレートである。これら5枚のプレート31〜35が積層されたときにそれぞれの流路孔が連通することによって、流路ユニット20には、以下に述べるようなインク流路が形成されている。
圧電アクチュエータ21は、流路ユニット20の各ノズル25内のインクに、吐出エネルギーを付与して、各ノズル25からインクを吐出させるものである。この圧電アクチュエータ21は、流路ユニット20の第1部分20aの上面に、複数の圧力室26を覆うように配置されている。図2〜図5に示すように、圧電アクチュエータ21は、インク封止膜40と、2枚の圧電層41,42と、複数の個別電極44、及び、共通電極45とを備えている。
次に、COF51の構成について説明する。図5は、COF51の先端部の平面図である。先にも触れたが、このCOF51は、制御装置6と圧電アクチュエータ21とを接続する。図4、図5に示すように、COF51は、ポリイミド等の合成樹脂材料で形成されてフレキシブル性を備え、且つ、搬送方向に長尺な基板52を有する。図2に示すように、上面視で、基板52は、圧電アクチュエータ21が配置された流路ユニット20の中央部(第1部分20a)を完全に覆い、且つ、第1部分20aからその周囲部分(第2部分20b)に跨って延在している。
流路ユニット20を構成する5枚のプレート31〜35のうち、上側の4枚の金属プレート31〜34については、それぞれエッチングを行って、圧力室26、マニホールド24等の流路孔を形成する。また、合成樹脂材料からなるノズルプレート35には、レーザー加工等により、複数のノズル25を形成する。そして、5枚のプレート31〜35を熱硬化性接着剤により接合する。
未焼成の2枚のグリーンシートを準備する。一方のグリーンシートの表面に複数の個別電極44を形成し、他方のグリーンシートの表面に共通電極45を形成する。個別電極44、及び、共通電極45の形成は、スクリーン印刷、蒸着、CVD等の公知の方法で行うことができる。上記の2枚のグリーンシートを、共通電極45を挟むように積層してから、これら2枚のグリーンシートを所定温度で加熱して焼成し、2枚の圧電層41,42の積層体を得る。
上記の圧電層41,42を有する圧電アクチュエータ21を、流路ユニット20の第1部分20aに接合する。まず、流路ユニット20の上面にインク封止膜40を、接着剤で接合する。尚、インク封止膜40の接合は、この段階で行う必要は必ずしもなく、流路ユニット20のプレート31〜35の接合と同時に行ってもよい。次に、インク封止膜40の上面に、2枚の圧電層41,42を接着剤で接合する。
流路ユニット20と圧電アクチュエータ21の作製、及び、両者の接合が完了したら、次に、導電性接着剤を用いたCOF51の接合を行う。図6は、COF51の接合工程を説明する図である。
まず、図6(a)に示すように、流路ユニット20の第1部分20aに接合された圧電アクチュエータ21の上面と、流路ユニット20の第2部分20bの上面に、それぞれ、COF51を接合するための導電性接着剤68を配置する。導電性接着剤68の配置方法は特には限定されないが、スクリーン印刷を好適に採用できる。
図6(b)に示すように、流路ユニット20及び圧電アクチュエータ21の上に、両者を跨ぐようにCOF51を配置する。このとき、圧電アクチュエータ21の、接続端子46に配置された導電性接着剤68aに、COF51の個別端子61を接触させ、接続端子47に配置された導電性接着剤68bに、COF51のグランド端子62の内側端子部62aを接触させる。また、流路ユニット20の第2部分20bに配置された導電性接着剤68cには、グランド端子62の外側端子部62bを接触させる。
前記実施形態では、COF51の1つのグランド端子62が、圧電アクチュエータ21の共通電極45の接続端子47と、流路ユニット20の第2部分20bとに、共通に接合されている。これに対し、COF51の、圧電アクチュエータ21に接続される端子と、流路ユニット20の第2部分20bに接続される端子とが、別々に分かれていてもよい。
20 流路ユニット
20a 第1部分
20b 第2部分
21 圧電アクチュエータ
21a 縁
25 ノズル
31 プレート
32 プレート
31a 接合面
40 インク封止膜
46,47 接続端子
48 接合部
49 接合部
50 接合部
51 COF
52a 端部
61 個別端子
62 グランド端子
62a 内側端子部
62b 外側端子部
68a,68b,68c 導電性接着剤
70 マスク
70a,70b,70c 穴
71 スキージ
74 接合部
75 封止材
76a,76b 接着剤列
77 接着剤
78 接着剤
81 貫通穴
82 逃がし溝
83 凹部
85 空間
86 穴
87 逃がし溝
90 押さえ部材
Claims (18)
- 少なくとも一部が金属材料で形成され、複数のノズルを含む液体流路を有する流路構造体と、前記流路構造体の第1部分に設けられ、前記ノズル内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与部と、前記エネルギー付与部に接続された配線部材と、を備え、
前記配線部材は、前記流路構造体の、前記エネルギー付与部が配置された前記第1部分から、金属材料で形成され、且つ、前記第1部分と隣接する第2部分まで跨って延在し、
前記配線部材の第1端子が前記エネルギー付与部の接続端子に接続され、前記配線部材の、一定電位が印加される第2端子が前記流路構造体の前記第2部分に接続された、液体吐出装置の製造方法であって、
前記流路構造体の前記第1部分に前記エネルギー付与部を接合する、エネルギー付与部接合工程と、
前記エネルギー付与部の前記接続端子と、前記流路構造体の前記第2部分とに、導電性接着剤を配置する、導電性接着剤配置工程と、
前記導電性接着剤を加熱しながら、前記配線部材を前記エネルギー付与部と前記流路構造体に押圧することで、前記配線部材を前記エネルギー付与部と前記流路構造体に同時に接合する、配線部材接合工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 - 前記導電性接着剤配置工程において、スクリーン印刷により、前記エネルギー付与部の前記接続端子と、前記流路構造体の前記第2部分に、前記導電性接着剤を一度に配置することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記導電性接着剤配置工程において、前記流路構造体の前記第1部分から前記第2部分に向かう方向にスクリーン印刷を行い、前記エネルギー付与部の前記接続端子に前記導電性接着剤を配置してから、前記流路構造体の前記第2部分に前記導電性接着剤を配置することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記流路構造体の前記第1部分に配置される、前記エネルギー付与部の厚みが、150μm以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記導電性接着剤配置工程において、スクリーン印刷に使用するマスクに形成された、前記流路構造体の前記第2部分に前記導電性接着剤を配置するための穴は、前記エネルギー付与部の前記接続端子に前記導電性接着剤を配置するための穴よりも大きいことを特徴とする請求項2〜4の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記エネルギー付与部接合工程において、前記流路構造体の前記第1部分に、前記エネルギー付与部を接着剤で接合し、
前記エネルギー付与部接合工程の後に、前記第1部分から流れてきた接着剤が付着しうる、前記流路構造体の前記第2部分の少なくとも一部分において、前記第2部分の金属面を露出させる露出工程をさらに備え、
前記導電性接着剤配置工程において、前記第2部分のうちの、前記露出工程で前記金属面を露出させた部分に、前記導電性接着剤を配置することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記流路構造体を作製する流路構造体作製工程をさらに備え、
前記流路構造体作製工程において、前記流路構造体の、前記第2部分の内部に空間を形成し、
前記露出工程において、前記流路構造体の前記第2部分に、前記空間まで貫通する穴を形成して、前記穴の縁部において金属面を露出させ、
前記導電性接着剤配置工程において、少なくとも前記穴の縁部の金属面に接触するように前記導電性接着剤を配置することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記流路構造体は、金属材料で形成され、前記エネルギー付与部が設置される接合面を有する第1流路部材と、前記第1流路部材の、前記接合面と反対側の面に積層される第2流路部材とを含み、
前記流路構造体作製工程において、
前記第1流路部材のうちの、前記流路構造体の前記第2部分となる部分の、前記接合面とは反対側の面に、ハーフエッチングを行って凹部を形成し、
前記第1流路部材の、前記凹部が形成された面に、前記第2流路部材を接合することを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記流路構造体作製工程において、
前記第1流路部材には、前記液体流路の一部を形成し、
前記第1流路部材の、前記接合面とは反対側の面に、前記第2流路部材との接合に使用する接着剤が前記液体流路の一部に流入しないように逃がす、凹状の接着剤逃がし部と、前記凹部とを、ハーフエッチングで同時に形成することを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記エネルギー付与部接合工程において、前記流路構造体の前記第1部分に、前記エネルギー付与部を接着剤で接合し、
前記流路構造体は、前記エネルギー付与部が設置される接合面を有する第1流路部材と、金属材料で形成され、且つ、前記第1流路部材の前記接合面と反対側の面に積層される第2流路部材とを含み、
前記流路構造体を作製する流路構造体作製工程をさらに備え、
前記流路構造体作製工程において、
前記第1流路部材の、前記流路構造体の前記第2部分となる部分に、貫通穴を形成し、
前記第2流路部材の前記第1流路部材と積層される面の、前記第1流路部材と積層されたときに前記貫通穴と重なる領域のうちの、前記第1部分側の領域に、凹状の接着剤逃し部を形成し、
前記第1流路部材と前記第2流路部材とを接合して、前記流路構造体を作製し、
前記エネルギー付与部接合工程において、
前記エネルギー付与部を、前記流路構造体の前記第1部分に接着剤で接合し、
前記導電性接着剤配置工程において、
前記第2流路部材の前記第1流路部材と積層される面の、前記貫通穴と重なる領域のうちの、前記接着剤逃し部に対して前記第1部分と反対側の領域に、前記導電性接着剤を配置することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記流路構造体作製工程において、
前記第1流路部材の前記接合面とは反対側の面にのみ接着剤を付着させ、この接着剤により前記第1流路部材と前記第2流路部材とを接合することを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記導電性接着剤配置工程において、前記流路構造体の前記第2部分に、前記配線部材の前記第2端子との接合のための導電性接着剤とは別に、前記配線部材の接合を補強するための導電性接着剤を配置し、
前記配線部材接合工程において、前記導電性接着剤を加熱しながら、前記配線部材を前記エネルギー付与部と前記流路構造体に押圧することで、前記配線部材の前記第2端子を前記流路構造体の前記第2部分に接合し、且つ、前記配線部材の前記第2端子が形成されていない部分をも、前記流路構造体の前記第2部分に接合することを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記配線部材接合工程の後に、前記流路構造体と前記配線部材との間に、封止材を充填する封止材充填工程をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜12の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記導電性接着剤配置工程において、前記流路構造体の前記第2部分に、前記エネルギー付与部の縁に沿って、前記導電性接着剤を連続的に配置することを特徴とする請求項13に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記導電性接着剤配置工程において、前記流路構造体の前記第2部分の、前記エネルギー付与部の縁に沿った複数の領域にそれぞれ前記導電性接着剤を配置して、接着剤列を形成し、
さらに、複数の前記接着剤列を、前記エネルギー付与部の縁と交差する方向に並べて形成し、
前記複数の接着剤列の間で、前記導電性接着剤の配列方向における配置位置をずらすことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 少なくとも一部が金属材料で形成され、複数のノズルを含む液体流路を有する流路構造体と、
前記流路構造体の第1部分に設けられ、前記ノズル内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与部と、
前記エネルギー付与部に接続された配線部材と、を備え、
前記配線部材は、前記流路構造体の、前記エネルギー付与部が配置された前記第1部分から、金属材料で形成され、且つ、前記第1部分と隣接する第2部分まで跨って延在し、
前記配線部材の第1端子が、導電性接着剤によって前記エネルギー付与部の接続端子に接続され、
前記配線部材の、一定電位が印加される第2端子が、導電性接着剤によって前記流路構造体の前記第2部分に接続され、
前記配線部材の、前記流路構造体と反対側に、前記配線部材の剥離を防止するための押さえ部材が配置され、
前記押さえ部材は、前記配線部材の、前記流路構造体の前記第2部分と接合される部分に配置される一方で、前記配線部材の、前記エネルギー付与部と対向する部分には接触していないことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第2端子は、前記配線部材の端部に設けられており、
前記配線部材の、前記第2端子が設けられている端部が前記導電性接着剤で包まれていることを特徴とする請求項16に記載の液体吐出装置。 - 前記配線部材の、前記第2端子が設けられている前記端部が、前記第1端子が設けられている部分よりも、前記流路構造体に近い位置にあることを特徴とする請求項17に記載の液体吐出装置。
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