JP2003266706A - 接着方法、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】二つの微細形状部材を接合する際に、接着剤の
にじみを効果的に防止でき、コストアップすることなく
接着層の均一化を図ることができ、基材の熱膨張を抑制
することができる接着方法、インクジェットヘッド及び
インクジェットの製造方法を提供すること。 【解決手段】接着対象となる第１の基材１と第２の基材
２を、接着層を介して接着する方法において、前記第１
の基材１に接着剤を塗布して接着層を形成し、該接着層
をＢステージ化した後の該接着剤の粘弾性Ｇ′（弾性
項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×１０⁹（Ｐ
ａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、前記第１の基
材１上に、前記第２の基材２を、前記接着層を介して重
ねて加圧した後、前記第２の基材２を加圧しながら接着
剤を硬化する際に、前記接着剤の粘弾性Ｇ′（弾性項）
が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ＝０．
１〜０．８であることを特徴とする接着方法、インクジ
ェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着方法、インク
ジェットヘッド及びインクジェットの製造方法に関し、
詳しくは、二つの微細形状部材を接合する際に、接着剤
のにじみを効果的に防止でき、コストアップすることな
く接着層の均一化を図ることができ、基材の熱膨張を抑
制することができる接着方法、インクジェットヘッド及
びインクジェットの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、二つの微細形状部材を接合する
際には、高精度の接合技術が要求される。例えば、イン
クジェットヘッドの製造において、百μｍピッチで直径
数十μｍのノズル穴を配列したノズルプレートと同ピッ
チで巾数十μｍのチャネルを形成したチャネル本体を１
対１で接合する際に、現状は、低粘度の接着剤をチャネ
ル本体側に塗布し、接着層をレベリングした後、ノズル
プレートを貼り付けて硬化させている。

【０００３】従来、かかる接着の際に、ノズル穴への接
着剤のにじみを防止するために、接着剤を最小量つける
方法が採用されている。しかし、この方法では、接着剤
量のコントロールが難しく、接着剤の補修及び接着剤は
み出しによる射出時の欠陥につながる問題がある。

【０００４】また使用する接着剤の粘度が低い場合は、
ノズルプレート設置後プレート面をフラット化するため
の加圧ができない。このため接着剤に均一径のスペーサ
ーを添加することにより、接着層の均一化を図ることが
できるが、コストアップとなる欠点がある。

【０００５】更に、接着剤の加熱硬化すると、ノズルプ
レートは熱膨張によって延びるが、その延びを抑制する
ことは困難であるため、あらかじめ延びを考慮したピッ
チに加工が必要となる。しかし、あらかじめ延びを考慮
しようとしても、均等に延びないことがあるため、あら
かじめ延びを考慮したピッチに加工することは困難であ
り、結局ばらつきの要因となる問題がある。更に、チャ
ネルの密度が上がってくると、このばらつきに対応する
ことは不可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、二
つの微細形状部材を接合する際に、接着剤のにじみを効
果的に防止でき、コストアップすることなく接着層の均
一化を図ることができ、基材の熱膨張を抑制することが
できる接着方法、インクジェットヘッド及びインクジェ
ットの製造方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、接合する部材のいずれかに
接着剤を塗工し、加熱もしくは常温で硬化反応を進め、
接合時に適当なタック性が得られ且つ滲みだしの無い半
硬化状態にコントロールし、その状態を保持し、半硬化
状態の接着層が形成された部材に接合する部材を貼り合
わせ、加熱硬化する時、接着層の半硬化状態をコントロ
ールし硬化させることで上記課題を解決することが可能
となることを見出し、以下の本発明に至った。

【０００８】（請求項１）接着対象となる第１の基材と
第２の基材を、接着層を介して接着する方法において、
前記第１の基材に接着剤を塗布して接着層を形成し、該
接着層をＢステージ化した後の該接着剤の粘弾性Ｇ′
（弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×１０⁹
（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、前記第１
の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を介して重
ねて加圧した後、前記第２の基材を加圧しながら接着剤
を硬化する際に、前記接着剤の粘弾性Ｇ′（弾性項）が
最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ＝０．１
〜０．８であることを特徴とする接着方法。

【０００９】（請求項２）前記接着層に用いる接着剤
は、熱硬化性接着剤であり、該接着剤を塗布した後、そ
の焼成温度よりも低い温度に加熱してＢステージ化を行
い、前記第１の基材及び第２の基材に圧力をかけた後、
前記第１の基材及び第２の基材を加熱しながら前記接着
剤を焼成温度に加熱して硬化することを特徴とする請求
項１記載の接着方法。

【００１０】（請求項３）前記接着層の平均膜厚が、５
〜１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１又は
２記載の接着方法。

【００１１】（請求項４）前記第１の基材上に、第２の
基材を、前記接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加
熱する際の圧力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを特
徴とする請求項１、２又は３記載の接着方法。

【００１２】（請求項５）チャネル基板からなる第１の
基材とノズルプレートからなる第２の基材を接着層を介
して接合したインクジェットヘッドにおいて、前記第１
の基材に塗布しＢステージ化した後の接着剤の粘弾性
Ｇ′（弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×
１０⁹（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、前
記第１の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を介
して重ねて加圧した後、硬化した状態における該接着剤
の粘弾性Ｇ′（弾性項）が最低値Ｇ′＝１０ ⁴〜１０
⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ＝０．１〜０．８であることを特
徴とするインクジェットヘッド。

【００１３】（請求項６）前記接着層の平均膜厚が、５
〜１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項５記載
のインクジェットヘッド。

【００１４】（請求項７）前記第１の基材上に、第２の
基材を、前記接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加
熱する際の圧力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを特
徴とする請求項５又は６記載のインクジェットヘッド。

【００１５】（請求項８）チャネル基板からなる第１の
基材とノズルプレートからなる第２の基材を接着層を介
して接合するインクジェットヘッドの製造方法におい
て、前記第１の基材に接着剤を塗布して接着層を形成
し、該接着層をＢステージ化した後の該接着剤の粘弾性
Ｇ′（弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×
１０⁹（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、前
記第１の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を介
して重ねて加圧した後、前記第２の基材を加圧しながら
接着剤を硬化する際に、前記接着剤の粘弾性Ｇ′（弾性
項）が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ＝
０．１〜０．８であることを特徴とするインクジェット
ヘッドの製造方法。

【００１６】（請求項９）前記接着層に用いる接着剤
は、熱硬化性接着剤であり、該接着剤を塗布した後、そ
の焼成温度よりも低い温度に加熱して前記Ｂステージ化
を行い、前記第１の基材及び第２の基材に圧力をかけた
後、前記第１の基材及び第２の基材を加熱しながら前記
接着剤を焼成温度に加熱して硬化することを特徴とする
請求項８記載のインクジェットヘッドの製造方法。

【００１７】（請求項１０）前記接着層の平均膜厚が、
５〜１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項８又
は９記載のインクジェットヘッドの製造方法。

【００１８】（請求項１１）前記第１の基材上に、第２
の基材を、前記接着層を介して重ねて加圧した後、加圧
加熱する際の圧力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを
特徴とする請求項８、９又は１０記載のインクジェット
ヘッドの製造方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２０】（接着方法）本発明の接着方法の一例を図
面に基づいて説明する。

【００２１】図１は、接着対象となる第１の基材１００
と第２の基材２００が示されており、図２は、第１の基
材１００に接着剤を塗布して接着層１０１が形成された
状態が示されている。

【００２２】接着対象となる第１の基材１００と第２の
基材２００は、微細形状部材であり、これらの微細形状
部材を接合する際に本発明の効果を発揮し得る。

【００２３】本発明では、第１の基材１００に接着剤を
塗布して接着層１０１を形成した後、接着層１０１をＢ
ステージ化する。本発明において、Ｂステージ化とは、
硬化（重合反応）がある程度進行したところで一旦重合
反応の進行を停止させ、常温ではほとんど硬化が進まな
くなる安定な状態となることをいい、接着剤の半硬化状
態を指す。

【００２４】Ｂステージ化の具体的な方法としては、例
えば接着剤塗布済みの第１の基板を治具にセットして、
約８５℃に制御されたオーブンに投入し一定時間保持す
ることにより、接着層をＢステージ化する方法がある
が、これに限定されず、常温から約８５℃にテーパー昇
温し、一定時間保持する方法でも構わない。

【００２５】本発明において、Ｂステージ化した後の接
着剤の粘弾性Ｇ′（弾性項）は、２５℃において１．０
×１０⁶〜２×１０⁹（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．
５である。

【００２６】本発明において、粘弾性測定は連続的な正
弦波の変形を測定対象物に与えてその応答を求めること
ができ、「レオメトリック・サイエンティフィク・エフ
・イー社のアレス粘弾性測定システム：２Ｋ ＳＴＤ」
を用いて測定できる。

【００２７】複素弾性率(Complex Modulus) Ｇ*は以下
の式で求められる。 Ｇ*＝τ₀*/γ₀ （τ₀*：応力、γ₀ ：歪み） 弾性項＝貯蔵弾性率(Storage Modulus):Ｇ′=τ′/γ₀＝Ｇ*cosδ 粘性項＝損失弾性率(Loss Modulus):Ｇ″=τ″/γ₀＝Ｇ*sinδ

【００２８】Tanδは、以下の式で求められる。 Tanδ＝粘性成分／弾性成分

【００２９】本発明では、図３のように、前記第１の基
材１００上に前記第２の基材２００を、前記接着層１０
１を介して重ねて加圧した後、前記第２の基材２００を
加圧しながら接着層１０１を硬化する際に、前記接着剤
の粘弾性Ｇ′（弾性項）が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０
⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ＝０．１〜０．８であることを特
徴とする。

【００３０】即ち、第１の基材１００に塗布された接着
層に、第２の基材を貼り付け、第１の基材の上から均一
に圧力をかけ、第２の基材面を密着フラット化させて
も、接着層の弾性があり、変形が少なく、且つ粘着性が
十分な、半硬化状態であれば、本発明の課題を解決でき
る。

【００３１】本発明において用いる接着剤は、熱硬化性
接着剤であることが好ましい。例えばエポキシ系、ユリ
ア系、メラミン系、フェノール系、レゾルシノール系、
ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリイミド系の熱硬
化性接着剤が挙げられる。

【００３２】本発明では、上記のように接着剤を塗布し
た後、その焼成温度よりも低い温度に加熱して接着層を
前記Ｂステージ化することが好ましい。Ｂステージ温度
が高くなると、反応の速度が速くなり、Ｂステージ状態
を再現性、均一性の面でコントロールすることが難しく
なる。

【００３３】次いで、前記第１の基材及び第２の基材に
圧力をかけた後、前記第１の基材及び第２の基材を加熱
しながら前記接着剤を焼成温度に加熱して硬化すること
が本発明の効果をより効果的に発揮する上で好ましい。

【００３４】本発明において、第１の基材１００と第２
の基材２００を接着後の接着層の平均膜厚は、５〜１５
μｍの範囲であることが第２の基材の延び抑制の観点か
ら好ましい。

【００３５】また前記第１の基材１００上に、第２の基
材２００を、前記接着層１０１を介して重ねて加圧した
後、加圧加熱する際の圧力が、０．０２９Ｍｐａ以上で
あることが、硬化時の接着剤による第１の基材１００と
第２の基材２００の密着性の確保の観点から好ましい。

【００３６】（インクジェットヘッド及びその製造方
法）次に、本発明のインクジェットヘッド及びその製造
方法の一例を図４及び図５に基づいて説明する。

【００３７】図４はインクジェットヘッドの概要を示す
部分破断斜視図であり、図５は同ヘッドの縦断面図であ
る。図４において、１はチャネル基板からなる第１の基
材、２はノズルプレートからなる第２の基材である。ま
た同図において、３はカバー基板、４はバックプレー
ト、５はインクマニホールドである。

【００３８】チャネル基板１には、円盤状の砥石（ダイ
シングブレード）等の公知の研削機を用いて所定ピッチ
で互いに平行な複数列の溝を加工することにより、イン
クが貯溜されるインク流路となるインクチャネル１１と
インクが貯溜されない空気チャネル１２とからなるチャ
ネル部１０が形成され、それら各チャネル部１０間に隔
壁１３が形成されている。

【００３９】このインクチャネル１１の巾は、２０〜１
００μmの範囲であり、隔壁１３の壁厚さは２０〜１０
０μmであり、非常に微細な形状である。またノズルプ
レート２の厚みは、２０〜１００μmの範囲であり、ノ
ズル穴の直径は、１０〜４０μmの範囲であり、これも
非常に微細な形状である。かかる微細形状部材を接合す
る際に、本発明は効果を発揮する。

【００４０】従来のインクチャネル１１とノズルプレー
ト２の接着は、インクチャネルとの接合面であるインク
チャネル側面に接着剤を３〜２０μｍの厚みで塗布を行
う。塗布方法は、スクリーン印刷法、フレキソ印刷、転
写法等が採用される。次に顕微鏡及び精密位置決め治具
にてインクチャネルとノズル穴が正規の位置に来るよう
に位置合わせ後貼り付ける。しかし、接着剤の量が適当
でなかったり、あるいは、均一でない場合、貼り合せ後
から接着剤硬化の工程において、接着剤のシール不足、
あるいはノズル穴への染み出し不良が発生する。又接着
剤は、硬化前は流動性があるため、ノズルプレートの平
面性及び密着性をあげるための加圧は困難であり、又硬
化時の熱膨張率が異なるため、あらかじめ熱膨張量を想
定し穴パターンを加工する必要がある。本発明はかかる
従来の欠点を解決した技術である。

【００４１】即ち、本発明では、第１の基材１に接着層
を塗設した後、接着層をＢステージ化する。本発明にお
いて、Ｂステージ化とは、硬化（重合反応）がある程度
進行したところで一旦重合反応の進行を停止させ、常温
ではほとんど硬化が進まなくなる安定な状態となること
をいい、接着剤の半硬化状態を指す。

【００４２】具体的なＢステージ化法としては、たとえ
ば接着剤塗布済みのチャネル基板を治具にセットして、
約８５℃に制御されたオーブンに投入し一定時間保持す
ることにより、接着層をＢステージ化する方法以外に、
常温から約８５℃にテーパー昇温し、一定時間保持する
方法でも構わない。

【００４３】このＢステージ状態の良好な状態は、ノズ
ルプレートを適度に保持できるタック性を持ちかつ、ノ
ズルプレートの密着性及び平滑性をあげるプレス工程、
及び硬化工程で流動を適度に抑制しノズル穴に接着剤が
流入しない状態が好ましい。

【００４４】本発明において、Ｂステージ化した後の接
着剤の粘弾性Ｇ′（弾性項）は、２５℃において１．０
×１０⁶〜２×１０⁹（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．
５である。

【００４５】更に本発明においては、前記第１の基材１
上に前記第２の基材２を、前記接着層を介して重ねて加
圧した後硬化した状態における該接着剤の粘弾性Ｇ′
（弾性項）が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａ
ｎδ＝０．１〜０．８である。

【００４６】即ち、第１の基材１に塗設された接着層
に、第２の基材２を貼り付け、第１の基材１の上から均
一に圧力をかけ、第２の基材２面を密着フラット化させ
ても、接着層の弾性があり変形が少なく、且つ粘着性が
十分な、半硬化状態であれば、本発明の課題を解決でき
る。

【００４７】本発明において用いる接着剤は、熱硬化性
接着剤であることが好ましい。例えばエポキシ系、ユリ
ア系、メラミン系、フェノール系、レゾルシノール系、
ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリイミド系の熱硬
化性接着剤が挙げられる。

【００４８】本発明では、上記のように接着剤を塗布し
た後、その焼成温度よりも低い温度に加熱して前記Ｂス
テージ化を行うことが好ましい。Ｂステージ温度が高く
なると、反応の速度が速くなり、Ｂステージ状態を再現
性、均一性の面でコントロールすることが難しくなる。

【００４９】次いで、前記第１の基材１及び第２の基材
２に圧力をかけた後、前記第１の基材１及び第２の基材
２を加熱しながら前記接着剤を焼成温度に加熱して硬化
することが本発明の効果をより効果的に発揮する上で好
ましい。

【００５０】本発明において、第１の基材１と第２の基
材２を接着後の接着層の平均膜厚は、５〜１５μｍの範
囲であることが第２の基材（ノズルプレート）の延びの
抑制の観点から好ましい。

【００５１】また前記第１の基材１上に、第２の基材２
を、前記接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加熱す
る際の圧力が０．０２９Ｍｐａ以上であることが、硬化
時の接着剤による第１の基材１と第２の基材２の密着性
の確保の観点から好ましい。

【００５２】以下、本発明のインクジェットヘッド及び
その製造方法について更に詳述する。

【００５３】第１の基材であるチャネル基板１に用いら
れる圧電材料としては、電界を加えることにより変形を
生じる公知の圧電材料を用いることができ、有機材料か
らなる基板、非金属製の基板等がある。特に、非金属製
のチャネル基板が好ましく、成形、焼成等の工程を経て
形成される圧電セラミックス基板、又は成形、焼成を必
要としないで形成される基板等がある。有機材料からな
る基板に用いられる有機材料としては、ポリフッ化ビニ
リデン等の有機ポリマーや、有機ポリマーと無機物との
ハイブリッド材料等が挙げられる。

【００５４】非金属製のチャネル基板において、成形、
焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板と
しては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。
さらにＢａＴｉＯ₃、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ
₃等を用いてもよい。ＰＺＴとしては、ＰＺＴ（ＰｂＺ
ｒＯ₃−ＰｂＴｉＯ₃）と、第三成分添加ＰＺＴがある。
添加する第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ_１/2Ｎｂ_2/3）
Ｏ₃、Ｐｂ（Ｍｎ_１/3Ｓｂ _2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｃｏ_１/3Ｎ
ｂ_2/3）Ｏ₃等がある。また、非金属製のチャネル基板に
おいて、成形、焼成を必要としないで形成される基板と
して、例えば、ゾル−ゲル法、積層基板コーティング法
等で形成することができる。

【００５５】チャネル基板１は、２枚のチャネル基板１
ａ、１ｂを分極方向を互いに反対に向けて上下に接合し
てなる。２枚のチャネル基板１ａ、１ｂを接合する手段
としては、エポキシ系接着剤等を用いて接合する。接着
剤層の硬化後の厚み（乾燥膜厚）は、１〜１００μｍの
範囲が好ましい。

【００５６】チャネル溝加工後に、各隔壁１３の壁面に
金属電極６を形成する。この金属電極６の形成方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、めっき法等の公知の手段を
用いることができる。隔壁１３は分極方向の異なる２枚
のチャネル基板１ａ、１ｂからなるため、各金属電極６
は、それら両基板１ａ、１ｂを駆動させるべく、少なく
とも各隔壁１３を構成しているチャネル基板１ａ及び１
ｂに亘る側面の全面に形成する。

【００５７】かかる金属電極６を形成し得る金属として
は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等を主
成分とするものがあるが、ＮｉやＣｕを主成分とするも
のが好ましく、特に好ましくはＮｉを主成分とするもの
である。めっき法により金属電極６を形成する場合のめ
っきは、特に、無電解めっきであることが好ましい。無
電解めっきによれば、より均一且つピンホールフリーの
金属皮膜を簡易に形成することができる。

【００５８】無電解めっきによる電極形成においては、
Ｎｉ−Ｐめっき又はＮｉ−Ｂめっきを単独で使用しても
よいし、あるいはＮｉ−ＰとＮｉ−Ｂを重層してもよ
い。Ｎｉ−ＰめっきはＰ含量が高くなると電気抵抗が増
大するので、Ｐ含量は１〜数％程度がよい。Ｎｉ−Ｂめ
っきのＢ含量は普通１％以下なので、Ｎｉ−ＰよりＮｉ
含量が多く、電気抵抗が低く、且つ外部配線との接続性
が良いため、Ｎｉ−ＰよりＮｉ−Ｂの方が好ましいが、
Ｎｉ−Ｂは高価なのでＮｉ−ＰとＮｉ−Ｂを組み合わせ
ることも好ましい。Ｎｉ−Ｐ又はＮｉ−Ｂからなる無電
解めっき法により形成された金属電極６は、析出が均一
に行われ、その結果平滑な表面性を有している。めっき
膜の厚みは０．５〜５μｍの範囲が好ましい。

【００５９】なお、金属電極６は、隔壁１３に例えばＮ
ｉ−Ｂからなる無電解めっきによりめっき膜を形成した
上に、更にＮｉ−Ｐからなる無電解めっき処理を施すよ
うにして形成することもできる。この場合、更にそれぞ
れのめっき金属を異ならせるようにすることもできる。
また、隔壁１３に無電解めっきによりめっき膜を形成し
た後、そのめっき膜上に金めっき等の電解めっき処理を
行うようにしてもよい。更に、隔壁１３にスパッタ法や
蒸着法等により金属皮膜を形成した後に、該金属皮膜上
に電解めっき処理を行ってめっき膜を形成することによ
り金属電極６を形成するようにしてもよい。

【００６０】次いで、以上のようにして形成されたチャ
ネル基板１の上面に、カバー基板３を貼り合わせる。こ
のカバー基板３としては、チャネル基板１と同じ圧電素
子板を脱分極して使用すると、貼り合せた時にソリ、変
形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないために好
ましい。また、チャネル基板１と同じ程度の熱膨張係数
を持つ非圧電性基板であってもよい。非圧電性基板とし
ては、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラ
ミックス基板、または成形、焼成を必要としないで形成
される基板等があり、焼成等の工程を経て形成されるセ
ラミックス基板として、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、そ
れらの混合、混融体、さらにＺｒＯ₂、ＢｅＯ、Ａｌ
Ｎ、ＳｉＣ等を用いることができる。その他、有機材料
からなる基板であってもよく、有機ポリマーや有機ポリ
マーと無機物のハイブリッド材料等を用いてもよい。

【００６１】チャネル基板１とカバー基板３とは接着剤
を用いて接着される。接着剤としては、例えばエポキシ
系接着剤が挙げられるが、特に限定されるわけではな
い。

【００６２】このようにしてチャネル基板１の上面にカ
バー基板３を接合した後は、チャネル部１０のうち、少
なくともインクチャネル１１内に、金属電極６を保護す
る絶縁性の保護膜を形成することが好ましい。絶縁性の
保護膜としては、公知の種々の材料を用いた絶縁性の保
護膜を適用することができるが、特にパリレン膜を用い
ることが好ましい。本実施の形態においても絶縁性の保
護膜としてパリレン膜７を用いた。パリレン膜７を形成
するとインクとして水系インクを使用することが可能と
なる。このパリレン膜７の形成法としては、固体のジパ
ラキシリレンダイマーを蒸着源とするＣＶＤ法（Chemic
al Vapour Deposition：気相合成法）による公知の方法
を用いることができる。即ち、ジパラキシリレンダイマ
ーが気化、熱分解して発生したジラジカルパラキシリレ
ンが、基板上に吸着し重合反応して被膜を形成する。

【００６３】パリレン膜７の膜厚は、１．０μｍよりも
薄いと十分な絶縁性を維持することが困難となる。ま
た、膜厚が増加するに従って、膜自体の剛性により隔壁
１３の動きを規制するようになるため、パリレン膜７の
膜厚は１．０〜１０μｍとすることが望まれるが、特に
１．０〜５．０μｍの範囲にあるときは、パリレン膜７
は十分に薄い膜としてインクチャネル１１内に形成され
るため、インクチャネル１１内の有効断面積を減少させ
ることがなく、十分なインク吐出感度及びインク吐出特
性を得ることができる。より好ましい膜厚の範囲は、
１．０〜３．０μｍである。

【００６４】かかるパリレン膜７を形成したインクチャ
ネル１１内に貯溜されたインクに気泡が混入すると、気
泡がパリレン膜７に付着してこびりつき、抜けにくい。
このためパリレン膜７の表面を酸素プラズマ処理して、
親水化することが好ましい。

【００６５】次いで、チャネル基板１の前端面に、イン
クを吐出するためのノズル孔２１を有するノズルプレー
ト（第２の基材）２を、接着剤を用いて接合する。

【００６６】本発明は、この接合、接着の条件を規定す
るものであり、その内容は上述のとおりである。

【００６７】また、チャネル基板１の後端面には、イン
ク導入孔４１を有するバックプレート４を介して、イン
クチャネル１１内にインクを供給するインクマニホール
ド５をエポキシ系接着剤等の接着剤を用いて接合し、イ
ンクジェットヘッドを構成する。

【００６８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳述する。

【００６９】実施例１ 図４に示すインクジェットヘッドの製造において本発明
を適用した。図４に示すインクジェットヘッドは、チャ
ネル基板からなる第１の基材１と、ノズルプレートから
なる第２の基材２と、カバー基板３と、バックプレート
４と、インクマニホールド５とからなる。

【００７０】チャネル基板１は複数のインク溝であるイ
ンクチャネル１１と空気チャネル１２とを交互に形成し
たチャネル部１０と、それら各チャネル部１０間の隔壁
１３とによって構成されている。ノズルプレート２は、
インクチャネル１１に対応するノズル穴を有する。カバ
ー基板３は、複数のインクチャネル１１と空気チャネル
１２の上部を覆う。インクマニホールド５はインク溝に
インクを分配する。

【００７１】チャネル基板からなる第１の基材１に対し
て、ノズルプレートからなる第２の基材２、カバー基板
３、バックプレート４、インクマニホールド５が接着剤
で接着されている。

【００７２】本実施例は、チャネル基板からなる第１の
基材１と、ノズルプレートからなる第２の基材２の接着
に適用した例である。

【００７３】下記接着剤をスクリーン印刷機（ニューロ
ング社製「ＬＳ−１５０」）を使用して、インク溝（イ
ンクチャネル）のノズルプレート貼り合せ面に膜厚１０
μｍで塗布した。

【００７４】（接着剤） 熱硬化型１液性エポキシ接着剤 ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ） ジシアンジアミド誘導体 芳香族アミン 脂環族アミンの一部

【００７５】接着剤塗布済みのチャネル基板を治具にセ
ットして、８５℃に制御されたオーブン（ヤマト科学
（株）製 ＤＮ４００）に投入し一定時間保持すること
により、接着層のＢステージ化を行う。

【００７６】８５℃での保持時間を変化させることによ
り、粘弾性の異なるサンプルＢ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄを作成
した。粘弾性測定機としては、レオメトリック・サイエ
ンティフィク・エフ・イー社のアレス粘弾性測定システ
ム「２Ｋ ＳＴＤ」を使用した。

【００７７】（サンプルの種類） （１）Ｂステージを経由しない現行条件のサンプルＡ （２）Ｂステージ後の接着剤の粘弾性Ｇ′が２５℃時１
０⁵、Ｔａｎδ＝０．４のサンプルＢ （３）Ｂステージ後の接着剤の粘弾性Ｇ′が２５℃時１
０⁷、Ｔａｎδ＝１．０のサンプルＣ１ （４）Ｂステージ後の接着剤の粘弾性Ｇ′が２５℃時１
０⁷、Ｔａｎδ＝１．０のサンプルＣ２ （５）Ｂステージ後の接着剤の粘弾性Ｇ′が２５℃時３
×１０⁹、Ｔａｎδ＝１．３のサンプルＤ

【００７８】次に、上記ＡからＤの５種類のサンプル
に、ノズルプレート貼り合せ治具を使用し、ノズルプレ
ートのノズル穴とインク溝の位置関係が正規な位置にな
るように張り合わせた。

【００７９】更にＢステージ化された接着層を持つＢか
らＤのサンプルは、プレス機（電動プレス機：テクノサ
プライ社製「Ｇ−１２ＲＳ」）と治具を使用して、ノズ
ルプレート面をインク溝長手方向と平行に均一に、０．
１Ｍｐaとなるように加圧してＢステージ化した接着層
とノズルプレートを密着させ平滑性をあげた。

【００８０】サンプルＡは、加圧無しで１００℃に温度
制御されたオーブンに投入し、接着層を１ｈｒで完全硬
化させた。

【００８１】又サンプルＢからＤは、加圧治具を用い
て、０．１Ｍｐａの圧力でノズルプレートを均一に加圧
しながら、最終硬化過程の粘弾性Ｇ′の最小値が下記条
件になるような昇温パターンを経由した後、１００℃１
ｈｒで完全硬化した。

【００８２】（最終硬化過程の粘弾性Ｇ′の最小値） 最終硬化時Ｂステージ後の接着剤の最小粘弾性Ｇ′が
２５℃時１０⁴、Ｔａｎδ＝０．３のサンプルＢ 最終硬化時Ｂステージ後の接着剤の最小粘弾性Ｇ′が
２５℃時１０⁶、Ｔａｎδ＝０．７のサンプルＣ１ 最終硬化時Ｂステージ後の接着剤の最小粘弾性Ｇ′が
２５℃時９．０×１０³、Ｔａｎδ＝０．０９のサンプ
ルＣ２ 最終硬化時Ｂステージ後の接着剤の最小粘弾性Ｇ′が
２５℃時２×１０⁸、Ｔａｎδ＝１．１のサンプルＤ

【００８３】（評価） 接着剤のにじみ、接着層の均一性、接着力及び
基材の熱膨張の抑制について、以下の評価基準に従って
評価し、その結果を表１に示す。

【００８４】（評価基準） 接着剤のにじみ ○：接着剤がノズル穴の外周で止まる ×：接着剤がノズル穴内に進入している

【００８５】接着層の均一性 測定器：ＫＯＳＡＫＡ社製接触式表面粗さ計「ＳＥＦ−
３０Ｈ」 ○：うねり深さ０μ（測定不可） ×：うねり深さ３μ以上

【００８６】接着力 測定法:９０度引き剥がし粘着力測定装置を用いて測定
した。 測定法はJIS Z 0237に従った。 ノズル巾：３ｍｍ 接着力は、３０ｇ／巾が必要

【００８７】 基材の熱膨張の抑制 顕微鏡：NIKON HEAD PHOT-MH、移動測定機：NIKON MC-
１02を用い、基材の延びを以下の式から求めた。

【００８８】基材の延び＝硬化後両端ノズル穴間距離−
硬化前両端ノズル穴間距離 本実施例に使用したノズルプレート 両端ノズル間距離：２０．３２ ノズル個数：１２８個 基材延び：１０μｍ未満が必要

【００８９】

【表１】

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、二つの微細形状部材を
接合する際に、接着剤のにじみを効果的に防止でき、コ
ストアップすることなく接着層の均一化を図ることがで
き、基材の熱膨張を抑制することができる接着方法、イ
ンクジェットヘッド及びインクジェットの製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接着方法の一例を示す図

【図２】本発明の接着方法の一例を示す図

【図３】本発明の接着方法の一例を示す図

【図４】インクジェットヘッドの部分破断斜視図

【図５】インクジェットヘッドの部分断面図

【符号の説明】

１：チャネル基板 ２：ノズルプレート ３： カバー基板 ４：バックプレート ５：インクマニホールド ６：金属電極 ７：パリレン膜 １０：チャネル部 １１：インクチャネル １２：空気チャネル １３：隔壁

フロントページの続き (72)発明者 野守 弘之 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG12 AG44 AP02 AP25 AP90

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接着対象となる第１の基材と第２の基材
   を、接着層を介して接着する方法において、 前記第１の基材に接着剤を塗布して接着層を形成し、該
   接着層をＢステージ化した後の該接着剤の粘弾性Ｇ′
   （弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×１０⁹
   （Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、 前記第１の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を
   介して重ねて加圧した後、前記第２の基材を加圧しなが
   ら接着剤を硬化する際に、前記接着剤の粘弾性Ｇ′（弾
   性項）が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ
   ＝０．１〜０．８であることを特徴とする接着方法。
2. 【請求項２】前記接着層に用いる接着剤は、熱硬化性接
   着剤であり、該接着剤を塗布した後、その焼成温度より
   も低い温度に加熱してＢステージ化を行い、前記第１の
   基材及び第２の基材に圧力をかけた後、前記第１の基材
   及び第２の基材を加熱しながら前記接着剤を焼成温度に
   加熱して硬化することを特徴とする請求項１記載の接着
   方法。
3. 【請求項３】前記接着層の平均膜厚が、５〜１５μｍの
   範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の接着
   方法。
4. 【請求項４】前記第１の基材上に、第２の基材を、前記
   接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加熱する際の圧
   力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを特徴とする請求
   項１、２又は３記載の接着方法。
5. 【請求項５】チャネル基板からなる第１の基材とノズル
   プレートからなる第２の基材を接着層を介して接合した
   インクジェットヘッドにおいて、 前記第１の基材に塗布しＢステージ化した後の接着剤の
   粘弾性Ｇ′（弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶
   〜２×１０⁹（Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であ
   り、 前記第１の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を
   介して重ねて加圧した後、硬化した状態における該接着
   剤の粘弾性Ｇ′（弾性項）が最低値Ｇ′＝１０ ⁴〜１０⁷
   （Ｐａ）、ｔａｎδ＝０．１〜０．８であることを特徴
   とするインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】前記接着層の平均膜厚が、５〜１５μｍの
   範囲であることを特徴とする請求項５記載のインクジェ
   ットヘッド。
7. 【請求項７】前記第１の基材上に、第２の基材を、前記
   接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加熱する際の圧
   力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを特徴とする請求
   項５又は６記載のインクジェットヘッド。
8. 【請求項８】チャネル基板からなる第１の基材とノズル
   プレートからなる第２の基材を接着層を介して接合する
   インクジェットヘッドの製造方法において、 前記第１の基材に接着剤を塗布して接着層を形成し、該
   接着層をＢステージ化した後の該接着剤の粘弾性Ｇ′
   （弾性項）が２５℃において１．０×１０⁶〜２×１０⁹
   （Ｐａ）、ｔａｎδ＝１．３〜０．５であり、 前記第１の基材上に、前記第２の基材を、前記接着層を
   介して重ねて加圧した後、前記第２の基材を加圧しなが
   ら接着剤を硬化する際に、前記接着剤の粘弾性Ｇ′（弾
   性項）が最低値Ｇ′＝１０⁴〜１０⁷（Ｐａ）、ｔａｎδ
   ＝０．１〜０．８であることを特徴とするインクジェッ
   トヘッドの製造方法。
9. 【請求項９】前記接着層に用いる接着剤は、熱硬化性接
   着剤であり、該接着剤を塗布した後、その焼成温度より
   も低い温度に加熱して前記Ｂステージ化を行い、前記第
   １の基材及び第２の基材に圧力をかけた後、前記第１の
   基材及び第２の基材を加熱しながら前記接着剤を焼成温
   度に加熱して硬化することを特徴とする請求項８記載の
   インクジェットヘッドの製造方法。
10. 【請求項１０】前記接着層の平均膜厚が、５〜１５μｍ
    の範囲であることを特徴とする請求項８又は９記載のイ
    ンクジェットヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】前記第１の基材上に、第２の基材を、前
    記接着層を介して重ねて加圧した後、加圧加熱する際の
    圧力が０．０２９Ｍｐａ以上であることを特徴とする請
    求項８、９又は１０記載のインクジェットヘッドの製造
    方法。