(57)【要約】【課題】大きな反りを持つ部材の接合時にも、接合部のシール性や接合強度を向上させることが可能な厚みを有する接着剤パターンの形成方法を提供する。【解決手段】第一の面１ａに凸部２を設けた部材であって、該凸部表面の少なくとも一部に凹部３を有する第一の部材１を準備し、第一の部材の凸部２を接着剤容器４Ｖ内の接着剤４に当接させ、凹部３を含む凸部２表面に接着剤を付着させ、凸部２を接着剤容器４Ｖ内の接着剤４から離隔させることにより、凸部２に垂下滴状の接着剤層４ａを形成する。接着剤層４ａを第二の部材５の接合面５ａに当接させることで厚い接着剤層４ｃが形成できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面に凸部を設けた部材であって、該凸部表面の少なくとも一部に凹部を有する第一の部材を準備する工程と、
該第一の部材の前記凸部を接着剤容器内の接着剤に当接させ、前記凹部を含む前記凸部表面に接着剤を付着させる工程と、
前記凸部を前記接着剤容器内の接着剤から離隔させることにより、前記凸部に垂下滴状の接着剤層を形成する工程と
を備えることを特徴とする接着剤パターンの形成方法。
【請求項２】
前記垂下滴状の接着剤層を第二の部材の接合面に当接させ、接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項３】
前記垂下滴状の接着剤層を第三の部材の接合面に当接させ、接着剤を前記第三の部材の接合面に転写することを特徴とする請求項１に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項４】
前記第三の部材の接合面に前記第一の部材の凸部に対応する凸部を有し、前記第三の部材に前記接着剤を転写した後、前記第三の部材の接合面を下に向けて該接着剤を該凸部から滴状に垂下させて、接合させる他の部材の接合面に当接させることを特徴とする請求項３に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項５】
前記第一の部材の前記凸部の先端部と、前記第一の部材の前記第一の面と対向する第二の面とが貫通穴により連通されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項６】
前記接着剤は、熱硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項７】
前記接着剤は、ＵＶ硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の接着剤パターンの形成方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の接着剤パターンの形成方法を用いて、２種の部材間の接合を行うことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記接合する２種の部材の一方が無機材料であり、他方が樹脂材料である、請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記接合する２種の部材は、液体を吐出するためのエネルギーを発生する素子を有する素子基板を載置するベースプレートの少なくとも一部である、請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤パターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
凹凸を有する構成部材を接合する際、接着剤パターンの形成方法として、凹版印刷法により接着剤パターンを形成する方法が知られている。特許文献１では、接合する凹凸部材表面の凹凸を反転させた凹凸を有する中間部材を、接着剤保持体に均一厚に形成された接着剤層に当接させ、中間部材の凸部で接着剤層の一部を除去した後、凹凸部材の凸部に残りの接着剤層を転写する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０に示すように、大きな反りを持つ部材２４に凸部２２を有する部材２１を接合する場合は、接合面に接着剤層２３が薄く形成されていると、両端部では隙間２５が生じる。そこで、厚い接着剤層２３ａを形成することで部材の反りを吸収し、接合部のシール性を向上させなければならない。また、接着剤層の厚み不足は接合強度の低下にもつながることがある。しかし、特許文献１に示したような接着剤パターンの形成方法では、接合面に接着剤層を厚く形成することが出来ず、接合部のシール性や接着強度を向上させることは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、大きな反りを持つ部材の接合時にも、接合部のシール性や接合強度を向上させることが可能な厚みを有する接着剤パターンの形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る接着剤パターンの形成方法は、第一の面に凸部を設けた部材であって、該凸部表面の少なくとも一部に凹部を有する第一の部材を準備する工程と、該第一の部材の前記凸部を接着剤容器内の接着剤に当接させ、前記凹部を含む前記凸部表面に接着剤を付着させる工程と、前記凸部を接着剤容器内の前記接着剤から離隔させることにより、前記凸部に垂下滴状の接着剤層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上の構成によれば、厚い接着剤パターンの形成が可能となり、大きな反りを持つ部材の接合時にも、接合部のシール性や接合強度を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る接着剤保持面に凸部を設けた部材の斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る部材の接合工程を示した断面模式図。
【図３】第１の実施形態に係る凸部に設けられた凹部の断面模式図。
【図４】凸部に設けられた凹部の変形例２を示した断面模式図。
【図５】凸部に設けられた凹部の変形例３を示した断面模式図。
【図６】第１の実施形態に係る第二の部材の変形例を示した断面模式図。
【図７】第２の実施形態に係る接着剤保持面に凸部を設けた部材の斜視図。
【図８】第２の実施形態に係る部材の接合工程を示した断面模式図。
【図９】第３の実施形態に係る部材の接合工程を示した断面模式図。
【図１０】背景技術の課題を説明するための断面模式図。
【図１１】本発明の接着剤パターンの形成方法を適用できる液体吐出ヘッドの一例を示す模式的斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施形態１
図１は本発明に係る第一の面１ａに凸部２を設けた第一の部材１の斜視図であり、（ａ）は第一の面１ａを下向き、（ｂ）は第一の面１ａを上向きに示す。図２（ａ）〜（ｄ）は、図１のＡ−Ａ断面図で、本発明を用いた部材の接合工程を示す断面模式図である。
まず、本発明では、図１に示すように、第一の面１ａに凸部２を設けた部材であって、該凸部表面の少なくとも一部に凹部３を有する第一の部材１を準備する。
【００１０】
図２（ａ）には、第一の部材１と、第一の面（接着剤保持面）１ａ上にある凸部２、そして、接着剤容器４Ｖ内に入れられた接着剤４が示されている。凸部２には、後述する垂下滴状の接着剤層４ａの形成促進を目的とした複数の凹部３が形成されている。なお、接着剤４には熱硬化型の接着剤、或いはＵＶ硬化型の接着剤を用いることができる。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ系、ウレタン系、フェノール系、メラミン系などの接着剤が挙げられる。ＵＶ硬化型の接着剤としては、アクリル系などの接着剤が挙げられる。これら接着剤は、所望の垂下滴状の接着剤層を形成できるように、その粘度を適宜調整することが好ましい。また、粘度は温度によっても変わるため、後述する凸部を接着剤と当接させる工程、あるいは垂下滴状の接着剤層を形成する工程で、接着剤が硬化しない範囲の加熱を行ってもよい。
続いて図２（ｂ）では、凸部２を接着剤容器内の接着剤４に当接させた様子を示す。当接時には複数の凹部３の内部に接着剤４が流入し、凹部３を含む凸部２の表面に接着剤４が付着する。
図２（ｃ）では第一の部材１を接着剤容器内の接着剤４から離隔させるように引き上げ、一定時間保持することで、凸部２に垂下滴状の接着剤層４ａを形成している。この際、複数の凹部３の内部に流入していた接着剤４は、第一の部材１の引き上げ後に、重力作用によって凸部２の先端部に移動する。これにより、垂下滴状の接着剤層４ａの形成が促進される。凸部２の形状、凹部３の数、大きさを調整することで、垂下滴状の接着剤層の厚み（又は高さ）４ｂを、より大きくすることが出来る。大きな反りを持つ部材の接合において接合部のシール性を向上させるためには、厚み４ｂが大きくなるよう、垂下滴状の接着剤層４ａを形成し、接合部に出来る隙間を接着剤で埋めることが重要である。
【００１１】
凸部２の形状としては、三角形の断面形状を例示したがこれに限定されず、垂下滴状の接着剤層４ａが形成可能であれば、いずれの形状でもよい。通常、第一の面１ａから凸部先端に向かって断面幅が狭くなる形状であることが好ましく、先端は平坦であっても、円弧状であってもよい。また、凸部２は、シール性を考慮する場合は、シールすべき領域を囲むように連続して形成される。シール性を考慮しない場合は、所望の接合強度が得られる範囲で分断した凸部としてもよい。さらに、凸部２は、接合する領域に複数列設けてもよい。
【００１２】
第一の部材としては、樹脂材料、金属材料、セラミック材料などいずれの材料でもよい。また、第一の部材を構造材料として使用する場合、凸部と接着剤との親和性を向上するために、凸部表面に前処理を施してもよい。このような前処理として、カップリング処理、オゾン処理などの公知の方法が採用できる。
【００１３】
なお、凹部３としては、図１のＢ−Ｂ断面図として、図３、図４、図５に示すような様々な凹部形状が考えられるが、凹部３の形状により凸部２の表面積をある程度以上に大きくすることが可能な形状であれば良い。第一の部材を接合すべき部材として使用する場合は、凸部２の強度が必要以上に低下しない範囲で凹部を設ける。たとえば、図３に示すように凹部間寸法Ｘ１に対して、凹部幅寸法Ｘ２の関係は、第一の部材１の引き上げ時に発生する接着剤４の持出し量を増やす目的から、Ｘ１＜Ｘ２が好ましい。さらに、凹部３は、凸部２の側面に限定されず、凸部２の先端に設けてもよい。その場合、凹部３内に接着剤が流入するように、凹部３内の空気を排出、流入できる機構を設けておく。
【００１４】
続いて図２（ｄ）では、第一の部材１と第二の部材５の接合が完了した様子を示している。まず、第二の部材５の接合面５ａ上に設けられたアライメントマーク６を元に、第一の部材１の下方に第二の部材５を配置し、その後、第一の部材１と第二の部材５を圧着する。そして、圧着状態を保持したまま加熱処理を行い、接着剤層４ｃを硬化させて第一の部材１と第二の部材５の接合が完了する。本実施形態では熱硬化型の接着剤を硬化させるために、１００〜１２０℃に設定したオーブンで２〜３時間の加熱処理を行ったが、硬化条件は使用する接着剤の特性に合わせて最適化すればよい。なお、第一の部材１と第二の部材５の圧着時に垂下滴状の接着剤層４ａが潰れ、接合面５ａ上に接着剤４ｃとして広がる。このとき、接合面５ａ上に凹部や凸部を設けて接着剤が必要以上に広がりすぎないようにしてもよい。例えば、図６に示すように、第二の部材５の接合面５ａ上で、凸部２に対向する場所に凹み部８を設けて対応してもよい。アライメントマーク６の形状変更によりそのような機能を持たせてもよい。
【００１５】
実施形態２
図７は第２の実施形態に係る第一の部材の斜視図であり、（ａ）は第一の面１ａを下向き、（ｂ）は第一の面１ａを上向きに示す。図８（ａ）〜（ｄ）は、図７のＣ−Ｃ断面図で、本発明を用いた部材の接合工程を示す断面模式図である。
【００１６】
図８（ａ）〜（ｄ）は、実施形態１と同様に第一の部材１と、第二の部材５を接合する工程を示したものであるが、本実施形態は、第一の部材１に貫通穴７が追加されている点で実施形態１と異なっている。その他は、実施形態１と同様であるため、同様の構成および工程は同様の符号を付して説明は簡略、または省略する。
図８（ａ）では、凸部２の先端部と、第一の部材１の第一の面１ａと対向する第二の面１ｂとが貫通穴７により連通されている。なお、この例では、第一の面１ａと第二の面１ｂとでほぼ同じ形状となるように貫通穴７を形成しているが、これに限定されず、第二の面１ｂでは、凸部２を接着剤４に当接させる際に押し出される貫通穴内の空気が抜ける程度の小さな穴であってもよい。また、第二の面１ｂ側に貫通穴７内の空気量を調整する治具を設け、貫通穴７内に流入する接着剤を多くしたり、少なくしたりすることもできる。また、貫通穴７内の空気を押し下げることで、垂下滴状の接着剤層４ａの厚み４ｂをより大きくすることもできる。
次に、図８（ｂ）では実施形態１と同様に凸部２を接着剤容器内の接着剤４に当接させているが、この際、貫通穴７は大気と連通状態であるため、複数の凹部３の内部と合わせて貫通穴７の内部にも接着剤４が流入する。
そして、図８（ｃ）のように第一の部材１を引き上げることにより、複数の凹部３の内部に流入していた接着剤４と、貫通穴７の内部に流入していた接着剤４により、垂下滴状の接着剤層４ａが形成される。
続いて図８（ｄ）では、第一の部材１と第二の部材５の接合が完了した様子を示している。その後の工程は実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１７】
実施形態３
図９（ａ）〜（ｄ）は第３の実施形態に係る部材の接合工程を示した断面模式図であり、実施形態１との違いは、凸部を有する第一の部材１を中間部材として用いて垂下滴状の接着剤層４ａを形成することである。図９（ａ）に示すように、第一の部材１には実施形態１と同様の作用を引き出すために、凸部２と複数の凹部３が設けられており、凸部２を接着剤４に当接させることで垂下滴状の接着剤層４ａを形成するが、形成方法は実施形態１と同様であるため図示しない。第一の部材１としては、実施形態２で説明した貫通穴７を有するものも使用できる。
続いて、第一の部材１に形成された垂下滴状の接着剤層４ａを、図９（ｂ）に示すように第三の部材９の接合面９ａ上に接着剤４ａ’として転写する。なお、第三の部材９の接合面９ａ上には、第一の部材１の凸部２に対応する凸部１０を設けておくことが好ましい。
その後、図９（ｃ）のように凸部１０が下面に来るよう第三の部材９を反転させ、第三の部材９の凸部１０に接着剤４ａ”を滴状に垂下させる。下に、接合させる他の部材を配置する。ここでは他の部材として便宜的に第二の部材５とする。配置方法は実施形態１と同様であるため、説明は省略する。
続いて図９（ｄ）では、第三の部材９と第二の部材５の接合が完了した様子を示している。その後の工程は実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
公知のディスペンサなどによる接着剤の塗布は、接着剤量のばらつきが生じやすいが、本実施形態に示すように、第一の部材１を中間部材として接着剤を転写する方法では、十分な量で均一な接着剤の塗布が容易に達成できる。
【００１８】
実施形態４
本発明の接着剤パターンの形成方法は、シール性、特に液体と接触する部分の接合に適したものである。液体との接触部分の接合が必要なものとして、インクジェットヘッドなどの液体吐出ヘッドを挙げることができる。インクジェットヘッドでは、インクタンクとインク供給路形成部材との接合、インク供給路形成部材と素子基板との接合、素子基板とインク流路形成部材との接合などのシール性が要求される部材間の接合に有利である。中でも、接合する２種の部材のうち、一方がセラミックなどの無機材料であり、他方が樹脂材料の場合、一方の部材に反りが発生しやすく、本発明の適用が好適である。
図２を参照して、インクジェットヘッドへの本発明の適用について説明する。
まず、２つの部材を接合して形成される部材として、インクジェットヘッドの素子基板を載置するベースプレートが挙げられる。ベースプレートの一部は樹脂材料で構成されており、他の一部はアルミナなどのセラミックで形成されている。第一の部材１としてアルミナが、第二の部材５として樹脂材料が相当する。インクジェットヘッドでは第一の部材１（アルミナ）の凸部２を形成した第一の面１ａと対向する面（紙面では第一の部材１の上面）に素子基板が載置される。なお、「素子基板」とは液体を吐出するためのエネルギーを発生する素子を有する基板である。液体を吐出するためのエネルギーを発生する素子とは、例えば、液体に膜沸騰をもたらす熱エネルギーを発生するヒータや、振動により液体に吐出エネルギーを与える圧電素子などが挙げられる。
ここで、反りの大きな部材は樹脂材料で構成される第二の部材５となり、ベースプレートは図１１に示すように、複数の素子基板Ｈ１１００を載置するために長尺な部材（Ｈ１２００）となる。そのため、第二の部材５の反り量は、最大で１ｍｍ程度となることもある。なお、ベースプレート（Ｈ１２００）には素子基板Ｈ１１００に形成されたインク供給口（不図示）に連通し、ベースプレートを貫通する流路Ｈ１２０１が形成される。各流路Ｈ１２０１は独立しており、接合面内においてもシール性が要求される。
セラミックである第一の部材５の加工は、通常のセラミック成形により容易に実施することができる。そのため、図１に示すような凹部３を備える凸部２や図７に示す貫通穴７を有する構造を容易に形成することができる。第一の部材５に形成する凸部２は各流路Ｈ１２０１を囲むように連続して形成することができる。各流路や貫通穴はレーザー加工などの方法で形成することもできる。そして、図２に示すように接着剤パターンを形成し、第一の部材（セラミック）１と第二の部材（樹脂材料）５とを接合することで、シール性に優れたベースプレートを得ることができる。
なお、ベースプレートＨ１２００は、セラミックと樹脂材料の２層に限定されず、さらに多層の構成とすることができる。したがって、接合する２種の部材は、ベースプレートの少なくとも一部となる。また、反りの発生する部材として、樹脂材料を例に挙げたが、セラミック材料においてもその製造方法によっては大きな反りが発生することがある。いずれの場合においても本発明に係る接着剤パターンの形成方法が適用できる。
【符号の説明】
【００１９】
１  第一の部材
１ａ  第一の面
１ｂ  第二の面
２  凸部
３  凹部
４  接着剤
４ａ  垂下滴状の接着剤層
４ｂ  垂下滴状の接着剤層の厚み
４ｃ  接着剤層
４Ｖ  接着剤容器
５  第二の部材
５ａ  接合面
６  アライメントマーク
７  貫通穴
Ｈ１１００  素子基板
Ｈ１２００  ベースプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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