JPH05116328A - インクジエツト記録ヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録ヘッドを構成する天板と
基板との加圧接合する際に、天板等の平行度にかかわら
ず常に良好な接合を行う。 【構成】 上記接合に際して、天板９を基板に対して押
圧する場合、網線で示される基板との接合部２２ａと２
２ｂとを連ねることによって形成される三角形領域２３
（斜線部分）に対応する部分に、押圧力を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドの製造方法に関し、詳しくはインク吐出のためのエ
ネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基
板と、上記エネルギー発生素子に対応して設けられるイ
ンク路等を形成するための溝が形成された天板と、を接
合することにより構成されるインクジェット記録ヘッド
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々のインクジェット方式の中で、熱エ
ネルギーを利用してインク中に気泡を生成させこの気泡
の生成に基づいてインクを吐出する方式は、インク吐出
口を微細かつ高密度に設けることができ、高精細な記録
を行うことができるなど、数々の優れた点を有し、近
年、多く用いられる方式である。

【０００３】この方式の記録ヘッドは、上記熱エネルギ
ーを発生するための電気熱変換素子やこれに電気パルス
を供給するための電極配線等が成膜技術等によって形成
された基板と、この基板と接合されることで上記インク
吐出口やこれに連通し上記電気熱変換素子に対応して設
けられるインク路等を構成するための溝が設けられた天
板とを具えた構成が一般的である。

【０００４】このような記録ヘッドの製造方法、特に天
板と基板との接合方法の一例について図１および図２を
参照して説明する。

【０００５】図１は、記録ヘッド製造装置において天板
が保持された状態を示す斜視図であり、図２は、同装置
における天板と基板との接合を説明するための概略断面
図である。

【０００６】図１に示されるように、天板９は、基板と
の接合位置への移動およびその接合に際して、そのイン
ク供給口９ｉの両側部に当接する２つのフィンガ１ａお
よび１ｂによって保持される。記録ヘッド製造装置の上
記フィンガ１ａおよび１ｂは、天板９との当接面に天板
９を吸引保持するための吸引口（不図示）を有してい
る。

【０００７】以上のようにして、フィンガ１ａ，１ｂに
よって保持された天板９は、基板との接合位置まで移動
させられ、図２に示されるように、これらの接合面に塗
布された接着剤（不図示）を介して基板１０２に接合さ
れる。この際、フィンガ１ａおよび１ｂは、接合におけ
る密着性を増すために天板９を図２の矢印で示される方
向に押圧する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上示
した接合の構成においては、接合の際の密着の度合に偏
りを生じることがあり、さらに、この偏りが大きい場合
は、天板と基板との間に隙間を生じるという問題があ
る。すなわち、天板９において、フィンガ１ａおよび１
ｂによって吸着される当接面と、接着剤を介して基板１
２と接合する面との平行度が比較的精度良く得られない
ことがある。このような場合、上述したように、フィン
ガ１ａおよび１ｂが天板９を押圧する際、それぞれの押
圧力に差を生じ、この結果、上記密着の度合に偏りを生
じることがある。

【０００９】以上のような密着の偏りや隙間を生じた場
合、相互に隣接するインク路間で吐出のためのエネルギ
ーの伝播やインクの流通等を生じる場合があり、この結
果、インク吐出が良好に行われないことがある。

【００１０】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであり、その目的とするところは、イ
ンクジェット記録ヘッドの天板と基板とを加圧接合する
際に、天板等の平行度の精度にかかわらず常に良好な接
合を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドの製造
方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明で
は、インク吐出に利用されるエネルギーを発生するため
のエネルギー発生素子が設けられた基板と、天板部材
と、を加圧して接合する工程を有したインクジェット記
録ヘッドの製造方法において、前記工程において、前記
基板および／または前記天板部材を加圧する際の加圧力
は、当該加圧力の作用点を通り当該加圧力の方向がなす
直線が、当該基板および天板部材相互の接合部分を連ね
て形成される形状の内部を通ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上の構成によれば、天板と基板とを接合する
際の加圧力と、この加圧力によって生じる反力等とのモ
ーメントが釣り合う。これにより、天板と基板とを引き
離そうとする力がなくなるため、これら相互の密着が良
好に行われる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図３は本発明の一実施例にかかる記録ヘッ
ド製造装置の一部を示す概略斜視図である。また、図４
および図５は、上記製造装置による天板の接合を説明す
るため天板をそれぞれ接合面側およびその反対側から視
た平面図である。

【００１５】図３において、フィンガ１ａ，１ｂは、天
板９を所定位置から基板との接合位置まで搬送する。フ
ィンガ１ａおよび１ｂは、図１，図２で述べたのと同様
に天板９を吸引保持するための吸引口を有し、また、フ
ィンガ１ａは天板９の水平方向の位置を調整するため天
板９上部の供給口９ｉの側部を押圧することができる。
板ばね２ａおよび２ｂは天板９の前面に形成されるオリ
フィスプレート９Ｐを押圧して、これを基板の前端面に
突当てるために用いられ、シリンダ３ａおよび３ｂによ
って、図中矢印１０ａ方向に移動可能に設けられる。な
お、図３において基板の図示は省略されている。

【００１６】加圧板７は、接合位置の調整が完了した天
板９を基板に対して押圧するために用いられる。すなわ
ち、加圧板７の後端部７ｄに接続するシリンダ５により
その後端は図中矢印１０ｂの方向に押圧され、これによ
り、支点６に支持される加圧板７は、その先端部７ｆが
図中矢印１０ｃの方向に下降する。この結果、天板９の
インク供給口９ｉの頂部と当接する先端部７ｆは、この
頂部を図中１０ｃの方向に押圧する。

【００１７】また、加圧板７のつめ７ａは、天板９の供
給口９ｉの側部を図中矢印１０ｅ方向に押圧することに
より、供給口９ｉの反対側の側部をフィンガ１ａに突当
てる。この押圧は、シリンダ４により、シリンダ５や支
点６等が設けられるベース第８を図中矢印１０ｄの方向
移動させることによって行う。

【００１８】上述した加圧板７の先端部７ｆによる天板
９に対する押圧は以下のようにして行われる。

【００１９】すなわち、図４に示す網目部分２２ａ，２
２ｂが天板９と基板とが接する部分であり、これら天板
と基板とが接する部分を結ぶと、三角形が形成される。
そして、図５に示されるように、天板９の上記接合面側
と反対側の面において三角形の内側部分、すなわち図４
に示す斜線部２３に対応する斜線部３２にインク供給口
９ｉが設けられる。これにより、加圧板７の先端部７ｆ
は、天板９をその斜線部３２内において押圧することに
なる。この結果、加圧板７による天板９に対する押圧が
モーメント的に安定するため、良好な密着がなされる。
逆に、斜線部３２以外の部分に押圧力が作用すると、上
述したように、天板等の平行度が所定の範囲内にない場
合には網目部分２２ａ，２２ｂに作用する力のモーメン
トが不安定となり、例えば、網目部分２２ａの一部に隙
間を生じてしまうことがある。

【００２０】上記実施例においては、天板９の供給口９
ｉをフィンガ１ａに突当てるためのつめ７ａが加圧板７
と一体であるため、加圧板７が図３中矢印１０ｃの方向
に動作したとき、つめ７ａが天板９に当たらないよう
に、つめ７ａの長さを供給口９ｉの高さよりも短くす
る。また、この供給口の高さは、加圧板７が、図３中矢
印１０ｃの方向に動作しない時、つめ７ａが供給口９ｉ
からはずれないような高さに設定する。

【００２１】このような場合、図６に示すように、各長
さｈ，ｌ，ｄ₁ をｈ＞ｌ＞ｄ₁ の関係を満たすように比
較的精度高く設定しなければならず、そのための調整が
困難である。そのため、図７（Ａ）および（Ｂ）に示す
ように、補助ばね１１およびこれに応じた加圧板７の凹
部７ｈを設ける。補助ばね１１は、その一端が所定の固
定部位に取り付けられ、他方の端部近傍の部分が、つめ
７ａに隣接して設けられる凹部７ｈに係合可能なように
設けられる。これにより、加圧板７が天板９の供給口９
ｉに押圧されるとき、凹部７ｈの分つめ７ａが天板９か
ら離れることができるため、つめ７ａは天板に突当るこ
とはない。また、つめ７ａによって供給口９ｉの側部を
押圧するとき、ばね１１を介して行うので、つめ７ａが
はずれることはない。この結果加圧板等を設定する際の
高さ調整を容易なものとすることができる。

【００２２】図８は、つめ７ａを加圧板７と分離した構
成を示す。この場合、同図に示すようにシリンダ４ｂを
新たに設けて、これによりつめ７ａを動作させる。この
構成を用いた記録ヘッド製造装置の全体を図９に示す。

【００２３】図１０に示す構成は、加圧板７を鉛直方向
に設け、天板９を基板に対して押圧する場合は加圧板７
を鉛直方向（図中矢印ａ方向）に動作させて供給口９ｉ
の横の部分を押圧する。また、天板９の供給口９ｉをフ
インガ１ａに対して押圧する場合は、加圧板７を図中矢
印ｂ方向に動作させる。このようにつめ７ａを具えない
で、加圧板７を２方の押圧に兼用することもできる。

【００２４】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００２５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００２６】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００２７】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００２８】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００２９】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００３０】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００３１】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００３２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明から明らかなように、本発明に
よれば、天板と基板とを接合する際の加圧力と、この加
圧力によって生じる反力等とのモーメントが釣り合う。
これにより、天板と基板とを引き離そうとする力がなく
なるため、これら相互の密着が良好に行われる。

【００３４】この結果、天板と基板との間に隙間を生じ
てしまうということがなくなり、製品の歩留りが向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】記録ヘッド製造装置における天板保持の構成の
一例を示す斜視図である。

【図２】上記装置における天板と基板との接合のための
構成を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例にかかる記録ヘッド製造装置
の斜視図である。

【図４】天板と基板との接合を説明するための天板の平
面図である。

【図５】上記天板のインク供給口側を示す平面図であ
る。

【図６】上記実施例の加圧板と天板の関係を示す概略正
面図である。

【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、加圧板と天板の関係の
他の例を示す概略の正面図および上面図である。

【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、加圧板と天板の関係の
さらに他の例を示す概略の正面図および上面図である。

【図９】図８に示した加圧板を用いた記録ヘッド製造装
置の斜視図である。

【図１０】加圧板と天板の関係のさらに他の例を示す概
略正面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ フィンガ ２ａ，２ｂ 板ばね ３ａ，３ｂ シリンダ ４，４ｂ シリンダ ５ シリンダ ６ 支点 ７ 加圧板 ７ａ つめ ７ｂ，７ｃ 天板押えつめ ８ 台 ９ 天板 ９ｉ インク供給口 ９Ｐ オリフィスプレート

フロントページの続き (72)発明者 稲葉 正樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 馬場 剛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 白木 秀隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出に利用されるエネルギーを発
   生するためのエネルギー発生素子が設けられた基板と、
   天板部材と、を加圧して接合する工程を有したインクジ
   ェット記録ヘッドの製造方法において、 前記工程において、前記基板および／または前記天板部
   材を加圧する際の加圧力は、当該加圧力の作用点を通り
   当該加圧力の方向がなす直線が、当該基板および天板部
   材相互の接合部分を連ねて形成される形状の内部を通る
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記エネルギー発生素子は熱エネルギー
   を発生し、該熱エネルギーを利用してインクに気泡を生
   成させ、該気泡の生成に基づいてインクが吐出されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
   ッドの製造方法。