(57)【要約】【課題】    インクジェット記録ヘッドの製造方法において、インクの液室へのごみ侵入による吐出口のごみ詰まりを防止する。【解決手段】  （１）プレートユニットとインク供給ユニットを接合してつながったインクの径路を洗浄することで、接合によるごみを除去する。（２）プレートユニットとインク供給ユニットを接合する工程と接合してつながったインクの径路を洗浄する工程と記録素子基板をプレートユニットに接合する工程とが連続して実施されることで、インクの径路が開放された状態がなくなり、外部からのごみ進入を防ぐ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口に連通するインク流路が形成され、前記吐出口からインクを吐出する複数の記録素子有するとともに、記録素子にインクを供給する複数のインク供給口を有する記録素子基板と、前記記録素子基板の保持固定と各インク供給口にインクをそれぞれ供給するための複数の溝部が設けられた支持部材であるプレートユニットと、インクタンクから供給される側に外部からのごみの侵入を防ぐためのフィルターが設けられるとともに、供給されるインクをプレートユニットまで導くためのインク供給路が形成されたインク供給ユニットとを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記プレートユニットの溝部と前記インク供給ユニットのインク供給路とを接合してつながったインクの径路を洗浄することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記プレートユニットとインク供給ユニットを接合する工程と前記接合してつながったインクの径路を洗浄する工程と前記記録素子基板を前記プレートユニットに接合する工程とが連続して実施されることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド製造方法により製造されることを有するインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液を記録媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドは近年の超高画質による超高密度化により、吐出口は超微細で数も多いため、インクジェット記録ヘッド製造の際、部材に付着したごみや外部からの進入したごみが吐出口に詰まると記録品質に影響を与える不吐出不良および異常吐出不良となってしまい、ごみ侵入の影響が非常に高い。そのため、インクジェット記録ヘッドの製造方法では吐出口までのインクの経路すなわちインクの液室を形成する工程が非常に重要となり、クリーンな部材やクリーンな製造環境もしくは様々な洗浄工程が必要とされている。
【０００３】
次に本願の背景技術となるインクジェット記録ヘッドの前記インクの液室を形成する各構成部材と製造方法について説明する。
【０００４】
（１）各構成部材
図３にインクジェット記録ヘッドの分解斜視図を、図４-(1)〜(3)にインクジェット記録ヘッドのインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図をそれぞれ示す。なお、図４-(1)〜(3)に示すインクジェット記録ヘッドの簡略化した断面図は、代表として図３中の記録素子基板３に一点鎖線Ｂ―Ｂで示したラインでカットした面である。
【０００５】
（１−１）インクジェット記録ヘッド
インクジェット記録ヘッド１４は、図３に示すように、インク供給ユニット１、プレートユニット２、記録素子基板３、フレキシブル基板４、ビス１０から構成される。
【０００６】
（１−２）記録素子基板
記録素子基板３は、図４-(1)に示すように、インクを吐出する吐出口３Bに連通するインク流路（不図示）が形成され、前記吐出口からインクを吐出するための複数の記録素子（不図示）を有するとともに、記録素子にインクを供給する複数のインク供給口３Aが形成されている。
【０００７】
（１−３）プレートユニット
プレートユニット２は、前記記録素子基板３の支持部材であり、図４-(1)に示すように、前記記録素子基板３のインク供給口３Aへと連通する複数の溝部２Aが形成されている。
【０００８】
（１−４）インク供給ユニット
インク供給ユニット１は、図４-(1)に示すように、前記プレートユニット２の溝部２Aへと連通するインク供給路１Aが形成されている。また、インク供給ユニット１には、前記インク供給路１Aの先端側にジョイントゴム５が、その反対側であるインクを保持するインクタンク側には外部からのごみの進入を防ぐためのフィルタ(不図示)を有する。
【０００９】
（１−５）フレキシブル基板
フレキシブル基板４は、記録素子基板３に対して本体装置からのインクを吐出するための電気信号を印加するものである。
【００１０】
（２）製造方法
上記構成のインクジェット記録ヘッド１４は、図４-(1)〜(3)に示すように、記録素子基板３とプレートユニット２とインク供給ユニット１とが接合されることにより、インク供給ユニット１のインク供給路１Aから記録素子基板３に形成された吐出口３Bまで連通するインクの液室７が形成されることとなる。これらの製造方法に関して、図４-(1)〜(3)にインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１１】
（ステップ２０１）
まず、ごみ除去を目的として、プレートユニット２の溝部２Aを洗浄する。
【００１２】
（ステップ２０２）
次に、記録素子基板３をプレートユニット２に対して位置精度良く接着固定する。ここでは記録素子基板３の吐出口3Bからプレートユニット２の溝部２Aまでがつながる。
【００１３】
（ステップ２０３）
続いて、フレキシブル基板４をプレートユニット２に位置精度良く接着固定し、記録素子基板３と電気接続する。
【００１４】
（ステップ２０４）
続いて、ごみ除去を目的として、インク供給ユニット１のインク流路部１Aを洗浄する。
【００１５】
（ステップ２０５）
続いて、記録素子基板３が接着されたプレートユニット２とインク供給ユニット１を位置精度良く接合する。
【００１６】
ここで初めてインクの液室７が形成され外部からの異物に対して守られる。
【特許文献１】特開２００２―１５４２０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述したような従来の製造方法では、以下の問題を生じる場合があった。従来の記録素子基板３が接着されたプレートユニット２とインク供給ユニット１を位置精度良く接合する（ステップ２０５）際に、それぞれの部材を擦る様にして位置合わせされる。そのため、前工程のプレートユニット２の洗浄工程（ステップ２０１）とインク供給ユニット１の洗浄工程（ステップ２０４）では完全には除去されず、それぞれの接合面２B、１Bに付着しているゴミをインクの経路に巻き込むことがある。また、この時にインクの液室７は形成されるため、前記のごみは吐出口３Bに詰まり、あるものは不吐出不良および異常吐出不良などの原因となる。
【００１８】
また、従来の記録素子基板３をプレートユニット２に接合する工程（ステップ２０２）を経た後に、フレキシブル基板４をプレートユニット２に接合し、記録素子基板３と電気的接続する工程（ステップ２０３）が行われ、その後に、プレートユニット２とインク供給ユニット１とを接合するため、プレートユニット２の溝部２Aが開放状態になっている時間が長い。このため、製造工程中にごみの侵入する可能性が高くなり、上記同様の原因となる場合があった。また、従来の製造方法の場合、ごみの侵入を防ぐためのクリーンルームまたはクリーンエリアの規模が大きくなることで設備投資が増え、その償却のためインクジェット記録ヘッドのコストが高くなるという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明は、吐出口のごみ詰まりを生じないインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出する吐出口に連通するインク流路が形成され、前記吐出口からインクを吐出する複数の記録素子有するとともに、記録素子にインクを供給する複数のインク供給口を有する記録素子基板と、前記記録素子基板の保持固定と各インク供給口にインクをそれぞれ供給するための複数の溝部が設けられた支持部材であるプレートユニットと、インクタンクから供給される側に外部からのごみの侵入を防ぐためのフィルターが設けられるとともに、供給されるインクをプレートユニットまで導くためのインク供給路が形成されたインク供給ユニットとを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記プレートユニットの溝部と前記インク供給ユニットのインク供給路とを接合してつながったインクの径路を洗浄する方法。
【００２１】
また、上述した部材構成からなるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、プレートユニットとインク供給ユニットを接合する工程と接合してつながったインクの径路を洗浄する工程と記録素子基板を前記プレートユニットに接合する工程とを連続して実施する方法。
【００２２】
また、本発明のインクジェット記録ヘッド製造方法により製造されることを有するインクジェット記録ヘッドである。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、従来の製造方法による記録素子基板が接着されたプレートユニットとインク供給ユニットを位置精度良く接合する際に、それぞれの接合面を擦ることで、インクの経路に巻き込んだごみをその後の洗浄により、除去できる。
【００２４】
また、プレートユニットとインク供給ユニットを接合する工程と接合してつながったインクの径路を洗浄する工程と記録素子基板を前記プレートユニットに接合する工程とを連続して実施することで、プレートユニットの溝部とインク供給ユニットのインク供給路がそれぞれ開放された状態がなくなり、よって、上記の製造方法によれば、製造工程中のインクの液室へのごみの侵入を防止できる。
【００２５】
よって、以上より吐出口へのごみ詰まりを防止することができる。
【００２６】
また、上述した製造方法は、ごみ侵入の影響が非常に高いインクの液室の形成を必要最小限の工程にし、クリーンルームまたはクリーンエリアの規模を小さくすることを可能として、インクジェット記録ヘッドの製造コストを下げることができる。
【００２７】
また、プレートユニットの溝部とインク供給ユニットのインク供給路を同時に洗浄し、一連の洗浄に要する時間を短縮することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明が実施もしくは適用される最良なインクジェット記録ヘッドの実施の形態及び製造方法について説明する。図３にインクジェット記録ヘッドの分解斜視図を、図６にインクジェット記録ヘッドカートリッジの側断面図を、図７にインクジェット記録ヘッドカートリッジの斜視図を、図１-(1)〜(3)にインクジェット記録ヘッドのインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図をそれぞれ示す。なお、図１-(1)〜(3)に示すインクジェット記録ヘッドの簡略化した断面図は、代表として図３中の記録素子基板３に一点鎖線Ｂ―Ｂで示したラインでカットした面である。
【実施例１】
【００２９】
本発明のインクジェット記録ヘッド１４は、図７に示すように、インクジェット記録ヘッドカートリッジ１５を構成する一構成要素であり、インクジェット記録ヘッドカートリッジ１５は、インクジェット記録ヘッド１４とインクジェット記録ヘッド１４に着脱自在に設けられたインクタンク１３とで構成される。
【００３０】
次にインクジェット記録ヘッド１４に関して、製造方法に関係する構成要素でそれぞれ説明する。
【００３１】
（１）インクジェット記録ヘッド
インクジェット記録ヘッド１４は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされるインクジェット記録ヘッドである。
【００３２】
インクジェット記録ヘッド１４は、図３に示すように、インク供給ユニット１、プレートユニット２、記録素子基板３、フレキシブル基板４、ビス１０から構成される。
【００３３】
（２）記録素子基板
記録素子基板３は、図１-(1)に示すように、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板に長溝状の貫通口からなるインク供給口３AがＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成され、インク供給口３Aを挟んだ両側に記録素子（例えば電気熱変換素子（不図示））がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列され、前記電気熱変換素子と、電気熱変換素子に電力を供給するAｌ等の電気配線は成膜技術により形成されている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための電極部（不図示）が電気熱変換素子の両外側に配列されており、電極部にはＡｕ等のバンプが形成されている。そして、前記記録素子基板３上には、前記電気熱変換素子に対応したインクを吐出する吐出口３Bに連通するインク流路(不図示)が樹脂材料でフォトリソ技術によりに形成されている。したがって、前記電気熱変換素子に対向して前記吐出口３Bが設けられているため、前記インク流路から供給されたインクは電気熱変換素子により発生した気泡により吐出される。
【００３４】
（３）プレートユニット
プレートユニット２は、図３に示すように、第１のプレート８と第２のプレート９で構成され、図１-(1)に示すように、前記記録素子基板３のインク供給口３Aへと連通する溝部２Aが形成されている。
【００３５】
第１のプレート８は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されている。なお、第１のプレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板３の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板３材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレート８の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。
【００３６】
第２のプレート９は、例えば、厚さ０ ．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されている。そして、第１のプレート８に接着固定される記録素子基板３の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状となっている。また、第１のプレート８に接着固定される記録素子基板３とフレキシブル基板４を平面的に電気接続できるように第１のプレート８に接着剤（不図示）により接着されている。
【００３７】
（４）インク供給ユニット
インク供給ユニット１は、例えば、樹脂成形により形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料を使用することが望ましい。
【００３８】
インク供給ユニット１には、図1-(1)に示すように、プレートユニット２の溝部２Aへと連通するインク供給路１Aが形成されている。インク供給ユニット１は、図6に示すように、前記インク供給路１Aの先端側にはジョイントゴム５が、その反対側であるインクを保持するインクタンク１３へと接合される側には外部からのごみの進入を防ぐためのフィルタ１１が溶着により、接合されている。
【００３９】
（５）フレキシブル基板
フレキシブル基板４は、記録素子基板３に対して本体装置からのインクを吐出するための電気信号を印加するものである。また、フレキシブル基板４は、図３に示すように、記録素子基板３を組み込むための複数の開口部１６と、記録素子基板３の電極部（不図示）に対応する電極端子(不図示)と、このフレキシブル基板の端部に位置し本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子１７を有している。そしてフレキシブル基板４は、第１のプレート８の一側面に合うように折り曲げられる。
【００４０】
次に、上記構成のインクジェット記録ヘッドの製造方法について、図１-(1)〜(3)にインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
（ステップ１０１）
まず、プレートユニット２をインク供給ユニット１に対して位置精度良く接合する。ここではプレートユニット２の溝部２Aからインク供給ユニット１のインク供給路１Aまでがつながる。図１-(1)に示すように、プレートユニット２の溝部２Aとインク供給ユニット１のインク供給路１Aをインクがリークしないように連通させるため、ジョイントゴム５を介してそれぞれの部材を圧着するようビス１０で固定する。この際同時に、プレートユニット２はインク供給ユニット１のX方向、Y方向、Z方向に対して正確に位置決めがされ固定される。
【００４２】
（ステップ１０２）
次に、ごみ除去を目的として、接合してつながれたプレートユニット２の溝部２Aからインク供給ユニット１のインク供給路１Aを洗浄する。この洗浄は、図１-(2)に示すように、例えば、アルカリ性の洗浄液に浸漬し、前記洗浄液に超音波振動を印加するとともに、インク供給ユニット１のフィルタ１１側からアルカリ性の洗浄液の加圧注入し、プレートユニット２の溝部２A側から排出させる方法で洗浄する。
【００４３】
（ステップ１０３）
続いて、記録素子基板３をプレートユニット２に対して位置精度良く接着固定する。この接着に用いられる接着剤（不図示）は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その前記接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましく、接着剤により接着固定される。
【００４４】
ここで初めてインクの液室７が形成され、外部からの異物に対して守られる。
【００４５】
（ステップ１０４）
続いて、フレキシブル基板４をプレートユニット２及びインク供給ユニット１に接合し、記録素子基板３と電気接続する。
【００４６】
フレキシブル基板４は、プレートユニット２の第２のプレートの表面と一側面に接着剤（不図示）で接着固定される。その接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着剤が使用される。
【００４７】
また、フレキシブル基板４は、インク供給ユニット１の一側面に位置決めされ、固定される。固定方法は、例えば、インク供給部ユニット１に設けられた端子結合ピン１８をかしめることにより固定されるが、その他の固定手段を用いて固定しても良い。
【００４８】
また、フレキシブル基板４と記録素子基板３は、電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板３の電極部（不図示）とフレキシブル基板４の電極端子(不図示)が熱超音波圧着法により電気接合されている。そして、前記電気接続部分は、封止剤(不図示)により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。
【００４９】
以上によりインクジェット記録ヘッド１４が完成する。その完成図を図７に示す。
【００５０】
以上の実施形態において、記録方式として熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）方式の特にサイドシューター型について説明を行ってきたが、本願発明はそれに限定されるものではない。たとえば、電気機械変換体を用いたいわゆるピエゾ吐出方式、エッジシューター型ヘッドといったタイプのインクジェット記録ヘッドについても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドのインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図である。
【図２】図１に示した製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図４】本発明の従来のインクジェット記録ヘッドのインクの液室の形成に関する製造方法を説明するための簡略化した断面図である。
【図５】図４に示した製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドカートリッジの側断面図である。
【図７】本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドカートリッジの斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１A，１B  インク供給ユニット
２，２A，２B  プレートユニット
３，３A，３B  記録素子基板
４  フレキシブル基板
５  ジョイントゴム
６  洗浄
７  インクの液室
８  第１のプレート
９  第２のプレート
１０  ビス
１１  フィルタ
１２  タンクホルダ
１３  インクタンク
１４  インクジェット記録ヘッド
１５  インクジェット記録ヘッドカートリッジ
１６  開口部
１７  外部入力端子
１８  端子結合ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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