JP2009101645A - 記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録素子基板と支持部材との線膨張率の差に起因して接着剤にクラックが発生するのを低減でき、かつ、記録素子基板の位置ずれ、及び接着剤によるノズル詰まりを低減することが可能な記録ヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】記録ヘッドは、記録素子基板１２０と、記録素子基板１２０に光・熱硬化併用型の接着剤にて接着固定された支持部材２００と、を備える。支持部材２００には、記録素子基板１２０の端部の周辺に照射された光を、吐出口配列方向におけるインク供給口の端部周辺の接着領域へと導く溝部２２１が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクを記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドおよびその製造方法に関するものである。

インクジェット記録装置は、記録媒体に液滴を吐出して記録を行う、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、記録時における騒音が少なく、様々な記録媒体に対して高速に記録することが可能である。このため、インクジェット記録装置は、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。

一般に、このインクジェット記録装置は、インク滴を形成するための吐出ノズルを持つ記録ヘッドと、この記録ヘッドに対してインクを供給するインク供給系とを有している。記録ヘッドのインク吐出方式の代表的な例としては、吐出エネルギ発生素子として電気熱変換素子を用いた方式がある。この電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、電気熱変換素子に記録信号となる電気パルスを印加することによりインクに熱エネルギーを与え、その時のインクの相変化で生じる気泡の圧力によってインク滴の吐出を行う。

このような電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドとしては、図１９に示すようなものが知られている。
ここに示す記録ヘッドは、支持部材１の上面に記録素子基板３を接着剤によって接着固定したものとなっている。記録素子基板３は、図の紙面と直交する方向に延在する長溝状のインク供給口４が複数個（図では３個）形成されると共にインク供給口４の両側に複数の電気熱変換素子５が配列された基板６と、その上面に固定された吐出口プレート８とを有する。吐出口プレート８には、電気熱変換素子５との対向位置に吐出口７が形成されている。また、支持部材１には、図の紙面と直交する方向に延在する長溝上のインク供給流路２が複数（図では３個）形成されており、各インク供給流路２は、各インク供給口４と対向し、互いに連通している。そして、インク供給流路２に供給されたインクは、インク供給口４及び吐出口７に導かれ、吐出口７に充填されたインクは、電気熱変換素子５による熱エネルギによってインク滴として吐出される。

上記のような記録ヘッドの製造において、記録素子基板３と支持部材１とを組み立てる方法として、次のような製造方法が特許文献１に開示されている。この組立方法では、真空吸着フィンガで記録素子基板３を吸着把持すると共に、支持部材１の上方で位置決めを行い、その後、紫外線・熱硬化併用型の接着剤が塗布された支持部材１上に下降させて固定する。このように、紫外線・熱硬化型の接着剤を用いて記録素子基板３を固定する場合には、まず、記録素子基板に紫外線照射することによって記録素子基板３を仮固定する。次いで、加熱処理によって接着剤を完全硬化させることにより、記録素子基板３を支持部材に固定する。また、記録素子基板が接着固定された支持部材には、後工程において、配線基板が固定される。この配線基板の固定は、熱硬化型の接着剤を用いた加熱圧着処理によって行う。

特開平９−１８７９５２号公報

しかしながら、上述のようなインクジェット記録ヘッドの製造方法には、以下のような課題がある。
一般に、複数の吐出口を備えた記録素子基板は、シリコンウエハから切り出されたものを使用する。これに対し、記録素子基板に接着する支持部材は、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で構成したものを用いる。このため、両者には線膨張率の差が存在する。
ところが、上記の製造方法では、記録素子基板と支持部材との間に介在する紫外線・熱併用硬化型接着剤を完全に硬化させた後、支持部材１に配線基板を接着するために再度、加熱処理を行っている。このとき記録素子基板と支持部材との線膨張率の差から、記録素子基板３と支持部材１との間で硬化した接着剤にせん断応力が加わってクラックが生じ、そのクラックからインクが漏出するという問題が生じている。特に、インク供給路２を画成する隔壁２ａとインク供給口４を画成する隔壁６ａとの間に介在する接着剤にクラックが生じた場合、隣接するインク供給流路が連通して混色が発生し、画像品質の低下を招く虞がある。そこで、接着剤にクラックが発生するのを回避すべく、支持部材と記録素子基板との間に介在する接着剤を全く硬化させない状態で、支持部材への配線基板の取り付け（加熱処理）を行うことも考えられている。

しかしながら、記録素子基板と支持部材とを接着固定する接着剤を硬化させないようにした場合、配線基板の接着工程などの後工程へと搬送する間に、振動や衝撃などの影響を受けて記録素子基板の貼り合わせ位置がずれてしまうことがある。こうした位置ずれが生じた場合、組立精度またインク吐出時の着弾精度の低下を招くこととなる。さらに、後工程が完了するまで記録素子基板と支持部材との間の接着剤を硬化させないようにした場合、記録素子基板に設けられたインク供給口の隅部に沿って接着剤が這い上がり、吐出口を詰まらせるという問題が生じることもある。

本発明は以上の課題に着目してなされたものである。すなわち、本発明は、記録素子基板と支持部材との線膨張率の差に起因して接着剤にクラックが発生するのを低減でき、かつ、記録素子基板の位置ずれ、及び接着剤による吐出口の詰まりを低減することが可能な記録ヘッドおよびその製造方法の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
本発明の第１の形態は、インクを吐出する複数の吐出口を配列してなる吐出口列と該吐出口列にインクを供給するインク供給口とを有すると共に前記各吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギを発生する記録素子を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板に光・熱硬化併用型の接着剤にて接着固定された支持部材と、を備えた記録ヘッドにおいて、前記記録素子基板の端部の周辺に照射された光を、前記吐出口の配列方向における前記インク供給口の端部周辺の接着領域へと導く溝部が前記支持基板に形成されていることを特徴とする。

本発明の第２の形態は、上記記録ヘッドの製造方法であって、前記支持部材に前記光・熱硬化併用型の接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を塗布した支持部材に前記記録素子基板を配置する工程と、前記支持基板に形成された前記溝部の外側の端部に光を照射することにより、当該光を前記吐出口の配列方向における前記インク供給口の端部周辺の接着領域へと導き、該接着領域の一部に硬化領域を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録素子基板と支持部材とを接着固定する光・熱硬化併用型の接着剤に対し、光によりインク供給口周辺の接着領域の一部のみを硬化させて仮固定を行い、その他の部分の接着剤を未硬化状態に保つ。このため、後工程などにおいて熱処理が行われ、記録素子基板と支持部材とが異なる線膨張率で熱膨張したとしても、未硬化状態にある接着剤にはクラックが発生することはなく、クラックを介してインクが漏出することはなくなる。従って、複数のインク供給口を有する記録素子基板を用いる場合にも、隣接するインク供給流路からクラックを通過して異なるインクが混入してくるのを回避することができ、混色のない適正なインクを吐出することができる。

さらに、接着剤は光によって記録素子基板のインク供給口の周辺部が硬化するため、記録素子基板と支持部材との相対位置がずれたり、接着剤がインク供給口の端部から這い上がって吐出口を詰まらせたりすることもなくなる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態における記録ヘッド１０は、第１の記録素子基板１１０、第２の記録素子基板１２０、第１のプレート２００、第２のプレート３００とを備えている。第１、第２の素子基板１０１、１０２及び第２のプレート３００は、それぞれ支持部材としての第１のプレート２００上に接着剤によって接着固定されている。第１のプレート２００には、第１の記録素子基板１１０にインクを供給するための単一の第１のインク供給流路２１０と、第２の記録素子基板１２０にインクを供給するための複数本（図では３本）の第２のインク供給流路２２０とが互いに平行に形成されている。なお、第１のプレート２００に形成されている第１のインク供給流路２１０は、第１の記録素子基板１１０にブラックのインクを供給するためのインク供給流路となっている。また、第２のインク供給流路２２０は、シアン、マゼンタ、イエローのインクを供給するためのインク供給流路となっている。

また、第２のプレート３００は、第１、第２の記録素子基板１１０、１２０を挿通させる開口部３１０、３２０を有し、第１のプレート２００の表面（図では上面）に熱硬化型の接着剤により固定される。第１の記録素子基板１１０は、開口部３１０に挿通された状態で第１のプレート２００の表面に接着剤によって接着固定され、第２の記録素子基板１２０は、開口部３２０に挿通された状態で第２のプレート２００の表面に接着剤によって接着固定される。これにより、第１のプレート２００の第１のインク供給流路２１０は第１の記録素子基板１１０に形成されている後述のインク供給口に連通し、第２のインク供給流路２２０は、第２の記録素子基板１２０に形成されている後述のインク供給口に連通する。

図２は、第１の記録素子基板１１０を一部切欠して示す斜視図である。この第１の記録素子基板１１０は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ（シリコン）基板１１１に長溝状の貫通孔からなるインク供給口１１２をＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成したものとなっている。
また、インク供給口１１２を挟んだ両側に記録素子である電気熱変換素子１１３がそれぞれ１列ずつ配列されており、全体としては千鳥状に配列されている。この電気熱変換素子１１３と、電気熱変換素子１１３に電力を供給するＡｌ等の電気配線（図示せず）とは成膜技術により形成されている。さらに、電気配線に電力を供給するための電極部１１４が第１の記録素子基板１１０における表面の両側部に配列されており、電極部１１４にはＡｕ等のバンプ１１４ａが形成されている。

Ｓｉ基板１１１上には、吐出口プレート１１５が固定されている。この吐出口プレート１１５には、複数の電気熱変換素子１１３それぞれに対応して、複数の液路１１６が樹脂材料でフォトリソ技術により形成されている。これら液路１１６の各端部に位置する開口部は、インク滴を吐出する吐出口１１７となっている。これら複数の吐出口１１７は、インク供給口１１２の両長辺部に沿って配列され、２本の吐出口列１１８を構成している。

各液路１１６は、第１の記録素子基板１１０に形成されたインク供給口１１２に連通しており、インク供給口１１２から供給されたインクは、各液路１１６に充填される。また、各吐出口１１７は電気熱変換素子１１３に対向して設けられており、インク供給口１１２から液路１１６内に充填されたインクを加熱して発泡させる。この発泡時の圧力によって液路１１６内のインクは各吐出口１１７からインク滴となって吐出される。なお、本明細書においては、液路１１６とその一端（図では上端）に形成される吐出口１１７とからなる部分を、ノズルともいう。

また、図３は、第２の記録素子基板１２０の一部を切欠して示す斜視図である。なお、ここに示す第２の記録素子基板１２０において、上記第１の記録素子基板１１０と同一もしくは相当部分には同一符号を付してある。
図３において、第２の記録素子基板１２０は前述の３色のインクを吐出させるための記録素子基板である。この記録素子基板１２０には、３個のインク供給口１２０が平行して形成されており、各インク供給口１２０を挟んだ両側には電気熱変換素子１１３が形成されている。この第２の記録素子基板１２０も第１の記録素子基板１１０と同様に、Ｓｉ基板１１１にインク供給口１１２や電気熱変換素子１１５、不図示の電気配線及び電極部１１４などを形成したものとなっている。また、第２の記録素子基板１２０上には、樹脂材料からなる吐出口プレート１１５がフォトリソ技術によって形成され、液路１１６やインク吐出口１１７が形成されている。

また、図４は、上記第２の記録素子基板１２０を第１のプレート２００に取り付けた状態を示す断面図である。
図４に示すように、第１のプレート２００の表面（図では上面）には、第２のプレート１２０が接着剤４００によって接着される。この第１のプレート２００において各インク供給流路２１０を画成する隔壁２１１の上面には、第２の記録素子基板１２０のインク供給口１１２の間に形成された隔壁１２１の底面が当接しており、両隔壁１２１と２１１とは接着剤４００によって接合されている。なお、本実施形態におけるインク供給流路２１０の開口幅は、インク供給口１１２の入口部の開口幅よりも大きな幅を有している。そのため、互いに隣接するインク供給流路２１０を隔てる隔壁２１１の厚み（幅）は、互いに隣接するインク供給口２１０の入口部の間隔よりも薄く（狭く）なっている。

また、図５は、上記各記録素子基板１１０、１２０を接着固定させる支持部材としての第１のプレート２００の一部を拡大して示す平面図であり、図６（ａ）は図５のａ−ａ線断面図、図６（ｂ）は図５のｂ−ｂ線断面図である。
この第１の実施形態における第１プレート２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。但し、第１のプレート２００の素材は、アルミナに限定されるものではなくその他の材料によって構成されるものであってもよく、各記録素子基板を構成するの材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で構成することが望ましい。第１のプレートとして使用可能な他の素材としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等を挙げることができる。

また、この第１の実施形態における第１のプレート２００には、前述の複数のインク供給流路の側方に溝部２２１が形成されている。図５では、第２の記録素子基板１２０のインク供給口１１２に対応して設けられた３個のインク供給流路２２０それぞれの一側方に設けられた３個の溝部２２１のみを示している。しかし、第１の記録素子基板１１０のインク供給口１１２に対応して設けられた単一のインク供給流路２１０の側方にも、図１に示すように、２個の溝部２２１が形成されている。各溝部の一端は、インク供給口１１２の側端部から一定の距離Ｔ１だけ離れた位置から、第２の記録素子基板１２０の端部との対向位置より内方に一定距離Ｔ２だけ入り込んだ位置まで延在している。この溝部の幅（ノズル配列方向と直交する方向における距離Ｔ３（図５参照））は、第１のプレートのインク供給流路２１０の開口幅と略同一の幅に形成されている。この溝２２１は、各記録素子基板１１０、１２０を第１のプレート２００に接着する接着工程において、記録素子基板１２０の端部からインク供給口１１２の隅部まで紫外線を導くための溝であり、以下、この溝を導光溝とも言う。

また、図５の二点鎖線にて囲まれた領域Ｒは、第２の記録素子基板１２０を接着固定するために、第１のプレート２００の表面に接着剤が塗布される領域を示している。但し、この領域Ｒ内には前述の溝部２２１が位置しており、この溝部２２１内の領域には接着剤は塗布されない。従って、第１のプレート２００に形成される溝部２２１と、第１のプレート２００上に接着剤４００を介して接着される第１の記録素子基板との間には、図６（ａ）に示すように接着剤が塗布されない領域Ｓが形成されることとなる。

第１の記録素子基板１１０と第２の記録素子基板Ｈ１２０は、それぞれ第１のプレート２００に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第１の接着剤４００は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、第１の接着剤４００としては、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤が望ましく、その接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。

また、図１に示す第２のプレート３００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材で構成することが可能であり、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されている。そして、第２のプレート３００に形成される開口部３１０、３２０は、第１の記録素子基板１１０と第２の記録素子基板１２０の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有しており、底面に塗布された接着剤４０１によって接着されている。このため、第１、第２の記録素子基板１１０、１２０及び第２のプレート３００がそれぞれ第１のプレート２００に接着固定された状態で、第２のプレートと各記録素子基板１１０、１２０の間には、図６に示すように、上部に開口する間隙Ｇが形成される。この間隙Ｇが後述の仮接着工程において紫外線を導入するための導入口となる。

次に、第１のプレート２００へ記録素子基板を取り付ける工程について説明する。なお、ここでは、第１のプレート２００へ取り付ける記録素子基板として、第２の記録素子基板１２０を例に採り説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ），（ｂ）、及び図９は、本実施形態における記録ヘッドの製造方法の各工程を説明するための断面図である。なお、図７ないし図９は、第２の記録素子基板１２０をその吐出口列の長手方向に沿って切断した断面を示している。
図７ないし図９において、５１０は接着剤４００を塗布する転写ピン（図７参照）、５２０は記録素子基板１１０を吸着し位置決めを行なう真空吸着フィンガ（図８参照）、５３１，５３２は記録素子基板の位置を認識するためのＣＣＤカメラ（図８参照）である。また、５４１，５４２は紫外線照射ノズルである。

第１のプレート２００へ第２の記録素子基板１２０を取り付ける工程においては、まず、図７（ａ）に示すように、転写ピン５１０の転写面５１１に接着剤４００を塗布する。続いて、図７（ｂ）に示すように、転写ピン５１０の転写面５１１を第１のプレート２００に接着剤４００を介して当接させる。この後、図７（ｃ）に示すように、転写ピン５１０を第１のプレート２００から離すと、第１のプレート２００の接着個所Ｒ（図５参照）に接着剤４００が塗布される。この接着剤４００は、第２の記録素子基板１２０が当接する位置よりも外側にはみ出す範囲にまで転写（塗布）される。なお、ここで使用される接着剤４００は、紫外線を照射しても熱を加えても硬化する紫外線・熱硬化併用型の接着剤であり、インクに対して耐性があり転写性に優れたものとなっている。

次に、図８（ａ）に示すように、真空吸着フィンガー５２０により第２の記録素子基板１２０の吐出口１１７を形成するインク流路壁１１５の面を吸着把持する。そして、ＣＣＤカメラ５３２５３２により第１の記録素子基板１１０の不図示のアライメントマークを光学的に認識し、そのアライメントマークを基準にして、第１のプレート２００に対する第２の記録素子基板１２０の位置合わせを行う。

続いて、位置決めされた真空吸着フィンガー５２０を図８（ｂ）に示すように下降させ、第２の記録素子基板１２０を第１のプレート２００に当接させると共に押圧する。これにより、接着剤４００が同図に示すように第１の記録素子基板１１０の長手方向の端部からはみ出してくる。図においては第２の記録素子基板１２０の外側にのみ接着剤４００がはみ出しているように見えるが、実際にはインク供給口１１２及びインク供給流路２１０内にもわずかに接着剤がはみ出ている。

そして、図９に示すように、第１のプレート２００に第１の記録素子基板１１０を押圧した状態を保ちながら、紫外線照射ノズル５４１，５４２により第２の記録素子基板１２０の端部に紫外線を照射する。これによって、第２の記録素子基板１２０の端部からはみ出した接着剤４００と、インク供給口１１２及びインク供給流路２１０の両端部付近の接着剤４００とが硬化し、第１のプレート２００上における第２の記録素子基板１２０の位置を固定することができる。但し、この段階では、第１のプレート２００上に塗布された接着剤４００の全てが硬化する訳ではなく、部分的に接着剤が硬化した仮固定の状態となっている。

すなわち、端部より照射された紫外線は、図６（ａ）に示すように端部にはみ出した接着剤４００及びその近傍の接着剤を通過して、導光溝２２１によって形成される空間Ｓ内に入射する。さらに紫外線は導光溝２２１内を通過し、インク供給流路２２０と導光溝２２１との間の領域Ｒ２１（図５参照）の接着剤４００に照射される。これにより、図６（ａ）に示すように、第２の記録素子基板１２０の端部からはみ出した接着剤４００と、インク供給流路２２０及びインク供給口１１２側に若干はみ出している接着剤４００とが硬化する。

前述の図８（ｂ）の工程で第２の記録素子基板１２０を第１のプレート２００に押圧した場合、図６（ａ）に示すように接着剤４００の一部が導光溝２２１内にはみ出すことがある。しかし、導光溝２２１内が接着剤で埋まることはなく、導光溝２２１内には空間Ｓが形成される。従って、第２の記録素子基板１２０の端部側から導光溝２２１に入射した紫外線は、大きな減衰を伴うことなく導光溝２２１内を通過し、領域Ｒ２１の接着剤に照射される。このため、領域Ｒ２１の接着剤は紫外線によって確実に硬化する。

一方、第２の記録素子基板１２０の端部から入射した紫外線のうち、導光溝２２１を通過しない紫外線は、図５及び図６（ｂ）に示すように、各導光溝２２１の間に位置する接着剤４００の中を一定の範囲まで透過し、これを硬化させる。但し、その透過距離は導光溝２２１が形成されている部分に比べて短く、インク供給口１１２の端部側方まで接着剤４００を硬化させることはない。また、厳密には、一定の範囲を超えた領域の接着剤にも僅かながら減衰した紫外線が透過するため、その紫外線によって接着剤は若干硬化した状態となる。

このような紫外線による接着剤の硬化領域を図５および図６に示す。各図中、交差する線で示す領域Ｒ１は接着剤４００が紫外線によって略完全に硬化した領域（以下、硬化領域と称す）を示し、また、斜線で示す領域Ｒ２は接着剤４００が若干硬化した状態の領域（以下、半硬化領域と称す）を示している。また、接着剤が塗布される全領域（図５の二点鎖線にて示す領域Ｒ）のうち、白抜きで示す領域Ｒ３は接着剤が殆ど硬化していない領域（以下、未硬化領域と称す）である。以上、第２の記録素子基板１２０を第１のプレート２００に取り付ける場合を例に説明したが、第１の記録素子基板１１０についても、同様に第１のプレート２００上に仮固定する。

この後、第２のプレート３００を熱硬化型の接着剤４１０を介して第１のプレート２００上に接着させる。但し、この段階では、接着剤４１０は未硬化の状態にある。次いで、後工程として、図外の配線基板を熱硬化型の接着剤を介して第１のプレート２００に重ね、最終工程として配線基板を含んだ記録ヘッドユニット全体を加熱する。これにより、未硬化状態にある接着剤は完全に硬化し、各記録素子基板１１０，１２０、第２のプレート３００、及び配線基板の全てが第１のプレート２００に確固に接着固定され、記録ヘッドユニットの組立工程は完了する。

このように、この第１の実施形態では、各記録素子基板１１０，１２０の端部からの紫外線照射のみで、各記録素子基板１１０，１２０の端部からインク供給口１１２の端部周辺に至る接着剤を硬化させ、仮固定することが可能になる。従って、後工程への搬送動作において振動や衝撃が加わったとしても、記録素子基板１１０，１２０の位置ずれが生じることはない。さらに、記録素子基板のインク供給口及びインク供給路内にはみ出した接着剤を紫外線によって硬化させることができるため、従来のようにインク供給口の隅部で接着剤が這い上ることもなくなり、接着剤による吐出口詰まりも解消される。

また、第２の記録素子基板１２０と第１のプレート２００との間に介在する接着剤４００は、前述の一部の領域Ｒ１が硬化しているのみで、それ以外の多くの領域に塗布されている接着剤は硬化状態とはなっていない。従って、後工程での熱処理によって各記録素子基板１１０，１２０と第１のプレート２００とが異なる線膨張率で膨張したとしても、各記録素子基板１１０，１２０と第１のプレート２００とを接合する接着剤は未硬化状態にあるためクラックが発生することはない。このため、クラック通じたインクの漏出を抑えることができる。特に、第２記録素子基板１２０の隔壁１２１と第１のプレートの隔壁２１１とを接合させる接着剤においてクラックの発生が抑えられるため、異なるインク流路間での混色を回避することが可能となり、生産性、信頼性及び画像品質の向上を図ることができる。

なお、上記実施形態では、第１のプレート２００に各記録素子基板１１０，１２０及び第２のプレート３００を仮固定した後、配線基板の取り付け工程における熱処理によって未硬化状態にある全ての接着剤を硬化させるようにした。しかし、各記録素子基板１１０，１２０および第２のプレート３００を仮固定した後、さらに配線基板を熱、光、あるいはボンディングなどによって固定し、その後、最終工程として熱処理を行って未硬化状態の接着剤を完全に硬化させるようにしても良い。なお、最終工程の前に配線基板を熱、またはボンディングによって固定する場合にも、各部材は僅かながら熱膨張する。しかし、各部材を接着している接着剤は未硬化領域を含む自由度の高い状態であるため、各部材の線膨張率の差によって接着剤にクラックが発生することはない。つまり、複数の部品を順次加熱接着して行く記録ヘッドの製造工程において、記録素子基板と支持部材とを接着する接着剤を途中の工程では完全には硬化させず、最終工程でのみ完全に硬化するようにすれば、接着剤におけるクラックの発生を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１０ないし図１２に基づき説明する。
本実施形態における記録ヘッドも上記第１の実施形態と同様に、図１に示すような部材によって構成されている。すなわち、この第２の実施形態においても、第１のプレート２００に対し、第２のプレート３００及び第１、第２の記録素子基板１１０、１２０を接着剤４００、４０１で接着固定すると共に、最終工程において図外の配線基板を接着固定する。但し、この第２の実施形態では、上記第１の実施形態に示した導光溝２２１に代えて、図１０ないし図１２に示す導光溝２３１を第１のプレート２００に形成したものとなっており、この点が上記第１の実施形態と異なる。従って、以下の説明は、この第１の実施形態との相違点である導光溝２３１を中心に行う。

図１０ないし図１２は、この第２の実施形態における導光溝１３１及びその周辺構成を示す図である。ここで、図１０は、上記各記録素子基板１１０、１２０を接着固定させる第１のプレート２００（支持部材）の一部を拡大して示す平面図であり、図１１（ａ）は図１０のａ−ａ線断面図、図１１（ｂ）は図１０のｂ−ｂ線断面図である。
この第２の実施形態における導光溝２３１は、各記録素子基板（図１０では第２の記録素子基板１２０）の外側の端部より外側に延出している。また、導光溝１３１の内側端部は、インク供給流路２１０の外側の端部から一定の距離Ｔ１だけ外側に向けて離れた位置に形成されている。さらに、導光溝２３１は、図１１（ａ）に示すように、第１の斜面２３２と第２の斜面２３３とによりＶ字状の屈曲形状をなす底部を備えた溝となっている。また、第１の斜面２３２の下端部、すなわち第１の斜面２３２と第２の斜面２３３との交角部は、記録素子基板１２０（または１１０）の端部より、内側（インク供給流路側）に位置している。すなわち、第１の傾斜面２３２は、その一部が、第２の記録素子基板１２０の底面と対向しており、残りの部分が第２の記録素子基板１２０の外側に延出している。そして、第１の傾斜面２３２のうち、第１の記録素子基板の外側に延出する部分（延出部分）は、第１のプレート２００上に接着された第２のプレート３００の開口部３２０と記録素子基板１２０の外端部との間に形成される間隙Ｇと対向している。

ここで、導光路２３２の底部を図１１（ａ）に示すようにＶ字状に形成した理由を説明する。
（１）各記録素子基板を仮固定する際の紫外線照射を第２のプレート３００の接着後に行う場合、紫外線を斜めから照射すると、第２プレート３００で紫外線が反射される、いわゆるケラレと称する状態が発生することがある。この場合、十分に紫外線をインク供給流路２１０側へと導くことができない。このため、紫外線を第１のプレート２００と記録素子基板との接合面に対して垂直方向から照射することによって、前述の間隙Ｇから内方へと十分に紫外線を導入させる必要がある。この場合、接着剤の硬化進行方向（記録素子基板の端部から供給口へ向かう方向）に対し、紫外線の入射角が小さくなる。従って、仮に導光路２３２の底部が接着剤の硬化進行方向（接合面の方向）と平行に形成されていたとすると、紫外線が導光溝の底部で略垂直に反射されるため、接着領域へと導かれにくく、エネルギー効率が低下する。そこで、この第２の実施形態では、第１の傾斜面２３２及び第２の傾斜面２３３によって導光溝２３１の底面をＶ字状に形成し、紫外線照射ノズルから発せられる紫外線を、インク供給流路２１０の端部周辺における接着領域側へと反射させるようにしている。
（２）第１のプレート２００に対し、後工程にて電気配線基板を接着固定する場合、記録素子基板１１０，１２０と第２のプレート３００及び電気配線基板で囲まれた空間に、配線部を保護するための封止材を充填する必要がある。この際、導光溝２３１にも封止材を充填する必要があるが、導光溝２３１への封止剤の充填量が多いほど、封止剤硬化時の収縮量が大きくなり、リードに与えるダメージも増大する。そこで、この第２の実施形態では、導光溝２３１の底部をＶ字状に形成し、導光溝２３１への封止剤の充填量を減少させている。
以上のような理由により、この第２の実施形態における導光溝２３１の底部は、Ｖ字状に形成されている。

次に、この第２の実施形態における記録ヘッドの製造方法を説明する。
この第２の実施形態においても、第１のプレート２００に対する各部材の取り付け工程は、上記第１の実施形態と略同様である。但し、この第２の実施形態では、第２のプレート３００の第１のプレート２００への接着工程が、各記録素子基板１１０，１２０の仮固定の前に行われる。

記録素子基板１２０の仮固定においては、記録素子基板１２０の端部に紫外線が照射される。このとき紫外線は、前述の（１）で述べたように、記録素子基板１２０と第１のプレート２００との接合面に対し垂直な方向から照射される。これにより、第２のプレート３００と記録素子基板１２０の端部との間隙Ｇを経て、導光溝２３１の第１の傾斜面２３２に十分な量の紫外線が照射される。そして、第１の傾斜面２３２に照射された紫外線はインク供給流路２１０側へと反射され、第２の記録素子基板１２０の裏面と第１、第２の傾斜面２３２，２３３との間で乱反射を繰り返しながら、インク供給流路２１０方向へと進行する。このため、十分な量の紫外線が効率良く接着剤４００へと導かれ、インク供給流路２１０の端部周辺の接着剤４００は確実に硬化する。

一方、第１プレート２００において導光溝２３１が形成されていない接着剤の塗布領域では、図１１（ｂ）に示すように、記録素子基板１２０の端部に照射された紫外線が接着剤内を透過するが、その範囲は導光溝２３１が形成されている領域に比べて短い。つまり、接着剤の硬化が進行する距離は短い。接着剤が硬化する状態を、図１０及び図１１に示す。図中、斜線によって示される領域Ｒ１は、接着剤が硬化する領域（硬化領域）を、Ｒ２は接着剤が硬化していない領域（未硬化領域）をそれぞれ示している。

このように、この第２の実施形態においては、導光溝２３１が形成されている領域と、導光溝２３１が形成されていない領域とを形成することにより、接着剤の硬化状態に選択性を持たせることができる。つまり、照射された紫外線のうち導光溝２３１を進行する紫外線は、第２に記録素子基板の端部から、よりインク供給口側へと接着剤４００の硬化領域Ｒ１をより広げることができる。逆に導光溝２３１の存在しない領域の端部に照射された紫外線は、その一部が図１１（ｂ）に示すように、間隙Ｇから外部へと反射されると共に、接着剤４００内を進行する間に減衰されるため、接着剤４００の硬化領域Ｒ１は狭くなる。この硬化領域の差を利用し、接着剤の這い上がりが生じるインク供給口１１２の端部周辺にのみ導光溝を配置することで、供給口の端部周辺の接着剤のみを硬化させ、後工程においてクラックの発生が懸念されるインク供給口間の接着剤は未硬化の状態に保つ。

なお、以上の説明では、主として第２の記録素子基板１２０を仮固定する場合を例に採り説明したが、第１の記録素子基板１１０も同様に導光溝２３１を形成することによって紫外線による硬化領域を選択的に形成することが可能になる。

以上のように、この第２の実施形態によれば、各記録素子基板をインク供給流路２１０の近傍の接着剤を紫外線で硬化させて仮固定を行うため、記録素子基板の位置ずれを回避することが可能となる。またインク供給口１１２及びインク供給流路２１０内にはみ出したの接着剤を硬化可能であるため、ノズル詰まりを防止することが可能となる。

さらに、複数のインク供給口を有する第２の記録素子基板１２０にあっては、後工程が行われるまで各インク供給口の間の接着剤を硬化させないため、後工程での熱処理において接着剤にクラックが発生するのを抑えることができる。よって、隣接するインクの供給口流路間においてインクの混入が発生するのを回避することが可能となり、生産性の向上、品質の向上を図ることができる。

なお、上記第２の実施形態において、導光溝２３１の寸法や幅などは図１０に示したものに限らず、その他の形状に形成することも可能である。例えば、図１２の変形例に示す導光溝２３２のように、記録素子基板１２０（または１１０）の外側に位置する部分の幅を、記録素子基板１１０と対向する部分の幅よりも広く形成しても良い。前述のように紫外線の照射は、第２のプレート３００によるケラレを防ぐために、接合面に対して垂直方向から行う必要がある。この際、図１２に示す導光溝２３２のように、記録素子基板より外側に位置する部分の幅が広く形成されていれば、導光溝内へ導入される紫外線の量をより増大させることができ、より多くの紫外線エネルギーを接着面へと導くことができる。これにより、接着剤硬化までのリードタイムを短縮することが可能となる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態を図１３および図１４に基づき説明する。
図１３および図１４は、この第３の実施形態における導光溝２４１及びその周辺構成を示す図である。ここで、図１３は、上記各記録素子基板１１０、１２０を接着固定させる支持部材としての第１のプレート２００の一部を拡大して示す平面図であり、図１４（ａ）は図１３のａ−ａ線断面図、図１４（ｂ）は図１３のｂ−ｂ線断面図である。なお、各図中、上記第１、第２の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
この第３の実施形態では、記録素子基板を仮固定する場合に、記録素子基板の端部に照射される紫外線をより多く導入し得るように、第１のプレート２００における導光溝２４１を形成したものである。
すなわち、この第３の実施形態における導光溝２４１は、その一端部が第２の記録素子基板１２０より外側に延出しており、その延出部分が外部に開口している。そして、この第２の記録素子基板１２０の外側に延出する部分の一部２４２の幅は、他の部分１４３の幅より広く形成されている。以下、この幅の広い部分を幅広部２４２、幅の狭い部分を幅狭部と称す。ここで幅狭部２４３は、インク供給流路２１０と略同一の幅を有している。なお、この導光溝２４１の底面は平面形状をなし、第１のプレート２００に対して均一な深さ位置に形成された平坦な面となっている。このように、この第３の実施形態では、幅広部２４２によって、より多くの紫外線を導入させ得るようにしている。従って、幅広部の幅はできる限り広く形成されていることが望ましい。

また、導光溝２４１の深さは、第１の実施形態に形成されている導光溝に比べて深く形成されている。すなわち、導入溝２４１が浅く形成されている場合には、導光路２４２内に入射された紫外線が、導入溝２４１の底部と記録素子基板１２０の裏面との間での反射する回数が多くなり、インク供給流路２１０側へと進行する光が減衰してしまう。そのため、深さは０.３〜1ｍｍ程度の深さが良い。

以上の構成を有する記録ヘッドにおいて、第２の記録素子基板１２０の仮固定における紫外線照射を、第２のプレート３００の接合後に行う場合には、第２のプレート３００によるケラレを低減するために、接合面に対して垂直に近い方向から行う。この場合、導光溝２４１内へ照射された紫外線は、導光溝２４１の底部や第２の記録素子基板の裏面との間での反射回数が多くなり、紫外線が減衰してしまう。このため、導入できる紫外線の量が少ない場合には、照射エネルギーが小さく、接着剤４００の硬化が十分に行われなくなり、生産性が低下する。

そこで、この第３の実施形態では、導光溝２４１のうち、記録素子基板の端部より外側に延出する延出部分に幅広部２４２を形成し、導光路２４２内に導入する紫外線の量を増大させている。さらに、導光路２４１の幅が深いため、導入された紫外線の反射回数を低減することができ、減衰の少ない状態で接着剤４００に照射することができるため、十分な照射エネルギを接着剤４００に与えることが可能になる。その結果、接着剤をより確実に硬化させることが可能になり、記録ヘッドの信頼性及び生産性の向上を図ることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１５および図１６は、この第４の実施形態における導光溝２５１及びその周辺構成を示す図であり、図１５は上記各記録素子基板１１０、１２０を接着固定させる支持部材としての第１のプレート２００の一部を拡大して示す平面図である。また、図１６は図１５に示す実施形態における導光溝の変形例を示す平面図である。なお、各図中、上記第１ないし第３の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
上記各実施形態では、複数のインク供給流路２１０に対応してそれぞれ独立した導光溝を形成したが、この第４の実施形態では、導光溝の端部が互いに連通する構成となっており、この点が上記各実施形態と異なる。なお、その他の構成は第３の実施形態と同一である。

すなわち、図１５に示す導光溝２５１は、第２の記録素子基板１２０と対向する部分が各インク供給流路２１０に対応して分割されており、記録素子基板１２０の外側に延出する部分が互いに連通した状態となっている。以下、導光溝２５１のうち、分割形成された部分を分割部２５２と称し、この分割部２５２の外側端部が互いに連通した部分を連通部２５３と称す。

上記のように、この第３の実施形態では、導光溝２５１のうち、第２の記録素子基板１２０から延出する部分が連通部２５２によって連通しているため、各導光溝が完全に独立している場合に比べてより広い範囲から多くの紫外線を導入することが可能となる。このため、各分割部２５２に導かれる紫外線の量も増大し、各インク供給流路２１０に対応する接着剤４００の塗布領域に対してより多くの紫外線を効率的に照射することが可能になり、接着剤４００を確実に硬化させることが可能になる。

また、図１６は、図１５に示した実施形態の変形例を示す平面図である。本例では、導光溝２５１の各分割部の側面を外側に向かうに従って拡大させるテーパ形状を有するものとなっている。これによれば、側面のテーパー形状を利用して、導光路内に取り入れた紫外線をインク供給口Ｈ１１０２方向へさらに効率よく接着剤４００へ導くことができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を図１７及び図１８に基づき説明する。

上記第１の実施形態では、記録素子基板の端部にのみ照射することによって記録素子基板のインク供給口１１２及び第１のプレート２００のインク供給流路の端部周辺に塗布された接着剤４００を硬化させるようにしている。このため、紫外線の照射工程が１工程で済み、生産性向上を実現することができる。しかし、インク供給口１１２及びインク供給流路２１０内にはみ出した接着剤をより確実に硬化させる場合には、図９に示すように記録素子基板の端部からの紫外線照射の後、図１８に示すように記録素子基板の表面側から紫外線を照射することも有効である。

この場合、記録素子基板と第１のプレートとの間の接着剤に、上記各実施形態のような未硬化領域を維持する必要があるため、紫外線照射ノズル５４１及び５４２によって紫外線を照射する領域を、記録素子基板の吐出口プレート１１６の端部領域に制限する。この照射領域を制限する手段としては、図１７に示す紫外線照射ノズル用マスク（以下、単にマスクと称す）を用いる。このマスク５５１，５５２は、記録素子基板１２０上に紫外線照射ノズルを配置した状態で、紫外線照射ノズルの照射口の下側へと移動し、照射領域を図１８（ａ）に示すような領域ＵＶに制限する。図示のように、紫外線照射領域ＵＶは、各記録素子基板１１０，１２０に形成されている各インク供給口１１２の端部のみに制限されている。従って、図１８（ｂ）示すように、インク供給口の端部を除いた広いマスクキング領域ＭＳに塗布されている接着剤は、未硬化状態を維持する。従って、その後に行われる後工程で熱処理が行われたとしても上記各実施形態と同様に接着剤にクラックが発生することはない。しかも、この記録素子基板の表面側からの紫外線照射によって、インク供給口の隅部から這い上がる接着剤をより確実に硬化させることができ、接着剤によって詰まり易い端部の吐出口にも良好な吐出性能を得ることできる。

本発明の第１の実施形態における記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。 図１に示す第１の記録素子基板の一部を切欠して示す斜視図である。 図１に示す第２の記録素子基板の一部を切欠して示す斜視図である。 図１に示す第２の記録素子基板を第１のプレートに取り付けた状態を示す断面図である。 図１に示す第１のプレートの一部を拡大して示す平面図である。 （ａ）は図５のａ−ａ線断面図、（ｂ）は図５のｂ−ｂ線断面図である。 本実施形態における記録ヘッドの製造方法を説明するための断面図である。ここで、（ａ）は転写ピンが第１のプレート上に位置決めされた状態を、（ｂ）は転写ピンの転写面を接着剤を介して第１のプレート上に下降させた状態を、（ｃ）は第１のプレート上に接着剤がト転写された状態をそれぞれ示している。 本実施形態における記録ヘッドの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）はフィンガーが記録素子基板を吸着把持した状態を、（ｂ）は真空圧フィンガーの下降によって第２の記録素子基板が第１のプレートに当接された状態を示している。 本実施形態における記録ヘッドの製造方法を説明するための断面図であり、紫外線を記録素子基板の端部に照射した状態を示している。 本発明の第２の実施形態における導光溝及びその周辺構成を示す図であり、第１のプレートの一部を拡大して示す平面図である。 （ａ）は図１０のａ−ａ線断面図、（ｂ）は図１０のｂ−ｂ線断面図である。 図１１に示す実施形態における導光溝の変形例を示す平面図である。 この第３の実施形態における導光溝及びその周辺構成を示す図であり、第１のプレートの一部を拡大して示す平面図であり、 （ａ）は図１３のａ−ａ線断面図、（ｂ）は図１３のｂ−ｂ線断面図である。 第４の実施形態における導光溝及びその周辺構成を示す図であり、第１のプレートの一部を拡大して示す平面図である。 図１５に示す実施形態における導光溝の変形例を示す平面図である。 第５の実施形態における紫外線照射工程を示す断面図である。 （ａ）は第５の実施形態における紫外線照射工程で紫外線が照射される領域を模式的に平面図であり、（ｂ）は同実施形態におけるマスキング領域及び紫外線照射領域を模式的に示す斜視図である。 電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドの断面図である。

符号の説明

１１０ 第１の記録素子基板
１２０ 第２の記録素子基板
２００ 第１のプレート
３００ 第２のプレート
２１０ インク供給流路
１１２ インク供給口
１１３ 電気熱変換素子
１１６ 吐出口プレート
２１１ 隔壁
２２１ 導光溝
２３１ 導光溝
２３２ 第１の斜面
２３３ 第２の斜面
２４１ 導光溝
２４２ 幅広部
２４３ 幅狭部
２５１ 導光路
２５２ 分割部
２５３ 連通部
４００ 接着剤
５１０ 転写ピン
５２０ 真空吸着フィンガー
５４１，５４２ 紫外線照射ノズル
Ｒ１ 硬化領域
Ｒ２ 半硬化領域
Ｒ３ 未硬化領域

Claims (10)

1. インクを吐出する複数の吐出口を配列してなる吐出口列と該吐出口列にインクを供給するインク供給口とを有すると共に前記各吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギを発生する記録素子を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板に光・熱硬化併用型の接着剤にて接着固定された支持部材と、を備えた記録ヘッドにおいて、
   前記記録素子基板の端部の周辺に照射された光を、前記吐出口の配列方向における前記インク供給口の端部周辺の接着領域へと導く溝部が前記支持部材に形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記記録素子基板には、複数の前記吐出口列が形成されると共に、前記複数の吐出口列それぞれに対応して複数のインク供給口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記支持部材は、前記複数のインク供給口それぞれに対応して前記溝部が互いに独立に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
4. 前記溝部は、前記吐出口の配列方向における前記インク供給口の端部周辺の接着領域から、前記記録素子基板の端部より前記インク供給口側に入り込んだ位置まで形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の記録ヘッド。
5. 前記溝部は、前記記録素子基板の端部より外側へ延出する延出部分を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の記録ヘッド。
6. 前記溝部は、前記記録素子基板より外側に延出する延出部分を有し、前記延出部分には、前記記録素子基板の端部に照射された光を前記インク供給口の周辺の接着領域側に反射する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 前記傾斜面は、前記記録素子基板より外側に延出する延出部分を有する第１の傾斜面と、前記記録素子基板と対向する位置に形成された第２の傾斜面とによりＶ字状をなし、第１の傾斜面は前記記録素子基板と前記支持部材との接合面に対して垂直に入射する光を前記インク供給口側へと反射し、第２の傾斜面は前記第１の傾斜面で反射された光を前記記録素子基板の裏面との間で反射させながら前記インク供給口周辺の接着領域へと導くことを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッド。
8. 前記延出部分には、前記吐出口の配列方向と交差する方向における幅が拡大された幅広部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の記録ヘッド。
9. 前記溝部は、前記各インク供給口に対応して分割して形成された分割部と、この分割部の外側端部を互いに連通させる連通部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
10. 請求項1記載の記録ヘッドの製造方法であって、
    前記支持部材に前記光・熱硬化併用型の接着剤を塗布する工程と、
    前記接着剤を塗布した支持部材に前記記録素子基板を配置する工程と、
    前記支持部材に形成された前記溝部の外側の端部に光を照射することにより、当該光を前記吐出口の配列方向における前記インク供給口の端部周辺の接着領域へと導き、該接着領域の一部に硬化領域を形成する工程と、
    を備えたことを特徴とする記録ヘッドの製造方法。

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