JPH11240161A - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第２の固体層や封止剤を必要としない簡略な
インクジェットヘッドの製造方法の提供。 【解決手段】 吐出圧発生素子と、少なくとも液路とな
る部分を占有する固体層が設けられた第１の基体上に樹
脂、さらに樹脂上に第２の基体が配置され、液路となる
固体層を除去する工程を有するインクジェットヘッドの
製造方法において、第１の基体と第２の基体との接着
を、第２の基体に塗布した樹脂が生または半硬化状態で
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方式に用いる記録液滴を発生するためのインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、ワードプロ
セッサー、コンピューター等の情報処理機器の出力端末
として一体的に、または別体として設けられるものの
他、情報読み取り機器等と組み合わされた複写装置、情
報送受信機能を有するファクシミリ装置、布への捺染を
行う機械等の種々の形態を包含するものを意味してい
る。

【０００３】この種のインクジェット記録装置は、イン
クを微小な液滴として吐出口から高速で吐出させること
により、高精細な画像の高速記録を行うことができると
いう特徴を有している。特に、インクを吐出させるため
に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生手段
として電気変換体を用い、この電気変換体が発生する熱
エネルギーによって生ずるインクの発泡を利用してイン
クを吐出させる方式のインクジェット記録装置は、画像
の高精細性、高速記録性、記録ヘッド及び装置の小型化
やカラー化に適していることから近年注目されている。

【０００４】上記のインクジェット記録に使用されるイ
ンクジェット記録ヘッド（以下、単に“インクジェット
ヘッド”と略称する）には複数の吐出口が設けられ、ま
た、これからそれぞれインクを吐出するために利用され
る熱エネルギーを発生する電気熱変換素子が各インク流
路毎に基板上に設けられている。電気熱変換素子は、主
に発熱抵抗体及びこれに電力を供給するための電極配線
ならびにこれらを保護する絶縁膜により構成される。

【０００５】また、各インク流路は複数の流路壁が一体
的に形成された天板を、基板上の電気熱変換素子等との
相対位置を画像処理等の手段により位置合わせしながら
接合することで形成される。各インク流路は、その吐出
口と反対側の端部が共通液室と連通しており、この共通
液室にはインクタンクから供給されるインクが貯留され
る。

【０００６】共通液室に供給されたインクは、ここから
各インク流路に導かれ、吐出口近傍でメニスカスを形成
して保持される。このとき電気熱変換素子を選択的に駆
動させることにより、その発生する熱エネルギーを利用
して熱作用面上のインクを急激に加熱沸騰させ、このと
きの衝撃力によってインクを吐出させる。

【０００７】さて、インクジェットヘッドの模式斜視図
を図４に示す。図４（ａ）に示すように、基板１上に複
数本のヘッドを形成し、切断線１２にしたがって分離す
ることで図４（ｂ）に示すような個々のヘッドを得る。
図４（ａ）のＡＡ断面位置におけるヘッドの製造工程を
図５を参照しながら述べる。

【０００８】図５（１）：まず、吐出圧発生素子１４が
設けられた基体１上に液路予定部位及び液室予定部位に
第１の固体層２がパターニング等により選択的に形成さ
れる。

【０００９】図５（２）：次いで前記基体１と後述する
第２の基体の空隙を確保すべく第２の固体層３が基体１
上に印刷等の方法により形成される。欲しい空隙は１０
０μｍだが印刷では１度に形成できないため３層の重ね
塗りを行う。１層ごとにマスクの洗浄が必要であり各層
の硬化に２時間を要する。また第１の固体層２との位置
合わせのため、印刷機には画像処理によるアライメント
が必須となる。

【００１０】図５（３）：次いで、インク供給口４を有
する第２の基体５が載置される。

【００１１】しかしながら、前記第２の固体層３上に前
記第２の基体５を載置する際に、第２の固体層３の平坦
性や平面内の厚さの均一性等の影響で該第２の固体層３
と第２の基体５との接触部位にわずかな隙間が発生する
ためここを水溶性の封止剤７で充填する。

【００１２】図５（４）：インク供給口４より硬化性樹
脂８を充填し硬化させる。充填は以下の手順で行う。

【００１３】まず、天板下部まで充填し３０℃２４時間
＋１２０℃１時間硬化し本硬化状態とする。次にインク
供給口上部まで充填し６０℃６時間硬化し半硬化状態と
する。ここで本硬化状態としないのは、硬化収縮による
基板の反りを防ぐためである。

【００１４】図５（５）：水で封止剤７を除去する。

【００１５】続いてダイヤモンドソーによってインク供
給口下部の硬化性樹脂８を固体層２に至るまで切削す
る。これにより液室１０を得る。１２０℃１時間の硬化
を行う。これにより（４）で半硬化状態であった樹脂が
本硬化される。ここでは温度１２０℃を加えても樹脂の
量が少ないので基板が反ることはない。

【００１６】図５（６）：ダイヤモンドソー１５で対向
ヘッド中央を切断し２ヘッドに分離する。

【００１７】図５（７）：第１の固体層２、第２の固体
層３を除去液エチルセロソルブで除去し吐出口９、液室
１０を有するヘッドを得る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の製造工程にも以下の問題がある。

【００１９】１）第２の固体層３の形成が煩雑である。

【００２０】２）第２の固体層３の形成の装置が高価で
ある。

【００２１】３）隙間を埋める封止剤７及び封止剤の除
去工程も必須である。

【００２２】４）第２の固体層が硬化性樹脂８の加熱工
程で流れ切断のアライメントラインを塞ぐことがある。

【００２３】５）除去工程で第１の固体層の他、第２の
固体層も除去しなければならず除去の負荷が大きい。

【００２４】そこで、本発明の目的は、第２の固体層や
封止剤を必要としない簡略なインクジェットヘッドの製
造方法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、インク
を吐出する吐出口に連通し前記吐出口からインクを吐出
するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー
発生素子が配されるインク路の複数と、該複数のインク
路に供給されるインクを貯溜するための共通インク室
と、を含むインクの通路、に対応した第１の基体上の部
分に固体層を設ける固体層配設工程と、前記通路の壁部
材を第２の基体上に設ける壁部材配設工程と、前記第１
の基体と前記第２の基体とを、前記壁部材が前記固体層
を覆う様に近接させる近接工程と、前記固体層を除去し
て前記通路を形成する固体層除去工程と、を含むインク
ジェットヘッドの製造方法であって、前記近接工程は、
前記壁部材が硬化前状態、または半硬化状態で行うこと
を特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。

【００２６】本発明はまた、上記の発明方法において、
前記第２の基体の固体層の直上に配置される部分の厚さ
より固体層の無い部分の直上に配置される部分の厚さの
方を厚くし、この厚い方の部分に壁部材として樹脂を塗
布することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法である。

【００２７】更に本発明は、上記各発明方法で製造され
たインクジェットヘッドである。

【００２８】本発明によれば、両基体間の空隙を第２の
固体層で形成することをしない。両基体間の空隙を第２
の基体に塗布した樹脂または第２の基体の厚さの差によ
り形成するものである。

【００２９】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明の実施例
を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限
定されるものでは無く、特許請求の範囲内であれば適宜
変更できるものである。

【００３０】実施例１ 図１（１）〜（７）は、本発明の１実施例を示す図であ
り、これを基に本発明であるインクジェットヘッドの製
造方法の１実施例を工程にしたがって説明する。

【００３１】図１（１）：吐出圧発生素子１４が設けら
れた厚さ２ｍｍのアルミ基板（第１の基体）１上に液路
形成部位及びそれと連通する液室形成予定部位に第１の
固体層２を２０μｍの厚さに形成した。

【００３２】上記固体層２は、後述する各工程を経た後
に除去され、残された空間部分が少なくとも液路とな
る。ここでは、固体層２として東京応化製ＭＦ−５８を
用いた。

【００３３】図１（２）：インク供給口４を有した厚さ
２ｍｍのアルミ天板（第２の基体）５裏面の図示の部位
（幅１．２ｍｍ）に常温硬化性樹脂８を塗布した。この
塗布工程は、ＸＹロボットとディスペンサからなるＸＹ
塗布機で行った。ＸＹ塗布機は印刷機の半額程度と安価
であり塗布パターンが変わっても新たにマスクを起こす
必要がない。また印刷では印刷パターンと固体層２のパ
ターンのアライメントのため画像処理が必須であった
が、本実施例ではアルミ天板を塗布機の基準ピンに突き
当てるだけで良い。さらに従来例で３層塗りを行い、各
層間にはマスクの洗浄や２時間の硬化時間が必要であっ
た。これが１度塗りで済み、煩雑な洗浄工程や長時間の
待ち時間が無くなる。

【００３４】ここで用いた常温硬化性樹脂と塗布条件は
以下のとおりである。

【００３５】常温硬化性樹脂８として油化シェルエポキ
シ（株）製エピコート８２８重量部１００、富士化成工
業（株）製フジキュア−６０１０重量部５０を混合した
ものを用いた。これをＧ１９のニードルを用い、吐出圧
０．８ｋｇ／ｃｍ² 、塗布速度３０ｍｍ／ｓｅｃ、天板
−ニードル間距離０．３ｍｍで塗布した。

【００３６】塗布した樹脂は天板端部で表面張力により
保持される。これをオーブンで７５℃１時間硬化し半硬
化状態とした。

【００３７】図１（３）：（１）のアルミ基板と（２）
のアルミ天板を接合した。樹脂は半硬化状態なので軽い
圧力で両者は接合する。この結果約１００μｍの樹脂層
が形成された。

【００３８】図１（４）〜（７）：従来例図５（４）〜
（７）と同様である。充填した樹脂は図１（２）と同じ
ものである。ただし封止剤の除去は必要ないし、第２の
固体層が溶け切断のアライメントマークを隠す心配も無
い。また（７）の除去工程で第２の固体層を除去する必
要がないので除去の負荷が小さく除去時間が短くて済
む。

【００３９】実施例２ 別の実施例を図２に示す。図１との違いは、第２の基体
に塗布する樹脂と充填する樹脂を変えたことである。前
者の樹脂は、空隙形成のため比較的粘度が高いことが望
ましいがインクに接することが無いので耐インク性は必
要ない。これに対し後者の樹脂は耐インク性が高く粘度
の低いものが望ましい。

【００４０】本実施例では、充填樹脂には実施例１と同
じ常温硬化性樹脂８を、塗布用樹脂には樹脂８にフィラ
ーを３０％加え増粘した樹脂８’を用いた。

【００４１】実施例３ 別の実施例を図３に示す。図１との違いは、空隙を天板
の厚さの差により形成したこと、天板に塗布した樹脂を
半硬化しないで接着することである。

【００４２】図３（１）：図１（１）と同様である。

【００４３】図３（２）：中央と端部で厚さの違う天板
を用いた。厚い部分が２ｍｍ、薄い部分が１．９ｍｍで
ある。厚い部分の幅は図１と同じく１．２ｍｍである。

【００４４】この厚い部分に図１と同じ条件で常温硬化
樹脂８を塗布した。

【００４５】図３（３）：塗布直後にアルミ基板と接合
した。この結果薄い部分とアルミ基板との間には０．１
ｍｍの空隙が形成された。

【００４６】図３（４）〜（７）：図１と同様である。

【００４７】

【発明の効果】発明の効果は、次のとおりである。

【００４８】１．両基体間の空隙の形成工程が簡略であ
る。

【００４９】２．製造装置が安価である。

【００５０】３．隙間を埋める封止剤７及び封止剤の除
去工程も必要ない。

【００５１】４．第２の固体層が硬化性樹脂８の加熱工
程で流れて切断のアライメントラインを塞ぐことがな
い。

【００５２】５．除去工程での負荷が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るインクジェットヘッドの
製造工程を示す模式断面図で、（１）から（７）へと順
番にそのプロセスを示す。

【図２】本発明の実施例に係るインクジェットヘッドの
製造工程を示す模式断面図で、（１）から（７）へと順
番にそのプロセスを示す。

【図３】本発明の実施例に係るインクジェットヘッドの
製造工程を示す模式断面図で、（１）から（７）へと順
番にそのプロセスを示す。

【図４】エッジシューター型インクジェットヘッドの模
式斜視図で、（ｂ）は（ａ）を切断線のところで切断分
離したところを示す。

【図５】従来例のインクジェットヘッドの製造工程を示
す模式断面図で、（１）から（７）へと順番にそのプロ
セスを示す。

【符号の説明】

１ 第１の基体または基板 ２ 第１の固体層 ３ 第２の固体層 ４ 第２の基体に設けられたインク供給口 ５ 第２の基体または天板 ６ 第２の固体層と第２の基体の隙間 ７ 封止剤 ８ 硬化性樹脂 ９ 吐出口 １０ 液室 １１ 対向ヘッド １２ 切断線 １４ 吐出圧力発生素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する吐出口に連通し前記吐
   出口からインクを吐出するために利用されるエネルギー
   を発生するエネルギー発生素子が配されるインク路の複
   数と、該複数のインク路に供給されるインクを貯溜する
   ための共通インク室と、を含むインクの通路、に対応し
   た第１の基体上の部分に固体層を設ける固体層配設工程
   と、 前記通路の壁部材を第２の基体上に設ける壁部材配設工
   程と、 前記第１の基体と前記第２の基体とを、前記壁部材が前
   記固体層を覆う様に近接させる近接工程と、 前記固体層を除去して前記通路を形成する固体層除去工
   程と、を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法であ
   って、 前記近接工程は、前記壁部材が硬化前状態、または半硬
   化状態で行う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】 前記第２の基体の固体層の直上に配置さ
   れる部分の厚さより固体層の無い部分の直上に配置され
   る部分の厚さの方を厚くし、この厚い方の部分に壁部材
   として樹脂を塗布することを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法で製
   造されたインクジェット記録ヘッド。