JP6273901B2 - 接合方法、接合体の製造装置、接合体、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 - Google Patents
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Description
このような問題を解決する目的で、接着剤をフィルムに塗布した後、接合させるべき部材に接着剤を転写する方法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の方法では、前述したような問題の発生を十分に防止することができなかった。
本発明の接合方法は、熱硬化性樹脂を含む接合材料を転写媒体上に付与し膜を形成する成膜工程と、
前記接合材料に第1の加熱処理を施す第1の加熱工程と、
前記第1の加熱処理が施された前記接合材料を第1の部材に転写する転写工程と、
転写された前記接合材料が前記第1の部材と第2の部材とに挟まれた状態で第2の加熱処理を施す第2の加熱工程とを有し、
前記第1の部材の前記接合材料が付与されるべき部位の幅が5.0μm以上20μm以下であることを特徴とする。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を効率よく製造することができる接合方法を提供することができる。
これにより、最終的に得られる接合体において、第1の部材と第2の部材との間で発生する応力を緩和する作用が強くなり、剥離強度が大きく、接合の信頼性を特に高いものとすることができる。また、硬化反応時における脱ガス、硬化収縮が少ない。また、接合材料を用いて形成される接合部の耐水性、耐溶剤性、耐インク性等を特に優れたものとすることができ、接合部の膨潤率を小さいものとすることができる。このため、液体と接触する接合体の製造に好適に適用することができる。
これにより、最終的に得られる接合体において、第1の部材と第2の部材との間で発生する応力を緩和する作用が特に強くなり、剥離強度がより大きく、接合の信頼性をさらに高いものとすることができる。また、硬化反応時における脱ガス、硬化収縮が特に少ない。また、接合材料を用いて形成される接合部の耐水性、耐溶剤性、耐インク性等をさらに優れたものとすることができ、接合部の膨潤率をより小さいものとすることができる。このため、液体と接触する接合体の製造により好適に適用することができる。
このような構造を有する部材を接合する場合、従来においては、毛細管現象(キャピラリー効果)により、接合材料のはみ出し等の問題が特に顕著に発生していたが、本発明では、このような構造を有する部材を接合する場合であっても、前記のような問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第1の部材の接合材料が付与されるべき部位が管構造を有する部位に隣接するものである場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しによる影響を特に受けやすいものであった。特に、インクジェットヘッドのインクの流路において目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しがあると、インクによって接合部が膨潤する等して接合部の接合強度が低下したり、インクジェットヘッドの変形によりインクの吐出の安定性が低下する等の問題が発生する。また、接合材料が撥液性材料で、インクによる膨潤の問題がない場合であっても、インクジェットヘッドのインクの流路において目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しがあると、その部位がインクをはじいてしまい、やはり、インクの吐出の安定性が低下するという問題があった。これに対し、本発明では、目的の部位に選択的に接合部を設けることができるため、インクジェットヘッドに適用した場合であっても、前記の問題の発生を効果的に防止することができる。以上のようなことから、インクジェットヘッドに適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。
本発明の接合方法では、前記転写工程において、前記第1の部材の前記接合材料が付与されるべき部位に対応する形状、パターンで、前記第1の加熱処理が施された接合材料の一部を前記第1の部材に転写することが好ましい。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を効率よく製造することができる接合体の製造装置を提供することができる。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を提供することができる。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を提供することができる。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しによる影響を特に受けやすいものであった。特に、インクジェットヘッドのインクの流路において目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しがあると、インクによって接合部が膨潤する等して接合部の接合強度が低下したり、インクジェットヘッドの変形によりインクの吐出の安定性が低下する等の問題が発生する。また、接合材料が撥液性材料で、インクによる膨潤の問題がない場合であっても、インクジェットヘッドのインクの流路において目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しがあると、その部位がインクをはじいてしまい、やはり、インクの吐出の安定性が低下するという問題があった。これに対し、本発明では、目的の部位に選択的に接合部を設けることができるため、インクジェットヘッドに適用した場合であっても、前記の問題の発生を効果的に防止することができる。以上のようなことから、インクジェットヘッドに適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体(インクジェットヘッド)を備えるインクジェットヘッドユニットを提供することができる。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体(インクジェットヘッド)を備えるインクジェット式記録装置を提供することができる。
まず、本発明の接合体の製造装置、および、接合方法について説明する。
接合材料の付与方法としては、例えば、スタンプ法、刷毛塗り等の各種方法を採用することができる。
また、接合材料の付与方法としては、転写法を採用することもできる。
以下の説明では、転写法により、接合材料を付与する場合について中心に説明する。
図1に示すように、接合体P10の製造装置M100は、熱硬化性樹脂を含む接合材料P3を転写媒体P4上に付与し膜を形成する成膜部M1と、転写媒体P4に付与された接合材料P3に第1の加熱処理を施す第1の加熱処理部M2と、第1の加熱処理が施された接合材料P3を第1の部材P1に転写する転写部M3と、転写された接合材料P3が第1の部材P1と第2の部材P2とに挟まれた状態で第2の加熱処理を施す第2の加熱処理部M4と、第1の部材P1を搬送する搬送手段M5と、転写媒体P4を送り出すローラー(送り出しローラー)M6と、転写媒体P4を巻き取るローラー(巻取りローラー)M7とを備えている。
成膜部M1は、転写媒体P4に接合材料P3を付与する接合材料付与手段M11と、接合材料付与手段M11により付与された接合材料P3を平坦化し、膜状とする平坦化手段(スキージー)M12と、平坦化する際に転写媒体P4を平坦化手段(スキージー)M12が設けられた側の面とは反対の面側から支持する支持部材(支持台)M13とを備えている。
支持部材(支持台)M13は、平坦化する際に、転写媒体P4を、平坦化手段(スキージー)M12が設けられた側の面とは反対の面側から支持する機能を有する。
これにより、成膜工程における転写媒体P4の不本意な変形(撓み)を効果的に防止することができ、形成される接合材料P3の膜を、より確実に膜厚の均一性の高いものとすることができる。
接合材料P3を構成する熱硬化性樹脂としては、シリコーンゴム、付加型、縮合型のシリコーンレジン、エポキシレジン、アクリルレジン等が挙げられるが、付加型シリコーンレジンであるのが好ましい。
これにより、最終的に得られる接合体P10において、第1の部材P1と第2の部材P2との間で発生する応力を緩和する作用が強くなり、剥離強度が大きく、接合の信頼性を特に高いものとすることができる。
また、接合材料P3を用いて形成される接合部P5の耐水性、耐溶剤性、耐インク性等を特に優れたものとすることができ、接合部P5の膨潤率を小さいものとすることができる。このため、液体と接触する接合体P10の製造に好適に適用することができる。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
触媒としては、例えば、Pt触媒、Al錯体、Fe錯体、ロジウム錯体等を用いることができる。
これにより、成膜工程における接合材料P3の流動性を特に優れたものとし、形成すべき膜が比較的薄いものであっても、厚さの均一性が特に高いものとして形成することができる。
これにより、接合材料P3の離型性を優れたものとし、転写工程での処理をより円滑に行うことができ、接合体P10の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位からの接合部P5のはみ出し等をより効果的に防止することができるとともに、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。
第1の加熱処理が施されることにより、熱硬化性樹脂の硬化反応が一部進行し(熱硬化性樹脂が仮硬化し)、接合材料P3の粘度が上昇し、形状の安定性が向上する。その結果、後の転写工程において、接合材料P3が不本意な変形をすること等が効果的に防止され、所望の形状、パターンで、接合材料P3を転写することができる。その結果、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位に選択的に接合部P5を設けることができる。
図示の構成では、第1の加熱手段M21が転写媒体P4上の接合材料P3の外表面側(転写媒体P4に対向する面とは反対の面側)に設けられており、当該面側から加熱をしているが、第1の加熱手段M21の設置部位は、特に限定されず、転写媒体P4の接合材料P3が付与された面とは反対の面側(背面側)であってもよい。また、複数個の第1の加熱手段M21を用いてもよく、例えば、第1の加熱手段M21は、接合材料P3が付与された転写媒体P4の両面側に配置されていてもよい。
これにより、第1の加熱処理後の接合材料P3の形状の安定性を特に優れたものとしつつ、第2の加熱工程での第2の部材P2との接合強度を十分に優れたものとすることができる。また、第1の加熱処理の処理時間を比較的短いものとすることができるため、接合体P10の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、第1の加熱処理後の接合材料P3の形状の安定性を特に優れたものとしつつ、第2の加熱工程での第2の部材P2との接合強度を十分に優れたものとすることができる。また、接合体P10の生産性を特に優れたものとすることができる。
なお、第1の加熱処理は、一定の条件で行うものであってもよいし、当該処理中に条件を変化させてもよい。
転写工程で転写される接合材料P3は、前述した第1の加熱処理により、粘度が上昇し、形状の安定性が向上したものである。したがって、転写工程で、接合材料P3が不本意な変形をすること等が効果的に防止され、所望の形状、パターンで、接合材料P3を転写することができる。その結果、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位に選択的に接合部P5を設けることができる。また、接合材料P3の形状の安定性が向上しているため、転写工程において、比較的強い圧力で、接合材料P3と第1の部材P1とを密着させても、接合材料P3の不本意な変形を効果的に防止することができる。したがって、接合材料P3が転写された後の状態において、第1の部材P1と転写される接合材料P3との密着性を特に優れたものとすることができ、第1の部材P1と接合材料P3との間に不本意な隙間等が発生することを効果的に防止することができる。このようなことから、接合体P10における第1の部材P1と接合部P5との接合の信頼性を特に優れたものとし、接合体P10全体としての耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
これにより、転写工程における接合材料P3の不本意な変形をより確実に防止することができ、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位からの接合部P5のはみ出し等をより効果的に防止することができる。
これにより、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位からの接合部P5のはみ出し等をより効果的に防止することができるとともに、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。
このように押圧力を比較的大きいものとすることにより、接合材料P3と第1の部材P1との密着性を特に優れたものとすることができる。また、転写工程に先立って、第1の加熱工程が行われているため、このように押圧力を比較的大きいものとした場合であっても、接合材料P3の不本意な変形は確実に防止される。したがって、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位からの接合部P5のはみ出し等をより効果的に防止することができるとともに、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。
このように、接合材料が付与される部位(接合されるべき部位)の幅が小さい場合、従来においては、接合材料のはみ出し等の問題が特に顕著に発生していたが、本発明では、このように、接合材料が付与される部位(接合されるべき部位)の幅が十分に小さい場合であっても、前記のような問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第1の部材P1の接合材料P3が付与されるべき部位の幅が前記範囲内の値である場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。
このような構造を有する部材を接合する場合、従来においては、毛細管現象により、接合材料のはみ出し等の問題が特に顕著に発生していたが、本発明では、このような構造を有する部材を接合する場合であっても、前記のような問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第1の部材P1の接合材料P3が付与されるべき部位が管構造を有する部位に隣接するものである場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。
第2の加熱処理により、接合材料P3を構成する熱硬化性樹脂が本硬化し、接合部P5が形成される。これにより、第1の部材P1と第2の部材P2とが接合部P5を介して結合した接合体P10が得られる。
このように押圧力を比較的大きいものとすることにより、接合材料P3と第2の部材P2との密着性、接合材料P3と第1の部材P1との密着性を特に優れたものとすることができる。また、第2の加熱工程に先立って、第1の加熱工程が行われているため、このように押圧力を比較的大きいものとした場合であっても、接合材料P3の不本意な変形は確実に防止される。したがって、最終的に得られる接合体P10において、目的の部位からの接合部P5のはみ出し等をより効果的に防止することができるとともに、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。
これにより、第1の部材P1、第2の部材P2の構成材料の劣化等を確実に防止しつつ、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。また、第2の加熱処理の処理時間を比較的短いものとすることができるため、接合体P10の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、第1の部材P1、第2の部材P2の構成材料の劣化等を確実に防止しつつ、接合体P10における接合強度を特に優れたものとすることができる。また、接合体P10の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、接合材料P3(接合部P5)の不本意な変形をより効果的に防止しつつ、接合体P10における第2の部材P2と接合部P5との接合の信頼性、第1の部材P1と接合部P5との接合の信頼性を特に優れたものとし、接合体P10全体としての耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
前述したような本発明の接合体の製造装置、接合方法によれば、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を効率よく製造することができる。
次に、本発明の接合体について説明する。
本発明の接合体は、前述したような本発明の接合方法、本発明の接合体の製造装置を用いて製造されたものである。
これにより、目的の部位に選択的に接合材料が付与されることにより接合された接合体を提供することができる。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しによる影響を特に受けやすいものであった。
特に、インクジェットヘッドのインクの流路において目的とする部位からの接合材料(接合部)のはみ出しがあると、インクによって接合部が膨潤する等して接合部の接合強度が低下したり、インクジェットヘッドの変形によりインクの吐出の安定性が低下する等の問題が発生する。
図2は、本発明を適用したインクジェットヘッドの好適な実施形態を模式的に示す断面図、図3は、本発明を適用したインクジェットヘッドの他の好適な実施形態を模式的に示す断面図、図4は、図3に示すインクジェットヘッドのケースの底面図である。
である。
このインクジェットヘッド100は、図示しないインク流路を介してインク溜め87にインクが供給される。ここで、下電極83と上電極85とを介して、圧電体薄膜84に電圧を印加すると、圧電体薄膜84が変形してインク溜め87内を負圧にし、インクに圧力を加える。この圧力によって、インクがノズルから吐出され、インクジェット記録を行う。
また、ケース40の流路形成基板10側とは反対側の面には、後述するフレキシブルプリント基板50の各配線層51がそれぞれ接続される複数の導電パッド71が設けられた配線基板70が固定されている。配線基板70には、ケース40の圧電素子収容部43に対向する領域にスリット状の開口部72が形成されており、圧電素子収容部43は、かかる開口部72により外部空間に連通されている。そして、かかる圧電素子収容部43内に、圧電素子35を備える圧電素子ユニット30が収容されている。
各圧電素子35は、本実施形態では一つの圧電素子ユニット30において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料31と電極形成材料32,33とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材34を形成し、この圧電素子形成部材34を各圧力発生室11に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子35が形成されている。つまり、本実施形態では、複数の圧電素子35が一体的に形成されている。そして圧電素子35は、先端部が振動部材15の島部15cに接着剤(接合剤)で接合されるとともに、振動に寄与しない不活性領域となっている基端部側で固定基板36に固着されている。このように圧電素子35が固着された固定基板36は、圧電素子収容部43の段差部45でケース40に接合されている。これにより圧電素子ユニット30は、ケース40の圧電素子収容部43に収容されて固定されている。
そして本実施形態のインクジェットヘッド100では、図4に示すように、圧電素子収容部43と空間部42とが連通路46によって連通されている。
上記のようなインクジェットヘッドの構成部材を接合する接合部の形成に本発明を適用することができる。
次に、本発明のインクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置について説明する。
図7に示すように、インクジェット式記録装置1000は、インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)91Aおよび91Bと、カートリッジ92Aおよび92Bと、キャリッジ93と、装置本体94と、キャリッジ軸95と、駆動モーター96と、タイミングベルト97と、プラテン98とを備えている。
また、本発明の製造装置において、各構成の配置は、前述したようなものに限定されない。
また、本発明の製造装置は、接合材料の転写後の転写媒体を清掃する清掃手段を有するものであってもよい。これにより、転写媒体を繰り返し好適に利用することができ、接合体の生産コストの低減や、省資源の観点から有利である。
また、本発明の接合方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。
また、前記の説明では、接合体としてインクジェットヘッドについて代表的に説明したが、本発明の接合体は、インクジェットヘッド以外のものであってもよく、例えば、MEMS、光学素子等にも好適に適用することができる。これらも、微細な構造を有するものであるため、本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。
Claims (12)
- 熱硬化性樹脂を含む接合材料を転写媒体上に付与し膜を形成する成膜工程と、
前記接合材料に第1の加熱処理を施す第1の加熱工程と、
前記第1の加熱処理が施された前記接合材料を第1の部材に転写する転写工程と、
転写された前記接合材料が前記第1の部材と第2の部材とに挟まれた状態で第2の加熱処理を施す第2の加熱工程とを有し、
前記第1の部材の前記接合材料が付与されるべき部位の幅が5.0μm以上20μm以下であることを特徴とする接合方法。 - 前記接合材料は、付加型シリコーンレジンを含むものである請求項1に記載の接合方法。
- 前記接合材料は、メチル系ストレートシリコーンレジン、フェニル系シリコーンレジンおよび変性シリコーンレジンよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものである請求項1または2に記載の接合方法。
- 前記第1の部材の前記接合材料が付与されるべき部位は、管構造を有する部位に隣接するものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の接合方法。
- 前記第1の部材に、前記接合材料による接合部が形成されてなる接合体は、インクジェットヘッドである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の接合方法。
- 前記転写工程において、前記第1の部材の前記接合材料が付与されるべき部位に対応する形状、パターンで、前記第1の加熱処理が施された接合材料の一部を前記第1の部材に転写する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の接合方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法を行うものであることを特徴とする接合体の製造装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の接合方法を用いて製造されたことを特徴とする接合体。
- 請求項7に記載の製造装置を用いて製造されたことを特徴とする接合体。
- 接合体は、インクジェットヘッドである請求項8または9に記載の接合体。
- 請求項10に記載の接合体を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
- 請求項11に記載のインクジェットヘッドユニットを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
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