JP7512118B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法および画像記録装置 - Google Patents
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Description
第1面で開口する液体吐出口と、前記第1面に設けられ、外部と電気接続される電極部と、前記第1面の裏面である第2面に設けられる樹脂膜と、を備えるチップと、
前記チップの前記第2面を支持する支持面を備えた支持体と、
前記電極部を被覆する封止材と、
前記チップの前記第2面と前記支持体の前記支持面との間を接着する接着剤と、
を有する液体吐出デバイスを備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記接着剤は、
前記第2面において前記電極部の裏側に位置する領域と前記支持面との間の第1の塗布領域に配置された第1の接着剤と、
前記第1の塗布領域とは異なる第2の塗布領域であって、前記樹脂膜の少なくとも一部と前記支持面との間の前記第2の塗布領域に配置された第2の接着剤と、
を含み、
前記第1の接着剤の硬度は、前記第2の接着剤の硬度よりも低いことを特徴とする。
(インクジェットプリンタ)
図1を参照して、まず、本実施形態の画像記録装置としてのインクジェットプリンタ1の概略構成について説明する。図1は、本実施形態のインクジェットプリンタ1の平面構成を概略的に示す模式的平面図である。インクジェットプリンタ1は、記録材としての記録用紙2に画像等を記録するためのインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)3と、インクジェットヘッド3を保持するためのキャリッジ4、そして、記録用紙2を搬送する搬送機構5(ローラ等)を備えている。プリンタ筐体6内には、記録用紙2を支持するプラテン7が設置され、このプラテン7の上方には、2つのガイドレール8a、8bが設けられている。キャリッジ4は、図示しないキャリッジ駆動モータによって駆動し、2本のガイドレール8a、8bに沿って移動することが可能である。
図2(a)は、本実施形態の製造方法によって製造されるインクジェットヘッド3の平面図で、図2(b)は、インク吐出デバイス21を拡大した平面図となる。インクジェットヘッド3は、インク吐出孔(液体吐出孔)27に連通する複数のインク流路(液体流路)が設けられたベースプレート20に、複数のインク吐出デバイス21が接合されている。インク吐出デバイス21は、表面(第1面)で開口する(液体吐出口を形成する)複数のインク吐出孔27を設けたチップ26、チップ26の裏面(第2面)を支持する支持体22、電気接続部を保護するための封止材29、配線基板30等で構成されている。
ッチ変換孔は、第1の接着剤24と第2の接着剤25に囲まれることになる。第2の接着剤25が塗布される第2の塗布領域は、チップ26の裏面と支持面22aとの間の第1の塗布領域とは異なる領域、あるいはチップ26の裏面と対向する支持面22aの第1の塗布領域とは異なる領域である。第2の塗布領域は、チップ26の裏面を構成する樹脂膜35の少なくとも一部と支持面22aとの間の領域、あるいはチップ26の裏面を構成する樹脂膜35の少なくとも一部と対向する支持面22aの領域を含む。
22を接合すると、第1の接着剤24の一部がチップ端部C部の下面からはみ出し、はみ出した一部はチップ端部C部の側壁を這い上がることで、接着剤はみ出しE部を形成する。そして、チップ端部C部の側壁に対して、接着剤はみ出しE部の接地面積が大きいほど、チップ端部C部の変形を吸収する力が大きくなり、チップ端部C部に集中する応力を緩和する作用が増大する。このことから、接着剤はみ出しE部の高さT2は、チップ26の厚みT1の半分以上であることが好ましく、接着剤はみ出しE部の高さT2が、チップ26の厚みT1に近づくほど、より好ましい。ただし、接着剤はみ出しE部の高さT2が、チップ26の厚みT1を超えてしまうと、ここでは図示しないが、第1の接着剤24がチップ26に設けられているインク吐出孔27の一部を塞いでしまう可能性がある。インク吐出孔27の一部が塞がれてしまうと、印字品質を劣化させてしまうため、接着剤はみ出しE部の高さT2が、チップ26の厚みT1を超えないように、第1の接着剤24の塗布量を制御する必要がある。
のインク流路ピッチ変換孔(不図示)が形成されている。チップ26の裏面で開口する第1流路開口としてのインク流路ピッチ変換孔は、支持体22のインク流路孔23のピッチを、チップ26のインク供給口(供給孔)27のピッチに変換するためのものである。本実施形態においては、樹脂膜35の膜厚が10~30μmで形成されており、非常に薄い膜厚構成であるため、周囲の部材変形の影響を受けやすくなっている。この樹脂膜35は、チップ26を構成する、エネルギー発生素子が形成されたシリコン基板よりも薄い膜厚となっている。例えば、樹脂膜35と接触する接着剤が環境温度の上昇によって軟化し、硬度(硬さ)を維持出来なくなることで変形してしまうと、その変形に合わせて、樹脂膜35も変形し、チップ26と樹脂膜35の密着性が悪化する恐れがある。そのため、チップ26の接合に用いられる接着剤には、環境温度の変化を受けにくいよう、環境温度が100℃以上に上昇しても硬度の維持が可能な物性が求められる。具体的には、本実施形態でチップ26と、支持体22の接着に使用している第2の接着剤25は、0℃~100℃の環境温度において、ヤング率が10GPa以上である。これにより、環境温度が100℃になったとしても、第2の接着剤25は硬度を維持するため、変形を起こしにくく、樹脂膜35の変形を抑制することが出来る。
図5(a)~図5(d)は、第2の実施形態の製造方法によって製造される、インク吐出デバイス21の製造方法を、時系列順に示したものである。なお、実施形態2の説明では実施形態1と同様の構成、及び工程の説明は簡略、または省略する。
Claims (17)
- 第1面で開口する液体吐出口と、前記第1面に設けられ、外部と電気接続される電極部と、前記第1面の裏面である第2面に設けられる樹脂膜と、を備えるチップと、
前記チップの前記第2面を支持する支持面を備えた支持体と、
前記電極部を被覆する封止材と、
前記チップの前記第2面と前記支持体の前記支持面との間を接着する接着剤と、
を有する液体吐出デバイスを備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記接着剤は、
前記第2面において前記電極部の裏側に位置する領域と前記支持面との間の第1の塗布領域に配置された第1の接着剤と、
前記第1の塗布領域とは異なる第2の塗布領域であって、前記樹脂膜の少なくとも一部と前記支持面との間の前記第2の塗布領域に配置された第2の接着剤と、
を含み、
前記第1の接着剤の硬度は、前記第2の接着剤の硬度よりも低いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記封止材は、前記第1の塗布領域と重なるように、前記第1面の前記電極部を含む領域を被覆することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記樹脂膜は、前記液体吐出口から吐出される液体を流す第1流路開口を前記第2面に備え、
前記第2の塗布領域は、前記第1流路開口を囲む領域であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1の接着剤と前記第2の接着剤は、接触界面を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電極部と電気接続され、前記支持面に接合される配線基板を有し、
前記支持面において、前記配線基板と前記第2の接着剤の間に、前記第1の接着剤が配置されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記電極部は前記チップの端部に設けられ、
前記第1の接着剤は、前記チップの前記端部の側壁にも接地していることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1の接着剤の前記側壁に接地する領域の高さは、前記チップの厚みを超え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。
- 前記チップに対する前記第1の接着剤の接地面積は、前記チップに対する前記第2の接着剤の接地面積よりも小さいことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 所定の環境温度において、前記第1の接着剤のヤング率は、前記第2の接着剤のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記チップに液体を流す第2流路開口が、長手方向と直交する方向に間隔を空けて複数が並んだ配置で、前記支持体の前記支持面に設けられており、
前記第1の塗布領域は、前記第2流路開口に対して、前記長手方向の両側に隣接する領域であり、
前記第2の塗布領域は、前記第2流路開口に対して、前記長手方向と直交する方向に隣接した領域であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記チップに液体を流す第2流路開口が、長手方向と直交する方向に間隔を空けて複数が並んだ配置で、前記支持体の前記支持面に設けられており、
前記第2の塗布領域は、複数の前記第2流路開口をそれぞれ囲むように隣接した領域であり、
前記第1の塗布領域は、前記第2の塗布領域に対して、前記長手方向の両側に隣接する領域であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 複数の前記液体吐出デバイスを有する、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記支持体は前記チップに液体を供給するための流路を有する、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 第1面で開口する液体吐出口と、前記第1面に設けられ、外部と電気接続される電極部と、前記第1面の裏面である第2面に設けられる樹脂膜と、を備えるチップと、
前記チップの前記第2面を支持する支持面を備えた支持体と、
前記電極部を被覆する封止材と、
前記チップの前記第2面と前記支持体の前記支持面との間を接着する接着剤と、
を有する液体吐出デバイスを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持体の前記支持面において、前記チップの前記第2面において前記電極部の裏側に位置する領域と対向することになる第1の塗布領域に、第1の接着剤を塗布する第1の塗布工程と、
前記支持体の前記支持面における前記第1の塗布領域と異なる第2の塗布領域であって、前記樹脂膜の少なくとも一部と対向することになる前記第2の塗布領域に、前記第1の接着剤よりも硬度が高い第2の接着剤を塗布する第2の塗布工程と、
前記第2面と前記支持面とを接合して前記チップと前記支持体とを接着する接合工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 第1面で開口する液体吐出口と、前記第1面に設けられ、外部と電気接続される電極部と、前記第1面の裏面である第2面に設けられる樹脂膜と、を備えるチップと、
前記チップの前記第2面を支持する支持面を備えた支持体と、
前記電極部を被覆する封止材と、
前記チップの前記第2面と前記支持体の前記支持面との間を接着する接着剤と、
を有する液体吐出デバイスを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持体の前記支持面において前記樹脂膜の少なくとも一部と対向することになる第2の塗布領域に、第2の接着剤を塗布する第2の塗布工程と、
前記第2面と前記支持面とを接合して前記チップと前記支持体とを接着する接合工程と、
接合された前記第2面と前記支持面との間の隙間であって、前記第2の塗布領域の外側で、かつ前記第2面において前記電極部の裏側に位置する領域と前記支持面とが対向する隙間である第1の塗布領域に、前記第2の接着剤よりも硬度が低い第1の接着剤を注入して塗布する第1の塗布工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第1の接着剤または前記第2の接着剤の少なくとも一方は、熱硬化型接着剤である、請求項14又は15に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 請求項1~13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備える画像記録装置。
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