JPH1076650A

JPH1076650A - インクジェットプリントヘッドおよびその作製方法

Info

Publication number: JPH1076650A
Application number: JP23507896A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kataoka; 雅樹片岡; Yukihisa Koizumi; 幸久小泉; Kahei Rai; 嘉平來; Nobuo Kenmochi; 伸夫釼持
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】位置合わせ工程を改善し、より安価で小型、
高品質なインクジェットプリントヘッドおよびその作製
方法を提供する。【解決手段】流路形成部材２には、吐出口２２の並び
の両端部分には、中心がヒーターチップとの接合時に発
熱素子の形成面に略一致する位置となるように貫通穴２
３が形成されている。また、ヒーターチップには、複数
の発熱素子および電極を形成する際に、電極と同一材料
で位置合わせ用マーク１５が形成され、チップ切断分離
時にヒーターチップ１の端面に露出する。ヒーターチッ
プ１と流路形成部材２を接合する際に、流路形成部材２
に形成した貫通穴２３を介してインク吐出方向側からヒ
ーターチップ１に形成した位置合わせ用マーク１５を観
察して位置合わせを行ない、両者を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱素子の発熱に
よってインク中にバブルを発生させ、そのバブルの圧力
によってインクを飛翔させて記録を行なうサーマル方式
のインクジェットプリントヘッドおよびその作製方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーマル方式のインクジェットプ
リントヘッドとしてはサイドシュータ型が開発されてい
る。サイドシュータ型は、インク流路の途中に発熱素子
を設け、発熱素子の面と概略平行する方向にインクを吐
出する型のヘッドである。例えば、特開昭６１−２３０
９５４号公報や、特公平６−９８７５８号公報、特公平
６−９８７６３号公報などに記述されているように、Ｓ
ｉ基板を用い、異方性エッチングによって流路溝を形成
するものや、特開平２−１２１８４３号公報等に記述さ
れているように樹脂成形によって流路溝を形成するもの
などが代表的である。

【０００３】樹脂成形によって流路溝を形成する方法
は、流路の設計自由度が高く、部品単価が安価である。
一方で、ヒーターチップと熱膨張に差があるため、長尺
化と組立工程に問題がある。また、ヘッド単位での微細
な組立が必要であり組立方法に多くの課題があった。

【０００４】これらの改善策として、例えば、特開平５
−１１２０１０号公報、特開平５−１２４２０３号公報
などに記載されているような製造方法が提案されてい
る。特開平５−１１２０１０号公報に記載されている製
造方法では、ヒーターチップ上の特定の発熱素子近傍に
マークを付与し、このマークを用いてヒーターチップを
高精度に位置決めしておく。そして、その上に天板部材
を位置決めして接合している。また、特開平５−１２４
２０３号公報に記載されている製造方法では、ヒーター
チップを高精度に位置決めし、その上にマークを有する
天板部材を、マークを用いて高精度に位置決めして接合
する。マークは、形状の異なったオリフィスや、位置合
わせ用の微小な穴を用いている。

【０００５】図１５は、従来のヒーターチップと天板部
材の位置合わせ工程の説明図である。図中、７１はヒー
ターチップ、７２は天板部材、７３は第１のＩＴＶカメ
ラ、７４は第２のＩＴＶカメラである。上述の文献に記
載されている製造方法では、どちらの方法も、まず第２
のＩＴＶカメラ７４でヒーターチップ７１上の発熱素子
あるいはマークを認識して位置合わせを行なう位置を特
定する。次に天板部材７２をヒーターチップ７１上に載
置して、ノズル側から第２のＩＴＶカメラで撮像し、特
定のノズルの位置を認識してずれ量を求め、位置合わせ
を行なう。この工程では、第１のＩＴＶカメラ７４で認
識する位置と、第２のＩＴＶカメラ７３で認識する位置
とを予め校正しておき、ヒーターチップ７１、天板部材
７２をそれぞれ別々に位置を認識している。また、ヒー
ターチップ７１の位置合わせを、ヒーターチップ７１に
設けられた発熱素子によって行なうため、発熱素子の形
成された面に垂直な方向に配置された第２のＩＴＶカメ
ラ７４が必要であり、天板部材７２の位置合わせはノズ
ルによって行なうため、発熱素子の形成された面に水平
な方向に配置された第１のＩＴＶカメラ７３が必要とな
る。

【０００６】このように、上述の文献に記載されている
位置合わせ方法では、ノズル前面からと、発熱素子の配
列面に直交する方向からの２方向からの位置合わせマー
クの認識が必要であり、その制御を含めて高価な位置合
わせ装置が必要となる。また、位置合わせ用のマーク
は、そのマークを付与した天板部材あるいはヒーターチ
ップのいずれかの位置合わせのみにしか使用されておら
ず、両者の相対位置を合わせるためには双方をそれぞれ
正確に位置合わせするしかなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、微小な流路形成部材を用い
たインクジェットプリントヘッドにおける組立性、特に
位置合わせ工程を改善したインクジェットプリントヘッ
ドの作製方法を提供するとともに、より安価で小型、高
品質なインクジェットプリントヘッドを提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、インクジェットプリントヘッドにおいて、複数の発
熱素子を有するヒーターチップと、前記発熱素子に対応
しインクを噴射する複数のノズル噴射口が形成された流
路形成部材を有し、前記流路形成部材には、前記複数の
ノズル噴射口を有するノズル板部と、前記ノズル噴射口
に対応する複数の個別流路溝と、複数の前記個別流路溝
が連通する共通インク室用溝と、該共通インク室用溝に
インクを供給するためのインク供給管が形成されてな
り、さらに、前記インク噴射口の並びに前記ヒーターチ
ップとの位置合わせ用の貫通穴が形成されており、前記
ヒーターチップには、前記流路形成部材の前記貫通穴に
対応する位置に端面に露出した位置合わせ用マークがあ
ることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせ用マークは、前記発熱素子と
電気的に接続される電極と同一材料によって形成されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせ用マークは、前記ヒーターチ
ップ上の回路や電極層を保護する保護層と同一材料によ
って形成されていることを特徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせ用マークは、前記ヒーターチ
ップを切り出す切断分離工程での切断位置を示すマーク
または切断位置確認マークを兼用することを特徴とする
ものである。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせ用マークは、導電性を有して
いることを特徴とするものである。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせ用マークは、複数の導電性を
有する断面で構成され、前記ヒーターチップ上で適宜接
続されていることを特徴とするものである。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒータ
ーチップは、外部と電気的な接続を行なうための外部配
線中継基板と接続されており、前記位置合わせ用マーク
は導電性であって１以上設けられ、前記外部配線中継基
板に電気的に接続されていることを特徴とするものであ
る。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記貫通穴
は、その中心が前記ヒーターチップとの接合時に前記発
熱素子の形成面に略一致する位置となるように設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００１６】請求項９に記載の発明は、複数の発熱素子
を有するヒーターチップと、前記発熱素子に対応しイン
クを噴射する複数のノズル噴射口が形成された流路形成
部材を有するインクジェットプリントヘッドの作製方法
において、前記流路形成部材に、複数の前記ノズル噴射
口と、前記ノズル噴射口に対応する複数の個別流路溝
と、複数の前記個別流路溝が連通する共通インク室用溝
と、該共通インク室用溝にインクを供給するためのイン
ク供給管を形成するとともに、前記インク噴射口の並び
に前記ヒーターチップとの位置合わせ用の貫通穴を形成
し、前記ヒーターチップには、少なくとも複数の前記発
熱素子と、該発熱素子に電気的に接続する電極を形成す
るとともに、前記流路形成部材の前記貫通穴に対応する
位置に端面に露出した位置合わせ用マークを形成し、前
記ヒーターチップと前記流路形成部材を接合する際に、
前記流路形成部材に形成した前記貫通穴と前記ヒーター
チップに形成した前記位置合わせ用マークとによって位
置合わせを行ない、接合することを特徴とするものであ
る。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップは、ウェハ上に複数形成して切
断位置において切断分離し、前記位置合わせ用マーク
は、切断分離前に前記ウェハの切断位置を跨ぐように形
成され、切断後に前記ヒーターチップの端面に露出する
ことを特徴とするものである。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヒ
ーターチップを切断分離する際の切断位置を示すマーク
または切断位置確認マークを前記ヒーターチップの前記
位置合わせ用マークと兼用することを特徴とするもので
ある。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップに形成した前記位置合わせ用マ
ークは、前記ヒーターチップ上に前記電極を形成する際
に、同一工程で同一材料を用いて形成することを特徴と
するものである。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップには、少なくとも複数の前記発
熱素子と、該発熱素子に電気的に接続する電極を形成
後、これらを保護する保護層を形成し、前記位置合わせ
用マークは、該保護層と同一工程で同一材料を用いて形
成することを特徴とするものである。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記流路形成部材の前記貫通穴は、前記ノズル噴射
口の形成と同一の工程で形成されることを特徴とするも
のである。

【００２２】請求項１５に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記流路形成部材の前記貫通穴を、その中心が前記
ヒーターチップとの接合時に前記発熱素子の形成面に略
一致する位置となるように形成することを特徴とするも
のである。

【００２３】請求項１６に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップの前記位置合わせ用マークとし
て導電性を有する材料で形成し、前記位置合わせの際に
前記流路形成部材に形成した前記貫通穴を通じて前記ヒ
ーターチップの前記位置合わせマークとの電気的接続を
行ない、前記流路形成部材と前記ヒーターチップを位置
合わせすることを特徴とするものである。

【００２４】請求項１７に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップの前記位置合わせ用マークとし
て導電性を有する材料で前記ヒーターチップの端面に複
数形成するとともに、前記ヒーターチップ上で前記位置
合わせ用マークを適宜接続したパターンとして形成し、
前記位置合わせの際に前記流路形成部材に形成した前記
貫通穴を通じて前記ヒーターチップの複数の前記位置合
わせマークとの電気的接続を行ない、導通の有無あるい
はその組み合わせに基づいて前記流路形成部材と前記ヒ
ーターチップを位置合わせすることを特徴とするもので
ある。

【００２５】請求項１８に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップの前記位置合わせ用マークとし
て１以上の導電性のパターンを形成し、前記ヒーターチ
ップと前記流路形成部材との接合前に外部と電気的な接
続を行なうための外部配線中継基板と電気的な接続を行
ない、その際に前記位置合わせ用マークも前記外部配線
中継基板と電気的に接続し、前記位置合わせの際に前記
流路形成部材に形成した前記貫通穴を通じて前記ヒータ
ーチップの前記位置合わせマークとの電気的接続を行な
い、電気的特性によって前記流路形成部材と前記ヒータ
ーチップを位置合わせすることを特徴とするものであ
る。

【００２６】請求項１９に記載の発明は、請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法におい
て、前記ヒーターチップと前記流路形成部材との前記位
置合わせは、インク吐出方向側から前記流路形成部材に
形成した前記貫通穴を通して、前記ヒーターチップ上に
形成した前記位置合わせ用マークを画像認識しながら前
記ヒーターチップと前記流路形成部材を相対移動させ、
位置合わせを行なうことを特徴とするものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１、図２は、本発明のインクジ
ェットプリントヘッドの作製方法の実施の一形態を示す
工程図、図３は、同じくヒーターチップ上のパターンの
一例とダイシング工程の説明図、図４は、同じくヒータ
ーチップと流路形成部材の位置合わせの説明図、図５
は、流路形成部材２の一例におけるヒーターチップ接合
面から見た斜視図、図６は、流路形成部材２の一例にお
けるインク噴射側より見た斜視図である。図中、１はヒ
ーターチップ、２は流路形成部材、３はジョイント部
材、４はヒートシンク、１１は発熱素子、１２は個別電
極、１３は共通電極、１４は樹脂層、１５は位置合わせ
用マーク、２１は流路溝、２２は吐出口、２３は貫通
穴、２４はインク供給管、２５は共通液室、３１は封止
剤注入穴、４１はジョイント固定穴、４２は封止剤注入
穴、４３は外部配線中継基板、５１は発熱素子基板、５
２は切断位置、５３は洗浄液、５４は電気的接続、５５
は仮止め用接着剤、５６はダイシング幅である。

【００２８】図１（Ａ）において、シリコンウエハ上に
発熱素子１１、および発熱素子１１に接続される個別電
極１２および共通電極１３、図示しない駆動回路等を例
えばＬＳＩ作製プロセスで形成し、発熱素子基板５１と
する。発熱素子１１上には、気泡の成長および消滅時の
圧力からの発熱素子１１の保護と絶縁のための保護膜な
どを成膜してもよい。

【００２９】個別電極１２および共通電極１３を形成す
る際に、位置合わせ用マーク１５も同一工程で形成す
る。そのため、位置合わせ用マーク１５は、個別電極１
２および共通電極１３と同一の材料、例えば、Ａｌまた
はＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）などで構
成される。

【００３０】位置合わせ用マーク１５は、図３に示した
例では、発熱素子１１の並び方向の両端に１つずつ形成
されており、後述するように流路形成部材２に設けられ
る貫通穴２３と対応する位置に設けられる。この位置合
わせ用マーク１５は、１つでもよいし、３つ以上でもよ
い。位置合わせ用マーク１５は、切断位置５２にかかる
ように形成される。位置合わせ用マーク１５の具体例と
しては、位置合わせ用マーク１５の発熱素子１１の並び
方向の寸法が２０μｍ、インク吐出方向の寸法が１０μ
ｍであり、その中心位置が設計上の切断端であり、厚さ
（電極層厚）が２μｍとしている。また、この位置合わ
せ用マーク１５は、切断位置合わせ用マークと切断位置
確認用マークを兼ねている。

【００３１】次に図１（Ｂ）において、発熱素子基板５
１の表面に薄い樹脂層１４を塗布し、パターニングす
る。樹脂層１４としてはポリイミドなどが用いられる。

【００３２】図１（Ｃ）において、発熱素子基板５１は
切断位置５２において例えばダイシング等によって切断
され、個別のヒーターチップ１となる。このとき、図３
に示すように、切断位置５２にかかるように形成された
位置合わせ用マーク１５は、切断した端面に露出するこ
とになる。

【００３３】上述のように、位置合わせ用マーク１５
は、切断位置合わせ用マークと切断位置確認用マークを
兼ねている。すなわち、ダイシングによる切断位置５２
を、位置合わせ用マーク１５を目標として位置合わせ
し、切断を実施する。切断後の検査は、位置合わせ用マ
ーク１５を発熱素子１１の形成面上から観察し、残って
いる位置合わせ用マーク１５のインク吐出方向の寸法を
測ることで実施できる。このとき、位置合わせ用マーク
１５の残り寸法が５μｍであれば設計した中心で切断で
きたことがわかる。位置合わせ用マーク１５がなければ
設計に対し発熱素子１１側に５μｍ以上の位置ずれが発
生しており、不良と判断する。また、位置合わせ用マー
ク１５と切断した端部にスペースがあれば、設計に対し
て発熱素子１１と逆方向に５μｍ以上の位置ずれが発生
しておりやはり不良と判断できる。ここでは、切断位置
が設計値から±５μｍ以上離れると噴射特性が劣化し、
不良と仮定している。なお、ダイシングによる切断で
は、ある程度の幅だけ切削されるので、図３ではこの幅
をダイシング幅５６として示している。

【００３４】ダイシング等によって切断したヒーターチ
ップ１は、ダイシング時のダイシング粉や樹脂層１４の
バリを除去するため、図１（Ｄ）において、例えば洗浄
液５３などによって洗浄され、またバリの除去が行なわ
れる。

【００３５】一方、図２に示すように、チップ固定用の
基板として、チップと外部との電気的接続用である外部
配線中継基板４３がＡｌの表面に形成された一体部品と
してヒートシンク４が作製される。もちろん、ヒートシ
ンク４と外部配線中継基板４３とが別体であってもよ
い。ヒートシンク４には、ジョイント部材３を固定する
ためのジョイント固定穴４１および封止剤を注入するた
めの封止剤注入穴４２が設けられている。

【００３６】図２（Ａ）において、このヒートシンク４
に洗浄されたヒーターチップ１が位置決めされ、銀エポ
キシ等の熱伝導の良好な接着剤で接合される。図２
（Ｂ）において、ヒーターチップ１と外部配線中継基板
４３がワイヤボンディングまたはＴＡＢ方法または異方
性導電膜などによって電気的接続５４がなされる。

【００３７】また、図５、図６に示すように、別に流路
形成部材２が例えば樹脂成型によって作製される。流路
形成部材２には、成型時に各発熱素子１１に対応して流
路溝２１が形成されるとともに各流路溝２１が連通する
共通液室２５、共通液室２５にインクを供給するための
インク供給管２４が形成される。また、各発熱素子１１
に対応して、レーザー加工などによって吐出口２２が形
成される。さらに、吐出口２２の並びの両端部付近に
は、位置合わせのための貫通穴２３が形成される。この
貫通穴２３は、ヒーターチップ１上に形成した位置合わ
せ用マーク１５に対応した位置に形成され、その中心は
ヒーターチップ１との接合時に発熱素子１１の形成面、
すなわち位置合わせ用マーク１５の形成面に略一致する
位置となるように設けられる。貫通穴２３は、吐出口２
２と同一工程でレーザー加工によって形成したり、ある
いは樹脂成型時に形成することができる。

【００３８】図２（Ｃ）において、ヒーターチップ１に
流路形成部材２を接合する。ヒーターチップ１と流路形
成部材２との接合は、例えば接着剤を用いたり、あるい
は圧接により接合してもよい。ここでは接着剤を用いる
こととし、流路形成部材２の接合面に、室温で固体の接
着剤を薄く塗布し、ヒーターチップ１との位置合わせを
行なう。位置合わせは、流路形成部材２をヒーターチッ
プ１の上部と端面に突き当て、その状態で吐出口２２の
側より、ヒーターチップ１の端面に露出している位置合
わせ用マーク１５を観察し、ヒーターチップ１と流路形
成部材２との位置合わせを行なう。

【００３９】上述の流路形成部材２を作製する工程にお
いて、流路形成部材２の吐出口２２の並びの両端には位
置合わせ用の貫通穴２３が設けられている。吐出口２２
の中心が流路溝２１内に収まるのに対して、この貫通穴
２３は、図中の上下方向にヒーターチップ１側にずれた
位置に中心が来るように形成されている。そのため、図
中、流路の底面にあたるヒーターチップ１の面が貫通穴
２３の中心部に来るように、ヒーターチップ１の断面が
観察できる。観察できるヒーターチップ１の断面の領域
には、ヒーターチップ１のダイシングによって断面が露
出した位置合わせ用マーク１５がある。そのため、ヒー
ターチップ１と流路形成部材２との位置が合っていれ
ば、インク噴射方向から見ると、図４に示すように、位
置合わせ用マーク１５が貫通穴２３を介して観察され
る。図４に示すように貫通穴２３の中央に位置合わせ用
マーク１５が来るように、図中の左右方向の位置合わせ
を行なうことで、発熱素子１１と流路溝２１との位置合
わせを精度よく行なうことが可能となる。さらに、発熱
素子１１の並びの左右両側の貫通穴２３によって位置決
めを行なうことによって、さらに精度よく位置合わせを
行なうことができるとともに、微小な回転方向の位置合
わせも行なうことができる。

【００４０】従来はヒーターチップの位置を発熱体形成
面側から観察し、次に流路部材の吐出口位置をインク吐
出方向側から観察して、それぞれのデータを合わせて位
置決めが必要であったのに対して、本発明は一方向から
のみの観察で、かつ確認しながら位置合わせが可能とな
っている。

【００４１】実際に貫通穴２３を介して位置合わせ用マ
ーク１５を観察すると、位置合わせ用マーク１５にピン
トを合わせると貫通穴２３の周囲はぼやけて見えるが、
ここでは貫通穴２３もそのまま示している。上述のよう
に貫通穴２３は吐出口２２と同一工程で加工されるため
に、インク吐出方向に向かって先細りの形状となってお
り、インク吐出側からの観察では、ヒーターチップ１上
のマークと貫通穴２３のエッジは吐出口２２を設けた流
路形成部材２のノズル板部の厚みの分だけピントがずれ
る。そのため、位置合わせ用マーク１５にピントを合わ
せた状態では、周囲がぼやけた画像である。ピントを自
動調整して位置合わせしてもよいが、ピント合わせは時
間を要する。そこで、位置合わせ用マーク１５を認識し
ながらヒーターチップ１と流路形成部材２を相対移動さ
せることで、例えば移動データとマーク認識幅の変化か
ら、最適な位置を検出することができる。

【００４２】なお、貫通穴２３を介した位置合わせ用マ
ークの観察は、カメラ等によって撮像し、その映像を元
に操作者が位置合わせを行なったり、あるいは、画像認
識の技術を用いて位置ズレを自動的に検出し、ステージ
を制御して位置合わせを行なってもよい。

【００４３】このようにしてヒーターチップ１と流路形
成部材２とを位置合わせした状態で、流路形成部材２と
ヒートシンク４とのすき間に、例えば、瞬間接着剤、Ｕ
Ｖ接着剤などの仮止め用接着剤５５を塗布し、仮固定す
る。その後加熱して、流路形成部材２に塗布しておいた
接着剤を溶融、接着させて接合する。

【００４４】図２（Ｄ）において、インクを供給するた
めのジョイント部材３は、その嵌合ピンがヒートシンク
４に設けられたジョイント固定穴４１に挿入され、流路
形成部材２のインク供給管２６に対して突き当てにより
位置決めされる。ジョイント部材３内には、インクタン
クからインク供給管２６へインクを供給するためのイン
ク流路を有しており、ジョイント部材３の位置決めによ
ってジョイント部材３のインク流路と流路形成部材２の
インク供給管２６とが接続される。その後、ジョイント
部材３の嵌合ピンは、ヒートシンク４の裏面より熱かし
めや接着剤により固定される。

【００４５】次に、ジョイント部材３のインク噴射側に
設けた封止剤注入穴３１より、例えばシリコンまたは変
形エポキシ樹脂などの封止剤を注入し、硬化させる。ま
た、ヒートシンク４に設けた封止剤注入穴４２から、あ
るいは両方から封止剤を注入し、硬化させてもよい。封
止剤は、ヒーターチップ１と外部配線中継基板４３とを
接続した電気的接続５４等も封止する。このようにし
て、インクジェットプリントヘッドが完成される。

【００４６】上述のインクジェットプリントヘッドの作
製工程では、位置合わせ用マーク１５を電極と同一材料
で同一工程において形成したが、これに限らず、例えば
図１（Ｂ）で行なう樹脂層１４の形成時に樹脂層１４と
同一材料で形成することも可能である。ただし樹脂層の
場合、膜厚を厚くすることが容易である反面、光学的な
観察におけるコントラストではＡｌまたはＡｌ合金によ
るマークに劣る。これらの材料の他にも、例えば通常の
作製工程で使用している他の材料によって位置合わせ用
マーク１５を形成したり、あるいは工程が増加すること
をいとわなければ別の材料を導入してもかまわない。た
だし、位置合わせの工程に支障のない材料を用いる必要
がある。

【００４７】図７は、本発明のインクジェットプリント
ヘッドの別の実施の形態を示す分解斜視図、図８、図９
は、同じく組立斜視図、図１０は、同じく断面図であ
る。図中、図１ないし図４と同様の部分には同じ符号を
付して説明を省略する。３２は嵌合ピン、３３は加圧部
材、３４はインク流路、３５はフィルタ、３６は接続部
材である。この実施の形態では、ヒーターチップ１と流
路形成部材２との接合を圧接により行なう場合を示して
いる。

【００４８】加圧部材３３をヒートシンク４に固定した
ときに加圧部材３３が流路形成部材２をヒーターチップ
１に押しつける。また、ジョイント部材３の嵌合ピン３
２は、ジョイント部材３をヒートシンク４に取り付ける
際に、ヒートシンク４に設けられたジョイント固定穴４
１と嵌合してジョイント部材３をヒートシンク４に固定
するためのものである。ジョイント部材３内には、イン
ク流路３４が設けられており、一方が流路形成部材２の
インク供給管２４と接続する。もう一方の端部には、フ
ィルタ３５およびインクタンクとの接続を行なうための
接続部材３６が設けられている。フィルタ３５および接
続部材３６は、ヒートシンク４への装着前にジョイント
部材３に取り付けられている。

【００４９】上述の図２（Ｃ）に示す工程において、流
路形成部材２は、上述のように接着剤を塗布せずにその
ままヒーターチップ１に位置決めされ、仮固定される。
その後、加圧部材３３をヒートシンク４へ固定する。こ
のとき加圧部材３３が流路形成部材２に当接、流路形成
部材２を押圧して、流路形成部材２をヒーターチップ１
に押しつけ、両者を接合する。その後、ジョイント部材
３の嵌合ピン３２をヒートシンク４に設けられたジョイ
ント固定穴４１に挿入してジョイント部材３を装着し、
嵌合ピン３２はヒートシンク４の裏面より熱かしめや接
着剤により固定される。

【００５０】また、ジョイント部材３の装着時に、ジョ
イント部材３を流路形成部材２のインク供給管２６に対
して突き当てて位置決めする。これによって、図１０に
示すように、ジョイント部材３内のインク流路３４と流
路形成部材２のインク供給管２４とが接続される。イン
ク流路３４は、流路形成部材２のインク供給管２４の断
面積とほぼ一致しており、その中心線もジョイント３の
装着時にはインク供給管２４の中心線と略一致するよう
に形成されている。このインク流路３４は、図示しない
インクタンクとのジョイント位置高さで鈍角に屈曲され
ており、その後フィルタ３５の取付位置前から取付位置
までに流路の断面が１０倍以上２０倍以下に拡大されて
いる。この構成により、インクタンクとのジョイント部
から１回だけ鈍角に屈曲するだけで共通液室へインクを
供給することができる。この構成は、シンプルで短い流
路を形成しているので、インクの流路抵抗を減少させる
とともに、気泡などの滞留しやすい箇所を減少させるこ
とができる。また、インク流路３４の断面積をインク供
給管２４の断面積とほぼ同じとし、フィルタ３５通過後
の流路断面積を必要最低限とすることによって、インク
流路３４内のインクの流速が早く、流路内の気泡が抜け
やすくなる。そのため、気泡などによる印字不良を低減
し、印字信頼性の高いインクジェットプリントヘッドを
得ることができる。なお、このようなジョイント部材３
内のインク流路３４などの構成は、そのまま例えば図２
（Ｄ）に示したジョイント部材３に適用可能である。

【００５１】以下、ヒーターチップ１に設ける位置合わ
せ用マーク１５の変形例について説明する。図１１は、
ヒーターチップ上のパターンの変形例の説明図、図１２
は、図１１に示した位置合わせ用マークを用いた場合の
ヒーターチップと流路形成部材の位置合わせ時の説明
図、図１３は、図１１に示す位置合わせ用パターンを用
いた位置合わせ工程の説明図である。図中、６１は検出
プローブである。この例では、ヒーターチップ１上の位
置合わせ用マーク１５が左右おのおのの切断面で２本と
なっており、チップ内で電気的に接続されている。

【００５２】この例では、ヒーターチップ１と流路形成
部材２とを位置合わせする際には、電気的な導通を検出
する検出装置を用いることができる。この検出装置は、
図１２に示すように、先端が滑らかになっており、ノズ
ル並び方向で２つの電極が持つ検出プローブ６１と、検
出プローブ６１の２つの電極が電気的に導通されたこと
を検出する本体部分からなる。流路形成部材２に形成さ
れた貫通穴２３に、検出プローブ６１を挿入し、そのま
ま流路形成部材２とヒーターチップ１とを相対移動させ
る。検出プローブ６１の２つの電極が電気的に導通され
たことを検出した位置が所望の位置となる。

【００５３】また、流路形成部材２とヒーターチップ１
を相対的に移動させるテーブルの移動量と、検出装置の
検出結果を判定することで、さらに高精度な位置決めが
可能となる。具体的には、検出プローブ６１の２つの電
極が電気的に導通されたことを検出してから、導通が検
出されなくなるまでの移動量、例えばステッピングモー
タのパルス数をカウントすることで、検出される位置の
さらに中央位置が決定できる。これにより、位置合わせ
用マーク１５をあまり微細化せずとも、高精度の位置合
わせができる。また、検出プローブ６１と位置合わせ用
マーク１５との接触状態がヘッドによって多少異なって
も問題なく位置合わせを行なうことができる。さらに、
部品作製精度が悪く、発熱素子１１の並びの左右の位置
合わせ用マーク１５の間で検出タイミングが異なった場
合も、最適な位置を決定できる。

【００５４】この例では、ヒーターチップ１の端面に露
出した位置合わせ用マーク１５はそれぞれ２つずつであ
ったが、さらに多くてもよい。位置合わせ用マーク１５
が３本以上のマークによって構成される場合、導通させ
るマークの組み合わせを予め設定しておき、３以上の電
極を有する検出プローブ６１によって、どの電極間で導
通したかを判別することによりコード化し、どちらの方
向にどのくらいずれているかを認識することも可能であ
る。この場合、位置合わせ用マーク１５を構成する各マ
ークのヒーターチップ１の端面に露出した部分の長さを
変えてもよい。あるいは、各マーク間の抵抗値を変えて
もよい。抵抗は発熱素子１１を形成するときに同時に形
成可能である。

【００５５】ここでは位置合わせ用マーク１５が複数の
マークから構成される場合に、電気的に導通を検出して
位置合わせを行なう例を示したが、この例の場合にも、
画像処理によって位置を特定し、位置合わせ制御を行な
ってもよい。

【００５６】図１４は、ヒーターチップ上のパターンの
別の変形例の説明図である。この例では、位置合わせ用
マーク１５をボンディングパットまで延ばしている。そ
して、図２（Ｂ）に示した電気的接続５４によって、位
置合わせ用マーク１５を外部配線中継基板４３と電気的
に接続する。

【００５７】この構成では、ヒーターチップ１と流路形
成部材２との位置合わせは、外部配線中継基板４３の端
子と、流路形成部材２に設けられた貫通穴２３に嵌合さ
れた検出プローブとの電気的な導通の有無を検出するこ
とによって行なうことができる。また、上述のように導
通のある領域において、例えばステッピングモータのパ
ルス数をカウントし、位置ズレを高精度に検出して位置
合わせを行なうことも可能である。

【００５８】上述の説明では、流路形成部材２に流路溝
２１と吐出口２２を形成し、ヒーターチップ１との位置
合わせを、位置合わせ用マーク１５を用いて行なった
が、吐出口２２が設けられたノズル板が別の部材として
形成される場合には、ノズル板とヒーターチップ１との
位置合わせに上述の位置合わせ用マーク１５を用いた位
置合わせの方法を適用することができる。

【００５９】なお、上述の各例においては、位置合わせ
用マーク１５を流路溝２１の並びの両端部に設けたが、
本発明はこれに限られるものではない。例えば１つのイ
ンクジェットプリントヘッドで複数色の記録が可能な複
数色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、異な
る色間の部分に位置合わせ用マーク１５を配置してもよ
い。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１および９に記載の発明によれば、ヒーターチップに形
成した位置合わせ用マークと、流路形成部材に形成した
貫通穴とによる位置合わせを行なうことによって、ヒー
ターチップの発熱素子の並びと流路形成部材の個別流路
の並びとをインク噴射方向のみからの観察により位置合
わせが可能となり、位置合わせ装置の簡略化が図れる。
このとき、位置合わせ用マークは、請求項１０に記載の
発明のように、ヒーターチップの切断分離前にウェハの
切断位置を跨ぐように形成しておくことによって、切断
後にヒーターチップの端面に露出させることができる。
これにより、貫通穴からの観察が可能になる。また、請
求項４，１１に記載の発明のように、この位置合わせ用
マークを、ヒーターチップを切断分離する際の切断位置
を示すマークまたは切断位置確認マークとして用いるこ
ともでき、マークの簡略化やヒーターチップの小型化を
図ることができる。位置合わせは、例えば請求項１９に
記載の発明のように、位置合わせ用マークを画像認識し
ながらヒーターチップと流路形成部材を相対移動させて
行なうことができる。この場合、インク吐出方向側から
の観察で貫通穴の周囲のエッジがぼけて検出できなくて
も、位置合わせ用マークを認識すれば高精度な位置合わ
せが可能となる。

【００６１】位置合わせ用マークとしては、請求項２，
１２に記載の発明のように、発熱素子と電気的に接続さ
れる電極と同一材料によって形成したり、あるいは、請
求項３，１３に記載の発明のように、ヒーターチップ上
の回路や電極層を保護する保護層と同一材料によって形
成することができる。このような構成により、ヒーター
チップの作製工程を増加することなく位置合わせ用マー
クを設けることができ、かつ位置合わせの精度を高める
ことができる。

【００６２】また、請求項５，１６に記載の発明のよう
に、位置合わせ用マークとして導電性を有するマークと
し、貫通穴を通じて電気的な接続を行なって位置合わせ
を行なうことができる。これによれば、画像認識用の光
学系などが必要なく、小型、低コストの作製装置で、確
実な位置合わせが可能となる。このとき、請求項６，１
７に記載の発明のように、位置合わせ用マークを複数の
導電性を有する断面で構成し、ヒーターチップ上で適宜
接続したり、あるいは請求項７，１８に記載の発明のよ
うに、位置合わせ用マークを外部配線中継基板に接続す
ることによって、さらに高精度の位置合わせを電気的に
行なうことができる。

【００６３】さらに、請求項１４に記載の発明のよう
に、流路形成部材の貫通穴は、ノズル噴射口の形成と同
一の工程で形成することができ、流路形成部材の作製工
程を増加することなく、貫通穴を設けることができ、位
置合わせ用マークとともに位置合わせの精度を高めるこ
とができる。また、請求項８，１５に記載の発明のよう
に、貫通穴の中心がヒーターチップとの接合時に発熱素
子の形成面に略一致する位置となるように貫通穴を設け
ることによって、位置合わせ用マークが貫通穴の中心部
分に現出するので、位置合わせが容易に行なえる。

【００６４】このように本発明によれば、ヒーターチッ
プと流路形成部材を用いたインクジェットプリントヘッ
ドにおける組立性を改善し、より安価なインクジェット
プリントヘッドを提供することが可能となるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットプリントヘッドの作
製方法の実施の一形態を示す工程図である。

【図２】本発明のインクジェットプリントヘッドの作
製方法の実施の一形態を示す工程図（続き）である。

【図３】ヒーターチップ上のパターンの一例とダイシ
ング工程の説明図である。

【図４】ヒーターチップと流路形成部材の位置合わせ
の説明図である。

【図５】流路形成部材２の一例におけるヒーターチッ
プ接合面から見た斜視図である。

【図６】流路形成部材２の一例におけるインク噴射側
より見た斜視図である。

【図７】本発明のインクジェットプリントヘッドの別
の実施の形態を示す分解斜視図である。

【図８】本発明のインクジェットプリントヘッドの別
の実施の形態を示す組立斜視図である。

【図９】本発明のインクジェットプリントヘッドの別
の実施の形態を示す組立斜視図である。

【図１０】本発明のインクジェットプリントヘッドの
別の実施の形態を示す断面図である。

【図１１】ヒーターチップ上のパターンの変形例の説
明図である。

【図１２】図１１に示した位置合わせ用マークを用い
た場合のヒーターチップと流路形成部材の位置合わせ時
の説明図である。

【図１３】図１１に示す位置合わせ用パターンを用い
た位置合わせ工程の説明図である。

【図１４】ヒーターチップ上のパターンの別の変形例
の説明図である。

【図１５】従来のヒーターチップと天板部材の位置合
わせ工程の説明図である。

【符号の説明】

１…ヒーターチップ、２…流路形成部材、３…ジョイン
ト部材、４…ヒートシンク、１１…発熱素子、１２…個
別電極、１３…共通電極、１４…樹脂層、１５…位置合
わせ用マーク、２１…流路溝、２２…吐出口、２３…貫
通穴、２４…インク供給管、２５…共通液室、３１…封
止剤注入穴、３２…嵌合ピン、３３…加圧部材、３４…
インク流路、３５…フィルタ、３６…接続部材、４１…
ジョイント固定穴、４２…封止剤注入穴、４３…外部配
線中継基板、５１…発熱素子基板、５２…切断位置、５
３…洗浄液、５４…電気的接続、５５…仮止め用接着
剤、５６…ダイシング幅、６１…検出プローブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者釼持伸夫神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発熱素子を有するヒーターチップ
と、前記発熱素子に対応しインクを噴射する複数のノズ
ル噴射口が形成された流路形成部材を有し、前記流路形
成部材には、前記複数のノズル噴射口を有するノズル板
部と、前記ノズル噴射口に対応する複数の個別流路溝
と、複数の前記個別流路溝が連通する共通インク室用溝
と、該共通インク室用溝にインクを供給するためのイン
ク供給管が形成されてなり、さらに、前記インク噴射口
の並びに前記ヒーターチップとの位置合わせ用の貫通穴
が形成されており、前記ヒーターチップには、前記流路
形成部材の前記貫通穴に対応する位置に端面に露出した
位置合わせ用マークがある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】前記ヒーターチップの前記位置合わせ用
マークは、前記発熱素子と電気的に接続される電極と同
一材料によって形成されていることを特徴とする請求項
１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】前記ヒーターチップの前記位置合わせ用
マークは、前記ヒーターチップ上の回路や電極層を保護
する保護層と同一材料によって形成されていることを特
徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
【請求項４】前記ヒーターチップの前記位置合わせ用
マークは、前記ヒーターチップを切り出す切断分離工程
での切断位置を示すマークまたは切断位置確認マークを
兼用することを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
【請求項５】前記ヒーターチップの前記位置合わせ用
マークは、導電性を有していることを特徴とする請求項
１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】前記ヒーターチップの前記位置合わせ用
マークは、複数の導電性を有する断面で構成され、前記
ヒーターチップ上で適宜接続されていることを特徴とす
る請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】前記ヒーターチップは、外部と電気的な
接続を行なうための外部配線中継基板と接続されてお
り、前記位置合わせ用マークは導電性であって１以上設
けられ、前記外部配線中継基板に電気的に接続されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプ
リントヘッド。
【請求項８】前記貫通穴は、その中心が前記ヒーター
チップとの接合時に前記発熱素子の形成面に略一致する
位置となるように設けられていることを特徴とする請求
項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】複数の発熱素子を有するヒーターチップ
と、前記発熱素子に対応しインクを噴射する複数のノズ
ル噴射口が形成された流路形成部材を有するインクジェ
ットプリントヘッドの作製方法において、前記流路形成
部材に、複数の前記ノズル噴射口と、前記ノズル噴射口
に対応する複数の個別流路溝と、複数の前記個別流路溝
が連通する共通インク室用溝と、該共通インク室用溝に
インクを供給するためのインク供給管を形成するととも
に、前記インク噴射口の並びに前記ヒーターチップとの
位置合わせ用の貫通穴を形成し、前記ヒーターチップに
は、少なくとも複数の前記発熱素子と、該発熱素子に電
気的に接続する電極を形成するとともに、前記流路形成
部材の前記貫通穴に対応する位置に端面に露出した位置
合わせ用マークを形成し、前記ヒーターチップと前記流
路形成部材を接合する際に、前記流路形成部材に形成し
た前記貫通穴と前記ヒーターチップに形成した前記位置
合わせ用マークとによって位置合わせを行ない、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作
製方法。
【請求項１０】前記ヒーターチップは、ウェハ上に複
数形成して切断位置において切断分離し、前記位置合わ
せ用マークは、切断分離前に前記ウェハの切断位置を跨
ぐように形成され、切断後に前記ヒーターチップの端面
に露出することを特徴とする請求項９に記載のインクジ
ェットプリントヘッドの作製方法。
【請求項１１】前記ヒーターチップを切断分離する際
の切断位置を示すマークまたは切断位置確認マークを前
記ヒーターチップの前記位置合わせ用マークと兼用する
ことを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットプ
リントヘッド。
【請求項１２】前記ヒーターチップに形成した前記位
置合わせ用マークは、前記ヒーターチップ上に前記電極
を形成する際に、同一工程で同一材料を用いて形成する
ことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリ
ントヘッドの作製方法。
【請求項１３】前記ヒーターチップには、少なくとも
複数の前記発熱素子と、該発熱素子に電気的に接続する
電極を形成後、これらを保護する保護層を形成し、前記
位置合わせ用マークは、該保護層と同一工程で同一材料
を用いて形成することを特徴とする請求項９に記載のイ
ンクジェットプリントヘッドの作製方法。
【請求項１４】前記流路形成部材の前記貫通穴は、前
記ノズル噴射口の形成と同一の工程で形成されることを
特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリントヘ
ッドの作製方法。
【請求項１５】前記流路形成部材の前記貫通穴は、そ
の中心が前記ヒーターチップとの接合時に前記発熱素子
の形成面に略一致する位置となるように形成されること
を特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリント
ヘッドの作製方法。
【請求項１６】前記ヒーターチップの前記位置合わせ
用マークとして導電性を有する材料で形成し、前記位置
合わせの際に前記流路形成部材に形成した前記貫通穴を
通じて前記ヒーターチップの前記位置合わせマークとの
電気的接続を行ない、前記流路形成部材と前記ヒーター
チップを位置合わせすることを特徴とする請求項９に記
載のインクジェットプリントヘッドの作製方法。
【請求項１７】前記ヒーターチップの前記位置合わせ
用マークとして導電性を有する材料で前記ヒーターチッ
プの端面に複数形成するとともに、前記ヒーターチップ
上で前記位置合わせ用マークを適宜接続したパターンと
して形成し、前記位置合わせの際に前記流路形成部材に
形成した前記貫通穴を通じて前記ヒーターチップの複数
の前記位置合わせマークとの電気的接続を行ない、導通
の有無あるいはその組み合わせに基づいて前記流路形成
部材と前記ヒーターチップを位置合わせすることを特徴
とする請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド
の作製方法。
【請求項１８】前記ヒーターチップの前記位置合わせ
用マークとして１以上の導電性のパターンを形成し、前
記ヒーターチップと前記流路形成部材との接合前に外部
と電気的な接続を行なうための外部配線中継基板と電気
的な接続を行ない、その際に前記位置合わせ用マークも
前記外部配線中継基板と電気的に接続し、前記位置合わ
せの際に前記流路形成部材に形成した前記貫通穴を通じ
て前記ヒーターチップの前記位置合わせマークとの電気
的接続を行ない、電気的特性によって前記流路形成部材
と前記ヒーターチップを位置合わせすることを特徴とす
る請求項９に記載のインクジェットプリントヘッドの作
製方法。
【請求項１９】前記ヒーターチップと前記流路形成部
材との前記位置合わせは、インク吐出方向側から前記流
路形成部材に形成した前記貫通穴を通して、前記ヒータ
ーチップ上に形成した前記位置合わせ用マークを画像認
識しながら前記ヒーターチップと前記流路形成部材を相
対移動させ、位置合わせを行なうことを特徴とする請求
項９に記載のインクジェットプリントヘッドの作製方
法。