JP2000190502A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、小型化された長尺の記録ヘッドにお
いて、封止部材によりノズル詰まりを生じさせることな
く、安定的に封止することができ、高画質で低コストの
インクジェット記録ヘッド及びその製造方法を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】本発明は、記録信号に応じて吐出エネルギ
ーを発生するエネルギー発生素子を複数有する第１の基
板と、前記第１の基板のエネルギー発生素子各々に対応
するようにノズル部及びオリフィスと該各ノズルにイン
クを供給するための共通液室を有する第２の基板とを備
え、前記第１の基板と第２の基板とを付勢手段を介して
密着させて重ねあわせ、これらの第１及び第２の基板の
周囲を封止部材で封止してなるインクジェット記録ヘッ
ドまたはその製造方法において、前記共通液室を構成す
る液室壁のノズル近傍部に切り欠きを設け、前記共通液
室周りを封止する封止部材と前記ノズル近傍を封止する
封止部材とを、粘度に差を有する封止部材で封止するよ
うにしたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】液体を噴射し記録を行うイン
クジェット記録ヘッド及びその製造方法に関するもの
で、特に、ノズル数の多い長尺タイプのインクジェット
記録ヘッド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６，７に示すように、エネルギー発生
素子を有する第１の基板１と、ノズル１３およびオリフ
ィス８そして共通液室１２を有する第２の基板２とを重
ね合せ、両者を密着させるべく付勢部材４で付勢するタ
イプのインクジェット記録ヘッドでは、特にノズル部１
３と第一の基板１との密着を確実にするため、前記液室
１２を構成する液室壁１１は第１の基板１と第２の基板
２とを重ねたときに、液室壁１１と第１の基板１とは隙
間ができるよう、ノズル１３の面よりー段凹んだ位置に
構成されている。ここで、３はベースプレートであり、
これをベースとしてヘッドを組み立てている。５はイン
ク供給管であって、図示していないインクタンクからの
インクを前記共通液室１２に導くためのものであり、６
はカバーでヘッドの主要な構成部分をカバーしている。
７はオリフィスプレートであって、図示していない回復
システムのキャップ部材を当接させるものであり、９は
ワイヤーボンディングのワイヤーで第１の基板１とプリ
ント基板１０のパット１７および１８を電気的に接続さ
せている。１５は第２の基板２液室壁１１の後方に設け
られた凸部であり、第１の基板１と第２の基板２とを重
ね合せたときノズル１３の面が重点的に密着出来るよう
にバランスをとるためのものである。また、１６はイン
ク供給口である。

【０００３】従来はこのような構成で、第２の基板２の
後方、すなわちワイヤーボンディング９のあたりから封
止部材１９を塗布し、共通液室１２の周りを封止する
（図１参照）。この際、液室壁１１と第１の基板１との
隙間を封止部材が勢いよく進まぬよう封止部材の塗布位
置、量、速さ、ヘッドの固定状態（例えば傾けて保持す
る等）の条件を最適化させることで、ノズル１３に封止
部材が回り込まないようにしている。さらに、液室壁１
１と第１の基板１との隙間に発生する毛管力によってノ
ズルまで進入することをさけるため、毛細管力を開放す
るためのポケット１４を用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より高
速に記録を行うことを求められるに従い、ヘッドのノズ
ル数は増加し、かつ高画質化を追求することでよりノズ
ルは小さくなって高密度に並べられるようになる。つま
り、これはノズルが大きく密度が低い場合は封止によっ
て塞がれてしまう率も低く、かつ塞がれた場合でもその
本数は少なくこれらを見込んでダミーノズルとして構成
しておくことは容易であるが、ノズルが小さくかつ密度
が上がってくると、ノズルが詰る危険率は上がってくる
のと同時に詰った場合の本数も多数にわたることが容易
に予想される。またこれらをダミーノズルとして扱うこ
とはとても無駄なことである。さらに、これらをより安
く提供しようとすると、使用部品、特に前記エネルギー
発生素子を有する第１の基板１のサイズをより小さく
し、部品コストを下げるための努力が必要となる。例え
ば、シリコーンウエハー上に半導体成膜技術を用いてエ
ネルギー発生素子（ヒーター）を含む回路を形成してい
るいわゆるバブルジェットプリントヘッドにおいては、
１枚のシリコーンウエハー上にいくつの面付けができる
かでコストに大きく影響するため、基板のサイズを小さ
くするのは当然重要なポイントとなり、今後もさらに小
型化されていくことになる。

【０００５】この場合、ノズルの並び方向はノズルのピ
ッチおよび数の制約から極端に小さくすることは出来な
いが、ノズルの長さ方向についてはこれらの制約がない
ことからさらなる小型化が図られることになる。第１の
基板１が小さくなると、その上に載せられる第２の基板
２もそれに合わせて小さくなる。その結果、共通液室１
２の後方の液室壁１１も、よりノズル部１３に近づくこ
とになる。このような構造上の変化に対して、ノズル数
の比較的少ないタイプでは、封止部材塗布時の条件の最
適化を図ることで比較的対応は容易であるが、長尺にな
ればなるほど第２の基板２の微妙な反り等が大きくな
り、ノズル列１３を確実に第１の基板１に密着させるた
めには、液室壁１１と第１の基板１との隙間を大きくし
て、反りがあっても液室壁１１がノズル１３より先に第
１の基板１に当接してしまわないようにする必要があ
る。また、この反りは長尺になればなるほど大きくかつ
不安定になる。よって比較的小ノズル数のときのように
封止部材の塗布条件のみでは安定的に封止状態をコント
ロールすることは出来ず、ノズル詰まりを生じさせた
り、逆に、封止が不完全でインクもれを引き起こしてし
まうという問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、小型化された長尺の記録ヘッドにおいて、封止部材
によりノズル詰まりを生じさせることなく、安定的に封
止することができ、高画質で低コストのインクジェット
記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、インクジェット記録ヘッド及びその製造方
法を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のインクジェット記録ヘッドは、
記録信号に応じて吐出エネルギーを発生するエネルギー
発生素子を複数有する第１の基板と、前記第１の基板の
エネルギー発生素子各々に対応するようにノズル部及び
オリフィスと該各ノズルにインクを供給するための共通
液室を有する第２の基板とを備え、前記第１の基板と第
２の基板とを付勢手段を介して密着させて重ねあわせ、
これらの第１及び第２の基板の周囲を封止部材で封止し
てなるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記共通液
室を構成する液室壁のノズル近傍部に切り欠きを設け、
前記共通液室周りを封止する封止部材と前記ノズル近傍
を封止する封止部材とを、粘度に差を有する封止部材で
封止してなることを特徴としている。また、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法は、記録信号に応じ
て吐出エネルギーを発生するエネルギー発生素子を複数
有する第１の基板と、前記第１の基板のエネルギー発生
素子各々に対応するようにノズル部及びオリフィスと該
各ノズルにインクを供給するための共通液室を有する第
２の基板とを備え、前記第１の基板と第２の基板とを付
勢手段を介して密着させて重ねあわせ、これらの第１及
び第２の基板の周囲を封止部材で封止して形成したイン
クジェット記録ヘッドの製造方法において、前記共通液
室を構成する液室壁のノズル近傍部に切り欠きを形成
し、第１及び第２の基板の周囲を封止部材で封止するに
際して粘度に差を有する封止部材を用い、前記粘度に差
を有する一方の封止部材によって前記共通液室周りを封
止した後、前記粘度に差を有する他方の封止部材によっ
て前記切り欠きを含むノズル近傍を封止することを特徴
としている。そして、本発明のこれらのインクジェット
記録ヘッド及びその製造方法は、前記共通液室周りを封
止する封止部材を比較的粘度の低い封止部材で構成し、
前記ノズル近傍を封止する封止部材を粘度の高い封止部
材で構成したことを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した構成により、
小型化された長尺のインクジェット記録ヘッドにおい
て、共通液室１２の後方の液室壁１１とノズル１３の位
置が近く、また液室壁１１と第１の基板１とのすきまが
大きく且つ不安定であったとしても、粘度の低い流れ易
い封止部材で液室１２の周りを封止することで確実に封
止することができ、また液室壁に設けられたきり欠き部
で封止部材の毛細管力を開放することができるので、封
止部材がノズル部まで流れ込むことがなく、さらにノズ
ル近傍を粘度の高い封止部材で封止することによって、
封止部材がノズルまで入り込まずに残りの部位を安定的
に封止することが可能となる。

【０００９】

【実施例】図１、図２、図３は本発明の特徴を最もよく
表す図であって、２０は本発明の液室壁１１に設けられ
た切り欠きであり、さらに封止部材１９のほか粘度の異
なるもう一種の封止部材２１を用いた本発明の特徴とす
る構成がこれらの図に示されている。ここで、他の従来
と同じ構成については同一の記号が付されているので、
これらについての説明は省略する。

【００１０】封止部材１９は、比較的粘度の低いタイプ
のものを第２の基板２の後方、つまりワイヤーボンディ
ング９の方から塗布することで、液室壁１１と第１の基
板１との隙間や各構成部品のエッジ部を伝わって第１の
基板１と第２の基板２との間を封止して行く。液室壁１
１と第１の基板１の隙間を毛細管力で伝わっていった封
止部材１９は、切り欠き２０のところで毛細管力が開放
され、ここでメニスカスを形成してこれ以上のノズル１
３側への侵入が阻止される。この状態で少し時間をおく
ことで、封止部材１９は硬化を開始し、封止部材１９の
表面がある程度硬化すると、その後は傾きを変えたり動
かしたりしても安定な状態になる。ここで、粘度の高い
封止部材２１をノズル１３の近傍および切り欠き２０を
ふさぐように塗布する。

【００１１】図２、３に共通液室１２の中から液室壁１
１を見た図を示す。先に説明した通り、液室壁１１と第
１の基板１との隙間を封止部材１９が埋めて来るが、切
り欠き２０のところで毛細管力が開放され、メニスカス
を形成している状態が図２に示されている。図３では、
封止部材１９の表面が硬化した後、粘度の高い封止部材
２１をノズル列１３の近傍に塗布し、切り欠き２０及び
ノズル近傍部を塞いだ状態を示している。これらの点を
比較するために、図４に従来の構成の封止の様子を示し
た。図４から明らかなように、従来の構成のものにおい
ては、本発明のような切り欠き２０がないので、液室壁
１１と第１の基板１との隙間を埋めてきた封止部材１９
の毛細管力を開放することができず、そのため、封止部
材１９によってノズル１３の一部が埋められてしまうこ
ととなる。

【００１２】また、１４は封止部材を溜めてノズル側へ
行きにくくするためのポケットであるが、図５（ａ）は
従来の技術で問題のなかった比較的ノズル数の少ないタ
イプの第２の基板２の反りの状態を示している。これに
対して、図５（ｂ）は長尺タイプの場合であり、この場
合には反りの状態はかなり大きく、且つ左右のバランス
面でも差が生じており、封止部材の塗布条件を調整する
だけでは、ノズル詰まりの問題を解消することが困難な
ことは容易に理解されるが、本発明においては、このよ
うな場合においても、粘度の低い流れ易い封止部材で液
室１２の周りを封止し、液室壁に設けられた切り欠き部
で封止部材の毛細管力を開放することができるので、封
止部材がノズル部まで流れ込むことがなく、さらにノズ
ル近傍を粘度の高い封止部材で封止することによって、
封止部材がノズルまで入り込まずに残りの部位を安定的
に封止することが可能となる。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、小型化された長尺の記録ヘッドにおいて、封止部材
によりノズル詰まりを生じさせることなく、安定的に封
止することができ、高画質で低コストのインクジェット
記録ヘッド及びその製造方法を実現することができる。
すなわち、本発明においては、小型化された長尺のイン
クジェット記録ヘッドにおいて、例えば、共通液室の後
方の液室壁とノズルの位置が近く、また液室壁と第１の
基板との隙間が大きく且つ不安定であったとしても、粘
度の低い流れ易い封止部材で液室１２の周りを封止する
ことで確実に封止することができ、また液室壁に設けら
れた切り欠き部で封止部材の毛細管力を開放することが
できるので、封止部材がノズル部まで流れ込むことがな
く、さらにノズル近傍を粘度の高い封止部材で封止する
ことによって、封止部材がノズルまで入り込まずに残り
の部位を安定的に封止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切り欠きを液室壁に形成し、粘度の異
なる２種類の封止部材を用いた構成を示す図である。

【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドを液室内部
から見た図である。

【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドを液室内部
から見た図である。

【図４】従来技術におけるインクジェット記録ヘッド
を、液室内部から見た図である。

【図５】小型のヘッドと長尺ヘッドの反りの違いを示し
た図である。

【図６】従来技術のインクジェット記録ヘッドを示した
図である。

【図７】従来技術のインクジェット記録ヘッドを示した
図である。

【符号の説明】

１：第１の基板 ２：第２の基板 ３：ベースプレート ４：付勢部材 ５：インク供給管 ６：カバー ７：オリフィスプレート ８：オリフィス ９：ワイヤーボンディングのワイヤー １０：プリント基板 １１：液室壁 １２：共通液室 １３：ノズル １４：ポケット １５：液室後方の凸部 １７：パッド １８：パッド １９：粘度の低い封止部材 ２０：切り欠き ２１：粘度の高い封止部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小俣 好一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 但馬 裕基 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡崎 猛史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小泉 寛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF34 AF72 AF93 AG85 AP02 AP14 AQ02 BA03 BA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録信号に応じて吐出エネルギーを発生す
   るエネルギー発生素子を複数有する第１の基板と、前記
   第１の基板のエネルギー発生素子各々に対応するように
   ノズル部及びオリフィスと該各ノズルにインクを供給す
   るための共通液室を有する第２の基板とを備え、前記第
   １の基板と第２の基板とを付勢手段を介して密着させて
   重ねあわせ、これらの第１及び第２の基板の周囲を封止
   部材で封止してなるインクジェット記録ヘッドにおい
   て、 前記共通液室を構成する液室壁のノズル近傍部に切り欠
   きを設け、前記共通液室周りを封止する封止部材と前記
   ノズル近傍を封止する封止部材とを、粘度に差を有する
   封止部材で封止してなることを特徴とするインクジェッ
   ト記録ヘッド。
2. 【請求項２】前記封止部材は、前記共通液室周りを封止
   する封止部材を比較的粘度の低い封止部材で構成し、前
   記ノズル近傍を封止する封止部材を粘度の高い封止部材
   で構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】記録信号に応じて吐出エネルギーを発生す
   るエネルギー発生素子を複数有する第１の基板と、前記
   第１の基板のエネルギー発生素子各々に対応するように
   ノズル部及びオリフィスと該各ノズルにインクを供給す
   るための共通液室を有する第２の基板とを備え、前記第
   １の基板と第２の基板とを付勢手段を介して密着させて
   重ねあわせ、これらの第１及び第２の基板の周囲を封止
   部材で封止して形成したインクジェット記録ヘッドの製
   造方法において、 前記共通液室を構成する液室壁のノズル近傍部に切り欠
   きを形成し、第１及び第２の基板の周囲を封止部材で封
   止するに際して粘度に差を有する封止部材を用い、前記
   粘度に差を有する一方の封止部材によって前記共通液室
   周りを封止した後、前記粘度に差を有する他方の封止部
   材によって前記切り欠きを含むノズル近傍を封止するこ
   とを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】前記封止部材は、前記共通液室周りを封止
   する封止部材を比較的粘度の低い封止部材で構成し、前
   記ノズル近傍を封止する封止部材を粘度の高い封止部材
   で構成したことを特徴とする請求項３に記載のインクジ
   ェット記録ヘッドの製造方法。