(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布領域と塗布禁止領域とを有した基材と、前記塗布領域に形成されて前記基材をインクから保護する保護膜と、を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記塗布禁止領域を囲んで前記基材に当接する枠部と、前記枠部の内側に設けられる空間を介して前記塗布禁止領域を覆う被覆部と、を備えたマスク部材を、前記保護膜が形成される前の前記基材の上に載置し、
前記基材の上に前記マスク部材が載置された状態で、前記基材の前記塗布領域に前記保護膜を形成する液を塗布し、
前記塗布領域に前記液が塗布された前記基材から前記マスク部材を取り外すことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記枠部はゴムによって形成され、
前記被覆部は前記枠部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記塗布領域に、前記基材に形成された圧力室と、前記圧力室に形成された電極とが含まれ、
前記塗布禁止領域に、前記電極に接続された配線が設けられた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の製造方法。
【請求項４】
前記マスク部材を前記基材から取り外された後に、前記マスク部材に付着した液を除去す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の製造方法。
【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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、圧電素子を有するインクジェットヘッドを備えている。インクジェットヘッドは、例えば、セラミック製の基板と、この基板に取り付けられた圧電素子と、基板上に設けられて圧電素子に接続された配線と、複数のノズル孔が設けられたノズルプレートとを備えている。この種のインクジェットヘッドは、基板とノズルプレートとの間に形成されたインク室のインクを、圧電素子によってノズル孔から吐出させることで印刷を行なう。
【０００３】
インク室に供給されたインクによって基板に不具合が生じることを防ぐため、基板の表面に、インクから基板を保護するための保護膜が設けられる。この保護膜は、例えば基板に希釈された接着剤を噴霧することで形成される。
【０００４】
一方、配線には圧電素子を駆動するためのＩＣが接続されるため、接着剤を噴霧する際に、配線は例えばマスキングテープによって覆われる。これにより、配線が保護膜によってコーティングされることが防がれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
基板の配線が設けられる部分には、例えばレーザパターニングにより微細な凹凸が形成される。このため、配線をマスキングテープで覆ったとしても、毛細管現象によって接着剤がマスキングテープの下に浸入してしまう。浸入した接着剤は有機溶剤でワイピング洗浄されるが、洗浄不良で接着剤が残存することによりインクジェットヘッドの歩留まりが悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、毛細管現象によって液が塗布禁止領域に侵入することを防止できるインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、  
塗布領域と塗布禁止領域とを有した基材と、前記塗布領域に形成されて前記基材をインクから保護する保護膜と、を備えたインクジェットヘッドの製造方法である。前記塗布禁止領域を囲んで前記基材に当接する枠部と、前記枠部の内側に設けられる空間を介して前記塗布禁止領域を覆う被覆部と、を備えたマスク部材を、前記保護膜が形成される前の前記基材の上に載置する。前記基材の上に前記マスク部材が載置された状態で、前記基材の前記塗布領域に前記保護膜を形成する液を塗布する。前記塗布領域に前記液が塗布された前記基材から前記マスク部材を取り外す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態における分解されたインクジェットヘッドおよびマニホールドを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドおよびマニホールドを図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。
【図３】第１の実施形態の基材を示す平面図。
【図４】第１の実施形態のマスク部材を示す斜視図。
【図５】第１の実施形態の基材に保護膜を形成する方法を概略的に示す斜視図。
【図６】第１の実施形態の基材およびマスク部材を図５のＦ６−Ｆ６線に沿って示す断面図。
【図７】第１の実施形態の基材およびマスク部材を示す断面図。
【図８】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９】第２の実施形態の基材に保護膜を形成する方法を概略的に示す斜視図。
【図１０】第２の実施形態の基材およびマスク部材の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図１ないし図７を参照して、インクジェットヘッドの製造方法の第１の実施の形態について説明する。図１は、分解されたインクジェットヘッド１０およびマニホールド１１を示す斜視図である。図２は、図１のＦ２−Ｆ２線に沿ってインクジェットヘッド１０およびマニホールド１１を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０は、いわゆるサイドシュータ方式のインクジェットヘッドであって、基材１３と、枠部材１４と、ノズルプレート１５とを備えている。基材１３は、基材本体１６と、一対の圧電部材１７とを有している。図２に示すように、基材１３と、枠部材１４と、ノズルプレート１５との内側に、インク室１９が形成されている。一対の圧電部材１７は、インク室１９の内部に位置している。
【００１２】
基材本体１６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。基材本体１６は、平坦な第１の面２１と、第１の面２１の反対側に位置する第２の面２２とを有している。第２の面２２は、マニホールド１１に取り付けられる。基材本体１６に、複数の供給口２３と、複数の第１の排出口２４と、複数の第２の排出口２５とが設けられている。
【００１３】
図１に示すように、複数の供給口２３は、基材本体１６の中央部に設けられている。複数の供給口２３は、基材本体１６の長手方向に並んでいる。複数の供給口２３は、インク室１９に開口している。
【００１４】
供給口２３は、インクジェットヘッド１０がマニホールド１１に取り付けられると、マニホールド１１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、供給口２３からインク室１９に供給される。
【００１５】
複数の第１の排出口２４は、基材本体１６の一方の側縁１６ａに沿って並んで設けられている。複数の第２の排出口２５は、基材本体１６の他方の側縁１６ｂに沿って並んで設けられている。第１の排出口２４と第２の排出口２５との間に、供給口２３が挟まれている。第１の排出口２４と第２の排出口２５とは、インク室１９に開口している。
【００１６】
第１の排出口２４および第２の排出口２５は、インクジェットヘッド１０がマニホールド１１に取り付けられると、マニホールド１１を介してインクタンクにそれぞれ連結される。インク室１９内のインクは、第１の排出口２４および第２の排出口２５からインクタンクに戻される。
【００１７】
枠部材１４は、例えば接着によって、基材本体１６の第１の面２１に隙間無く取り付けられている。枠部材１４は、一対の圧電部材１７、供給口２３、第１の排出口２４、および第２の排出口２５を囲んでいる。
【００１８】
ノズルプレート１５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。ノズルプレート１５は、例えば接着によって、枠部材１４に隙間無く取り付けられている。ノズルプレート１５は、基材本体１６の第１の面２１に対向している。
【００１９】
ノズルプレート１５に、孔である複数のノズル２８が設けられている。複数のノズル２８は、一対の圧電部材１７に対応し、基材本体１６の長手方向に沿って二列に並んで配置されている。
【００２０】
一対の圧電部材１７は、基材本体１６の第１の面２１にそれぞれ取り付けられ、基材本体１６の長手方向に互いに平行に延びている。一方の圧電部材１７は、供給口２３と第１の排出口２４との間に配置されている。他方の圧電部材１７は、供給口２３と第２の排出口２５との間に配置されている。
【００２１】
一対の圧電部材１７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対向させるように貼り合わせてそれぞれ形成されている。図１に示すように、一対の圧電部材１７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。
【００２２】
一対の圧電部材１７に、複数の圧力室３１がそれぞれ形成されている。複数の圧力室３１は、圧電部材１７が延びる方向とそれぞれ交差する溝である。複数の圧力室３１は、それぞれ複数のノズル２８と対応して、並んで設けられている。
【００２３】
図２に示すように、複数の圧力室３１に、電極３２がそれぞれ形成されている。電極３２は、圧力室３１の側面および底面に形成されている。電極３２に電圧が印加されると、圧電部材１７が変形し、圧力室３１の容積が膨張または縮小する。
【００２４】
図１に示すように、基材本体１６の第１の面２１に、複数の配線３４が設けられている。複数の配線３４は、例えば第１の面２１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。
【００２５】
幾つかの配線３４は、第１の配線群３５を形成する。第１の配線群３５に含まれる複数の配線３４は、基材本体１６の一方の側縁１６ａと一方の圧電部材１７との間に亘って設けられ、一方の圧電部材１７の複数の電極３２に接続されている。
【００２６】
余の配線３４は、第２の配線群３６を形成する。第２の配線群３６に含まれる複数の配線３４は、基材本体１６の他方の側縁１６ｂと他方の圧電部材１７との間に亘って設けられ、一方の圧電部材１７の複数の電極３２に接続されている。
【００２７】
複数の配線３４には、一対の圧電部材１７を駆動するためのＩＣが接続される。このＩＣ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３４を介して電極３２に電圧を印加し、圧電部材１７を変形させる。
【００２８】
図３は、基材１３を示す平面図である。図３に示すように、基材１３は、塗布領域４１と、一対の塗布禁止領域４２とを有している。塗布領域４１は、基材本体１６の第１の面２１の一部と、一対の圧電部材１７とを含んでいる。一対の塗布禁止領域４２は、基材本体１６の第１の面２１の一部と、第１の配線群３５の一部と、第２の配線群３６の一部とを含んでいる。図２に示すように、塗布領域４１に、保護膜４３が形成されている。
【００２９】
保護膜４３は、例えばシンナーによって希釈されたエポキシ系接着剤によって形成されている。保護膜４３は、塗布領域４１を覆うことで、インク室１９に供給されたインクから基材１３を保護する。
【００３０】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。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）で構成される基材本体１６に、プレス成形によって供給口２３と、第１の排出口２４と、第２の排出口２５とを形成する。続いて、基材本体１６を焼成する。
【００３１】
次に、基材本体１６に一対の圧電部材１７を接着する。このとき、一対の圧電部材１７は、治具によって互いの距離が一定に維持される。これら一対の圧電部材１７は、当該治具を介して基材本体１６に位置決めされ、基材本体１６に取り付けられる。続いて、基材本体１６に接着された一対の圧電部材１７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１７のそれぞれの断面が台形状になる。
【００３２】
次に、一対の圧電部材１７に、複数の圧力室３１を形成する。複数の圧力室３１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。
【００３３】
次に、複数の圧力室３１のそれぞれの内面に、電極３２を形成する。さらに、基材本体１６の第１の面２１に配線３４を形成する。電極３２および配線３４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３２および配線３４以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００３４】
次に、基材１３に保護膜４３を形成する。以下に、基材１３に保護膜４３を形成する工程について詳しく説明する。  
図４は、保護膜４３を形成する際に用いられるマスク部材４５を示す斜視図である。マスク部材４５は、枠部４６と、被覆部４７とを有している。枠部４６は、例えば天然ゴムによって形成され、塗布領域４１を囲むことができる大きさに形成されている。なお、枠部４６はこれに限らず、例えば合成ゴムのような他の材料によって形成されても良い。被覆部４７は、例えば金属によって矩形の板状に形成されており、枠部４６に例えば接着によって取り付けられている。
【００３５】
図５は、基材１３に保護膜４３を形成する方法を概略的に示す斜視図である。図６は、図５に示すＦ６−Ｆ６線に沿って示す基材１３およびマスク部材４５の断面図である。図５に示すように、２つのマスク部材４５は、保護膜４３が形成される前の基材１３の塗布禁止領域４２の上に載置される。
【００３６】
図６に示すように、マスク部材４５の枠部４６は、塗布禁止領域４２を囲んで、基材本体１６の第１の面２１に当接する。なお、枠部４６が塗布禁止領域４２の一部と重なっていても良い。枠部４６の内側には、空間５０が設けられる。空間５０の高さＨは、枠部４６の厚みと同様で、例えば０．５〜１．０ｍｍである。なお、空間５０の高さＨはこれに限らず、被覆部４７と第１の面２１との間で毛細管現象が生じない高さであれば良い。被覆部４７は、第１の面２１と対向する。被覆部４７は、空間５０を介して、塗布禁止領域４２を覆っている。
【００３７】
図５に示すように、２つのマスク部材４５は、例えば４つの治具５１によって基材１３に固定される。治具５１は、マスク部材４５の端部４５ａに当接し、マスク部材４５を基材１３に向けて押圧している。なお、マスク部材４５を基材１３に固定する方法はこれに限らず、例えばマスク部材４５は自重で基材１３の上に固定されていても良い。
【００３８】
２つのマスク部材４５が塗布禁止領域４２に載置された状態で、塗布ノズル５２から希釈された接着剤を基材１３に向かって噴霧する。希釈された接着剤は、保護膜を形成する液の一例であり、塗布領域４１に塗布される。マスク部材４５が塗布禁止領域４２に載置されているので、塗布禁止領域４２には接着剤が塗布されない。
【００３９】
図７は、接着剤を塗布された後の基材１３およびマスク部材４５を示す断面図である。図７に示すように、接着剤が塗布領域４１に塗布されることにより、保護膜４３が形成される。
【００４０】
塗布禁止領域４２には、配線３４と、レーザーパターニングにより形成された溝５５によって、凹凸が形成されている。このため、マスク部材４５の枠部４６と基材１３との間に隙間が形成される。この隙間に、毛細管現象によって接着剤５７が浸入する。
【００４１】
枠部４６の内側には、空間５０が設けられている。空間５０は、毛細管現象が生じない高さを有している。このため、接着剤５７は枠部４６と基材１３との間の隙間で留まり、空間５０の下に位置する塗布禁止領域４２には浸入しない。
【００４２】
塗布ノズル５２による接着剤の塗布が終わると、治具５１がマスク部材４５から取り外され、マスク部材４５が基材１３から取り外される。必要に応じて、枠部４６と基材１３との間の隙間に浸入した接着剤５７をワイピング洗浄する。以上の工程から、基材１３の塗布領域４１に保護膜４３が形成される。
【００４３】
保護膜４３が形成されると、基材本体１６に枠部材１４を接着する。次に、枠部材１４にノズルプレート１５を接着する。次に、このノズルプレート１５にレーザを照射して複数のノズル２８を形成する。次に、前記ＩＣを基材本体１６の第１の面２１に固定して配線３４に接続する。塗布禁止領域４２に含まれる配線３４は、保護膜４３にコーティングされず露出しているため、ＩＣを接続できる。以上により、インクジェットヘッド１０の製造工程が終了する。
【００４４】
さらに、基材１３から取り外されたマスク部材４５は、例えばアセトンのような有機溶剤によりワイピング洗浄され、付着した接着剤を除去される。洗浄されたマスク部材４５は、他の基材１３に保護膜４３を形成する際に再利用される。なお、マスク部材４５の洗浄方法は、ワイピング洗浄に限らない。
【００４５】
前記構成のインクジェットヘッド１０の製造方法によれば、基材１３に接着剤を塗布する際に、マスク部材４５によって塗布禁止領域４２が覆われる。これにより、塗布禁止領域４２に接着剤が付着することが防止される。
【００４６】
マスク部材４５の被覆部４７は、枠部４６の内側の空間５０を介して塗布禁止領域４２を覆っている。これにより、毛細管現象によって浸入する接着剤５７が枠部４６と基材１３との間の隙間に留まり、接着剤５７が塗布禁止領域４２に浸入することを防止できる。したがって、インクジェットヘッド１０の歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
枠部４６と基材１３との間の隙間の接着剤５７が塗布禁止領域４２に浸入したとしても、接着剤５７は、塗布禁止領域４２の外周部分に留まる。このため、ワイピング洗浄により接着剤５７を除去する範囲が、マスキングテープで塗布禁止領域４２を覆った場合に比べて狭くて済み、インクジェットヘッド１０の歩留まりの低下を防止できる。
【００４８】
マスク部材４５は、治具５１によって基材１３に固定される。このため、マスク部材４５を固定するための粘着剤が不要となり、基材１３からマスク部材４５を除去することが容易となる。さらに、残存した粘着材を除去する作業が不要となり、作業工程が短縮する。
【００４９】
さらに、マスク部材４５は、洗浄工程を経て他の基材１３に保護膜４３を形成する際に再利用される。これにより、インクジェットヘッド１０の製造費用が低減される。
【００５０】
次に、図８ないし図１０を参照して、インクジェットヘッドの製造方法の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０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してその説明を省略する。
【００５１】
図８は、第２の実施形態のインクジェットヘッド６０を示す斜視図である。図８に示すように、インクジェットヘッド６０は、いわゆるエンドシュータ方式のインクジェットヘッドであって、基材６３と、蓋部材６６と、ノズルプレート１５とを備えている。
【００５２】
基材６３は、例えば、ＰＺＴ製の２枚の圧電板を互いの分極方向を対向させるように貼り合わせて形成されている。基材６３の上面６３ａに、蓋部材６６が取り付けられている。基材６３の前面６３ｂに、ノズルプレート１５が取り付けられている。基材６３に、複数の圧力室３１が形成されている。
【００５３】
圧力室３１は、基材６３の上面６３ａと前面６３ｂとにそれぞれ開口する溝である。圧力室３１は、蓋部材６６と、ノズルプレート１５とによって塞がれている。複数の圧力室３１は、ノズルプレート１５の複数のノズル２８と対応し、基材６３の長手方向に並んで設けられている。
【００５４】
複数の圧力室３１には電極３２がそれぞれ形成されている。電極３２に電圧が印加されると基材６３が変形し、圧力室３１の容積が膨張又は縮小する。基材６３の上面６３ａに、複数の配線３４が設けられている。複数の配線３４は、基材６３の後端部６３ｃと複数の圧力室３１との間に亘ってそれぞれ設けられている。
【００５５】
蓋部材６６は、インク供給経路６８を有している。インク供給経路６８は、複数の圧力室３１にそれぞれ開口するとともに、インクタンクに連結されている。インクタンクのインクは、インク供給経路６８を介して圧力室３１に供給される。
【００５６】
基材６３は、塗布領域４１と、塗布禁止領域４２とを有している。塗布領域４１は、基材６３の上面６３ａの一部と、圧力室３１とを含んでいる。塗布禁止領域４２は、上面６３ａの一部と、複数の配線３４とを含んでいる。塗布領域４１に、保護膜が形成されている。この保護膜は、塗布領域４１を覆うことで、圧力室３１に供給されたインクから基材６３を保護する。
【００５７】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。まず、２枚の圧電板で形成される基材６３に、複数の圧力室３１を形成する。複数の圧力室３１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。
【００５８】
次に、複数の圧力室３１のそれぞれの内面に、電極３２を形成する。さらに、基材６３の上面６３ａに配線３４を形成する。次に、レーザ照射によりパターニングを行い、電極３２および配線３４以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００５９】
次に、基材６３に保護膜を形成する。図９は、基材６３に保護膜を形成する方法を概略的に示す斜視図である。図１０は、図９に示すＦ１０−Ｆ１０線に沿って示す基材６３およびマスク部材４５の断面図である。第１の実施の形態と同様に、マスク部材４５は、保護膜４３が形成される前の基材６３の塗布禁止領域４２の上に載置される。これによって、塗布ノズル５２によって噴霧される接着剤は、枠部４６と基材６３との間の隙間で留まり、塗布禁止領域４２には浸入しない。
【００６０】
塗布ノズル５２による接着剤の塗布が終わると、治具５１がマスク部材４５から取り外され、マスク部材４５が基材６３から取り外される。必要に応じて、枠部４６と基材６３との間の隙間に浸入した接着剤５７をワイピング洗浄する。以上の工程から、基材６３の塗布領域４１に保護膜４３が形成される。
【００６１】
保護膜４３が形成されると、基材６３の上面６３ａに蓋部材６６を接着する。次に、基材６３の前面６３ｂにノズルプレート１５を接着する。次に、このノズルプレート１５にレーザを照射して複数のノズル２８を形成する。次に、前記ＩＣを基材６３の上面６３ａに固定して配線３４に接続する。以上により、インクジェットヘッド１０の製造工程が終了する。
【００６２】
以上のように、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１０とは異なる方式のインクジェットヘッド６０を製造する場合であっても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。これに限らず、例えば気泡を用いてインクを吐出するような他の方式のインクジェットヘッドであっても、マスク部材４５を用いた製造方法を適用し得る。
【００６３】
なお、上記実施の形態において、保護膜４３は希釈された接着剤によって形成されたが、保護膜を形成する液はこれに限らない。さらに、希釈された接着剤は塗布ノズル５２から噴霧されることによって塗布されているが、液を塗布する方法はこれに限らない。
【００６４】
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】
【００６５】
１０，６０…インクジェットヘッド，１３,６３…基材，４１…塗布領域，４２…塗布禁止領域，４３…保護膜，４５…マスク部材，４６…枠部，４７…被覆部，５０…空間。
【図１】
0005417296.tif 000002
【図２】
0005417296.tif 000003
【図３】
0005417296.tif 000004
【図４】
0005417296.tif 000005
【図５】
0005417296.tif 000006
【図６】
0005417296.tif 000007
【図７】
0005417296.tif 000008
【図８】
0005417296.tif 000009
【図９】
0005417296.tif 000010
【図１０】
0005417296.tif 000011