JP7298319B2 - ヘッドモジュール、ヘッドユニットおよび液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、接合構造体、ヘッドモジュール、ヘッドユニットおよび液体を吐出する装置に関する。

インクジェットヘッドでは、部品同士を接着する場合、接着界面からインクが侵入することを防ぐため、インクに対する多様な耐性を備えた接着剤を用いて接合する技術が考えられている。
例えば、特許文献１には、二つの部品の接着剤接合において、仮接合用の接着剤と本接合用の接着剤とを用いることが記載されている。

しかしながら、異なる種類の接着剤を一方の部品に塗布して他方の部品と接合する場合、２種類の接着剤の塗布領域が近いと、塗布領域に塗布した接着剤同士が混合してしまうという問題があった。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、二つの部品を接着する接着接合において、異なる種類の接着剤が混合しないようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明のヘッドモジュールは、液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、前記ノズルから前記液体を吐出するエネルギーを発生するアクチュエータが設けられたアクチュエータ基板とを有する液体吐出ヘッドが、前記ノズル板のノズルを露出する開口が設けられたカバー部材に取り付けられたヘッドモジュールであって、前記カバー部材と前記ノズル板とは、第１接着剤と該第１接着剤とは異なる第２接着剤により接合されており、前記カバー部材の前記ノズル板との接合面と前記ノズル板の前記カバー部材との接合面の少なくとも一方には、前記第１接着剤が設けられた第１領域と、前記第２接着剤が設けられた第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に設けられ、前記第１領域および前記第２領域よりも撥水性が高い第３領域と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、二つの部品を接着する接着接合において、異なる種類の接着剤が混合しないようにすることができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視説明図である。 同じく断面斜視説明図である。 同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図である。 本発明の実施形態１に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。 一実施形態のヘッドの一例を説明する模式図である。 一実施形態のベースユニットの一例を説明する模式図である。 図４に示すヘッドモジュールのヘッドとベースユニットとの接着部を拡大した模式図である。 ノズル板とノズルカバーとの間の接合工程の一例を説明する模式図であり、（Ａ）は接着剤塗布工程の塗布処理、（Ｂ）は接着剤塗布工程の押し当て処理、（Ｃ）は常温環境での接着剤硬化工程、（Ｄ）は高温環境での接着剤硬化工程である。 本発明の実施形態２に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。 図９に示すヘッドモジュールのヘッドとベースユニットとの接着部の一例を拡大した模式図である。 本発明の実施形態３に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのノズル板と、ノズルカバーとの接着部の一例を拡大した模式図である。 本発明の実施形態３に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのノズル板と、ノズルカバーとの接着部の他の例を拡大した模式図である。 本発明の実施形態３に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのノズル板と、ノズルカバーとの接着部のさらに他の例を拡大した模式図である。 本発明の実施形態４に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのアクチュエータ基板と、ノズルカバーの接着部の一例を拡大した模式図である。 本発明の実施形態５に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。 図１５に示すヘッドモジュールのヘッドとベースユニットとの接着部を拡大した模式図である。 図１６に示すノズルカバーの吐出面とは反対側の面を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドモジュールのヘッド短手方向に沿う断面説明図である。 同ヘッドモジュールの分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのヘッド、ベース部材およびカバー部材を表す分解斜視説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略または簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

インクジェットヘッドにおいて、部品同士を接着する場合、インクに対する多様な耐性を備えた接着剤を用いて接合する。従来の接着剤を用いた接合技術の場合、部品間の界面をシールさせるものは、硬化のために高温環境に晒す必要があった。この場合には、部品間の線膨張係数に差異があるもの同士を接着すると硬化後には部品間の位置ずれが発生してしまう問題があった。

また、部品間の線膨張係数を揃えた場合でも、接着対象部品の平面度が数十ミクロン程度であり、部分的な領域に選択的に接着剤を塗布するときには、接着剤の塗布手段はディスペンサを選択することになる。そのため、他の塗布手段より接着剤塗布量が比較的多くなってしまう。その結果、高温環境下では接着剤塗布量のわずかな偏りなどに起因する接着剤の硬化収縮時の位置ずれが大きくなり、部品間の位置ずれを生じてしまう。

例えば、常温環境で硬化する接着材で一旦位置固定を行った後に、高温環境で硬化する接着剤を使うことによって、位置固定および界面からのインク侵入を防ぐ手段が考えられる。この場合の接合手順は、先ず双方の接着剤を一方の部品面上に塗布し、その後上から他方の部品を重ねることになる。
しかし、接着剤塗布領域は、ヘッドレイアウトの観点から狭い範囲であることが求められるので、硬化前の接着剤が混ざり合ってしまい、以降の硬化工程で接着不良を起こすという問題があった。

そこで、本発明の一実施形態は、二つの部品を異なる種類の接着剤を用いて接着接合する構成において、接着の精度を向上させる構成、例えば、耐接液性を備え、部品間を高精度に位置固定させる接着構成を提供する。

一実施形態の接合構造体は、例えば、第１接着剤および第１接着剤とは異なる第２接着剤により接合した、第１部品と第２部品とを備える。ここで、第１部品と第２部品とは、第１部品が第２部品と接合する第１部品の接合面（以降「第１接合面」とも称する）と、第２部品が第１部品と接合する第２部品の接合面（以降「第２接合面」とも称する）とが、第１接着剤および第２接着剤により接合する。
また、第１接合面と第２接合面との少なくとも一方は、第１領域、第２領域および第３領域を有する。第１領域は、第１接着剤を塗布する領域とする。第２領域は、第２接着剤を塗布する領域とする。第３領域は、第１領域と第２領域との間に設けられた領域であり、第１接着剤と第２接着剤とを隔てる。また、第３領域は、第１領域および第２領域より撥水性が高い領域とする。

例えば、第１部品と第２部品とを接合するために、２種類の接着剤として、常温環境で硬化する部品同士の接合を行う接着剤と、高温環境で硬化するインク侵入を防止する接着剤の２種を用いる。
接着剤を塗布する部品表面としての、第１接合面と第２接合面との少なくとも一方には、「接着剤塗布領域としての非撥水面」と、非撥水面を分割する「接着剤を塗布しない領域としての撥水面」とを設け、分割された非撥水面に２種の接着剤を塗り分ける構成とする。
これにより、塗布した２種の接着剤は、先ず常温環境下で一方の接着剤を硬化させて高精度な位置固定を行い、その後高温環境下で他方の接着剤を硬化させて耐接液性を備えたシール面を形成するので、耐接液性と高精度な位置固定を実現でき、かつ接着剤同士が混ざらずに接合不良が生じさせなくすることができる。

このように、異なる種類の複数の接着剤それぞれの塗布領域に非撥水面を形成し、撥水膜によって各塗布領域を区画することで、塗布した接着剤同士が混合しないように構成することができる。

次に、上述した本発明の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下の各実施形態では、本発明の一実施形態の接合構造体を、液体を吐出する装置（例えば、インクジェットプリンタ）が備えるヘッドモジュールに適用し、第１部品としてノズルカバーを用い、第２部品としてノズル板またはアクチュエータ基板を用いて説明する。また、各実施形態では、ノズルカバーの少なくとも一部分に撥水膜が形成されたものを第１部品とし、ノズル板の少なくとも一部分に撥水膜が形成されたものを第２部品とする。
ヘッドモジュールは、少なくとも１つの液体吐出ヘッド（以降適宜「ヘッド」とも称する）が、カバー部材及びベース部材に取り付けられたものとする。また、ヘッドモジュールが複数集まったものをヘッドユニットとする。

ここで、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドについて、図１ないし図３を参照して概略を説明する。図１は一実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視説明図、図２は同じく断面斜視説明図である。図３は同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図である。

液体吐出ヘッド１０１ａは、ノズル板１０と、個別流路板（個別流路部材）２０と、振動板（振動板部材）３０と、共通流路部材７０と、ダンパ部材６０と、フレーム部材８０と、駆動回路１０９を実装した基板（フレキシブル配線基板）１０８などを備えている。
個別流路板２０と振動板３０とは、後述する図５のアクチュエータ基板４－２を構成する。
共通流路部材７０とダンパ部材６０とは、後述する図５の流路板（共通流路部材とも言う）４－１を構成する。
フレーム部材８０は、後述する図５のハウジングを構成する。

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。 個別流路板２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の個別液室２１と、複数の個別液室２１に各々通じる複数の供給側個別流路２２と、複数の個別液室２１に各々通じる複数の回収側個別流路２４とを形成している。複数の供給側個別流路２２、複数の回収側個別流路２４については、図１８を参照して後述する。

振動板３０は、個別液室２１の変形な可能な壁面である振動板を形成し、振動板３０には圧電素子４０が一体に設けられている。圧電素子４０は、振動板３０を変形させて個別液室２１内の液体を加圧する圧力発生手段である。

なお、個別流路板２０と振動板３０とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を使用して個別流路板２０及び振動板３０を同一部材で一体に形成することができる。つまり、シリコン基板上に、シリコン酸化膜、シリコン層、シリコン酸化膜の順に成膜されたＳＯＩ基板を使用し、シリコン基板を個別流路板２０とし、シリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜とで振動板３０を形成することができる。この構成では、ＳＯＩ基板のシリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜の層構成が振動板３０となる。このように、振動板３０は個別流路板２０の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。

共通流路部材７０は、２以上の個別供給流路に通じる複数の供給側共通流路（共通供給流路支流）７１と、２以上の個別回収流路に通じる複数の回収側共通流路（共通回収流路支流）７２とを、交互に隣接して形成している。

また、共通流路部材７０は、複数の供給側共通流路７１に通じる１又は複数の共通供給流路本流７６と、複数の回収側共通流路７２に通じる１又は複数の共通回収流路本流７７を形成している。

ダンパ部材６０は、供給側共通流路７１の供給口７４と対面する（対向する）供給側ダンパ６３と、回収側共通流路７２の回収口７５と対面する（対向する）回収側ダンパ６２を有している。
次に、各実施形態について説明する。

実施形態１．
図４は、本発明の実施形態１に係る接合構造体を用いるヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。
図４では、ヘッドモジュール１は、ヘッド２とベースユニット５とから構成され、接着剤６により接合した例を表している。
図５は、一実施形態のヘッドの一例を説明する模式図である。
図６は、一実施形態のベースユニットの一例を説明する模式図である。

ヘッド２は、ハウジング３と液室部品４とを備える。ヘッド２は、液体吐出ヘッドの一例である。
液室部品４は、流路板４－１、アクチュエータ基板４－２、ノズル板４－３に分類され、ハウジング３と共に内部にはインクが流入するインク流路が形成されている。

ベースユニット５は、ヘッド２を配列設置する。ベースユニット５は、ベース基板５－１とノズルカバー５－２とが接合された構成とする。ベース基板５－１は「ベース部材」とも称する。また、ノズルカバー５－２は「カバー部材」とも称する。なお、ベース基板５－１とノズルカバー５－２とが一つの部品で構成されていても良い。

液体としてのインクは、ハウジング３に形成された導入口１３から供給され、流路板４－１で流路が細分され、アクチュエータ基板４－２及びノズル板４－３で形成される各々の個別液室２１に到達する。
個別液室２１に到達したインクは、個別液室２１の一部を形成するアクチュエータ基板４－２に形成されている圧電素子を振動し、個別液室２１内の体積が変化することでノズル板４－３に形成された各々の個別液室２１と対応するノズルからインクが吐出する。

本実施形態では、ベースユニット５とヘッド２間の固定は、ベースユニット５の構成部品であるノズルカバー５－２と、ヘッド２の構成部品であるノズル板４－３とを接着剤６で接着する。

液室部品４を構成する各部品は、高精度の吐出精度を実現するために主材料を微細成形が可能なシリコン（Ｓｉ）単結晶材を用いるとよい。また、ハウジング３は、コスト及びインク耐性等の要求機能を満たすために熱可塑性樹脂を採用するとよい。
ベースユニット５を構成する各部品は、何れもＦｅとＮｉを主成分とした合金からなり、線膨張係数は液室部品４のＳｉ単結晶材と略一致しているとよい。
ノズル板４－３は、ノズル孔からのインク吐出性能の観点、インクによる汚染防止の観点から撥水膜７を形成する撥水処理がなされる。また、ノズルカバー５－２は、汚染防止の観点から撥水膜７を形成するため撥水処理がなされる。

図７は、図４に示すヘッドモジュールのヘッドとベースユニットとの接着部の一例（図４の点線の〇で囲んだ部分）を拡大した模式図である。
ヘッド２のノズル板４－３とベースユニット５のノズルカバー５－２とは、接着剤６により接着される。図７では、接着剤６として、異なる特性を有する第１接着剤６－１と第２接着剤６－２とを用いる例を表している。
ここで、例えば、第１接着剤６－１は、常温環境下で硬化することが可能なものとし、第２接着剤６－２は、高温環境下のみで硬化するが耐接液性を備えるものとする。つまり、第１接着剤６－１は常温硬化型の接着剤であり、第２接着剤６－２は熱硬化型の接着剤である。第１接着剤６－１として、例えば、ＵＶ（紫外線）硬化型の接着剤、水分ないし溶剤の揮発により硬化する合成ゴム系の接着剤や、湿気と反応して硬化する瞬間接着剤が挙げられる。第２接着剤６－２として、エポキシ系の熱硬化型接着剤がある。第２接着剤６－２は、溶剤系インク、ＵＶ系インク、水系インク、油系インクに対して、耐インク性（耐食性）を有している。以降、第１接着剤６－１と第２接着剤６－２とを区別しないときは、適宜「接着剤６」と記載する。

ノズル板４－３およびノズルカバー５－２は、相互に接合する面の表面に撥水膜７が形成される。
ノズル板４－３は、撥水膜７のうち、部分的な一領域を、二次処理によって除去し非撥水面を形成する。つまり、非撥水面ではノズル板４－３の基材が露出している。
ノズルカバー５－２は、撥水膜７のうち部分的な二領域を、二次処理によって除去し非撥水面を形成する。つまり、非撥水面ではノズルカバー５－２の基材が露出している。形成された二つの非撥水面の領域は、接着剤が塗布される、第１領域８ａおよび第２領域８ｂとして機能する。図７では、例えば、第１領域８ａは、第１接着剤６－１を塗布する領域とし、第２領域８ｂは、第２接着剤６－２を塗布する領域として説明する。また、第１接着剤６－１と第２接着剤６－２とが塗布された二つの領域の間（第１領域と第２領域との間）に撥水膜７が設けられている撥水面（ノズル板４－３に対向する撥水膜７の表面）は、第１接着剤６－１と第２接着剤６－２とを隔てる第３領域８ｃとして機能する。

なお、図７において、ノズル板４－３およびノズルカバー５－２に形成した非撥水面は、撥水膜７が設けられていない領域とする。ノズル板４－３、ノズルカバー５－２等に形成された撥水面および非撥水面については、以降に参照する図面においても図７と同様に表す。
また、撥水膜７が形成された領域を「撥水領域」、非撥水面の領域を「非撥水領域」とも称する。

図８は、ノズル板とノズルカバーとの間の接合工程の一例を説明する模式図である。（Ａ）は接着剤塗布工程の塗布処理、（Ｂ）は接着剤塗布工程の押し当て処理、（Ｃ）は常温環境での接着剤硬化工程、（Ｄ）は高温環境での接着剤硬化工程である。

ノズルカバー５－２に形成された、二つの非撥水面のうち、第１領域８ａに第１接着剤６－１が塗布され、第２領域８ｂに第２接着剤６－２が塗布される（Ａ）。
接着剤塗布工程では、一度に双方の接着剤６（第１接着剤６－１および第２接着剤６－２）を塗布した後、ノズル板４－３を接着剤６へ押し当てる（Ｂ）。ノズル板４－３で押し当てられた接着剤６は潰され広がるが、第３領域（撥水膜７の撥水面）８ｃを避けるように広がり双方の接着剤６が混ざり合わず、適切な塗布状態が実現できる。

続く常温環境での接着剤硬化工程では第１接着剤６－１が硬化し、ノズル板４－３とノズルカバー５－２間の位置固定がなされる（Ｃ）。
更に次の高温環境での接着剤硬化工程では第２接着剤６－２が硬化し、耐接液性を備えたシール面が形成される（Ｄ）。

ノズルカバー５－２は、第１接着剤６－１を塗布する第１領域８ａと第２接着剤６－２を塗布する第２領域８ｂとの間の第３領域８ｃにより２種類の接着剤が混ざらないようにする。一方、ノズル板４－３は、ノズルカバー５－２との接合面のうち接着剤により接合する部分を一つの非撥水面に処理している。二つの部品を接合した際に、ディスペンサなどで塗布した接着剤は薄くつぶされる。前述のようにディスペンサを塗布手段として選定するのは部品間の隙間が数十ミクロンである事からである。よってノズル板４－３の接合面で二つの接着剤が混ざらない。従って、ノズル板４－３の接合面の接着剤により接合する部分には撥水領域を施さなくてよい。
なお、接合構造体で用いる接着剤、各部品の構造等に応じて、両方の接合面に第３領域を設けても良い。

また、図７では、第１領域８ａおよび第２領域８ｂの外側に撥水膜７が存在することにより、塗布した接着剤６が外側に広がることを防ぐことができる。ここで、第１領域８ａおよび第２領域８ｂの外側は、それぞれの領域の第３領域８ｃとは反対側とする。より詳細には、第１領域８ａの外側は、第１領域８ａの第３領域８ｃとは反対側とし、第２領域８ｂの外側は、第２領域８ｂの第３領域８ｃとは反対側とする。

つまり、インクはノズルカバー５－２から露出しているノズル板４－３の表面から侵入するので、ノズルカバー５－２の開口側（第２領域８ｂ）に熱硬化型の接着剤６－２を設けることで、ノズル板４－３とノズルカバー５－２間は界面からのインク侵入を抑制できる。したがって、本実施形態によれば、ノズル板４－３とノズルカバー５－２間は界面をインクによって侵されない耐接液性を備える構成が実現できる。加えて、本実施形態で説明した接着剤を用いることにより、高精度な位置固定を実現することができる。
なお、耐接液性を有する接着剤は、耐接液性を備えない接着剤よりノズル板４－３のノズル孔に近い位置に塗布することが、接着部にインクの侵入を防ぐ点から好ましい。

実施形態２．
本実施形態では、接合構造体として、第１部品をノズルカバーとし、第２部品をアクチュエータ基板とする一態様について説明する。
図９は、本発明の実施形態２に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。
図１０は、図９に示すヘッドモジュールのヘッドとベースユニットとの接着部の一例を拡大した模式図である。
図９では、ヘッドモジュール１ａは、ヘッド２ａとベースユニット５とから構成され、接着剤６により接合した例を表している。
ヘッド２ａは、ノズル板４－３ａの幅が、図５に示すノズル板４－３より縮小されたことを除いて、図５と同様である。つまり、本実施形態ではノズル板４－３ａはアクチュエータ基板４－２よりも外形を小さくしている。
ベースユニット５は、図６と同様である。

本実施形態では、ベースユニット５とヘッド２との間の固定は、ノズルカバー５－２と、部品幅を縮小したノズル板４－３ａから露出したアクチュエータ基板４－２とを接着剤６で接合している。

ここで、ノズル板４－３ａは、ノズル孔が部品中央に配置されているので部品幅を縮小する事が可能である。加えて、ノズル板４－３ａは、母材としてのシリコンウエハから分割形成されるが、コストの観点からノズル板の部品幅を縮小することによりシリコンウエハからの取り個数を増やすことが望ましい。そこで、本実施形態では、ノズルカバー５－２とアクチュエータ基板４－２とを接合する一態様を説明する。

アクチュエータ基板４－２は、全面が非撥水面である。
ノズルカバー５－２は、実施形態１と同様に、撥水膜７が形成される領域の内、部分的な二領域に二次処理を施して非撥水面を形成している。形成された二つの非撥水面の領域は、実施形態１と同様に、第１接着剤６－１を塗布する第１領域８ａ、および、第２接着剤６－２を塗布する第２領域８ｂとして機能し、第１接着剤６－１と第２接着剤６－２とが塗布された二つの領域の間に存在する撥水膜７が設けられた面は、第３領域８ｃとして機能する。
ここで、例えば、第１接着剤６－１は、常温環境下で硬化することが可能なものとし、第２接着剤６－２は、高温環境下のみで硬化するが耐接液性を備えるものとする。つまり、第１接着剤６－１は常温硬化型の接着剤であり、第２接着剤６－２は熱硬化型の接着剤である。

ノズルカバー５－２は、第１領域８ａと第２領域８ｂとの間の第３領域８ｃにより２種類の接着剤が混ざらないようにする。一方、アクチュエータ基板４－２は、撥水処理していないが、二つの部品を接合した際に、ディスペンサなどで塗布した接着剤は薄くつぶされる。前述のようにディスペンサを塗布手段として選定するのは部品間の隙間が数十ミクロンである事からである。よってアクチュエータ基板４－２の接合面で二つの接着剤が混ざらない。従って、アクチュエータ基板４－２の接合面には撥水領域を施さなくてよい。

このような構成とすることによって、アクチュエータ基板４－２と、ノズルカバー５－２間は界面をインクによって侵されない耐接液性を備える構成が実現できる。加えて、本実施形態で説明した接着剤を用いることにより、高精度な位置固定を実現できる。
また、図１０では、実施形態１と同様に、第１領域８ａおよび第２領域８ｂの外側に撥水膜７が存在することにより、塗布した接着剤が外側に広がることを防ぐことができる。

実施形態３．
本実施形態では、第１領域８ａおよび第２領域８ｂの外側の領域に非撥水面を設ける一態様について説明する。第１領域８ａおよび第２領域８ｂの外側は、実施形態１と同様であり、第１領域８ａの外側は、第１領域８ａの第３領域８ｃとは反対側とし、第２領域８ｂの外側は、第２領域８ｂの第３領域８ｃとは反対側とする。

図１１から図１３は、本発明の実施形態３に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのノズル板と、ノズルカバーとの接着部の一例を拡大した模式図である。図１１から図１３では、図４のヘッドモジュール１の構成を用い、ヘッド２は、図５と同様であり、ベースユニット５は、図６と同様である。
図１１に示す接着部は、第１接着剤６－１の外側の撥水膜７を部分的に除去しているので、この箇所へ第１接着剤６－１が塗れ広がっている。
図１２に示す接着部は、第２接着剤６－２の外側の撥水膜７を部分的に除去しているので、この箇所へ第２接着剤６－２が塗れ広がっている。
図１３に示す接着部は、第１接着剤６－１の外側、および、第２接着剤６－２の外側の撥水膜７を部分的に除去しているので、これら箇所へ第１接着剤６－１および第２接着剤６－２が塗れ広がっている。

接着剤６の塗布手段としてディスペンサを選択する場合、他の塗布手段より接着剤塗布量が比較的多くなってしまう。
これに対してヘッドレイアウトの観点から、接着剤６の塗布領域は微細領域に微小量塗布することが望ましい。一方で、ディスペンサによる塗布量を考慮すると微小量の塗布調節が困難であり、接着剤固有の粘度、接触角などによって挙動が異なり、各々の接着剤に最適な塗布管理ができない事によって、微細領域に多量の接着剤を塗布してしまう場合がある。その結果接着剤の過剰な弾力によって接合不良を生じる懸念がある。

そこで、本実施形態は、接着剤の外側の撥水膜７を部分的に除去することで接着剤６の逃げ道を形成する。これにより、接着剤固有の粘度、接触角などによって挙動が異なる各接着剤の塗れ広がり量を最適化することができる。
また、接着剤塗布領域（例えば、第１領域８ａまたは第２領域８ｂ）以外の撥水膜７を、一部または全部の撥水成分を除去することにより、接着剤の塗布量が多くなったとしても、非撥水面上に塗れ広がるので、接着剤の塗布量を容易に管理することが可能になる。

なお、本実施形態では、図４から図６に示すヘッドモジュールの構成を用いて説明したが、図９から図１０に示すヘッドモジュールの構成にも同様に本実施形態を適用することができる。

実施形態４．
本実施形態では、第１部品と第２部品との少なくとも一方が、他方の接合面からの距離が異なる二つ以上の段差面を含む段差形状を有する一態様を説明する。接合面（「対向面」とも称する）は、第１部品と第２部品とが相互対向する面であり、接着剤が塗布され、二つの部品が接合する面となる。

図１４は、本発明の実施形態４に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールのアクチュエータ基板と、ノズルカバーの接着部の一例を拡大した模式図である。ヘッド２は、ノズル板４－３ａの幅が、図５に示すノズル板４－３より縮小されたことを除いて、図５と同様である。ベースユニット５は、ノズルカバー５－２ｂが後述する形状を有すること除いて、図６と同様である。
本実施形態では、ノズルカバー５－２ｂは、アクチュエータ基板４－２の接合面からの距離が異なる二つ以上の段差面を含む段差形状を有する。ノズルカバー５－２ｂは、第１接着剤６－１を塗布する第１領域と第２接着剤６－２を塗布する第２領域とを、アクチュエータ基板４－２の接合面からの距離が異なる段差面に配置している。
本実施形態では、撥水膜７を、第１領域８ａと第２領域８ｂとの間の領域（８ｃの領域）、第２領域８ｂに対してノズル板４－３ａ側の領域、及び第１領域８ａに対してノズル板４－３ａ側とは反対側の領域に設けている。

また、図１４に示すように、ノズルカバー５－２ｂは、ノズルから液体が吐出する吐出面の側からみて、ノズル板４－３ａと重なるような長さとするとよい。これは、ノズル板４－３ａのノズルに付着したインクをブレードなどで拭き取るときに、Ｓｉ単結晶材からなり硬いノズル板４－３ａの端部にブレードが接触しないようにするためである。これにより、ブレードの破損を抑えることができる。

本実施形態によれば、ノズルカバー５－２ｂがアクチュエータ基板４－２との接合面に段差部を設けることで、接着剤固有の粘度、接触角などによって挙動が異なる各接着剤の塗れ広がり量の最適化することができる。

なお、本実施形態では、図９から図１０に示すヘッドモジュールの構成を用いて説明したが、図４から図６に示すヘッドモジュールの構成にも同様に本実施形態を適用することができる。

実施形態５．
次に、本実施形態では、実施形態４と同様に、一方の接合面に段差形状を有する接合構造体を用いたヘッドモジュールであって、１つのヘッドに１つのノズルカバーを接合することでヘッドモジュールを構成する例について説明する。
図１５は、本発明の実施形態５に係る接合構造体を用いたヘッドモジュールの一例を説明する模式図である。
ヘッドモジュール２００は、アクチュエータ基板４－２ｃ、ノズル板４－３ｃ、ノズルカバー５－２ｃ、フレーム（ハウジング）２０１、保持基板（サブフレーム）２０２を少なくとも有する。
図１６は、図１５に示すヘッドモジュールのアクチュエータ基板４－２ｃとノズルカバー５－２ｃとの接着部を拡大した模式図であり、図１５の左側の点線で示す部分の要部を拡大している。
本実施形態では、ノズルカバー５－２ｃは、アクチュエータ基板４－２ｃの接合面からの距離が異なる二つ以上の段差面を含む段差形状を有する。ノズルカバー５－２ｃは、第１接着剤６－１を塗布する第１領域と第２接着剤６－２を塗布する第２領域とを、アクチュエータ基板４－２ｃの接合面からの距離が異なる段差面に配置している。

また、図１６に示すように、ノズルカバー５－２ｃは、ノズル板４－３ｃの周縁部と重なるような長さとするとよい。これは実施形態４で説明した理由と同様である。
また、図１６の構成では、実施形態４と同様の効果を奏することができる。

実施形態６．
実施形態６では、複数のヘッドモジュールを接合するように構成したノズルカバーの接合面の一例について説明する。
図１７は、図１６に示すノズルカバーの吐出面とは反対側の面（つまり、接合面）を説明する図である。図１７では、図１６に示す接着構造体のノズルカバーが複数のヘッドモジュール２００を接着するように構成した例を示す。
図１６では、ノズルカバー５－２ｃに、撥水領域としての第３領域８ｃと、非撥水領域としての第１領域８ａ、第２領域８ｂとを形成した状態を表している。
第１領域８ａ、第２領域８ｂは、ノズルカバー５－２ｃに形成した撥水膜７を部分的に除去して非撥水面とした領域であり、接着剤を塗布する塗布領域となる。例えば、第１領域８ａには、第１接着剤６－１が塗布され、第２領域８ｂには、第２接着剤６－２が塗布される。
図１７において、第３領域８ｃは、撥水膜７のうち、第１領域８ａと第２領域８ｂとを隔てる撥水膜７として機能する撥水面（撥水膜７の表面）であり、他の撥水膜７と異なる符号を用いて表している。

ノズルカバー５－２ｃは、ノズル１１ｃを露出させるノズル露出孔９を有する。ノズル露出孔９は、ノズルカバー５－２ｃとアクチュエータ基板４－２ｃとを接合したときに、ノズル板４－３ｃに形成されたノズル１１ｃが露出するように設けられる開口部である。
図１７に示すように、ノズルカバー５－２ｃは、ノズル露出孔９を囲むように非撥水領域としての第１領域８ａ、第２領域８ｂが配置される。
図１７では、ノズル露出孔９の周囲に存在する第１領域８ａ、第２領域８ｂおよび第３領域８ｃを、一例として、三つ示している。ノズルカバー５－２ｃは、ヘッドモジュール２００の数に応じたノズル露出孔９を有する。

その他の実施形態
上記各実施形態では、以下のような特徴を有する接合構造体を用いる液体吐出ヘッドについて説明した。
接合構造体は、第１部品と第２部品とが接合され、第１部品と第２部品とが互いに対向する接合面は、第１接着剤と第１接着剤とは異なる種類の第２接着剤とで接合される。第１部品の接合面（対向面）と第２部品の接合面との少なくとも一方には、第１接着剤が塗布されている第１領域と第２接着剤が塗布されている第２領域との間には、第１領域および第２領域よりも、撥水性が高い第３領域が設けられており、第３領域を挟んで第１領域と第２領域とが区画される。また、接合構造体は、さらに次の特徴を有するとよい。

接合構造体は、例えば、第１領域と第２領域のそれぞれ外側領域に、撥水性が高い領域を設けるとよい。これにより、塗布した接着剤が外側に広がることを防ぐことができる。
接合構造体は、例えば、第１領域及び第２領域の外側領域は、撥水性が低い領域を設けるとよい。また、接合構造体は、例えば、第１部品及び第２部品の内、少なくとも一方には、２面以上からなる段差形状が設けられ、各々の段差部に第１接着剤と第２接着剤が塗布されているとよい。これにより、接着剤の特性により挙動が異なる塗れ広がり量に対応することができる。

上記各実施形態では、一例として、接合構造体をヘッドモジュールに適用した例を説明したが、これに限られるわけではない。二つの異なる接着剤を用いて、二つの部品を接合する他の構造体に用いることもできる。

例えば、複数の液体吐出ヘッドを有する液体吐出ユニットを備える液体を吐出する装置に適用することもできる。液体吐出ユニットは、例えば、複数の液体吐出ヘッド、複数の液体吐出ヘッドを取り付けるベースプレート、および、複数の液体吐出ヘッドの各ノズル面を露出するための複数の開口が形成されたノズルカバーを備える。この場合、接合構造体の第１部品は、ノズルカバー、第２部品は複数の液体吐出ヘッドの各アクチュエータ基板または各ノズル板とする。

なお、前述した第３領域は、第１接着剤６－１と第２接着剤とを隔てるように形成されればよい。
また、図４または図９に示すヘッドモジュール１、１ａは、複数のヘッド２、２ａと、複数のヘッド２、２ａを配列設置するベースユニット５を有する構成であり、ヘッドモジュールの一例とする。
ヘッドモジュールは、少なくとも一つの液体吐出ヘッドと、少なくとも一つの液体吐出ヘッドに接着接合するカバー部材と、を少なくとも有する。
ヘッド２は、液体吐出ヘッドを構成する部品とし、図５の構成は一例である。

次に、本発明の一実施形態に係るヘッドモジュールついて図１８から図２１を参照して説明する。図１８は一実施形態に係るヘッドモジュールのヘッド短手方向に沿う断面説明図、図１９は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図２０は同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図、図２１は同ヘッドモジュールのヘッド、ベース部材およびカバー部材を表す分解斜視説明図である。

ヘッドモジュール１００は、液体を吐出する液体吐出ヘッドである複数のヘッド１０１と、ベース部材１０２と、カバー部材１０３と、放熱部材１０４と、マニホールド１０５と、プリント基板（ＰＣＢ）１０６と、モジュールケース１０７とを備えている。

複数のヘッド１０１は、ノズル１１を形成したノズル板１０と、ノズル１１に通じる個別液室２１などを形成する個別流路板２０と、圧電素子４０を含む振動板３０と、振動板３０に積層した中間流路板５０と、中間流路板５０に積層した共通流路部材７０などを備えている。

個別流路板２０は、個別液室２１とともに、個別液室２１に通じる供給側個別流路２２、個別液室２１に通じる回収側個別流路２４を形成している。

中間流路板５０は、供給側個別流路２２に振動板３０の開口３１を介して通じる供給側中間個別流路５１と、回収側個別流路２４に振動板３０の開口３２を介して通じる回収側中間個別流路５２とを形成している。

共通流路部材７０は、供給側中間個別流路５１に通じる供給側共通流路７１と、回収側中間個別流路５２に通じる回収側共通流路７２を形成している。供給側共通流路７１はマニホールド１０５の流路１５１を介して供給ポート８１に通じている。回収側共通流路７２はマニホールド１０５の流路１５２を介して回収ポート８２に通じている。

プリント基板１０６とヘッド１０１の圧電素子４０とはフレキシブル配線部材９０を介して接続され、フレキシブル配線部材９０にはドライバＩＣ（駆動回路）９１が実装されている。

本実施形態では、複数のヘッド１０１が間隔を空けてベース部材１０２に取付けられている。ヘッド１０１のベース部材１０２への取付けは、ベース部材１０２に設けた開口部１２１にヘッド１０１を挿入し、ベース部材１０２に接合固定したカバー部材１０３に、ヘッド１０１のノズル板１０の周縁部を接合して固定している。また、ヘッド１０１の共通流路部材７０の外部に設けたフランジ部７０ａをベース部材１０２に接合して固定している。

なお、ヘッド１０１とベース部材１０２に固定構造は限定されるものではなく、接着、カシメ、ねじ固定などで行うことができる。

ここで、ベース部材１０２は線膨張係数が低い材料で形成されていることが好ましい。例えば、鉄にニッケルを添加した４２ａｌｌｏｙ（アロイ）や、インバー材などを挙げることができる。本実施形態では、インバー材を使用している。これにより、ヘッド１０１が発熱して、ベース部材１０２の温度が上昇しても、ベース部材１０２の膨張量が少ないため、所定のノズル位置からのノズルのずれが生じにくくなり、着弾位置ずれを抑制できる。

同様に、ノズル板１０及び個別流路板２０、振動板３０はシリコン単結晶基板で形成し、ベース部材１０２の線膨張係数を略同じにしている。

これにより、熱膨張によるノズル位置ずれを低減することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図２２及び図２３を参照して説明する。図２２は同装置の概略説明図、図２３は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が印刷される。

ここで、ヘッドユニット５５０には、図２３に示すように、本発明に係る二つのヘッドモジュール１００Ａ、１００Ｂを共通ベース部材５５２に備えている。

そして、ヘッドモジュール１００の搬送方向と直交する方向におけるヘッド１０１の並び方向をヘッド配列方向とするとき、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ａ１，１Ａ２で同じ色の液体を吐出する。同様に、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ｂ１、１Ｂ２を組とし、ヘッドモジュール１００Ｂのヘッド列１Ｃ１、１Ｃ２を組とし、ヘッド列１Ｄ１、１Ｄ２を組として、それぞれ所要の色の液体を吐出する。

なお、本発明に係るヘッドモジュールは、機能部品、機構と一体化して液体吐出ユニットを構成することができる。例えば、ヘッドモジュールと、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを組み合わせることができる。

ここで、一体化とは、例えば、ヘッドモジュールと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、ヘッドモジュールと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

また、本発明における「液体を吐出する装置」には、ヘッドモジュール又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１、１ａ、１００、２００ ヘッドモジュール
２、２ａ、１０１、１０１ａ ヘッド
３ ハウジング
４ 液室部品
４－１ 流路板
４－２、４－２ｃ アクチュエータ基板
４－３、４－３ａ、４－３ｃ、１０ ノズル板
５ ベースユニット
５－１ ベース基板
５－２、５－２ｂ、５－２ｃ ノズルカバー
６－１ 第１接着剤
６－２ 第２接着剤
７ 撥水膜
８ａ 第１領域
８ｂ 第２領域
８ｃ 第３領域
９ ノズル露出孔
１１、１１ｃ ノズル
１０２ ベース部材
５００ 液体を吐出する装置（印刷装置）
５５０ ヘッドユニット

特開平１１‐１０５２８２号公報

Claims (4)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、前記ノズルから前記液体を吐出するエネルギーを発生するアクチュエータが設けられたアクチュエータ基板とを有する液体吐出ヘッドが、前記ノズル板のノズルを露出する開口が設けられたカバー部材に取り付けられたヘッドモジュールであって、
   前記カバー部材と前記ノズル板とは、第１接着剤と該第１接着剤とは異なる第２接着剤により接合されており、
   前記カバー部材の前記ノズル板との接合面と前記ノズル板の前記カバー部材との接合面の少なくとも一方には、
   前記第１接着剤が設けられた第１領域と、
   前記第２接着剤が設けられた第２領域と、
   前記第１領域と前記第２領域との間に設けられ、前記第１領域および前記第２領域よりも撥水性が高い第３領域と、
   を有することを特徴とするヘッドモジュール。
2. 前記カバー部材には前記液体吐出ヘッドが複数取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
3. 請求項２に記載のヘッドモジュールを複数備えるヘッドユニット。
4. 請求項１または２に記載のヘッドモジュールと、請求項３に記載のヘッドユニットとのいずれかを備える液体を吐出する装置。

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