インクジェットヘッド
【課題】導電性の部分を保護できるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、本体と、複数の電極と、複数の導電部と、絶縁膜と、枠部材と、蓋部材と、電子部品と、保護剤とを具備する。前記本体に複数の圧力室が設けられる。前記複数の電極は、前記複数の圧力室にそれぞれ設けられる。前記複数の導電部は、前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続される。前記絶縁膜は、前記電極と前記導電部の一部とを覆う。前記枠部材は、内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられる。前記蓋部材は、前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぐ。前記電子部品は、前記複数の導電部に接続される。前記保護剤は、前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う。
【解決手段】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、本体と、複数の電極と、複数の導電部と、絶縁膜と、枠部材と、蓋部材と、電子部品と、保護剤とを具備する。前記本体に複数の圧力室が設けられる。前記複数の電極は、前記複数の圧力室にそれぞれ設けられる。前記複数の導電部は、前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続される。前記絶縁膜は、前記電極と前記導電部の一部とを覆う。前記枠部材は、内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられる。前記蓋部材は、前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぐ。前記電子部品は、前記複数の導電部に接続される。前記保護剤は、前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、基板と、この基板に取り付けられる圧電部材を備える。この圧電部材は、インクが供給される複数の溝状の圧力室を有する。圧力室にそれぞれ電極が設けられ、この電極は基板に設けられた複数の配線パターンにそれぞれ接続される。この配線パターンに、インクジェットヘッドを制御する駆動ＩＣが接続される。駆動ＩＣが配線パターンを通じて圧力室の電極に電圧を印加すると、圧電部材がシェアモード変形し、圧力室内のインクを吐出する。
【０００３】
導電性の部分の腐食や短絡を防止するため、圧力室の電極や基板の配線パターンの上に絶縁膜が形成される。絶縁膜を形成する際、駆動ＩＣが接続される部分は、例えばグリスによってマスキングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０２４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
絶縁膜が形成された後、グリスの上に形成された絶縁膜が除去される。マスキングによって露出された配線パターンに、駆動ＩＣが接続される。一方で、絶縁膜の端部と駆動ＩＣとの間において、配線パターンは露出されたままである。このため、配線パターンの露出した部分が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、導電性の部分を保護できるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、
本体と、複数の電極と、複数の導電部と、絶縁膜と、枠部材と、蓋部材と、電子部品と、保護剤とを具備する。前記本体に複数の圧力室が設けられる。前記複数の電極は、前記複数の圧力室にそれぞれ設けられる。前記複数の導電部は、前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続される。前記絶縁膜は、前記電極と前記導電部の一部とを覆う。前記枠部材は、内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられる。前記蓋部材は、前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぐ。前記電子部品は、前記複数の導電部に接続される。前記保護剤は、前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図５】第２の実施形態のインクジェットヘッドを図４のＦ５−Ｆ５線に沿って示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１を分解して示す斜視図である。図２は、図１のＦ２−Ｆ２線に沿ってインクジェットヘッド１の一部を示す断面図である。図３は、図１のＦ３−Ｆ３線に沿ってインクジェットヘッド１の一部を示す断面図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態のインクジェットヘッド１は、いわゆるエンドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１は、本体１０と、枠部材１１と、蓋部材１２と、ノズルプレート１３と、駆動ＩＣ１４とを備えている。駆動ＩＣ１４は、電子部品の一例である。
【００１１】
本体１０は、基板２１と、圧電部材２２とを有している。基板２１は、矩形の板状に形成されている。基板２１は、基板２１の上面２１ａから前面２１ｂに亘って設けられた切欠部２４を有している。
【００１２】
圧電部材２２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）製の２枚の圧電板を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせて形成されている。圧電部材２２は、基板２１の切欠部２４に取り付けられている。
【００１３】
本体１０に、インクが供給される複数の圧力室２７が設けられている。複数の圧力室２７は、それぞれ溝状に形成され、互いに平行に並んで設けられている。圧力室２７は、基板２１から圧電部材２２に亘って設けられている。圧力室２７は、基板２１の上面２１ａ、圧電部材２２の上面２２ａ、および前面２２ｂに開口している。
【００１４】
図２に示すように、複数の圧力室２７の間に、柱部２８がそれぞれ形成されている。複数の柱部２８は、複数の圧力室２７の間を仕切るとともに、各圧力室２７の側面を形成する。
【００１５】
複数の圧力室２７に電極３１がそれぞれ設けられている。電極３１は、圧力室２７の側面および底面を覆っている。電極３１は、例えばニッケル薄膜によって形成されているが、これに限らず、例えば金や銅で形成されていても良い。電極３１の厚さは、例えば２〜５μｍである。柱部２８の両側面に電極３１が形成されることで、柱部２８は駆動素子として用いられる。
【００１６】
図１に示すように、基板２１の上面２１ａに複数の配線パターン３３が設けられている。配線パターン３３は、導電部の一例である。複数の配線パターン３３は、例えば基板２１の上面２１ａに形成されたニッケル薄膜を、レーザーパターニングすることによって形成されている。配線パターン３３の厚さは、例えば２〜５μｍである。複数の配線パターン３３は、基板２１の上面２１ａの後端からそれぞれ延びている。配線パターン３３の一端は、電極３１にそれぞれ接続されている。
【００１７】
図３に示すように、本体１０に、絶縁性および耐インク性を有する絶縁膜３５が設けられている。なお、図１において、絶縁膜３５は省略されている。絶縁膜３５は、電極３１と、配線パターン３３の一部と、基板２１の上面２１ａの一部と、圧電部材２２の上面２２ａとを覆っている。なお、絶縁膜３５は、基板２１の前面２１ｂのような他の箇所を覆っていても良い。絶縁膜３５の厚さは、例えば３〜１０μｍである。絶縁膜３５によって、電極３１は圧力室２７に供給されたインクから保護される。
【００１８】
絶縁膜３５は、基板２１の上面２１ａの後部分で途切れている。このため、配線パターン３３は、絶縁膜３５に覆われずに露出した露出部３３ａを有している。なお、露出部３３ａは絶縁膜３５に覆われていない配線パターン３３の一部分を定義したものであり、絶縁膜３５以外の部材には覆われ得る。
【００１９】
絶縁膜３５は、例えばパラキシレン系ポリマーによって形成される。具体的に例示すると、いわゆるパリレンＣ（ポリクロロパラキシリレン）、パリレンＮ（ポリパラキシリレン）、およびパリレンＤ（ポリジクロロパラキシリレン）のようなパラキシリレン系ポリマーが適用される。なお、絶縁膜３５はこれに限らず、例えばポリイミドのような他の物質によって形成されても良い。
【００２０】
枠部材１１は、接着剤３８によって絶縁膜３５の上から本体１０に取り付けられる。接着剤３８は、本体１０と枠部材１１との間に介在している。接着剤３８の厚さは、例えば３０μｍである。接着剤３８は、例えば耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、接着剤３８はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、耐インク性を有するとは、想定使用期間６〜１２ヶ月の間、インク中に浸漬しても、接着強度が５０ｋｇ／ｃｍ２以上に保たれていることを言う。
【００２１】
蓋部材１２は、枠部材１１に取り付けられている。図１に示すように、蓋部材１２に、２つのインク供給口４１が設けられている。組み合わされた枠部材１１および蓋部材１２は、基板２１の上面２１ａの側から複数の圧力室２７を塞いでいる。
【００２２】
図３に示すように、枠部材１１の内側に、インクが供給されるインク室４２が設けられる。蓋部材１２は、枠部材１１に取り付けられることでインク室４２を塞いでいる。インク供給口４１は、インク室４２に開口するとともに、インクタンクに接続されている。インク室４２は、複数の圧力室２７に連通している。インク供給口４１からインク室４２に供給されたインクは、複数の圧力室２７にそれぞれ供給される。
【００２３】
ノズルプレート１３は、ポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。なお、ノズルプレート１３はポリイミドに限らず、レーザによる微細加工が可能な他の材料によって形成されても良い。ノズルプレート１３は、本体１０と枠部材１１と蓋部材１２とに取り付けられている。図１に示すように、ノズルプレート１３は、圧電部材２２の前面２２ｂの側から、複数の圧力室２７を塞いでいる。
【００２４】
ノズルプレート１３に、複数のノズル４５が設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室２７に対応し、ノズルプレート１３の長手方向に並んで配置されている。複数のノズル４５は、複数の圧力室２７に開口している。
【００２５】
図３に示すように、駆動ＩＣ１４は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍で、複数の配線パターン３３の露出部３３ａに接続されている。駆動ＩＣ１４は、インクジェットヘッド１を制御するためのフレキシブルプリント回路板である。なお、駆動ＩＣ１４の位置は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍に限らない。
【００２６】
駆動ＩＣ１４は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）４８によって、配線パターン３３に熱圧着接続される。なお、駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８に限らず、例えば異方導電ペースト（ＡＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）、および非導電性ペースト（ＮＣＰ）のような他の手段によって、配線パターン３３に接続されても良い。駆動ＩＣ１４の厚さは例えば３５μｍである。ＡＣＦ４８の厚さは、例えば駆動ＩＣ１４と同じく３５μｍである。
【００２７】
駆動ＩＣ１４は、インクジェットプリンタの制御部から入力される信号に基づいて、配線パターン３３を介して電極３１に電圧を印加する。電極３１を介して電圧を印加された柱部２８は、シェアモード変形することにより、圧力室２７に供給されたインクを加圧する。加圧されたインクは、対応するノズル４５から吐出される。
【００２８】
図３に示すように、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材１１の外に位置している。言い換えると、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材１１と駆動ＩＣ１４との間に位置している。絶縁膜３５は、本体１０の前端から、枠部材１１の下を通って基板２１の上面２１ａの後部分まで形成されている。
【００２９】
絶縁膜３５の端部３５ａは、保護剤５１によって覆われている。なお、図１において、保護剤５１は省略されている。絶縁膜３５の端部３５ａは、この保護剤５１によって封止される。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間において、配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。
【００３０】
保護剤５１は、例えば接着剤３８と同じく、耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、保護剤５１はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、保護剤５１は、接着剤３８とは異なる種類の接着剤であっても良い。
【００３１】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着し、駆動ＩＣ１４の一部を覆っている。このため、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を本体１０に固定する。
【００３２】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１の製造方法の一例について説明する。まず、例えば熱硬化性の接着剤によって２枚の圧電板を貼り合わせ、圧電部材２２を形成する。この圧電部材２２を例えば熱硬化性の接着剤によって基板２１の切欠部２４に取り付け、本体１０を形成する。
【００３３】
次に、本体１０に、複数の圧力室２７を形成する。複数の圧力室２７は、例えば、ＩＣウェハーの切断に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールによって、本体１０を切削することで形成される。
【００３４】
次に、各圧力室２７に電極３１を形成すると同時に、基板２１の上面２１ａに配線パターン３３を形成する。電極３１および配線パターン３３は、例えば無電解メッキ法を用いて形成される。次に、例えばレーザ照射によりパターニングを行い、電極３１および配線パターン３３以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００３５】
次に、化学気相成長法（ＣＶＤ）によって、絶縁膜３５を形成する。この際、基板２１の上面２１ａの後部分やその他の絶縁膜３５を設けない部分は、例えばポリイミドテープのようなマスキングテープによって保護される。絶縁膜３５が形成された後、マスキングテープが除去される。これにより、絶縁膜３５に覆われずに露出された配線パターン３３の露出部３３ａが形成される。
【００３６】
絶縁膜３５を形成した後、接着剤３８を用いて、本体１０に枠部材１１を取り付ける。接着剤３８は、例えばスクリーン印刷によって枠部材１１に塗布される。枠部材１１は、絶縁膜３５の上から本体１０に接着される。本体１０に取り付けられた枠部材１１に、熱硬化性の接着剤によって蓋部材１２を取り付ける。
【００３７】
次に、熱硬化性の接着剤により、本体１０にノズル４５が形成される前のノズルプレート１３を取り付ける。ノズルプレート１３に、例えばバーコーターによって撥インク膜が形成されている。本体１０に取り付けられたノズルプレート１３にエキシマレーザのレーザ光を照射して、複数のノズル４５を形成する。
【００３８】
次に、ＡＣＦ４８によって、駆動ＩＣ１４を配線パターン３３の露出部３３ａに熱圧着接続する。ＡＣＦ４８を介して、駆動ＩＣ１４は、配線パターン３３に電気的に接続される。
【００３９】
次に、枠部材１１の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間に保護剤５１を、例えばディスペンサによって塗布する。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａの上から塗布され、端部３５ａを封止する。保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａが覆われる。
【００４０】
以上の工程を経て、図１に示すインクジェットヘッド１の製造工程が終了する。なお、インクジェットヘッド１の製造工程で使用される熱硬化性の接着剤は、各部材が取り付けられた都度熱硬化しても良いし、ある段階でまとめて熱硬化しても良い。
【００４１】
前記構成のインクジェットヘッド１によれば、保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａが覆われている。これにより、絶縁膜３５が端部３５ａから剥がれたり、インクが端部３５ａから絶縁膜３５と配線パターン３３との間に浸入したりすることを防止できる。さらに、保護剤５１が絶縁膜３５の端部３５ａを封止するため、端部３５ａにインクが付着することが防止される。
【００４２】
保護剤５１は、枠部材１１の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。これにより、例えばインクを供給するチューブからのインク漏れや、メンテナンス時のインクの這い上がりにより、駆動ＩＣ１４の付近までインクが浸入したとしても、インクが露出部３３ａに付着することを防止できる。したがって、インクによって配線パターン３３が腐食したり、短絡が生じたりすることを防止できる。以上のように、導電性の配線パターン３３を保護することができる。
【００４３】
保護剤５１は、耐インク性の接着剤である。このため、ディスペンサで保護剤５１を塗布することで、容易に絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆うことができる。さらに、保護剤５１は接着剤３８と同種の接着剤であるため、インクジェットヘッド１の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４４】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着している。これにより、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を本体１０に固定し、駆動ＩＣ１４が配線パターン３３から剥離することを防止できる。
【００４５】
次に、図４および図５を参照して、インクジェットヘッドの第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００４６】
図４は、第２の実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ａを一部切り欠いて示す斜視図である。なお、図４において、絶縁膜３５は省略されている。図５は、図４のＦ５−Ｆ５線に沿ってインクジェットヘッド１Ａの一部を示す断面図である。
【００４７】
図４に示すように、第２の実施形態のインクジェットヘッド１Ａは、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１Ａは、基板６１と、一対の圧電部材６２と、枠部材６３と、ノズルプレート１３と、複数の駆動ＩＣ１４と、マニホールド６４とを備えている。図５に示すように、枠部材６３の内側に、インクが供給されるインク室６６が形成されている。インク室６６は、基板６１と、ノズルプレート１３とによって塞がれている。一対の圧電部材６２は、インク室６６の内部に配置されている。
【００４８】
基板６１は、例えばアルミナのようなセラミックスによって、矩形の板状に形成されている。基板６１は、平坦な第１の面６１ａと、第１の面６１ａの反対側に位置する第２の面６１ｂとを有している。第２の面６１ｂは、マニホールド６４に取り付けられる。図４に示すように、基板６１に、複数のインク供給口７３と、複数のインク排出口７４とが設けられている。
【００４９】
複数のインク供給口７３は、基板６１の中央部に設けられている。複数のインク供給口７３は、基板６１の長手方向に並んでいる。インク供給口７３は、インク室６６にそれぞれ開口している。インク供給口７３は、基板６１がマニホールド６４に取り付けられると、マニホールド６４を介してインクタンクに連結される。インクタンクのインクは、インク供給口７３からインク室６６に供給される。
【００５０】
複数のインク排出口７４は、複数のインク供給口７３を挟むように２列に並んで設けられている。インク排出口７４は、インク室６６にそれぞれ開口している。インク排出口７４は、基板６１がマニホールド６４に取り付けられると、マニホールド６４を介してインクタンクにそれぞれ連結される。インク室６６内のインクは、インク排出口７４からインクタンクに回収される。
【００５１】
一対の圧電部材６２は、基板６１の第１の面６１ａにそれぞれ取り付けられ、基板６１の長手方向に互いに平行に延びている。圧電部材６２は、インク供給口７３とインク排出口７４との間にそれぞれ配置されている。
【００５２】
一対の圧電部材６２は、例えば、ＰＺＴ製の２枚の圧電板を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせてそれぞれ形成されている。一対の圧電部材６２は、台形状の断面を有する棒状にそれぞれ形成されている。
【００５３】
一対の圧電部材６２は、インク室６６に連通する複数の圧力室７７をそれぞれ有している。複数の圧力室７７は、それぞれ圧電部材６２が延びる方向と交差する溝状に形成されている。図５に示すように、複数の圧力室７７に、電極３１がそれぞれ設けられている。電極３１は、圧力室７７の側面および底面に形成されている。
【００５４】
基板６１の第１の面６１ａに、複数の配線パターン３３が設けられている。配線パターン３３は、基板６１の側縁６１ｃから圧電部材６２に亘って設けられ、複数の電極３１にそれぞれ接続されている。
【００５５】
基板６１および圧電部材６２に、絶縁性および耐インク性を有する絶縁膜３５が設けられている。絶縁膜３５は、電極３１と、配線パターン３３の一部と、基板６１の第１の面６１ａの一部と、基板６１の第２の面６１ｂと、圧電部材２２とを覆っている。なお、絶縁膜３５は他の箇所を覆っていても良い。絶縁膜３５によって、電極３１は圧力室７７に供給されたインクから保護される。さらに、配線パターン３３は、絶縁膜３５によってインク室６６に供給されたインクから保護される。
【００５６】
絶縁膜３５は、基板６１の側縁６１ｃの周辺で途切れている。このため、配線パターン３３は、絶縁膜３５に覆われずに露出した露出部３３ａを有している。
【００５７】
枠部材６３は、接着剤３８によって絶縁膜３５の上から基板６１の第１の面６１ａに取り付けられる。枠部材６３は、一対の圧電部材６２、複数のインク供給口７３、および複数のインク排出口７４を囲んでいる。
【００５８】
接着剤３８は、基板６１と枠部材６３との間に介在している。接着剤３８は、例えば耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、接着剤３８はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。
【００５９】
ノズルプレート１３は、枠部材６３に取り付けられている。ノズルプレート１３に、複数のノズル４５が設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室７７に対応し、並んで設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室７７に開口している。
【００６０】
駆動ＩＣ１４は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍で、複数の配線パターン３３の露出部３３ａに接続されている。駆動ＩＣ１４は、インクジェットヘッド１Ａを制御するためのフレキシブルプリント回路板である。なお、駆動ＩＣ１４の位置は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍に限らない。
【００６１】
駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８によって、配線パターン３３に熱圧着接続される。なお、駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８に限らず、例えばＡＣＰ、ＮＣＦ、およびＮＣＰのような他の手段によって、配線パターン３３に接続されても良い。
【００６２】
駆動ＩＣ１４は、インクジェットプリンタの制御部から入力される信号に基づいて、配線パターン３３を介して電極３１に電圧を印加する。電極３１を介して電圧を印加された圧電部材６２は、シェアモード変形することにより、圧力室７７に供給されたインクを加圧する。加圧されたインクは、対応するノズル４５から吐出される。
【００６３】
図５に示すように、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材６３の外に位置している。言い換えると、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材６３と駆動ＩＣ１４との間に位置している。絶縁膜３５は、基板６１の第１の面６１ａの中央部分から、枠部材６３の下を通って基板６１の側縁６１ｃの周辺まで形成されている。なお、絶縁膜３５は、基板６１の第１の面６１ａの中央部分から一方の側縁６１ｃの周辺までのみならず、他方の側縁６１ｃの周辺まで形成されている。
【００６４】
絶縁膜３５の端部３５ａは、保護剤５１によって覆われている。絶縁膜３５の端部３５ａは、この保護剤５１によって封止される。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間において、配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。
【００６５】
保護剤５１は、例えば接着剤３８と同じく、耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、保護剤５１はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、保護剤５１は、接着剤３８とは異なる種類の接着剤であっても良い。
【００６６】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着し、駆動ＩＣ１４の一部を覆っている。このため、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を基板６１に固定する。
【００６７】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１Ａの製造方法の一例について説明する。まず、焼成前のセラミックスシート（セラミックスグリーンシート）で構成される基板６１に、プレス成形によってインク供給口７３と、インク排出口７４とを形成する。続いて、基板６１を焼成する。
【００６８】
次に、例えば熱硬化性の接着剤によって、基板６１に一対の圧電部材６２を取り付ける。一対の圧電部材６２は、治具によって基板６１上に位置決めされ、基板６１に取り付けられる。続いて、一対の圧電部材６２のそれぞれの角部に、いわゆるテーパ加工を行う。これによって、一対の圧電部材６２のそれぞれの断面が台形状になる。
【００６９】
次に、一対の圧電部材６２に、複数の圧力室７７を形成する。複数の圧力室７７は、例えば、ＩＣウェハーの切断に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールによって形成される。
【００７０】
次に、複数の圧力室７７に電極３１を形成すると同時に、基板６１の第１の面６１ａに複数の配線パターン３３を形成する。電極３１および配線パターン３３は、無電解メッキ法を用い、例えばニッケル薄膜によって形成される。次に、レーザ照射によりパターニングを行い、電極３１および配線パターン３３以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００７１】
次に、ＣＶＤによって、絶縁膜３５を形成する。この際、基板６１の第１の面６１ａの側縁６１ｃの周辺やその他の絶縁膜３５を設けない部分は、例えばポリイミドテープのようなマスキングテープによって保護される。絶縁膜３５が形成された後、マスキングテープが除去される。これにより、絶縁膜３５に覆われずに露出された配線パターン３３の露出部３３ａが形成される。
【００７２】
絶縁膜３５を形成した後、接着剤３８を用いて、基板６１に枠部材６３を取り付ける。接着剤３８は、例えばスクリーン印刷によって枠部材６３に塗布される。枠部材６３は、絶縁膜３５の上から基板６１に接着される。
【００７３】
次に、熱硬化性の接着剤により、圧電部材６２および枠部材６３に、ノズル４５が形成される前のノズルプレート１３を貼り付ける。ノズルプレート１３に、例えばバーコーターにより撥インク膜が形成されている。枠部材６３に取り付けられたノズルプレート１３にエキシマレーザのレーザ光を照射して、複数のノズル４５を形成する。
【００７４】
次に、ＡＣＦ４８によって、駆動ＩＣ１４を配線パターン３３の露出部３３ａに熱圧着接続する。ＡＣＦ４８を介して、駆動ＩＣ１４は、配線パターン３３に電気的に接続される。
【００７５】
次に、枠部材６３の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間に保護剤５１を、例えばディスペンサによって塗布する。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａの上から塗布され、端部３５ａを封止する。保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａが覆われる。
【００７６】
最後に基板６１の第２の面６１ｂをマニホールド６４に取り付け、図４に示すインクジェットヘッド１Ａの製造工程が終了する。なお、インクジェットヘッド１Ａの製造工程で使用された熱硬化性の接着剤は、各部材が取り付けられた都度熱硬化しても良いし、ある段階でまとめて熱硬化しても良い。
【００７７】
前記構成のインクジェットヘッド１Ａによれば、保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａが覆われている。これにより、絶縁膜３５が端部３５ａから剥がれたり、インクが端部３５ａから絶縁膜３５と配線パターン３３との間に浸入したりすることを防止できる。さらに、保護剤５１が絶縁膜３５の端部３５ａを封止するため、端部３５ａにインクが付着することが防止される。
【００７８】
保護剤５１は、枠部材６３の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。これにより、例えばインクを供給するチューブからのインク漏れや、メンテナンス時のインクの這い上がりにより、駆動ＩＣ１４の付近までインクが浸入したとしても、インクが露出部３３ａに付着することを防止できる。したがって、インクによって配線パターン３３が腐食したり、短絡が生じたりすることを防止できる。以上のように、導電性の配線パターン３３を保護することができる。
【００７９】
保護剤５１は、耐インク性の接着剤である。このため、ディスペンサで保護剤５１を塗布することで、容易に絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆うことができる。さらに、保護剤５１は接着剤３８と同種の接着剤であるため、インクジェットヘッド１Ａの製造コストの上昇を抑えることができる。
【００８０】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着している。これにより、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を基板６１に固定し、駆動ＩＣ１４が配線パターン３３から剥離することを防止できる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ…インクジェットヘッド、１０…本体、１１，６３…枠部材、１２…蓋部材、１３…ノズルプレート、１４…駆動ＩＣ、２１，６１…基板、２２，６２…圧電部材、２７，７７…圧力室、３１…電極、３３…配線パターン、３５…絶縁膜、３５ａ…端部、３８…接着剤、４５…ノズル、５１…保護剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、基板と、この基板に取り付けられる圧電部材を備える。この圧電部材は、インクが供給される複数の溝状の圧力室を有する。圧力室にそれぞれ電極が設けられ、この電極は基板に設けられた複数の配線パターンにそれぞれ接続される。この配線パターンに、インクジェットヘッドを制御する駆動ＩＣが接続される。駆動ＩＣが配線パターンを通じて圧力室の電極に電圧を印加すると、圧電部材がシェアモード変形し、圧力室内のインクを吐出する。
【０００３】
導電性の部分の腐食や短絡を防止するため、圧力室の電極や基板の配線パターンの上に絶縁膜が形成される。絶縁膜を形成する際、駆動ＩＣが接続される部分は、例えばグリスによってマスキングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０２４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
絶縁膜が形成された後、グリスの上に形成された絶縁膜が除去される。マスキングによって露出された配線パターンに、駆動ＩＣが接続される。一方で、絶縁膜の端部と駆動ＩＣとの間において、配線パターンは露出されたままである。このため、配線パターンの露出した部分が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、導電性の部分を保護できるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、
本体と、複数の電極と、複数の導電部と、絶縁膜と、枠部材と、蓋部材と、電子部品と、保護剤とを具備する。前記本体に複数の圧力室が設けられる。前記複数の電極は、前記複数の圧力室にそれぞれ設けられる。前記複数の導電部は、前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続される。前記絶縁膜は、前記電極と前記導電部の一部とを覆う。前記枠部材は、内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられる。前記蓋部材は、前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぐ。前記電子部品は、前記複数の導電部に接続される。前記保護剤は、前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図５】第２の実施形態のインクジェットヘッドを図４のＦ５−Ｆ５線に沿って示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１を分解して示す斜視図である。図２は、図１のＦ２−Ｆ２線に沿ってインクジェットヘッド１の一部を示す断面図である。図３は、図１のＦ３−Ｆ３線に沿ってインクジェットヘッド１の一部を示す断面図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態のインクジェットヘッド１は、いわゆるエンドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１は、本体１０と、枠部材１１と、蓋部材１２と、ノズルプレート１３と、駆動ＩＣ１４とを備えている。駆動ＩＣ１４は、電子部品の一例である。
【００１１】
本体１０は、基板２１と、圧電部材２２とを有している。基板２１は、矩形の板状に形成されている。基板２１は、基板２１の上面２１ａから前面２１ｂに亘って設けられた切欠部２４を有している。
【００１２】
圧電部材２２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）製の２枚の圧電板を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせて形成されている。圧電部材２２は、基板２１の切欠部２４に取り付けられている。
【００１３】
本体１０に、インクが供給される複数の圧力室２７が設けられている。複数の圧力室２７は、それぞれ溝状に形成され、互いに平行に並んで設けられている。圧力室２７は、基板２１から圧電部材２２に亘って設けられている。圧力室２７は、基板２１の上面２１ａ、圧電部材２２の上面２２ａ、および前面２２ｂに開口している。
【００１４】
図２に示すように、複数の圧力室２７の間に、柱部２８がそれぞれ形成されている。複数の柱部２８は、複数の圧力室２７の間を仕切るとともに、各圧力室２７の側面を形成する。
【００１５】
複数の圧力室２７に電極３１がそれぞれ設けられている。電極３１は、圧力室２７の側面および底面を覆っている。電極３１は、例えばニッケル薄膜によって形成されているが、これに限らず、例えば金や銅で形成されていても良い。電極３１の厚さは、例えば２〜５μｍである。柱部２８の両側面に電極３１が形成されることで、柱部２８は駆動素子として用いられる。
【００１６】
図１に示すように、基板２１の上面２１ａに複数の配線パターン３３が設けられている。配線パターン３３は、導電部の一例である。複数の配線パターン３３は、例えば基板２１の上面２１ａに形成されたニッケル薄膜を、レーザーパターニングすることによって形成されている。配線パターン３３の厚さは、例えば２〜５μｍである。複数の配線パターン３３は、基板２１の上面２１ａの後端からそれぞれ延びている。配線パターン３３の一端は、電極３１にそれぞれ接続されている。
【００１７】
図３に示すように、本体１０に、絶縁性および耐インク性を有する絶縁膜３５が設けられている。なお、図１において、絶縁膜３５は省略されている。絶縁膜３５は、電極３１と、配線パターン３３の一部と、基板２１の上面２１ａの一部と、圧電部材２２の上面２２ａとを覆っている。なお、絶縁膜３５は、基板２１の前面２１ｂのような他の箇所を覆っていても良い。絶縁膜３５の厚さは、例えば３〜１０μｍである。絶縁膜３５によって、電極３１は圧力室２７に供給されたインクから保護される。
【００１８】
絶縁膜３５は、基板２１の上面２１ａの後部分で途切れている。このため、配線パターン３３は、絶縁膜３５に覆われずに露出した露出部３３ａを有している。なお、露出部３３ａは絶縁膜３５に覆われていない配線パターン３３の一部分を定義したものであり、絶縁膜３５以外の部材には覆われ得る。
【００１９】
絶縁膜３５は、例えばパラキシレン系ポリマーによって形成される。具体的に例示すると、いわゆるパリレンＣ（ポリクロロパラキシリレン）、パリレンＮ（ポリパラキシリレン）、およびパリレンＤ（ポリジクロロパラキシリレン）のようなパラキシリレン系ポリマーが適用される。なお、絶縁膜３５はこれに限らず、例えばポリイミドのような他の物質によって形成されても良い。
【００２０】
枠部材１１は、接着剤３８によって絶縁膜３５の上から本体１０に取り付けられる。接着剤３８は、本体１０と枠部材１１との間に介在している。接着剤３８の厚さは、例えば３０μｍである。接着剤３８は、例えば耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、接着剤３８はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、耐インク性を有するとは、想定使用期間６〜１２ヶ月の間、インク中に浸漬しても、接着強度が５０ｋｇ／ｃｍ２以上に保たれていることを言う。
【００２１】
蓋部材１２は、枠部材１１に取り付けられている。図１に示すように、蓋部材１２に、２つのインク供給口４１が設けられている。組み合わされた枠部材１１および蓋部材１２は、基板２１の上面２１ａの側から複数の圧力室２７を塞いでいる。
【００２２】
図３に示すように、枠部材１１の内側に、インクが供給されるインク室４２が設けられる。蓋部材１２は、枠部材１１に取り付けられることでインク室４２を塞いでいる。インク供給口４１は、インク室４２に開口するとともに、インクタンクに接続されている。インク室４２は、複数の圧力室２７に連通している。インク供給口４１からインク室４２に供給されたインクは、複数の圧力室２７にそれぞれ供給される。
【００２３】
ノズルプレート１３は、ポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。なお、ノズルプレート１３はポリイミドに限らず、レーザによる微細加工が可能な他の材料によって形成されても良い。ノズルプレート１３は、本体１０と枠部材１１と蓋部材１２とに取り付けられている。図１に示すように、ノズルプレート１３は、圧電部材２２の前面２２ｂの側から、複数の圧力室２７を塞いでいる。
【００２４】
ノズルプレート１３に、複数のノズル４５が設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室２７に対応し、ノズルプレート１３の長手方向に並んで配置されている。複数のノズル４５は、複数の圧力室２７に開口している。
【００２５】
図３に示すように、駆動ＩＣ１４は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍で、複数の配線パターン３３の露出部３３ａに接続されている。駆動ＩＣ１４は、インクジェットヘッド１を制御するためのフレキシブルプリント回路板である。なお、駆動ＩＣ１４の位置は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍に限らない。
【００２６】
駆動ＩＣ１４は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）４８によって、配線パターン３３に熱圧着接続される。なお、駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８に限らず、例えば異方導電ペースト（ＡＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）、および非導電性ペースト（ＮＣＰ）のような他の手段によって、配線パターン３３に接続されても良い。駆動ＩＣ１４の厚さは例えば３５μｍである。ＡＣＦ４８の厚さは、例えば駆動ＩＣ１４と同じく３５μｍである。
【００２７】
駆動ＩＣ１４は、インクジェットプリンタの制御部から入力される信号に基づいて、配線パターン３３を介して電極３１に電圧を印加する。電極３１を介して電圧を印加された柱部２８は、シェアモード変形することにより、圧力室２７に供給されたインクを加圧する。加圧されたインクは、対応するノズル４５から吐出される。
【００２８】
図３に示すように、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材１１の外に位置している。言い換えると、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材１１と駆動ＩＣ１４との間に位置している。絶縁膜３５は、本体１０の前端から、枠部材１１の下を通って基板２１の上面２１ａの後部分まで形成されている。
【００２９】
絶縁膜３５の端部３５ａは、保護剤５１によって覆われている。なお、図１において、保護剤５１は省略されている。絶縁膜３５の端部３５ａは、この保護剤５１によって封止される。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間において、配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。
【００３０】
保護剤５１は、例えば接着剤３８と同じく、耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、保護剤５１はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、保護剤５１は、接着剤３８とは異なる種類の接着剤であっても良い。
【００３１】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着し、駆動ＩＣ１４の一部を覆っている。このため、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を本体１０に固定する。
【００３２】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１の製造方法の一例について説明する。まず、例えば熱硬化性の接着剤によって２枚の圧電板を貼り合わせ、圧電部材２２を形成する。この圧電部材２２を例えば熱硬化性の接着剤によって基板２１の切欠部２４に取り付け、本体１０を形成する。
【００３３】
次に、本体１０に、複数の圧力室２７を形成する。複数の圧力室２７は、例えば、ＩＣウェハーの切断に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールによって、本体１０を切削することで形成される。
【００３４】
次に、各圧力室２７に電極３１を形成すると同時に、基板２１の上面２１ａに配線パターン３３を形成する。電極３１および配線パターン３３は、例えば無電解メッキ法を用いて形成される。次に、例えばレーザ照射によりパターニングを行い、電極３１および配線パターン３３以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００３５】
次に、化学気相成長法（ＣＶＤ）によって、絶縁膜３５を形成する。この際、基板２１の上面２１ａの後部分やその他の絶縁膜３５を設けない部分は、例えばポリイミドテープのようなマスキングテープによって保護される。絶縁膜３５が形成された後、マスキングテープが除去される。これにより、絶縁膜３５に覆われずに露出された配線パターン３３の露出部３３ａが形成される。
【００３６】
絶縁膜３５を形成した後、接着剤３８を用いて、本体１０に枠部材１１を取り付ける。接着剤３８は、例えばスクリーン印刷によって枠部材１１に塗布される。枠部材１１は、絶縁膜３５の上から本体１０に接着される。本体１０に取り付けられた枠部材１１に、熱硬化性の接着剤によって蓋部材１２を取り付ける。
【００３７】
次に、熱硬化性の接着剤により、本体１０にノズル４５が形成される前のノズルプレート１３を取り付ける。ノズルプレート１３に、例えばバーコーターによって撥インク膜が形成されている。本体１０に取り付けられたノズルプレート１３にエキシマレーザのレーザ光を照射して、複数のノズル４５を形成する。
【００３８】
次に、ＡＣＦ４８によって、駆動ＩＣ１４を配線パターン３３の露出部３３ａに熱圧着接続する。ＡＣＦ４８を介して、駆動ＩＣ１４は、配線パターン３３に電気的に接続される。
【００３９】
次に、枠部材１１の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間に保護剤５１を、例えばディスペンサによって塗布する。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａの上から塗布され、端部３５ａを封止する。保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａが覆われる。
【００４０】
以上の工程を経て、図１に示すインクジェットヘッド１の製造工程が終了する。なお、インクジェットヘッド１の製造工程で使用される熱硬化性の接着剤は、各部材が取り付けられた都度熱硬化しても良いし、ある段階でまとめて熱硬化しても良い。
【００４１】
前記構成のインクジェットヘッド１によれば、保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａが覆われている。これにより、絶縁膜３５が端部３５ａから剥がれたり、インクが端部３５ａから絶縁膜３５と配線パターン３３との間に浸入したりすることを防止できる。さらに、保護剤５１が絶縁膜３５の端部３５ａを封止するため、端部３５ａにインクが付着することが防止される。
【００４２】
保護剤５１は、枠部材１１の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。これにより、例えばインクを供給するチューブからのインク漏れや、メンテナンス時のインクの這い上がりにより、駆動ＩＣ１４の付近までインクが浸入したとしても、インクが露出部３３ａに付着することを防止できる。したがって、インクによって配線パターン３３が腐食したり、短絡が生じたりすることを防止できる。以上のように、導電性の配線パターン３３を保護することができる。
【００４３】
保護剤５１は、耐インク性の接着剤である。このため、ディスペンサで保護剤５１を塗布することで、容易に絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆うことができる。さらに、保護剤５１は接着剤３８と同種の接着剤であるため、インクジェットヘッド１の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４４】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着している。これにより、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を本体１０に固定し、駆動ＩＣ１４が配線パターン３３から剥離することを防止できる。
【００４５】
次に、図４および図５を参照して、インクジェットヘッドの第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００４６】
図４は、第２の実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ａを一部切り欠いて示す斜視図である。なお、図４において、絶縁膜３５は省略されている。図５は、図４のＦ５−Ｆ５線に沿ってインクジェットヘッド１Ａの一部を示す断面図である。
【００４７】
図４に示すように、第２の実施形態のインクジェットヘッド１Ａは、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１Ａは、基板６１と、一対の圧電部材６２と、枠部材６３と、ノズルプレート１３と、複数の駆動ＩＣ１４と、マニホールド６４とを備えている。図５に示すように、枠部材６３の内側に、インクが供給されるインク室６６が形成されている。インク室６６は、基板６１と、ノズルプレート１３とによって塞がれている。一対の圧電部材６２は、インク室６６の内部に配置されている。
【００４８】
基板６１は、例えばアルミナのようなセラミックスによって、矩形の板状に形成されている。基板６１は、平坦な第１の面６１ａと、第１の面６１ａの反対側に位置する第２の面６１ｂとを有している。第２の面６１ｂは、マニホールド６４に取り付けられる。図４に示すように、基板６１に、複数のインク供給口７３と、複数のインク排出口７４とが設けられている。
【００４９】
複数のインク供給口７３は、基板６１の中央部に設けられている。複数のインク供給口７３は、基板６１の長手方向に並んでいる。インク供給口７３は、インク室６６にそれぞれ開口している。インク供給口７３は、基板６１がマニホールド６４に取り付けられると、マニホールド６４を介してインクタンクに連結される。インクタンクのインクは、インク供給口７３からインク室６６に供給される。
【００５０】
複数のインク排出口７４は、複数のインク供給口７３を挟むように２列に並んで設けられている。インク排出口７４は、インク室６６にそれぞれ開口している。インク排出口７４は、基板６１がマニホールド６４に取り付けられると、マニホールド６４を介してインクタンクにそれぞれ連結される。インク室６６内のインクは、インク排出口７４からインクタンクに回収される。
【００５１】
一対の圧電部材６２は、基板６１の第１の面６１ａにそれぞれ取り付けられ、基板６１の長手方向に互いに平行に延びている。圧電部材６２は、インク供給口７３とインク排出口７４との間にそれぞれ配置されている。
【００５２】
一対の圧電部材６２は、例えば、ＰＺＴ製の２枚の圧電板を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせてそれぞれ形成されている。一対の圧電部材６２は、台形状の断面を有する棒状にそれぞれ形成されている。
【００５３】
一対の圧電部材６２は、インク室６６に連通する複数の圧力室７７をそれぞれ有している。複数の圧力室７７は、それぞれ圧電部材６２が延びる方向と交差する溝状に形成されている。図５に示すように、複数の圧力室７７に、電極３１がそれぞれ設けられている。電極３１は、圧力室７７の側面および底面に形成されている。
【００５４】
基板６１の第１の面６１ａに、複数の配線パターン３３が設けられている。配線パターン３３は、基板６１の側縁６１ｃから圧電部材６２に亘って設けられ、複数の電極３１にそれぞれ接続されている。
【００５５】
基板６１および圧電部材６２に、絶縁性および耐インク性を有する絶縁膜３５が設けられている。絶縁膜３５は、電極３１と、配線パターン３３の一部と、基板６１の第１の面６１ａの一部と、基板６１の第２の面６１ｂと、圧電部材２２とを覆っている。なお、絶縁膜３５は他の箇所を覆っていても良い。絶縁膜３５によって、電極３１は圧力室７７に供給されたインクから保護される。さらに、配線パターン３３は、絶縁膜３５によってインク室６６に供給されたインクから保護される。
【００５６】
絶縁膜３５は、基板６１の側縁６１ｃの周辺で途切れている。このため、配線パターン３３は、絶縁膜３５に覆われずに露出した露出部３３ａを有している。
【００５７】
枠部材６３は、接着剤３８によって絶縁膜３５の上から基板６１の第１の面６１ａに取り付けられる。枠部材６３は、一対の圧電部材６２、複数のインク供給口７３、および複数のインク排出口７４を囲んでいる。
【００５８】
接着剤３８は、基板６１と枠部材６３との間に介在している。接着剤３８は、例えば耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、接着剤３８はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。
【００５９】
ノズルプレート１３は、枠部材６３に取り付けられている。ノズルプレート１３に、複数のノズル４５が設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室７７に対応し、並んで設けられている。複数のノズル４５は、複数の圧力室７７に開口している。
【００６０】
駆動ＩＣ１４は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍で、複数の配線パターン３３の露出部３３ａに接続されている。駆動ＩＣ１４は、インクジェットヘッド１Ａを制御するためのフレキシブルプリント回路板である。なお、駆動ＩＣ１４の位置は、絶縁膜３５の端部３５ａの近傍に限らない。
【００６１】
駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８によって、配線パターン３３に熱圧着接続される。なお、駆動ＩＣ１４は、ＡＣＦ４８に限らず、例えばＡＣＰ、ＮＣＦ、およびＮＣＰのような他の手段によって、配線パターン３３に接続されても良い。
【００６２】
駆動ＩＣ１４は、インクジェットプリンタの制御部から入力される信号に基づいて、配線パターン３３を介して電極３１に電圧を印加する。電極３１を介して電圧を印加された圧電部材６２は、シェアモード変形することにより、圧力室７７に供給されたインクを加圧する。加圧されたインクは、対応するノズル４５から吐出される。
【００６３】
図５に示すように、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材６３の外に位置している。言い換えると、絶縁膜３５の端部３５ａは、枠部材６３と駆動ＩＣ１４との間に位置している。絶縁膜３５は、基板６１の第１の面６１ａの中央部分から、枠部材６３の下を通って基板６１の側縁６１ｃの周辺まで形成されている。なお、絶縁膜３５は、基板６１の第１の面６１ａの中央部分から一方の側縁６１ｃの周辺までのみならず、他方の側縁６１ｃの周辺まで形成されている。
【００６４】
絶縁膜３５の端部３５ａは、保護剤５１によって覆われている。絶縁膜３５の端部３５ａは、この保護剤５１によって封止される。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間において、配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。
【００６５】
保護剤５１は、例えば接着剤３８と同じく、耐インク性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤である。なお、保護剤５１はこれに限らず、例えばシリコン系接着剤や、アクリル系接着剤であっても良い。なお、保護剤５１は、接着剤３８とは異なる種類の接着剤であっても良い。
【００６６】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着し、駆動ＩＣ１４の一部を覆っている。このため、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を基板６１に固定する。
【００６７】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１Ａの製造方法の一例について説明する。まず、焼成前のセラミックスシート（セラミックスグリーンシート）で構成される基板６１に、プレス成形によってインク供給口７３と、インク排出口７４とを形成する。続いて、基板６１を焼成する。
【００６８】
次に、例えば熱硬化性の接着剤によって、基板６１に一対の圧電部材６２を取り付ける。一対の圧電部材６２は、治具によって基板６１上に位置決めされ、基板６１に取り付けられる。続いて、一対の圧電部材６２のそれぞれの角部に、いわゆるテーパ加工を行う。これによって、一対の圧電部材６２のそれぞれの断面が台形状になる。
【００６９】
次に、一対の圧電部材６２に、複数の圧力室７７を形成する。複数の圧力室７７は、例えば、ＩＣウェハーの切断に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールによって形成される。
【００７０】
次に、複数の圧力室７７に電極３１を形成すると同時に、基板６１の第１の面６１ａに複数の配線パターン３３を形成する。電極３１および配線パターン３３は、無電解メッキ法を用い、例えばニッケル薄膜によって形成される。次に、レーザ照射によりパターニングを行い、電極３１および配線パターン３３以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００７１】
次に、ＣＶＤによって、絶縁膜３５を形成する。この際、基板６１の第１の面６１ａの側縁６１ｃの周辺やその他の絶縁膜３５を設けない部分は、例えばポリイミドテープのようなマスキングテープによって保護される。絶縁膜３５が形成された後、マスキングテープが除去される。これにより、絶縁膜３５に覆われずに露出された配線パターン３３の露出部３３ａが形成される。
【００７２】
絶縁膜３５を形成した後、接着剤３８を用いて、基板６１に枠部材６３を取り付ける。接着剤３８は、例えばスクリーン印刷によって枠部材６３に塗布される。枠部材６３は、絶縁膜３５の上から基板６１に接着される。
【００７３】
次に、熱硬化性の接着剤により、圧電部材６２および枠部材６３に、ノズル４５が形成される前のノズルプレート１３を貼り付ける。ノズルプレート１３に、例えばバーコーターにより撥インク膜が形成されている。枠部材６３に取り付けられたノズルプレート１３にエキシマレーザのレーザ光を照射して、複数のノズル４５を形成する。
【００７４】
次に、ＡＣＦ４８によって、駆動ＩＣ１４を配線パターン３３の露出部３３ａに熱圧着接続する。ＡＣＦ４８を介して、駆動ＩＣ１４は、配線パターン３３に電気的に接続される。
【００７５】
次に、枠部材６３の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間に保護剤５１を、例えばディスペンサによって塗布する。保護剤５１は、絶縁膜３５の端部３５ａの上から塗布され、端部３５ａを封止する。保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａが覆われる。
【００７６】
最後に基板６１の第２の面６１ｂをマニホールド６４に取り付け、図４に示すインクジェットヘッド１Ａの製造工程が終了する。なお、インクジェットヘッド１Ａの製造工程で使用された熱硬化性の接着剤は、各部材が取り付けられた都度熱硬化しても良いし、ある段階でまとめて熱硬化しても良い。
【００７７】
前記構成のインクジェットヘッド１Ａによれば、保護剤５１によって、絶縁膜３５の端部３５ａが覆われている。これにより、絶縁膜３５が端部３５ａから剥がれたり、インクが端部３５ａから絶縁膜３５と配線パターン３３との間に浸入したりすることを防止できる。さらに、保護剤５１が絶縁膜３５の端部３５ａを封止するため、端部３５ａにインクが付着することが防止される。
【００７８】
保護剤５１は、枠部材６３の外に位置する絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆っている。これにより、例えばインクを供給するチューブからのインク漏れや、メンテナンス時のインクの這い上がりにより、駆動ＩＣ１４の付近までインクが浸入したとしても、インクが露出部３３ａに付着することを防止できる。したがって、インクによって配線パターン３３が腐食したり、短絡が生じたりすることを防止できる。以上のように、導電性の配線パターン３３を保護することができる。
【００７９】
保護剤５１は、耐インク性の接着剤である。このため、ディスペンサで保護剤５１を塗布することで、容易に絶縁膜３５の端部３５ａと駆動ＩＣ１４との間の配線パターン３３の露出部３３ａを覆うことができる。さらに、保護剤５１は接着剤３８と同種の接着剤であるため、インクジェットヘッド１Ａの製造コストの上昇を抑えることができる。
【００８０】
保護剤５１は、駆動ＩＣ１４に付着している。これにより、保護剤５１は、ＡＣＦ４８とともに駆動ＩＣ１４を基板６１に固定し、駆動ＩＣ１４が配線パターン３３から剥離することを防止できる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ…インクジェットヘッド、１０…本体、１１，６３…枠部材、１２…蓋部材、１３…ノズルプレート、１４…駆動ＩＣ、２１，６１…基板、２２，６２…圧電部材、２７，７７…圧力室、３１…電極、３３…配線パターン、３５…絶縁膜、３５ａ…端部、３８…接着剤、４５…ノズル、５１…保護剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力室が設けられた本体と、
前記複数の圧力室にそれぞれ設けられた複数の電極と、
前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続された複数の導電部と、
前記電極と前記導電部の一部とを覆う絶縁膜と、
内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられた枠部材と、
前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞いだ蓋部材と、
前記複数の導電部に接続された電子部品と、
前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う保護剤と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記絶縁膜の端部が前記保護剤によって封止され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。
【請求項３】
前記保護剤が耐インク性の接着剤であ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。
【請求項４】
前記保護剤が前記電子部品に付着したことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記枠部材が接着剤によって前記本体に取り付けられ、
前記保護剤が、前記接着剤と同種の接着剤であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
基板と、
前記基板に取り付けられ、複数の圧力室を有する圧電部材と、
前記複数の圧力室にそれぞれ設けられた複数の電極と、
前記基板に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続された複数の導電部と、
前記電極と前記導電部の一部とを覆う絶縁膜と、
内側に前記圧電部材が配置されたインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記基板に取り付けられた枠部材と、
前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぎ、前記複数の圧力室にそれぞれ開口する複数のノズルを有するノズルプレートと、
前記複数の導電部に接続された電子部品と、
前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う保護剤と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記絶縁膜の端部が前記保護剤によって封止されることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記保護剤が耐インク性の接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記保護剤が前記電子部品に付着したことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記枠部材が接着剤によって前記基板に取り付けられ、
前記保護剤が、前記接着剤と同種の接着剤であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】
複数の圧力室が設けられた本体と、
前記複数の圧力室にそれぞれ設けられた複数の電極と、
前記本体に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続された複数の導電部と、
前記電極と前記導電部の一部とを覆う絶縁膜と、
内側に前記複数の圧力室に連通したインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記本体に取り付けられた枠部材と、
前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞いだ蓋部材と、
前記複数の導電部に接続された電子部品と、
前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う保護剤と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記絶縁膜の端部が前記保護剤によって封止され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。
【請求項３】
前記保護剤が耐インク性の接着剤であ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。
【請求項４】
前記保護剤が前記電子部品に付着したことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記枠部材が接着剤によって前記本体に取り付けられ、
前記保護剤が、前記接着剤と同種の接着剤であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
基板と、
前記基板に取り付けられ、複数の圧力室を有する圧電部材と、
前記複数の圧力室にそれぞれ設けられた複数の電極と、
前記基板に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ接続された複数の導電部と、
前記電極と前記導電部の一部とを覆う絶縁膜と、
内側に前記圧電部材が配置されたインク室が設けられ、前記絶縁膜の上から前記基板に取り付けられた枠部材と、
前記枠部材に取り付けられ前記インク室を塞ぎ、前記複数の圧力室にそれぞれ開口する複数のノズルを有するノズルプレートと、
前記複数の導電部に接続された電子部品と、
前記枠部材と前記電子部品との間に位置する前記絶縁膜の端部と、前記絶縁膜の端部と前記電子部品との間の前記導電部と、を覆う保護剤と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記絶縁膜の端部が前記保護剤によって封止されることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記保護剤が耐インク性の接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記保護剤が前記電子部品に付着したことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記枠部材が接着剤によって前記基板に取り付けられ、
前記保護剤が、前記接着剤と同種の接着剤であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８７８６４（Ｐ２０１２−１８７８６４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４３８５（Ｐ２０１１−５４３８５）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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