JPH106499A

JPH106499A - インクジェットプリントヘッド、その製造方法およびインクジェットプリント装置

Info

Publication number: JPH106499A
Application number: JP16161196A
Authority: JP
Inventors: Mitsuji Kitani; 充志木谷; Genji Inada; 源次稲田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】インク流路間のクロストークの発生を確実に
防止し得るなど、接合に対する信頼性の高いインクジェ
ットプリントヘッド、その製造方法、それを用いるイン
クジェットプリント装置を提供する。【解決手段】インクジェットプリントヘッドは、イン
クを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数
の吐出エネルギ発生素子１０２を有する基板１０１と、
この基板１０１に接合してこの基板１０１との間に、イ
ンクを吐出するための吐出口２０４とこの吐出口２０４
に連通すると共に前記各吐出エネルギ発生素子１０２に
対応する位置に形成された複数の溝とを含むインク流路
２０２を構成する天板２０１とを含む。基板１０１には
複数の吐出エネルギ発生素子１０２の配置位置とは異な
る位置であって基板１０１に対する天板２０１の接合部
に対応する位置に接合用の発熱体１０７が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント用の液体
（インク等）を飛翔液滴として吐出口（オリフィス）か
ら吐出させて、被プリント媒体に付着させることによっ
てプリントを行うインクジェットプリントヘッド、その
製造方法、およびインクジェットプリント装置に関する
ものである。

【０００２】ここで、プリントとしては、布、糸、紙、
シート材等の各種インク供与を受けるインク支持体すべ
てへのインク供与を含むもので、各種情報処理装置すべ
て或はその出力機としてのプリンタを含むもので、本発
明はこれらへの用途が可能なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、吐出口からインクを吐出すること
によってプリントを行うインクジェットプリントヘッド
（以下、プリントヘッドという）においては、インク吐
出用のエネルギーを発生させるためのエネルギー発生素
子として電気熱変換体を用いたものがある。

【０００４】この種のプリントヘッドの例として、図１
および図２に示すようにエネルギー発生素子として複数
の電気熱変換体１を配置した基板２（以下、ヒータボー
ドともいう）に、電気熱変換体１の位置に対応して設け
られるインク流路３を構成するための溝４や吐出口５等
が形成された天板６を接合したものがある。

【０００５】基板２は、所定のピッチで並列に配置され
た複数の電気熱変換体１と、各電気熱変換体１を駆動す
るための駆動回路（不図示）とが、エッチング、蒸着、
スパッタリング等の半導体プロセスにより成膜形成され
たものであり、支持体７に固定されている。また、基板
２には、図２に示すようにアルミニウムからなり、各電
気熱変換体１の駆動回路と接続される複数の電極パッド
８が形成されている。これら電極パッド８は、記録装置
（図示略）からの電気信号を受ける配線基板９の各配線
１０に、アルミニウムあるいは金のボンディングワイヤ
ー１１を介してそれぞれ接続されている。

【０００６】一方、天板６には、インクタンク（不図
示）から供給されたインクを一時的に保持する共通液室
１２と、各電気熱変換体１の位置に対応して配置され、
それぞれ共通液室１２に連通する複数の溝３と、各溝３
の先端から天板６の端面に開口する吐出口５と形成され
ている。この天板６の各溝３は天板６が基板２に接合し
た際に基板２との間にインク流路を構成するものであ
る。

【０００７】このような天板６と基板２との接合に際し
ては、まず、各電気熱変換体１と各溝３とが１対１で対
応するように、天板６を基板２に対して位置決めし、例
えば板バネ（不図示）等により固定する。次いで、仮止
め用の接着剤を基板２と天板６との接合部位に塗布して
基板２と天板６とを仮止めする。この仮止め用の接着剤
としては、一般的に、ポリエステル系の紫外線硬化型の
接着剤（例えば、グレースジャパン社製、ＵＶ３００
等）が用いられる。最後に、仮止め用の接着剤の上から
更に、主にシリコーン系の樹脂を塗布し、基板２と天板
６との接合部位を封止する方法を採っている。

【０００８】しかし、このような構成の従来のインクジ
ェットプリントヘッドでは、接着剤や封止剤がわずかで
もインク流路内に入り込むと、各インク流路の大きさが
極めて微細であることから、接着剤等によりインク流路
が閉塞されてしまうことが発生する。この場合には、複
数のインク流路の一部においてインクの吐出不良や不吐
出等が発生してインクジェットプリントヘッドの信頼性
を低下させてしまう。このため、インクジェットプリン
トヘッドの製造時における天板と基板との接合に接着剤
等を用いることのない接合方法が求められている。

【０００９】このような要請に応える接合方法として、
例えば図３（ａ）〜（ｃ）や図４（ａ）〜（ｅ）に示す
ような方法が提案されている。これらの方法は、いずれ
インク流路の壁部を樹脂材料によって形成することと
し、その樹脂材料の硬化時の密着力を利用して基板と天
板とを接合しようとするものである。

【００１０】図３（ａ）〜（ｃ）はＤＦ（ドライフィル
ム）法による接合方法を工程順に示す断面図である。

【００１１】ＤＦ法においては、まず図３（ａ）に示す
ように基板２の上面にラミネート法等の方法により所定
の厚さのドライフィルム１６を設ける。このドライフィ
ルム１６の上には、所定パターンのマスク（図示略）を
用いて、フォトリソグラフィ等の方法によりドライフィ
ルム１６に凹部を形成する。基板２上に残るドライフィ
ルム１６の部分は、図３（ｂ）に示すようにインク流路
壁１７を構成するものとなる。

【００１２】次に、図３（ｃ）に示すようにインク流路
壁１７を有する基板２の上に別のドライフィルム１８を
介して天板６を載置する。この天板６と基板２とは、ド
ライフィルム１８を熱硬化させ、その硬化時の密着力に
より強固に接合され得る。

【００１３】図４（ａ）〜（ｅ）は、いわゆる注型法に
よる接合方法を工程順に示す断面図である。

【００１４】注型法においては、まず図４（ａ）に示す
ように基板２の上面に所定の厚さのレジスト層２０を設
ける。

【００１５】次に、このレジスト層２０の上には図４
（ｂ）に示すように、所定パターンのマスク（図示略）
を用いて、フォトリソグラフィ等の方法によりインク流
路に相当する部分のみを、インク流路形成用の型２１と
して残す。

【００１６】次に、基板２および型２１の上には、図４
（ｃ）に示すようにインク流路の壁を形成するための樹
脂層２２を設ける。

【００１７】次に、基板２上に上記樹脂層２２を介して
天板６を載置する。天板６と基板２とは、樹脂層２２を
熱硬化させ、その硬化時の密着力により強固に接合され
得る。最後に吐出口面を切断し、溶媒等により型レジス
トを溶出してノズルを形成する。

【００１８】しかしながら、上記ＤＦ法および注型法の
いずれにおいても、接着剤を用いないためにインク流路
の閉塞を回避することができるものの、接合作業にはパ
ターニング工程が必須であり、高価な露光装置等を用い
る必要があった。

【００１９】このため、より安価な接合方法が求められ
ている。

【００２０】このような要請に応える接合方法として、
エネルギ発生素子を有する基板と、インク流路および吐
出口を有する天板とを位置合せし、次いで押えばねを用
いて天板と基板とを固定する方法が知られている。

【００２１】図５は、上述のような押えバネを用いた天
板と基板との接合方法を説明するための図であって、イ
ンクジェットプリントヘッドを含むインクジェットユニ
ットの分解斜視図である。

【００２２】図５において、２はＳｉ基板上に複数の列
状に配された電気熱変換体１（吐出ヒータ）と、これに
電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形
成されてなるヒータボードとしての基板である。９はヒ
ータボード２に対する配線基板である。

【００２３】６は複数のインク流路を夫々区分するため
の隔壁（溝）や各インク流路（液流路）へインクを与え
るためにインクを収納するための共通液室等を設けた溝
付天板で、各インク流路に対応した吐出口を複数有する
オリフィスプレート６ａを一体成型したものである。こ
れらの一体成型材料としてはポリサルフォン樹脂が好ま
しいが、他の成型用樹脂材料でも良い。

【００２４】２４は配線基板９の裏面を平面で支持する
例えば金属製の支持体で、インクジェットユニットの底
板となる。２５は押圧部材である押えばねであり、Ｍ字
形状でそのＭ字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共
に前だれ部２６で液路の一部、好ましくは吐出口近傍の
領域を線圧で集中押圧する。ヒータボード２および天板
６を押えばね２５の足部が支持体２４の穴２４ａ，２４
ｂを通って支持体２４の裏面側に係合することでこれら
を挟み込んだ状態で両者を係合させることにより、押え
ばね２５とその前だれ部２６の集中付勢力によってヒー
タボード２と天板６とを圧着固定する。なお、２７はイ
ンク供給部材であって、図示しないインクタンクから供
給されるインクを、押えばね２５によりヒータボード
（基板）２に圧着固定された天板６を介してヒータボー
ド２のインク流路に供給するための部材である。

【００２５】上述のように天板と基板との接合に押えば
ねを用いる方法では、押えばねにより基板の面に直交す
る方向に圧着できることから、接着剤を用いることな
く、上記接合を容易に行うことができる利点がある。

【００２６】しかしながら、上記接合により天板と基板
との間に形成される複数のインク流路の壁を基板に均一
な力で押圧することが困難である。このため、特に多数
のインク流路を有するインクジェットプリントヘッドで
は、図６に示すように、基板２とインク流路壁３ａの端
部との間に隙間Ｃが形成されることがあり、この隙間Ｃ
の存在により、クロストークが発生する。このクロスト
ークにより、発熱体１からの熱エネルギーによりインク
流路３中のインクに発生する膜発泡Ｂの圧力が隣接する
インク流路へ逃げる（図６中の矢印方向）など圧力損失
を生じることがあり、また、隙間Ｃの存在により膜発泡
Ｂの圧力が隣接するインク流路へ伝搬し、そのインク流
路の吐出口（オリフィス）におけるインクのメニスカス
が発熱体側へ後退するなどの変動を生じることがあり、
この場合にはインク吐出量の変動が発生することがあっ
た。

【００２７】なお、図６における符号３０は耐キャビテ
ーション膜であり、３１は保護膜であり、３２は層間絶
縁膜である。

【００２８】上述のようなクロストークは、インクジェ
ットプリントヘッドにおいては、極めて重大であり、そ
の発生防止は急務である。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の基板
と天板との接合方法により生じることがあったインク流
路間のクロストークの発生を確実に防止し得るなど、接
合に対する信頼性の高いインクジェットプリントヘッド
およびその製造方法を提供するものである。

【００３０】また、本発明は、上述のインクジェットプ
リントヘッドを用いてインク吐出してプリントを行うイ
ンクジェットプリント装置を提供するものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の態様を含む。

【００３２】すなわち、インクを吐出するために利用さ
れるエネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子を
有する基板と、該基板に接合して該基板との間に、前記
インクを吐出するための吐出口と該吐出口に連通すると
共に前記各吐出エネルギ発生素子に対応する位置に形成
された複数の溝とを含むインク流路を構成する天板とを
含むインクジェットプリントヘッドであって、前記基板
には前記複数の吐出エネルギ発生素子の配置位置とは異
なる位置であって前記基板に対する前記天板の接合部に
対応する位置に接合用の発熱体が設けられたインクジェ
ットプリントヘッド、前記発熱体は前記天板の接合部に
対応する前記基板の凹部の底面に設けられたインクジェ
ットプリントヘッド、前記基板の凹部は該開口部よりも
該底面部の面積が大きく、かつ、該側壁は逆テーパ状ま
たはオーバーハング状に形成されているインクジェット
プリントヘッド、前記発熱体に対応する前記天板の接合
部は前記インク流路を構成する溝壁であるインクジェッ
トプリントヘッド、前記発熱体は電流を流すことにより
発熱する電気熱変換体であるインクジェットプリントヘ
ッド、前記発熱体は前記吐出エネルギ発生体とは別個に
駆動されるインクジェットプリントヘッド、前記発熱体
はパルス駆動されるインクジェットプリントヘッド、前
記天板の接合部の端部には前記基板の凹部に挿入され溶
融接合される凸部が形成されているインクジェットプリ
ントヘッド、前記発熱体の幅をＷｈとし、前記発熱体に
対する天板の接合部位の幅をＷｎとし、前記天板の接合
部の凸部の幅をＷｎ′とした場合において、Ｗｎ′＜Ｗｈ＜Ｗｎの関係式（１）が成立するインクジェットプリントヘッ
ド、前記関係式（１）を満たす断面が、前記吐出エネル
ギ発生素子の配列方向に沿う断面を含むインクジェット
プリントヘッド、前記天板の接合部の凸部は熱可塑性樹
脂からなるインクジェットプリントヘッド、前記天板と
前記基板とは、該接合部分の少なくとも一部に予め設け
た熱可塑性樹脂からなる接着層を介在して接合されてい
るインクジェットプリントヘッド、前記発熱体の幅をＷ
ｈとし、前記接着層の幅をＷａとした場合において、Ｗａ＜Ｗｈの関係式（２）が成立するインクジェットプリントヘッ
ド、前記関係式（２）を満たす断面が、前記吐出エネル
ギ発生素子の配列方向に沿う断面を含むインクジェット
プリントヘッド、上記の関係式（１）および上記の関係
式（２）を同時に満たす断面が、前記吐出エネルギ発生
素子の配列方向に沿う断面を含むインクジェットプリン
トヘッド、前記発熱体は一対の電極と該電極間に配され
た発熱材とを含み、該発熱材は電流密度が極大となる箇
所を実質的に有しないものであるインクジェットプリン
トヘッド、前記発熱材の膜厚は実質的に均一であり、か
つ、前記発熱体の少なくとも一方の端部において電流の
流入方向に直交する前記電極の端部の幅が、前記発熱材
の幅よりも小さいインクジェットプリントヘッド、前記
発熱体への電流流入方向に直交する方向の前記発熱材の
幅をＷｈ′とし、前記発熱体に対する天板の接合部位の
幅をＷｎとした場合において、Ｗｈ′＞Ｗｎの関係式（３）が成立するインクジェットプリントヘッ
ド、Ｗｈ′≧Ｗｎ＋４μｍの関係式（４）が成立するイ
ンクジェットプリントヘッド、前記発熱体上に前記基板
と前記天板とを接合するための接着層が設けられたイン
クジェットプリントヘッド、前記発熱体の一部に前記接
着層を設けない部分を設けるインクジェットプリントヘ
ッド、前記発熱体のうち前記接着層を設けない部分は前
記発熱体の極大昇温点およびその近傍領域を含むインク
ジェットプリントヘッド、前記発熱体のうち前記接着層
を設けない部分は前記発熱体の電流集中部およびその近
傍領域を含むインクジェットプリントヘッド、前記接着
層は熱可塑性材料から構成され、かつ、前記発熱体への
電流流入方向に直交する方向の前記発熱材の幅をＷｈ′
とし、前記接着層の幅をＷａとし、該接着層および前記
発熱体に対する天板の接合部位の幅をＷｎとした場合に
おいて、Ｗａ＞Ｗｈ′＞Ｗｎの関係式（５）が成立するインクジェットプリントヘッ
ド、前記基板に対する前記天板の接合部は、少なくとも
接合までは前記基板との接合方向に対して互いに段差と
なる２つ以上の面を有しており、かつ、前記天板の接合
部に対応する前記基板側の接合部位に前記天板の接合部
の２つ以上の面を個別に加熱し溶融するための発熱体を
設けたインクジェットプリントヘッド、前記発熱体は互
いに異なる条件での駆動が可能であるインクジェットプ
リントヘッド、前記発熱体は互いに異なる駆動タイミン
グでの駆動が可能であるインクジェットプリントヘッ
ド、前記天板の接合部の一部を樹脂材料から形成し、該
樹脂材料からなる接合部の一部に対応する発熱体と、前
記天板の接合部の他部であって前記樹脂材料から形成さ
れていない接合部に対応する発熱体とを有し、該発熱体
は互いに異なる発熱駆動が可能であるインクジェットプ
リントヘッド、インクを吐出するために利用されるエネ
ルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子を有する基
板と、該基板に接合して該基板との間に、前記インクを
吐出するための吐出口と該吐出口に連通すると共に前記
各吐出エネルギ発生素子に対応する位置に形成された複
数の溝とを含むインク流路を構成する天板とを含むイン
クジェットプリントヘッドの製造方法であって、前記複
数の吐出エネルギ発生素子の配置位置とは異なる位置で
あって前記基板に対する前記天板側の接合部に対応する
位置に複数の接合用の発熱体を備えた前記基板を用意
し、該基板の前記接合用の発熱体の位置に前記天板側の
接合部を当接させた状態で前記接合用の発熱体から発生
する熱により前記基板と前記天板とを接合するインクジ
ェットプリントヘッドの製造方法、前記天板と前記基板
との接合の前または後において、前記各接合用の発熱体
を互いに異なる条件で駆動して発熱させるインクジェッ
トプリントヘッドの製造方法、前記天板と前記基板との
接合の前または後において、前記各接合用の発熱体を互
いに異なる駆動タイミングで駆動して発熱させるインク
ジェットプリントヘッドの製造方法、インクを吐出する
ために利用されるエネルギを発生する複数の吐出エネル
ギ発生素子を有する基板と、該基板に接合して該基板と
の間に、前記インクを吐出するための吐出口と該吐出口
に連通すると共に前記各吐出エネルギ発生素子に対応す
る位置に形成された複数の溝とを含むインク流路を構成
する天板とを含むインクジェットプリントヘッドの製造
方法であって、少なくとも接合までは前記基板との接合
方向に対して互いに段差となる２つ以上の面を有する接
合部を設けた前記天板を用意し、該天板側の接合部の２
つ以上の面に対応した発熱体を有する前記基板を用意
し、該基板の接合用の発熱体に前記天板側の接合部を当
接させた状態で前記接合用の発熱体から発生する熱によ
り前記天板側の接合部の２つ以上の面個別に加熱し溶融
して前記基板と前記天板とを接合するインクジェットプ
リントヘッドの製造方法、前記発熱体を互いに異なる駆
動タイミングで駆動することにより、前記基板との接合
部の少なくとも一部を溶融するインクジェットプリント
ヘッドの製造方法、前記天板側の接合部のうち、前記基
板との接合方向に最も凸である部位を最も早く溶融させ
るインクジェットプリントヘッドの製造方法、接合に際
して、前記天板側の溶融すべき接合部位を前記基板の発
熱体上に接触させた状態で当該接触部分を加熱溶融する
インクジェットプリントヘッドの製造方法、上述のイン
クジェットプリントヘッドを用いて被プリント材にイン
クを付与することによりプリントを行うインクジェット
プリント装置。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、本発明の実施の形態におけ
る各構成要素が前述の図面に示された構成要素と同一で
あるときは、同一符号を付し、その部分の説明を省略す
る。

【００３４】（実施形態例１）図７は本発明のインクジ
ェットプリントヘッドの一実施態様例を示す斜視図であ
る。図８（ａ）は図７に示したプリントヘッドの要部と
しての基板を拡大した分解斜視図であり、図８（ｂ）は
図８（ａ）のＸ部分の拡大斜視図である。図中、符号２
は例えばシリコン等の基板である。この基板２の上に
は、インクを吐出するための複数のインク吐出口（オリ
フィスともいう）５が形成されたオリフィスプレートを
備えた天板６が載置されている。基板２上には、その一
端縁部にインクを吐出するための熱エネルギを発生する
吐出エネルギ発生体としてのインク吐出用ヒータ１が複
数個、所定間隔をもって配列されている。これらインク
吐出ヒータ１間の基板２上には、やはり所定間隔をもっ
て接合用の溝４９が形成されており、その溝４９の底面
上には接合用ヒータ５０が設けられている。これら溝４
９間は、基板２と天板６との接合に際し、オリフィス５
に連通するインク流路（ノズルともいう）の一部を構成
することになるが、これらインク流路はその後部におい
ては図８に示すように共通液室１２に連絡されている。
この共通液室１２は図７に示すように天板６の上部から
突出するインク供給部１２を介して図示しないインク容
器に接続されている。このような基板２は、熱伝導性の
よい接着剤により放熱板としても機能するアルミニウム
製等のベースプレート２４上に載置され、同じくベース
プレート２４上に載置された回路基板９上のコンタクト
パッド８等の配線部にボンディングワイヤー１１を介し
て接続されている。

【００３５】上記基板２の溝４９の側壁部９ａは図８に
示すようにオーバーハング状または逆テーパー状となっ
ており、溝４９の開口面積は底面の面積よりも狭く形成
されている。

【００３６】次に、図９および図１０を参照して上記基
板２と上記天板６との接合について説明する。

【００３７】図９は図７および図８（ａ）および（ｂ）
に示したプリントヘッドにおける基板と天板との接合方
法を説明するための概略斜視図であり、図１０は図９に
示した基板と天板との接合状態を示す概略断面図であ
る。

【００３８】天板６はいわゆる溝付天板と呼ばれるもの
で、その下側には、基板２のインク吐出ヒータ８に対応
するインク流路３が複数形成されており、これらインク
流路３は所定間隔をもって形成されたインク流路壁３ａ
により概略構成されている。インク流路壁３ａの下端部
は、基板２に天板６が接合されたときに基板２の溝４９
内に嵌入され得る形状およびサイズを有している。

【００３９】４００ｇ〜１Ｋｇ重の力で加圧しながらイ
ンク流路壁３ａの下端部が基板２の溝４９内に嵌入す
る。この嵌入された状態で、あるいは嵌入される前に予
め、基板２の溝４９内の接合用ヒータ５０に通電し、こ
れをを駆動する。通電は、パルス通電で行い、例えば電
流２００ｍＡ、パルス幅１０μ秒、周波数５ＫＨｚの条
件で２０秒通電を行うことにより、実質的に溝４９内に
嵌入されたインク流路壁３ａの下端部のみが加熱され、
溶融されて、部分的に変形させることができる。上記の
ような通電条件としたのは、例えば１秒間通電し続けた
場合にはヒータ５０が断線してしまう結果、インク流路
壁の下端部を溶融させることができず、必要な接合力を
得ることができない。また、このような連続通電に耐え
られる材料に代えた場合には、連続通電しても勿論ヒー
タ５０の断線は回避できるが、シリコン基板全体の温度
が上昇してしまうため、インク流路全体が溶融し、その
形状の維持が困難となる。このような理由からパルス通
電により接合用ヒータ５０は駆動される。

【００４０】このような接合用ヒータ５０の加熱により
形成されたインク流路壁３ａの下端部の溶融物は溝４９
内に充填された状態で冷却されるため、オーバーハング
状に形成された溝壁９ａの形状に近い形状で、基板２の
溝４９と一体となって固化する。本実施形態例では、こ
の固化部分は接合用ヒータ５０の上面に沿う方向に突出
する側方突起３ｂとなっている。このように溝９内に側
方突起３ｂが形成され、天板６と基板２とが一体に接合
されることから、インク流路壁３ａと基板との間に図６
に示すように隙間Ｃが形成されることがなく、インク流
路３間のクロストークを確実に防止することができる。

【００４１】なお、本実施形態例では、シリコン基板２
上に所定の成膜技術により接合用ヒータ５０を形成し、
ヒータ５０を含めてシリコン基板２上の全体を被覆する
溝形成層５１を形成し、この溝形成層５１上からフォト
リソグラフィ技術により接合用ヒータ５０の直上部分の
みを除去して溝９を形成する。本実施形態例のように、
溝９の内部をオーバーハング構造とするためには、溝形
成層５１の上部と下部との性質を異ならしめておき、下
部側の除去量を大きくし、上部側の除去量を小さく抑え
ておくのが好ましい。また、溝形成層５１を積層構造と
して上部と下部の性質を段階的に変化させてゆくことに
より、溝９の内部を逆テーパー構造とすることができ
る。

【００４２】また、接合ヒータ５０の形成材料として
は、本質的にインク吐出ヒータ１と同様の材料を使用す
ることができる。例えば、ＨｆＢ₂，ＴａＮ，ＴａＡｌ
等の薄膜材料の使用が可能である。さらに、溝形成層を
形成する材料としては、例えばＳｉＮ，ＳｉＯ₂等の材
料で形成され、シリコン基板と同一の半導体のウエハー
プロセスで形成される。

【００４３】（実施形態例２）図１１（ａ）は本発明の
インクジェットプリントヘッドの他の実施形態例におけ
る要部を示す分解斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１
（ａ）に示したＹ部分の拡大斜視図である。図１２は図
１１（ａ）および（ｂ）に示したプリントヘッドにおけ
る基板と天板との接合状態を示す概略断面図である。

【００４４】本実施形態例におけるプリントヘッドにお
いて、図１１（ａ）に示すように基板２上に一列に配列
されたインク吐出ヒータ１は３つの群に分割されてお
り、各群のヒータ１は共通液室１２ａ、１２ｂおよび１
２ｃにそれぞれ連通している。各共通液室間には、図１
１（ｂ）に示すように区画溝５１が基板２上に形成され
ており、区画溝５１の底面には接合用のヒータ５２が配
設されている。また、基板２上であって隣接する共通液
室間部５３は平坦に形成されており、天板６側の対応部
分には共通液室間部５３上に所定の大きさの空隙を設け
るべく凹所５４が形成されている。この空隙は接合用の
ヒータ５０からの放熱、区画溝５１へ嵌入するための天
板６側の接合部位を形成するための構造上の理由、およ
び天板を含めたプリントヘッド全体の軽量化のためであ
る。

【００４５】本実施形態例においては、インク吐出ヒー
タ１を含むインク流路を３つの群に分割し、接合面積ま
たは接合距離を大きくとることができることから、全体
に均一な接合力で接合することが可能となり、多数のイ
ンク流路を備えたプリントヘッドであっても、各インク
流路間でのクロストークの発生や各共通液室間でのクロ
ストークの発生を確実に防止することができる。また、
共通液室ごとに接合したことにより、一定の接合強度を
確保できるため、従来のばね部材で天板と基板とを挟む
必要がなくなり、部品点数を削減でき、共通液室間への
樹脂封止の工程を省くことができる。このため、樹脂封
止が不要となるため、共通液室間の間隔を狭くすること
ができ、基板の幅を狭くすることが可能となり、シリコ
ンウエハーからの基板の取り個数を増やすことができる
ため、安価にプリントヘッドを供給することが可能とな
る。

【００４６】（実施形態例３）図１３〜図１６は本発明
のインクジェットプリントヘッドの製造方法の一実施形
態例形態例および装置の接続方法を説明する図であり、
具体的には接着層を用いない溶融接合法による。

【００４７】図１３はプリンタヘッドの天板と基板との
接合を拡大した概略断面図であり、図１４（ａ）〜
（ｄ）は図１３に示した天板と基板との接合方法を工程
順に示した概略断面図であり、図１５は接合方法のチャ
ート図であり、図１６（ａ）〜（ｈ）は両接合部の形
状，寸法を変えた場合の接合状態を示す概略断面図であ
る。図１３においては半導体工程により形成された接合
ヒータを有する基板の層構造の一例を説明する。

【００４８】接合ヒータ１０７はインク吐出ヒータとほ
ぼ同様に材料としては発熱安定性にすぐれたＨｆＢ₂、
ＴａｘＮｙ等が用いられ、ヒータ１０７に接続された電
極にはコスト的に安価なＡｌ等が用いられる。接合ヒー
タ１０７は、インクとの直の接触により腐食することを
防ぐために、ＳｉＯ₂、ＳｉＮなどの絶縁性の保護層１
０４で覆われる。保護膜１０４には電極を電極パッド
（図示せず）に接続するためのスルーホールが設けられ
ている。ヒータ部は、生成されるバブルのキャビテーシ
ョンによる破壊を防ぐためにＴａなどの耐キャビテーシ
ョン層１０５が設けられている。

【００４９】接合ヒータ１０７はノズル壁２０３が接合
される箇所に各々設けられ、また接合ヒータ両端にはヒ
ータ１０７に電力を供給する電極が設けられている。

【００５０】接合ヒータ１０７は、電源と各接合ヒータ
間の抵抗値の差が生じないように電極のパターンが予め
設定されている。

【００５１】図１３はインク吐出口ヒータの配列方向に
沿った面にて本実施形態例の構成を説明する。

【００５２】天板はポリサルフォンで形成され、ノズル
壁先端２０８には突起２０９が設けられている。ノズル
壁２０３は４３．３〜４３．５μｍピッチで配列され、
ノズル壁先端２０８の幅Ｗｎ、突起２０９の幅Ｗｎ′は
各々１０μｍ、４μｍである。また突起２０９は略三角
または略台形の断面を有し、Ｚ方向の高さは４μｍであ
る。突起２０９は基板に対して１０ｇｆ程度の荷重にて
押し付けて接合されることで容易に座屈変形し、ノズル
壁２０８と基板１０１の表面を接合する中間材として作
用する。

【００５３】ノズル壁２０３が当接する基板面には、接
合ヒータ１０７が設けられ、該ヒータ表面はＳｉＯ₂か
らなる保護層１０４が露出している。天板材料のポリサ
ルフォンとの密着性を考慮すれば、当接面に他の材料、
例えばＴａ₂Ｏ₅などの酸化材を露出することも考えら
れる。

【００５４】また当接面には特願平０６−１７９１１６
号に特徴的な凹部１１０が設けられ、接合ヒータ１０７
は凹部１１０内に配置されている。本実施形態例では凹
部１１０の幅Ｗｓおよび接合ヒータ１０７の幅Ｗｈは、
各々１２μｍ、８μｍである。またノズル２０３の高さ
インクの吐出性能上、Ｙ方向で部分的に異なり、３０〜
５０μｍである。

【００５５】特願平０６−１７９１１６号に記載の凹部
の作用を得るため、および後述するような、溶融したポ
リサルフォンの堤防としての作用を得るために、凹部１
１０とノズル壁２０３は、Ｗｓ＞Ｗｎなる関係を有する
ことが好ましい。またノズル壁２０３、突起２０９、接
合ヒータ１０７は、図１３の断面において、Ｗｎ′＜Ｗｈ＜Ｗｎの式（１）の関係をもつ。

【００５６】式（１）による作用を図１６（ａ）〜
（ｈ）により説明する。

【００５７】本発明者らの検討によれば、天板の当接部
の樹脂を溶融するために、接合ヒータの駆動によって当
接面およびその近傍のみを局所的に１８０〜３００℃に
加熱することが可能である。具体的には２．４μｊ／μ
ｍ²／パルス程度の電気エネルギーを接合ヒータに１Ｋ
Ｈｚ程度の頻度には数百〜数万回程度供給することで、
天板の当接部近傍のみのポリサルフォンを溶融できた。

【００５８】図１６（ａ）の構成では、天板と基板との
ノズル配列方向のアライメント精度に余裕をもつ特徴が
あるが、図１６（ｂ）に示すようにノズル壁の両側に樹
脂の流れだしが生じ、これがインク吐出ヒータの端部を
覆う危険がある。図１６（ａ）の構成は、特にノズルピ
ッチが３５〜４５μｍ以下の場合には、ノズル壁とヒー
タのクリアランスが小さくなるために上記の不具合に対
して不利である。

【００５９】また図１６（ｃ），（ｅ）の構成では、そ
れぞれ図１６（ｄ），（ｆ）に示すようにノズル壁の両
側に溶融が不完全な部分が生じるためにノズル壁先端と
基板との十分な接合力を得ることは困難である。

【００６０】これらに対して、図１６（ｇ）の構成によ
れば、座屈して接合ヒータ１０７に接合された突起２０
９は接合ヒータ１０７の加熱領域に含まれるために確実
に溶融できる。また溶融が進行し樹脂がノズル側に流れ
る場合には、図１６（ｈ）に示すように接合ヒータ１０
７の端とノズル壁先端２０８の端との間のスペースが樹
脂の冷却領域として作用するために樹脂は急速に固化
し、ノズル２０２内に流れだすことはない。ゆえに、図
１６（ｇ）の式（１）の構成は６５μｍ以下程度のノズ
ルピッチが小さい場合に特に有効である。

【００６１】次に図１３に示した構成による天板接合の
工程を図１４（ａ）〜（ｄ）および図１５を参照して説
明する。

【００６２】天板と基板は所定の位置関係にアライメン
トされ仮接合される（図１４（ａ））。この後、天板の
Ｚ方向より荷重を作用し、ノズル壁先端２０８と基板１
０１を圧接する（図１４（ｂ））。この工程により、突
起２０９は基板との間で座屈変形する。これにより天板
のソリにより生じる個々のノズル壁と基板との隙間をな
くし、ノズル壁は一様に基板に圧接されると同時に、溶
着すべきノズル壁２０３と発熱源である基板とが分断さ
れることにより両者の間に断熱層が生じることはない。

【００６３】圧接後、接合ヒータ１０７を駆動しポリサ
ルフォンを溶融し（図１４（ｃ））、被溶融物により天
板の接合部と基板表面の間を実質的に充填し、ノズル壁
２０３と基板との接着を完了する。天板の接合部と基板
表面の間を樹脂で充填することは、ヒータ１０７の加熱
域外にはみでた被溶融樹脂を冷却するとともに、加熱終
了後のノズル壁と基板との接合強度を高めるために好ま
しい状態である。また、発熱材の膜厚バラツキ等で、接
合ヒータが局所的に過加熱となるために樹脂の冷却が十
分でない場合でも、図１３の構成では、凹部のエッジで
溶融樹脂の流れ出しを停止させることができる。

【００６４】圧接に用いた荷重は接着工程の後に一旦あ
るいは完全に除去してもよいが、熱インクジェットヘッ
ドの周知の構成にみられる押えバネの組み込みを図１５
の荷重段階で行うことも考えられる。

【００６５】また接合ヒータの駆動に伴う天板の当接部
の溶融により天板が基板側に沈降することも考えられる
が、これにより圧接力が大幅に変化しないように荷重を
制御してもよい。

【００６６】（実施形態例４）図１７は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例を
示す概略断面図である。

【００６７】本実施形態例では、ノズル壁先端２０８の
突起２０９が図１７に示すようにオリフィスプレート２
０６に形成されたオリフィス２０４の近傍まで延在され
ておらず、突起２０９に対応する基板１０１側の接合ヒ
ータ１０７も突起２０９と同様にオリフィス２０４の近
傍まで延在されていない点に特徴がある。

【００６８】本実施形態例によれば、接合ヒータ１０７
の加熱により溶融した樹脂が万一基板に沿って流れ始め
ても、液室やオリフィスに至る前の接合ヒータ１０７が
配列されていない箇所において急速に固化させることが
でき、この結果、流動固化物がインク流路（ノズル）２
０２の内部構造に影響を与えることがなく、記録時のイ
ンクの流れを阻害することはない。

【００６９】（実施形態例５）図１８は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例を
示す概略断面図であり、図１９は図１８に示した製造方
法における接合方法のチャート図である。

【００７０】本実施形態例では、天板接合に際して基板
と天板の当接部に接着層を用いる点に特徴がある。

【００７１】図１８は吐出用ヒータ１０２の配列方向に
沿った面にて本実施形態例の構成を説明するものであ
り、接着層１０９の幅Ｗａ、接合ヒータ１０７の幅Ｗｈ
は、Ｗａ＜Ｗｈの式（２）を満たすように構成されている。接着層１０
９は天板と同材料であるポリサルフォンを溶剤により溶
解し、基板１０１上に所定の厚さの薄膜として設けた
後、パターニングした。

【００７２】図１８においては、ノズル壁２０３は４
３．３μｍピッチで配列されＷｎ、Ｗａ、Ｗｈは各々１
０μｍ、３μｍ、７μｍである。

【００７３】本実施形態例の寸法関係では、接着層のポ
リサルフォン全体を溶融するためには、接着層１０９の
厚さは好ましくは５μｍ以下、より好適には２〜４μｍ
である。

【００７４】接着層を設けることにより、天板と基板と
の結合の他に、天板のＺ方向のソリを吸収するための緩
衝層としても機能させることが可能である。このため、
接着層の材料は、上記の目的に沿うものであれば、天板
の当接部と同種の材料に限定する必要はなく、また熱可
塑性材料に限定する必要もない。

【００７５】図１９は本実施形態例の構成での天板接合
の工程である。本実施形態例を図１５に示した先の実施
形態例に比べて特徴的な点は、仮接合の前に予め接着層
を加熱し軟化／溶融させる点である。これは上記の接着
層１０９の２つの機能をより有効に作用させる工夫であ
る。

【００７６】式（２）を満足する本実施形態例の構成に
よれば、仮接合によりノズル壁先端２０８と基板表面の
間に介在する接着層１０９は、その全てが接合ヒータ１
０７の加熱領域の上に含まれるために接合ヒータの発熱
によって確実に溶融される。また接着層１０９を構成す
るポリサルフォンの溶融が進行しノズル側に流れる場合
には、接続ヒータ１０７の端とノズル壁先端２０８の端
との間のスペースが樹脂の冷却領域として作用するため
に樹脂は急速に固化し、記録時にノズル２０２内のイン
クの流れやバブル生成を阻害することはない。

【００７７】（実施形態例６）図２０は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例を
示す概略断面図である。

【００７８】本実施形態例ではノズル壁先端２０８に複
数の突起２０９を有するとともに、基板の接合ヒータ１
０７の真上には接着層１０９が設けられている点に特徴
がある。図２０の構成では、２つの突起は実施形態例３
で述べた作用の他に接着層と接する見掛けの表面積を増
加する作用をする。

【００７９】図２０においては、接合ヒータ１０７によ
り接着層１０９および／または突起２０９が加熱により
溶融されることが必要である。ゆえに、接合ヒータ１０
７に対する突起の幅は、図中のＷｎ′で表される突起の
両外側端の間隔とすればよい。また既に述べた式
（１），（２）の思想に照らせば、Ｗａ、Ｗｎ′、Ｗ
ｎ、Ｗｈの関係は、図２０の構成のように、ｍｉｎ（Ｗａ、Ｗｎ′）＜Ｗｈ＜Ｗｎの式（３）とすればよい。

【００８０】（実施形態例７）図２１は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの他の実施形態例を示す概略平
面図であり、図２２は図２１に示したプリントヘッドに
おける電極間の構成を示す拡大平面図である。

【００８１】本実施形態例では、天板と基板とを接着層
を用いずに溶融接合する点に特徴がある。

【００８２】図２１および図２２では、図の理解を容易
とするために滴形成のためのヒータおよび該ヒータの電
極の記載は省略した。図２２は図２１の電極１０８，１
０８ｃ付近の拡大図である。

【００８３】本実施形態例のインクジェットヘッドの基
板１０１に設けられる接合ヒータ１０７は、両端の電極
間で、電流方向に直交する方向のヒータ幅Ｗｈが実質的
に一定である。また各々の接合ヒータは共通の電極１０
８ｃに接続されるが、各接合ヒータ間で電源と接合ヒー
タ間の抵抗値の差が生じないように電極のパターンが予
め設定されている。天板はポリサルフォンにて形成され
ている。

【００８４】本実施形態例の特徴として、発熱材の膜厚
は接合ヒータ上にて実質的に均一であり、また接合ヒー
タ端における電極幅Ｗｓ、Ｗｃは、ともにヒータ材の幅
Ｗｈ以下の大きさであり、Ｗｓ＝Ｗｃである。

【００８５】本実施形態例の構成によれば、発熱材のシ
ート抵抗は接合ヒータ上にて実質的に均一であり、また
接合ヒータ１０７の発熱材上で電流密度が局所的に大き
くなる箇所は生じない。一方、接合ヒータ１０７のＸ方
向の両端では電流密度が他の部分より小さいが、これら
の箇所では発熱量も比較的小さく、天板接合工程への影
響は小さい。すなわち、接合ヒータ１０７の物理的な大
きさに対して、熱的な意味での実質的なヒータ部分は、
長さ（電流方向）Ｌｈ、幅（Ｙ方向）Ｗｈ′＝Ｗｃ＝Ｗ
ｓの領域（以下、実ヒータ領域）である。該領域では電
流密度はほぼ均一であり、ゆえに、接合ヒータ１０７へ
の通電時にヒータ１０７表面上に温度が他の部分より極
端に高くなる箇所、いわゆるヒートスポットが生じな
い。これにより、図２１および２２の構成の接合ヒータ
では、当接されるノズル壁の先端部２０８を均一に加熱
溶融することができる。

【００８６】次に図２３〜図２５を参照して天板接合の
工程を具体的に説明する。図２３は本発明のインクジェ
ットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例を説明
するためのチャート図であり、図２４（ａ）〜（ｄ）は
図２３に示した製造方法における接合方法を示す概略断
面図であり、図２５は図２４に示したプリントヘッドの
要部としての実ヒータ領域を示す概略断面図である。天
板と基板を所定の位置関係にアライメントすることで先
端部２０８は基板の実ヒータ領域上に置かれる。図１の
Ｆ部分に対応する部分である実ヒータ領域に対応するノ
ズル壁２０３の先端部分は、図２５に記載のように、天
板の基板に対面する他の部分よりもＺマイナス方向に肉
盛りされた形状２０７を有する。これは、後述するよう
に接合ヒータの発熱による溶融代である。溶融代２０７
の大きさΔＺは、天板の基板に対する接合面のＺ方向ソ
リを補正する程度の大きさを有することが好ましいが、
実用的な天板接合を行うためには、通常１０μｍ以下で
ある。

【００８７】次に、接合ヒータに通電しヒータ１０７に
表面をプレ加熱し（図２４（ａ）参照）、天板を基板に
荷重により圧着する（図２４（ｂ）参照）。この時点で
は、荷重は天板のソリを矯正して各々の先端部２０８な
どの天板の接合部を基板に隙間無く接触させる作用をす
る。天板の圧着後、天板の接合部近傍が溶融されて基板
と接置され、かつ前記接合部以外の箇所は溶融変形しな
い（図２４（ｃ）参照）時刻まで接合ヒータ１０７を駆
動する。接合ヒータの駆動条件は、ヒータ表面温度の最
大値が、ポリサルフォンのガラス転移点温度以上になる
ように設定する必要がある。また同一の基板内の複数の
接合ヒータの駆動は、複数のノズル壁の溶融のタイミン
グに著しい時間差が生じないように行うことが好まし
く、全ヒータを同時駆動することが特に好ましい。発明
者らの検討では、１パルスの印加によりヒータ１０７の
最大表面温度が約３５０℃以上となるようなパルス駆動
を１〜５ＫＨｚにて約３０〜６０ｓｅｃ間行なうことで
天板の所望の箇所のみが溶融する比較的良好な結果を得
た。

【００８８】ヒータ１０７の駆動停止により、基板およ
び天板を冷却し（図２４（ｄ）参照）、冷却工程の終了
後天板と基板を圧着する荷重を解放する。冷却時間中に
天板と基板の圧着荷重を続けるのは、ポリサルフォンの
冷却収縮による接合部の剥離を防止するためである。

【００８９】以上の工程により、天板の先端部２０８は
基板の接合ヒータ１０７の表面に隙間無く接合される。
この後、天板接合の信頼性を高めるために、接合部の周
囲をシリコン系のシーラントで封止する。

【００９０】以上によって、隣接するノズル間のリーク
のない信頼性の高い接合が達成される。

【００９１】溶融代２０７の突起形状は本出願にかかる
発明の構成として必須の要件ではないが、突起形状の併
用により。溶融に伴う工程の制御が比較的容易である。
また、液室枠の部分にノズル部の接合部位と同様の構成
を各々天板、基板に設けてもよい。

【００９２】半導体プロセスで接合ヒータを構成する場
合は、より好ましくは電極と発熱材のパターンのずれを
考慮し、Ｗｃ、Ｗｓは（Ｗｈ−工程におけるアライメン
ト精度）以下の値であればよい。

【００９３】（実施形態例８）図２６は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの他の実施形態例における接合
ヒータの構成を示す概略平面図である。

【００９４】本実施形態例については、図２６に示すよ
うに電流方向に直交する向きの接合ヒータ幅が電流方向
に変化する形状の場合には、該ヒータ幅の最小値Ｗｈｍ
ｉｎよりも電極の幅を小さく設定すればよい。具体的な
例として、図２６の形態ではＷｃ、ＷｓはともにＷｈｍ
ｉｎ以下の大きさである。好ましくはＷｃ＝Ｗｓであ
る。

【００９５】（実施形態例９）図２７は本発明のインク
ジェットプリントヘッドの他の実施形態例を示す概略断
面図であり、図２８（ａ），（ｃ）は図２７に示したプ
リントヘッドにおける天板と基板との接合方法で説明す
るための概略断面図であり、図２８（ｂ）は接合ヒータ
上の温度分布を示すグラフである。具体的には天板と当
接部を溶融するための熱をノズル壁の先端部に十分に伝
えるための、先端部２０８と接合ヒータ１０７の寸法関
係を規定する。

【００９６】図２７では接合ヒータ１０７の幅Ｗｈは電
極１０８の幅より小さいため、ヒータ幅Ｗｈは実ヒータ
領域の幅と実質的に等しい。

【００９７】本発明者らの検討によれば、先端部２０８
全面を基板に直に接合する場合、接合ヒータ１０７の幅
Ｗｎを先端部２０８の幅Ｗｎ以下とすることは好ましく
ない。例えば、Ｗｈ＝Ｗｈ′（実ヒータ領域の幅）＝Ｗ
ｎなるヒータ１０７を設け、その表面にノズル壁２０３
を密着させた（図２８（ａ））とき、ヒータ１０７の発
熱によるヒータ１０７表面の温度分布は図２８（ｂ）の
形態であった。すなわちヒータ１０７の両端では温度が
低い部分が存在する。最高温度Ｔｍａｘは投入電力によ
り変化するが、基板の保護層１０４がＳｉを主成分とす
るＳｉＯ₂、ＳｉＮなどを材料による５μｍ程度以下の
厚さのとき、Ｗｈが数十μｍ以下の大きさであるなら
ば、Δｘはほぼ２〜５μｍ程度発生する。このため、先
端部２０８の両端は他の部分に比べ溶融しにくく、均一
な接合が困難である。ゆえに実用的なインクジェットヘ
ッドでは、少なくとも好ましいアライメント状態で先端
部２０８が接合ヒータ１０７の低温部に当接しない寸法
関係Ｗｈ＞Ｗｎが必要である。図２８（ｂ）によれば、
具体的にはＷｈ≧Ｗｎ＋２×Δｘ＝Ｗｎ＋４μｍであ
る。より好ましくはＷｈ≧Ｗｎ＋６μｍである。

【００９８】本実施形態例では、上記のヒータ面１０７
の温度特性に鑑みて、図２７および２８のように先端部
２０８の幅Ｗｎを、Ｗｈ−４μｍとすることで前記先端
部２０８がヒータ１０７から均一に熱を供給されるよう
にした。

【００９９】本実施形態例の構成では、天板の当接部に
温度が比較的高いヒータ面の箇所が接合されるため、信
頼性の高い接合が可能であり、またそのための熱効率も
よい。

【０１００】上記の例では、ノズル壁２０３とヒータ１
０７の各々の中心軸が実質的に同位置にあるように両者
がアライメントされる必要がある。両者のアライメント
の誤差を考慮するならば、Ｗｈは、Ｗｈ≧Ｗｎ＋４μｍ
＋（アライメント誤差）、となるように設定し、ノズル
壁の先端側がヒータ１０７両端の低温領域に当接しない
ように考慮する必要がある。

【０１０１】また図２１のように実ヒータ領域の幅Ｗ
ｈ′が幾何的な接合ヒータ幅以下となる場合は、上記の
ＷｈをＷｈ′に置き換えた寸法関係が必要である。

【０１０２】（実施形態例１０）図２９（ａ）および
（ｂ）は、本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を示す概略断面図であり、天板
の当接部形状が特開平４−２５００４８号に開示される
接合信頼性向上のための突起形状を有する場合の接合ヒ
ータ１０７に好適な寸法を示している。

【０１０３】すなわち基板と当接すべきノズル壁２０３
の先端部に図２９（ａ）および（ｂ）に示すような突起
を設ける場合、図２９（ａ）の形態では、突起２０９の
Ｘ方向の幅Ｗｎ′に対して、ヒータ１０７幅Ｗｈを、
（Ｗｎ′＋４μｍ）以上とすればよい。また図２９
（ｂ）のように突起２０９が複数設けられる形態では、
両端の突起２０９の幅Ｗｎ″に対して、ヒータ１０７幅
Ｗｈを（Ｗｎ″＋４μｍ）以上とすればよい。

【０１０４】（実施形態例１１）図３０は、本発明のイ
ンクジェットプリントヘッドの他の実施形態例における
接合ヒータを拡大した概略平面図であり、天板接合に際
して基板と天板の当接部に接着層を設ける例である。

【０１０５】本実施形態例では、熱可塑性樹脂であるポ
リサルフォンで形成された天板に対して、接着層は接合
ヒータ１０７上にポリサルフォンを１〜４μｍ程度の薄
膜としてパターン形成される。ノズル壁先端の溶融変形
か不均一に進行して基板に対して天板が傾斜等する不都
合を防止するためには、接着層を設けるべき接合ヒータ
面上にはヒートスポットを生じないことが必要である。
またノズル壁の先端部２０８の幅Ｗｎが接合ヒータ１０
７の実ヒータ領域の幅以上の寸法である場合は、実ヒー
タ領域内に接着層を設けること、すなわち図２８（ｂ）
で示した接合ヒータの端部の低温領域に接着層を設けな
いことが好ましい。なぜならば、接着層が実ヒータ領域
内外にまたがって設けられた場合、接合ヒータ駆動時に
実ヒータ領域外の接着層が溶融あるいは軟化せずに残
り、未軟化部がスペーサの役割となり、天板と基板との
接合の障害になる危険があるからである。

【０１０６】接着層１０９はヒータ１０７の周端部の低
温領域にかからないように、ヒータ１０７の端部からΔ
Ｘ以上離れたヒータ１０７の内側にパターニングされ
る。実ヒータ領域の幅が幾何的にヒータ幅より小さい場
合は、実ヒータ領域の端部からΔＸ以上離れたヒータ内
側にパターニングすることが好ましい。

【０１０７】実用的なインクジェットヘッドでは、ΔＸ
は２μｍ以上必要である。

【０１０８】また、本実施形態例では、接着層１０９と
接合ヒータ１０７の端部の距離を４μｍとするととも
に、電極１０８とヒータ１０７面のステップ段差を考慮
し、Ｙ方向においても接着層１０９と電極１０８，１０
８ｃの間にΔＹ＝２μｍの隙間を設けた。

【０１０９】本実施形態例の構成によれば、接着層１０
９の接合ヒータ１０７の比較的高温かつ温度の一様な部
分に設けられるので、接着層を均一に溶融することがで
きる。

【０１１０】本実施形態例では、接着層がヒータ１０７
の実ヒータ領域に対応して設けられ、接着層全体を確実
かつ同時に溶融軟化できるため、ノズル壁の先端部の幅
ＷｎとＷｈの寸法の大小とは無関係に、天板と基板の当
接部の密着が可能である。

【０１１１】また本実施形態例のごとき接着層と接合ヒ
ータの寸法関係であれば、接合ヒータ上の接着層全体を
均一に加熱することが可能であるため、接着層の材料
は、熱硬化性樹脂など、熱反応性の他の材料であっても
よい。

【０１１２】（実施形態例１２）図３５（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ本発明のインクジェットプリントヘッ
ドの他の実施形態例における接合ヒータの構成を示す概
略平面図である。図３５（ａ）の形状の接合ヒータ１０
７は、電極間のヒータ幅は一定であるが、ヒータ１０７
が湾曲する内側部分１１０にて電流集中が発生し、ヒー
トスポット１１１が形成される場合がある。本発明者ら
の検討によれば、固状態の接着層下にヒータスポットが
発生すると、ヒータスポット付近の接着層のみが急速に
溶融し、ヒートスポット部に気泡が発生する場合があ
る。

【０１１３】この結果、接着層は気泡により膜状に接合
ヒータから剥離し、かえって接着層への熱伝導が阻害さ
れてしまう問題があった。ゆえに接着層１０９のパター
ニングの際には、内側部分１１０付近に接着層１０９を
設けない。また図３５（ａ）の構成では、湾曲部の外側
付近は低温領域となる場合があり、該外側付近の接着層
を除去することも考えられる。これによって、接合ヒー
タの発熱領域に対応する接着層の材料を効率的かつ一様
に溶融できる。

【０１１４】電流方向に幅が変わる図３５（ｂ）の形状
の接合ヒータは、電流密度が最大となる最も狭い箇所と
その周囲には接着層を設けないことが考えられる。

【０１１５】（実施形態例１３）図３６（ａ）および
（ｂ）は本発明のインクジェットプリントヘッドの他の
実施形態例における接合ヒータの構成を示す概略平面図
であって、（ａ）はエキシマレーザー照射前、（ｂ）は
照射後の状態を示している。

【０１１６】本実施形態例は、接合ヒータ上に好ましく
ない欠陥が存在するとき、天板接合に先立ち該欠陥上の
接着層を除去する点に特徴がある。

【０１１７】半導体工程において接合ヒータを作る場合
には、基板に付着するゴミ等により偶発的にパターン欠
けなどのヒータ欠陥が生じる可能性がある。ヒータ欠陥
箇所は接合ヒータの発熱が所定の状態でない場合がある
ため、該欠陥箇所の接着層を予め除去することが好まし
い。

【０１１８】本実施形態例では、図３６（ａ）のように
接着層の所定のパターニングまでは図３３の工程フロー
に従う。

【０１１９】天板の圧着に先立つ検査によりヒータ欠陥
が発見された場合は。接着層のパターニング後にスポッ
ト状エキシマレーザーをヒータ欠陥部を覆う接着層に照
射して除去する（図３６（ｂ）参照）。

【０１２０】マルチノズル型のインクジェットヘッドで
は、上記の工程のよりノズル壁ごとに先端部の接合強度
にムラが生じる可能性もあるが、通常ヒータ欠陥は偶発
的かつ局所的に発生するため、ヒータ欠陥の有無による
天板の接合強度の実質的な低下はほとんど無い。

【０１２１】（実施形態例１４）図３１は、本発明のイ
ンクジェットプリントヘッドの他の実施形態例における
接合ヒータを拡大した概略平面図であり、図３２（ａ）
および（ｂ）は図３１の変形例を示す概略平面図であ
り、図３３は図３１のプリントヘッドの製造方法におけ
る接合方法のチャート図である。

【０１２２】本実施形態例では、また天板および接着層
の主な材料はポリサルフォンである。

【０１２３】図３１は接合ヒータは、実質的に均一な膜
厚の発熱材により構成されるが、その形状は、電流方向
に直交する方向の電極１０８の幅が発熱材の幅より大き
いため、発熱材の幅が絞られた位置で電流密度が極大と
なる地点が存在し、ヒートスポットが形成される場合が
ある。

【０１２４】一方で、図３１の電極形態では、有効なヒ
ータ幅を広くとれ、より高密度にノズル２０２を配置す
るインクジェットでは、スペース効率の面で利点があ
る。また発熱材の膜厚が局部的に小さい場合は、その箇
所および周辺がヒートスポットになる可能性がある。

【０１２５】本実施形態例の構成によれば、接合ヒータ
１０７の電流方向の両端の電極１０８，１０８ｃ付近で
は、図３２（ａ）のように、接着層１０９を接合ヒータ
１０７の表面に設けない。これは、接着層をヒートスポ
ット上に設けないためである。ヒートスポット１１１の
位置は、上記の電流密度が極大になる点を算出すること
で容易に推定される。ヒートスポットがヒータ面積に対
して小さいと予想される場合には、図３２（ｂ）のよう
な形態も考えられる。

【０１２６】また本実施形態例では電極１０８から離れ
た接合ヒータ１０７の中央付近に等間隔で接着層の除去
パターン１１２を設けている。これは接合ヒータ１０７
上の膜欠陥が存在する場合に、該欠陥箇所にてヒートス
ポットが生じることになり、接着層と接合ヒータの界面
が剥離する力を緩和するための構造である。除去パター
ン１１２を等間隔に並べたのは、上記の膜欠陥がランダ
ムに生じるためであり、除去パターンが必ずしも同形
状、等間隔に設ける構成に限定する必要はない。さらに
図中Ｘ方向には、接着層１０９の幅Ｗａ、接合ヒータ１
０７の幅Ｗｈ、ノズル壁の先端の幅Ｗｎは式（５）を満
たすことにより、良好な接合可能である。後述する理由
により、好ましくはＷｎ≦Ｗｈ−４μｍである。

【０１２７】次に、図３３および図３４（ａ）〜（ｅ）
を参照して本実施形態例の特徴的な構成、および天板接
合の工程の手順について説明する。

【０１２８】基板の構成としては、接合ヒータ表面はＳ
ｉ酸化物あるいはＴａ酸化物が露出することが接着層の
基板密着性の点から好ましい。本実施形態例では保護層
１０４はＳｉＯ₂で構成され、この上で溶剤で溶かした
ポリサルフォンをスピンコートで数μｍ以下の厚さに塗
布する（図３４（ａ）参照）、接着層１０９の硬化後、
基板上に接着層を残す部分のみを覆うようにレジストを
パターニングしてのせ、アッシングなどの工程により、
接合ヒータのヒートスポット部など基板上に残さない部
分の接着層を除去する。レジストを洗浄することで接合
ヒータの所望の箇所のみに接着層を形成できる（図３４
（ｂ）参照）。不要な箇所の接着層を除去する手段とし
ては、エキシマレーザー照射も考えられる。

【０１２９】天板接合に際しては、まず接合ヒータを駆
動し、接合ヒータ１０７上の接着層１０９を溶融する。
これにより接着層１０９の所定の部分を溶融した後、天
板のノズル壁２０３の先端部２０８を接着層１０９を通
して基板に圧接する。

【０１３０】接着層の有無にかかわらず、接合ヒータな
どの熱源に接する接着層、あるいは熱可塑性の天板の当
接部を溶融するためには、溶融に十分にエネルギーを
０．１〜１０ｍｓ程度の短パルスを数ＫＨｚ以下の周期
で繰り返し印加することで供給することが好ましい。直
流での連続通電では、ヒータ１０７で発生した熱が一度
接着層や天板に伝わり、極端な場合は、接着層の周囲の
基板上に飛散や天板のノズル壁全体の溶融変形の危険が
ある。

【０１３１】薄膜工程にて形成された図３１の構造のヒ
ータに通電するとヒータのほぼ全面が発熱するが、図３
４（ｃ）のヒータの端部の微小な領域Δｘは温度勾配が
生じる部分であり、この領域では接着層を加熱するため
の十分な熱量は接着層に伝えることができない。ゆえに
接着層１０９の、上記の低温領域に対応する部分および
その外側では、ポリサルフォンを溶融しない状態で残す
ような加熱状態を選ぶことが容易にできる。

【０１３２】本発明者等の検討によれば、具体的には基
板の保護層１０４がＳｉを主成分とするＳｉＯ₂，Ｓｉ
Ｎなどを材料による５μｍ程度以下の厚さのとき、Ｗｈ
が数十μｍ以下の大きさであるならば、Δｘはほぼ２〜
５μｍ程度発生する。ゆえに上記の膜構成では、十分な
機能を得るため接合ヒータ１０７の幅Ｗｈは、通常、好
ましくは４μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上の大
きさとすればよい。

【０１３３】本発明者らの検討によれば、接着層のポリ
サルフォン厚さが２〜４μｍ程度の場合、０．７ｍｊ／
μｍ²のエネルギーを印加したところ、ヒータ１０７の
周囲２μｍ程度より外側のポリサルフォンが溶融しなか
ったが、それ以外のヒータ領域に対応するポリサルフォ
ンは接合に十分に溶融状態となった。

【０１３４】本実施形態例では、上記の低温領域より外
側の未溶融の接着層を、溶融部の接着層材料の堤防部材
として積極的に用いる。これにより、天接時に溶融した
接着層のポリサルフォンが、基板のＸ方向において接合
ヒータ１０７に隣接するヒータ１０２上の一部を覆うこ
ともない。

【０１３５】すなわち、溶融した接着層材料の流れだし
を防止し、かつ図３４（ｅ）のように、同時に天板のノ
ズル壁の先端部２０８を溶融した接着層上に当接するた
めには、図３４（ｄ）に示すようにＷａ＞Ｗｈ＞Ｗｎの式（５）の寸法関係が必要である。

【０１３６】既に述べた本発明者等の検討の結果によれ
ば、より好ましくは、上記の関係式において、Ｗｈ≧Ｗ
ｎ＋２×ΔＸ＝Ｗｎ＋４μｍである。

【０１３７】以上の手順により天板と基板は接合され、
接合ヒータの駆動を停止することで天板接合の工程を終
了する。より好ましい接合状態では、全てのノズル壁が
図３４（ｅ）のように接合されるが、天板にＺ方向のソ
リが存在する場合は、ノズル壁２０３の先端部と基板の
接合ヒータ１０７表面との間に接着材料の薄層が介在す
ることも考えられる。

【０１３８】本実施形態例においては、接合ヒータを含
む基板上に接着層を形成し接合前に接合ヒータ上の一部
の接着層を除去することにより接合ヒータ上の一部に接
着層を設けない構成を採用しているが、各々単独に用い
ても各発明の効果を得ることができる。

【０１３９】本実施形態例では接着層の材料として熱可
塑性の材料を用いたが、熱硬化性の材料を用いることも
考えられる。接合ヒータ上の接着層の一部を除去する場
合は、熱可塑性材料を用いることが好ましい。

【０１４０】また、接着層を下敷きしない接合部におい
ては、接合の信頼性向上のために、特開平４−２５００
４に記載の特徴的な構造を用いることも考えられる。

【０１４１】（実施形態例１５）図３７は本発明のイン
クジェットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例
を示す概略断面図であり、図３８（ａ）〜（ｅ）は図３
７に示したプリントヘッドにおける接合方法を示す概略
断面図であり、図３９は図３８（ａ）〜（ｅ）のチャー
ト図である。図４０は本実施形態例における接合ヒータ
に関連した回路図である。

【０１４２】本実施形態例では、接着層を用いない溶融
接合を用いている。

【０１４３】図３７は、液滴を吐出するためのノズルの
ための溝の列（以下、ノズル溝列）２１２の両側にダミ
ーノズルを形成するための溝の列（以下、ダミーノズル
溝列）２１３を有する天板における例である。ノズル壁
２０３、ダミーノズル壁２０３′ともに、先端には天板
と基板との初期的な密度を確実にするための突起２０
９，２０９′を有する。突起２０９，２０９′は後述す
る天板と基板との仮接合のためのＺ下向きの荷重によっ
て、接合ヒータ１０７とノズル壁先端２０８，２０８′
の間で容易に座屈変形するように予め設けられている。

【０１４４】安定な滴形成のために確実な接合に必要な
ノズルアレイにおいては、ノズル溝列２１２のノズル壁
２０３のノズル壁先端２０８とダミーノズル溝列２１２
のノズル壁２０３′のノズル壁先端２０８′は前者の方
が接合の方向に対して凸である。これは天板自体にＺ方
向のソリ変形が存在する場合にも、ノズル溝列２１２の
ノズル壁２０３が確実に基板に当接するための工夫であ
る。またダミーノズル溝列２１３は液室枠２１０に対し
て接合方向にさらに凸である。

【０１４５】またノズル壁２０３とノズル壁２０３′の
先端部は、図３７の断面にて略合同な形状を有する。

【０１４６】本実施形態例においては、ノズル壁６００
ｄｐｉ密度で配置され、ノズル壁先端の幅、ノズル壁高
さは各々８μｍ、２５〜４５μｍである。ノズル壁高さ
は、後述する溶融によるノズル壁の沈降量を考慮し滴形
成に好適な形状に対して予め大きく形成することも考え
られる。

【０１４７】またノズル壁２０３の凸の大きさはΔＺ
１、突起２０９および２０９′のＺ方向高さΔｈは、約
４μｍ、６μｍと設定した。液室枠２１０の面はノズル
壁２０３′よりさらに反結合側にあり、液室枠からみた
ノズル壁２０３、基板側への凸の大きさΔＺ２は約８μ
ｍである。

【０１４８】本実施形態例の構成としての、 ΔＺ１＜（突起高さ）によれば、接合ヒータ１０７の駆動によりノズル壁２０
３が基板に実質的に接着するように天板がＺ方向に沈降
した際に、同時にノズル壁２０３′が突起２０９′を挟
んで基板の接合ヒータ１０７′の面と当接することがで
きる。

【０１４９】また本実施形態例の特徴的な他の構成とし
て、各ノズル壁２０３，２０３′に対応して、基板上に
は接合ヒータ１０７，１０７′が設けられ、ノズル溝列
２１２に対応する各々の接合ヒータ１０７は並列回路に
より各セグメントの抵抗が等しくなるように接続され
る。これに対して、ダミーノズル溝列２１３に対応する
接合ヒータ１０７′は、接合ヒータ１０７とは電気的に
独立に駆動可能な並列回路によって接続されている（図
４０参照）。この結果、接合ヒータ１０７群と接合ヒー
タ１０７′群とは、発熱のための投入エネルギー、駆動
タイミングを相違させて選ぶことが可能である。

【０１５０】次に、溶融により接合すべき面に段差を有
する図３７の構成の天板接合の手順について図３８
（ａ）〜（ｅ）および図３９により説明する。

【０１５１】天板と基板は所定の位置関係にアライメン
トされ仮接合される（図３８（ａ）参照）。この後、天
板にＺ方向より荷重を作用し、ノズル壁先端２０８と基
板１０１を圧接する（図３８（ｂ）参照）。この工程に
より、突起２０９は基板との間で座屈変形する。これに
よりノズル溝列２１２においては、天板のソリにより生
じる個々のノズル壁と基板との隙間をなくし、ノズル壁
２０３は一様に基板に圧接されると同時に、溶着すべき
ノズル壁２０３と発熱源である基板とが分断されること
により両者の間に断熱層が生じることはない。

【０１５２】圧接後、接合ヒータ１０７を駆動しポリサ
ルフォンを溶融し（図３８（ｃ）参照）、被溶融物によ
り天板の接合部と基板表面の間を実質的に充填し、ノズ
ル壁２０３と基板との接着の主要な段階を終了する。天
板の当接部のみを加熱し、天板全体を溶融してしまうこ
とを防ぐために、接合ヒータの駆動は直流の印加よりも
パルス状の断続電流を１Ｈｚ〜１０ＫＨｚ程度の繰り返
しで印加することが好ましい。

【０１５３】このときノズル壁２０３′は変形した突起
２０９′を挟んで基板と当接される。この段階で接合ヒ
ータ１０７′を駆動し、ノズル壁先端２０９′の加熱溶
融を開始する（図３８（ｄ）参照）。これと前後してノ
ズル壁２０３の過剰な加熱を避けるために接合ヒータ１
０７の駆動を停止する。ヒータ１０７の駆動停止ととも
に、接合ヒータ１０７の表面は基板方向および天板本体
への放熱により急激に冷却される。

【０１５４】ノズル壁先端２０９′の溶融に伴う天板の
沈降時にはノズル壁２０３も更に基板に対して押し付け
られるため、接合ヒータ１０７の駆動停止の後にヒータ
１０７′を駆動する場合には、ノズル壁先端２０９の樹
脂が固化する前に沈降を再開することが好ましい。基板
１０１のベース材が１ｍｍ厚以下の結晶シリコンである
場合、接合ヒータ１０７の停止と接合ヒータ１０７′の
駆動の間の遅延時間は、好ましくは１ｓｅｃ以下であ
り、より好ましくは１００ｍｓｅｃ以下である。

【０１５５】接合ヒータ１０７′の駆動によりダミー溝
列２１３においてもノズル壁２０３′と基板との接合が
溝列２１３と同様に終了する（図３８（ｅ）参照）。

【０１５６】圧接に用いた荷重は接着工程の後に一旦あ
るいは完全に除去してもよいが、熱インクジェットヘッ
ドの周知の構成にみられる押えバネの組み込みを図３９
の荷重段階で行うことも考えられる。

【０１５７】以上の構成によれば、ノズル壁先端２０
８′および突起２０９′の加熱工程の際にすでに溶融に
より基板と接合されたノズル壁２０３に対応する接合ヒ
ータ１０７の駆動を停止することでも段差を有する面毎
に必要な箇所のみを必要なタイミングで加熱することが
可能であり、過剰な加熱によるノズル溝列２１２の接合
の信頼性や強度の劣化を防止することができる。また過
剰なエネルギー投入によって生じる排熱を低減すること
は工程の省エネルギーの観点からも重要である。また接
合ヒータ１０７群と１０７′群を同時に駆動しないた
め、接合装置の電気的な負荷が小さく、接合装置のコス
トを低くすることができる。

【０１５８】なお、接合ヒータ１０７群と接合ヒータ１
０７′群とを互いに異なる条件にて駆動をさせるための
構成保として、両者の共通のダイオードマトリックス回
路、シフトレジスターなどに接続し、入力信号の組み合
せにより両者の駆動条件、駆動タイミングを相違させる
等の方法を用いてもよい。また接合ヒータの駆動回路を
滴形成のためのヒータ１０２の回路に組み込むことも考
えられる。

【０１５９】また、本実施形態例では、ダミーノズルで
はないノズルの形成に使用する接合ヒータ１０７は全て
並列回路として接続し同時かつ同じ投入エネルギー条件
で駆動する方法を示したが、ノズル壁の形状、位置等に
鑑み、所定のブロックに分割し該ブロック毎の遅延およ
び／または異なる印加条件による駆動が可能な回路構成
にすることも考えられる。また個々の接合ヒータ毎に異
なる駆動をしてもよい。

【０１６０】（実施形態例１６）実施形態例１５では接
着層を用いない構成を示したが、ノズル壁先端など特に
高い接合信頼性を求められる箇所や、あるいは接合ヒー
タの駆動時に負荷する荷重によって矯正仕切れない程度
のＺ方向のソリ変形を天板が有する場合には、基板およ
び／または天板の当接部に熱可塑性の材料からなる接着
層を設け、より好ましくは接合ヒータの表面上の接合ヒ
ータの有効範囲内に接着層を設け、該接着層の真下の接
合ヒータを加熱工程の最初に駆動開始し、前記接着層が
軟化した時刻に天板を仮接合以降の工程を行うことも考
えられる。

【０１６１】上記の手順によれば、接着層自体の厚みに
より生じる天板と基板との接合面の段差を補正するため
の精密な補正を天板の形状に行う必要はなく、比較的簡
単に良好な天板接合を行うことができる。

【０１６２】（実施形態例１７）図４１は本発明のイン
クジェットプリントヘッドの他の実施形態例における接
合ヒータの構成を示す概略平面図であり、図４２は図４
１に示したプリントヘッドの概略断面図である。本実施
形態例において、ポリサルフォンで形成された天板のノ
ズルアレイを基板の接合面との間で自立的な接着力を発
生して密着する際に、より大きな接合強度を得るための
構成である。

【０１６３】図４１ではポリサルフォンとの間で実用的
な接着強度を発生するために、基板の当接面は保護層１
０４のＳｉＯ₂を露出している。また耐キャビテーショ
ン層１０５を構成するＴａを局部的に酸化処理したＴａ
₂Ｏ₅を当接面上に配置してもよい、ノズルピッチはノ
ズルアレイ全域で６００ｄｐｉである。

【０１６４】本実施形態例の特徴として、ノズル溝列２
１２の両側に配置されたダミーノズル溝列２１３におい
ては、ノズル壁先端２０９′の幅Ｗｎ′がノズル溝列２
１２のノズル壁先端２０９の幅Ｗｎより大きく構成され
ている。具体的にはＷｎ、Ｗｎ′は各々８μｍ，１２μ
ｍである。構成をより簡略化するためにノズル溝列２１
２とダミーノズル溝列２１３とはＺ方向の段差を持たな
い。

【０１６５】また各ノズル壁に対応する接合ヒータ１０
７，１０７′のＸ方向幅Ｗｈ，Ｗｈ′は各々６μｍ，１
２μｍである。またヒータ１０７とヒータ１０７′は駆
動のタイミングを含めた互いに異なる条件にて駆動が可
能なように回路設定（図４０参照）がなされている。

【０１６６】図４１の天板構成によればダミーノズル溝
列２１３における１ノズル壁当たりの接着面積はノズル
溝列２１２よりも大きく、ノズル先端部２０８，２０
８′を加熱することでより大きな接着力を得ることがで
きる。

【０１６７】一方、ノズル壁先端のポリサルフォンを溶
融するためには当接部を局所的に１８０℃以上に加熱す
る必要があるが、接合ヒータ１０７と１０７′は後者が
幅広である点で形成が異なるために、また被加熱面の面
積が異なるために、接合部の樹脂を溶融しかつ過剰に加
熱しないように接合ヒータ１０７と１０７′は異なる電
圧、電流、印加時間、あるいはパルス幅、パルス総数の
印加条件を必要とする。この際、接合ヒータの単位面積
あたりの発熱量はほぼ等しくなるように設定することが
好ましい。これに対して本実施形態例の構成では接合ヒ
ータ１０７と１０７′は各々対応するノズル壁群の溶融
に好適な条件の選択が可能である。

【０１６８】本実施形態例の構成ではノズル壁の配列に
おいて接合方向の段差を設けていないため、溶融の熱効
率を高めるために、ノズル壁２０３と２０３′の接合部
位が実質的に同時に溶融が進行するように各々の接合ヒ
ータの駆動条件を決めればよい。より好ましくは、接合
ヒータ１０７と１０７′を遅延せずに駆動する。

【０１６９】本実施形態例によれば、確実な接合が求め
られるノズルアレイの両端部において比較的接合強度の
大きな領域を有し、良好な天板接合が可能である。

【０１７０】（実施形態例１８）図４３は本発明のイン
クジェットプリントヘッドの他の実施形態例における基
板を示す概略平面図であり、図４４は図４３に示したプ
リントヘッドの天板を示す概略平面図であり、図４５は
図４３に示したプリントヘッドの回路図である。図４６
は本実施形態例における接合面の段差関係を示す概略断
面図である。本実施例では、ノズル壁の基板との密着状
態を補助するために液室枠を基板と接合する。

【０１７１】本実施形態例は、ノズル壁先端を加熱溶融
するための接合ヒータ１０７とともに液室枠の当接部を
加熱するための接合ヒータ１０７′を有する（図４３参
照）。接合ヒータ１０７，１０７′は電気信号の入力点
Ｐ₁〜Ｐ₄を選択することで個別に発熱駆動が可能であ
る（図４５参照）。接合ヒータ１０７は基板表面に露出
したＴａ薄膜を外部から通電可能とすることで構成され
耐キャビテーション層と共用される。また接合ヒータ１
０７′もヒータ１０７の形成と同じＴａ膜のパターニン
グ工程にて形成されたＴａ薄膜を基板表面に露出して発
熱材としている。さらに天板接合後の液室枠のインクシ
ール性を高める目的で、基板と天板材質であるポリサル
フォンとの接着力確保のために、接合ヒータ１０７′を
予め表面を酸化処理してもよい。

【０１７２】図４３の基板に接合する天板構造を図４４
および図４６を参照して説明する。

【０１７３】図４４は液室となる堀込み側から天板２０
１を見た図であり、ノズル溝列２１２、ダミーノズル溝
列２１３とともに、液室枠２１０には基板との当接によ
り容易に座屈変形可能な突起２０９′が設けられてい
る。接合面の段差関係は、図４６に示すように、ノズル
壁２０３の先端の突起２０９、突起２０９′、ノズル壁
先端、液室枠２１０の順に接合方向に凸である。ノズル
溝列２１２とダミーノズル溝列２１３においては、ノズ
ル壁の段差を設けていない。この構成によれば、天板の
接合面がＺ方向に多少のソリ変形を有する場合でも、天
板と基板との接合時に最初にノズルアレイが接合され、
ノズルアレイの接合後には突起２０９′が接合ヒータ１
０７′と接続される。ゆえに吐出性能に直接関わるノズ
ルアレイの結合は確実である突起２０９を用いずに、ノ
ズル壁先端、突起２０９′、液室枠２１０の順に接合方
向に凸としてもよい。

【０１７４】天板接合の目的であるノズル液室のリーク
のないインク通路の形成のためには、ノズル壁先端と液
室枠の段差は小さいほどよい。ノズル壁の接合面である
先端２０８と液室枠２１０の段差ΔＺ₃は、好ましくは
６μｍ以下であり、より好ましくは０μｍである。

【０１７５】次に、天板接合の工程を図４７に従って説
明する。図４７は本実施形態例における接合方法を示す
フロー図である。

【０１７６】天板と基板は所定の位置関係にアライメン
トされ仮接合し、天板にＺ方向より荷重を作用し基板と
圧接する。この工程により、突起２０９，２０９′は基
板との間で座屈変形する。

【０１７７】圧接後、Ｐ₁とＰ₂間に通電し、接合ヒー
タ１０７を発熱させることで突起２０９およびノズル壁
先端２０８を溶融し、被溶融物により天板の接合部と基
板表面の間を実質的に充填し、ノズルアレイ主要部にお
ける密着を行う。このときノズルアレイ両側にダミーノ
ズル部を配置している場合は、更にＰ₁〜Ｐ₃間および
Ｐ₂〜Ｐ₄間に通電してダミーノズル部のノズル壁の密
着を行えばよい。また、工程の簡略化の為、ダミーノズ
ル部の密着工程を省略してもよい。

【０１７８】最後にＰ₃〜Ｐ₄間に通電し、ヒータ１０
７′を発熱させ、突起２０９′を溶融することで液室枠
と基板との溶着を完了する。

【０１７９】図４７のようにノズル壁と液室枠の溶融工
程を分けることで、接合装置の電気的な負荷を小さくす
ることで装置の低コスト化を図ること、工程の省エネル
ギー化とともに、液室枠を含めた広範囲に加熱を行うこ
とで基板表面の温度が過剰に上昇し、天板の樹脂が変形
するなどの熱的にな不具合を避ける作用である。

【０１８０】なお、液室枠のシール性を求めず単に天板
と基板との接合を補助することを目的とするならば、本
実施形態例のように必要な液室枠の全周を密着させる構
成をとらず、図４８のように、液室枠に沿って部分的に
基板への接着点を設け該接着点に突起２０９′を設ける
ことで、各接着点における確実な当接の確保を図ること
も考えられる。

【０１８１】本実施形態例の変形例として、図４９の２
点鎖線に対応する第２の接合ヒータを、ノズルアレイ部
の接合ヒータと別駆動できるように基板に配置し、前記
第２の接合ヒータを天板と基板との仮接着の手段とする
ことも考えられる。

【０１８２】上記の構成によれば、製造スペースの都合
で天板のマウント工程と天板接合工程を分離して行う場
合に、たとえば図５０の手順に従い、仮接着によって天
板と基板との相対位置１を確保したままのハンドリング
を容易に行うことができる。

【０１８３】（実施形態例１９）図５１は本発明のイン
クジェットプリントヘッドの他の実施形態例を示す概略
斜視図であり、図５２は図５１のｃ−ｃ線に沿う断面図
である。

【０１８４】本実施形態例では、ヒータ１０２の面に対
向するオリフィス２０４からインクを吐出する、いわゆ
るサイドシユーのタイプの、図５１のインクジェットヘ
ッドにおいて、基板１０１に接合する天板部材２０１
は、オリフィス２０４の形成部となるフィルム材料をイ
ンサート成形して構成される。

【０１８５】図５２のタイプのインクジェットヘッドで
は、特に高画質化のための小さな液滴な吐出させる場合
には、ヒータ１０２とオリフィス１０４の距離をより小
さくすることが必要である。例えば１０ｐｌ程度の吐出
量を得るためには、実用的熱なインクジェットヘッドに
おける該距離は約２０〜４０μｍである。

【０１８６】本実施形態例では、天板の外形とともに薄
肉のオリフィスプレートを同時成形する困難さを避ける
ために、上記の仕様を満たすため、樹脂性の天板２０１
の外形の成形に際して３０μｍ厚さのフィルム状のオリ
フィスプレート２０６の内挿した。ノズル壁２０３、オ
リフィス２０４などは天板の成形後にエキシマレーザー
によりガス冷却を行うながら加工した。天板２０１の外
形部とオリフィスプレート２０４に各々異種の材料の組
み合せを用いる場合には、天板への加熱時のオリフィス
プリントの平面性を保つために、外形の構成材料の線膨
張率をオリフィスプレートの構成樹脂の線膨張率以上と
なるように各材料を選ぶことが好ましい。

【０１８７】本実施形態例によれば、天板接合は溶融接
合法を用いてなされ、オリフィスプレート２０４の形状
に対応する接合ヒータ１０７と天板の外形部分に対応す
る接合ヒータ１０７′は互いに個別の駆動条件で発熱す
るように構成されている。

【０１８８】本実施形態例によれば、天板の外周部より
も肉厚が極端に薄いオリフィスプレートの基板への加熱
に際して、過剰な加熱によるオリフィスプレートの変形
を伴わず、天板の外周部とオリフィスプレートに形成さ
れたノズル壁の、両者を基板へ簡単に接合できる。また
天板の外形部分とオリフィスプレートの材質が異なる場
合であっても、各々の構成材料、樹脂の溶融に適した加
熱処理が可能である。

【０１８９】なお、上記各実施形態例では、基板に天板
側の接合部を嵌入するための溝を設け、この溝の底部に
天板側の接合部の端部を加熱、溶融させるための発熱体
を設けたことをとしているが、天板側の接合部に対応す
る位置に発熱体を設けた構成であれば、特に溝は必要な
い。しかし、天板の接合部端部の溶融物の流れだし等を
防止する場合には、基板に溝を設け、この溝内に天板の
接合部端部を嵌入する構成とすることが好ましい。さら
に、天板と基板との間の部分的な浮きを防止するために
は、溝の構造をその開口面積よりも底面積を大きくとる
ようにすれば、基板の溝に天板に対するアンカー効果を
持たせることができる。特に、このような構成を、いわ
ゆるサイドシュータタイプであって多数ノズルのインク
ジェットプリントヘッドでは、プリントヘッドのオリフ
ィス面と被プリント材との間の距離（紙間距離）が均一
となるように保持することができる。

【０１９０】次に、上述の構成を有するインクジェット
プリントヘッドを搭載できる本発明のインクジェットプ
リント装置について説明する。

【０１９１】図５３は、本発明のインクジェットプリン
ト装置の一実施例の概略斜視図である。図５３におい
て、インクジェットヘッドカートリッジ１１２０は、前
述したヘッドと同様の構成を有するインクジェットプリ
ントヘッド１１２１と、このインクジェットプリントヘ
ッド１１２１に供給するインクを収納するインクタンク
（不図示）とを一体化したものであり、インクジェット
プリントヘッド１１２１を載置する部材であるキャリッ
ジ１１６に着脱自在に保持されている。キャリッジ１１
１６は、駆動モーター１１１７の駆動力を伝達する駆動
ベルト１１１８の一部に連結されて、互いに平行に配設
された２本のガイドシャフト１１１９ａ，１１１９ｂに
対して摺動自在に取り付けられている。一方、インクジ
ェットプリントヘッド１１２１の吐出口（不図示）が形
成された吐出口面にはプラテン１１２４が対向して配置
され、駆動モータ１１１７の駆動力によりインクジェッ
トヘッドカートリッジ１１２０を往復運動させながらイ
ンクジェットプリントヘッド１１２１に記録信号を与え
インクを吐出することで、プラテン１１２４上に搬送さ
れた被プリント媒体としての記録紙（不図示）の全幅に
わたって記録を行える構成となっている。インクジェッ
トプリントヘッド１１２１は、上述したように、電気熱
変換体（不図示）と配線基板（不図示）との電気的接続
が良好に保たれているので、プリント装置本体からの記
録信号が確実にインクジェットプリントヘッド１１２１
に伝わり、良好な記録が可能となる。

【０１９２】インクジェットヘッドカートリッジ１１２
０の記録動作における往復運動の範囲外の、例えばホー
ムポジションと対向する位置には、ヘッド回復装置１１
２６が配設されている。ヘッド回復装置１１２６は、イ
ンクジェットプリントヘッド１１２１の吐出口面をキャ
ッピングするキャップ部材１１２６ａを備え、伝動機構
１１２３を介したクリーニング用モータ１２２の駆動力
によって駆動される。このキャップ部材１１２６ａによ
るインクジェットプリントヘッド１１２１の吐出口面の
キャッピングに関連して、ヘッド回復装置１１２６内に
設けられた適宜の吸収手段によるインク吸収、もしくは
インクジェットプリントヘッド１１２１へのインク供給
経路に設けられた適宜の加圧手段による圧送を行い、イ
ンクを吐出口より強制的に排出させることによりインク
ジェットプリントヘッド１１２１のインク流路内の増粘
インクを除去する等の吐出回復処理が行われる。また、
記録終了時等にキャッピングをすることにより、インク
ジェットプリントヘッドが保護される。

【０１９３】ヘッド回復装置１１２６の側面には、シリ
コーンゴムで形成されるワイピング部材としてのブレー
ド１１３０が配置される。ブレード１１３０は、ブレー
ド保持部材１３０ａにカンチレバー形態で保持され、ヘ
ッド回復装置１１２６と同様、クリーニング用モータ１
１２２及び伝動機構１１２３によって動作し、インクジ
ェットプリントヘッド１１２１の吐出口面に押圧可能と
なっている。これにより、インクジェットプリントヘッ
ド１１２１の記録動作における適切なタイミングで、あ
るいはヘッド回復装置１１２６を用いた吐出回復処理後
に、ブレード１１３０をインクジェット記録ヘッド１１
２１の移動経路中に突出させ、インクジェットプリント
ヘッド１１２１の移動動作に伴ってインクジェットプリ
ントヘッド１１２１の吐出口面における結露、濡れある
いは塵埃を拭き取るものである。

【０１９４】（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。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットプリントヘッドによれば、基板のうち、天板のイ
ンク流路壁等に対応する位置にインク流路壁の端部を加
熱、溶融するための発熱体を設けたことにより、溶融変
形させるべき部分以外の天板または基板に不必要な熱を
付与させず、微細なインク流路等の構造を壊さずに基板
と天板とを接合することができる。従って、天板側の接
合部に対応するように、全体的に隈無く発熱体を設けた
ことより十分な接合強度での接合を、従来のばね部材な
しに、達成することができる。

【０２０４】また、天板側の接合部に対応するように。
基板上にオーバーハング状あるいは逆テーパー状の溝を
設け、この溝の底部に発熱体を設けた場合には、接合部
の端部のみを溝内で溶融変形させてアンカー効果をもた
せることができるので、密着性が向上し、接合強度を一
層大きくすることができる。

【０２０５】さらに、本発明のインクジェットプリント
ヘッドの製造方法によれば、発熱体への通電タイミング
を制御することにより、ヘッド全体、インク流路全体の
温度を上昇させることなく、インク流路壁の先端部のみ
を溶融させることができる。

【０２０６】本発明によれば、接合ヒータを駆動する際
に溶融樹脂の好ましくない流れを防止でき、接合ヒータ
の駆動の制御が容易である。また、接合ヒータに当接す
る天板の接合部の所定の部分および／または接着層を均
一に加熱し、接着層全体での一様な溶融または硬化反応
が可能であり、接合の信頼性が向上する。

【０２０７】本発明によれば、特にインクジェットプリ
ントヘッドにおいて吐出性能に大きく影響するノズル部
の接合を確実にすることができ、駆動時の隣接ノズルへ
の吐出エネルギのリークを低減し、安定な液滴の吐出を
可能にする。

【０２０８】本発明によれば、より信頼性の高い接合状
態を維持するために、インクジェットプリントヘッドの
形態によっては天板と基板との接合に押さえバネを用い
る方法のインクジェットプリントヘッドおよびその製造
方法と併用することができる。

【０２０９】本発明によれば、インクジェットプリント
ヘッドの機能面から特に信頼性の高い精密な接合が求め
られるノズル壁等の接合部位において、過剰な溶融に伴
う接合工程が可能であり、十分な接着力をもつインクジ
ェットプリントヘッドを構成することができる。

【０２１０】本発明によれば、基板と樹脂製の天板の自
立的な接着強度を得るために、基板の接合面に予め酸化
物層を設けることが好ましい。また、基板の接合面をタ
ンタルとすると通常、樹脂との接着強度はほとんど発生
しないが、押さえバネ等の補助手段を併用することで天
板と基板とを密着させることが可能である。従って、天
板と基板の双方の接合面の材質が互いに自立的な接着力
を発生しない組み合わせであっても、接合ヒータによる
局所的な加熱を分散し、あるいは投入エネルギを違えて
行う場合も本発明の範囲に含まれることは明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインクジェットプリントヘッドの要部側
面図であり、その一部を破断した状態で示している。

【図２】図１に示したインクジェットプリントヘッドの
要部平面図であり、その一部を破断した状態で示してい
る。

【図３】（ａ），（ｂ）および（ｃ）はＤＦ（ドライフ
ィルム）法による天板と基板との接合方法を工程順に示
す断面図である。

【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）および（ｅ）
はいわゆる注型法による天板と基板との接合方法を工程
順に示す断面図である。

【図５】従来の押えバネを用いた天板と基板との接合方
法を説明するための図であって、インクジェットプリン
トヘッドを含むインクジェットユニットの分解斜視図で
ある。

【図６】従来のインクジェットプリントヘッドにおける
膜発泡の圧力損失の状態を示す断面図である。

【図７】本発明のインクジェットプリントヘッドの基本
的な態様を示す斜視図である。

【図８】（ａ）は図７に示したプリントヘッドの要部と
しての基板を拡大した分解斜視図であり、（ｂ）は
（ａ）のＸ部分の拡大斜視図である。

【図９】図７および図８（ａ）および（ｂ）に示したプ
リントヘッドにおける基板と天板との接合方法を説明す
るための概略斜視図である。

【図１０】図９に示した基板と天板との接合状態を示す
概略断面図である。

【図１１】（ａ）は本発明のインクジェットプリントヘ
ッドの他の実施形態例における要部を示す分解斜視図で
あり、（ｂ）は（ａ）に示したＹ部分の拡大斜視図であ
る。

【図１２】図１１（ａ）および（ｂ）に示したプリント
ヘッドにおける基板と天板との接合状態を示す概略断面
図である。

【図１３】プリンタヘッドの天板と基板との接合を拡大
した概略断面図である。

【図１４】（ａ）〜（ｄ）は図１３に示した天板と基板
との接合方法を工程順に示した概略断面図である。

【図１５】接合方法のフロー図である。

【図１６】（ａ）〜（ｈ）は両接合部の形状，寸法を変
えた場合の接合状態を示す概略断面図である。

【図１７】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を示す概略断面図である。

【図１８】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を示す概略断面図である。

【図１９】図１８に示した製造方法における接合方法の
フロー図である。

【図２０】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を示す概略断面図である。

【図２１】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例を示す概略平面図である。

【図２２】図２１に示したプリントヘッドにおける電極
間の構成を示す拡大平面図である。

【図２３】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を説明するためのフロー図であ
る。

【図２４】（ａ）〜（ｄ）は図２３に示した製造方法に
おける接合方法を示す概略断面図であり、

【図２５】図２４に示したプリントヘッドの要部として
の実ヒータ領域を示す概略断面図である。

【図２６】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例における接合ヒータの構成を示す概略平面
図である。

【図２７】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例を示す概略断面図である。

【図２８】（ａ），（ｃ）は図２７に示したプリントヘ
ッドにおける天板と基板との接合方法で説明するための
概略断面図であり、（ｂ）は接合ヒータ上の温度分布を
示すグラフである。

【図２９】（ａ）および（ｂ）は、本発明のインクジェ
ットプリントヘッドの製造方法の他の実施形態例を示す
概略断面図である。

【図３０】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例における接合ヒータを拡大した概略平面図
である。

【図３１】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例における接合ヒータを拡大した概略平面図
である。

【図３２】（ａ）および（ｂ）は図３１の変形例を示す
概略平面図である。

【図３３】図３１のプリントヘッドの製造方法における
接合方法のチャート図である。

【図３４】（ａ）〜（ｅ）は本発明のインクジェットプ
リントヘッドの他の実施形態例における接合方法を説明
する概略断面図である。

【図３５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明のイン
クジェットプリントヘッドの他の実施形態例における接
合ヒータの構成を示す概略平面図である。

【図３６】（ａ）および（ｂ）は本発明のインクジェッ
トプリントヘッドの他の実施形態例における接合ヒータ
の構成を示す概略平面図であって、（ａ）はエキシマレ
ーザー照射前、（ｂ）は照射後の状態を示している。

【図３７】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例を示す概略断面図である。

【図３８】（ａ）〜（ｅ）は図３７に示したプリントヘ
ッドにおける接合方法を示す概略断面図である。

【図３９】図３８（ａ）〜（ｅ）のフロー図である。

【図４０】本実施形態例における接合ヒータに関連した
回路図である。

【図４１】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例における接合ヒータの構成を示す概略平面
図である。

【図４２】図４１に示したプリントヘッドの概略断面図
である。

【図４３】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例における基板を示す概略平面図である。

【図４４】図４３に示したプリントヘッドの天板を示す
概略平面図である。

【図４５】図４３に示したプリントヘッドの回路図であ
る。

【図４６】本実施形態例における接合面の段差関係を示
す概略断面図である。

【図４７】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例における接合方法を示すフロー
図である。

【図４８】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例を示す概略平面図である。

【図４９】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例を示す概略平面図である。

【図５０】本発明のインクジェットプリントヘッドの製
造方法の他の実施形態例における接合方法を示すフロー
図である。

【図５１】本発明のインクジェットプリントヘッドの他
の実施形態例を示す概略斜視図である。

【図５２】図５１のｃ−ｃ線に沿う断面図である。

【図５３】本発明のインクジェットプリント装置の一実
施例の概略斜視図である。

【符号の説明】

１０１基板１０２吐出ヒータ１０３電極１０４保護層１０５耐キャビテーション層１０６スルーホール１０７接合ヒータ１０８電極１０９接着層１１０凹部２０１天板２０２ノズル（インク流路）２０３ノズル壁２０４オリフィス２０５共通液室２０６オリフィスプレート２０７溶融代２０８ノズル壁先端部２０９突起２１０液室枠２１１液室枠の突起２１２ノズル壁アレイ２１３ダミーノズル溝アレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するために利用されるエネ
ルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子を有する基
板と、該基板に接合して該基板との間に、前記インクを
吐出するための吐出口と該吐出口に連通すると共に前記
各吐出エネルギ発生素子に対応する位置に形成された複
数の溝とを含むインク流路を構成する天板とを含むイン
クジェットプリントヘッドであって、前記基板には前記複数の吐出エネルギ発生素子の配置位
置とは異なる位置であって前記基板に対する前記天板の
接合部に対応する位置に接合用の発熱体が設けられたこ
とを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】前記発熱体は前記天板の接合部に対応す
る前記基板の凹部の底面に設けられたことを特徴とする
請求項１記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】前記基板の凹部は該開口部よりも該底面
部の面積が大きく、かつ、該側壁は逆テーパ状またはオ
ーバーハング状に形成されていることを特徴とする請求
項２記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】前記発熱体に対応する前記天板の接合部
は前記インク流路を構成する溝壁であることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかの項に記載のインクジェット
プリントヘッド。
【請求項５】前記発熱体は電流を流すことにより発熱
する電気熱変換体であることを特徴とする請求項１〜４
のいずれかの項に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
【請求項６】前記発熱体は前記吐出エネルギ発生体と
は別個に駆動されることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれかの項に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】前記発熱体はパルス駆動されることを特
徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のインクジ
ェットプリントヘッド。
【請求項８】前記天板の接合部の端部には前記基板の
凹部に挿入され溶融接合される凸部が形成されているこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載のイ
ンクジェットプリントヘッド。
【請求項９】前記発熱体の幅をＷｈとし、前記発熱体
に対する天板の接合部位の幅をＷｎとし、前記天板の接
合部の凸部の幅をＷｎ′とした場合において、Ｗｎ′＜Ｗｈ＜Ｗｎの関係式（１）が成立することを特徴とする請求項８記
載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】前記関係式（１）を満たす断面が、前
記吐出エネルギ発生素子の配列方向に沿う断面を含むこ
とを特徴とする請求項９記載のインクジェットプリント
ヘッド。
【請求項１１】前記天板の接合部の凸部は熱可塑性樹
脂からなることを特徴とする請求項９または１０に記載
のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】前記天板と前記基板とは、該接合部分
の少なくとも一部に予め設けた熱可塑性樹脂からなる接
着層を介在して接合されていることを特徴とする請求項
１〜７のいずれかの項に記載のインクジェットプリント
ヘッド。
【請求項１３】前記発熱体の幅をＷｈとし、前記接着
層の幅をＷａとした場合において、Ｗａ＜Ｗｈの関係式（２）が成立することを特徴とする請求項１２
記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１４】前記関係式（２）を満たす断面が、前
記吐出エネルギ発生素子の配列方向に沿う断面を含むこ
とを特徴とする請求項１３記載のインクジェットプリン
トヘッド。
【請求項１５】請求項９記載の関係式（１）および請
求項１３記載の関係式（２）を同時に満たす断面が、前
記吐出エネルギ発生素子の配列方向に沿う断面を含むこ
とを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項１６】前記発熱体は一対の電極と該電極間に
配された発熱材とを含み、該発熱材は電流密度が極大と
なる箇所を実質的に有しないものであることを特徴とす
る請求項１記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１７】前記発熱材の膜厚は実質的に均一であ
り、かつ、前記発熱体の少なくとも一方の端部において
電流の流入方向に直交する前記電極の端部の幅が、前記
発熱材の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１６記
載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１８】前記発熱体への電流流入方向に直交す
る方向の前記発熱材の幅をＷｈ′とし、前記発熱体に対
する天板の接合部位の幅をＷｎとした場合において、Ｗｈ′＞Ｗｎの関係式（３）が成立することを特徴とする請求項１７
記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１９】Ｗｈ′≧Ｗｎ＋４μｍの関係式（４）
が成立することを特徴とする請求項１８記載のインクジ
ェットプリントヘッド。
【請求項２０】前記発熱体上に前記基板と前記天板と
を接合するための接着層が設けられたことを特徴とする
請求項１６〜１９のいずれかの項に記載のインクジェッ
トプリントヘッド。
【請求項２１】前記発熱体の一部に前記接着層を設け
ない部分を設けることを特徴とする請求項２０記載のイ
ンクジェットプリントヘッド。
【請求項２２】前記発熱体のうち前記接着層を設けな
い部分は前記発熱体の極大昇温点およびその近傍領域を
含むことを特徴とする請求項２１記載のインクジェット
プリントヘッド。
【請求項２３】前記発熱体のうち前記接着層を設けな
い部分は前記発熱体の電流集中部およびその近傍領域を
含むことを特徴とする請求項２１記載のインクジェット
プリントヘッド。
【請求項２４】前記接着層は熱可塑性材料から構成さ
れ、かつ、前記発熱体への電流流入方向に直交する方向
の前記発熱材の幅をＷｈ′とし、前記接着層の幅をＷａ
とし、該接着層および前記発熱体に対する天板の接合部
位の幅をＷｎとした場合において、Ｗａ＞Ｗｈ′＞Ｗｎの関係式（５）が成立することを特徴とする請求項２０
記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２５】前記基板に対する前記天板の接合部
は、少なくとも接合までは前記基板との接合方向に対し
て互いに段差となる２つ以上の面を有しており、かつ、
前記天板の接合部に対応する前記基板側の接合部位に前
記天板の接合部の２つ以上の面を個別に加熱し溶融する
ための発熱体を設けたことを特徴とする請求項１記載の
インクジェットプリントヘッド。
【請求項２６】前記発熱体は互いに異なる条件での駆
動が可能であることを特徴とする請求項２５記載のイン
クジェットプリントヘッド。
【請求項２７】前記発熱体は互いに異なる駆動タイミ
ングでの駆動が可能であることを特徴とする請求項２５
または２６に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２８】前記天板の接合部の一部を樹脂材料か
ら形成し、該樹脂材料からなる接合部の一部に対応する
発熱体と、前記天板の接合部の他部であって前記樹脂材
料から形成されていない接合部に対応する発熱体とを有
し、該発熱体は互いに異なる発熱駆動が可能であること
を特徴とする請求項２５記載のインクジェットプリント
ヘッド。
【請求項２９】インクを吐出するために利用されるエ
ネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子を有する
基板と、該基板に接合して該基板との間に、前記インク
を吐出するための吐出口と該吐出口に連通すると共に前
記各吐出エネルギ発生素子に対応する位置に形成された
複数の溝とを含むインク流路を構成する天板とを含むイ
ンクジェットプリントヘッドの製造方法であって、前記複数の吐出エネルギ発生素子の配置位置とは異なる
位置であって前記基板に対する前記天板側の接合部に対
応する位置に複数の接合用の発熱体を備えた前記基板を
用意し、該基板の前記接合用の発熱体の位置に前記天板側の接合
部を当接させた状態で前記接合用の発熱体から発生する
熱により前記基板と前記天板とを接合することを特徴と
するインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３０】前記天板と前記基板との接合の前また
は後において、前記各接合用の発熱体を互いに異なる条
件で駆動して発熱させることを特徴とする請求項２９記
載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３１】前記天板と前記基板との接合の前また
は後において、前記各接合用の発熱体を互いに異なる駆
動タイミングで駆動して発熱させることを特徴とする請
求項２９記載のインクジェットプリントヘッドの製造方
法。
【請求項３２】インクを吐出するために利用されるエ
ネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子を有する
基板と、該基板に接合して該基板との間に、前記インク
を吐出するための吐出口と該吐出口に連通すると共に前
記各吐出エネルギ発生素子に対応する位置に形成された
複数の溝とを含むインク流路を構成する天板とを含むイ
ンクジェットプリントヘッドの製造方法であって、少なくとも接合までは前記基板との接合方向に対して互
いに段差となる２つ以上の面を有する接合部を設けた前
記天板を用意し、該天板側の接合部の２つ以上の面に対応した発熱体を有
する前記基板を用意し、該基板の接合用の発熱体に前記天板側の接合部を当接さ
せた状態で前記接合用の発熱体から発生する熱により前
記天板側の接合部の２つ以上の面個別に加熱し溶融して
前記基板と前記天板とを接合することを特徴とするイン
クジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３３】前記発熱体を互いに異なる駆動タイミ
ングで駆動することにより、前記基板との接合部の少な
くとも一部を溶融することを特徴とする請求項３２記載
のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３４】前記天板側の接合部のうち、前記基板
との接合方向に最も凸である部位を最も早く溶融させる
ことを特徴とする請求項２９〜３３のいずれかの項に記
載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３５】接合に際して、前記天板側の溶融すべ
き接合部位を前記基板の発熱体上に接触させた状態で当
該接触部分を加熱溶融することを特徴とする請求項２９
〜３３のいずれかの項に記載のインクジェットプリント
ヘッドの製造方法。
【請求項３６】請求項１〜２８のいずれかの項に記載
のインクジェットプリントヘッドを用いて被プリント材
にインクを付与することによりプリントを行うことを特
徴とするインクジェットプリント装置。