JP6443097B2 - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
高密度に圧電素子が設けられたアクチュエータ基板において、チャネル間の変位特性や振動特性のばらつきを小さくするために、保持基板との位置関係は高精度化が要求される。
特許文献2には、複雑な構造にすることなく小型化を両立させ、圧力室の所定個数毎に液体を供給する開口形成された複数リザーバ間の隔壁の剛性を確保するために、リザーバと圧力室とを連通させる供給口がリザーバ基板の開口部の形成面に所定の深さの凹部により構成された液滴吐出ヘッドが開示されている。キャビティ基板とリザーバ基板とを接着剤を用いて直接接合する態様が記載されている。
図1に示すように、液滴吐出ヘッドは、ノズル16が設けられたノズル基板17と、隔壁14により区切られた複数の液室(個別液室)15が設けられた液室基板と、液室15の少なくとも一部の壁面を形成する振動板12と、振動板12に接合され、上部電極、下部電極、圧電体からなり、液室15内の液体を加圧する圧力を発生する駆動手段(以下、「圧電アクチュエータ」という)11と、圧電アクチュエータ11、振動板12、及び液室15を保持する保持基板13から構成されている。
以下、圧電アクチュエータ11と、振動板12と、液室15が形成された液室基板で構成される部材をアクチュエータ基板19という。
保持基板13の材料としては、例えば、シリコンや樹脂などが挙げられる。
そして、複数の開口パターンごとに異なる傾きのアンカー部が設けられることにより、複数の方向の位置ずれに対して耐性を確保することができる。
次いで、保持基板13とアクチュエータ基板19とをアライメントマーク等を用いて位置合わせを行い(図2の(C)、図3のS02)、接触させる(図2の(D)、図3のS03)。
弱圧状態で接着させた後、この時点で生じた位置ずれを修正するために再度アライメントを行い(図3のS04)、その後加圧(本加圧)を行い(図3のS05)、加圧状態を保持したまま接着剤20が硬化する温度まで加熱し(図3のS06)、接着剤を硬化させる。
そこで、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法においては、図3のステップS01の接着剤塗布工程において、保持基板13の液室基板との接合面に開口パターン領域ごとに異なる傾斜のアンカー部が形成されるように接着剤を塗布した後、以降の保持基板13と液室基板とを接合する工程を行う。
図4(A)は、保持基板13のアクチュエータ基板19との接合面を示した模式図であり、図4(B)は(A)の下部の四角形で囲んだ部分の拡大図である。
図4(B)に示すように、保持基板13は、略四角形で形成された開口パターンが規則性をもって配列された開口パターン領域18a、18b及び18cを有する。
これらの開口パターンは、保持基板13がシリコンからなる場合、ウェットエッチングやドライエッチングにより形成される。
それぞれの開口パターン領域ごとに異なる方向に傾斜したアンカー部21(21a、21b、21c)が接着剤20により形成されている。
接着剤量が局所的に多いアンカー部21を設けることにより、図6(A)に示すように、接着剤20が開口パターン18で形成された空隙(開口部)に侵入してアンカーとして作用し、位置ずれ(図の左右方向のずれ)を低減させることができる。
また、図6(B)に示すような状態でも開口部に侵入した接着剤20によるアンカー効果が得られる。
図7に示すように、開口パターン18が配列されている方向(図中の矢印22)は、ベタ領域が続くため滑りやすく、位置ずれが発生しやすい。そこで、開口パターン18の配列方向(図中の矢印22)とは異なる方向にアンカー部21を設けることが好ましい。
図7に示した例では、開口パターン18の開口形状が四角形であり、アンカー部21は四角形の各辺の方向に対して傾斜している。本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいては、開口パターンの開口形状が略四角形であり、アンカー部21は略四角形の各辺の方向に対して傾斜していることが好ましい。
略同一の開口パターンを設けることで、開口部へ侵入する接着剤量を均一にすることができ、接合面におけるアンカー効果の均一化を達成することができる。すなわち、接合面の均一な接合品質を得ることができる。
図8は、保持基板の断面の一例を示す模式図である。
図8に示すように、開口パターン18の開口幅や開口深さ(加工深さ)を均一にすることによって、開口パターン18に溜まる接着剤20の量が多い箇所や少ない箇所が生じるのを抑制し、アンカー効果を均一化でき、位置ずれ量を小さくすることができる。
保持基板13の液室基板との接合面に、開口パターン領域ごとに異なる傾斜のアンカー部21が形成されるように接着剤20を塗布する工程において、接着剤20を塗布する方法としては、フレキソ印刷による方法、ディスペンサ装置による方法などが挙げられる。
図9に示すフレキソ印刷装置は、回転するアニロックスロール43上に接着剤20を滴下し、ドクターブレード44を用いて薄層にのばし、アニロックスロール43上の薄層化した接着剤20を回転する塗布ロール42上に設けた表面に微細な凹凸を持つ樹脂凸版40に転写する。このとき、樹脂凸版40上の凹凸に接着剤20が保持される。
ステージ45上に被塗布部材である保持基板13を載置して矢印の方向に移動させ、塗布ロール42を回転させて、樹脂凸版40上に保持されている接着剤20を保持基板13上に転写する。
樹脂凸版40には、円柱形状の凸状部41が一定方向に配列されたパターンが形成されている。
図11に示す枠18aは、保持基板13の開口パターン18に対応する領域を模式的に示したもので、白枠で囲んだ凸状部41は、保持基板13と当接したとき開口パターン18に収容されるため、凸状部41周囲の隙間に保持されている接着剤20が流出しやすくなる。よって、白枠で囲んだ凸状部41に沿って接着剤20の転写量の多い領域(アンカー部21)が形成される。
この方法によれば、ディスペンサにより接着剤20の量が局所的に多い領域を容易に形成することが可能となるため、接着剤供給方式および保持基板13の開口パターン設計の自由度を確保することができる。
本発明にかかる画像形成装置について図13〜図15に基づき説明する。
インクジェット記録装置50はブラック(B)とシアン(C)とマゼンタ(M)とイエロー(Y)の4色にそれぞれ対応した液滴吐出ヘッド1B,1C,1M,1Yを有する。
給紙トレイ52は圧板53と、記録紙30を給紙する給送回転体54がベース55に取り付けられている。圧板53はベース55に取り付けられた回転軸を中心に回転可能であり、圧板ばね56により給送回転体54に押圧される。
給送回転体54と対向する圧板53の部位には、記録紙30の重送を防止するため、人工皮等の摩擦係数の大きい材質からなる分離パッドが設けられている。また、圧板53と給送回転体54の当接を解除するリリースカムが設けられている。
図14は本実施形態の一例のインクジェット記録装置100の斜視図であり、図15は機構部の構成を示す側面図である。
11 アクチュエータ(駆動手段)
12 振動板
13 保持基板
14 隔壁
15 液室(個別液室)
16 ノズル
17 ノズル板
18 開口パターン
18a、18b、18c 開口パターン領域
19 アクチュエータ基板
20 接着剤
21 アンカー部
30 記録紙
50、100 画像形成装置
Claims (8)
- 液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル基板と、
前記ノズル基板と接合され、隔壁により区切られた複数の液室が設けられた液室基板と、
前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、
前記振動板に接合され、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生する駆動手段と、
前記液室基板の前記ノズル基板とは反対側に接着剤を介して接合され、液体を前記液室に供給するための貫通口が設けられた保持基板と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記保持基板は、前記液室基板との接合面に開口パターンが形成された開口パターン領域を複数有し、前記開口パターン領域ごとに異なる方向に傾斜したアンカー部が前記接着剤により形成されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 前記開口パターンの開口形状が略四角形であり、前記アンカー部は略四角形の各辺の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
- 複数の前記開口パターン領域において、各領域の前記開口パターンは、開口形状が略同一で配設方向が異なることを特徴とする請求項1または2に記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記開口パターンの開口深さが均一であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
- 請求項1から4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記保持基板の前記液室基板との接合面に、前記開口パターン領域ごとに異なる傾斜のアンカー部が形成されるように前記接着剤を塗布した後、前記保持基板と前記液室基板とを接合する工程を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記接着剤をフレキソ印刷により塗布することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
- 前記接着剤をディスペンサにより塗布することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする画像形成装置。
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