JP3045500B2 - 噴射装置の組立方法およびその組立装置 - Google Patents
噴射装置の組立方法およびその組立装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，例えば，インクジ
ェットプリンタ，医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射
装置等に適用される噴射装置に係り，より詳細には，可
撓性膜を複数の加熱素子（ヒータチップ）に同時に付着
することができる噴射装置の組立方法とその実現のため
の組立装置に関する。
ェットプリンタ，医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射
装置等に適用される噴射装置に係り，より詳細には，可
撓性膜を複数の加熱素子（ヒータチップ）に同時に付着
することができる噴射装置の組立方法とその実現のため
の組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロインジェクティングデバ
イスは，例えばインクや走査液或いは揮発油等の目的物
を例えば印刷用紙や人体或いは自動車等の特定対象物に
微量供給しようとする場合に，目的物に一定の大きさの
電気的／熱的エネルギを加えて目的物の体積変化を誘導
することにより，微量の目的物を所望する対象物に適切
に供給できるように設計された装置である。
イスは，例えばインクや走査液或いは揮発油等の目的物
を例えば印刷用紙や人体或いは自動車等の特定対象物に
微量供給しようとする場合に，目的物に一定の大きさの
電気的／熱的エネルギを加えて目的物の体積変化を誘導
することにより，微量の目的物を所望する対象物に適切
に供給できるように設計された装置である。
【０００３】最近，このようなマイクロインジェクティ
ングデバイスは，電気／電子技術の発達に伴い急速に発
展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適用範
囲が拡大されている。実生活におけるマイクロインジェ
クティングデバイスの適用例としては，例えばインクジ
ェットプリンタがある。
ングデバイスは，電気／電子技術の発達に伴い急速に発
展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適用範
囲が拡大されている。実生活におけるマイクロインジェ
クティングデバイスの適用例としては，例えばインクジ
ェットプリンタがある。
【０００４】インクジェットプリンタは，既存のドット
プリンタと異なり，例えば，カートリッジの使用によっ
て多様な色を実現可能である，騒音が少ない，或いは印
字品質が美麗である等の多くの長所を有しており，その
使用領域が拡大されている実情である。
プリンタと異なり，例えば，カートリッジの使用によっ
て多様な色を実現可能である，騒音が少ない，或いは印
字品質が美麗である等の多くの長所を有しており，その
使用領域が拡大されている実情である。
【０００５】一方，このような長所を有するインクジェ
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオン／オフされる電
気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に状態
変化／体積膨脹させて外部に噴射することにより，印刷
用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とする。
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオン／オフされる電
気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に状態
変化／体積膨脹させて外部に噴射することにより，印刷
用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とする。
【０００６】従来の技術によるインクジェットプリント
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は，例えば，米国特
許公報第４４９０７２８号“ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊ
ｅｔｐｒｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８
号“ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ａｎ
ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｈｅａｄ ａｎｄｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
ｓａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“ｍｅ
ｔｈｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ ｓ
ｕｂｓｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａ ｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ
ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔ
ｒａｔｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，
“ｉｎｋ ｐａｔｈ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈ
ｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ｉｎｋ−ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｈｅａｄｓ”，或
いは，米国特許公報第５４２０６２７号“ｉｎｋｊｅｔ
ｐｒｉｎｔｈｅａｄ”等に詳細に開示されている。
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は，例えば，米国特
許公報第４４９０７２８号“ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊ
ｅｔｐｒｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８
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ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｈｅａｄ ａｎｄｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
ｓａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“ｍｅ
ｔｈｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ ｓ
ｕｂｓｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａ ｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ
ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔ
ｒａｔｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，
“ｉｎｋ ｐａｔｈ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈ
ｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ｉｎｋ−ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｈｅａｄｓ”，或
いは，米国特許公報第５４２０６２７号“ｉｎｋｊｅｔ
ｐｒｉｎｔｈｅａｄ”等に詳細に開示されている。
【０００７】このような従来のインクジェットプリント
ヘッドでは，インクを外部に噴射するために，加熱層に
よる発熱を利用する。この時，加熱層で発生した熱の影
響が長時間インクチャンバ内部のインクに及ぶと，イン
ク成分に熱的変化が発生してこれを収容している装置の
耐久性が急撃に低下するという問題点があった。
ヘッドでは，インクを外部に噴射するために，加熱層に
よる発熱を利用する。この時，加熱層で発生した熱の影
響が長時間インクチャンバ内部のインクに及ぶと，イン
ク成分に熱的変化が発生してこれを収容している装置の
耐久性が急撃に低下するという問題点があった。
【０００８】最近，かかる問題点を解決するために，加
熱層とインクチャンバとの間に板状の可撓性膜（ｍｅｍ
ｂｒａｎｅ）を介在させて，加熱チャンバに充填した所
定の溶液，例えば，ヘプタン溶液の蒸気圧を利用して可
撓性膜の動的変形を誘導することにより，インクチャン
バ内のインクを外部に円滑に噴射する方法が提案されて
いる。かかる方法では，インクチャンバと加熱層との間
に可撓性膜が介在しているために，インクと加熱層とは
直接的には相互接触しないため，インクの熱的変化を最
小化することができる。
熱層とインクチャンバとの間に板状の可撓性膜（ｍｅｍ
ｂｒａｎｅ）を介在させて，加熱チャンバに充填した所
定の溶液，例えば，ヘプタン溶液の蒸気圧を利用して可
撓性膜の動的変形を誘導することにより，インクチャン
バ内のインクを外部に円滑に噴射する方法が提案されて
いる。かかる方法では，インクチャンバと加熱層との間
に可撓性膜が介在しているために，インクと加熱層とは
直接的には相互接触しないため，インクの熱的変化を最
小化することができる。
【０００９】このような可撓性膜を応用した類似な実施
形態は，例えば，米国特許公報第５６８１１５２号“ｍ
ｅｍｂｒａｎｅ ｔｕｂｅ ｆｌｕｉｄ ｐｕｍｐ”や
米国特許公報第５６５９３４６号“ｓｉｍｐｌｉｆｉｅ
ｄ ｉｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ”等に開示されている。
形態は，例えば，米国特許公報第５６８１１５２号“ｍ
ｅｍｂｒａｎｅ ｔｕｂｅ ｆｌｕｉｄ ｐｕｍｐ”や
米国特許公報第５６５９３４６号“ｓｉｍｐｌｉｆｉｅ
ｄ ｉｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ”等に開示されている。
【００１０】通常，このような可撓性膜は，ノズルプレ
ート／インクチャンババリヤ層で構成された噴射素子
（噴射チップ）の上部に所定の蒸着法，例えば化学気相
蒸着法により蒸着される。そして，以後，可撓性膜が蒸
着された噴射素子を可撓性膜を介して加熱層／加熱チャ
ンババリヤ層で構成された加熱素子に一体的に組立する
ことにより，完成された構造のインクジェットプリント
ヘッドが構成される。この時，可撓性膜が蒸着された噴
射素子は，一つずつ個別構成されて各々の加熱素子に独
立的に組立される。
ート／インクチャンババリヤ層で構成された噴射素子
（噴射チップ）の上部に所定の蒸着法，例えば化学気相
蒸着法により蒸着される。そして，以後，可撓性膜が蒸
着された噴射素子を可撓性膜を介して加熱層／加熱チャ
ンババリヤ層で構成された加熱素子に一体的に組立する
ことにより，完成された構造のインクジェットプリント
ヘッドが構成される。この時，可撓性膜が蒸着された噴
射素子は，一つずつ個別構成されて各々の加熱素子に独
立的に組立される。
【００１１】前記のような可撓性膜を形成する方法及び
加熱素子に噴射素子を組立する方法等と類似な実施形態
は，例えば米国特許公報第５７５２３０３号“ｍｅｔｈ
ｏｄｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ ｆａｃ
ｅ ｓｈｏｏｔｅｒ ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎ
ｇ ｈｅａｄ”や米国特許公報第５７０３６３２号“ｉ
ｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ ｏｒｉｆｉｃｅ ｐｌａｔｅ
ｍｏｕｎｔｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ”等に詳細
に開示されている。
加熱素子に噴射素子を組立する方法等と類似な実施形態
は，例えば米国特許公報第５７５２３０３号“ｍｅｔｈ
ｏｄｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ ｆａｃ
ｅ ｓｈｏｏｔｅｒ ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎ
ｇ ｈｅａｄ”や米国特許公報第５７０３６３２号“ｉ
ｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ ｏｒｉｆｉｃｅ ｐｌａｔｅ
ｍｏｕｎｔｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ”等に詳細
に開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来のインクジェットプリントヘッドの組立方法において
は，可撓性膜が蒸着された噴射素子が，一つずつ個別構
成されて各々の加熱素子に独立的に組立される。したが
って，例えばアライメント工程や組立工程等において，
可撓性膜は，噴射素子と一体で形成されて噴射素子とと
もに移動する。したがって，可撓性膜も各々の加熱素子
に独立的に組立されるため，全体的なインクジェットプ
リントヘッドの組立完成時間が増大し，ひいては全体的
な生産体系が最近要求される物品大量生産に弾力的に対
応できないという問題点が生じる。
来のインクジェットプリントヘッドの組立方法において
は，可撓性膜が蒸着された噴射素子が，一つずつ個別構
成されて各々の加熱素子に独立的に組立される。したが
って，例えばアライメント工程や組立工程等において，
可撓性膜は，噴射素子と一体で形成されて噴射素子とと
もに移動する。したがって，可撓性膜も各々の加熱素子
に独立的に組立されるため，全体的なインクジェットプ
リントヘッドの組立完成時間が増大し，ひいては全体的
な生産体系が最近要求される物品大量生産に弾力的に対
応できないという問題点が生じる。
【００１３】また，可撓性膜を蒸着した噴射素子が可撓
性膜を介在させて加熱素子に一体の物品として組立され
ることにより完成された構造のインクジェットプリント
ヘッドを構成している。したがって，噴射素子を加熱素
子の該当位置に組立するためには，それらの間の位置を
正確に調節するアライメント過程が必須である。しか
し，噴射素子と加熱素子との間に介在させる可撓性膜
は，通常，薄膜として形成されるため，噴射素子が可撓
性膜を蒸着した状態でそれとともに動いて例えばアライ
メント工程や組立工程等を実行する場合，可撓性膜が周
辺の多数の補助ツール，例えば移送ツールや圧力ツール
等との接触により損傷し機能が低下するという問題点が
あった。
性膜を介在させて加熱素子に一体の物品として組立され
ることにより完成された構造のインクジェットプリント
ヘッドを構成している。したがって，噴射素子を加熱素
子の該当位置に組立するためには，それらの間の位置を
正確に調節するアライメント過程が必須である。しか
し，噴射素子と加熱素子との間に介在させる可撓性膜
は，通常，薄膜として形成されるため，噴射素子が可撓
性膜を蒸着した状態でそれとともに動いて例えばアライ
メント工程や組立工程等を実行する場合，可撓性膜が周
辺の多数の補助ツール，例えば移送ツールや圧力ツール
等との接触により損傷し機能が低下するという問題点が
あった。
【００１４】また，上記従来のインクジェットプリント
ヘッドの組立方法では，組立工程が進行される場合に，
可撓性膜は，噴射素子と加熱素子との間に介在するため
外部への露出が遮断される。したがって，可撓性膜の一
定部位が損傷しても作業者はそれを迅速に確認できな
い。このような状態でプリントヘッドが電子機器に装着
される場合，装着した電子機器の性能が劣化する。例え
ば，インクジェットプリンタでは，良好な印刷品質が維
持できない。
ヘッドの組立方法では，組立工程が進行される場合に，
可撓性膜は，噴射素子と加熱素子との間に介在するため
外部への露出が遮断される。したがって，可撓性膜の一
定部位が損傷しても作業者はそれを迅速に確認できな
い。このような状態でプリントヘッドが電子機器に装着
される場合，装着した電子機器の性能が劣化する。例え
ば，インクジェットプリンタでは，良好な印刷品質が維
持できない。
【００１５】本発明は，従来のマイクロインジェクティ
ングデバイスその他の噴射装置の組立方法及び組立装置
が有する上記その他の問題点に着眼して案出されたもの
であり，その目的は，例えば，可撓性膜と加熱素子の個
別的な組立を止揚して全体的な噴射装置の組立完成時間
を低減させることにより，全体的な生産体系を最近要求
される物品大量生産に弾力的に対応させることにある。
ングデバイスその他の噴射装置の組立方法及び組立装置
が有する上記その他の問題点に着眼して案出されたもの
であり，その目的は，例えば，可撓性膜と加熱素子の個
別的な組立を止揚して全体的な噴射装置の組立完成時間
を低減させることにより，全体的な生産体系を最近要求
される物品大量生産に弾力的に対応させることにある。
【００１６】さらに，本発明の他の目的は，例えば，ア
ライメント工程と組立工程中の可撓性膜の動きを抑制し
て可撓性膜の損傷を防止することにより，可撓性膜のイ
ンク噴射機能を向上させることにある。
ライメント工程と組立工程中の可撓性膜の動きを抑制し
て可撓性膜の損傷を防止することにより，可撓性膜のイ
ンク噴射機能を向上させることにある。
【００１７】さらにまた，本発明の他の目的は，組立工
程が進行される時，可撓性膜の外部露出を確保してその
損傷を迅速に確認することにより，最終完成される製品
の性能，例えばプリントヘッドのプリンティング性能を
向上させることにある。
程が進行される時，可撓性膜の外部露出を確保してその
損傷を迅速に確認することにより，最終完成される製品
の性能，例えばプリントヘッドのプリンティング性能を
向上させることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに，本発明の特徴によると，可撓性膜は，噴射素子と
関係なく別の個別部品として製造される。この場合，可
撓性膜は，噴射装置の組立過程が進行しても，噴射素子
の動きと別の過程を通して加熱素子に組立される。した
がって，可撓性膜は，アライメント工程及び組立工程中
の動きが抑制されて，その損傷が防止される。また，可
撓性膜は，噴射素子と分離されて組立されるため組立工
程中に噴射素子と加熱素子との間に介在されず外部に露
出されており損傷を容易に確認できるので，該損傷に迅
速に対応できるようになる。
めに，本発明の特徴によると，可撓性膜は，噴射素子と
関係なく別の個別部品として製造される。この場合，可
撓性膜は，噴射装置の組立過程が進行しても，噴射素子
の動きと別の過程を通して加熱素子に組立される。した
がって，可撓性膜は，アライメント工程及び組立工程中
の動きが抑制されて，その損傷が防止される。また，可
撓性膜は，噴射素子と分離されて組立されるため組立工
程中に噴射素子と加熱素子との間に介在されず外部に露
出されており損傷を容易に確認できるので，該損傷に迅
速に対応できるようになる。
【００１９】また，本発明では，可撓性膜を多数個の加
熱素子にいっぺんに付着させることができる。即ち，多
数個の加熱素子が形成された加熱素子ウェハに，加熱素
子全体を覆うように可撓性膜を付着させる。かかる場
合，可撓性膜は多数個の加熱素子に一括的にアライメン
トされることにより個別の加熱素子に個別にアライメン
トする必要がない。したがって，全体的なインクジェッ
トプリントヘッドの組立完成時間が短縮する。
熱素子にいっぺんに付着させることができる。即ち，多
数個の加熱素子が形成された加熱素子ウェハに，加熱素
子全体を覆うように可撓性膜を付着させる。かかる場
合，可撓性膜は多数個の加熱素子に一括的にアライメン
トされることにより個別の加熱素子に個別にアライメン
トする必要がない。したがって，全体的なインクジェッ
トプリントヘッドの組立完成時間が短縮する。
【００２０】それのため本発明では，まず，多数個の加
熱素子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定
した後，噴射素子の製造過程と関係なく個別部品で製造
された可撓性膜を加熱素子ウェハと一定距離，例えば，
４〜６μｍ離隔させた状態でアライメントする。かかる
アライメントは，例えば，可撓性膜を直接又は間接に保
持するアライメントテーブルの前後左右移動を介して，
加熱素子ウェハ上で可撓性膜の位置を調整することによ
り，実現することができる。ここで，アライメントテー
ブルによる可撓性膜の間接保持は，例えば可撓性膜固定
リングなどの形状維持手段や例えば固定リング支持ホル
ダなどの保持固定手段等を備える可撓性膜保持系によ
り，実現することができる。また，加熱素子ウェハと可
撓性膜との一定距離の離隔は，例えば形状維持手段や保
持固定手段などに形成したスペーサ手段或いは可撓性膜
保持系に備えたスペーサ手段等により，例えば真空ベン
チと形状維持手段との間や真空ベンチと保持固定手段と
の間或いは加熱素子ウェハと形状維持手段との間や加熱
素子ウェハと保持固定手段との間等を一定距離に保つこ
とを介して，実現することができる。以後，加熱素子ウ
ェハの上部に可撓性膜を固定させた後，加熱素子ウェハ
と可撓性膜を接着させる。これによって，可撓性膜は多
数個の加熱素子に一括的にアライメントされて一括的に
組立される。
熱素子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定
した後，噴射素子の製造過程と関係なく個別部品で製造
された可撓性膜を加熱素子ウェハと一定距離，例えば，
４〜６μｍ離隔させた状態でアライメントする。かかる
アライメントは，例えば，可撓性膜を直接又は間接に保
持するアライメントテーブルの前後左右移動を介して，
加熱素子ウェハ上で可撓性膜の位置を調整することによ
り，実現することができる。ここで，アライメントテー
ブルによる可撓性膜の間接保持は，例えば可撓性膜固定
リングなどの形状維持手段や例えば固定リング支持ホル
ダなどの保持固定手段等を備える可撓性膜保持系によ
り，実現することができる。また，加熱素子ウェハと可
撓性膜との一定距離の離隔は，例えば形状維持手段や保
持固定手段などに形成したスペーサ手段或いは可撓性膜
保持系に備えたスペーサ手段等により，例えば真空ベン
チと形状維持手段との間や真空ベンチと保持固定手段と
の間或いは加熱素子ウェハと形状維持手段との間や加熱
素子ウェハと保持固定手段との間等を一定距離に保つこ
とを介して，実現することができる。以後，加熱素子ウ
ェハの上部に可撓性膜を固定させた後，加熱素子ウェハ
と可撓性膜を接着させる。これによって，可撓性膜は多
数個の加熱素子に一括的にアライメントされて一括的に
組立される。
【００２１】また，本発明による組立装置は，真空を通
して加熱素子ウェハが固定される真空ベンチと，真空ベ
ンチの上部で可撓性膜の外周面に均一な圧力を印加して
加熱素子ウェハの上部に固定させる可撓性膜固定リング
と，可撓性膜固定リングを支持する固定リング支持ホル
ダと，固定リング支持ホルダを固定させて可撓性膜を加
熱素子ウェハにアライメントするためのアライメントテ
ーブルと，可撓性膜と加熱素子ウェハを加熱接着するた
めの加熱手段，例えば可撓性膜と加熱素子ウェハに赤外
線輻射光等の電磁波を照射するヒーティングツール等の
電磁波出射手段と，を組合して構成される。このような
組立装置の作用により可撓性膜は多数個の加熱素子に一
括的に組立される。
して加熱素子ウェハが固定される真空ベンチと，真空ベ
ンチの上部で可撓性膜の外周面に均一な圧力を印加して
加熱素子ウェハの上部に固定させる可撓性膜固定リング
と，可撓性膜固定リングを支持する固定リング支持ホル
ダと，固定リング支持ホルダを固定させて可撓性膜を加
熱素子ウェハにアライメントするためのアライメントテ
ーブルと，可撓性膜と加熱素子ウェハを加熱接着するた
めの加熱手段，例えば可撓性膜と加熱素子ウェハに赤外
線輻射光等の電磁波を照射するヒーティングツール等の
電磁波出射手段と，を組合して構成される。このような
組立装置の作用により可撓性膜は多数個の加熱素子に一
括的に組立される。
【００２２】かかる構成では，例えば，複数個の加熱素
子が形成された加熱素子ウェハの加熱素子非形成面が，
真空ベンチに接続或いは設置された真空吸引手段により
吸引固定されて，加熱素子形成面が露出した状態で加熱
素子ウェハが真空ベンチ上に固定される。尚，本願発明
には，真空ベンチ以外にも，例えば加熱素子ウェハを静
電気固定する静電固定ベンチや加熱素子ウェハをフック
などにより係止固定する係止固定ベンチ等を適用するこ
とができる。可撓性膜は，外周面に均一な圧力を印加し
つつ可撓性膜固定リングに固定されることにより一定形
状が維持される。さらに，可撓性膜固定リングは，固定
リング支持ホルダによりアライメントテーブルに支持固
定される。
子が形成された加熱素子ウェハの加熱素子非形成面が，
真空ベンチに接続或いは設置された真空吸引手段により
吸引固定されて，加熱素子形成面が露出した状態で加熱
素子ウェハが真空ベンチ上に固定される。尚，本願発明
には，真空ベンチ以外にも，例えば加熱素子ウェハを静
電気固定する静電固定ベンチや加熱素子ウェハをフック
などにより係止固定する係止固定ベンチ等を適用するこ
とができる。可撓性膜は，外周面に均一な圧力を印加し
つつ可撓性膜固定リングに固定されることにより一定形
状が維持される。さらに，可撓性膜固定リングは，固定
リング支持ホルダによりアライメントテーブルに支持固
定される。
【００２３】そして，かかる構成では，例えばアライメ
ントテーブルを真空ベンチ上で移動させることにより，
可撓性膜の接着面と加熱素子ウェハの加熱素子形成面と
の横方向の相互アライメントが行われる。また，固定リ
ング支持ホルダに形成された例えばスペーサ手段によ
り，アライメントテーブルを真空ベンチに接近させた場
合に，可撓性膜と加熱素子ウェハとの間隔を所望の状態
に維持することができる。加熱素子ウェハの加熱素子形
成面と相互に対抗する可撓性膜の接着固定面には，例え
ばにかわやエポキシ系樹脂や紫外線硬化剤等の所定の接
着手段が設けられており，該接着手段により可撓性膜と
加熱素子ウェハとの相互固定が可能となる。尚，本発明
において，加熱素子ウェハと可撓性膜との固定に利用す
る電磁波としては，赤外線輻射光以外にも，例えば，他
の輻射光や複写光や紫外線放射光などの光波，熱波，電
波，Ｘ線，或いは，電子線等の他の放射エネルギの搬送
波を適用することができる。
ントテーブルを真空ベンチ上で移動させることにより，
可撓性膜の接着面と加熱素子ウェハの加熱素子形成面と
の横方向の相互アライメントが行われる。また，固定リ
ング支持ホルダに形成された例えばスペーサ手段によ
り，アライメントテーブルを真空ベンチに接近させた場
合に，可撓性膜と加熱素子ウェハとの間隔を所望の状態
に維持することができる。加熱素子ウェハの加熱素子形
成面と相互に対抗する可撓性膜の接着固定面には，例え
ばにかわやエポキシ系樹脂や紫外線硬化剤等の所定の接
着手段が設けられており，該接着手段により可撓性膜と
加熱素子ウェハとの相互固定が可能となる。尚，本発明
において，加熱素子ウェハと可撓性膜との固定に利用す
る電磁波としては，赤外線輻射光以外にも，例えば，他
の輻射光や複写光や紫外線放射光などの光波，熱波，電
波，Ｘ線，或いは，電子線等の他の放射エネルギの搬送
波を適用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照しながら，
本発明に係る噴射装置の組立方法とその組立装置の好ま
しい実施形態について詳細に説明する。尚，以下の説明
及び添付図面では，同一の構成及び機能を有する構成要
素については，同一の参照符号を付することにより，重
複説明を省略する。
本発明に係る噴射装置の組立方法とその組立装置の好ま
しい実施形態について詳細に説明する。尚，以下の説明
及び添付図面では，同一の構成及び機能を有する構成要
素については，同一の参照符号を付することにより，重
複説明を省略する。
【００２５】以下では，説明の便宜上インクジェットプ
リントヘッドに係るマイクロインジェクティングデバイ
スの組立装置の構成について説明する。ここで，図１
は，本実施形態に係るマイクロインジェクティングデバ
イス組立装置を示す分解斜視図であり，図２は，図１の
結合断面図である。
リントヘッドに係るマイクロインジェクティングデバイ
スの組立装置の構成について説明する。ここで，図１
は，本実施形態に係るマイクロインジェクティングデバ
イス組立装置を示す分解斜視図であり，図２は，図１の
結合断面図である。
【００２６】図１及び図２に示すように，本実施形態に
係る組立装置２００において，真空ベンチ２０１は，吸
引ポンプ或いは真空ポンプ２０８が連結された真空エア
ホ−ル２０５を有する。該真空ベンチ２０１には，各真
空エアホール２０５を介して真空ポンプ２０５から供給
される良好な吸引力により，多数の加熱素子１０１が形
成された加熱素子ウェハ１００が固定される。
係る組立装置２００において，真空ベンチ２０１は，吸
引ポンプ或いは真空ポンプ２０８が連結された真空エア
ホ−ル２０５を有する。該真空ベンチ２０１には，各真
空エアホール２０５を介して真空ポンプ２０５から供給
される良好な吸引力により，多数の加熱素子１０１が形
成された加熱素子ウェハ１００が固定される。
【００２７】ここで，真空ベンチ２０１の上部には，可
撓性膜固定リング２０２が設置される。前記可撓性膜固
定リング２０２は，可撓性膜２０をハンドリングした後
その外周面を均一な圧力で圧押して所定の張力を発生さ
せて加熱素子ウェハ１００の上部と一定間隔を維持した
状態で可撓性膜２０を固定する。この時，可撓性膜固定
リング２０２により固定される可撓性膜２０は，加熱素
子ウェハ１００の全面をカバーするように広い面積の薄
膜層構造になっている。
撓性膜固定リング２０２が設置される。前記可撓性膜固
定リング２０２は，可撓性膜２０をハンドリングした後
その外周面を均一な圧力で圧押して所定の張力を発生さ
せて加熱素子ウェハ１００の上部と一定間隔を維持した
状態で可撓性膜２０を固定する。この時，可撓性膜固定
リング２０２により固定される可撓性膜２０は，加熱素
子ウェハ１００の全面をカバーするように広い面積の薄
膜層構造になっている。
【００２８】また，可撓性膜固定リング２０２は，固定
リング支持ホルダ２０４により支持されて，後述のアラ
イメントテーブル２０３に固定される。前記固定リング
支持ホルダ２０４は，可撓性膜固定リング２０２を支持
するとともに可撓性膜２０の底面に例えば爪状など所定
の形状をしたをした一定長さ部分が挿入されることによ
り，可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１００と一定間隔を
維持できるように，真空ベンチ２０１と可撓性膜２０と
の間でスペーサとして機能する。固定リング支持ホルダ
２０４は，一定長さ部分以外の部分がアライメントテー
ブル２０３に貫通固定される。
リング支持ホルダ２０４により支持されて，後述のアラ
イメントテーブル２０３に固定される。前記固定リング
支持ホルダ２０４は，可撓性膜固定リング２０２を支持
するとともに可撓性膜２０の底面に例えば爪状など所定
の形状をしたをした一定長さ部分が挿入されることによ
り，可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１００と一定間隔を
維持できるように，真空ベンチ２０１と可撓性膜２０と
の間でスペーサとして機能する。固定リング支持ホルダ
２０４は，一定長さ部分以外の部分がアライメントテー
ブル２０３に貫通固定される。
【００２９】また，アライメントテーブル２０３は，駆
動シリンダ（図示せず）と連結されて前後左右に円滑に
移動できる。ここで，可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１
００にアライメントされる場合，アライメントテーブル
２０３は，駆動シリンダの作用により前後左右に迅速に
移動される。本実施形態にかかるインジェクティングデ
バイスの組立装置では，かかるアライメントテーブルの
動きが固定リング支持ホルダ２０４を介して可撓性膜２
０に正確に伝達することにより，可撓性膜２０が加熱素
子ウェハ１００上の所定位置に迅速にアライメントされ
る。
動シリンダ（図示せず）と連結されて前後左右に円滑に
移動できる。ここで，可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１
００にアライメントされる場合，アライメントテーブル
２０３は，駆動シリンダの作用により前後左右に迅速に
移動される。本実施形態にかかるインジェクティングデ
バイスの組立装置では，かかるアライメントテーブルの
動きが固定リング支持ホルダ２０４を介して可撓性膜２
０に正確に伝達することにより，可撓性膜２０が加熱素
子ウェハ１００上の所定位置に迅速にアライメントされ
る。
【００３０】一方，上述したアライメントテーブル２０
３の上部には，電磁波出射機能を持つヒーティングツー
ル２０７が配置されている。前記ヒーティングツール２
０７は，可撓性膜２０と加熱素子ウェハ１００とを電磁
波で照射することにより，可撓性膜２０が加熱素子ウェ
ハ１００に堅固に付着されるようにする。この時，可撓
性膜２０の底面には，例えばにかわなどの接着剤２１が
一定さ厚さ，例えば，１μｍの厚さで塗布されている。
かかる接着剤２１は，ヒーティングツール２０７から出
射される照射光例えば電磁波による融解又は溶解後に凝
固することにより，可撓性膜２０と加熱素子ウェハ１０
０との堅固な付着を補助する。
３の上部には，電磁波出射機能を持つヒーティングツー
ル２０７が配置されている。前記ヒーティングツール２
０７は，可撓性膜２０と加熱素子ウェハ１００とを電磁
波で照射することにより，可撓性膜２０が加熱素子ウェ
ハ１００に堅固に付着されるようにする。この時，可撓
性膜２０の底面には，例えばにかわなどの接着剤２１が
一定さ厚さ，例えば，１μｍの厚さで塗布されている。
かかる接着剤２１は，ヒーティングツール２０７から出
射される照射光例えば電磁波による融解又は溶解後に凝
固することにより，可撓性膜２０と加熱素子ウェハ１０
０との堅固な付着を補助する。
【００３１】本実施形態において，上述したアライメン
トテーブル２０３には，ヒーティングツール２０７から
出射される赤外線輻射光を可撓性膜２０と加熱素子ウェ
ハ１００に通過させるための貫通開口２０６がさらに形
成されるが好ましい。かかる構成では，ヒーティングツ
ール２０７から出射される赤外線輻射光が貫通開口２０
６を介して可撓性膜２０と加熱素子１００に迅速に到達
できる。
トテーブル２０３には，ヒーティングツール２０７から
出射される赤外線輻射光を可撓性膜２０と加熱素子ウェ
ハ１００に通過させるための貫通開口２０６がさらに形
成されるが好ましい。かかる構成では，ヒーティングツ
ール２０７から出射される赤外線輻射光が貫通開口２０
６を介して可撓性膜２０と加熱素子１００に迅速に到達
できる。
【００３２】次に，上述した組立装置を利用した可撓性
膜加熱素子ウェハの組立方法について詳細に説明する。
膜加熱素子ウェハの組立方法について詳細に説明する。
【００３３】図３は，本実施形態に係るマイクロインジ
ェクティングデバイスの組立方法を順次的に示す順序図
であり，図４は，本実施形態の組立方法を実現するため
の高温／高圧条件の加熱炉を示す例示図である。さら
に，図５は，本実施形態の実施例により組立されるマイ
クロインジェクティングデバイスを示す例示図であり，
図６及び図７は，図５の動作図である。
ェクティングデバイスの組立方法を順次的に示す順序図
であり，図４は，本実施形態の組立方法を実現するため
の高温／高圧条件の加熱炉を示す例示図である。さら
に，図５は，本実施形態の実施例により組立されるマイ
クロインジェクティングデバイスを示す例示図であり，
図６及び図７は，図５の動作図である。
【００３４】図３に図示されるように，本実施形態に係
るマイクロインジェクティングデバイスの組立方法で
は，まず，移送装置（図示せず）を通して加熱素子ウェ
ハ１００を本実施形態に係る組立装置２００に移送させ
た後，移送された加熱素子ウェハ１００を真空ベンチ２
０１に固定させる（Ｓ１段階）。この時，上述のよう
に，加熱素子ウェハ１００には，多数個の加熱素子１０
１が配列されている。ここで，真空ベンチ２０１は，真
空エアホ−ル２０５と連結された真空ポンプ２０８を通
して加熱素子ウェハ１００の底面を吸入することにより
加熱素子ウェハ１００が真空ベンチ２０１の上部に堅固
に固定される。
るマイクロインジェクティングデバイスの組立方法で
は，まず，移送装置（図示せず）を通して加熱素子ウェ
ハ１００を本実施形態に係る組立装置２００に移送させ
た後，移送された加熱素子ウェハ１００を真空ベンチ２
０１に固定させる（Ｓ１段階）。この時，上述のよう
に，加熱素子ウェハ１００には，多数個の加熱素子１０
１が配列されている。ここで，真空ベンチ２０１は，真
空エアホ−ル２０５と連結された真空ポンプ２０８を通
して加熱素子ウェハ１００の底面を吸入することにより
加熱素子ウェハ１００が真空ベンチ２０１の上部に堅固
に固定される。
【００３５】この時，可撓性膜２０は，可撓性膜固定リ
ング２０２により圧押された後固定リング支持ホルダ２
０４により支持されて加熱素子ウェハ１００と一定な間
隔，好ましくは，４〜６μｍを維持した状態で加熱素子
ウェハ１００の上部に配置される。この場合，可撓性膜
２０は上述のように，加熱素子ウェハ１００に形成され
た多数個の加熱素子１０１と一括的に組立されるように
広い面積の薄膜層構造になっている。
ング２０２により圧押された後固定リング支持ホルダ２
０４により支持されて加熱素子ウェハ１００と一定な間
隔，好ましくは，４〜６μｍを維持した状態で加熱素子
ウェハ１００の上部に配置される。この場合，可撓性膜
２０は上述のように，加熱素子ウェハ１００に形成され
た多数個の加熱素子１０１と一括的に組立されるように
広い面積の薄膜層構造になっている。
【００３６】また，本実施形態に適用される可撓性膜２
０と各加熱素子１０１とは，一部パターン，例えば，イ
ンクの供給路であるインクビアホ−ルが形成されていな
い状態で組立工程に投入される。即ち，本実施形態で
は，例えば可撓性膜２０と各加熱素子１０１にインクビ
アホ−ルを形成していない状態で組立工程を進行する。
０と各加熱素子１０１とは，一部パターン，例えば，イ
ンクの供給路であるインクビアホ−ルが形成されていな
い状態で組立工程に投入される。即ち，本実施形態で
は，例えば可撓性膜２０と各加熱素子１０１にインクビ
アホ−ルを形成していない状態で組立工程を進行する。
【００３７】このように本実施形態で可撓性膜２０と各
加熱素子１０１にインクビアホ−ルが未形成の状態で組
立工程を進行する理由は，組立工程を通して可撓性膜２
０を多数個の加熱素子１０１に一諸に組立させた後可撓
性膜２０と加熱素子１０１に一括的なインクビアホ−ル
形成工程を進行させるためである。この場合，個別的に
分離された可撓性膜２０と加熱素子１０１とに一つずつ
インクビアホ−ルを形成する必要がなくて全体的な工程
数が低下する。
加熱素子１０１にインクビアホ−ルが未形成の状態で組
立工程を進行する理由は，組立工程を通して可撓性膜２
０を多数個の加熱素子１０１に一諸に組立させた後可撓
性膜２０と加熱素子１０１に一括的なインクビアホ−ル
形成工程を進行させるためである。この場合，個別的に
分離された可撓性膜２０と加熱素子１０１とに一つずつ
インクビアホ−ルを形成する必要がなくて全体的な工程
数が低下する。
【００３８】次に，アライメントテーブル２０３は，駆
動シリンダの作用により前後左右に迅速に移動すること
により可撓性膜２０を加熱素子ウェハ１００の該当位置
に迅速にアライメントさせる（Ｓ２段階）。この時，好
ましくは，加熱素子ウェハ１００と可撓性膜２０とは，
各々自身の外周面を相互正確に合わせてアライメントさ
れる。このように本実施形態では可撓性膜２０を多数個
の加熱素子１０１に一諸に付着させるため，加熱素子ウ
ェハ１００と可撓性膜２０とを外廓線だけを基準として
アライメントすればよく，複雑なアライメント過程が迅
速に完了可能である。
動シリンダの作用により前後左右に迅速に移動すること
により可撓性膜２０を加熱素子ウェハ１００の該当位置
に迅速にアライメントさせる（Ｓ２段階）。この時，好
ましくは，加熱素子ウェハ１００と可撓性膜２０とは，
各々自身の外周面を相互正確に合わせてアライメントさ
れる。このように本実施形態では可撓性膜２０を多数個
の加熱素子１０１に一諸に付着させるため，加熱素子ウ
ェハ１００と可撓性膜２０とを外廓線だけを基準として
アライメントすればよく，複雑なアライメント過程が迅
速に完了可能である。
【００３９】次に，上述のアライメント過程が完了され
ると，アライメントテーブル２０３は，前後左右への動
きを止めて，加熱素子ウェハ１００の適正位置に可撓性
膜２０を固定させる（Ｓ３段階）。これによって，可撓
性膜２０は位置変動なしに加熱素子ウェハ１００の上部
に固定されて，加熱素子ウェハ１００と一体で組立可能
な状態になる。この時，上述のように，可撓性膜２０と
加熱素子ウェハ１００との間には接着剤２１が介在して
おり，該接着剤は接着工程時に迅速に融解することによ
り可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１００に堅固に接着さ
れるように補助する。
ると，アライメントテーブル２０３は，前後左右への動
きを止めて，加熱素子ウェハ１００の適正位置に可撓性
膜２０を固定させる（Ｓ３段階）。これによって，可撓
性膜２０は位置変動なしに加熱素子ウェハ１００の上部
に固定されて，加熱素子ウェハ１００と一体で組立可能
な状態になる。この時，上述のように，可撓性膜２０と
加熱素子ウェハ１００との間には接着剤２１が介在して
おり，該接着剤は接着工程時に迅速に融解することによ
り可撓性膜２０が加熱素子ウェハ１００に堅固に接着さ
れるように補助する。
【００４０】次に，可撓性膜２０の固定過程が完了され
ると，可撓性膜２０を加熱素子ウェハ１００に接着させ
る工程が進行される（Ｓ４段階）。接着工程について詳
細に説明すると次のようである。
ると，可撓性膜２０を加熱素子ウェハ１００に接着させ
る工程が進行される（Ｓ４段階）。接着工程について詳
細に説明すると次のようである。
【００４１】まず，ヒーティングツール２０７が真空ベ
ンチ２０１の上部に連続的に配置された可撓性膜２０と
加熱素子ウェハ１００に電磁波，好ましくは，赤外線輻
射光を出射することにより可撓性膜２０の底面に塗布さ
れた接着剤２１が迅速に溶解されるように誘導する１次
接着工程が進行される（Ｓ５段階）。このようなヒーテ
ィングツール２０７の加熱作用によって可撓性膜２０
は，加熱素子ウェハ１００の全面に堅固に接着される。
この時，好ましくはヒーティングツール２０７の赤外線
輻射光により加熱素子ウェハ１００と可撓性膜を１次加
熱する段階は２００〜２８０℃の温度で１５〜３０秒間
行われる。
ンチ２０１の上部に連続的に配置された可撓性膜２０と
加熱素子ウェハ１００に電磁波，好ましくは，赤外線輻
射光を出射することにより可撓性膜２０の底面に塗布さ
れた接着剤２１が迅速に溶解されるように誘導する１次
接着工程が進行される（Ｓ５段階）。このようなヒーテ
ィングツール２０７の加熱作用によって可撓性膜２０
は，加熱素子ウェハ１００の全面に堅固に接着される。
この時，好ましくはヒーティングツール２０７の赤外線
輻射光により加熱素子ウェハ１００と可撓性膜を１次加
熱する段階は２００〜２８０℃の温度で１５〜３０秒間
行われる。
【００４２】次に，１次接着工程が完了されると，１次
接着により一体で組立された可撓性膜／加熱素子ウェハ
アセンブリを移送装置を通して搬出後，これを図４に図
示されるような高温・高圧条件の加熱炉（ｋｉｌｎ）３
００に搬入し２次接着工程が行われる（Ｓ６段階）。
接着により一体で組立された可撓性膜／加熱素子ウェハ
アセンブリを移送装置を通して搬出後，これを図４に図
示されるような高温・高圧条件の加熱炉（ｋｉｌｎ）３
００に搬入し２次接着工程が行われる（Ｓ６段階）。
【００４３】ここで，加熱炉３００は，１５０〜４００
℃の温度で１〜１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力を，好ましく
は，２００〜３５０℃の温度で２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の
圧力を自身の内部に加えて１次接着された状態で搬入さ
れた可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリが相互界面で
一定な化学的及び／又は物理的に反応するように誘導す
ることにより可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリがよ
り堅固な２次接着状態になるようにする。
℃の温度で１〜１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力を，好ましく
は，２００〜３５０℃の温度で２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の
圧力を自身の内部に加えて１次接着された状態で搬入さ
れた可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリが相互界面で
一定な化学的及び／又は物理的に反応するように誘導す
ることにより可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリがよ
り堅固な２次接着状態になるようにする。
【００４４】以後，上述した１，２次接着過程が全て完
了されると，相互個別的に分離された可撓性膜と加熱素
子ウェハアセンブリは堅固に付着されることにより一つ
の可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリを形成する。即
ち，本実施形態では可撓性膜２０は噴射素子と関係なく
別の個別部品で製造して噴射素子の動きとは別に加熱素
子１０１に組立させて，それを通して噴射素子の動きに
よる可撓性膜２０の遊動を抑制することにより周辺の補
助ツールとの衝撃による可撓性膜の損傷を防止する。
了されると，相互個別的に分離された可撓性膜と加熱素
子ウェハアセンブリは堅固に付着されることにより一つ
の可撓性膜／加熱素子ウェハアセンブリを形成する。即
ち，本実施形態では可撓性膜２０は噴射素子と関係なく
別の個別部品で製造して噴射素子の動きとは別に加熱素
子１０１に組立させて，それを通して噴射素子の動きに
よる可撓性膜２０の遊動を抑制することにより周辺の補
助ツールとの衝撃による可撓性膜の損傷を防止する。
【００４５】また，上述のように，可撓性膜２０を噴射
素子と分離して独自的に加熱素子１０１と組立して，可
撓性膜２０が組立工程中で噴射素子と加熱素子１０１と
の間に介在されることなく外部に幅広く露出されるよう
にすることにより，作業者は可撓性膜２０の損傷を容易
に確認して損傷に迅速に措置できる。
素子と分離して独自的に加熱素子１０１と組立して，可
撓性膜２０が組立工程中で噴射素子と加熱素子１０１と
の間に介在されることなく外部に幅広く露出されるよう
にすることにより，作業者は可撓性膜２０の損傷を容易
に確認して損傷に迅速に措置できる。
【００４６】また，本実施形態では可撓性膜２０を個別
加熱素子に独立的に付着させなくウェハ単位を構成する
多数個の加熱素子１０１に一諸に付着することにより全
体的なインクジェットプリントヘッドの組立完成時間が
顕著に低下させる。
加熱素子に独立的に付着させなくウェハ単位を構成する
多数個の加熱素子１０１に一諸に付着することにより全
体的なインクジェットプリントヘッドの組立完成時間が
顕著に低下させる。
【００４７】次に，加熱素子ウェハと可撓性膜とを接着
させた後加熱素子ウェハ１００及び可撓性膜２０にイン
クビアホ−ルを形成させる（Ｓ７段階）。即ち，可撓性
膜／加熱素子ウェハアセンブリを構成する各要素，例え
ば，可撓性膜２０，加熱素子ウェハ１００は，好ましく
は，ＣＯ２ガスレーザ（図示せず）のレーザ噴射を通し
て特定形状でエッチングされることにより自身の一定部
にインクビアホ−ルを形成する。尚，本実施形態におい
ては，ＣＯ２ガスレーザ以外の種々の光源装置，例え
ば，ガスレーザ，液体レーザ，固体レーザ，半導体レー
ザ，或いは紫外線光源等の使用も可能である。この場
合，作業者は個別的に分離された可撓性膜２０と加熱素
子１０１に各々インクビアホ−ルを形成させる必要がな
く多数個の加熱素子１０１及びそれらと一諸に組立され
た可撓性膜２０全てに一括的にインクビアホ−ルを形成
することにより全体的な工程数が顕著に減少する。
させた後加熱素子ウェハ１００及び可撓性膜２０にイン
クビアホ−ルを形成させる（Ｓ７段階）。即ち，可撓性
膜／加熱素子ウェハアセンブリを構成する各要素，例え
ば，可撓性膜２０，加熱素子ウェハ１００は，好ましく
は，ＣＯ２ガスレーザ（図示せず）のレーザ噴射を通し
て特定形状でエッチングされることにより自身の一定部
にインクビアホ−ルを形成する。尚，本実施形態におい
ては，ＣＯ２ガスレーザ以外の種々の光源装置，例え
ば，ガスレーザ，液体レーザ，固体レーザ，半導体レー
ザ，或いは紫外線光源等の使用も可能である。この場
合，作業者は個別的に分離された可撓性膜２０と加熱素
子１０１に各々インクビアホ−ルを形成させる必要がな
く多数個の加熱素子１０１及びそれらと一諸に組立され
た可撓性膜２０全てに一括的にインクビアホ−ルを形成
することにより全体的な工程数が顕著に減少する。
【００４８】以後，アライメント工程，組立工程，イン
クビアホ−ル形成工程を経て一体で組立された可撓性膜
／加熱素子ウェハアセンブリは，それらと別の工程で製
造された噴射素子と通常の組立工程を通して組立される
ことにより，図５に図示されるような完成された構造の
インクジェットプリントヘッドに製造完了される。
クビアホ−ル形成工程を経て一体で組立された可撓性膜
／加熱素子ウェハアセンブリは，それらと別の工程で製
造された噴射素子と通常の組立工程を通して組立される
ことにより，図５に図示されるような完成された構造の
インクジェットプリントヘッドに製造完了される。
【００４９】このようなインクジェットプリントヘッド
で，例えば，Ｓｉ材質の基板１上部にはＳｉＯ２材質の
保護膜２が形成されて，保護膜２の上面には外部から印
加される電気的なエネルギにより加熱される加熱層１１
が形成されて，加熱層１１の上部には外部の電気的なエ
ネルギを加熱層１１に供給する電極層３が形成される。
電極側３は共通電極１２と連結されて，電極層３から供
給された電気的なエネルギは加熱層１１で熱エネルギに
変換される。
で，例えば，Ｓｉ材質の基板１上部にはＳｉＯ２材質の
保護膜２が形成されて，保護膜２の上面には外部から印
加される電気的なエネルギにより加熱される加熱層１１
が形成されて，加熱層１１の上部には外部の電気的なエ
ネルギを加熱層１１に供給する電極層３が形成される。
電極側３は共通電極１２と連結されて，電極層３から供
給された電気的なエネルギは加熱層１１で熱エネルギに
変換される。
【００５０】また，加熱層１１が孤立されるように電極
層３の上部には加熱チャンババリヤ層５により囲まれた
加熱チャンバ４が形成されて加熱層１１により変換され
た熱は，加熱チャンバ４に伝達される。このような各構
成要素，例えば，加熱層１１，加熱チャンババリヤ層５
は複数の層を形成して上述のような加熱素子１０１を構
成する。
層３の上部には加熱チャンババリヤ層５により囲まれた
加熱チャンバ４が形成されて加熱層１１により変換され
た熱は，加熱チャンバ４に伝達される。このような各構
成要素，例えば，加熱層１１，加熱チャンババリヤ層５
は複数の層を形成して上述のような加熱素子１０１を構
成する。
【００５１】また，加熱チャンバ４の内部には，所定の
液体，例えば蒸気圧発生が容易なワーキング溶液が充填
されて，ワーキング溶液は加熱層１１から伝達された熱
により急速に気化される。ワーキング溶液の気化により
発生した蒸気圧は加熱チャンババリヤ層５上に形成され
た可撓性膜２０に伝達される。
液体，例えば蒸気圧発生が容易なワーキング溶液が充填
されて，ワーキング溶液は加熱層１１から伝達された熱
により急速に気化される。ワーキング溶液の気化により
発生した蒸気圧は加熱チャンババリヤ層５上に形成され
た可撓性膜２０に伝達される。
【００５２】ここで，上述のように可撓性膜２０は多数
個の加熱素子１０１と一括的に組立されることにより安
定的な構造を形成する。この時，可撓性膜２０の上部に
はインクチャンババリヤ層７により囲まれて上述の加熱
チャンバ４と同一軸上に位置するインクチャンバ９が形
成されて，インクチャンバ９の内部には適正量のインク
が充填される。
個の加熱素子１０１と一括的に組立されることにより安
定的な構造を形成する。この時，可撓性膜２０の上部に
はインクチャンババリヤ層７により囲まれて上述の加熱
チャンバ４と同一軸上に位置するインクチャンバ９が形
成されて，インクチャンバ９の内部には適正量のインク
が充填される。
【００５３】ここで，インクチャンバ９がカバーされる
ようにインクチャンババリヤ層７の上部にはノズル１０
が形成されてそのノズルは外部に噴射されるインクの噴
射ゲートの役割を実行する。このようなノズル１０は上
述の加熱チャンバ４，インクチャンバ９と同一軸上に位
置されるようにノズルプレート８を貫通して形成され
る。このような各構成要素，例えば，ノズルプレート
８，インクチャンババリヤ層７は複数の層を形成して噴
射素子１０２を構成する。
ようにインクチャンババリヤ層７の上部にはノズル１０
が形成されてそのノズルは外部に噴射されるインクの噴
射ゲートの役割を実行する。このようなノズル１０は上
述の加熱チャンバ４，インクチャンバ９と同一軸上に位
置されるようにノズルプレート８を貫通して形成され
る。このような各構成要素，例えば，ノズルプレート
８，インクチャンババリヤ層７は複数の層を形成して噴
射素子１０２を構成する。
【００５４】一方，図６に図示されるように，まず，外
部の電源から電極層３に電気的な信号が印加されると，
電極層３と接触された加熱層１１はその電気的なエネル
ギの供給を受けて瞬間的に５００℃以上の高温に急速ヒ
ーティングされる。この過程で電気的なエネルギ，５０
０〜５５０℃程度の熱エネルギに変換される。
部の電源から電極層３に電気的な信号が印加されると，
電極層３と接触された加熱層１１はその電気的なエネル
ギの供給を受けて瞬間的に５００℃以上の高温に急速ヒ
ーティングされる。この過程で電気的なエネルギ，５０
０〜５５０℃程度の熱エネルギに変換される。
【００５５】次に，変換された熱は加熱層１１と接触さ
れた加熱チャンバ４に伝達されて，加熱チャンバ４内部
に充填されたワーキング溶液は伝達された熱により急速
に気化されて一定大きさの蒸気圧を発生させる。その
後，蒸気圧は加熱チャンババリヤ層５の上部に位置され
た可撓性膜２０に伝達されることにより可撓性膜２０に
は一定大きさの衝撃力Ｐが加わる。
れた加熱チャンバ４に伝達されて，加熱チャンバ４内部
に充填されたワーキング溶液は伝達された熱により急速
に気化されて一定大きさの蒸気圧を発生させる。その
後，蒸気圧は加熱チャンババリヤ層５の上部に位置され
た可撓性膜２０に伝達されることにより可撓性膜２０に
は一定大きさの衝撃力Ｐが加わる。
【００５６】この場合，可撓性膜２０は印矢方向に急速
に膨脹されてラウンド形で曲げられることによりその上
部に形成されたインクチャンバ９内部に充填されたイン
ク４００には強い衝撃力が伝達されて，インク４００は
上述の衝撃力により飽和されて噴射直前の状態になる。
に膨脹されてラウンド形で曲げられることによりその上
部に形成されたインクチャンバ９内部に充填されたイン
ク４００には強い衝撃力が伝達されて，インク４００は
上述の衝撃力により飽和されて噴射直前の状態になる。
【００５７】一方，このような状態で図７に図示される
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減されて加熱チ
ャンバ４内部は迅速に真空状態になる。このような真空
は可撓性膜２０に上述の衝撃力に対応する強いバックリ
ング（ｂｕｃｋｌｉｎｇ）力Ｂが加わることにより可撓
性膜２０が瞬間的に収縮されて初期化されるようにす
る。
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減されて加熱チ
ャンバ４内部は迅速に真空状態になる。このような真空
は可撓性膜２０に上述の衝撃力に対応する強いバックリ
ング（ｂｕｃｋｌｉｎｇ）力Ｂが加わることにより可撓
性膜２０が瞬間的に収縮されて初期化されるようにす
る。
【００５８】この場合，可撓性膜２０は印矢方向に急速
に収縮されてインクチャンバの内部に強いバックリング
力を伝達することにより，可撓性膜２０の膨脹過程を通
して噴射直前の状態であったインク４００は自体の重量
により楕円形／円形に次例に変形されて外部の印刷用紙
に噴射されて，外部の印刷用紙には迅速なプリンティン
グが行われる。
に収縮されてインクチャンバの内部に強いバックリング
力を伝達することにより，可撓性膜２０の膨脹過程を通
して噴射直前の状態であったインク４００は自体の重量
により楕円形／円形に次例に変形されて外部の印刷用紙
に噴射されて，外部の印刷用紙には迅速なプリンティン
グが行われる。
【００５９】このように，本実施形態では可撓性膜を噴
射素子とは別に組立工程に投与するとともに多数個の加
熱素子を可撓性膜に一諸に組立させることにより全体的
なインクジェットプリントヘッドの組立時間が顕著に短
縮する。
射素子とは別に組立工程に投与するとともに多数個の加
熱素子を可撓性膜に一諸に組立させることにより全体的
なインクジェットプリントヘッドの組立時間が顕著に短
縮する。
【００６０】以上，本発明に係る好ましい実施形態につ
いて詳細に記述したが，本発明が属する技術分野におい
て通常の知識を持つ者であれば，特許請求範囲記載の本
発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明を多様に変形ま
たは変更して実施できる。即ち，本発明はインクジェッ
トプリントヘッドの組立工程に限定されず可撓性膜を採
用する他の多様なマイクロインジェクティングデバイ
ス，例えば，マイクロポンプ，燃料マイクロインジェク
ティングデバイス等において全般的に有用な効果があ
る。
いて詳細に記述したが，本発明が属する技術分野におい
て通常の知識を持つ者であれば，特許請求範囲記載の本
発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明を多様に変形ま
たは変更して実施できる。即ち，本発明はインクジェッ
トプリントヘッドの組立工程に限定されず可撓性膜を採
用する他の多様なマイクロインジェクティングデバイ
ス，例えば，マイクロポンプ，燃料マイクロインジェク
ティングデバイス等において全般的に有用な効果があ
る。
【００６１】
【発明の効果】以上のように本発明では，多数個の加熱
素子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定す
る段階と，前記加熱素子ウェハと所定距離で離隔させて
接着剤が塗布された可撓性膜をアライメントする段階
と，前記加熱素子ウェハの上方に前記可撓性膜を固定す
る段階と，前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを前記
接着剤により接着する段階と，を含むことを特徴とする
噴射装置の組立方法が提供される。
素子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定す
る段階と，前記加熱素子ウェハと所定距離で離隔させて
接着剤が塗布された可撓性膜をアライメントする段階
と，前記加熱素子ウェハの上方に前記可撓性膜を固定す
る段階と，前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを前記
接着剤により接着する段階と，を含むことを特徴とする
噴射装置の組立方法が提供される。
【００６２】また，前記アライメント段階で，前記加熱
素子ウェハと前記可撓性膜との間の離隔距離は例えば４
μｍ〜６μｍであることを特徴とする噴射装置の組立方
法が提供される。さらに，前記アライメント段階で，前
記加熱素子ウェハと前記可撓性膜は各々中心を相互合わ
せてアライメントされることを特徴とする噴射装置の組
立方法が提供される。
素子ウェハと前記可撓性膜との間の離隔距離は例えば４
μｍ〜６μｍであることを特徴とする噴射装置の組立方
法が提供される。さらに，前記アライメント段階で，前
記加熱素子ウェハと前記可撓性膜は各々中心を相互合わ
せてアライメントされることを特徴とする噴射装置の組
立方法が提供される。
【００６３】さらにまた，前記加熱素子ウェハと前記可
撓性膜とを接着させる段階は，ヒーティングツールから
出力される電磁波を利用して前記加熱素子ウェハと前記
可撓性膜とを１次加熱する段階と，高温／高圧の条件を
持つ加熱炉内で前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜を２
次加熱する段階とを含むことを特徴とする噴射装置の組
立方法が提供される。
撓性膜とを接着させる段階は，ヒーティングツールから
出力される電磁波を利用して前記加熱素子ウェハと前記
可撓性膜とを１次加熱する段階と，高温／高圧の条件を
持つ加熱炉内で前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜を２
次加熱する段階とを含むことを特徴とする噴射装置の組
立方法が提供される。
【００６４】また，前記ヒーティングツールから出力さ
れる電磁波は，赤外線輻射光であることを特徴とする噴
射装置の組立方法が提供される。さらに，前記加熱素子
ウェハと前記可撓性膜とを１次加熱する段階は，例えば
２００〜２８０℃の温度で例えば１５〜３０秒の間行わ
れることを特徴とする噴射装置の組立方法も提供され
る。
れる電磁波は，赤外線輻射光であることを特徴とする噴
射装置の組立方法が提供される。さらに，前記加熱素子
ウェハと前記可撓性膜とを１次加熱する段階は，例えば
２００〜２８０℃の温度で例えば１５〜３０秒の間行わ
れることを特徴とする噴射装置の組立方法も提供され
る。
【００６５】さらに，前記加熱素子ウェハと前記可撓性
膜とを２次加熱する段階は，例えば１５０〜４００℃の
温度で例えば１〜１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で行われるこ
とを特徴とすの噴射装置の組立方法が提供される。さら
にまた，前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを２次加
熱する段階は，例えば２００〜３５０℃の温度で例えば
２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で行われること特すマイク
ロのイクロインジェクティングデバイスの組立方法が提
供される。
膜とを２次加熱する段階は，例えば１５０〜４００℃の
温度で例えば１〜１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で行われるこ
とを特徴とすの噴射装置の組立方法が提供される。さら
にまた，前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを２次加
熱する段階は，例えば２００〜３５０℃の温度で例えば
２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で行われること特すマイク
ロのイクロインジェクティングデバイスの組立方法が提
供される。
【００６６】また，前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜
とを接着させる段階後に，前記加熱素子ウェハと前記可
撓性膜にインクビアホ−ルを形成させる段階がさらに進
行されることを特徴とする噴射装置の組立方法が提供さ
れる。前記インクビアホ−ルは，ＣＯ２ガスレーザによ
り形成されることを特徴とする噴射装置の組立方法が提
供される。
とを接着させる段階後に，前記加熱素子ウェハと前記可
撓性膜にインクビアホ−ルを形成させる段階がさらに進
行されることを特徴とする噴射装置の組立方法が提供さ
れる。前記インクビアホ−ルは，ＣＯ２ガスレーザによ
り形成されることを特徴とする噴射装置の組立方法が提
供される。
【００６７】さらに，本発明によれば，真空を通して加
熱素子ウェハを固定させる真空ベンチと，前記真空ベン
チの上部に配置されて，可撓性膜の外周面を均一な圧力
で圧押して前記加熱素子ウェハの上部に固定させる可撓
性膜固定リングと，前記可撓性膜固定リングを支持する
固定リング支持ホルダと，前記固定リング支持ホルダを
固定させて，前記可撓性膜が前記加熱素子ウェハにアラ
イメントされる場合，前後左右に移動して前記可撓性膜
の中心を前記加熱素子ウェハの中心に対応して位置させ
るアライメントテーブルと，前記アライメントテーブル
の上部に配置されて，前記可撓性膜と前記加熱素子ウェ
ハに赤外線輻射光を出射して前記可撓性膜と前記加熱素
子ウェハとを加熱接着させるヒーティングツールとを含
むことを特徴とする噴射装置の組立装置が提供される。
熱素子ウェハを固定させる真空ベンチと，前記真空ベン
チの上部に配置されて，可撓性膜の外周面を均一な圧力
で圧押して前記加熱素子ウェハの上部に固定させる可撓
性膜固定リングと，前記可撓性膜固定リングを支持する
固定リング支持ホルダと，前記固定リング支持ホルダを
固定させて，前記可撓性膜が前記加熱素子ウェハにアラ
イメントされる場合，前後左右に移動して前記可撓性膜
の中心を前記加熱素子ウェハの中心に対応して位置させ
るアライメントテーブルと，前記アライメントテーブル
の上部に配置されて，前記可撓性膜と前記加熱素子ウェ
ハに赤外線輻射光を出射して前記可撓性膜と前記加熱素
子ウェハとを加熱接着させるヒーティングツールとを含
むことを特徴とする噴射装置の組立装置が提供される。
【００６８】さらに，前記アライメントテーブルには，
前記ヒーティングツールから出射される赤外線輻射光を
前記可撓性膜と前記加熱素子ウェハに通過させるための
貫通開口がさらに形成されることを特徴とする噴射装置
の組立装置が提供される。
前記ヒーティングツールから出射される赤外線輻射光を
前記可撓性膜と前記加熱素子ウェハに通過させるための
貫通開口がさらに形成されることを特徴とする噴射装置
の組立装置が提供される。
【００６９】以上のような本発明による噴射装置の組立
方法とこれのための組立装置によると，多数個の加熱素
子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定させ
た後，噴射素子の製造過程と関係なく個別部品で製造さ
れた可撓性膜を加熱素子ウェハと一定距離離隔させた状
態でアライメントさせて，加熱素子ウェハの上部に可撓
性膜を固定させた後加熱素子ウェハと可撓性膜を接着さ
せることにより，アライメント工程及び組立工程中の可
撓性膜の動きが抑制されて損傷を防止して，また，可撓
性膜を個別加熱素子にアライメントする必要がなく全体
的にインクジェットプリントヘッドの組立完成時間を顕
著に短縮することができる。
方法とこれのための組立装置によると，多数個の加熱素
子が形成された加熱素子ウェハを真空ベンチに固定させ
た後，噴射素子の製造過程と関係なく個別部品で製造さ
れた可撓性膜を加熱素子ウェハと一定距離離隔させた状
態でアライメントさせて，加熱素子ウェハの上部に可撓
性膜を固定させた後加熱素子ウェハと可撓性膜を接着さ
せることにより，アライメント工程及び組立工程中の可
撓性膜の動きが抑制されて損傷を防止して，また，可撓
性膜を個別加熱素子にアライメントする必要がなく全体
的にインクジェットプリントヘッドの組立完成時間を顕
著に短縮することができる。
【図１】本発明による噴射装置組立装置を示す分解斜視
図である。
図である。
【図２】図１の結合断面図である。
【図３】本発明による噴射装置の組立方法を順次的に示
す順序図である。
す順序図である。
【図４】本発明の組立方法を倶現するための高温／高圧
条件の加熱炉を示す例示図である。
条件の加熱炉を示す例示図である。
【図５】本発明の実施例により組立される噴射装置を示
す例示図である。
す例示図である。
【図６】図５に示す噴射装置の動作図である。
【図７】図５に示す噴射装置の他の動作図である。
１ 基板 ２ 保護膜 ３ 電極層 ４ 加熱チャンバ ５ バリヤ層 ７ インクチャンババリヤ層 ８ ノズルプレート ９ インクチャンバ １０ ノズル １１ 加熱層 １２ 共通電極 ２０ 可撓性膜 ２１ 接着剤 １００ 加熱素子ウェハ １０１ 加熱素子 １０２ 噴射素子 ２００ 組立装置 ２０１ 真空ベンチ ２０２ 可撓性膜固定リング ２０３ アライメントテーブル ２０４ 固定リング支持ホルダ ２０５ 真空エアホ−ル ２０６ 貫通開口 ２０７ ヒーティングツール ２０８ 真空ポンプ ３００ 加熱炉 ４００ インク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−163049（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−58691（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の加熱素子が形成された加熱素子ウ
ェハを真空吸引により真空ベンチに固定する段階と， 接着剤が塗布された可撓性膜を前記加熱素子ウェハと所
定距離で離隔させて位置調整するアライメント段階と， 前記加熱素子ウェハの上方に前記可撓性膜を固定する固
定段階と， 前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを前記接着剤によ
り接着する接着段階と， を含み； 前記接着段階は， 電磁波によって前記加熱素子ウェハと前記可撓性膜とを
１次加熱する段階と， 所定圧力雰囲気の加熱炉内で前記加熱素子ウェハと前記
可撓性膜とを２次加熱する段階と， を含む； ことを特徴とする噴射装置の組立方法。 - 【請求項２】 前記電磁波は，赤外線輻射光であること
を特徴とする請求項１記載の噴射装置の組立方法。 - 【請求項３】 さらに，前記加熱素子ウェハと前記可撓
性膜とを接着させる段階後に，前記加熱素子ウェハと前
記可撓性膜とにインクの供給路であるインクビアホ−ル
を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１または
２に記載の噴射装置の組立方法。 - 【請求項４】 前記インクビアホ−ルは，ＣＯ２ガスレ
ーザにより形成されることを特徴とする請求項３記載の
噴射装置の組立方法。 - 【請求項５】 真空吸引により加熱素子ウェハが固定さ
れる真空ベンチと； 前記真空ベンチの上部に配置され，可撓性膜の外周面を
均一な圧力で圧押して前記加熱素子ウェハの上部に固定
する可撓性膜固定リングと； 前記可撓性膜固定リングを支持する固定リング支持ホル
ダと； 前記固定リング支持ホルダが固定されて，前記可撓性膜
が前記加熱素子ウェハに対して位置調整される場合に，
前後左右に移動して前記可撓性膜を前記加熱素 子ウェハ
上の所定位置に位置させる，アライメントテーブルと； 前記アライメントテーブルの上部に配置されて，前記可
撓性膜と前記加熱素子ウェハに赤外線輻射光を照射して
前記可撓性膜と前記加熱素子ウェハとを加熱接着するヒ
ーティングツールと； を含むことを特徴とする噴射装置の組立装置。 - 【請求項６】 前記アライメントテーブルには，さら
に，前記ヒーティングツールから出射して前記可撓性膜
と前記加熱素子ウェハとに照射される赤外線輻射光が透
過する貫通開口が形成されることを特徴とする請求項５
記載の噴射装置の組立装置。
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