JP2005001181A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性の高い弾性接着剤を用いてヘッド素子と保護部材とを接着しつつヘッド素子のインク吐出面、保護部材の開口部の開口面及び弾性接着剤の露出面が略同一面上に平坦になるように形成し、保護部材の膨張変形による熱応力がヘッド素子に伝わるのを防止しつつインクの吐出不良及びワイピング不良を防止する。
【解決手段】吐出面からインクを吐出するヘッド素子１と開口面積が吐出面より大きい開口部２０を有する保護部材２とを、開口部２０の縁部が、吐出面に対して略同一面上に位置し且つヘッド素子１の周面との間に全周にわたって間隙４０を設けて位置するようにベースプレート３に固定した状態で、開口部２０の縁部とヘッド素子１との間隙４０ａにシリコーン系又は変性シリコーン系の第１弾性接着剤４１ａ及び第２弾性接着剤４１ｂを充填し、間隙４０ａに充填した第２弾性接着材４１ｂの露出面を開口部２０の開口面と略同一面上に平坦に形成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インクジェットプリンタ等に備えられた圧電体の変形によってインク室内のインクを吐出させるインクジェットヘッド及びインクジェット製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりインクジェットプリンタ等に備えられたインクジェットヘッドは、インク流路を区画する壁部分を構成する圧電体に電極を接続し、この電極に画像データ等に基づいてパルス電圧を印加することで、上記圧電体を変形させるとともにインク流路内の容積を変形させてインクを加圧する。これにより、インクを液滴としてノズルから記録媒体上に吐出して画像形成を行う。上記のような圧電体を駆動してインクの吐出を行う圧電駆動式インクジェットヘッド及びその製造方法には、例えば、プリント配線基板の電気的結合部分（電気実装部）、インクの接触部分の封止個所をトランスファーモールドを用いてエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ樹脂組成物で封止してインク流路や供給部よりインクが漏れないように防止したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、複数のノズル孔及びインク室等を備えたインクを吐出するヘッド本体とヘッド本体のインクを吐出する面を露出させつつヘッド本体を覆う開口を有するカバーとを備え、カバーの開口内周とヘッド本体との間をシール剤で封止してカバーとヘッド本体との間にインクが侵入し、電気配線部分にインクが付着するのを防止したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、線膨張係数の異なる複数の部材間に空間部を設け、空間部に弾性の高いシール剤を充填し、封止箇所から温度変化等によりインクがリークしたり、空気が侵入することを防止したものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
一方、上述のようなインクジェットヘッドに備えられた圧電体は、一般にセラミック圧電素子で構成されているために脆く特に縁が欠けやすい。そのため、圧電体及びインクを吐出する吐出面を有するヘッド素子を保護部材に形成された開口部内に配置して保護することが好ましい。通常、保護部材としては、衝撃吸収性が高く、安価な熱可塑性樹脂が使用されることが多い。この場合、ヘッド素子や保護部材の膨張率、加工精度、ヘッド組立工程の位置精度の問題から、ヘッド素子の外周面と保護部材の開口部の内周面とを密接させることは困難であるため、両部材間に間隙が設けられている。したがって、この間隙をエポキシ樹脂組成物等の樹脂等により封止していた。
【０００６】
通常、封止材料として用いられるエポキシ樹脂組成物は、耐薬品性、耐ガス性及び耐インク性に優れ、接着強度が高く、硬度が高く、トランスファーモールド等で封止可能で形状を制御しやすい等、多くの利点がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５８１８公報
【特許文献２】
特開２００２−６７３３９公報
【特許文献３】
特開２００２−５２７１９公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のエポキシ樹脂組成物を用いてヘッド素子と保護部材との間隙を封止するインクジェットヘッドの構成では、弾性が低く、変形追従性に乏しい。また、セラミック圧電素子である圧電体と熱可塑性樹脂の保護部材とは、線膨張係数が大きく異なり、圧電体よりも保護部材の方が熱膨張による変形が大きい。例えば、セラミック圧電素子であるＰＺＴ（チタン酸ジルゴン酸鉛）の線膨張係数が１〜４×１０^−６／℃であるのに対して、熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の線膨張係数は５〜１０×１０^−５／℃である。ＡＢＳ樹脂にシリカ粉等をフィラーとして添加することで線膨張係数は低下するが、ＰＺＴの線膨張率との差は依然大きい。
【０００９】
そのため、インクジェットヘッド製造工程における温度変化や、インクジェットヘッド駆動時の発熱、環境温度変化等により、保護部材に膨張変形が生じるために弾性の低いエポキシ樹脂組成物に熱応力がかかる。この時、硬度の高いエポキシ樹脂組成物は、熱応力を吸収することができず、そのまま受け取った熱応力をヘッド素子に伝えるためにヘッド素子に歪みやクラックが発生する等の問題が起こる。
【００１０】
一方、弾性の高いシール剤を用いて間隙を封止する場合は、クラック等の問題はないが、一般にシール剤の弾性接着剤は、常温で液状またはゲル状であるため、硬化後の形状の制御が困難である。つまり、ヘッド素子と保護部材との間隙に弾性接着剤を塗布した際、弾性接着剤は自重により液面が垂れ落ちてしまうため保護部材とヘッド素子との間隙に架橋ができない。あるいは、架橋しても硬化した露出面は凹形状になるため、凹部にインク液溜まりができ、吐出不良やワイピング不良が起きたり、溜まったインクが乾燥・固化し、ノズル孔閉塞を引き起こす可能性がある。
【００１１】
この発明の目的は、弾性の高い弾性接着剤を用いてヘッド素子と保護部材とを接着しつつヘッド素子のインク吐出面、保護部材の開口部の開口面及び弾性接着剤の露出面が略同一面上に平坦になるように形成し、保護部材の膨張変形による熱応力がヘッド素子に伝わるのを防止しつつインクの吐出不良及びワイピング不良を防止することができるインクジェットヘッド及びインクジェット製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）吐出面に形成されたノズルからインクを吐出するヘッド素子と、開口面積が、前記吐出面より大きい開口部を有する保護部材と、を前記開口部の縁部が前記吐出面に対して略同一面上に位置し、且つ、前記ヘッド素子の周面との間に全周にわたって間隙を設けて位置するようにベースプレートに固定したインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも前記開口部の縁部と前記ヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を充填し、前記間隙に充填した弾性接着材の露出面が開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、電気エネルギの付与により変形してインク室のインクをノズルから吐出させる圧電体を有するヘッド素子が、周面と保護部材の開口部の縁部との間に全周にわたって間隙を設けて位置するように、保護部材とともにベースプレートに固定される。また、上記間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤が充填され、上記間隙に充填された弾性接着材の露出面が開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成される。
【００１５】
したがって、シリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤が少なくとも開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填され、上記間隙に充填された弾性接着剤の露出面が開口部の開口面と略同一面上に且つヘッド素子の吐出面に対しても略同一面上に平坦に形成されるので、上記開口面、吐出面及び露出面上に凹凸がほとんどない状態でヘッド素子と保護部材とが接着される。これにより、露出面にインク溜まりが発生するのが防止され、インク溜まり内のインクが乾燥するために生じるノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良が防止される。また、ワイピング時に凸形状部分にワイパーブレードが片当たりしてインクの拭き残しが発生するワイピング不良が防止される。
【００１６】
また、弾性の高いシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を用いているので、線膨張係数の異なるヘッド素子と保護部材との接着であっても、発生する熱応力が弾性接着剤に吸収されるので、保護部材において発生する熱応力がヘッド素子に加わることが防止され、ヘッド素子に歪やクラックが発生することが防止される。
【００１７】
（２）前記弾性接着剤は、前記露出面が凹形状に形成される第１弾性接着剤と、前記凹形状の露出面に充填する第１前記弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤と、からなることを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、第１弾性接着剤が開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填されるとともに露出面が凹形状に形成される。その後、第１弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤が凹形状の露出面に充填されるとともに第２弾性接着剤の露出面が開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成される。したがって、第１弾性接着剤の凹形状の露出面に流動性の高い第２弾性接着剤が充填されるので、第２弾性接着剤が開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填された際に自重によって垂れ落ちることがない。また、第２弾性接着剤は流動性が高いことから硬化後の露出面の形状を平坦に形成しやすいので、第２弾性接着剤の露出面が容易に開口部の開口面とヘッド素子の吐出面と略同一面上に平坦に形成される。
【００１９】
（３）前記開口面、吐出面及び露出面は、開口部の開口面方向に直交する方向の位置の差が互いに５０μｍ未満であることを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、保護部材の開口部の開口面、ヘッド素子の吐出面及び間隙に充填した弾性接着剤の露出面の開口部の開口面方向に直交する方向の互いの位置の差が５０μｍ未満であるので、吐出面、露出面及び開口面がより適切に同一面上に位置することになり、露出面にインク溜まりが発生するのが防止され、インク溜まり内のインクが乾燥するために生じるノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良がより適切に防止される。また、ワイピング時に凸形状部分にワイパーブレードが片当たりしてインクの拭き残しが発生するワイピング不良がより適切に防止される。
【００２１】
（４）吐出面に形成されたノズルからインクを吐出するヘッド素子をベースプレートに接合する工程と、開口面積が前記吐出面より大きい開口部を有する保護部材をベースプレートに接合する工程と、を備え、前記開口部の縁部が前記吐出面に対して略同一面上に位置し、且つ、前記ヘッド素子の周面との間に全周にわたって間隙を設けて位置するようにベースプレートに固定したインクジェットヘッド製造方法において、
前記開口部の縁部と前記ヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を充填する間隙封止工程と、
前記間隙封止工程の後に、前記間隙に充填した弾性接着剤の露出面を開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成する露出面平坦化工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、保護部材の開口部の縁部が、ヘッド素子の吐出面に対して略同一面上に位置し、且つ、ヘッド素子の周面との間に全周にわたって間隙を設けて位置するようにベースプレートに固定してインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造方法に、保護部材の開口部の縁部とヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を充填する間隙封止工程と、間隙封止工程の後に上記間隙に充填した弾性接着剤の露出面を開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成する露出面平坦化工程と、が含まれている。
【００２３】
したがって、シリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤が少なくとも開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填され、上記間隙に充填された弾性接着剤の露出面が開口部の開口面と略同一面上に且つヘッド素子の吐出面に対しても略同一面上に平坦に形成されるので、上記開口面、吐出面及び露出面上に凹凸がほとんどない状態でヘッド素子と保護部材とが接着される。これにより、露出面にインク溜まりが発生するのが防止され、インク溜まり内のインクが乾燥するために生じるノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良が防止される。また、ワイピング時に凸形状部分にワイパーブレードが片当たりしてインクの拭き残しが発生するワイピング不良が防止される。
【００２４】
また、弾性の高いシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を用いているので、線膨張係数の異なるヘッド素子と保護部材との接着であっても、発生する熱応力が弾性接着剤に吸収されるので、保護部材において発生する熱応力がヘッド素子に加わることが防止され、ヘッド素子に歪やクラックが発生することが防止される。
【００２５】
（５）前記間隙封止工程は、前記弾性接着材である第１弾性接着剤を用いて前記間隙に充填し、
前記露出面平坦化工程は、前記間隙封止工程で前記間隙に充填された前記第１の弾性接着剤の露出面を凹形状に形成した後、凹形状の露出面に第１弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤を充填すること工程であることを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、露出面平坦化工程で開口部の縁部とヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の第１弾性接着剤が充填される。また、露出面平坦化工程において上記間隙に充填された第１弾性接着剤の露出面が凹形状に形成され、その後凹形状の露出面に第１弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤が充填される。したがって、第１弾性接着剤の凹形状の露出面に流動性の低い第２弾性接着剤が充填されるので、第２弾性接着剤が開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填された際に自重によって垂れ下がることがない。また、第２弾性接着剤は流動性が高いことから硬化後の露出面の形状を平坦に形成しやすいので、第２弾性接着剤の露出面が容易に開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を拡大した断面図である。この発明のインクジェットヘッド５０は、インクジェット方式のプリンタ等に備えられ、インクジェットヘッド５０からインク滴を吐出させて用紙等の記録媒体に画像形成する。また、インクジェットヘッド５０は、図１に示すように、ヘッド素子１、保護部材２、ベースプレート３等から構成されている。
【００２８】
ヘッド素子１は、図２及び図３に示すように、基板１０、カバープレート１１及びノズルプレート１２等から構成されている。基板１０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルゴン酸鉛）圧電板等のセラミック圧電素子で形成される圧電体等から構成され、櫛歯状に形成されたインク流路をなす複数のインク溝１３及びインク溝１３の両側の壁面に配置された金属導電剤からなる電極膜１４を備えている。
【００２９】
ノズルプレート１２は、インク滴を吐出する図３に示すような各インク溝１３に連通させた複数のノズル１６を備えている。
【００３０】
保護部材２は、図１に示すように開口部２０を有し、内部にノズルプレート１２のインクの吐出面が露出するようにヘッド素子１を配置し、ヘッド素子１を保護する。
【００３１】
ベースプレート３は、ヘッド素子１及び保護部材２を面上に固定し、また電極膜１４に電圧を印加する図示しないヘッド駆動用回路基板を備えている。
【００３２】
上記の構成により、インクジェットプリンタ等に送信されてきた画像データに基づいて電極膜１４に電圧を印加することでインク溝１３の壁面部分の圧電体を剪断変形させ、各インク溝１３からインクを吐出させる。
【００３３】
また、上述の構成のインクジェットヘッド５０を製造するには、初めに基板１０にダイヤモンドブレードカッターで切削加工し、図２及び図３に示すように複数のインク溝１３を形成する工程を実施する。次いで、複数のインク溝１３の壁面を覆うように基板１０面上に金属導電材からなる電極膜１４を形成する工程を実施する。なお、インク溝１３の代表的な寸法は幅８０μｍ、深さ３００μｍ、長さ３ｍｍであり、インク溝１３の間隔は９０μｍである。その後、基板１０のインク溝１３の壁面以外の表面を研磨して電極膜１４除去することにより、インク溝１３の内部にのみ電極膜１４を残す。また、金属導電材としては、Ｃｕ、Ａｕ等を使用し、電極膜１４の成膜方法は、膜の均一性と生産性に優れる公知のスパッタリング法が好適に用いられる。
【００３４】
次いで、電極膜１４を保護する絶縁性被膜１５を形成する工程を実施する。なお、絶縁性被膜材としては、エポキシ、ポリアミド、ポリアミドイミド等が好適に用いられる。例えば、ハイマルＨＬ−１２００（ポリアミド、日立化成製）を用いて電極膜１４を覆うようにディッピング、スプレーコーティング等を行って基板１０の膜厚４μｍ程度の絶縁被膜１５を形成する。
【００３５】
続いて、基板１０にカバープレート１１を接着させる工程を実施する。具体的には、カバープレート１１の基板１０との接着面に接着剤１７を塗布した後、カバープレート１１を基板１０に圧接することで両者を一体化する。接着剤１７の具体例としては、エイブルスティック３４２−３７（エポキシ系、エイブルボンド製）が挙げられる。
【００３６】
また、基板１０にカバープレート１１を接着後、図３に示すように基板１０にノズル１６を有するノズルプレート１２を接着する工程を実施し、ヘッド素子１を完成させる。具体的には、ノズルプレート１２の基板１０との接着面に上述と同様の接着剤１７を塗布した後、ノズル１６とヘッド素子に備えられた図示しないインクチャンネルとの位置を合わせつつ基板１０に圧接する。これにより、ヘッド素子の組付が終了する。なお、ノズルプレート１２は、ポリイミドシート等から構成される。また、ノズル１６はエキシマレーザー、ＹＡＧレーザー等により形成され、その直径は１０〜３０μｍ程度である。
【００３７】
次いで、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ベースプレート３に完成したヘッド素子１を接着する工程を実施する。具体的には、エイブルスティック３４２−３７（エイブルボンド製）等のエポキシ系接着剤や、シリコーン系弾性接着剤等の接着剤３１を例えば、公知のディスペンサーでベースプレート３のヘッド素子１との接着面に塗布した後にヘッド素子１をベースプレート３に圧接することで一体化する。ベースプレート３はアルミナ等のセラミックスやＡｌ、ＳＵＳ等の金属から形成される剛体から成り、またヘッド駆動用回路基板３０が予め配置されている。
【００３８】
さらに、ヘッド素子１取付後のベースプレート３に保護部材２を接着する工程を実施する。使用する接着剤は、ベースプレート３にヘッド素子１を取り付ける際に用いた接着剤３１と同様のものを用いる。
【００３９】
なお、上述のベースプレート３にヘッド素子１及び保護部材３を接着するそれぞれの工程を同時に実施してよいが、ヘッド素子１及び保護部材３のいずれもベースプレート３の接着面を基準面３ａとして取り付けた状態において、ノズルプレート１２の吐出面と保護部材２の開口部２０の開口面との開口面方向に直交する方向である矢印Ｙ方向における位置の差が２０μｍ以下になるように高寸法精度で取り付けることが好ましい。
【００４０】
また、保護部材２は、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリフェニレンエーテル等の熱可塑性樹脂から構成され、また切削加工が施されてヘッド素子１の周面を覆い且つノズルプレート１２の吐出面を露出させる開口部２０が形成されている。開口部２０は、ヘッド素子１の周面との間に全周にわたって間隙４０が形成されるような開口寸法、具体的にはヘッド素子１の外周によりも１００〜２００μｍ大きいことが好ましい。
【００４１】
なお、開口部２０とヘッド素子１との間隙４０が形成されるのは、ヘッド素子１や保護部材２の膨張率、加工精度及びヘッド素子１の組立における組み立ての位置精度の問題から、ヘッド素子１の周面と保護部材２の開口部２０とを密接させることが困難なためである。
【００４２】
続いて、間隙封止工程を実施して、間隙４０の一部である開口部２０の縁部とヘッド素子１との間隙４０ａをシリコーン系又は変性シリコーン系を主成分とする弾性接着剤４１ａを用いて封止する。さらに、露出面平坦化工程を実施して、第１弾性接着剤４１ａを間隙４０ａに弾性接着剤４１ａの露出面が凹形状に硬化するように微量塗布を行う。
【００４３】
シリコーン系又は変性シリコーン系を主成分とする弾性接着剤４１ａは、硬化後に柔軟で且つ変形追従性に優れ、さらに強い接着強度を持つため、保護部材が膨張変形してもそれに追従して変形できるので、熱膨張によって発生する熱応力を吸収できる。したがって、線膨張係数の大きく異なる材質の接着に好適に用いることができる。また、上記弾性接着剤４１の硬化後の弾性の目安として、引張弾性率が５ＭＰａ以下であることが好ましい。これは、引張弾性率が５ＭＰａを越えると変形追従性が不十分な場合あるためである。
【００４４】
したがって、上述した保護部材２の開口部２０の縁部とヘッド素子１との間隙４０が１００〜２００μｍであり、第１弾性接着剤４１ａの室温における粘度が７０〜２００Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。これは、間隙４０が１００μｍ未満の時は弾性接着剤４１による応力緩和が不十分な場合があり、２００μｍを越えたり、弾性接着剤４１の粘度が低すぎる場合には、開口部２０の縁部及びヘッド素子１に弾性接着剤４１による架橋ができず、弾性接着剤４１が自重により垂れ落ちてしまうためである。
【００４５】
また、第１弾性接着剤４１ａの具体例としては、ボンド（コニシボンド製、変性シリコーン系）、スリーボンド１５３０（スリーボンド製、シリル基含有特殊ポリマー）が挙げられ、また塗布は、ディスペンサー（ニードル径０．２５ｍｍ、塗布３．５ｋｇｆ）で行う。ディスペンサーは、高粘度の溶液・ペーストを微量塗布できるので、硬化後の形状を制御しやすい。但し、粘度が２００Ｐａ・ｓ程度を越えると、微量塗布が困難になる。
【００４６】
上記ボンド（コニシボンド製、変性シリコーン系）は、常温湿気硬化型であり、環境条件にもよるが完全に硬化するまでに数時間から数日間を要する。その間にヘッド素子１及び保護部剤２の位置ずれが生じないように、ヘッド素子１及び保護部材２を固定治具で固定しておく。
【００４７】
また、硬化後の弾性接着剤の表面形状は凹部の深さが１０〜４０μｍが望ましく、保護部材２の形状や弾性接着剤４１の塗布条件等の設定により硬化後の形状を制御する。
【００４８】
最後に、露出面平坦化工程において、凹形状の露出面に第２弾性接着剤４１ｂを塗布して硬化させてインクジェットヘッド５０を完成させる。具体的には、第１弾性接着剤４２ａの凹形状の露出面を埋め、露出面を開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面と略同一平面に平坦に形成する。
【００４９】
また、第２弾性接着材４２ｂは、第１弾性接着剤４２ａと同じ理由で、シリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤が好適に用いられるが、第１弾性接着剤４１ａより流動性が高く、粘度が２０Ｐａ・ｓ以下のものが好ましい。流動性を高くすることによって、接着剤の硬化後の形状を制御しやすく、ディスペンサーの微量塗布を行うだけで、容易に硬化後の露出面を開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面と略同一平面に平坦に形成することができる。第２弾性接着剤４１ｂの具体例としてはＫＥ４８９５（信越化学工業製、粘度５Ｐａ・ｓ）が挙げられる。
【００５０】
なお、第２弾性接着剤４２ｂの硬化後の露出面は、矢印Ｙ方向の開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面との位置の差が、５０μｍ未満であることが好ましい。上記開口面又は吐出面に比べて第２弾性接着剤４１ｂの露出面が５０μｍ以上ベースプレート３から離間する位置にある場合は、露出面にインクが溜まりやすく、溜まったインクが乾燥することで固形分が析出してノズル１６孔閉塞が生じる。これに伴ってインクの吐出不良を招来する。
【００５１】
逆に、上記開口面又は吐出面に比べて第２弾性接着剤４１ｂの露出面が５０μｍ以上ベースプレート３に接近する位置にある場合は、ワイピング時に凸形状部分にワイパーブレードが片当たりしてインクが正確に拭き取れないワイピング不良を招来する。また、上記開口面及び吐出面についても他の面の位置より５０μｍ以上ずれる場合は、同様の問題が発生する。
【００５２】
また、この発明の実施形態では、保護部材２の開口部２０の縁部とヘッド素子との間隙４０ａに弾性接着剤４１ａ，４１ｂを塗布しているが、特にこれに限定されるわけではない。少なくとも間隙４０ａに弾性接着剤が塗布され且つ弾性接着剤の露出面が開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面と略同一に平坦に形成されていればよい。
【００５３】
また、この発明の実施形態では、流動性の異なる２種類の弾性接着剤を４１ａ，４１ｂを用いてるが特にこれに限定されるものではなく、１種類であっても上記露出面が開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面に略同一面上に平坦に形成されていればよい。
【００５４】
以下に、上述したインクジェットヘッド５０の製造工程に基づいて、弾性接着剤４１の種類、硬化後の形状等を変更した実施例について説明するが、この発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
弾性接着剤４１としてボンドサイレックス（コニシボンド製、変性シリコーン系、粘度７０Ｐａ・ｓ）を用いて、開口部２０とヘッド素子１との間隙４０の空間を全て封止することでインクジェットヘッド５０を製造した。１つのインクジェットヘッド５０を製造するのに使用した弾性接着剤４１は、約０．８ｇ必要であった。硬化後の露出面は深さ１０μｍの凹形状であり、ワイピング及びインク吐出は問題なかった。
【００５６】
（実施例２）
第１弾性接着剤４１ａとしてボンドサイレックス、第２弾性接着剤４１ｂとしてＫＥ４８９５（信越化学工業製、粘度５Ｐａ・ｓ）を用いて、開口部２０とヘッド素子１との間隙４０ａを封止することでインクジェットヘッド５０を製造した。１つのインクジェットヘッド５０の製造に使用した第１弾性接着剤４１ａ及び第２弾性接着剤の量は、それぞれ約０．０５ｇ及び約０．０１ｇ必要であった。硬化後の露出面は、実施例１と同様の深さ１０μｍの凹形状であり、ワイピング及びインク吐出は問題なかった。
【００５７】
（実施例３）
上述の実施例２の構成を使用して、硬化後の第２弾性部材４１ｂの露出面の凹形状のみ深さ約１２０μｍになるように形成した。この場合、ワイピング時にインクの拭き残りが一部あったが、インク吐出に問題はなかった。
【００５８】
（実施例４）
上述の実施例２の部材を使用して、硬化後の第２弾性部材４１ｂの露出面の凹形状のみ深さ約４０μｍになるように形成した。この場合、ワイピング及びインク吐出は問題なかった。
【００５９】
以上のように、この発明の実施形態に係るインクジェットヘッド５０では、間隙封止工程及び露出面平坦化工程において、開口部２０の縁部とヘッド素子１との間隙４０ａにシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤４１ａ，４１ｂを充填し、間隙４０ａに充填した第２弾性接着材４１ｂの露出面を開口部２０の開口面とノズルプレート１２の吐出面と略同一面上に平坦に形成するので、上記開口面、吐出面及び露出面上に凹凸がほとんどない状態でヘッド素子１と保護部材２とを接着できる。したがって、ノズル１６孔閉塞に伴うインクの吐出不良を防止でき、またワイピング不良を防止することができる。
【００６０】
また、弾性の高いシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤４１ａ，４１ｂを用いているので、線膨張係数の異なるヘッド素子１と保護部材２との接着であっても、保護部材２において発生する熱応力を弾性接着剤４１ａ，４１ｂに吸収させることができるので、保護部材２の熱応力がヘッド素子１に加わることを防止でき、ヘッド素子１に歪やクラックが発生することを防止できる。
【００６１】
さらに、第１弾性接着剤４１ａを開口部２０の縁部とヘッド素子１との間隙４０に充填するとともに露出面を凹形状に形成し、その後、第１弾性接着剤４１ａよりも流動性の高い第２弾性接着剤４１ｂを凹形状の露出面に充填するので、開口部２９の縁部とヘッド素子１との間隙４０ａに充填した際に第２弾性接着剤４１ｂが自重によって垂れ落ちることがない。また、第２弾性接着剤４１ｂは流動性が高いことから硬化後の露出面の形状を平坦に形成しやすいので、凹形状に形成された第１弾性接着剤４１ａの露出面を容易に開口部２０の開口面及びノズルプレート１２の吐出面と略同一面上に平坦に形成することができる。
【００６２】
しかも、開口部２０の開口面、ヘッド素子１の吐出面及び間隙４０に充填した弾性接着剤４１の露出面について、開口部２０の開口面方向に直交する方向の互いの位置の差が５０μｍ未満であるので、上記吐出面、露出面及び開口面がより適切に同一面上に位置することになり、ノズル１６孔閉塞に伴うインクの吐出不良をより適切に防止でき、またワイピング不良をより適切に防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６４】
（１）シリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を少なくとも開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填し、上記間隙に充填された弾性接着剤の露出面が開口部の開口面とヘッド素子の吐出面と略同一面上に平坦に形成することによって、上記開口面、吐出面及び露出面上に凹凸がほとんどない状態でヘッド素子と保護部材とを接着できるので、ノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良を防止でき、またワイピング不良を防止することができる。
【００６５】
さらに、弾性の高いシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を用いているので、線膨張係数の異なるヘッド素子と保護部材との接着であっても、発生する熱応力を弾性接着剤に吸収させることができるので、保護部材において発生する熱応力がヘッド素子に加わることを防止でき、ヘッド素子に歪やクラックが発生することを防止できる。
【００６６】
（２）第１弾性接着剤の凹形状の露出面に、硬化後の露出面の形状を平坦に形成しやすい流動性の高い第２弾性接着剤を充填することによって、開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填した際に第２弾性接着剤が自重によって垂れ落ちることがなく、第２弾性接着剤の露出面を容易に開口部の開口面とヘッド素子の吐出面と略同一面上に平坦に形成することができる。
【００６７】
（３）保護部材の開口部の開口面、ヘッド素子の吐出面及び間隙に充填した弾性接着剤の露出面における開口部の開口面方向に直交する方向の互いの位置の差を５０μｍ未満にすることによって、吐出面、露出面及び開口面をより適切に同一面上に位置するので、ノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良をより適切に防止でき、またワイピング不良をより適切に防止することができる。
【００６８】
（４）インクジェット製造方法の間隙封止工程及び露出面平坦化工程において、シリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤が開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填し、上記間隙に充填された弾性接着剤の露出面が開口部の開口面とヘッド素子の吐出面と略同一面上に平坦に形成してインクジェットヘッドを製造することによって、上記開口面、吐出面及び露出面の凹凸がほとんどない状態でヘッド素子と保護部材とを接着できるので、ノズル孔閉塞に伴うインクの吐出不良を防止でき、またワイピング不良を防止することができる。
【００６９】
また、弾性の高いシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を用いているので、線膨張係数の異なるヘッド素子と保護部材との接着であっても、発生する熱応力を弾性接着剤に吸収させることができるので、保護部材において発生する熱応力がヘッド素子に加わることを防止でき、ヘッド素子に歪やクラックが発生することを防止できる。
【００７０】
（５）露出面平坦化工程において、第１弾性接着剤の凹形状の露出面に、硬化後の露出面の形状を平坦に形成しやすい流動性の高い第２弾性接着剤を充填することによって、開口部の縁部とヘッド素子との間隙に充填した際に第２弾性接着剤が自重によって垂れ落ちることがなく、第２弾性接着剤の露出面を容易に開口部の開口面とヘッド素子の吐出面と略同一面上に平坦に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を拡大した断面図である。
【図２】同インクジェットヘッドに備えられたヘッド素子の一部の構成を拡大した断面図である。
【図３】同インクジェットヘッドに備えられたヘッド素子の一部の構成を拡大した斜視図である。
【図４】同インクジェットヘッドの組付手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１−ヘッド素子
２−保護部材
３−ベースプレート
１２−ノズルプレート
１６−ノズル
４０−間隙
４０ａ−間隙
４１ａ−第１弾性接着剤
４１ｂ−第２弾性接着剤

Claims (5)

1. 吐出面に形成されたノズルからインクを吐出するヘッド素子と、開口面積が前記吐出面より大きい開口部を有する保護部材と、を前記開口部の縁部が、前記吐出面に対して略同一面上に位置し、且つ、前記ヘッド素子の周面との間に全周にわたって間隙を設けて位置するようにベースプレートに固定したインクジェットヘッドにおいて、
   少なくとも前記開口部の縁部と前記ヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を充填し、前記間隙に充填した弾性接着材の露出面が開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記弾性接着剤は、前記露出面が凹形状に形成される第１弾性接着剤と、前記凹形状の露出面に充填する第１前記弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤と、からなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記開口面、吐出面及び露出面は、開口部の開口面方向に直交する方向の位置の差が互いに５０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
4. 吐出面に形成されたノズルからインクを吐出するヘッド素子をベースプレートに接合する工程と、開口面積が前記吐出面より大きい開口部を有する保護部材をベースプレートに接合する工程と、を備え、前記開口部の縁部が前記吐出面に対して略同一面上に位置し、且つ、前記ヘッド素子の周面との間に全周にわたって間隙を設けて位置するようにベースプレートに固定したインクジェットヘッド製造方法において、
   前記開口部の縁部と前記ヘッド素子との間隙にシリコーン系又は変性シリコーン系の弾性接着剤を充填する間隙封止工程と、
   前記間隙封止工程の後に、前記間隙に充填した弾性接着剤の露出面を開口部の開口面と略同一面上に平坦に形成する露出面平坦化工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
5. 前記間隙封止工程は、前記弾性接着材である第１弾性接着剤を用いて前記間隙に充填し、
   前記露出面平坦化工程は、前記間隙封止工程で前記間隙に充填された前記第１の弾性接着剤の露出面を凹形状に形成した後、凹形状の露出面に第１弾性接着剤よりも流動性の高い第２弾性接着剤を充填すること工程であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット製造方法。

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