JP6147013B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、供給路を備えた支持部材に供給口を備えた記録素子基板を接着剤で固定する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

液体吐出ヘッドでは、供給路を備えた支持部材と、供給口を備えた記録素子基板と、を有する構成が知られている。供給口が供給路に対向する（連通）する位置で、記録素子基板は支持部材に接着剤で固定される。

図５は、従来の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図６は、図５に示す液体吐出ヘッドの一部の断面図である。図５に示す液体吐出ヘッド１００は、支持部材１１０と、記録素子基板１２０と、を有する。支持部材１１０には、複数の供給路１１１が配列方向Ｄ（図５参照）に配列されている。一方、記録素子基板１２０には、複数の供給口１２１（図６参照）が、配列方向Ｄに配列されている。

図５に示すように、各供給路１１１の周囲には接着剤１３０が塗布されている。接着剤１３０によって、記録素子基板１２０は、支持部材１１０に固定される。このとき、供給口１２１が供給路１１１と個別に対向する（連通する）位置で、記録素子基板１２０は支持部材１１０に固定される（図６参照）。

記録素子基板１２０の製造に関し、供給口１２１は様々な方法により形成可能である。例えば、レーザ加工またはサンドブラスト加工などの方法を用いると、配列方向Ｄの開口幅が狭い供給路１２１を形成することが可能となる。

特開２００９−２９８１０８号公報

配列方向Ｄの開口幅に関し、供給口１２１が供給路１１１よりも狭い場合、供給口１２１間に位置する接着面の幅Ｈ１が供給路１１１間に位置する接着面の幅Ｈ２よりも広くなる（図６参照）。この場合、記録素子基板１２０では、接着剤１３０が一面（底面）のみに付着した状態となる（図６参照）。このような接着形態では、記録素子基板１２０の接着力が弱く、記録素子基板１２０が支持部材１１０から剥離するおそれがある。

本発明は、供給口の開口幅が狭い記録素子基板を支持部材に強固に接着することが可能な液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、複数の供給路が開口した主面を備えた支持部材と、前記主面に接着される接着面であって、前記供給路の配列方向に沿って配列され、前記配列方向の各々の開口幅が前記各供給路よりも狭い複数の供給口が形成された接着面を備えた記録素子基板と、を用いて液体吐出ヘッドを製造する方法において、前記主面における前記供給路の周囲に接着剤を塗布する塗布工程と、前記接着剤の塗布領域に前記接着面と前記供給口との境界部を押し付けることによって、前記供給口の内側面に前記接着剤を付着させる付着工程と、前記複数の供給口が前記複数の供給路に個別に対向する接着位置で前記接着面を前記主面に接着させる接着工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、供給口の開口幅が狭い記録素子基板を支持部材に強固に固定することが可能となる。

本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す記録素子基板の構造を示す斜視図である。 本実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。 本実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。 従来の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図５に示す液体吐出ヘッドの一部の断面図である。

図１は、本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッドは、電気信号の入力によって、膜沸騰を生じさせるための熱エネルギを生成する電気熱変換体を用いたサーマルインクジェット方式の液体吐出ヘッドである。さらに、本実施形態の液体吐出ヘッドは、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の液体吐出ヘッドである。以下、本実施形態の液体吐出ヘッドについて図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッド１は、支持部材１０と、接着剤３０で支持部材１に接着される記録素子基板２０と、を有する。支持部材１０は、複数の供給路１１が開口した主面１２を備えている。本実施形態では、支持部材１０は、セラミック基板である。

図２は、図１に示す記録素子基板の構造を示す斜視図である。図２では、記録素子基板の内部構造を説明するために、記録素子基板の内部を露出した状態で示す。図２に示すように、記録素子基板２０は、シリコン基板２１と、シリコン基板２１に接合されたオリフィスプレート２２と、を有する。

シリコン基板２１には、溝状の供給口２３が形成されている。供給口２３は、接着面２１ａと、接着面２１ａの反対側に位置する面２１ｂとの間を貫通している。配列方向Ｄの開口幅に関し、供給口２３は供給路１１よりも狭い。なお、図２では、供給口２３は１つしか記載されていないが、実際には複数の供給路２３が配列方向Ｄに沿って配列されている。各供給口２３は、シリコンの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成される。

シリコン基板２１の面２１ｂには、供給口２３を挟んで、複数の電気熱変換素子２４が１列ずつ配列されている。面２１ｂには、電気熱変換素子２４に電力を供給する電気配線（不図示）が形成されている。電気熱変換素子２４と電気配線は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。

一方、オリフィスプレート２２の表面（シリコン基板２１に接合される面の反対面）には、吐出口２６が電気熱変換素子２４に対向するように形成されている。互いに隣接する２つの吐出口２６は、インク流路壁２５によって隔てられている。

上記のように構成された液体吐出ヘッド１では、インクが、各供給路１１（図１参照）から各供給口２３（図２参照）に流入する。流入したインクは、各電気熱変換素子２４の発熱により生じた気泡の圧力によって、各吐出口２６から吐出される。

本実施形態では、電気熱変換素子２４は、供給口２３を挟んで千鳥状になるように配列されている（図２参照）。すなわち、供給口２３を挟んで互いに隣接する２つの吐出口列２６が、吐出口２６の配列方向（配列方向Ｄに直交する方向）にずらして配置されている。

以下、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。図３、４は、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。

まず、図３（ａ）に示すように、支持部材１０の主面１２における供給路１１の周囲に接着剤３０が塗布される。接着剤３０は、低粘度、硬化温度が低い、硬化時間が短い、硬度が高い、かつ、耐インク性が高い特性を備えていることが望ましい。このような特性を備えた接着剤として、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す領域４０の拡大図である。本実施形態では、撮像装置（不図示）が図３（ｂ）に示すような画像を撮像する。撮像装置には、画像処理装置（不図示）が接続されている。この画像処理装置が、撮像画像に基づいて供給路１１間に形成された接着剤３０の塗布領域を検出する。この画像処理装置には、記録素子基板２０を搬送する搬送装置（不図示）が接続されている。この搬送装置が、画像処理装置によって検出された接着剤３０の塗布領域に基づいて記録素子基板２０の位置を調整する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、記録素子基板２０は、複数の供給口２３のうちの一つである供給口２３ａと接着面２１ａとの境界部が接着剤３０の塗布領域の上方に位置するように配置される。

続いて、図４（ｂ）に示すように、記録素子基板２０は、上述した搬送装置によって支持部材１０に近づけられる（下降させられる）。記録素子基板２０は、主面１２と接着面２１ａとの隙間Ｓ（図４（ｂ）参照）が予め定められた値となる位置で停止する。図４（ａ）に示すように、上述した塗布工程で接着剤３０の厚みｔは、隙間Ｓよりも厚くなっている。記録素子基板２０の下降に伴って、供給口２３ａと接着面２１ａとの境界部が接着剤３０に押し付けられる。すると、接着剤３０が、接着面２１ａに隣接する供給口２３ａの内側面２７ａに付着する。

その後、図４（ｃ）に示すように、記録素子基板２０は、一旦引き上げられる。続いて、図４（ｄ）に示すように、記録素子基板２０は、配列方向Ｄの一方に移動させられる。その結果、記録素子基板２０は、供給口２３ａに隣接する供給口２３ｂと接着面２１ａとの境界部が接着剤３０の塗布領域の上方に位置するように配置される。

記録素子基板２０は、前回（図４（ｂ）参照）と同様に下降する（図４（ｄ）参照）。記録素子基板２０の下降に伴って、供給口２３ｂと接着面２１ａとの境界部が接着剤３０に押し付けられる。その結果、接着剤３０が、接着面２１ａに隣接する供給口２３ｂの内側面２７ｂに付着する（図４（ｅ）参照）。

その後、記録素子基板２０は、前回（図４（ｄ）参照）と同様に再度引き上げられる（図４（ｆ）参照）。続いて、図４（ｇ）に示すように記録素子基板２０は、配列方向Ｄの他方に移動させられる。最後に、複数の供給口２３と複数の供給路１１が個別に対向する接着位置で記録素子基板２０は、支持部材１０に接着される（図４（ｈ）参照）。

本実施形態の液体吐出ヘッド１によれば、配列方向Ｄの開口幅に関して供給口２３が供給路１１よりも狭くても、供給口２３の内側面に接着剤３０を付着させることが可能となる。これにより、図６に示す接着形態に比べ、記録素子基板２０を支持部材１０に強固に接着することが可能となる。

１０ 支持部材
２０ 記録素子基板
３０ 接着剤

Claims (5)

1. 複数の供給路が開口した主面を備えた支持部材と、前記主面と接着される接着面であって、複数の前記供給路の配列方向に沿って配列され、前記配列方向の各々の開口幅が前記各供給路よりも狭い複数の供給口が形成された接着面を備えた記録素子基板と、を用いて液体吐出ヘッドを製造する方法において、
   前記主面における前記供給路の周囲に接着剤を塗布する塗布工程と、
   塗布された前記接着剤に前記接着面と前記供給口との境界部を押し付けることによって、前記供給口の内側面に前記接着剤を付着させる付着工程と、
   前記複数の供給口が前記複数の供給路に個別に対向する接着位置で前記接着面を前記主面に接着させる接着工程と、
   を有することを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記付着工程において、前記主面と前記接着面との隙間が予め定められた値となる位置まで前記記録素子基板を前記支持部材に近づけることによって、前記供給口の前記内側面に前記接着剤を付着させる、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記塗布工程で塗布される前記接着剤の厚さが、前記位置における前記隙間よりも厚い、請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記付着工程から前記接着工程に移行するときに、前記記録素子基板を一旦引き上げて前記接着位置まで移動させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記記録素子基板と前記支持部材とが前記接着剤を介して繋がった状態で、前記記録素子基板を前記接着位置まで移動させる、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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