JP5988612B2 - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。

インクジェットヘッドでは、記録素子基板と支持部材とを接着剤を用いて接着する構成がとられている。特許文献１には、紫外線硬化型接着剤を用い、記録素子基板と支持部材とを高精度に位置決めする構成が記載されている。

記録素子基板を支持する支持部材は、様々なインクに接触するため、その材料として、反応性の低い樹脂材料が使用されることが多い。しかしながら、樹脂材料からなる支持部材と接着剤との接着性が低い場合があるため、記録素子基板と支持部材との接着部にて、インクの漏れやインクの混色を引き起こす可能性が有る。

ここで、特許文献２に記載のように、樹脂材料からなる部材の表面にプラズマ処理を施すことで、接着剤との接着性を向上する技術が知られている。表面改質された部分は、化学的に活性化され、表面改質されていない部分より親水性が高くなり、接着剤との接着性が上がる。

特開２００８−１６８６２３号公報 特開昭５９−０８６６３４号公報

記録素子基板を支持部材に対して高精度に位置決めするために、繰り返し位置決め精度により生じる誤差や支持部材の成形誤差を接着剤の高さで吸収している。つまり、記録素子基板を支持する支持部材の支持面上に、所望の高さ以上の接着剤を安定して塗布することが求められる。

しかしながら、支持面にプラズマ処理といった表面処理を施した場合には、以下のような課題が生じる。すなわち、表面処理を施すと、樹脂材料からなる支持面が溶けて角部が変形し、角部の曲率が大きくなる可能性が有る。角部の曲率が大きくなると、接着剤が角部から滑落しやすくなり、所望の高さ以上となるように接着剤を塗布することが困難となる恐れがある。特に、接着剤が塗布される支持面の幅が小さい場合には、この課題はより顕著となりうる。

そこで、本発明は、表面処理が施された支持面上に接着剤が配されている場合に、接着剤が支持面から滑落しにくく、安定して配された状態となることが可能なインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクを吐出する基板と、樹脂材料からなり、前記基板を支持する支持面を含む支持部材と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記支持面のうちの、前記支持面に対して交差する方向の面と繋がり、角部を形成する部分は、表面処理が施されていない非表面処理領域を含み、前記支持面のうちの前記非表面処理領域に隣接する部分は、表面処理が施された表面処理領域であり、前記非表面処理領域及び前記表面処理領域に接着剤を配する工程と、前記接着剤を配する工程の後に前記接着剤を介して前記基板と前記支持面とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする。

本発明によると、表面処理が施された支持面上に接着剤が配されている場合に、接着剤が支持面から滑落しにくく、安定して支持面上に配された状態となることが可能なインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。

実施例１のインク収容部材を支持面側から見た図であり、プラズマ処理が施された領域と施されていない領域とを説明するための図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線における部分断面図である。 実施例１のインク収容部材を支持面側から見た図である。 実施例１のインク収容部材を支持面側から見た図であり、接着剤を塗布する領域を説明するための図である。 （ａ）は、図５のＢ−Ｂ線における部分断面図であり、接着剤を塗布した後の実施例１のインク収容部材を示す図であり、（ｂ）は、図６（ａ）に対応する比較例を示す図である。 実施例１の変形例のインク収容部材を支持面側から見た図であり、プラズマ処理が施された領域と施されていない領域とを説明するための図である。 実施例１の変形例のプラズマ処理を施す際に用いるマスクを示す図である。 実施例１の変形例を示す図であり、（ａ）は接着剤が塗布された状態、（ｂ）は記録素子基板と電気配線テープとが電気接続された状態、（ｃ）は封止剤が塗布された状態をそれぞれ示す。 実施例２を示す図２のＡ−Ａ線における部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
図２に、３色のインクを吐出するインクジェットヘッド１１を示す。インクジェットヘッド１１は、記録素子基板１２、電気配線テープ１３、インク収容部材１４を有する。

記録素子基板１２は、インクを吐出する吐出口２１（図９（ｂ））と、吐出口２１に対応して設けられたエネルギー発生素子（不図示）とを有する。電気配線テープ１３は、記録素子基板に電気的に接続されており、記録素子基板１２と電気配線テープ１３との接続部は、封止材２５で封止されている。インクジェットヘッド１１が搭載されるインクジェット記録装置から電気配線テープ１３に設けられたコンタクト部１５を介し、記録素子基板１２に電気信号が送信され、エネルギー発生素子が駆動される。エネルギー発生素子の駆動に伴って発生したエネルギーによりインクが吐出される。エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子やピエゾ素子などが用いられる。

インク収容部材１４には、吐出口２１から吐出されるインクが収容されている。図３は図２のＡ−Ａ線における部分断面図であり、これに示すように、インク収容部材１４の支持面２９上には接着材２４が配されており、この接着剤２４を介して記録素子基板１２が接着されている。本実施例では、接着剤２４としては、紫外線硬化型接着剤を使用しているが、熱硬化型の接着剤を用いても良い。また、インク収容部材１４は、例えば変性ポリフェニレンエーテルといった樹脂材料からなる部材であり、射出成形で成形されている。

インクは、インク収容部材１４に設けられた流路２６を介して記録素子基板１２に供給される。本実施例では、３色のインクに対応して３つの流路２６が設けられており、複数の流路２６の間は、壁２８で分断されている。支持面２９には、流路２６の開口２７（供給口）が設けられている。

図３に示すように、インク収容部材１４には、支持面２９と、支持面２９と交差する方向（本実施例では垂直な方向）に沿う壁２８の内面とで、角部３０（図３の円で囲われた部分）が形成されている。なお、角部３０の曲率は射出成形で可能な範囲で小さく設計されている。すなわち、角部３０とは、実質的には２つの半直線からなるものであるが、成形上で生じうる円弧からなるものも含むものとする。なお、本実施例では角部３０の角度は直角となっている。

本実施例では、接着剤２４とインク収容部材１４の支持面２９との接着性を向上させるため、支持面２９には部分的にプラズマ処理が施されている。

図４は、記録素子基板１２が搭載されていない状態のインク収容部材１４を、その支持面２９側から見た図である。また、図１は、図４と同様にインク収容部材１４を、その支持面２９側から見た図である。図１に示すように、インク収容部材１４の支持面２９には、プラズマ処理が施された領域３１（表面処理領域）と、施されていない領域３２（非表面処理領域）と、が設けられている。

具体的には、支持面２９のうち、流路２６の開口２７の周縁部にはプラズマ処理が施されておらず、周縁部に隣接し、周縁部を囲う領域には、プラズマ処理が施されている。すなわち、支持面２９のうちの角部３０を形成する部分は非表面処理領域であり、プラズマ処理が施されていないため、角部３０は、プラズマ処理による変形の影響が小さく、成形時の形状を維持している。

図５は、支持面２９上に、接着剤２４を塗布した状態を示す図であり、図６は、図５のＢ−Ｂ線における部分断面図である。支持面２９上に接着剤２４を塗布する際には、ディスペンサーを用いたり、接着剤が配されたフィルム等の別部材から転写によって塗布したりといった方法がある。

図６（ａ）が本実施例に対応する図であり、図６（ｂ）は、比較例に対応する図である。比較例は、支持面２９全域にプラズマ処理が施されている場合であり、プラズマ処理によって角部３０に変形が生じているため、角部３０の曲率がプラズマ処理を施す前よりも大きくなっている。支持面２９上に接着剤２４を塗布すると、接着剤２４の表面張力によって、接着剤は、図６（ａ）、（ｂ）に示す形状となる。

接着剤２４の形状が安定した後、支持面２９上に記録素子基板１２を高精度に配置する。その後、接着剤２４に紫外線を照射して硬化させ、インク収容部材１４の支持面２９上に記録素子基板１２を位置決めし、固定する。

ここで、本実施例と比較例とで略同量の接着剤２４を塗布した場合であっても、角部３０の曲率が大きい比較例の方が、接着剤２４の自重によって図６（ｂ）に示す矢印の方向へ接着剤２４が滑落しやすい傾向にあることを、本発明者は実験で確認した。接着剤２４が滑落し、接着剤２４の高さｄ（図６）が低くなると、接着剤２４に接触しない状態で記録素子基板１２が位置決めされてしまう恐れがある。この場合に、異なる色のインクが混ざってしまう可能性が有る。また、接着剤２４が滑落して流路２６に入り込むと、流路２６の面積が狭まってしまい、インクを供給しにくくなる恐れもある。

一方で、図６（ａ）に示す本実施例では、複数の流路２６の間に設けられた壁２８の中央部はプラズマ処理が施されて親水化されており、接着剤２４との接着性が向上している。また、プラズマ処理が施されていない角部３０は、プラズマ処理による変形の影響が小さく、成形時の形状を維持しているため、比較例と比べ、接着剤２４が滑落しにくくなっている。また、中央部に比べて相対的に撥水性が高いため、表面張力によっても角部３０において接着剤２４が滑落しにくい状態である。

以上の構成により、プラズマ処理といった表面処理が施された支持面２９上に接着剤２４を塗布した際に、接着剤２４が支持面２９から滑落しにくく、安定して配された状態となることが可能となる。また、支持面２９にプラズマ処理を施すことにより、インク収容部材１４の支持面２９と接着剤２４との接着性を向上することができる。

特に、壁２８の幅（隣接する開口２７同士の配列方向における間隔）が０．４ｍｍのときに、角部３０の幅を０．０５〜０．１ｍｍ程度として、この角部３０にプラズマ処理を施さないことが好ましい。

なお、コストダウンのために記録素子基板１２の幅を小さくすると、これに合わせてインク収容部材１４の流路２６の間に設けられた壁２８の幅を小さくすることが求められる。本実施例は、このように壁２８の幅が小さい場合に特に有効となる。なぜなら、壁２８の幅が小さいと、接着剤２４が流路２６内に滑落せずに塗布できる接着剤２４の量は少なくなるため、接着剤２４の高さが低くなるからである。

なお、支持面２９にプラズマ処理が施された領域３１と施されていない領域３２とを形成するためには、例えば、開口２７の周縁部にマスクを配置して、プラズマが直接当たらないようにすればよい。

また、上述した実施例では、角部３０の全域においてプラズマ処理が施されていない構成であるが、本発明は特にこれに限定されない。すなわち、記録素子基板１２を支持する支持面２９に含まれる角部３０のうちの少なくとも一部においてプラズマ処理が施されていない領域３２があればよく、角部３０の一部にプラズマ処理が施されていてもよい。特に、角部３０のうちのプラズマ処理が施されていない領域３２の占める割合が５０％以上であることが好ましい。なお、図１に示す本実施例では、角部３０のうちのプラズマ処理が施されていない領域３２が占める割合は１００％である。

図７に、本実施例の変形例として、インク収容部材１４の支持面２９を示す。図７は、図１に対応しており、本変形例のプラズマ処理が施された領域３１と施されていない領域３２とを示す図である。本変形例では、記録素子基板１２が配される側からインク収容部材１４を見て、支持面２９の外周部３３のプラズマ処理が施されていない領域と、開口２７の周縁部に設けられたプラズマ処理が施されていない領域とが連続する構成となっている。

したがって、図８に示すマスク３４を用い、一度に複数のインク収容部材１４の支持面２９のプラズマ処理を行うことができる。したがって、本変形例のように支持面２９上にプラズマ処理が施された領域３１と施されていない領域３２とを設けることで、製造時のタクトを縮めることが出来る。

本変形例においても、支持面２９上に接着剤２４を塗布し（図９（ａ））、接着剤２４を介して支持面２９上に記録素子基板１２を配置し（図９（ｂ））、紫外線硬化型接着剤を硬化する。

また、電気配線テープ１３に設けられたリード１６によって、記録素子基板１２と電気配線テープ１３との電気接続を行う。その後、電気接続部であるリード１６の周囲を保護するために、封止剤２５を塗布する（図９（ｃ））。

このとき、封止剤２５はリード１６の周囲のみに塗布すればよいが、図示するように、プラズマ処理が施されていない領域３２上にも封止剤２５を塗布する。これにより、支持面２９のうち、プラズマ処理が施されておらず、接着性が向上されていない領域が外部に露出することがない。

以上の通り、本変形例のようにプラズマ処理が施された領域と施されていない領域とを設けることで、プラズマ処理が施されたインクジェットヘッド１１の生産性を向上することができる。また、封止剤２５を塗布することで、接着性が向上されていない領域が外部に露出することがないので、インク漏れの恐れを低減することも可能となる。

（実施例２）
図１０は、本実施例を示す、単色のインクを吐出するインクジェットヘッド１１の断面図である。本実施例においても、上述の実施例と同様にプラズマ処理が施された領域３１と施されていない領域３２とを支持面２９に設けている。これにより、接着剤２４を支持面２９上に塗布した際に、接着剤２４が支持面２９から滑落しにくく、安定して配された状態となることが可能となる。また、インク収容部材１４の支持面２９と接着剤２４との接着性を向上することができる。

また、図１０に示すように、インク収容部材１４に対して記録素子基板１２が図の横方向にずれて位置決めされてしまった場合でも、接着剤２４が十分な高さのまま保持されているため、記録素子基板１２は接着剤２４に付着しやすい。したがって、本実施例の構成により、横方向のずれの許容範囲が大きくなるため、このずれに伴って起こりうるインク漏れの可能性を低減することができる。

１１ インクジェットヘッド
１２ 記録素子基板
１３ 電気配線テープ
１４ インク収容部材
２１ 吐出口
２４ 接着剤（接着材）
２９ 支持面
３０ 角部
３１ 表面処理領域
３２ 非表面処理領域

Claims (12)

1. インクを吐出する基板と、
   樹脂材料からなり、前記基板を支持する支持面を含む支持部材と、
   を有するインクジェットヘッドにおいて、
   前記支持面のうちの、前記支持面に対して交差する方向の面と繋がり、角部を形成する部分は、表面処理が施されていない第１の非表面処理領域を含み、前記支持面のうちの前記非表面処理領域に隣接する部分は、表面処理が施された表面処理領域であり、
   前記第１の非表面処理領域及び前記表面処理領域に配された接着材を介して、前記基板と前記支持面とが接着されており、
   前記基板と接着されていない前記支持面の外周部は表面処理が施されていない第２の非表面処理領域を含み、前記第１の非表面処理領域と前記第２の非表面処理領域とが繋がって設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記支持面には、前記基板にインクを供給する供給口が設けられており、前記角部を形成する部分は、前記供給口の周縁部であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記支持面には複数の前記供給口が設けられており、前記支持面のうちの前記複数の供給口の間の部分は、前記複数の供給口が配列される方向に関して、前記非表面処理領域、前記表面処理領域、前記非表面処理領域の順に並んでいることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. インクを吐出する基板と、
   前記基板を支持する支持面であって、前記基板にインクを供給するための供給口が設けられた前記支持面を含み、樹脂材料からなる支持部材と、
   を有するインクジェットヘッドにおいて、
   前記支持面は、少なくとも前記供給口の周縁部に表面処理が施されていない第１の非表面処理領域と、前記第１の非表面処理領域に隣接し、前記第１の非表面処理領域よりも前記供給口に対する外側に表面処理が施されている表面処理領域と、を含み、
   前記第１の非表面処理領域及び前記表面処理領域に配された接着材を介して前記基板と前記支持面とが接着されており、
   前記基板と接着されていない前記支持面の外周部は表面処理が施されていない第２の非表面処理領域を含み、前記第１の非表面処理領域と前記第２の非表面処理領域とが繋がって設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 前記第１の非表面処理領域と前記前記第２の非表面処理領域とが繋がって設けられている部分の上に、封止材が配されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記第１の非表面処理領域は、前記表面処理領域と比較して、撥水性が高いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記表面処理は、プラズマ処理であ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インクジェットヘッド。
8. インクを吐出する基板と、
   樹脂材料からなり、前記基板を支持する支持面を含む支持部材と、
   を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
   前記支持面のうちの、前記支持面に対して交差する方向の面と繋がり、角部を形成する部分は、表面処理が施されていない非表面処理領域を含み、前記支持面のうちの前記非表面処理領域に隣接する部分は、表面処理が施された表面処理領域であり、
   前記非表面処理領域及び前記表面処理領域に接着剤を配する工程と、
   前記接着剤を配する工程の後に前記接着剤を介して前記基板と前記支持面とを貼り合わせる工程と、
   を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
9. インクを吐出する基板と、
   前記基板を支持する支持面であって、前記基板にインクを供給するための供給口が設けられた前記支持面を含み、樹脂材料からなる支持部材と、
   を有するインクジェットヘッドにおいて、
   前記支持面は、少なくとも前記供給口の周縁部に表面処理が施されていない非表面処理領域と、前記非表面処理領域に隣接し、前記非表面処理領域よりも前記供給口に対する外側に表面処理が施されている表面処理領域と、を含み、
   前記非表面処理領域及び前記表面処理領域に接着剤を配する工程と、
   前記接着剤を配する工程の後に前記接着剤を介して前記基板と前記支持面とを貼り合わせる工程と、
   を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
10. 前記基板と接着されない前記支持面の外周部は、表面処理が施されていない非表面処理領域を含み、前記支持面の前記非表面処理領域と前記外周部の前記非表面処理領域とが繋がって設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
11. 前記支持面の前記非表面処理領域と前記外周部の前記非表面処理領域とが繋がって設けられている部分の上に封止剤を配する工程を有することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
12. 前記表面処理はプラズマ処理であることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。

Images