JPH0811313A - インクジェットプリントヘッドの均一加圧接合方法 - Google Patents
インクジェットプリントヘッドの均一加圧接合方法Info
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- JPH0811313A JPH0811313A JP14935294A JP14935294A JPH0811313A JP H0811313 A JPH0811313 A JP H0811313A JP 14935294 A JP14935294 A JP 14935294A JP 14935294 A JP14935294 A JP 14935294A JP H0811313 A JPH0811313 A JP H0811313A
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- uniform pressure
- elastic body
- bonding method
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 インクジェットプリントヘッドは、板厚１０
〜５０μｍのステンレスあるいはＮｉの薄板及びそれら
を固定する部材の組み合わせからなり、それぞれインク
流路を形成する複雑な穴形状を持つ。本発明の目的は、
上記部品の半田付け接合にあたり、均一な面内加圧分布
を与えることにより、インク流路への半田材のはみ出し
を皆無または再現良く制御でき、未接合部も生じること
なく接合できる方法を提供するにある。 【構成】 板厚１０〜５０μｍのステンレスあるいはＮ
ｉの薄板及びこれらを固定する部材の組み合わせからな
る被接合物３，４，５の接合部に、弾性率が５×１０~5
Ｐａ〜１×１０~3Ｐａの範囲にある弾性体６をセット
し、予め所定の温度に加熱保持された治具１を押し当て
て接合する。
〜５０μｍのステンレスあるいはＮｉの薄板及びそれら
を固定する部材の組み合わせからなり、それぞれインク
流路を形成する複雑な穴形状を持つ。本発明の目的は、
上記部品の半田付け接合にあたり、均一な面内加圧分布
を与えることにより、インク流路への半田材のはみ出し
を皆無または再現良く制御でき、未接合部も生じること
なく接合できる方法を提供するにある。 【構成】 板厚１０〜５０μｍのステンレスあるいはＮ
ｉの薄板及びこれらを固定する部材の組み合わせからな
る被接合物３，４，５の接合部に、弾性率が５×１０~5
Ｐａ〜１×１０~3Ｐａの範囲にある弾性体６をセット
し、予め所定の温度に加熱保持された治具１を押し当て
て接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリント
ヘッドに用いられる薄板積層プリントヘッドの接合方法
に関するものである。
ヘッドに用いられる薄板積層プリントヘッドの接合方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステンレス製あるいはＮｉ製の厚
さ１０〜５０μｍの薄板及びそれらを固定する部材から
なるインクジェットプリントヘッドの接合は、有機系接
着剤で行っていた。
さ１０〜５０μｍの薄板及びそれらを固定する部材から
なるインクジェットプリントヘッドの接合は、有機系接
着剤で行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、有
機系の接着剤がインク及び熱サイクルにより劣化し、イ
ンクもれを生ずる等、耐久性に問題があった。
機系の接着剤がインク及び熱サイクルにより劣化し、イ
ンクもれを生ずる等、耐久性に問題があった。
【０００４】この問題を解決するため、半田付けによる
金属的な接合が考えられる。
金属的な接合が考えられる。
【０００５】ここで、前記プリントヘッドは高精度が要
求され、インク流路を形成する穴形状も複雑なため、半
田材は被接合部材上にメッキ等により形成する。また、
接合においては、印字時に混色発生の原因となるインク
流路間のリークを防止するため、流路間の接合面が全面
均一に接合される必要がある。
求され、インク流路を形成する穴形状も複雑なため、半
田材は被接合部材上にメッキ等により形成する。また、
接合においては、印字時に混色発生の原因となるインク
流路間のリークを防止するため、流路間の接合面が全面
均一に接合される必要がある。
【０００６】前記薄板のうちステンレス製のものはエッ
チングで、Ｎｉ製のものは電鋳でつくり、これら薄板を
固定する部材は機械加工でつくるが、いずれも数μｍ〜
数十μｍの表面の凹凸は避けられない。従って、接合面
内加圧分布が均一でなく、インク流路へ溶融した半田材
がはみ出したり、逆に未接合部を生じる場合がある。こ
れらは、印字特性のバラツキの要因となる。そして、最
悪の場合、流路の目づまりによる未噴射または流路間の
リークによる混色を生じてしまう。
チングで、Ｎｉ製のものは電鋳でつくり、これら薄板を
固定する部材は機械加工でつくるが、いずれも数μｍ〜
数十μｍの表面の凹凸は避けられない。従って、接合面
内加圧分布が均一でなく、インク流路へ溶融した半田材
がはみ出したり、逆に未接合部を生じる場合がある。こ
れらは、印字特性のバラツキの要因となる。そして、最
悪の場合、流路の目づまりによる未噴射または流路間の
リークによる混色を生じてしまう。
【０００７】この対策として、一般に銅もしくはステン
レス製の治具で高荷重をかけて、未接合部が生ずること
を防止する方法が考えられるが、接合装置が大がかりな
ものになり、また高荷重をかけても加圧力分布は不均一
なため、溶融半田のはみ出しにバラツキが生じ、やはり
印字特性のバラツキとなる。
レス製の治具で高荷重をかけて、未接合部が生ずること
を防止する方法が考えられるが、接合装置が大がかりな
ものになり、また高荷重をかけても加圧力分布は不均一
なため、溶融半田のはみ出しにバラツキが生じ、やはり
印字特性のバラツキとなる。
【０００８】また、弾性体としては、耐熱性の高いポリ
イミドやテフロンのフィルムを使用すれば３６０℃程度
までの半田付けに十分耐えられるが、加圧力の均一化の
点では不十分である。ゴム系の弾性体を用いる方法も考
えられるが、耐熱性は連続使用可能温度が２５０℃以下
であり、有機系接着剤には対応できるものの、半田付け
でこれ以上の温度に長時間加熱すると劣化してしまい、
弾性体としての役目を果たさなくなる。
イミドやテフロンのフィルムを使用すれば３６０℃程度
までの半田付けに十分耐えられるが、加圧力の均一化の
点では不十分である。ゴム系の弾性体を用いる方法も考
えられるが、耐熱性は連続使用可能温度が２５０℃以下
であり、有機系接着剤には対応できるものの、半田付け
でこれ以上の温度に長時間加熱すると劣化してしまい、
弾性体としての役目を果たさなくなる。
【０００９】本発明の目的は、簡便な方式で、半田付け
時の接合面内加圧分布を均一にして、インク流路への半
田材のはみ出しを皆無または再現良く制御でき、未接合
部を生じない接合法を提供するにある。
時の接合面内加圧分布を均一にして、インク流路への半
田材のはみ出しを皆無または再現良く制御でき、未接合
部を生じない接合法を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
すべく、弾性率が５×１０~5Ｐａ〜１×１０~3Ｐａの範
囲にある弾性体を加熱加圧治具の一部にセットして接合
する方式とした。加圧力を均一化するためには、上記弾
性率の範囲が適当である。この範囲より高い場合、弾性
体としてそれ自身が十分に変形せず、一方低い場合は逆
に薄板を変形させることができず、いずれも加圧力の均
一化が不十分となる。
すべく、弾性率が５×１０~5Ｐａ〜１×１０~3Ｐａの範
囲にある弾性体を加熱加圧治具の一部にセットして接合
する方式とした。加圧力を均一化するためには、上記弾
性率の範囲が適当である。この範囲より高い場合、弾性
体としてそれ自身が十分に変形せず、一方低い場合は逆
に薄板を変形させることができず、いずれも加圧力の均
一化が不十分となる。
【００１１】弾性体は、被接合部の接合面の凹凸すなわ
ち寸法バラツキを吸収し、面内加圧分布を均一にするク
ッション材の役目を果たす。シリコンゴムは弾性率が上
記範囲に入るものであって、しかもゴム系の中では耐熱
性も高いので、本接合に用いる弾性体として選んだ。こ
れに替わるものとしては、フッ素ゴム、ポリイミドシリ
コン（信越化学工業製：Ｘ−４５−０５０）、ポリエー
テルサルフォン（三井東圧化学製：スーパーエンプラＰ
ＥＳ）、ポリエーテルケトン（三井東圧化学製：スーパ
ーエンプラＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート
（大日本インキ化学製：プラナック）、ポリフェニレン
サルファイト（大日本インキ化学製：ライトン）、シリ
コン／プラスチック積層フィルム（ビオテック製）等が
ある。
ち寸法バラツキを吸収し、面内加圧分布を均一にするク
ッション材の役目を果たす。シリコンゴムは弾性率が上
記範囲に入るものであって、しかもゴム系の中では耐熱
性も高いので、本接合に用いる弾性体として選んだ。こ
れに替わるものとしては、フッ素ゴム、ポリイミドシリ
コン（信越化学工業製：Ｘ−４５−０５０）、ポリエー
テルサルフォン（三井東圧化学製：スーパーエンプラＰ
ＥＳ）、ポリエーテルケトン（三井東圧化学製：スーパ
ーエンプラＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート
（大日本インキ化学製：プラナック）、ポリフェニレン
サルファイト（大日本インキ化学製：ライトン）、シリ
コン／プラスチック積層フィルム（ビオテック製）等が
ある。
【００１２】接合部の構成は、一般的には、加熱加圧治
具／薄板を固定する部材／薄板（数枚）／弾性体／加熱
加圧治具の順になる。
具／薄板を固定する部材／薄板（数枚）／弾性体／加熱
加圧治具の順になる。
【００１３】上記シリコンゴムは、厚さ０.５〜３.０ｍ
ｍが良い。０.５ｍｍ以下では弾性体としての効果が不
十分である。一方、３.０ｍｍ以上としても加圧力の均
一化の効果は向上せず、逆に熱の伝達が不十分になり、
またガスの発生量も多くなるなど接合部に悪影響を及ぼ
す可能性がある。
ｍが良い。０.５ｍｍ以下では弾性体としての効果が不
十分である。一方、３.０ｍｍ以上としても加圧力の均
一化の効果は向上せず、逆に熱の伝達が不十分になり、
またガスの発生量も多くなるなど接合部に悪影響を及ぼ
す可能性がある。
【００１４】そして、接合加熱時には長時間シリコンゴ
ムを２５０℃以上の高温状態に長時間保持しない方式が
必要である。従って、加熱方式は、接合面を位置あわせ
した後、予め所定の温度に加熱保持された治具を押し当
てて、被接合部が所定の温度に到達後冷却するものであ
る。この時、最高加熱温度は３６０℃である。これ以上
ではシリコンゴムが急激に劣化し、均一加圧の効果が不
十分でしかも繰返し使用できない。また、シリコンゴム
の２５０℃以上での保持時間は５分／回とする。この時
間内であれば、少なくとも２０回以上シリコンゴムを繰
返し使用できる。接合雰囲気はシリコンゴムの酸化を防
止するため、真空中もしくは不活性ガス中が良い。
ムを２５０℃以上の高温状態に長時間保持しない方式が
必要である。従って、加熱方式は、接合面を位置あわせ
した後、予め所定の温度に加熱保持された治具を押し当
てて、被接合部が所定の温度に到達後冷却するものであ
る。この時、最高加熱温度は３６０℃である。これ以上
ではシリコンゴムが急激に劣化し、均一加圧の効果が不
十分でしかも繰返し使用できない。また、シリコンゴム
の２５０℃以上での保持時間は５分／回とする。この時
間内であれば、少なくとも２０回以上シリコンゴムを繰
返し使用できる。接合雰囲気はシリコンゴムの酸化を防
止するため、真空中もしくは不活性ガス中が良い。
【００１５】
【作用】前記厚さの弾性体を接合部にセットし、予め所
定の温度に加熱した治具を押し当てる方式で接合したプ
リントヘッドは、均一な接合面内加圧分布が得られるの
で、インク流路に未接合部を生じることがなく、部分的
に半田材がはみ出すこともない。従って、安定した印字
特性が得られる。
定の温度に加熱した治具を押し当てる方式で接合したプ
リントヘッドは、均一な接合面内加圧分布が得られるの
で、インク流路に未接合部を生じることがなく、部分的
に半田材がはみ出すこともない。従って、安定した印字
特性が得られる。
【００１６】
【実施例】以下本発明を実施例図面を参照して説明す
る。
る。
【００１７】〔実施例１〕図１は、本発明接合法の加熱
加圧接合部断面の概略図、図２は、本発明接合法を適用
したプリントヘッド用薄板及び薄板を固定する部材の形
状である。
加圧接合部断面の概略図、図２は、本発明接合法を適用
したプリントヘッド用薄板及び薄板を固定する部材の形
状である。
【００１８】本実施例では、プリントヘッドを構成す
る、ダイアフラム３（ＳＵＳ３０４、板厚２０μｍ）、
リストリクタ４（ＳＵＳ３０４、板厚５０μｍ）、フィ
ルタ５（Ｎｉ、板厚２０μｍ）の３枚の薄板及びそれら
を固定する部材であるハウジング２（Ａｌ−１２Ｓｉ、
板厚８ｍｍ）を接合した。
る、ダイアフラム３（ＳＵＳ３０４、板厚２０μｍ）、
リストリクタ４（ＳＵＳ３０４、板厚５０μｍ）、フィ
ルタ５（Ｎｉ、板厚２０μｍ）の３枚の薄板及びそれら
を固定する部材であるハウジング２（Ａｌ−１２Ｓｉ、
板厚８ｍｍ）を接合した。
【００１９】これらの被接合物は、すべて図示しない金
−２０ｗｔ％錫半田めっきを全面に５μｍ施している。
なお、半田の融点は２８０℃である。
−２０ｗｔ％錫半田めっきを全面に５μｍ施している。
なお、半田の融点は２８０℃である。
【００２０】次に、上記部品を図１に示すように、上か
ら銅製加熱加圧治具１、ハウジング２、ダイアフラム
３、リストリクタ４、フィルタ５、弾性体６、銅製加熱
加圧治具７の順にセットした。ここで、被接合部材及び
弾性体は銅製加熱加圧治具７から離してバネで浮かせた
ホルダ１０上に保持されている。弾性体は厚さ１ｍｍの
シリコンゴムを用いた。
ら銅製加熱加圧治具１、ハウジング２、ダイアフラム
３、リストリクタ４、フィルタ５、弾性体６、銅製加熱
加圧治具７の順にセットした。ここで、被接合部材及び
弾性体は銅製加熱加圧治具７から離してバネで浮かせた
ホルダ１０上に保持されている。弾性体は厚さ１ｍｍの
シリコンゴムを用いた。
【００２１】これらを１０~2Ｔｏｒｒ台の真空中にセッ
トし、加熱加圧治具１、８を予め２９０℃に加熱保持し
た後、１０ｋｇｆ／ｃｍ2の加圧力で上下から押し当て
て接合する。その状態で６０秒間保持後、ヒータをＯＦ
Ｆしそのまま冷却する。
トし、加熱加圧治具１、８を予め２９０℃に加熱保持し
た後、１０ｋｇｆ／ｃｍ2の加圧力で上下から押し当て
て接合する。その状態で６０秒間保持後、ヒータをＯＦ
Ｆしそのまま冷却する。
【００２２】銅製加熱加圧治具１は放熱性が高い。従っ
て、該銅製加熱加圧治具１はそれ自体が自然冷却される
と共に、シリコンゴムの熱も吸収して放熱する。そし
て、該シリコンゴムは前記銅製加熱加圧治具１と共に、
約１８０秒間で２５０℃以下に冷却される。その結果、
半田はみ出しがなく、未接合部も生じない良好な接合部
が得られることがわかった。
て、該銅製加熱加圧治具１はそれ自体が自然冷却される
と共に、シリコンゴムの熱も吸収して放熱する。そし
て、該シリコンゴムは前記銅製加熱加圧治具１と共に、
約１８０秒間で２５０℃以下に冷却される。その結果、
半田はみ出しがなく、未接合部も生じない良好な接合部
が得られることがわかった。
【００２３】〔実施例２〕実施例１と同様の被接合物を
用い、同様に被接合物全面に鉛−５ｗｔ％錫半田を５μ
ｍめっきした。
用い、同様に被接合物全面に鉛−５ｗｔ％錫半田を５μ
ｍめっきした。
【００２４】次に図３に示すように、銅製加熱加圧治具
１、ハウジング２、ダイアフラム３、リストリクタ４、
フィルタ５、銅製加熱加圧治具８の順にセットした。こ
こで、被接合部材及び弾性体は実施例１と同様に銅製加
熱加圧治具８から離してバネで浮かせたホルダ１０上に
保持されている。シリコンゴムは厚さ１ｍｍである。こ
れらを１０~2Ｔｏｒｒ台の真空中にセットし、加熱加圧
治具を予め３４０℃に保持した後、１０ｋｇｆ／ｃｍ2
の加圧力で上下から押し当てて接合する。この状態で６
０秒間保持した後、ヒータをＯＦＦし、被接合物及び弾
性体にＮ2ガスを吹き付け冷却する。冷却後約１８０秒
でシリコンゴムは２５０℃以下となる。その結果、実施
例１と同様に良好な接合部が得られた。
１、ハウジング２、ダイアフラム３、リストリクタ４、
フィルタ５、銅製加熱加圧治具８の順にセットした。こ
こで、被接合部材及び弾性体は実施例１と同様に銅製加
熱加圧治具８から離してバネで浮かせたホルダ１０上に
保持されている。シリコンゴムは厚さ１ｍｍである。こ
れらを１０~2Ｔｏｒｒ台の真空中にセットし、加熱加圧
治具を予め３４０℃に保持した後、１０ｋｇｆ／ｃｍ2
の加圧力で上下から押し当てて接合する。この状態で６
０秒間保持した後、ヒータをＯＦＦし、被接合物及び弾
性体にＮ2ガスを吹き付け冷却する。冷却後約１８０秒
でシリコンゴムは２５０℃以下となる。その結果、実施
例１と同様に良好な接合部が得られた。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、弾性率が５×１０~5Ｐ
ａ〜１×１０~3Ｐａの範囲にある弾性体を接合部にセッ
トし、予め所定の温度に加熱保持した治具で加熱加圧す
るので、被接合物の接合面の凹凸を吸収し、均一な面内
加圧分布の状態で接合できる。従って、インク流路に未
接合部を生じることがなく、また均一に加圧されるので
部分的に半田材がはみ出すことがなく、常に安定した接
合状態が得られる。また、弾性体としてシリコンゴムを
用いた場合には２０回以上繰返し使用できる。
ａ〜１×１０~3Ｐａの範囲にある弾性体を接合部にセッ
トし、予め所定の温度に加熱保持した治具で加熱加圧す
るので、被接合物の接合面の凹凸を吸収し、均一な面内
加圧分布の状態で接合できる。従って、インク流路に未
接合部を生じることがなく、また均一に加圧されるので
部分的に半田材がはみ出すことがなく、常に安定した接
合状態が得られる。また、弾性体としてシリコンゴムを
用いた場合には２０回以上繰返し使用できる。
【図１】 本発明を適用した加熱加圧接合部断面の概略
図の一例である。
図の一例である。
【図２】 本発明を適用したプリントヘッド用薄板及び
薄板を固定する部材の形状である。
薄板を固定する部材の形状である。
１は銅製加熱加圧治具、２はハウジング、３はダイアフ
ラム、４はリストリクタ、５はフィルタ、６は弾性体
（シリコンゴム）、７は銅製加熱加圧治具、８は冷却用
Ｎ2噴出ノズル、９はインク流路、１０はホルダであ
る。
ラム、４はリストリクタ、５はフィルタ、６は弾性体
（シリコンゴム）、７は銅製加熱加圧治具、８は冷却用
Ｎ2噴出ノズル、９はインク流路、１０はホルダであ
る。
Claims (7)
- 【請求項１】 薄板積層構造のインクジェットプリント
ヘッドを製造するための接合方法であって、前記薄板及
び薄板を固定する部材を、弾性率が５×１０~5Ｐａ〜１
×１０~3Ｐａの範囲にある弾性体を介して金属接合する
ことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの均一
加圧接合方法。 - 【請求項２】 前記弾性体がシリコンゴムであることを
特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッ
ドの均一加圧接合方法。 - 【請求項３】 前記弾性体の厚さを０.５〜３.０ｍｍと
することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプ
リントヘッドの均一加圧接合方法。 - 【請求項４】 前記金属接合が半田付けであることを特
徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッド
の均一加圧接合方法。 - 【請求項５】 予め所定温度に加熱保持された治具を上
記薄板及び薄板を固定する部材と弾性体に押しつけ、半
田材の溶融温度に加熱し半田付けすることを特徴とする
請求項４記載のインクジェットプリントヘッド均一加圧
接合方法。 - 【請求項６】 半田付け時の最高加熱温度は３６０℃以
下で、接合雰囲気は真空中もしくは不活性ガス中である
ことを特徴とする請求項５記載のインクジェットプリン
トヘッドの均一加圧接合方法。 - 【請求項７】 一回の半田付け時に、上記弾性体が２５
０℃以上に保持される時間が３００秒以下であることを
特徴とする請求項５記載のインクジェットプリントヘッ
ドの弾性体による均一加圧接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14935294A JPH0811313A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | インクジェットプリントヘッドの均一加圧接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14935294A JPH0811313A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | インクジェットプリントヘッドの均一加圧接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811313A true JPH0811313A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15473254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14935294A Pending JPH0811313A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | インクジェットプリントヘッドの均一加圧接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010125486A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Denso Corp | 半田付け用真空加熱装置 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14935294A patent/JPH0811313A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010125486A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Denso Corp | 半田付け用真空加熱装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011023 |