JP7195829B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の製造方法に関する。

液体吐出ヘッドの構成として、液体を吐出するための素子および吐出口が設けられた記録素子基板と、記録素子基板に液体を供給するための流路が設けられ、記録素子基板を支持および固定する支持基板と、を備えるものが知られている。このような液体吐出ヘッドは、記録素子基板と支持基板とが接着剤等を介して接合されている。

この液体吐出ヘッドの製造工程において支持基板を高さ方向（液体の吐出方向）の基準として記録素子基板と支持基板とを接合する場合、基準とされる支持基板の領域の平坦性が悪いと、高さ方向において記録素子基板を精度よく接合できなくなる恐れがある。その結果、液体吐出ヘッドを液体吐出装置本体に搭載した際に、記録素子基板からメディアまでの距離がばらつき、液体の着弾精度が低下して、記録品質が低下する恐れがある。

これに対し、特許文献１では、支持基板を研削やラッピングのような機械加工技術を用いて平坦化することで、高さ方向において記録素子基板を精度良く接合する方法が記載されている。

特開２００２－８６７４２号公報

しかし、特許文献１に記載されたような方法では、機械加工の精度が記録素子基板の高さ方向の位置精度となるため、加工精度よりも高い精度で記録素子基板を接合することは困難である。

そこで、本発明は、高さ方向における記録素子基板の位置精度を向上し、記録品質を向上することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するための素子を備える複数の基板と、前記基板を支持する支持面を備える支持部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記支持部材における前記支持面の側の面の、複数の前記基板に対応する複数の第１領域のそれぞれに樹脂剤を配置する工程と、平坦な面を備える平坦化部材と前記支持部材との間で前記複数の第１領域のそれぞれに配置された前記樹脂剤を一括で潰して、前記複数の第１領域において前記支持面を互いに平坦な面として平坦化する工程と、前記基板を把持する把持面と、突き当て部と、を備えた把持手段を用い、前記突き当て部と前記第１領域とを当接させた状態で、接着剤を介して前記支持面に前記基板を配置する工程を複数回行い、前記複数の基板を前記支持面にそれぞれ配置する工程と、を有し、前記樹脂剤を配置する工程では、前記支持面、および前記平坦化部材が前記樹脂材と接する面の平面度の合計値よりも、前記樹脂剤の高さを高くして配置することを特徴とする。

本発明によれば、高さ方向における記録素子基板の位置精度を向上し、記録品質を向上することができる。

第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および断面図 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造工程を示す図 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造フローを示す図 高さ方向における記録素子基板の位置を説明するための図 高さ方向における記録素子基板の位置を説明するための図 第１の実施形態に係る支持基板の平坦化工程を説明するための図 第１の実施形態に係る支持基板の平坦化工程を説明するための図 第１の実施形態に係る支持基板の平坦化工程を説明するための図 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および断面図 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造工程を示す図 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および製造工程を示す図 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および製造工程を示す図 第３の実施形態に係る支持基板の平坦化工程を示す図 記録素子基板と支持基板との接合工程を示す図 第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および製造工程を示す図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
［１．液体吐出ヘッドの構成］
図１（ａ）は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００の斜視図である。液体吐出ヘッド１００は、液体を吐出するための素子および吐出口を備えた記録素子基板１０（「基板」とも称する）と、記録素子基板１０を支持する支持基板３０（「支持部材」とも称する）と、を有している。本実施形態においては、図１（ｂ）のように支持基板３０に接着剤２０を塗布し、記録素子基板１０と支持基板３０とを接着剤２０を介して接合する。

図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す液体吐出ヘッド１００のＡ－Ａ断面図である。記録素子基板１０は吐出口形成部材１１と基板１３とを有している。吐出口形成部材１１は、例えば感光性樹脂を使用して液体を吐出するための吐出口１２がフォトリソプロセス等で高精度に形成される。なお、その材料およびプロセスは、要求される記録品質によって適宜選択可能である。基板１３はＳｉ等から形成され、内部にはエッチング等で形成された流路１４を備える。さらに、基板１３は各吐出口１２に対応した位置に液体を吐出するための素子（不図示）を有し、この素子が外部からの電気信号によって選択的に作動し、記録画像を得る。本実施形態ではサーマル式の素子（発熱素子）を使用するが、例えばピエゾ素子を用いてもよく、吐出方式は不問である。なお、記録素子基板１０を平面視した際の形状は特に限定されず、矩形、内角が直角でない平行四辺形、台形といった形状など、適宜選択できる。

支持基板３０は例えば樹脂材料を用いて射出成形によって形成される。樹脂材料は記録素子基板１０との熱膨張差を小さくするため、フィラーを約５０％以上含有する樹脂を使用することが好ましい。樹脂材料を選択するとコスト面で有利であるが、アルミナ等の別の材料を使用してもよい。支持基板３０の内部には、記録素子基板１０に液体を供給するための支持基板流路３１が設けられている。

液体吐出ヘッド１００は、支持基板３０の上面３２（支持面）と記録素子基板１０の下面１５とが接着剤２０を介して接着されて構成されている。不図示の液体供給ユニットから支持基板流路３１、流路１４を通って供給された液体は、記録素子基板１０の素子から吐出エネルギーを受けて、吐出口１２から液体が吐出される。なお、本明細書では、説明がある場合を除き、液体吐出ヘッド１００における液体が吐出される側を「上」、その裏面側を「下」として説明する。すなわち、記録素子基板１０においては、記録素子基板１０の吐出口１２が設けられた吐出口面は記録素子基板１０の上面であり、その裏面が記録素子基板１０の下面１５である。また、図１（ｃ）に示すｚ方向が高さ方向であり、液体吐出方向と略同じ方向である。

［２．液体吐出ヘッドの製造工程］
次に、液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。図３は本実施形態における液体吐出ヘッド１００の製造工程を示すフローであり、図３（ａ）は支持基板３０の当接領域の平坦化工程Ｐ１を示し、図３（ｂ）は記録素子基板１０と支持基板３０との接合工程Ｐ２を示す。

［２．１ 記録素子基板と支持基板との接合工程］
まず、記録素子基板１０と支持基板３０とを接着剤２０を介して接合する方法について図２、図３（ｂ）を用いて説明する。なお、実際の製造工程では接合工程Ｐ２より前に平坦化工程Ｐ１を行うが、便宜上、本明細書では先に接合工程Ｐ２について説明する。

接合の際に記録素子基板１０を把持する把持手段として、図２（ａ）に示す吸着加熱治具６０を用いる。この吸着加熱治具６０は、記録素子基板１０を把持する把持面としての把持部６３と、記録素子基板１０を支持基板３０にマウントする際に支持基板３０に当接する突き当て部としての治具脚６１とを有している。把持部６３と治具脚６１とは、把持面に沿う方向（支持基板３０の上面３２に沿う方向）において離れた位置に設けられている。また、吸着加熱治具６０は、記録素子基板１０を介して接着剤２０を加熱するための加熱部としてのヒータ（不図示）を有している。

まず、接着剤２０を支持基板３０の上面３２に塗布する（Ｓ２０（図３（ｂ）））。なお、接着剤２０は記録素子基板１０の下面１５に塗布しても構わない。ここで、塗布される接着剤２０の高さは、記録素子基板１０の下面１５の平面度と支持基板３０の上面３２の平面度とを考慮することが求められる。また、記録素子基板１０の厚みばらつきも考慮することが求められる。すなわち、これらの平面度や厚みのばらつきよりも接着剤２０の高さを高く（厚みを大きく）して、これらの平面度や厚みのばらつきを接着剤２０の厚みで吸収することが好ましい。例えば、記録素子基板１０の下面１５の平面度は０．０１ｍｍ程度、支持基板３０の上面３２の平面度は０．０５ｍｍ程度、記録素子基板１０の厚みばらつきは±０．０２ｍｍである場合、０．１ｍｍ以上の塗布高さで接着剤２０を塗布することが好ましい。なお、接着剤２０の所望の高さを得るために接着剤２０の塗布をディスペンス方式で行うことができる。

そして、図２（ａ）のように、吸着加熱治具６０で記録素子基板１０を吸着把持し、上面３２に接着剤２０が塗布された支持基板３０をベース治具６２に乗せた状態とする。

次に、図２（ｂ）のように、吸着加熱治具６０を降下させて記録素子基板１０と接着剤２０とを当接させ、支持基板３０の上面３２の記録素子基板１０の搭載領域に記録素子基板１０を配置する（Ｓ２１（図３（ｂ）））。この際、記録素子基板１０と支持基板３０は接着剤２０を介して離れており、両部材は接触していない。また、図２（ｂ）の矢視図である図２（ｃ）に示すように、治具脚６１が支持基板３０の上面３２に当接した状態となり、吸着加熱治具６０の降下が停止される。すなわち、記録素子基板１０の支持基板３０に対する高さ方向の位置は、治具脚６１が支持基板３０の上面３２に突き当たることで決定される。そのため、治具脚６１と当接する支持基板３０の領域の平坦性が低い（平面度が大きい）と、記録素子基板１０の高さ方向における位置精度が低下する可能性がある。したがって、高さ方向において記録素子基板１０を精度よく支持基板３０に接合するために、支持基板３０における治具脚６１との当接領域は平坦性が高いことが求められる。

そこで、本実施形態では、支持基板３０における治具脚６１との当接領域は樹脂４０（樹脂剤）を用いて平坦化する工程を行い、この樹脂４０によって平坦化された当接領域に治具脚６１を突き当てて、支持基板３０に記録素子基板１０を接合する。なお、この平坦化工程の詳細については後で説明する。

図２（ｃ）に示す状態で、吸着加熱治具６０のヒータから記録素子基板１０を介して接着剤２０に熱を与え、接着剤２０を仮硬化させる（Ｓ２２（図３（ｂ）））。その後、接着剤２０の本硬化を行い（Ｓ２３（図３（ｂ）））、液体吐出ヘッド１００を得る。なお、吸着加熱治具６０による加熱で本硬化を行う場合、後の本硬化は行わなくてもよい。

本実施形態では、熱による仮硬化で高さ位置を決定するため、接着剤２０として熱硬化型の接着剤を使用することができる。例えば、１６０℃に昇温した吸着加熱治具６０で記録素子基板１０を把持し、昇温された記録素子基板１０を接着剤２０に７秒間当接させ、接着剤２０を仮硬化させる。なお、ここで仮硬化とは、その後の工程で精度ずれが生じない程度の強度まで硬化させることをいう。例えば本実施形態においては５Ｎ以上のせん断力を有するように条件を設定する。なお、本実施形態では、吸着加熱治具６０から接着剤２０に対して熱を与える構成であるが、仮硬化が可能であれば伝熱の方式は不問である。また、接着剤２０は、仮硬化が可能であればＵＶ硬化型や湿気硬化型等、適宜選択可能である。

なお、上述のような支持基板３０の上面３２に記録素子基板１０が配置される構成ではなく、図２（ｄ）に示す変形例のように、支持基板３０に設けられた凹部３５の内部に記録素子基板１０が配置されていてもよい。すなわち、記録素子基板１０が配置される支持基板３０の凹部３５の底面３５ａと、樹脂４０を用いて平坦化された当接領域が設けられる上面３２との間に段差があってもよい。このような構成においては、樹脂４０を用いて平坦化された上面３２の領域に対して治具脚６１を当接させて、記録素子基板１０を支持基板３０の凹部３５の底面３５ａに対して接着剤２０を介して配置する。これにより、高さ方向において記録素子基板１０を精度よく支持基板３０に接合することができる。

［２．２ 記録素子基板と支持基板との接合工程における課題］
次に、記録素子基板１０を支持基板３０へ搭載する際の課題について説明する。

液体吐出ヘッド１００を液体吐出装置本体２００（以下、「本体」とも称する）に搭載した状態を図４（ａ）に示す。支持基板３０の上面３２と本体２００とが当接しており、すなわち、液体吐出ヘッド１００は支持基板３０の上面３２を基準に本体２００に搭載される。この支持基板３０の上面３２からメディア３００までの距離ｄは、本体２００によって一定に保たれている。したがって、液体の着弾精度に影響する記録素子基板１０とメディア３００との距離ｈは、支持基板３０の上面３２と記録素子基板１０の上面（吐出口面）との距離ｔによって決まる。

この距離ｔは、記録素子基板１０の厚み公差と支持基板３０の面精度とに起因するばらつきが生じる。このため、記録素子基板１０と支持基板３０とを突き当てて（突き当て方式と呼ぶ）接着する場合、図４（ｂ）に示すように、距離ｔ（ｔ１、ｔ２）は厚み交差と支持基板の平面度によってばらつきΔｔ１が生じ、液体の着弾精度が低下する恐れがある。例えば、記録素子基板１０の厚み公差は±０．０２ｍｍ程度、支持基板３０の上面３２の平面度は０．０５ｍｍ程度である場合、距離ｈは最大でΔｔ１＝０．０９ｍｍ程度のばらつきが生じる恐れがある。

一方で、図４（ｃ）に示すように、記録素子基板１０と支持基板３０とを当接させずに距離ｔを一定として接着剤２０を介して記録素子基板１０と支持基板３０とを接着する（フローティング方式と呼ぶ）方式もある。この方式では、記録素子基板１０の厚み公差と支持基板３０の面精度によらず距離ｔ（図４（ｃ）ではｔ＝ｔ３）を一定とすることができる。

しかし、本実施形態では、記録素子基板１０と支持基板３０とを接合する際に接着剤２０を加熱して仮硬化するため、吸着加熱治具６０から記録素子基板１０と接着剤２０とを介して支持基板３０へと熱が伝わる。この熱により、図４（ｄ）に示すように、支持基板３０は熱膨張や熱変形を生じ、この状態で接着剤２０が仮硬化されてしまう。一方で、記録素子基板１０は、その線膨張率が支持基板３０よりも小さいため、支持基板３０よりも熱による変形量が小さい。その後、図４（ｅ）に示すように、支持基板３０が常温に戻って熱による変形が元の状態へと戻ると、支持基板３０の形状変化に伴って記録素子基板１０が引っ張られて変形してしまう。すると、距離ｔは、ｔ３からｔ４へ変化してしまう。例えば、支持基板３０の材料として線膨張係数３０ｐｐｍ、厚さ２０ｍｍの樹脂を使用する場合、支持基板３０が１００℃程度まで昇温すると０．０５ｍｍ程度熱膨張する。また、支持基板３０は熱により０．０５ｍｍ程度反りあがってしまう。したがって、距離ｔはΔｔ２＝０．１ｍｍ程度変化する恐れがある。支持基板３０の材料のロットや支持基板３０の成形条件などによる支持基板３０の線膨張率のばらつきに伴って、熱に起因する距離ｔの変化量にもばらつきが生じる恐れがある。なお、このような課題は、本実施形態で説明するような吸着加熱治具６０を用いた加熱に限らず、加熱炉を用いた雰囲気加熱や支持基板３０の側にヒータを設けて加熱する場合にも生じる。

このように、上述した突き当て方式とフローティング方式では、距離ｔがばらつくことによってメディア３００までの距離ｈがばらつき、液体の着弾精度を低下させる恐れがある。そのため、本実施形態では、図２（ｃ）で説明したように、治具脚６１を支持基板３０の上面３２に突き当てた状態、かつ記録素子基板１０と支持基板３０とが当接しない状態で接着剤２０を介して接着を行う。支持基板３０が加熱されて変形した状態において治具脚６１が支持基板３０の上面に当接して距離ｔが決定されるため、支持基板３０が常温の状態になって変形が戻り、これに伴って記録素子基板１０が変形しても、距離ｔの変化はほぼ抑えられる。これにより、記録素子基板１０の厚み公差と支持基板３０の熱変形の影響が抑えられ、記録素子基板１０の高さの位置精度を向上することができる。

したがって、本実施形態では、治具脚６１が当接される支持基板３０の当接領域の平坦性が求められる。図５は、支持基板３０の当接領域の平坦性と記録素子基板１０の高さ方向の位置精度を説明するための模式図である。図５（ａ）は、記録素子基板１０と支持基板３０とを接着する際の、治具脚６１と支持基板３０の上面３２とが当接する状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）～図５（ｄ）は図５（ａ）の矢視図である。図５（ｂ）に示すように支持基板３０における治具脚６１との当接領域の平坦性が高い場合、上述した距離ｔは略一定（ｔ＝ｔ５）となり、記録素子基板１０の高さ方向の位置精度を確保することができる。一方で、図５（ｃ）に示すように支持基板３０における治具脚６１との当接領域の平坦性が低い場合、記録素子基板１０の高さ方向の位置精度が低下する恐れがある。例えば、所望の距離ｔをｔ５とした場合に、Δｔ３＝ｔ５－ｔ６の距離のばらつきが生じる。特に、支持基板３０を樹脂材料で形成する場合、支持基板３０はその表面に凹凸が生じており平坦性が低くなりやすいため、支持基板３０の当接領域を平坦化することが求められる。ここで、特許文献１のような研削等の機械加工で平坦化すると、機械加工精度が記録素子基板の高さ方向の位置精度となるため、加工精度よりも高い精度で記録素子基板を接合することは困難である。また、機械加工の際に生じるゴミにより、記録素子基板の吐出口が閉塞されて記録品質が低下する恐れもある。また、高精度な機械加工のための加工費やゴミ除去のための洗浄費等によってコストアップにつながる恐れもある。

そこで、本実施形態では、樹脂４０を使用して支持基板３０における治具脚６１との当接領域の平坦化を図り、図５（ｄ）に示すように、樹脂４０と治具脚６１とを当接させて記録素子基板１０を支持基板３０の上に設ける。これにより、平坦性が小さい（平面度が大きい）支持基板３０を用いた場合においても、距離ｔを所望のｔ５との差の小さいｔ７とすることができ、距離ｔのばらつきを抑えることができる。

［２．３ 支持基板の当接領域の平坦化工程］
樹脂４０を用いた支持基板３０の当接領域の平坦化工程について、図３（ａ）、図６を用いて説明する。図６は、支持基板３０の上面３２における治具脚６１との当接領域を平坦化する工程を説明するための図である。図６に示すように支持基板３０の上面３２は凹凸があり平坦性が低い。

まず、図６（ａ）に示すように、支持基板３０における治具脚６１との当接領域（第１領域）に樹脂４０を塗布する（Ｓ１０（図３（ａ）））。この当接領域は、記録素子基板１０が接合される領域の近傍に位置している。なお、樹脂４０は、当接領域内における１箇所でもよくまたは複数箇所に配置されてもよい。または、支持基板３０の全面に樹脂４０を塗布しても構わない。

次に、図６（ｂ）のように、樹脂４０を塗布した支持基板３０を上下逆転させ、平坦化部材としての定盤５０に押し付けて固定する（Ｓ１１（図３（ａ）））。この際、樹脂４０は定盤５０ないしテフロン（登録商標）シート５１に押されて変形する。定盤５０と樹脂４０が直接触れると、樹脂４０の硬化後の剥離が困難であるため、定盤５０と樹脂４０との間に撥水面を有するテフロンシート５１を挟むことが好ましい。テフロンシート５１を使用する代わりに、定盤５０上に撥水処理を施して撥水面を形成してもよい。

その後、支持基板３０を固定したまま樹脂４０を硬化させる（Ｓ１２（図３（ａ）））ことで、図６（ｃ）のように支持基板３０の上面３２における当接領域が平坦化され、この当接領域は平坦な面とされる。支持基板３０を矯正した状態で別部材と接着するような工程がある場合には、その工程の際に平坦化工程を合わせて行うことも可能である。なお、本明細書では、上記のような工程を行う前と比べ、支持基板３０の治具脚６１との当接領域における平面度を小さくすることを「平坦化」と称する。

当接領域に設けられた樹脂４０は記録素子基板１０と支持基板３０との接着の際に治具脚６１を突き当てられるため、樹脂４０はその硬化後の硬度が高い方が精度の観点から有利である。例えば、樹脂４０として２５℃において弾性率２．０Ｅ＋０３程度の熱硬化型樹脂を使用し、１００℃、３時間で樹脂を硬化させる。なお、樹脂４０は、接着剤２０と同じ材料を用いてもよい。また、定盤５０は、例えばＳＵＳ３０３で形成されたものを使用し、樹脂４０に押圧される面の平面度は０．００５ｍｍ以下と平坦性の高い面を備えるものを使用することが好ましい。また、テフロンシート５１は、必要な大きさに切削加工を行い、平面度は０．０１５ｍｍ以下で作成することが好ましい。

樹脂４０はテフロンシート５１に当接して押し当てられて変形するため、支持基板３０の上面３２、定盤５０およびテフロンシート５１の平面度を考慮した高さで塗布することが求められる。すなわち、これらの平面度を樹脂４０の高さで吸収するために、これらの平面度よりも樹脂４０の高さを高く（厚みを大きく）することが好ましい。例えば、支持基板３０の上面３２の平面度が０．０５ｍｍ程度、定盤５０の平面度が０．００５ｍｍ程度、テフロンシート５１の平面度が０．０１５ｍｍ程度である場合、０．０７ｍｍ以上の塗布高さで樹脂４０を塗布することが好ましい。この際、塗布後の時間経過によって樹脂４０の高さが低くなることを考慮し、十分な高さで樹脂４０を塗布することが好ましい。例えば、２５℃において１８０Ｐａ・ｓ程度の粘度を有する樹脂を使用し、塗布高さ０．０７ｍｍ以上を確保できるような条件で、樹脂４０を塗布することが好ましい。

また、樹脂４０が支持基板３０の凸部に塗布されると、定盤５０とテフロンシート５１とで樹脂４０を潰した際に樹脂４０の厚みが薄くなる。この際、使用する樹脂に含有される物質の粒径が大きいと、図６（ｄ）に示すように樹脂４０の含有物質Ｍが凸部上に残り、支持基板３０の当接領域の平坦性が低下する恐れがある。したがって、樹脂４０は含有物の粒径が小さい方が好ましく、具体的には最大粒径０．００５ｍｍ以下の樹脂を使用することが好ましい。

次に、支持基板３０の上面３２の凹凸形状が異なる場合における樹脂４０を用いた当接領域の平坦化について図７を用いて説明する。図７（ａ）は支持基板３０の上面３２の凹部に樹脂４０が塗布された場合を示しており、図７（ａ）のような凹部から突出するような高さで樹脂を塗布する。図７（ｂ）は支持基板３０の上面３２の凸部に樹脂４０が塗布された場合、図７（ｃ）は凹凸の少ない支持基板３０の上面３２に樹脂４０が塗布された場合をそれぞれ示している。上述したように定盤５０を用いて樹脂４０を潰すことで樹脂４０が広がる。具体的には、図７（ａ）では樹脂４０が凹部の中に広がり、図７（ｂ）では樹脂４０が凸部から逃げてその周囲や周囲に形成された凹部の中に広がり、図７（ｃ）では樹脂４０が周囲に広がる。このように樹脂４０を用いることで、支持基板３０の凹凸形状に関わらず当接領域の平坦化が可能である。

図７は治具脚６１との当接領域となる樹脂４０の塗布領域に特に加工を施していない支持基板３０の凹凸形状を説明したが、樹脂４０の塗布領域やその近傍に溝を設けるような加工を施して、樹脂４０の広がる領域を規定してもよい。図８（ａ）のように、樹脂４０の塗布領域の外側に溝３３を形成することで、樹脂４０が潰されて溝３３の中に入るため、樹脂４０が広がる領域を規定することができる。また、図８（ｂ）のように、樹脂４０の塗布領域に溝３４を設け、溝３４の内側で樹脂４０を留めることもできる。この場合、溝３４から突出するような高さで樹脂４０を塗布しておく。なお、溝３３や溝３４の内側で樹脂４０を留めるために、溝３３や溝３４の体積よりも小さい体積の樹脂４０を塗布することが好ましい。いずれの方法においても溝３３、溝３４の形成方法やタイミングは不問である。

なお、これまでは支持基板３０の凹凸形状や凹凸量に関わらず、樹脂４０を一定量で塗布する方法を述べたが、支持基板３０における当接領域の平面度を測定し、平面度に応じて決定された塗布量を塗布してもよい。この方法によっても、樹脂４０を所定の範囲に留めることができる。なお、平面度の測定方法としては、レーザ変位計や接触式の高さセンサ等を用いることができる。

以上のように、樹脂４０を塗布し潰して硬化させることで、支持基板３０の治具脚６１との当接領域の平坦化を行うことができる。そして、この樹脂４０が塗布された当接領域に治具脚６１を当接し、この領域を高さ方向の基準として記録素子基板１０を支持基板３０に接着する。これにより、支持基板３０の表面の平坦性が低い場合であっても、支持基板３０の上面３２と記録素子基板１０の上面（吐出口面）との距離ｔのばらつきを抑えることができる。すなわち、図４（ａ）に示した吐出口面からメディアまでの距離ｈのばらつきを抑えることができ、液体の着弾精度を向上することができる。

（第２の実施形態）
図９（ａ）は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１０１の斜視図である。液体吐出ヘッド１０１は、記録素子基板１０と、記録素子基板１０を支持する補助支持基板８０と、記録素子基板１０ならびに補助支持基板８０を支持する支持基板３０と、を有している。図９（ｂ）のように、液体吐出ヘッド１０１は、記録素子基板１０と補助支持基板８０とが第２の接着剤７０を介して接着された記録素子ユニット４００と、支持基板３０とが接着剤２０を介して接着されている。本実施形態は、上述の実施形態の記録素子基板１０に代わり、記録素子ユニット４００を支持基板３０に接着する構成である。記録素子ユニット４００を支持基板３０に接着する際に、樹脂４０を用いて平坦化された支持基板３０の当接領域を基準として用いる。その他の構成や製造工程は上述の実施形態と同様である。なお、本実施形態のような記録素子基板１０と補助支持基板８０とを合わせた記録素子ユニット４００を「基板」と称してもよい。

図９（ｃ）は、図９（ａ）に示す液体吐出ヘッド１０１のＢ－Ｂ断面図である。記録素子基板１０と支持基板３０の構成は、上述の実施形態と同様である。補助支持基板８０は例えばアルミナを用いて形成することができる。この補助支持基板８０を記録素子基板１０と支持基板３０との間に設けることで、記録素子基板１０と支持基板３０との間の熱膨張差を軽減し、熱膨張差に起因する記録素子基板１０の割れの発生を抑えることができる。補助支持基板８０の内部には記録素子基板１０に液体を供給するための補助支持基板流路８１が設けられており、この流路８１は、支持基板流路３１と記録素子基板１０内の流路１４とを連通している。

記録素子基板１０と補助支持基板８０との接着を接着する方法について図１０を用いて説明する。まず、図１０（ａ）のように、吸着加熱治具６７で記録素子基板１０を吸着把持する。次に、第２の接着剤７０が塗布された補助支持基板８０をベース治具６２に乗せる。第２の接着剤７０は記録素子基板１０の下面に塗布しても良い。第２の接着剤７０の高さは、記録素子基板１０の下面１５の平面度と補助支持基板８０の上面８２の平面度を考慮した塗布高さとすることが好ましい。例えば、記録素子基板１０の下面１５の平面度が０．０１ｍｍ程度、補助支持基板８０の上面８２の平面度が０．０２ｍｍ程度である場合、接着剤７０を０．０３ｍｍ以上の塗布高さとすることが好ましい。なお、塗布はディスペンス方式で行うことができる。

次に、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）（図１０（ｂ）の矢視図）のように、吸着加熱治具６７を降下させて、記録素子基板１０と第２の接着剤７０を当接させる。このとき記録素子基板１０と補助支持基板８０は当接していてもよい。この状態で吸着加熱治具６７から記録素子基板１０を介して第２の接着剤７０に熱を与えて仮硬化させる。その後必要に応じて本硬化を行い、記録素子ユニット４００を得る。なお、仮硬化の詳細は上述の第１の実施形態と同様である。

その後、記録素子ユニット４００と支持基板３０とを接着剤２０を用いて接着する。接着剤２０の高さは、補助支持基板８０の下面８３と支持基板３０の上面３２の平面度を考慮することが好ましい。また、記録素子ユニット４００の厚みばらつきも考慮することが好ましい。すなわち、これらの平面度や厚みのばらつきよりも接着剤２０の高さを高く（厚みを大きく）して、これらの平面度や厚みのばらつきを接着剤２０の厚みで吸収することが好ましい。例えば、補助支持基板８０の下面８３の平面度は０．０２ｍｍ程度、支持基板３０の上面３２の平面度は０．０５ｍｍ程度、記録素子ユニット４００の厚みばらつきは±０．０４ｍｍである場合を考える。この場合、接着剤２０を０．１５ｍｍ以上の塗布高さで接着剤２０を塗布することが好ましい。以降の工程については、記録素子基板１０を記録素子ユニット４００に置き換えれば、上述の実施形態と同様である。すなわち、樹脂４０を用いて平坦化された支持基板３０の当接領域を基準にして記録素子基板１０を支持基板３０に接着する。

（第３の実施形態）
図１１（ａ）は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１０２の斜視図である。本実施形態は、複数の記録素子基板１０が吐出口の配列方向に並べられたライン型のヘッドである。液体吐出ヘッド１０２は、複数の記録素子基板１０と、複数の記録素子基板１０を支持する支持基板３０と、を有している。本実施形態においては、図１１（ｂ）のように支持基板３０に接着剤２０を塗布し、複数の記録素子基板１０を支持基板３０に接着していく。なお、特に説明しない限り、本実施形態においても上述の実施形態と同様の構成や製造方法を用いることができる。

本実施形態のようなライン型の液体吐出ヘッド１０２は、支持基板３０も長尺であるため、支持基板３０の上面３２の平面度は大きくなりやすく（平面性は低下しやすく）、特に支持基板３０を樹脂材料で形成した場合に平面度が大きくなりやすい。また、複数の記録素子基板１０が搭載される支持基板３０上の位置によって、接着剤２０の加熱に伴う支持基板３０の変形量のばらつきが生じやすい。さらに、吸着加熱治具６０を用いて一枚ずつ記録素子基板１０を支持基板３０へ搭載すると、徐々に熱の影響を受けるため、支持基板３０の変形量のばらつきが生じる可能性もある。このように、複数の記録素子基板１０が支持基板３０の長手方向に沿って配設されたライン型の液体吐出ヘッド１０２では、複数の記録素子基板１０の間で高さ方向における位置精度のばらつきが生じやすい。また、配設方向において隣接する記録素子基板１０同士のつなぎ部分において記録素子基板１０の高さ方向の位置がずれていると、記録品質の低下が生じてしまう。

図１１（ｂ）は、液体吐出ヘッド１０２の製造途中を示す斜視図であり、吸着加熱治具６０を用いて接着剤２０が塗布された支持基板３０に記録素子基板１０を接合する様子を示している。図１１（ｃ）は図１１（ｂ）の矢視図であり、上述の実施形態と同様に、樹脂４０を用いて平坦化された支持基板３０の当接領域に治具脚６１を当接させて記録素子基板１０を支持基板３０の上に搭載する。これを複数回行うことで複数の記録素子基板１０を接着剤２０を介して支持基板３０の上に接合する。図１１（ａ）に示すように、複数の記録素子基板１０の接合領域にそれぞれ対応して樹脂４０が配置されている。また、この樹脂４０によって平坦化された当接領域は、記録素子基板１０と支持基板３０とが接合された液体吐出ヘッド１の状態において露出している。

なお、第２の実施形態のように、記録素子基板１０と補助支持基板８０とが接合された複数の記録素子ユニット４００を支持基板３０の上に設けて長尺のヘッドを構成してもよい。図１２（ａ）はこのような液体吐出ヘッド１０３の構成を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は記録素子ユニット４００を支持基板３０の上に接合する様子を示す図である。また、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）の矢視図である。

上述の実施形態と同様に、記録素子基板１０（記録素子ユニット４００）を支持基板３０に接合する工程の前に、接合工程の際の基準となる支持基板３０の当接領域を平坦化する。本実施形態では、長尺の支持基板３０に対して搭載される複数の記録素子基板１０の接合領域に対応して複数の当接領域が設けられている。

図１３は、本実施形態における樹脂４０を用いた支持基板３０の当接領域の平坦化工程を示している。まず、図１３（ａ）に示すように、支持基板３０の複数の当接領域にそれぞれ樹脂４０を塗布する。次に、図１３（ｂ）に示すように、上述の実施形態と同様に定盤５０とテフロンシート５１とを用いて樹脂４０を一括で押し潰して複数の当接領域を平坦化する。したがって、図１３（ｃ）に示すように複数の当接領域は互いに平坦な面として構成される。これにより、複数の当接領域間での平坦性を確保することができるため、高さ方向における複数の記録素子基板１０の位置精度を確保することが可能となる。したがって、隣接する記録素子基板１０の間での高さ方向における位置ばらつきに起因する記録品質の低下を抑えることができる。

（第４の実施形態）
図１４に示すように、第３の実施形態において吸着加熱治具６０が斜傾していると、隣接する記録素子基板１０の間に段差ｓが生じる恐れがある。段差ｓが大きいと、特に隣接する記録素子基板１０のつなぎ部における記録品質の低下が生じる恐れがある。また、記録素子基板を複数枚配列して構成されたヘッドでは、隣接する記録素子基板同士の段差が大きくなることで、記録素子基板の吐出口面をワイピングする際に段差部分の近傍において液体の拭き残りが生じる恐れが高まる。また、記録素子基板の吐出口面をワイピングする際にワイパーが記録素子基板の吐出口面側の端部に当接して摩耗する恐れもある。本実施形態はこれを解決するためのものである。

図１５（ａ）は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１０４の斜視図である。本実施形態は、複数の記録素子基板１０が吐出口の配列方向に並べられたライン型のヘッドである。図１５（ｂ）は、液体吐出ヘッド１０４の製造途中を示す斜視図であり、吸着加熱治具６４を用いて接着剤２０が塗布された支持基板３０に記録素子基板１０を接合する様子を示している。図１５（ｃ）、（ｄ）は図１５（ｂ）の矢視図であり、樹脂４０を用いて平坦化された支持基板３０の当接領域に治具脚を当接させて記録素子基板１０を支持基板３０の上に搭載する。

本実施形態においては、治具脚が当接する支持基板３０の当接領域を隣接する記録素子基板１０同士で共有する。そこで、隣接する記録素子基板１０の間に対応する領域に樹脂４０を配置する。この際、隣接する記録素子基板１０の間から記録素子基板１０の端部に沿って延びる延長線の上を含むように樹脂４０を配置することが好ましい。また、支持基板３０の両端部に搭載される記録素子基板１０の支持基板３０の端部近傍に樹脂４０を配置する。なお、その後の樹脂４０を用いた当接領域の平坦化工程は上述の実施形態と同様である。

また、本実施形態では、吸着加熱治具６４は、図１５（ｃ）の矢印方向に自由に回転可能なイコライズ機構を有している。また、吸着加熱治具６４は、樹脂４０に対応する位置に２本の治具脚６５、６６が設けられている。

そして、このような吸着加熱治具６４を用い、支持基板３０に対して複数の記録素子基板１０を順次搭載する。記録素子基板１０を支持基板３０へ搭載する際に治具脚６５、６６がともに樹脂４０に当接するため、吸着加熱治具６４が傾いていた場合であっても、吸着加熱治具６４を平坦化された樹脂４０に倣わせることができる。この状態で接着剤２０の仮硬化を行うことで、記録素子基板１０を支持基板３０の上面３２に沿って略平行に接合することができる。

さらに、支持基板３０の上で隣接する記録素子基板１０（１０ａ、１０ｂ）を搭載する際に、記録素子基板１０ａ、１０ｂの間に対応する領域に配置された樹脂４０の当接領域を共有する。すなわち、記録素子基板１０ａを搭載する際に治具脚６６を樹脂４０に当接し（図１５（ｃ））、この樹脂４０に対して治具脚６５を当接させて、記録素子基板１０ａと隣接するように記録素子基板１０ｂを搭載する（図１５（ｄ））。これにより、隣接する記録素子基板１０の間で高さ方向における基準（当接部）を共通化することができるため、隣接する記録素子基板１０において、支持基板３０の上面３２と記録素子基板１０の上面との距離ｔのばらつきをより抑えることができる。

以上のように、本実施形態によると、隣接する記録素子基板１０間の段差ｓの発生を抑え、支持基板３０に対して高さ方向における位置精度よく記録素子基板１０を搭載することができる。これにより、吐出口面からメディアまでの距離ｈのばらつきをより抑えることができ、記録品質の低下をより抑えることができる。また、ワイパーの摩耗の発生を抑え、ワイパーの耐久性の低下を抑制することができる。

１０ 記録素子基板
２０ 接着剤
３０ 支持基板（支持部材）
４０ 樹脂（樹脂剤）
５０ 定盤（平坦化部材）
６０ 吸着加熱治具（把持手段）
６１ 治具脚（突き当て部）
１００ 液体吐出ヘッド

Claims (10)

1. 液体を吐出するための素子を備える複数の基板と、前記基板を支持する支持面を備える支持部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記支持部材における前記支持面の側の面の、複数の前記基板に対応する複数の第１領域のそれぞれに樹脂剤を配置する工程と、
   平坦な面を備える平坦化部材と前記支持部材との間で前記複数の第１領域のそれぞれに配置された前記樹脂剤を一括で潰して、前記複数の第１領域において前記支持面を互いに平坦な面として平坦化する工程と、
   前記基板を把持する把持面と、突き当て部と、を備えた把持手段を用い、前記突き当て部と前記第１領域とを当接させた状態で、接着剤を介して前記支持面に前記基板を配置する工程を複数回行い、前記複数の基板を前記支持面にそれぞれ配置する工程と、を有し、
   前記樹脂剤を配置する工程では、前記支持面、および前記平坦化部材が前記樹脂材と接する面の平面度の合計値よりも、前記樹脂剤の高さを高くして配置することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記支持部材は、複数の前記基板が前記素子の配列方向に並べられるように構成された長尺形状であり、前記液体吐出ヘッドはライン型である、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記複数の基板は、前記支持面の上で互いに隣接する第１基板と第２基板とを含み、
   前記基板を配置する工程では、前記第１基板を配置する際に前記突き当て部に当接された少なくとも一つの前記第１領域と前記突き当て部を当接させた状態で、前記第２基板を配置する、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記接着剤は熱により硬化する接着剤であり、
   前記基板を配置する工程では、加熱部を備えた前記把持手段を用い、前記加熱部から前記基板を介して前記接着剤を加熱する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記樹脂剤は熱により硬化する材料であり、
   前記平坦化する工程では、前記平坦化部材と前記支持部材との間で前記樹脂剤とを潰した状態で、前記樹脂剤を加熱して硬化する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記樹脂剤と前記接着剤とは、同じ材料を用いる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記平坦化する工程では、撥水面と前記樹脂剤とを接触させて前記樹脂剤を潰す、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記平坦化する工程では、前記第１領域または前記第１領域の近傍に設けられた凹部から前記樹脂剤が突出するように前記樹脂剤を配置する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記基板を配置する工程では、前記支持面と前記基板との間は前記接着剤を介して離れている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記基板を配置する工程では、前記把持面と前記突き当て部とが、前記支持面に沿う方向において離れた位置に設けられた前記把持手段を用いる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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