JPH1076651A - インクジェットプリントヘッドおよびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 封止工程を簡単化し、かつ封止剤の選択性を
広げ、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】 ヒートシンク４上にヒーターチップ１を
接着し、電気的接続６４を行ない、その上に流路形成部
材２を接合する。流路形成部材２のヒーターチップ１と
の接合面の周囲には、吐出口側を除く３方に、吐出口方
向およびその逆方向で大気と連通した溝が形成されてい
る。さらに、ジョイント部材３を装着し、第１の封止剤
注入穴３１より封止剤を注入し、硬化させる。このと
き、流路形成部材２の溝、および、流路形成部材２のプ
レート状部３０とヒーターチップ１の端面との間に封止
剤が毛管力により充填され、ヒーターチップ１と流路形
成部材２とが封止される。同時に、ジョイント部材３内
のインク流路３２と流路形成部材２のインク供給管２５
の接続部および電気的接続６４の封止が行なわれる。

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６１−２３
０９５４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、
Ｓｉ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】これらのインクジェットプリントヘッドで
は、ヒーターチップと流路溝が形成された流路形成部材
とを接合させてインクの流路を形成するため、この２つ
の部材の接合部からインクが漏れ出さないようにする必
要がある。両者の接着や圧着によって各流路溝間などは
記録に支障がない程度に分離できるものの、ヘッド全体
では長期的にはインクの滲み出しや空気の侵入などが発
生する。これらを防止するため、通常は周囲を封止剤に
よって封止している。また、そのほかに例えば流路形成
部材へインクを供給するためのインク供給管との接続部
分などについても、接続部分からのインクの漏れを防ぐ
ため、封止を行なう必要がある。さらに、例えばワイヤ
ボンディング等の電気的な接続部は、封止剤により固定
することが一般的に行なわれている。

【０００５】このように、封止の工程は重要である。封
止の工程について記載した文献として、例えば特開平８
−５８０７８号公報がある。この文献には、第１の封止
剤によってボンディングワイヤを被覆し、その後、流路
形成部材の共通液室間に予め設けておいた溝に第２の封
止剤を流し込み、共通液室間の封止を確実に行なうこと
が記載されている。しかし、このように２つの封止剤を
用いて封止を行なうため、封止工程が煩雑になるという
問題がある。

【０００６】また、例えば、特開平５−３８８１２号公
報や、特開平５−３８８１７号公報などでは、封止剤の
特性や材料について提案している。これらの文献では、
封止工程として、インク供給部材に設けられた封止剤注
入口から封止剤を注入し、ワイヤボンディング部を封止
すると同時に、インクの噴射口が形成された流路形成部
材の一部であるオリフィスプレートとインク供給部材お
よび支持基板の前端面とを封止する。これらの文献に記
載されている封止工程は、１種の封止剤の注入によって
行なわれており、封止工程が簡略化されている。しか
し、これらの文献には、ヒーターチップと流路形成部材
との間は圧着されるのみで封止する旨の記載はない。ま
た、封止剤の粘度として４０００ｃｐｓ〜１００００ｃ
ｐｓが最適としており、高粘度の封止剤は使用できない
という問題がある。

【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、インクジェットプリントヘ
ッドの組立工程における封止工程を簡単化し、かつ封止
剤として用いる材料の選択性を広げ、コストダウンを達
成し、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噴射口が形成された流路形成
部材と、前記ヒーターチップを固定する基板と、前記流
路形成部材へインクを供給するためのジョイント部材
と、前記ヒーターチップと外部電源や信号を接続する外
部中継配線を有し、前記ヒーターチップの前記噴射口側
の端面は前記流路形成部材との間に空隙が設けられてお
り、前記流路形成部材は、前記ヒーターチップとの接合
面に前記ヒーターチップを囲む４方のうち前記噴射口が
形成された方向以外の３方に溝が形成され、該溝は、大
気と連通し、該溝と前記空隙は封止剤が毛管力で満たさ
れ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、前記溝は、
前記発熱素子に対応して前記流路形成部材に形成される
個別流路溝より断面積が大きく、前記空隙の間隔よりも
深い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、前記溝は、
噴射口方向およびその逆方向で大気と連通していること
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、前記ジョイ
ント部材には、インクタンクと前記流路形成部材との間
のインクの流路を形成するインク流路部と、封止剤を注
入するための封止剤注入穴が設けられており、該ジョイ
ント部材は、前記ヒーターチップと前記外部中継配線と
を電気的に接続する電気的コネクタ部を含む前記流路形
成部材、前記ヒーターチップ、前記基板とから空間を構
成し、該空間は前記封止剤注入穴より充分大きな大気連
通部に連通しており、前記封止剤注入穴より前記空間に
注入された封止剤により前記インク流路部と前記流路形
成部材の接続部と、前記電気的コネクタ部と、前記溝に
より前記流路形成部材と前記ヒーターチップが封止され
てい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４に記載
のインクジェットプリントヘッドにおいて、さらに、前
記基板に封止剤を注入するための封止剤注入穴が設けら
れ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、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噴射口が形成された流路形成部材と
を接合してなるインクジェットプリントヘッドの作製方
法において、固定基板に前記ヒーターチップを固定し、
前記ヒーターチップと外部電源や信号を接続するための
外部中継配線とを電気的に接続し、前記流路形成部材を
ヒーターチップに位置合わせして接合し、前記流路形成
部材へインクを供給するためのインク流路および封止剤
を注入するための封止剤注入穴を有するジョイント部材
を前記流路形成部材に対して位置合わせして前記固定基
板に固定し、前記ジョイント部材、前記流路形成部材、
前記ヒーターチップ、および前記固定基板からなる空間
に少なくとも前記ジョイント部材の前記封止剤注入穴か
ら封止剤を注入し、前記ジョイント部材の前記インク流
路と前記流路形成部材との接続部と、前記ヒーターチッ
プと外部中継配線との電気的接続部を封止するととも
に、前記流路形成部材と前記ヒーターチップの接合部を
封止す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６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、
前記流路形成部材には、前記ヒーターチップとの接合面
に前記ヒーターチップを囲む４方のうち前記噴射口が形
成された方向以外の３方に噴射口方向およびその逆方向
で大気と連通する溝を形成しておき、前記ジョイント部
材の前記封止剤注入穴から注入した封止剤を前記溝の毛
管力によって前記溝内に充填し、前記流路形成部材と前
記ヒーターチップの接合部を封止す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６または
７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、さらに、前記固定基板にも封止剤を注入可能な
封止剤注入穴を穿孔しておき、前記固定基板の前記封止
剤注入穴からも封止剤を注入す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噴射口が形成された流路形成部材と
を接合してなるインクジェットプリントヘッドの作製方
法において、封止剤を注入するための封止剤注入穴を有
する固定基板に前記ヒーターチップを固定し、前記ヒー
ターチップと外部電源や信号を接続するための外部中継
配線とを電気的に接続し、前記流路形成部材をヒーター
チップに位置合わせして接合し、前記流路形成部材へイ
ンクを供給するためのインク流路を有するジョイント部
材を前記流路形成部材に対して位置合わせして前記固定
基板に固定し、前記ジョイント部材、前記流路形成部
材、前記ヒーターチップ、および前記固定基板からなる
空間に少なくとも前記固定基板の前記封止剤注入穴から
封止剤を注入し、前記ジョイント部材の前記インク流路
と前記流路形成部材との接続部と、前記ヒーターチップ
と外部中継配線との電気的接続部と、前記流路形成部材
と前記ヒーターチップの接合部を封止することを特徴と
するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１、図２は、本発明を適用した
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は樹脂層、２５はインク供給管、３１は第１の
封止剤注入穴、４１はジョイント固定穴、４２は第２の
封止剤注入穴、４３は外部配線中継基板、６１は発熱素
子基板、６２は切断位置、６３は洗浄液、６４は電気的
接続、６５は仮止め用接着剤である。

【００１８】図１（Ａ）において、シリコンウエハ上に
図示しない発熱素子、および発熱素子に接続される電極
パターン、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６１とする。発熱素子上には、気泡
の成長および消滅時の圧力からの発熱素子の保護と絶縁
のための保護膜などを成膜してもよい。次に図１（Ｂ）
において、発熱素子基板６１の表面に薄い樹脂層１１を
塗布し、パターニングする。樹脂層１１としては、ポリ
イミドなどが用いられる。図１（Ｃ）において、発熱素
子基板６１は切断位置６２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。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１１のバリを除去する
ため、図１（Ｄ）において、例えば洗浄液６３などによ
って洗浄され、またバリの除去が行なわれる。

【００１９】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が設けられている。また、
封止剤を注入するための第２の封止剤注入穴４２を設け
てもよい。

【００２０】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６４がなされる。

【００２１】また、別に流路形成部材２が例えば樹脂成
形によって作製される。流路形成部材２については後述
する。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。接着剤を用いる場合には、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方法等が
用いられる。圧接による場合には、そのまま流路形成部
材２とヒーターチップ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を流路
形成部材２に設けた貫通穴を介して観察し、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。

【００２２】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６５を塗布し、仮固定す
る。その後、接着剤を用いて接合を行なう場合には、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。また、圧接によって接合を行
なう場合には、例えばバネ部材などを用い、流路形成部
材２をヒーターチップ１へ押圧する。

【００２３】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２５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２５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２５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。

【００２４】次に、ジョイント部材３のインク噴射側に
設けた第１の封止剤注入穴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。このとき、後述するようにヒーターチップ１と流路
形成部材２との接合外周面や、流路形成部材２のノズル
が形成されたプレート状部とヒーターチップ１の端面と
の間、さらにジョイント部材３内のインク流路と流路形
成部材２のインク供給管２５の接続部における封止が行
なわれると同時に、電気的接続６４の封止剤による固定
が行なわれる。

【００２５】この封止工程によって、封止剤により長期
にわたる各部からのインクの漏れや蒸散を防ぐとともに
インクの流路への空気の侵入を防ぎ、また、各部を固定
して安定化させることができる。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。なお、封止剤
の注入は、例えばヒートシンク４に第２の封止剤注入穴
４２を設けておいた場合、この第２の封止剤注入穴４２
から行なったり、あるいは第１の封止剤注入穴３１と第
２の封止剤注入穴４２の両方から行なってもよい。

【００２６】図３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４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、２０は大気連通穴、２１は流路溝、２２は吐
出口、２３は貫通穴、２４は共通液室、２５はインク供
給管、２６は接合面、２７は溝、２８は逃げ部、２９は
側方板状部、３０はプレート状部である。

【００２７】この流路形成部材２は、樹脂によって成形
される。流路形成部材２には、ヒーターチップ１に形成
された発熱素子に対応して複数の流路溝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２４が設
けられている。流路溝２１の共通液室２４との連通部と
反対側には、それぞれの流路溝２１に対応して図４に示
す吐出口２２が設けられている。吐出口２２は、例えば
レーザー加工などによって形成することができる。共通
液室２４内は、各流路溝２１に速やかにインクを供給
し、かつ共通液室２４内に気泡が停滞しないように、略
扇状の形状となっている。また、共通液室２４には、共
通液室２４にインクを供給するためのインク供給管２５
が、インク吐出方向に対して鈍角をなすように直管状に
設けられている。

【００２８】ヒーターチップ１は、流路溝２１および共
通液室２４を覆うように接合される。流路溝２１と吐出
口２２の接続部は、図３（Ｂ）に示すようにプレート状
部３０との間に間隔Ｌが設けられており、ヒーターチッ
プ１の端面がこの間隔Ｌの間に来るように、流路溝２１
と吐出口２２の接続部とヒーターチップ１上の樹脂層１
１とによって位置合わせがなされる。そのため、プレー
ト状部３０とヒーターチップ１の端面とは接触しない。
プレート状部３０とヒーターチップ１の端面との間隔Ｌ
は、例えば約５μｍ程度とすることができる。

【００２９】このプレート状部３０とヒーターチップ１
の端面との間に空隙を設けることにより、この空隙に封
止剤を充填して封止することができる。また、ヒーター
チップ１の端面で位置決めをしないので、図１（Ｃ）に
示す切断工程において、切断精度や切断面の品質がそれ
ほど要求されず、切断加工を容易に行なうことができ
る。

【００３０】流路形成部材２には、ヒーターチップ１と
の接合面２６が、流路溝２１が形成されている以外の３
方に設けられている。接合面２６には、インク流路溝２
１よりも断面積が大きく、プレート状部３０とヒーター
チップ１の端面との間隔（例えば、５μｍ）より十分深
い溝２７が設けられている。溝２７は、ヒーターチップ
１との接合時にインク噴射方向とその逆方向で大気と連
通するように構成されており、一方は図４に示す大気連
通穴２０に連通している。この溝２７に封止剤が毛管力
により充填されるようになっている。具体例としては、
溝２７の断面寸法は、１５０×１５０μｍとすることが
できる。

【００３１】また、上述のプレート状部３０とヒーター
チップ１の端面との空隙は、溝２７の大きさよりも狭い
ので、溝２７内の充填剤は毛管力によってこの空隙へも
充填することができる。もちろん、流路溝２１の間の壁
部分の頂部などもヒーターチップ１との接合面となる。
しかし、溝２７は設けられておらず、充填剤は充填され
ない。

【００３２】逃げ部２８は、ヒーターチップ１と外部と
の電気的接続６４に流路形成部材２が当接しないように
するための領域である。また、側方板状部２９は、ヒー
ターチップ１の側面をカバーするものである。この側方
板状部２９は、図２（Ｃ）において流路形成部材２を装
着した際に、ヒーターチップ１を固定するヒートシンク
４との間に、少なくとも一部でヒーターチップ１の側面
と側方板状部２９とのすき間以上の距離が空くように構
成されている。これにより、ヒーターチップ１の側面下
部に仮止め接着剤６５を注入したとき、その仮止め接着
剤６５を流路形成部材２の側方板状部２９とヒーターチ
ップ１の間隙へ、毛管力によって導くことができる。こ
のように、ヒーターチップ１の切断面を利用して流路形
成部材２との仮止めを実施できるので、ヒーターチップ
１を小さくできる。また、位置合わせで一番重要なノズ
ル並び方向の両端において、広い面による接合ができる
ので位置合わせに対する信頼性が高くなる。さらには、
ヒーターチップ１の切断面と流路形成部材２の側方板状
部２９との間隙の毛管力で仮止め接着剤６５が導かれる
ので、仮止め接着剤６５の塗布位置や塗布量を精度よく
制御する必要がなく、均一なインクジェットプリントヘ
ッドが作製可能となる。

【００３３】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、吐出口２２と同一工程で形成したり、あ
るいは樹脂成形時に形成することができる。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
に対応した位置に形成しておく。そして、貫通穴２３と
ヒーターチップ１上の位置合わせ用マークを一致させる
ことで流路形成部材２とヒーターチップ１の精密な位置
合わせを行なうことができる。ここで、ヒーターチップ
１上の位置合わせ用マークは、発熱素子に接続される電
極と同一材料、例えばＡｌまたはＡｌ合金で、同一工程
にて形成することができる。

【００３４】図５は、ヒーターチップ１と流路溝形成部
材２との概略断面図、図６は、従来のインクジェットプ
リントヘッドにおける流路形成部材装着時の状態を示す
斜視図である。ここで、図５にはヒーターチップ１に流
路形成部材２を接合した状態における断面図を示してお
り、ヒーターチップ１と流路形成部材２のみを図示して
いる。図５（Ａ）は、この実施の形態におけるインクジ
ェットプリントヘッドにおける断面図を示しており、こ
の状態は、図２（Ｃ）に対応する。また、図５（Ｂ）に
は、従来のヘッドと同様にインク供給管２５をインク吐
出方向に対して直角に設けた場合を示し、この従来のヘ
ッドの斜視図を図６に示している。

【００３５】インク供給管２５には、図示しないジョイ
ントが接合されるが、このジョイントとの接合空間を確
保するため、図中ｄで表わされる距離が必要である。図
５（Ｂ）に示す場合には、結果として共通液室２４が大
きくなり、必然的にヒーターチップ１との接合領域Ｌ１
も大きく取らなければならない。また、図６に示すよう
に、流路形成部材２を接合したときの仮止め接着剤６５
による接着は線状であるため、接着面積を得るためにも
接合領域Ｌ１を大きく取ることが望まれる。そのため、
チップサイズが大きくなり、１ウエハ当たりのチップ取
れ高が少なく、インクジェットプリントヘッドのコスト
アップにつながっていた。

【００３６】しかし、図５（Ａ）に示すようにインク供
給管２５をインク吐出方向に対して鈍角となるように設
けた構成では、ジョイントと接合するための同一の空間
ｄを確保しつつ、ヒーターチップ１との接合領域Ｌ２を
小さくできる。そのため、ヒーターチップ１およびヘッ
ド全体を小型化できる。また、インク供給管２５をイン
ク吐出方向に対して鈍角となるように設けた方が、イン
クの流れはスムースになり、流路抵抗が減少して流路溝
２１へのインクのリフィルを円滑に行なうことができ
る。

【００３７】図７、図８は、本発明のインクジェットプ
リントヘッドの実施の一形態を示す分解斜視図、図９、
図１０は、同じく組立斜視図、図１１は、同じく断面図
である。図中、図１ないし図６と同様の部分には同じ符
号を付して説明を省略する。５はバネ材、３２はインク
流路、３３はフィルタ、３４は接続部材、３５は大気連
通部分、５１は流路形成部材押圧部、５２は爪部、５３
は穴部である。ここでは、上述の作製工程において、図
２（Ｃ）に示した工程におけるヒーターチップ１と流路
形成部材２との接合を、バネ材５を用いた圧接によって
行なう場合について示している。

【００３８】上述のように、図２（Ａ）においてヒート
シンク４にヒーターチップ１を取り付け、図２（Ｂ）に
おいて電気的接続６４を行なった後、図３、図４に示し
た流路形成部材２をヒーターチップ１と位置合わせして
組み付け、仮止め接着剤６５によって仮止めする。この
構成では、その後、バネ材５を用いて流路形成部材２を
ヒーターチップ１へ押圧し、両者を固定する。なお、バ
ネ材５の形状は一例であって、他の形状であってもよ
い。

【００３９】図７、図８に示したバネ材５は、発熱体１
１の並び方向に延在し流路形成部材２をヒートシンク４
へ向けて押圧するための流路形成部材押圧部５１と、両
側に設けられ、ヒートシンク４の裏側に係止される爪部
５２を有している。この爪部５２は、流路形成部材２の
両側およびヒートシンク４の両側を通過してヒートシン
ク４の裏側にその弾性力によって係止する。爪部５２が
ヒートシンク４の裏側に係止された状態で、流路形成部
材押圧部５１は、流路形成部材２に当接し、バネ材５の
弾性力によって流路形成部材２を押圧する。これによっ
て、流路形成部材２とヒートシンク４とでヒーターチッ
プ１を挟むようにして押圧固定する。

【００４０】また、バネ材５の中央部付近には、流路形
成部材２のインク供給管２５とジョイント部材３との結
合を図るとともに、封止材を各部に流し込むための穴部
５３が設けられている。ジョイント部材３が装着された
状態でこの穴部５３を貫通してインクの供給路が形成さ
れる。また、この穴部５３を通して第１の封止剤注入穴
３１から注入された封止剤を、電気的接続６４や流路形
成部材２に設けられた溝２７の端部へ流入させることが
できる。もちろん、このバネ材５の形状によっては穴部
５３を設ける必要はない。

【００４１】バネ材５によって流路形成部材２とヒータ
ーチップ１とが押圧固定された後、図２（Ｄ）に示した
工程においてジョイント部材３が装着される。なお、ジ
ョイント部材３の構成は、この例のようにバネ材５を用
いて流路形成部材２とヒーターチップ１を接合した場合
でも、例えば、接着剤を用いて接合した場合でも、バネ
材５の空間を空けるか否か程度の違いしかなく、ほぼ同
様の構成とすることができる。

【００４２】図１１に示すように、ジョイント部材３内
に設けられたインク流路３２は、流路形成部材２のイン
ク供給管２５の断面積とほぼ一致しており、その中心線
もジョイント部材３の装着時にはインク供給管２５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３２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３３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２
０倍以下に拡大されている。この構成により、接続部材
３４が設けられた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２４へインクを供
給することができる。このようにシンプルで短い流路を
構成しているので、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３２の断面積をインク供給管
２５の断面積とほぼ同じとし、フィルタ３３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
３２内のインクの流速を速くし、流路内の気泡が抜けや
すくしている。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。

【００４３】フィルタ３３は、インクタンクが取り外さ
れた状態で大気と接するが、フィルタ３３のメッシュに
形成されるインクのメニスカスによって大気がインク流
路３２内に侵入するのを防ぐ。また、インクタンク装着
時にも、ジョイント部に滞留する空気の侵入を防ぐ。さ
らにインク消費時にも、インクタンクから供給されるイ
ンク中の気泡をトラップしてインク流路３２内への侵入
を防ぐ。しかし、このような空気の侵入を防止するため
には、メッシュの小さなフィルタを用いる必要がある
が、フィルタ３３の取付位置でインク流路３２の断面積
を大きくしているので、メッシュの小さなフィルタを用
いても印字に必要なインク量を供給することが可能とな
る。

【００４４】接続部材３４は、インクタンクと接続され
るジョイント部を構成し、フィルタ３３の面と鋭角に突
出する環状部を有している。少なくともこの環状部は弾
性体によって構成されており、インクタンクの装着によ
ってこの環状部がインクタンクに当接し、さらに押圧さ
れて弾性変形し、密閉されたインクタンクからジョイン
ト部材３へのインクの供給路を形成する。

【００４５】フィルタ３３および接続部材３４は、ジョ
イント部材３をヒートシンク４に取り付ける前に、ジョ
イント部材３に取り付けられている。

【００４６】上述のようなジョイント部材３を図２
（Ｄ）に示す工程で装着し、次に封止剤を用いて封止を
行なう。図１２は、封止剤の流路の一例の説明図、図１
３は、流路形成部材に形成された溝端部の拡大図であ
る。第１の封止剤注入穴３１から注入される封止剤は、
図１２に矢印で示すように流れる。封止剤は、流路形成
部材２のインク供給管２５とジョイント部材３のインク
流路３２とのつなぎ部分、および、電気的接続６４に対
して、最短距離で到達でき、これらの部分を確実に封止
することができる。また、封止剤の流れる方向は吐出口
２２側から電気的接続６４側へ向かっており、例えば、
電気的接続６４をワイヤボンディングで行なった場合、
ボンディングワイヤの封止剤による倒れが起きないよう
に構成されている。

【００４７】図１０にも示したように、ジョイント部材
の吐出口２２とは反対側は、開放された大気連通部分３
５となっている。封止剤の注入方向の先は、第１の封止
剤注入穴３１より十分な大きさの大気連通部分３５であ
るので、注入圧力を高めても、その他の部分からの封止
剤のはみ出しや流路溝への詰まりが発生せず、短時間で
封止剤の注入を行なっても不具合は発生しない。そのた
め、封止剤の注入時間を短くできる。例えば、Ｓｉ系の
室温硬化型封止剤を用いて、１０，０００ｃｐｓ〜３
０，０００ｃｐｓと高い粘度のものが使用可能で、かつ
注入圧力を高くできるため、封止作業時間は従来の１０
分から約２分と短縮することができた。

【００４８】また、電気的接続６４に到達した封止剤
は、さらにヒーターチップ１と流路形成部材２との接合
部にも達し、その接合部の両端部へも流れ込む。図１３
に示すように、接合部の両端部には、流路形成部材２に
形成した溝２７の端部が露出している。さらにこの溝２
７は、流路形成部材２のプレート状部３０を貫通する大
気連通穴２０により大気と連通しているので、封止剤が
この溝２７の端部に到達すると、溝２７の毛管力によっ
て封止剤が溝２７内へ引き込まれる。これによって溝２
７内へ封止剤が充填される。さらに、流路形成部材２の
プレート状部３０とヒーターチップ１の端面との空隙へ
も、その空隙の毛管力によって封止剤が引き込まれ、こ
の部分にも充填される。このようにして、流路形成部材
２とヒーターチップ１との接合部においても、第１の封
止剤注入穴３１から封止剤を注入するだけで封止を良好
に行ない、流路形成部材２とヒーターチップ１との接合
をより強固にすることができる。

【００４９】このようにして、封止剤注入口３１から注
入された封止剤は、上述のように各部の封止を行ない、
ジョイント部材３の内部の空間を埋める。そのため、イ
ンクと大気との間の封止距離を十分大きくとることがで
き、かつ、ジョイント部材３で覆っていて大気との接触
部分が少ないので、これまで信頼性が得られなかった空
気透過率の高いＳｉ系の封止剤でも使用できるなど、封
止剤の選択範囲を広げることができる。

【００５０】封止剤の注入は、ジョイント部材３に設け
た第１の封止剤注入穴３１から行なうほか、ヒートシン
ク４に第２の封止剤注入穴４２を設けた場合にはこの第
２の封止剤注入穴４２から封止剤を注入することもでき
る。あるいは、両方から同時に、あるいは別々に、封止
剤を注入してもよい。第２の封止剤注入穴４２は、電気
的接続６４に近いので、この電気的接続６４を最短距離
で封止することができる。

【００５１】なお、図８、図９では、第１の封止剤注入
穴３１を１つ設けているが、これに限らず、２以上設け
てもよい。例えば、流路形成部材２の溝２７の露出端部
に近い位置にそれぞれ第１の封止剤注入穴３１を設ける
ことにより、この溝２７の露出端部への封止剤の流入を
良好に行なうことができる。第２の封止剤注入穴４２に
ついても２以上設けてもよい。

【００５２】上述の例では、インクタンクとインクジェ
ットプリントヘッドが分離可能な構成を示したが、両者
が一体の構成であってもよい。その場合には接続部材３
４は不要であり、フィルタ３３を介して、あるいは直接
インク流路３２が、インクタンクに連通していればよ
い。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１または請求項７に記載の発明によれば、前記ヒーター
チップの噴射口側の端面と流路形成部材との間の空隙
と、ヒーターチップとの接合面にヒーターチップを囲む
４方のうち噴射口が形成された方向以外の３方に形成さ
れ大気と連通した溝に、ヘッド組立工程において封止剤
が毛管力で満たされる。この構成によれば、ヒーターチ
ップと流路形成部材の接合が確実に行なわれるととも
に、工程が簡単であり、また流路形成部材の流路部以外
の寸法精度およびヒーターチップの切断精度もラフでよ
いので、コストダウンが可能である。特に請求項２に記
載の発明のように、溝の大きさを、個別流路溝より大き
く、また、ヒーターチップの端面と流路形成部材との空
隙の間隔よりも深くすることによって、良好に封止剤を
溝に保持させるとともに、空隙に封止剤を送り込むこと
ができる。また、請求項３に記載の発明のように、溝を
噴射口方向およびその逆方向で大気と連通させることに
よって、噴射口の反対側から噴射口まで、溝内へその毛
管力によって良好に封止剤を充填することができる。

【００５４】請求項４および請求項６に記載の発明によ
れば、ジョイント部材に設けた封止剤注入穴から封止剤
を注入し、ジョイント部材に設けたインク流路部と流路
形成部材の接続部と、電気的コネクタ部を封止し、さら
に溝に封止剤を満たして流路形成部材とヒーターチップ
との封止を行なう。そのため、１回あるいは数回の少な
い封止剤の注入工程のみで封止を行なうことができる。
また、ジョイント部材の噴射口とは反対側は充分大きな
大気連通部となっているので、注入圧力を高めても、そ
の他の部分からの封止剤のはみ出しや流路溝への詰まり
が発生しない。そのため、封止剤の注入時間を短くで
き、あるいは、扱いの容易な高粘度の封止剤を用いるこ
とができる。さらに、ヒーターチップ、流路形成部材、
基板、ジョイント部材とで囲まれた空間に封止剤を注入
する構成であるので、封止剤が大気に接触する部分が少
なく、また、インクとの間の距離を十分大きくとること
ができるので、これまで信頼性が得られなかった空気透
過率の高いＳｉ系の封止剤でも使用できるなど、封止剤
の選択範囲を広げることができる。

【００５５】さらに、請求項５，８に記載の発明によれ
ば、固定基板に封止剤を注入可能な封止剤注入穴を穿孔
しておき、ジョイント部材の封止剤注入穴との両方から
封止剤を注入することによって、さらに確実に封止を行
なうことができる。

【００５６】また、請求項９に記載の発明のように、封
止剤の注入を固定基板に設けた封止剤注入穴から行なう
ことによっても、請求項４または６に記載の発明と同様
の効果を得ることができる。

【００５７】このように、本発明によれば、樹脂製の流
路基板を用いたヘッドにおける組立性を改善し、より安
価で信頼性の高い、小型のインクジェットヘッドを提供
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】 本発明を適用した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】 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４】 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５】 ヒーターチップ１と流路溝形成部材２との概
略断面図である。

【図６】 従来のインクジェットプリントヘッドにおけ
る流路形成部材装着時の状態を示す斜視図である。

【図７】 本発明のインクジェットプリントヘッドの実
施の一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実
施の一形態を示す分解斜視図である。

【図９】 本発明のインクジェットプリントヘッドの実
施の一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
実施の一形態を示す組立斜視図である。

【図１１】 本発明のインクジェットプリントヘッドの
実施の一形態を示す断面図である。

【図１２】 本発明のインクジェットプリントヘッドの
実施の一形態における封止剤の流路の一例の説明図であ
る。

【図１３】 本発明のインクジェットプリントヘッドの
実施の一形態における流路形成部材に形成された溝端部
の拡大図である。

【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、５…バネ材、１１…樹脂
層、２０…大気連通穴、２１…流路溝、２２…吐出口、
２３…貫通穴、２４…共通液室、２５…インク供給管、
２６…接合面、２７…溝、２８…逃げ部、２９…側方板
状部、３０…プレート状部、３１…第１の封止剤注入
穴、３２…インク流路、３３…フィルタ、３４…接続部
材、３５…大気連通部分、４１…ジョイント固定穴、４
２…第２の封止剤注入穴、４３…外部配線中継基板、５
１…流路形成部材押圧部、５２…爪部、５３…穴部、６
１…発熱素子基板、６２…切断位置、６３…洗浄液、６
４…電気的接続、６５…仮止め用接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 幸久 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 (72)発明者 小川 克秀 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 (9)

【特許請求の範囲】
1. 【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噴射
   口が形成された流路形成部材と、前記ヒーターチップを
   固定する基板と、前記流路形成部材へインクを供給する
   ためのジョイント部材と、前記ヒーターチップと外部電
   源や信号を接続する外部中継配線を有し、前記ヒーター
   チップの前記噴射口側の端面は前記流路形成部材との間
   に空隙が設けられており、前記流路形成部材は、前記ヒ
   ーターチップとの接合面に前記ヒーターチップを囲む４
   方のうち前記噴射口が形成された方向以外の３方に溝が
   形成され、該溝は、大気と連通し、該溝と前記空隙は封
   止剤が毛管力で満たされることを特徴とするインクジェ
   ットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 前記溝は、前記発熱素子に対応して前記
   流路形成部材に形成される個別流路溝より断面積が大き
   く、前記空隙の間隔よりも深い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。
3. 【請求項３】 前記溝は、噴射口方向およびその逆方向
   で大気と連通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。
4. 【請求項４】 前記ジョイント部材には、インクタンク
   と前記流路形成部材との間のインクの流路を形成するイ
   ンク流路部と、封止剤を注入するための封止剤注入穴が
   設けられており、該ジョイント部材は、前記ヒーターチ
   ップと前記外部中継配線とを電気的に接続する電気的コ
   ネクタ部を含む前記流路形成部材、前記ヒーターチッ
   プ、前記基板とから空間を構成し、該空間は前記封止剤
   注入穴より充分大きな大気連通部に連通しており、前記
   封止剤注入穴より前記空間に注入された封止剤により前
   記インク流路部と前記流路形成部材の接続部と、前記電
   気的コネクタ部と、前記溝により前記流路形成部材と前
   記ヒーターチップが封止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。
5. 【請求項５】 さらに、前記基板に封止剤を注入するた
   めの封止剤注入穴が設けられていることを特徴とする請
   求項４に記載のインクジェットプリントヘッド。
6. 【請求項６】 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噴射
   口が形成された流路形成部材とを接合してなるインクジ
   ェットプリントヘッドの作製方法において、固定基板に
   前記ヒーターチップを固定し、前記ヒーターチップと外
   部電源や信号を接続するための外部中継配線とを電気的
   に接続し、前記流路形成部材をヒーターチップに位置合
   わせして接合し、前記流路形成部材へインクを供給する
   ためのインク流路および封止剤を注入するための封止剤
   注入穴を有するジョイント部材を前記流路形成部材に対
   して位置合わせして前記固定基板に固定し、前記ジョイ
   ント部材、前記流路形成部材、前記ヒーターチップ、お
   よび前記固定基板からなる空間に少なくとも前記ジョイ
   ント部材の前記封止剤注入穴から封止剤を注入し、前記
   ジョイント部材の前記インク流路と前記流路形成部材と
   の接続部と、前記ヒーターチップと外部中継配線との電
   気的接続部を封止するとともに、前記流路形成部材と前
   記ヒーターチップの接合部を封止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。
7. 【請求項７】 前記流路形成部材には、前記ヒーターチ
   ップとの接合面に前記ヒーターチップを囲む４方のうち
   前記噴射口が形成された方向以外の３方に噴射口方向お
   よびその逆方向で大気と連通する溝を形成しておき、前
   記ジョイント部材の前記封止剤注入穴から注入した封止
   剤を前記溝の毛管力によって前記溝内に充填し、前記流
   路形成部材と前記ヒーターチップの接合部を封止するこ
   とを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリン
   トヘッドの作製方法。
8. 【請求項８】 さらに、前記固定基板にも封止剤を注入
   可能な封止剤注入穴を穿孔しておき、前記固定基板の前
   記封止剤注入穴からも封止剤を注入することを特徴とす
   る請求項６または７に記載のインクジェットプリントヘ
   ッドの作製方法。
9. 【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噴射
   口が形成された流路形成部材とを接合してなるインクジ
   ェットプリントヘッドの作製方法において、封止剤を注
   入するための封止剤注入穴を有する固定基板に前記ヒー
   ターチップを固定し、前記ヒーターチップと外部電源や
   信号を接続するための外部中継配線とを電気的に接続
   し、前記流路形成部材をヒーターチップに位置合わせし
   て接合し、前記流路形成部材へインクを供給するための
   インク流路を有するジョイント部材を前記流路形成部材
   に対して位置合わせして前記固定基板に固定し、前記ジ
   ョイント部材、前記流路形成部材、前記ヒーターチッ
   プ、および前記固定基板からなる空間に少なくとも前記
   固定基板の前記封止剤注入穴から封止剤を注入し、前記
   ジョイント部材の前記インク流路と前記流路形成部材と
   の接続部と、前記ヒーターチップと外部中継配線との電
   気的接続部と、前記流路形成部材と前記ヒーターチップ
   の接合部を封止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。