JP4470458B2 - Method for manufacturing liquid discharge head - Google Patents

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本発明は、インクジェットプリンタ等に用いられる液体吐出ヘッドの製造方法に関する。詳しくは、特にラインヘッドに用いて好適な液体吐出ヘッドを、安価かつ高精度に製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head used in an inkjet printer or the like. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head suitable for use in a line head at low cost and with high accuracy.

従来より、液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタが知られており、インクジェットプリンタのプリンタヘッド(液体吐出ヘッド)については、種々の技術が開示されている。
例えば、特許文献1及び特許文献2では、複数のヘッドチップによってラインヘッドを形成する技術が開示されている。
特開2002−127427号公報 特開2003−25579号公報
Conventionally, an ink jet printer has been known as an example of a liquid ejecting apparatus, and various techniques have been disclosed for a printer head (liquid ejecting head) of an ink jet printer.
For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technique for forming a line head by a plurality of head chips.
JP 2002-127427 A JP 2003-25579 A

上記の特許文献1及び特許文献2の技術では、電鋳により形成されたニッケルからなる1つのノズル形成部材に多数のノズル(インクの吐出口)が設けられている。そして、この1つのノズル形成部材に対して、複数のヘッドチップが貼り付けられている。さらに、貼り付けたヘッドチップを囲むように孔を形成したヘッドフレームがノズルシートに貼り合わせられ、ノズルシートが支持されている。   In the techniques of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 described above, a large number of nozzles (ink ejection ports) are provided in one nozzle forming member made of nickel formed by electroforming. A plurality of head chips are attached to the one nozzle forming member. Further, a head frame in which holes are formed so as to surround the attached head chip is bonded to the nozzle sheet, and the nozzle sheet is supported.

なお、ヘッドチップには、発熱抵抗体が配列されており、各発熱抵抗体と各ノズルとが対応するようにヘッドチップがノズルシートに貼り付けられている。また、発熱抵抗体とノズルとの層間には、インク液室が設けられている。   Note that heating resistors are arranged on the head chip, and the head chip is attached to the nozzle sheet so that each heating resistor corresponds to each nozzle. An ink liquid chamber is provided between the heating resistor and the nozzle.

また、複数のプリントヘッドダイ40(ヘッドチップ)を備えたものを1つのインクジェットプリントヘッドモジュール90とし、そのインクジェットプリントヘッドモジュール90を繋いで延長できる技術が知られている(例えば、特許文献3(特に、図8)参照)。
特開2002−86695号公報
Also, a technique is known in which a plurality of print head dies 40 (head chips) are provided as one ink jet print head module 90, and the ink jet print head modules 90 can be connected and extended (for example, Patent Document 3 ( In particular, see FIG.
JP 2002-86695 A

しかし、前述の特許文献1及び特許文献2の技術では、ノズル形成部材は、全てのヘッドチップに対応するノズルを形成したものであるので大型化してしまうが、その大型化により、全ての領域にわたって平坦性を確保した状態でヘッドチップを貼り付けることが要求され、組立コストが高くなるという問題がある。   However, in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the nozzle forming member is formed with nozzles corresponding to all the head chips, and thus increases in size. There is a problem that it is required to affix the head chip in a state in which flatness is ensured, resulting in an increase in assembly cost.

一方、特許文献3の技術では、複数のインクジェットプリントヘッドモジュール90を連結することによってラインヘッドを形成することができるので、生産性を高めることができる。
しかし、複数のプリントヘッドダイ40相互間のノズル開口部472の位置精度を、どのようにして確保するかについては何ら言及がない。例えば特許文献1及び特許文献2のように、1つのノズル形成部材に対して全てのヘッドチップのノズルを形成すれば、ノズル間の相対位置ずれはほとんどない。これに対し、特許文献3のように、複数のプリントヘッドダイ40を配置する場合には、プリントヘッドダイ40間の相対位置ずれが生じると、ノズル位置ずれが生じてしまう。
On the other hand, in the technique of Patent Document 3, a line head can be formed by connecting a plurality of ink jet print head modules 90, so that productivity can be improved.
However, there is no mention of how to ensure the positional accuracy of the nozzle openings 472 between the plurality of print head dies 40. For example, if the nozzles of all the head chips are formed on one nozzle forming member as in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is almost no relative displacement between the nozzles. On the other hand, when a plurality of print head dies 40 are arranged as in Patent Document 3, if a relative position shift occurs between the print head dies 40, a nozzle position shift occurs.

また、特許文献3の技術では、複数のプリントヘッドダイ40間におけるインク吐出面の平面度を、どのようにして確保するかについては何ら言及がない。
ここで、記録媒体のインク着弾面に対して精度良く垂直にインクが吐出する場合には、各ノズル開口部472の形成面に多少の位置ずれがあっても印画品位について大きな影響はないが、例えばインクの吐出方向が記録媒体のインク着弾面に対して完全に垂直でない場合には、全てのノズル開口部472の形成面の位置が一致していないと、インクの着弾位置が変化してしまう。
In the technique of Patent Document 3, there is no mention of how to ensure the flatness of the ink ejection surface between the plurality of print head dies 40.
Here, when ink is ejected accurately and perpendicularly to the ink landing surface of the recording medium, even if there is a slight misalignment on the formation surface of each nozzle opening 472, there is no significant effect on the print quality. For example, when the ink ejection direction is not completely perpendicular to the ink landing surface of the recording medium, the ink landing position changes if the positions of the formation surfaces of all the nozzle openings 472 do not match. .

特に、本件出願人は、未開示の先願技術である特願2003−037343、特願2002−360408、及び特願2003−55236等により、ノズルから吐出する液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすることで、液滴の着弾位置のばらつきを目立たなくし、高品位な印画を可能とした技術を、既に提案している。
このように、ノズルから吐出する液滴の吐出方向を積極的に変化させる技術を用いる場合には、ノズル面、すなわち特許文献3におけるノズル開口部472の形成面の位置精度については、高精度が要求される。
In particular, the applicant of the present application has disclosed the undisclosed prior application technologies of Japanese Patent Application 2003-037343, Japanese Patent Application 2002-360408, Japanese Patent Application 2003-55236, and the like in a plurality of directions. We have already proposed a technique that makes it possible to make high-quality printing by making the landing position of droplets inconspicuous by making it variable.
As described above, when using a technique for positively changing the discharge direction of the droplets discharged from the nozzle, the position accuracy of the nozzle surface, that is, the formation surface of the nozzle opening 472 in Patent Document 3, is high. Required.

さらにまた、特許文献3の技術では、複数のインクジェットプリントヘッドモジュール90を繋いで延長する場合に、基準体70によってインクジェットプリントヘッドモジュール90を位置決めしている。しかし、この方法では、基準体70自体を高精度に加工し、かつ配置しなければならないので、製造コストが高くなるという問題がある。   Furthermore, in the technique of Patent Document 3, when a plurality of ink jet print head modules 90 are connected and extended, the ink jet print head module 90 is positioned by the reference body 70. However, this method has a problem that the manufacturing cost increases because the reference body 70 itself must be processed and arranged with high accuracy.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、特にラインヘッドに用いて好適な液体吐出ヘッドを、安価かつ高精度に製造することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to manufacture a liquid discharge head suitable for use in a line head at low cost and with high accuracy.

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の1つである請求項1の発明は、複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズルシートと、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、前記ノズルシートの一方の面に接合されることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であってその領域内には前記ヘッドチップが配置されたときに前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記ノズル列が位置するヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームとを有し、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する、複数のヘッドモジュールと、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するためのヘッドモジュール配置孔が形成され、そのヘッドモジュール配置孔内に配置された各前記ヘッドモジュールと接合されたヘッドフレームとを備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルシートの一方の面に前記モジュールフレームを接合する第1工程と、前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに、前記ヘッドチップ配置孔の領域内に前記ヘッドチップが配置されたときに前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記ノズルが配置されるように前記ノズル列を形成する第2工程と、前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と、前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに形成された各前記ノズルとが対向するように、前記ヘッドチップ配置孔内に、前記液室形成部材を設けた前記ヘッドチップを配置し、接合する第3工程とを含む工程により、前記ヘッドモジュールを複数形成するとともに、複数の前記ヘッドモジュールを、少なくとも表面が粘着剤層からなる平坦面を設けた保持プレートの前記粘着剤層上に直列に配置した状態に位置決めするとともに、前記粘着剤層の粘着力によって各前記ヘッドモジュールの位置を保持する第4工程と、前記第4工程により配置した複数の前記ヘッドモジュールの上方から前記ヘッドフレームを搭載することにより、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドフレームの前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、前記ヘッドフレームと各前記ヘッドモジュールとを接合する第5工程と、前記第5工程での接合後に、前記粘着剤層の粘着力を消失させ、前記ヘッドフレームと各前記ヘッドモジュールとを接合したものを、前記粘着剤層から分離する第6工程とを含むことを特徴とする。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
A first aspect of the present invention is a nozzle having a head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals, and a nozzle row in which a plurality of nozzles for discharging droplets are arranged. A liquid chamber forming member for forming a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles, the sheet being stacked between the sheet and the surface of the head chip on which the energy generating elements are formed and the nozzle sheet; A hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and arranging the head chip therein, and when the head chip is arranged in the region, A module frame having a head chip arrangement hole in which the nozzle row is positioned at a position facing each energy generating element of the head chip, and the energy The raw element forms a plurality of head modules for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzles, and a head module arrangement hole for arranging the plurality of head modules arranged in series inside the head module. A method of manufacturing a liquid discharge head comprising a head frame joined to each of the head modules arranged in an arrangement hole, the first step of joining the module frame to one surface of the nozzle sheet, The nozzle is arranged at a position facing each energy generating element of the head chip when the head chip is arranged in the area of the head chip arrangement hole in the nozzle sheet in the area of the head chip arrangement hole. A second step of forming the nozzle row and generating each energy of the head chip The head chip provided with the liquid chamber forming member in the head chip placement hole so that the nozzle and each nozzle formed in the nozzle sheet in the region of the head chip placement hole face each other. A plurality of the head modules are formed by a step including a third step of arranging and bonding, and the pressure-sensitive adhesive layer of the holding plate provided with a plurality of the head modules and a flat surface having at least a surface made of the pressure-sensitive adhesive layer. A fourth step of positioning the head modules by the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer and positioning the head modules in series, and from above the plurality of head modules arranged by the fourth step By mounting a head frame, a plurality of the head modules arranged in series are connected to the head module of the head frame. A fifth step of bonding the head frame and each of the head modules, and after bonding in the fifth step, the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer is lost, and the head frame And a sixth step of separating the bonded head module from the pressure-sensitive adhesive layer.

上記発明においては、ノズルシートとモジュールフレームとが接合される(第1工程)。このモジュールフレームにはヘッドチップ配置孔が形成されており、このヘッドチップ配置孔内のノズルシートにノズル列が形成される(第2工程)。次いで、ヘッドチップのエネルギー発生素子とノズルとが対向するように、液室形成部材を設けたヘッドチップがヘッドチップ配置孔に配置され、接合される(第3工程)。   In the said invention, a nozzle sheet | seat and a module frame are joined (1st process). A head chip arrangement hole is formed in the module frame, and a nozzle row is formed on the nozzle sheet in the head chip arrangement hole (second step). Next, the head chip provided with the liquid chamber forming member is arranged in the head chip arrangement hole and bonded so that the energy generating element of the head chip and the nozzle face each other (third step).

このようにして形成されたヘッドモジュールの液滴の吐出面(ノズルシートのモジュールフレームとの貼り合わせ面と反対側の面)が保持プレートに設けた粘着剤層上に載置されるとともに、複数のヘッドモジュールを直列に配置した状態に位置決めする(第4工程)。ここで、保持プレート上には粘着剤層が形成されているので、その粘着力によって各ヘッドモジュールが保持される。したがって、ヘッドモジュールが保持プレートの粘着剤層上で一旦位置決めされれば、その位置が保持される。このようにして位置決めされた、直列に配置された複数のヘッドモジュールを、ヘッドフレームのヘッドモジュール配置孔内に配置し、各ヘッドモジュールのモジュールフレームとヘッドフレームとが接合される(第5工程)。
次に、粘着剤層の粘着力が消失され、ヘッドフレームとヘッドモジュールとを接合したものが粘着剤層から分離される(第6工程)。
The droplet ejection surface of the head module formed in this way (the surface opposite to the surface of the nozzle sheet bonded to the module frame) is placed on the adhesive layer provided on the holding plate, and a plurality of The head modules are positioned in a state where they are arranged in series (fourth step). Here, since the adhesive layer is formed on the holding plate, each head module is held by the adhesive force. Therefore, once the head module is positioned on the adhesive layer of the holding plate, the position is held. The plurality of head modules arranged in series positioned as described above are arranged in the head module arrangement hole of the head frame, and the module frame and the head frame of each head module are joined (fifth step). .
Next, the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer is lost, and the head frame and the head module joined together are separated from the pressure-sensitive adhesive layer (sixth step).

なお、本発明のエネルギー発生素子は、ヒータ等の発熱抵抗体、ピエゾ素子等の圧電素子、MEMS等を用いることが可能であるが、以下の実施形態では、発熱抵抗体22が相当する。また、本発明の液室形成部材は、実施形態ではバリア層12に相当する。さらにまた、実施形態では、モジュールフレーム11には4つのヘッドチップ配置孔11bが形成され、1つのヘッドモジュール10には4つのヘッドチップ20が設けられる。そして、このヘッドモジュール10を直列に4個接続してA4版の長さにするとともに、それを4列設けて、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、及びK(ブラック)の4色のカラーラインヘッドである液体吐出ヘッド1を形成している。
また、本発明の保持プレートに形成された粘着剤層は、実施形態では、紫外線の照射によってその粘着力が消失するものであり、粘着シートC3に設けたものである。
The energy generating element of the present invention may be a heating resistor such as a heater, a piezoelectric element such as a piezo element, MEMS, or the like, but the heating resistor 22 corresponds in the following embodiments. In addition, the liquid chamber forming member of the present invention corresponds to the barrier layer 12 in the embodiment. Furthermore, in the embodiment, four head chip arrangement holes 11 b are formed in the module frame 11, and four head chips 20 are provided in one head module 10. Then, four head modules 10 are connected in series to make the length of the A4 plate, and four rows are provided, and Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) are provided. The liquid discharge head 1 which is a four-color color line head is formed.
Moreover, the adhesive layer formed in the holding | maintenance plate of this invention lose | disappears the adhesive force by irradiation of an ultraviolet-ray in embodiment, and is provided in the adhesive sheet C3.

本発明によれば、ヘッドチップ配置孔内のノズルシートにはヘッドチップのみが接着等されるので、ノズル面に不要なストレスがかかりにくくなり、ノズル面の平坦性や位置精度を容易に確保することができる。
また、複数のヘッドモジュールを直列に配列したものをヘッドフレームのヘッドモジュール配置孔内に組み込むときに、各ヘッドモジュールを粘着剤層の粘着力によって保持するので、複数のヘッドモジュールとヘッドフレームとの接合前後において、各ヘッドモジュールを確実に位置決めしておくことができる。
According to the present invention, since only the head chip is adhered to the nozzle sheet in the head chip arrangement hole, unnecessary stress is hardly applied to the nozzle surface, and the flatness and positional accuracy of the nozzle surface are easily secured. be able to.
In addition, when a plurality of head modules arranged in series is incorporated into the head module placement hole of the head frame, each head module is held by the adhesive force of the adhesive layer. Each head module can be reliably positioned before and after joining.

さらに、ヘッドフレームとヘッドモジュールとの接合後は、粘着剤層の粘着力を消失させることができるので、ヘッドフレームとヘッドモジュールとを接合したものを、負荷をかけずに粘着剤層から分離することができる。したがって、ヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッドの製造を、容易に、高精度に、かつ低コストで行うことができる。   Furthermore, after the head frame and the head module are joined, the adhesive strength of the adhesive layer can be lost, so that the joint of the head frame and the head module is separated from the adhesive layer without applying a load. be able to. Therefore, the liquid discharge head using the head module can be easily manufactured with high accuracy and at low cost.

以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲における以下の用語は、以下の意味で使用する。
「接合」とは、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を意味し、(1)部材同士を接着剤を介して接着することと、(2)熱圧着、超音波振動を付与することによる超音波接合、又は溶接等により、接着剤を用いずに(両部材間に接着剤が介在せずに)接合(結合)することの双方を含む。
また、「接着」とは、上記の接合の一種であって、部材同士を接着剤を介して(部材間に接着剤を介在させて)結合する(貼り合わせる)ことをいい、分離(又は剥離)を前提としない永久的な結合を目的とするものをいう。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the following terms in this specification and claims are used in the following meanings.
“Bonding” means permanent bonding not premised on separation (or peeling), (1) bonding members through an adhesive, and (2) applying thermocompression bonding and ultrasonic vibration. This includes both joining (bonding) without using an adhesive (without an adhesive between the two members) by ultrasonic bonding or welding.
In addition, “adhesion” is a kind of the above-mentioned joining, and means that members are bonded (bonded) via an adhesive (with an adhesive interposed between the members), and separated (or peeled). ) For the purpose of permanent connection without premise.

さらにまた、「粘着」とは、永久接着に対する語であって、結合後の分離(又は剥離)を前提とする一時的な接着をいい、粘着剤を用いて部材同士を結合する(貼り合わせる)ことをいう。また、粘着に用いられる粘着剤としては、例えば(1)弱い粘着力を有しており、部材同士を粘着させた後、分離(剥離)力を付与して粘着させた部材同士を分離できるものや、(2)紫外線の照射あるいは熱エネルギーの付与により粘着剤のそれまでの粘着力を消失させて、粘着させた部材同士を分離できるものが挙げられる。なお、粘着剤には、後処理によって永久接着になるものもある。   Furthermore, “adhesion” is a term for permanent adhesion, refers to temporary adhesion on the premise of separation (or peeling) after bonding, and bonds (bonds) members together using an adhesive. That means. Moreover, as an adhesive used for adhesion, for example, (1) It has weak adhesive force, and after adhering members, it can separate members adhered by applying separation (peeling) force And (2) those capable of separating the adhered members by irradiating ultraviolet rays or applying thermal energy so that the adhesive force of the adhesive is lost. Some pressure-sensitive adhesives are permanently bonded by post-treatment.

図1は、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド1を示す平面図と、この平面図中、X方向の矢視側面図(断面図)である。また、図2は、液体吐出ヘッド1内に実装されているヘッドチップ20とその周囲の構成を示す側面の断面図及び下面から見た平面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a liquid discharge head 1 according to an embodiment of the present invention, and a side view (cross-sectional view) in the direction of arrow X in this plan view. FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the head chip 20 mounted in the liquid ejection head 1 and the surrounding structure, and a plan view seen from the bottom.

液体吐出ヘッド1は、液体吐出装置(本実施形態では、カラーラインインクジェットプリンタ)に搭載されるヘッドとして用いられるものである。図1に示すように、液体吐出ヘッド1は、ヘッドフレーム2と、プリント基板3と、複数のヘッドモジュール10とから構成されている。ヘッドモジュール10は、図1の平面図において、長手方向に4個、直列に接続されており、その直列に接続された4個のヘッドモジュール10が4列設けられている。直列に接続された4個のヘッドモジュール10で1色を印画するものであり、本実施形態では、4色(Y、M、C、及びK)の液体吐出ヘッド1(ラインヘッド)を構成している。   The liquid discharge head 1 is used as a head mounted on a liquid discharge apparatus (in this embodiment, a color line inkjet printer). As shown in FIG. 1, the liquid ejection head 1 includes a head frame 2, a printed circuit board 3, and a plurality of head modules 10. In the plan view of FIG. 1, four head modules 10 are connected in series in the longitudinal direction, and four head modules 10 connected in series are provided in four rows. One head is printed by four head modules 10 connected in series. In this embodiment, a liquid discharge head 1 (line head) of four colors (Y, M, C, and K) is formed. ing.

また、各ヘッドモジュール10内には、4個のヘッドチップ20が設けられている。図2は、1つのヘッドチップ20を示している、
ヘッドチップ20は、シリコン等からなる半導体基板21と、この半導体基板21の一方の面に析出形成された発熱抵抗体22(本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの)とを備えている。半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体22が形成された縁部と反対側の縁部には、アルミニウムからなる接続パッド23が形成されている。そして、発熱抵抗体22とこの接続パッド23とは、半導体基板21上に形成された導体部(図示せず)を介して接続されている。
Each head module 10 is provided with four head chips 20. FIG. 2 shows one head chip 20.
The head chip 20 includes a semiconductor substrate 21 made of silicon or the like, and a heating resistor 22 (corresponding to an energy generating element in the present invention) deposited on one surface of the semiconductor substrate 21. A connection pad 23 made of aluminum is formed on the edge of the semiconductor substrate 21 on the same side as the surface on which the heating resistor 22 is formed and opposite to the edge on which the heating resistor 22 is formed. . The heating resistor 22 and the connection pad 23 are connected via a conductor portion (not shown) formed on the semiconductor substrate 21.

ヘッドチップ20の発熱抵抗体22が形成された面側は、バリア層12(本発明における液室形成部材に相当するもの)を介してノズルシート13に積層されている。バリア層12は、インク液室14の側壁を形成するためのものであって、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、ヘッドチップ20の半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。   The side of the head chip 20 on which the heating resistor 22 is formed is laminated on the nozzle sheet 13 via the barrier layer 12 (corresponding to the liquid chamber forming member in the present invention). The barrier layer 12 is for forming the side wall of the ink liquid chamber 14 and is made of, for example, a photosensitive cyclized rubber resist or an exposure-curing dry film resist, and the heating resistance of the semiconductor substrate 21 of the head chip 20. After the body 22 is stacked on the entire surface, unnecessary portions are removed by a photolithography process.

図2中、平面図は、1つの発熱抵抗体22と、その発熱抵抗体22の周囲に設けられたバリア層12を示している。バリア層12は、発熱抵抗体22の3辺の近傍を囲むように、平面的に見たときに略凹状に形成される。   In FIG. 2, the plan view shows one heating resistor 22 and the barrier layer 12 provided around the heating resistor 22. The barrier layer 12 is formed in a substantially concave shape when viewed in plan so as to surround the vicinity of the three sides of the heating resistor 22.

さらにまた、ノズルシート13は、複数のノズル13aが形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル13aの位置が発熱抵抗体22の位置と合うように、すなわちノズル13aが発熱抵抗体22に対向するように、より具体的には、ノズル13aの中心軸と発熱抵抗体22の中心とが平面的に見たときに一致するように(図2の平面図参照)、バリア層12と貼り合わされている。   Furthermore, the nozzle sheet 13 is formed with a plurality of nozzles 13a. For example, the nozzle sheet 13 is formed by an electroforming technique using nickel, so that the position of the nozzle 13a matches the position of the heating resistor 22, that is, the nozzle 13a. More specifically, the center axis of the nozzle 13a and the center of the heating resistor 22 coincide with each other so as to face the heating resistor 22 (see the plan view of FIG. 2). The barrier layer 12 is bonded.

インク液室14は、発熱抵抗体22を囲むように、半導体基板21とバリア層12とノズルシート13とから構成されたものであり、吐出するインクが満たされるとともに、インクの吐出時にはインクの加圧室となるものである。半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面がインク液室14の底壁を構成し、バリア層12の発熱抵抗体22を略凹状に囲む部分がインク液室14の側壁を構成し、ノズルシート13がインク液室14の天壁を構成している。そして、インク液室14は、図2の平面図に示すように、ヘッドモジュール11と半導体基板21との間の隙間によって形成される流路16と連通される。   The ink liquid chamber 14 is composed of the semiconductor substrate 21, the barrier layer 12, and the nozzle sheet 13 so as to surround the heating resistor 22. The ink liquid chamber 14 is filled with ink to be ejected, and ink is applied when ink is ejected. It becomes a pressure chamber. The surface of the semiconductor substrate 21 on which the heat generating resistor 22 is formed constitutes the bottom wall of the ink liquid chamber 14, and the portion of the barrier layer 12 surrounding the heat generating resistor 22 in a substantially concave shape forms the side wall of the ink liquid chamber 14. The nozzle sheet 13 constitutes the top wall of the ink liquid chamber 14. The ink liquid chamber 14 communicates with a flow path 16 formed by a gap between the head module 11 and the semiconductor substrate 21 as shown in the plan view of FIG.

上記の1個のヘッドチップ20には、通常、100個単位の発熱抵抗体22を備え、プリンタの制御部(図示せず)からの指令によってこれら発熱抵抗体22のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体22に対応するインク液室14内のインクを、インク液室14に対向するノズル13aから吐出させることができる。   The one head chip 20 is usually provided with heating resistors 22 in units of 100, and each of the heating resistors 22 is uniquely selected by a command from a control unit (not shown) of the printer. Ink in the ink liquid chamber 14 corresponding to the heating resistor 22 can be ejected from the nozzle 13 a facing the ink liquid chamber 14.

すなわち、インク液室14にインクが満たされた状態で、発熱抵抗体22に短時間、例えば、1〜3μsecの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体22が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体22と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる(インクが沸騰する)。これによって、ノズル13aに接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル13aから吐出される。そして、この液滴が印画紙上に着弾されることで、ドット(画素)が形成される。   That is, when the ink liquid chamber 14 is filled with ink, the heating resistor 22 is rapidly heated by passing a pulse current through the heating resistor 22 for a short time, for example, 1 to 3 μsec. As a result, a gas-phase ink bubble is generated at a portion in contact with the heating resistor 22, and a certain volume of ink is pushed away (the ink boils) due to the expansion of the ink bubble. As a result, a volume of ink equivalent to the pushed ink in the portion in contact with the nozzle 13a is ejected from the nozzle 13a as an ink droplet. The droplets are landed on the photographic paper to form dots (pixels).

続いて、ヘッドモジュール10のより詳細な構造及び製造過程について説明する。
図3は、1つのヘッドモジュール10を示す平面図及び正面図である。本実施形態のヘッドモジュール10は、内部に配置された4つのヘッドチップ20と、モジュールフレーム11と、ノズルシート13と、バッファタンク15とから構成されている。
Next, a more detailed structure and manufacturing process of the head module 10 will be described.
FIG. 3 is a plan view and a front view showing one head module 10. The head module 10 according to this embodiment includes four head chips 20 arranged inside, a module frame 11, a nozzle sheet 13, and a buffer tank 15.

図4は、ノズルシート13及びモジュールフレーム11を分解して示す平面図である。モジュールフレーム11は、平面的に見たときに略長方形状に形成されるとともに、左右両端側には、略L形に切り欠かれた係合部11aを有する。図4から明らかであるが、ノズルシート13とモジュールフレーム11とが重ね合わせられたときに、ノズルシート13の配線パターン部13bを除いて、略重なり合うように両者の形状が形成されている。   FIG. 4 is a plan view showing the nozzle sheet 13 and the module frame 11 in an exploded manner. The module frame 11 is formed in a substantially rectangular shape when viewed in a plan view, and has engaging portions 11a cut out in a substantially L shape on both left and right ends. As is apparent from FIG. 4, when the nozzle sheet 13 and the module frame 11 are overlapped, the shapes of both are formed so as to substantially overlap except for the wiring pattern portion 13 b of the nozzle sheet 13.

配線パターン部13bは、ノズルシート13のうち、モジュールフレーム11に重ならない部分であり、銅箔をポリイミド等で両面側から挟み込んだ、いわゆるサンドイッチ構造をなすことで形成されている。配線パターン部13bは、後述する図12に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内の領域まで配線されており、ヘッドチップ配置孔11b内にヘッドチップ20が配置されたときに、そのヘッドチップ20との電気的接続が可能となるように形成されている。   The wiring pattern portion 13b is a portion of the nozzle sheet 13 that does not overlap the module frame 11, and is formed by forming a so-called sandwich structure in which a copper foil is sandwiched from both sides with polyimide or the like. As shown in FIG. 12 to be described later, the wiring pattern portion 13b is wired up to an area in each head chip arrangement hole 11b, and when the head chip 20 is arranged in the head chip arrangement hole 11b, the head chip is arranged. It is formed so that electrical connection with 20 is possible.

モジュールフレーム11は、厚みが約0.5mm程度のインバー鋼やアルミナセラミックス等から形成されたものであり、本実施形態では、4箇所に、略長方形状のヘッドチップ配置孔11bが形成されている。ヘッドチップ配置孔11bは、ヘッドチップ20の外形よりわずかに大きな孔形を有し、ヘッドチップ20を内部に完全に配置できるようになっている。   The module frame 11 is formed of invar steel, alumina ceramics, or the like having a thickness of about 0.5 mm. In this embodiment, substantially rectangular head chip arrangement holes 11b are formed at four locations. . The head chip placement hole 11b has a hole shape slightly larger than the outer shape of the head chip 20, so that the head chip 20 can be completely placed inside.

図5は、モジュールフレーム11をノズルシート13上に配置した状態を示す平面図及び正面図である。本実施形態では、ホットプレスによって両者を熱圧着することで接合する(第1工程)。これにより、モジュールフレーム11は、配線パターン部13bを除くノズルシート13の領域と略重なり合う。いいかえれば、ノズルシート13の配線パターン部13bが形成された領域のみがモジュールフレーム11の領域と重ならない状態となる。また、ヘッドチップ配置孔11bの領域内には、その下側に位置するノズルシート13が見えるようになる。   FIG. 5 is a plan view and a front view showing a state in which the module frame 11 is disposed on the nozzle sheet 13. In this embodiment, it joins by hot-pressing both by hot press (1st process). Thereby, the module frame 11 substantially overlaps the area of the nozzle sheet 13 excluding the wiring pattern portion 13b. In other words, only the region where the wiring pattern portion 13 b of the nozzle sheet 13 is formed does not overlap the region of the module frame 11. Further, the nozzle sheet 13 located below the head chip arrangement hole 11b can be seen.

なお、モジュールフレーム11とノズルシート13との接合は、ヘッドモジュール10及び液体吐出ヘッド1の製造過程における最高温度(例えば約150℃)で行われる。モジュールフレーム11とノズルシート13とを比較すると、ノズルシート13の方が線膨張率が大きい(温度変化によって伸縮しやすい)ので、製造過程における最高温度で両者を接合すれば、常温等の接合時の温度以下では、ノズルシート13は、モジュールフレーム11により張られた状態となる。すなわち、ノズルシート13の温度変化による伸縮は、ノズルシート13とモジュールフレーム11との接合後は、モジュールフレーム11に支配されることとなる。   The module frame 11 and the nozzle sheet 13 are joined at the highest temperature (for example, about 150 ° C.) in the manufacturing process of the head module 10 and the liquid ejection head 1. When the module frame 11 and the nozzle sheet 13 are compared, the nozzle sheet 13 has a larger linear expansion coefficient (easily expands and contracts due to temperature changes). Below this temperature, the nozzle sheet 13 is stretched by the module frame 11. That is, the expansion and contraction due to the temperature change of the nozzle sheet 13 is governed by the module frame 11 after the nozzle sheet 13 and the module frame 11 are joined.

したがって、モジュールフレーム11の剛性をできる限り確保するため、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11bの開口面積は、必要最小限とすることが好ましい。すなわち、ヘッドチップ配置孔11bへのヘッドチップ20の配置後に、後述するバッファタンク15内の共通液体流路15aと、インク液室14との間の流路16が形成されるとともに、ノズルシート13に形成したノズル13aに合わせてヘッドチップ20を配置したときの位置ずれを吸収できる程度の大きさを条件として、最小限の開口面積とすることが好ましい。   Therefore, in order to ensure the rigidity of the module frame 11 as much as possible, it is preferable that the opening area of the head chip arrangement hole 11b of the module frame 11 is minimized. That is, after the placement of the head chip 20 in the head chip placement hole 11b, a flow path 16 is formed between the common liquid flow path 15a in the buffer tank 15 described later and the ink liquid chamber 14, and the nozzle sheet 13 is also formed. It is preferable to set the opening area to a minimum, on the condition that the positional deviation when the head chip 20 is arranged in accordance with the nozzle 13a formed in the above can be absorbed.

続いて、ヘッドチップ配置孔11bの領域内にあるノズルシート13に対して、1つのヘッドチップ20における発熱抵抗体22の数に対向する数のノズル13aを一方向に整列させたノズル13a列を形成する(第2工程)。図6は、ヘッドチップ配置孔11b内のノズルシート13にノズル13a列が形成された状態を示す平面図である。   Subsequently, a nozzle 13a row in which a number of nozzles 13a opposite to the number of heating resistors 22 in one head chip 20 are aligned in one direction with respect to the nozzle sheet 13 in the area of the head chip arrangement hole 11b. Form (second step). FIG. 6 is a plan view showing a state in which the nozzle 13a row is formed on the nozzle sheet 13 in the head chip arrangement hole 11b.

ノズル13aの形成は、エキシマレーザーにより行う。また、レーザー光により形成されたノズル13aには、テーパーが付くため、モジュールフレーム11側からレーザー光を照射してノズル13aを形成する。これにより、ノズル13aは、インクの吐出面(ノズルシート13の外表面)に近づくに従って開口径が次第に小さくなるようにテーパーが付いた孔となる。
また、各ヘッドチップ配置孔11b内に形成されるノズル13a列のノズル13a間ピッチは、ヘッドチップ20の発熱抵抗体22の配列ピッチと同一(解像度が600dpiのヘッドモジュール10とする場合には、約42.3μm)となるように形成する。
The nozzle 13a is formed by an excimer laser. Further, since the nozzle 13a formed by the laser beam is tapered, the laser beam is irradiated from the module frame 11 side to form the nozzle 13a. As a result, the nozzle 13a becomes a hole having a taper so that the opening diameter gradually decreases as it approaches the ink ejection surface (the outer surface of the nozzle sheet 13).
Further, the pitch between the nozzles 13a of the nozzle 13a row formed in each head chip arrangement hole 11b is the same as the arrangement pitch of the heating resistors 22 of the head chip 20 (in the case of the head module 10 having a resolution of 600 dpi, And about 42.3 μm).

さらにまた、図6に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、各ヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列を結ぶライン(各ノズル13aの中心を通るライン)を考えたときに、そのラインがモジュールフレーム11の長手方向に平行に引いたモジュールフレーム11の中心線側に形成される。また、各ヘッドチップ配置孔11bを左側から順に、「N」、「N+1」、「N+2」、「N+3」番目とすると、「N」番目と「N+2」番目のヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、上記中心線に平行な一直線上に整列するように形成される。「N+1」番目及び「N+3」番目も同様である。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the nozzle 13a row in each head chip arrangement hole 11b is considered to be a line connecting the nozzles 13a row in each head chip arrangement hole 11b (a line passing through the center of each nozzle 13a). Sometimes, the line is formed on the center line side of the module frame 11 drawn parallel to the longitudinal direction of the module frame 11. Further, assuming that each head chip arrangement hole 11b is “N”, “N + 1”, “N + 2”, “N + 3” in order from the left side, the nozzles in the “N” -th and “N + 2” -th head chip arrangement holes 11b. The 13a row is formed so as to be aligned on a straight line parallel to the center line. The same applies to the “N + 1” th and “N + 3” th.

したがって、隣接するヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列、例えば「N」番目と「N+1」番目のヘッドチップ配置孔11b内のノズル13a列は、上記中心線に対して平行な2直線上に整列する。
なお、本実施形態では、1つのモジュールフレーム11に対して4つのヘッドチップ配置孔11bを形成したが、本実施形態より多くヘッドチップ配置孔11bを形成したときであっても、上記関係を満たすようにする。
Therefore, the nozzles 13a in the adjacent head chip arrangement holes 11b, for example, the nozzles 13a in the “N” th and “N + 1” th head chip arrangement holes 11b are on two straight lines parallel to the center line. Align.
In this embodiment, four head chip arrangement holes 11b are formed for one module frame 11. However, even when more head chip arrangement holes 11b are formed than in this embodiment, the above relationship is satisfied. Like that.

次に、図7に示すように、各ヘッドチップ配置孔11b内に、バリア層12を積層したヘッドチップ20を配置し、かつ接合する(第3工程)。ここで、ヘッドチップ20は、チップマウンターを用いてアライメントされながら熱圧着されることで、ノズルシート13に接合される。さらにこの場合には、ヘッドチップ20の発熱抵抗体22の真下に、ノズル13aが位置するように、例えば±1μm程度の精度で熱圧着される。   Next, as shown in FIG. 7, the head chip 20 in which the barrier layer 12 is laminated is arranged and bonded in each head chip arrangement hole 11b (third step). Here, the head chip 20 is bonded to the nozzle sheet 13 by thermocompression bonding while being aligned using a chip mounter. Further, in this case, thermocompression bonding is performed with an accuracy of, for example, about ± 1 μm so that the nozzle 13a is positioned directly below the heating resistor 22 of the head chip 20.

このように、バリア層12が形成されたヘッドチップ20がヘッドチップ配置孔11b内に配置され、ノズルシート13とヘッドチップ20とが接合されると、ノズルシート13のヘッドチップ20側の面、バリア層12、及びヘッドチップ20の発熱抵抗体22が形成された面とによって、上記のようにインク液室14が形成される。   Thus, when the head chip 20 on which the barrier layer 12 is formed is arranged in the head chip arrangement hole 11b and the nozzle sheet 13 and the head chip 20 are joined, the surface of the nozzle sheet 13 on the head chip 20 side, The ink liquid chamber 14 is formed by the barrier layer 12 and the surface of the head chip 20 on which the heating resistor 22 is formed as described above.

続いて、ヘッドチップ20側に設けられた接続パッド23と、ノズルシート13側の配線パターン部13bの電極13c(最表面が金により形成されたメッキ層)とが電気的に接続される。図8は、ヘッドチップ20側の接続パッド23の配置を示す平面図である。なお、図8では、ノズル13a及び接続パッド23を実線で図示している。図8に示すように、1つのヘッドチップ20には、ヘッドチップ20の長手方向に沿って複数の接続パッド23が予め設けられている。なお、上述した図2では、接続パッド23とノズルシート13の配線パターン部13bとの位置関係を断面図で図示している。   Subsequently, the connection pads 23 provided on the head chip 20 side are electrically connected to the electrodes 13c (plating layer formed of gold on the outermost surface) of the wiring pattern portion 13b on the nozzle sheet 13 side. FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of the connection pads 23 on the head chip 20 side. In FIG. 8, the nozzle 13a and the connection pad 23 are shown by solid lines. As shown in FIG. 8, one head chip 20 is provided with a plurality of connection pads 23 in advance along the longitudinal direction of the head chip 20. In addition, in FIG. 2 mentioned above, the positional relationship between the connection pad 23 and the wiring pattern portion 13b of the nozzle sheet 13 is illustrated in a sectional view.

図9は、ヘッドチップ20の接続パッド23と、ノズルシート13との配線パターン部13bの電極13cとの接続方法を説明する側面の断面図である。
図2及び図9に示すように、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11bの領域内にあるノズルシート13のうち、配線パターン部13bの先端には、電極13cが設けられている。さらにノズルシート13の電極13cの周囲には、開口部13dが形成されている。
FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a method for connecting the connection pads 23 of the head chip 20 and the electrodes 13c of the wiring pattern portion 13b with the nozzle sheet 13.
As shown in FIGS. 2 and 9, an electrode 13c is provided at the tip of the wiring pattern portion 13b in the nozzle sheet 13 in the region of the head chip arrangement hole 11b of the module frame 11. Further, an opening 13 d is formed around the electrode 13 c of the nozzle sheet 13.

そして、図9に示すように、ノズルシート13のモジュールフレーム11が接着された面と反対側の面における開口部13dから、ピン状の加振ツールTを挿入し、この加振ツールTに超音波振動を付与することで、接続パッド23と配線パターン部13bの電極13cとを超音波による金属接合する。そして、接合後は、開口部13dを樹脂により封止する(図2参照)。図2に示したように、封止後には、樹脂がノズルシート13の表面と略一致するようにする(ノズルシート13の表面から盛り上がらないようにする)。   Then, as shown in FIG. 9, a pin-like vibration tool T is inserted from the opening 13d on the surface opposite to the surface to which the module frame 11 of the nozzle sheet 13 is bonded. By applying sonic vibration, the connection pad 23 and the electrode 13c of the wiring pattern portion 13b are metal-bonded by ultrasonic waves. Then, after joining, the opening 13d is sealed with resin (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, after sealing, the resin is made to substantially coincide with the surface of the nozzle sheet 13 (so as not to rise from the surface of the nozzle sheet 13).

なお、図2に示すように、ノズルシート13の配線パターン部13b上には、プリント基板31が設けられ、このプリント基板31の配線パターン部13bと対向する面上には導電体31aが形成されている。そして、この導電体31aと配線パターン部13bの配線とが電気的に接続されている。これにより、発熱抵抗体22とプリント基板31間(発熱抵抗体22と接続パッド23、接続パッド23と配線パターン部13b、及び配線パターン部13bとプリント基板31)が電気的に接続されることとなる。   As shown in FIG. 2, a printed circuit board 31 is provided on the wiring pattern portion 13b of the nozzle sheet 13, and a conductor 31a is formed on the surface of the printed circuit board 31 that faces the wiring pattern portion 13b. ing. And this conductor 31a and the wiring of the wiring pattern part 13b are electrically connected. Thereby, the heating resistor 22 and the printed circuit board 31 (the heating resistor 22 and the connection pad 23, the connection pad 23 and the wiring pattern portion 13b, and the wiring pattern portion 13b and the printed circuit board 31) are electrically connected. Become.

また、図10は、超音波接合の他の実施形態を示す側面の断面図である。図10の例は、ノズルシート13に対して、超音波接合のための開口部を形成しないようにした例を示すものである。この場合には、図10に示すように、モジュールフレーム11側からヘッドチップ配置孔11bを介してヘッドチップ20に直接加振ツールTを当て、ヘッドチップ20に対して超音波を付与するようにする。このようにしても、上記と同様に、ヘッドチップ20の接続パッド23と、配線パターン部13bの電極13cとを超音波接合することができる。   FIG. 10 is a side sectional view showing another embodiment of ultrasonic bonding. The example of FIG. 10 shows an example in which an opening for ultrasonic bonding is not formed in the nozzle sheet 13. In this case, as shown in FIG. 10, the vibration tool T is directly applied to the head chip 20 from the module frame 11 side via the head chip arrangement hole 11 b, and ultrasonic waves are applied to the head chip 20. To do. Even in this case, similarly to the above, the connection pads 23 of the head chip 20 and the electrodes 13c of the wiring pattern portion 13b can be ultrasonically bonded.

次に、モジュールフレーム11側から、バッファタンク15を取り付ける。図11は、バッファタンク15を取り付けた状態を示す平面図及び正面図である。また、図12は、バッファタンク15が取り付けられた状態を示す側面の断面図である。   Next, the buffer tank 15 is attached from the module frame 11 side. FIG. 11 is a plan view and a front view showing a state in which the buffer tank 15 is attached. FIG. 12 is a side sectional view showing a state in which the buffer tank 15 is attached.

バッファタンク15は、1つのヘッドモジュール10に対して1つ設けられる。また、図11に示すように、バッファタンク15は、平面図で見たときに、モジュールフレーム11よりやや小さい形状をなすが、モジュールフレーム11と略相似形をなしている。さらに、図12に示すように、バッファタンク15の内部には、空洞となった共通液体流路15aが形成されている。特に本実施形態のバッファタンク15は、下面側(モジュールフレーム11との接着面側)が開口されるとともに、側壁及び天壁が同一厚みに形成され、断面が略逆凹形となるように形成されることで、共通液体流路15aを形成している。   One buffer tank 15 is provided for one head module 10. As shown in FIG. 11, the buffer tank 15 has a shape slightly smaller than the module frame 11 when viewed in a plan view, but is substantially similar to the module frame 11. Further, as shown in FIG. 12, a common liquid flow path 15 a that is a cavity is formed inside the buffer tank 15. In particular, the buffer tank 15 of the present embodiment is formed such that the lower surface side (bonding surface side with the module frame 11) is opened, the side wall and the top wall are formed with the same thickness, and the cross section is substantially reverse concave. As a result, the common liquid channel 15a is formed.

図12に示すように、バッファタンク15の下面側の縁とモジュールフレーム11とが接着剤により接着される。バッファタンク15がモジュールフレーム11上に取り付けられると、図11に示すように、全てのヘッドチップ配置孔11bを被覆するようになる。さらに図12に示すように、バッファタンク15の共通液体流路15aと、各ヘッドチップ20のインク液室14とは、ヘッドチップ配置孔11bとヘッドチップ20との間の流路16を介して連通される。これにより、バッファタンク15は、ヘッドモジュール10における全てのヘッドチップ20の共通液体流路15aを形成する。   As shown in FIG. 12, the edge of the lower surface side of the buffer tank 15 and the module frame 11 are bonded together with an adhesive. When the buffer tank 15 is mounted on the module frame 11, as shown in FIG. 11, all the head chip arrangement holes 11b are covered. Further, as shown in FIG. 12, the common liquid flow path 15a of the buffer tank 15 and the ink liquid chamber 14 of each head chip 20 are connected via the flow path 16 between the head chip arrangement hole 11b and the head chip 20. Communicated. As a result, the buffer tank 15 forms a common liquid channel 15 a for all the head chips 20 in the head module 10.

また、図11に示すように、バッファタンク15の天壁には、穴15bが形成されており、この穴15bを介してインクタンク(図示せず)から共通液体流路15a内にインクが供給される。   Further, as shown in FIG. 11, a hole 15b is formed in the top wall of the buffer tank 15, and ink is supplied from the ink tank (not shown) into the common liquid flow path 15a through the hole 15b. Is done.

ここで、図12に示すように、バッファタンク15の下面側の内側縁(図12中、A部)が断面凸状に形成されており、この断面凸状の部分がモジュールフレーム11と当接する。そして、この凸状の部分の外側(凸状の部分に対して段差となっている部分。図12中、B部)に接着剤を入れて接着(接合)する。これにより、簡単に両者を接着できるようになり、バッファタンク15の形状も簡易にすることができる。また、バッファタンク15の下面側において、内側縁の断面凸状の部分がモジュールフレーム11と当接することにより、接着剤が内部(共通液体流路15aやヘッドチップ20側)に入り込んでしまうことを防止できる。   Here, as shown in FIG. 12, the inner edge (A portion in FIG. 12) on the lower surface side of the buffer tank 15 is formed in a convex section, and this convex section is in contact with the module frame 11. . Then, an adhesive is put on and bonded (joined) to the outside of this convex portion (the portion which is a step with respect to the convex portion, part B in FIG. 12). Thereby, both can be easily bonded, and the shape of the buffer tank 15 can be simplified. Further, on the lower surface side of the buffer tank 15, the adhesive portion enters the inside (on the side of the common liquid flow path 15 a or the head chip 20) due to the convex portion of the inner edge contacting the module frame 11. Can be prevented.

なお、ヘッドチップ20の上部に共通液体流路15aを形成してヘッドチップ20の上部を封止する場合に、例えば、接着剤が多すぎると、インク液室14内に接着剤が入り込んでインク液室をつまらせるおそれがある。一方、接着剤が少なすぎると、完全にヘッドチップ20の上部を封止することができず、インク漏れが発生するおそれがある。このため、接着剤の塗布量を十分に管理する必要があった。   In the case where the common liquid channel 15a is formed in the upper part of the head chip 20 and the upper part of the head chip 20 is sealed, for example, if there is too much adhesive, the adhesive enters the ink liquid chamber 14 and ink. There is a risk of clogging the liquid chamber. On the other hand, if the amount of the adhesive is too small, the upper part of the head chip 20 cannot be completely sealed, and ink leakage may occur. For this reason, it was necessary to sufficiently manage the amount of adhesive applied.

しかし、本実施形態では、上述したように、バッファタンク15は、モジュールフレーム11のヘッドチップ配置孔11b内に入り込んでヘッドチップ20やノズルシート13とは接着されず、モジュールフレーム11とのみ接着される。このような形状とすることで、高度な接着剤の塗布技術が不要となり、接着剤の塗布管理がしやすくなる。また、接着剤の塗布に伴う不良の発生頻度を少なくすることができる。   However, in this embodiment, as described above, the buffer tank 15 enters the head chip placement hole 11b of the module frame 11 and is not bonded to the head chip 20 or the nozzle sheet 13, but only to the module frame 11. The By adopting such a shape, an advanced adhesive application technique is not required, and the adhesive application management is facilitated. Moreover, the frequency of occurrence of defects due to the application of the adhesive can be reduced.

以上のようにしてヘッドモジュール10が完成する。本実施形態のヘッドモジュール10では、ヘッドチップ配置孔11b内にあるノズルシート13には、ヘッドチップ20以外の部品が接触しない(接着されない)ので、ノズルシート13に不要なストレスがかからなくなる。したがって、ノズル13a表面の平坦性及びノズル13aの高い位置精度を確保することができる。   The head module 10 is completed as described above. In the head module 10 of the present embodiment, the nozzle sheet 13 in the head chip arrangement hole 11b does not come into contact (adhere) with parts other than the head chip 20, so that unnecessary stress is not applied to the nozzle sheet 13. Therefore, it is possible to ensure the flatness of the surface of the nozzle 13a and the high positional accuracy of the nozzle 13a.

さらに本実施形態では、このヘッドモジュール10を複数用いて、1つの液体吐出ヘッド1を形成する。図13は、複数のヘッドモジュール10を並べて配置した状態を示す平面図(上側)及び正面図(下側)である。   Furthermore, in the present embodiment, one liquid discharge head 1 is formed by using a plurality of the head modules 10. FIG. 13 is a plan view (upper side) and a front view (lower side) showing a state in which a plurality of head modules 10 are arranged side by side.

ベース治具Cは、透光性材料(例えばガラス)から形成されるとともに、上面が平坦面である保持プレートC1を支持枠C2によって保持したものである。さらに、保持プレートC1の上面(ヘッドモジュール10が載置される面)には、粘着シートC3が貼り合わせられている。この粘着シートC3の表面もまた、平坦面である。粘着シートC3は、本実施形態ではUVシート(紫外線の照射によって粘着力を消失する機能を有する粘着剤層を両面に設けたシート)である。   The base jig C is made of a translucent material (for example, glass) and holds a holding plate C1 having a flat upper surface by a support frame C2. Further, an adhesive sheet C3 is bonded to the upper surface of the holding plate C1 (the surface on which the head module 10 is placed). The surface of this adhesive sheet C3 is also a flat surface. In the present embodiment, the pressure-sensitive adhesive sheet C3 is a UV sheet (a sheet provided with a pressure-sensitive adhesive layer having a function of losing adhesive force by irradiation with ultraviolet rays).

本実施形態では、ベース治具Cの粘着シートC3上に、マウンターを用いて4つのヘッドモジュール10を直列に整列させる(第4工程)。ここで、ベース治具C上には、アライメントマーク(図示せず)が設けられており、このアライメントマークを基準として各ヘッドモジュール10が所定位置に配置される。この場合に、各ヘッドモジュール10の両端部の係合部11a同士、すなわち略L形に切り欠かれた部分同士が互いに係合(連結)する。
また、ベース治具C上に載置されたヘッドモジュール10は、粘着シートC3の粘着力によって、載置された位置で保持される。すなわち、ヘッドモジュール10のノズルシート13と粘着シートC3とが粘着される。
In the present embodiment, the four head modules 10 are aligned in series on the adhesive sheet C3 of the base jig C using a mounter (fourth step). Here, an alignment mark (not shown) is provided on the base jig C, and each head module 10 is disposed at a predetermined position with reference to the alignment mark. In this case, the engaging portions 11 a at both ends of each head module 10, that is, the portions cut out in a substantially L shape are engaged (coupled) with each other.
Further, the head module 10 placed on the base jig C is held at the placed position by the adhesive force of the adhesive sheet C3. That is, the nozzle sheet 13 of the head module 10 and the adhesive sheet C3 are adhered.

以上のようにして4つのヘッドモジュール10を1列に整列させることで、A4対応のラインヘッドを形成する。さらに、このヘッドモジュール10列(4個のヘッドモジュール10からなるもの)を4列並べて(図13の平面図では、ヘッドモジュール10列を3列並べるとともに、一番下の列のヘッドモジュール10列では、3つのヘッドモジュール10がベース治具C上に既に載置され、最後の1個のヘッドモジュール10を載置するときの様子を図示している)、Y、M、C、及びKの4色(カラー)対応のカラーラインヘッドを形成する。   By aligning the four head modules 10 in a row as described above, an A4-compatible line head is formed. Furthermore, four rows of the head modules (consisting of four head modules 10) are arranged in four rows (in the plan view of FIG. 13, three rows of head modules are arranged, and the bottom row of head modules 10 rows). 3 shows the state when three head modules 10 are already placed on the base jig C and the last one head module 10 is placed), Y, M, C, and K A color line head corresponding to four colors is formed.

また、このように複数のヘッドモジュール10がベース治具C上に載置されたときは、各ヘッドモジュール10におけるノズルシート13のインク液滴の吐出面(モジュールフレーム11が貼り合わせられた面と反対側の面)は、同一平面(ベース治具Cの粘着シートC3上の面)に位置するようになる。   Further, when the plurality of head modules 10 are placed on the base jig C in this way, the ink droplet ejection surface (the surface on which the module frame 11 is bonded) of the nozzle sheet 13 in each head module 10. The opposite surface is located on the same plane (the surface on the adhesive sheet C3 of the base jig C).

なお、直列に接続された2つのヘッドモジュール10を、それぞれヘッドモジュール「N」(左側)、ヘッドモジュール「N+1」(右側)とし、ヘッドモジュール「N」及び「N+1」内の4つのヘッドチップ20を左側から順に、20A、20B、20C、及び20Dとすると、ヘッドモジュール「N」のヘッドチップ20Dと、ヘッドモジュール「N+1」のヘッドチップ20Aとは、少なくとも1つのノズル13aが、ヘッドチップ20の並び方向においてオーバーラップするように配置される。すなわち、ヘッドモジュール「N」のヘッドチップ20Dのうち、最もヘッドモジュール「N+1」側にあるノズル13aは、ヘッドモジュール「N+1」のヘッドチップ20Aのうち、最もヘッドモジュール「N」側にあるノズルよりも、右側に位置するように配置される。   The two head modules 10 connected in series are respectively referred to as a head module “N” (left side) and a head module “N + 1” (right side), and the four head chips 20 in the head modules “N” and “N + 1”. Are 20A, 20B, 20C, and 20D in order from the left side, the head chip 20D of the head module “N” and the head chip 20A of the head module “N + 1” include at least one nozzle 13a. It arrange | positions so that it may overlap in a row direction. That is, among the head chips 20D of the head module “N”, the nozzle 13a that is closest to the head module “N + 1” is more than the nozzle that is closest to the head module “N” among the head chips 20A of the head module “N + 1”. Are also arranged on the right side.

上記のように、1列4個のヘッドモジュール10を4列配置した後、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10とを接着する(第5工程)。図14は、ヘッドモジュール10と接着する直前のヘッドフレーム2を示す平面図である。
ヘッドフレーム2は、剛性の高い金属板等からなり、直列に配置された4個のヘッドモジュール10を内部に配置可能なヘッドモジュール配置孔2aが4個形成されたものである。すなわち、図13に示したように直列に配置された4つのヘッドモジュール10に対して、ヘッドフレーム2を上側から配置したときに、4個のヘッドモジュール10が内部に入り込むように、ヘッドモジュール配置孔2aが形成されたものである。
As described above, after arranging four head modules 10 in one row, the head frame 2 and the head module 10 are bonded (fifth step). FIG. 14 is a plan view showing the head frame 2 immediately before being bonded to the head module 10.
The head frame 2 is made of a highly rigid metal plate or the like, and is formed with four head module arrangement holes 2a in which four head modules 10 arranged in series can be arranged. That is, with respect to the four head modules 10 arranged in series as shown in FIG. 13, when the head frame 2 is arranged from the upper side, the four head modules 10 are arranged inside. The hole 2a is formed.

また、図14に示すように、ヘッドフレーム2をヘッドモジュール10に接着する前に、別工程にて、ヘッドフレーム2の一方の面側(図14中、裏面側)にはプリント基板3が接着されている。図14では、プリント基板3の外形を点線で図示している。プリント基板3は、平面的に見たときに、ヘッドフレーム2のヘッドモジュール配置孔2aを避けるように形成されている。   Further, as shown in FIG. 14, before the head frame 2 is bonded to the head module 10, the printed circuit board 3 is bonded to one surface side (the back surface side in FIG. 14) of the head frame 2 in a separate process. Has been. In FIG. 14, the outer shape of the printed circuit board 3 is illustrated by a dotted line. The printed circuit board 3 is formed so as to avoid the head module arrangement hole 2a of the head frame 2 when viewed in plan.

さらに、図14に示すように、ヘッドフレーム2の下面側(プリント基板3側)におけるヘッドチップ配置孔2aの周縁部には、シリコーン(樹脂系)接着剤Dが予め塗布されている。図14では、シリコーン接着剤Dが塗布された領域をハッチングで示している。   Further, as shown in FIG. 14, a silicone (resin-based) adhesive D is applied in advance to the peripheral edge portion of the head chip arrangement hole 2 a on the lower surface side (printed circuit board 3 side) of the head frame 2. In FIG. 14, the area | region where the silicone adhesive D was apply | coated is shown by hatching.

図15は、図13のように配置されたヘッドモジュール10に対して、上方からヘッドフレーム2を配置するときの様子を示す正面図である。このようにヘッドフレーム2が配置されると、図16に示すように、ヘッドフレーム2の各ヘッドモジュール配置孔2a内に、直列に配列された4つのヘッドモジュール10がそれぞれ配置される。ヘッドフレーム2がこのように配置されると、図1中、X方向矢視側面図で示すように、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とが当接し、この当接面が上記のシリコーン接着剤によって接着される。なお、本実施形態では接着剤により両者を接着しているが、接着剤によらない接合方法を用いても良い。   FIG. 15 is a front view showing a state when the head frame 2 is arranged from above with respect to the head module 10 arranged as shown in FIG. 13. When the head frame 2 is arranged in this way, as shown in FIG. 16, four head modules 10 arranged in series are arranged in each head module arrangement hole 2 a of the head frame 2. When the head frame 2 is arranged in this manner, the head frame 2 and the module frame 11 of the head module 10 come into contact with each other as shown in the side view in the X direction in FIG. Bonded with silicone adhesive. In the present embodiment, both are bonded by an adhesive, but a bonding method not using an adhesive may be used.

なお、上記接着において、図1中、X方向矢視側面図に示すように、各ヘッドモジュール10のバッファタンク15はヘッドモジュール配置孔2aと接触しない。また、図1中、X方向矢視側面図に示すように、プリント基板3は、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11とは接触せず、各ヘッドモジュール10のモジュールフレーム11間に配置される。   In the above bonding, the buffer tank 15 of each head module 10 does not come into contact with the head module placement hole 2a as shown in the side view in the X direction in FIG. 1, the printed circuit board 3 is disposed between the module frames 11 of the head modules 10 without contacting the module frames 11 of the head modules 10.

図17は、上記接着後の工程を示す正面図である。ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との接着が完了したら、図17に示すように、保持プレートC1の裏面側から、紫外線を照射する(第6工程)。図17では、紫外線の照射の様子を矢印で図示している。この紫外線の照射により、粘着シートC3の(粘着剤の)粘着力が消失する。なお、このような特性を有する粘着シートC3としては、積水化学工業(株)製の商品名「セルファ」が挙げられる。この粘着シートは、自己剥離型粘着テープであり、紫外線を照射することにより粘着力が低下するとともに、粘着テープと被着体との間の接着界面にガスが発生し、充満することで、粘着テープが自ら剥がれる特性を有するものである。   FIG. 17 is a front view showing the steps after the bonding. When the bonding between the head frame 2 and the head module 10 is completed, ultraviolet rays are irradiated from the back surface side of the holding plate C1 as shown in FIG. 17 (sixth step). In FIG. 17, the state of ultraviolet irradiation is shown by arrows. By this ultraviolet irradiation, the adhesive strength of the adhesive sheet C3 (adhesive) disappears. In addition, as the pressure-sensitive adhesive sheet C3 having such characteristics, a trade name “Selfa” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. may be mentioned. This pressure-sensitive adhesive sheet is a self-peeling pressure-sensitive adhesive tape, and its adhesive strength is reduced by irradiating with ultraviolet rays. At the same time, gas is generated at the adhesive interface between the pressure-sensitive adhesive tape and the adherend, and the pressure-sensitive adhesive sheet is filled. The tape has the property of peeling off itself.

図18は、上述のようにして粘着シートC3の粘着力を消失させた後、ベース治具C上から、一体となったヘッドフレーム2及びヘッドモジュール10を分離する様子を示す正面図である。粘着シートDの粘着力を消失させた後は、一体となったヘッドフレーム2及びヘッドモジュール10を容易にベース治具C上(粘着シートC3の粘着剤層上)から分離することができる。   FIG. 18 is a front view showing a state in which the integrated head frame 2 and head module 10 are separated from the base jig C after the adhesive strength of the adhesive sheet C3 is lost as described above. After the adhesive strength of the adhesive sheet D is lost, the integrated head frame 2 and head module 10 can be easily separated from the base jig C (on the adhesive layer of the adhesive sheet C3).

なお、粘着シートC3の両面の粘着剤が同種のものであれば、上記紫外線の照射によって、粘着シートC3と保持プレートC1との間の粘着力もまた消失するので、粘着シートC3を保持プレートC1から容易に分離することができる。一方、粘着シートC3と保持プレートC1との間の粘着剤が、紫外線の照射により粘着力を消失するものでない場合であっても、使用後に、保持プレートC1から粘着シートC3を剥離可能なものであれば良い。そして、図13で示した工程を再度行う場合には、使用後の粘着シートC3を保持プレートC1から剥離するとともに、新たな粘着シートC3を保持プレートC1上に貼り付ければ良い。   If the adhesive on both sides of the adhesive sheet C3 is of the same type, the adhesive force between the adhesive sheet C3 and the holding plate C1 also disappears due to the irradiation of the ultraviolet rays, so that the adhesive sheet C3 is removed from the holding plate C1. It can be easily separated. On the other hand, even if the adhesive between the adhesive sheet C3 and the holding plate C1 does not lose its adhesive strength by irradiation with ultraviolet rays, the adhesive sheet C3 can be peeled from the holding plate C1 after use. I just need it. When the process shown in FIG. 13 is performed again, the adhesive sheet C3 after use is peeled off from the holding plate C1, and a new adhesive sheet C3 may be attached to the holding plate C1.

なお、この後の工程を簡単に説明すると、上記のヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との接着によって、プリント基板3の配線部とノズルシート13の配線パターン部13bが重なるので、両者をハンダ付けすることで、配線処理を行う。次いで、配線パターン部13bの縁部を囲むようにハンダ付けした端子部分を樹脂コーティング剤によって樹脂コーティング(封止)する。
以上の工程により、図1に示す状態となり、液体吐出ヘッド1が形成される。
The following process will be briefly explained. The wiring part of the printed circuit board 3 and the wiring pattern part 13b of the nozzle sheet 13 are overlapped by the adhesion between the head frame 2 and the head module 10 described above. Thus, the wiring process is performed. Next, the terminal portion soldered so as to surround the edge of the wiring pattern portion 13b is resin-coated (sealed) with a resin coating agent.
Through the above steps, the state shown in FIG. 1 is obtained, and the liquid discharge head 1 is formed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)本実施形態では、ベース治具C上に載置したヘッドモジュール10の位置を固定するために、紫外線の照射により粘着力を消失する粘着シートC3を用いたが、これに限らず、種々の粘着剤を用いることができる。例えば、熱(エネルギー)の付与により粘着力を消失する粘着剤を用いても良い。そして、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10とを接合した後に、その粘着剤層に熱(エネルギー)を付与してその粘着剤層の粘着力を消失させ、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10とを接合したものを、粘着剤層から分離するようにしても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications such as the following are possible.
(1) In this embodiment, in order to fix the position of the head module 10 placed on the base jig C, the pressure-sensitive adhesive sheet C3 that loses the adhesive force by irradiation with ultraviolet rays is used. Various pressure-sensitive adhesives can be used. For example, you may use the adhesive which lose | disappears adhesive force by provision of heat (energy). Then, after the head frame 2 and the head module 10 are joined, heat (energy) is applied to the pressure-sensitive adhesive layer to eliminate the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer, and the head frame 2 and the head module 10 are joined. Things may be separated from the adhesive layer.

(2)モジュールフレーム11には4つのヘッドチップ配置孔11bを形成することで、1つのヘッドモジュール10には4つのヘッドチップ20が搭載されるようにした。しかし、これに限らず、1つのヘッドモジュール10に対してヘッドチップ20を何個搭載しても良い。   (2) Four head chip placement holes 11 b are formed in the module frame 11 so that four head chips 20 are mounted on one head module 10. However, the present invention is not limited to this, and any number of head chips 20 may be mounted on one head module 10.

(3)ラインヘッドとして液体吐出ヘッド1を形成する場合には、本実施形態では、4個のヘッドモジュール10を直列に接続したヘッドモジュール10列を4列設けたが、これに限らず、液体吐出ヘッド1の用途や色数に応じて、1つの液体吐出ヘッド1のヘッドモジュール10数を増減することが可能である。   (3) In the case where the liquid discharge head 1 is formed as a line head, in this embodiment, four rows of head modules 10 in which four head modules 10 are connected in series are provided. The number of head modules 10 of one liquid discharge head 1 can be increased or decreased according to the use of the discharge head 1 and the number of colors.

本発明による液体吐出ヘッドの一実施形態を示す平面図及び図中、X方向の矢視側面図(断面図)である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a liquid discharge head according to the present invention and a side view (cross-sectional view) in the direction of the arrow in the X direction. 液体吐出ヘッド内に実装されているヘッドチップとその周囲の構成を示す断面図及び下面から見た平面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a head chip mounted in a liquid discharge head and a configuration around the head chip and a plan view seen from the bottom surface. 1つのヘッドモジュールを示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show one head module. ノズルシート及びモジュールフレームを分解して示す平面図である。It is a top view which decomposes | disassembles and shows a nozzle sheet and a module frame. モジュールフレームをノズルシート上に配置した状態を示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show the state which has arrange | positioned the module frame on the nozzle sheet | seat. ヘッドチップ配置孔内のノズルシートにノズル列が形成された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state by which the nozzle row | line was formed in the nozzle sheet | seat in a head chip arrangement | positioning hole. 各ヘッドチップ配置孔内に、バリア層を積層したヘッドチップを配置・固定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned and fixed the head chip which laminated | stacked the barrier layer in each head chip arrangement | positioning hole. ヘッドチップ側の接続パッドの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the connection pad by the side of a head chip. ヘッドチップの接続パッドと、ノズルシートとの配線パターン部の電極との接続方法を説明する側面の断面図である。It is side surface sectional drawing explaining the connection method of the connection pad of a head chip, and the electrode of the wiring pattern part with a nozzle sheet. 超音波接合の他の実施形態を示す側面の断面図である。It is sectional drawing of the side surface which shows other embodiment of ultrasonic bonding. バッファタンクをヘッドモジュールに取り付けた状態を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the state which attached the buffer tank to the head module. バッファタンクが取り付けられた状態を示す側面の断面図である。It is sectional drawing of the side surface which shows the state in which the buffer tank was attached. 複数のヘッドモジュールを並べて配置した状態を示す平面図及び正面図である。It is the top view and front view which show the state which arranged the some head module side by side. ヘッドモジュールと接着する直前のヘッドフレームを示す平面図である。It is a top view which shows the head frame just before adhere | attaching with a head module. 図13のように配置されたヘッドモジュールに対して、上方からヘッドフレームを配置するときの様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode when a head frame is arrange | positioned from upper direction with respect to the head module arrange | positioned like FIG. ヘッドフレームの各ヘッドモジュール配置孔内にヘッドモジュールが配置された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state by which the head module was arrange | positioned in each head module arrangement | positioning hole of a head frame. 保持プレートの裏面側から紫外線を照射する様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode that an ultraviolet-ray is irradiated from the back surface side of a holding plate. ベース治具上から、一体となったヘッドフレーム及びヘッドモジュールを分離する様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode that the head frame and head module which were united from the base jig | tool are isolate | separated.

符号の説明Explanation of symbols

1 液体吐出ヘッド
2 ヘッドフレーム
2a ヘッドモジュール配置孔
3 プリント基板
10 ヘッドモジュール
11 モジュールフレーム
11a 係合部
11b ヘッドチップ配置孔
12 バリア層
13 ノズルシート
13a ノズル
13b 配線パターン部
14 インク液室
15 バッファタンク
15a 共通液体流路
15b 穴
16 流路
20 ヘッドチップ
21 半導体基板
22 発熱抵抗体
C ベース治具
C1 保持プレート
C2 支持枠
C3 粘着シート
D シリコーン接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid discharge head 2 Head frame 2a Head module arrangement hole 3 Printed circuit board 10 Head module 11 Module frame 11a Engagement part 11b Head chip arrangement hole 12 Barrier layer 13 Nozzle sheet 13a Nozzle 13b Wiring pattern part 14 Ink liquid chamber 15 Buffer tank 15a Common liquid flow path 15b Hole 16 Flow path 20 Head chip 21 Semiconductor substrate 22 Heating resistor C Base jig C1 Holding plate C2 Support frame C3 Adhesive sheet D Silicone adhesive

Claims (5)

複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ノズルシートの一方の面に接合されることにより前記ノズルシートを支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であってその領域内には前記ヘッドチップが配置されたときに前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記ノズル列が位置するヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームと
を有し、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する、複数のヘッドモジュールと、
直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するためのヘッドモジュール配置孔が形成され、そのヘッドモジュール配置孔内に配置された各前記ヘッドモジュールと接合されたヘッドフレームと
を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ノズルシートの一方の面に前記モジュールフレームを接合する第1工程と、
前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに、前記ヘッドチップ配置孔の領域内に前記ヘッドチップが配置されたときに前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記ノズルが配置されるように前記ノズル列を形成する第2工程と、
前記ヘッドチップの各前記エネルギー発生素子と、前記ヘッドチップ配置孔の領域内にある前記ノズルシートに形成された各前記ノズルとが対向するように、前記ヘッドチップ配置孔内に、前記液室形成部材を設けた前記ヘッドチップを配置し、接合する第3工程と
を含む工程により、前記ヘッドモジュールを複数形成するとともに、
複数の前記ヘッドモジュールを、少なくとも表面が粘着剤層からなる平坦面を設けた保持プレートの前記粘着剤層上に直列に配置した状態に位置決めするとともに、前記粘着剤層の粘着力によって各前記ヘッドモジュールの位置を保持する第4工程と、
前記第4工程により配置した複数の前記ヘッドモジュールの上方から前記ヘッドフレームを搭載することにより、直列に配置された複数の前記ヘッドモジュールを前記ヘッドフレームの前記ヘッドモジュール配置孔内に配置するとともに、前記ヘッドフレームと各前記ヘッドモジュールとを接合する第5工程と、
前記第5工程での接合後に、前記粘着剤層の粘着力を消失させ、前記ヘッドフレームと各前記ヘッドモジュールとを接合したものを、前記粘着剤層から分離する第6工程と
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A head chip in which a plurality of energy generating elements are arranged in one direction at regular intervals;
A nozzle sheet formed with a nozzle array in which a plurality of nozzles for discharging droplets are arranged;
A liquid chamber forming member that is stacked between the formation surface of the energy generating element of the head chip and the nozzle sheet, and forms a liquid chamber between each of the energy generating elements and each of the nozzles;
A hole for supporting the nozzle sheet by being bonded to one surface of the nozzle sheet and arranging the head chip therein, and when the head chip is arranged in the region, the head A module frame having a head chip arrangement hole in which the nozzle row is located at a position facing each energy generating element of the chip;
A plurality of head modules for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzle by the energy generating element;
A liquid ejection device comprising: a head frame formed with a head module disposition hole for disposing a plurality of the head modules disposed in series inside, and a head frame joined to each of the head modules disposed in the head module disposition hole. A method of manufacturing a head,
A first step of joining the module frame to one surface of the nozzle sheet;
When the head chip is arranged in the area of the head chip arrangement hole, the nozzle is located at a position facing each energy generating element of the head chip in the nozzle sheet in the area of the head chip arrangement hole. A second step of forming the nozzle row to be disposed;
The liquid chamber is formed in the head chip arrangement hole so that each energy generating element of the head chip and each nozzle formed in the nozzle sheet in the area of the head chip arrangement hole face each other. A plurality of head modules are formed by a step including a third step of arranging and bonding the head chip provided with a member,
The plurality of head modules are positioned in a state where they are arranged in series on the pressure-sensitive adhesive layer of a holding plate provided with a flat surface having at least a surface made of the pressure-sensitive adhesive layer, and each head is controlled by the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer A fourth step of maintaining the position of the module;
By mounting the head frame from above the plurality of head modules arranged in the fourth step, the plurality of head modules arranged in series are arranged in the head module arrangement hole of the head frame, and A fifth step of joining the head frame and each of the head modules;
After the joining in the fifth step, the sixth step of eliminating the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer and separating the joined head frame and each head module from the pressure-sensitive adhesive layer. A method of manufacturing a liquid discharge head, which is characterized.
請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記第4工程において用いられる前記粘着剤層は、フィルム状の粘着シートを前記保持プレートの表面に設けたものである
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
In the manufacturing method of the liquid discharge head according to claim 1,
The method for manufacturing a liquid discharge head, wherein the pressure-sensitive adhesive layer used in the fourth step is provided with a film-like pressure-sensitive adhesive sheet on the surface of the holding plate.
請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記保持プレートの少なくとも前記ヘッドモジュールの配置面は、透光性材料から形成され、
前記粘着剤層は、紫外線の照射によって粘着力を消失するものであり、
前記第6工程は、前記保持プレートの前記ヘッドモジュールの配置面と反対側の面から紫外線を照射して、前記粘着剤層の粘着力を消失させる工程である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
In the manufacturing method of the liquid discharge head according to claim 1,
An arrangement surface of at least the head module of the holding plate is formed from a translucent material,
The pressure-sensitive adhesive layer is one that loses adhesive strength by irradiation with ultraviolet rays,
The sixth step is a step of irradiating ultraviolet rays from the surface of the holding plate opposite to the surface on which the head module is disposed to eliminate the adhesive force of the adhesive layer. Production method.
請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記第4工程において用いられる前記粘着剤層は、フィルム状の粘着シートを前記保持プレートの表面に設けたものであって、紫外線の照射によって粘着力を消失するものであり、
前記保持プレートの少なくとも前記ヘッドモジュールの配置面は、透光性材料から形成され、
前記第6工程は、前記保持プレートの前記ヘッドモジュールの配置面と反対側の面から紫外線を照射して、前記粘着剤層の粘着力を消失させる工程であり、
前記粘着シートは、前記第6工程における紫外線の照射により、前記保持プレート上から剥離可能に形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
In the manufacturing method of the liquid discharge head according to claim 1,
The pressure-sensitive adhesive layer used in the fourth step is a film-like pressure-sensitive adhesive sheet provided on the surface of the holding plate, and loses the adhesive strength by irradiation with ultraviolet rays.
An arrangement surface of at least the head module of the holding plate is formed from a translucent material,
The sixth step is a step of irradiating ultraviolet rays from the surface of the holding plate opposite to the surface on which the head module is disposed to eliminate the adhesive force of the adhesive layer,
The method for manufacturing a liquid discharge head, wherein the pressure-sensitive adhesive sheet is formed so as to be peelable from the holding plate by irradiation with ultraviolet rays in the sixth step.
請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記粘着剤層は、エネルギーの付与によって粘着力を消失するものであり、
前記第6工程は、前記粘着剤層にエネルギーを付与することで、前記粘着剤層の粘着力を消失させる工程である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
In the manufacturing method of the liquid discharge head according to claim 1,
The pressure-sensitive adhesive layer loses the adhesive strength by applying energy,
The sixth step is a step of eliminating the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer by applying energy to the pressure-sensitive adhesive layer.
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