(57)【要約】【課題】インクジェット記録ヘッドに用いる微細部品の接合に際し、接着剤を使用せず一対の部品を仮接合する仮接合工程を簡略化し、仮接着剤材料費の削減、仮接着剤塗布装置、露光装置等を不要にし、製造コストの低減と装置の小型化、低コスト化を図る。【解決手段】ノズル板１１に複数個所形成された仮接合部６０は、流路板１２との間で凹形状の負圧形成部５４、弾性変形部５１、流路板１２に密着させる環形状のリップ５３及び開口部５２より構成される。ノズル板１１と流路板１２の接合工程において、仮止めのためノズル板１１と流路板１２の位置調整を行った後、接合下ステ−ジ５６を移動させ、接合上ステ−ジ５５との間でノズル板１１と流路板１２を加圧する。その後、押圧ピン５０を押し下げ、弾性変形部５１を押圧し、負圧形成部５４内の容積を縮小させ、内部空間のエアーを開口部５２より大気に放出し、吸着力を発生させる。【選択図】図９
2006056084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品と第２の部品のそれぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記２つの部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立方法であって、前記第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出工程と、前記第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出工程と、前記第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて前記第２の部品の位置を調整する位置調整工程と、前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持するための仮接合工程と、前記第１の部品と第２の部品を加圧接合する接合工程とよりなり、前記仮接合工程は、前記第１の部品もしくは第２の部品の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持することを特徴とする微細部品の組立方法。
【請求項２】
第１の部品と第２の部品のそれぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記２つの部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立装置であって、前記第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出手段と、前記第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出手段と、前記第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて前記第２の部品の位置を調整する位置調整手段と、前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持するための仮接合手段と、前記第１の部品と第２の部品を加圧接合する接合手段とよりなり、前記仮接合手段は、前記第１の部品もしくは第２の部品の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持することを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項３】
インクジェットヘッドのノズル板及び流路板それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記流路板の位置調整を行い、前記ノズル板と流路板を接着接合するインクジェットヘッドの組立方法であって、前記ノズル板の位置検出基準を検出するノズル板位置検出工程と、前記流路板の位置検出基準を検出する流路板位置検出工程と、前記ノズル板と流路板の位置検出結果に基づいて、前記流路板の位置を調整する位置調整工程と、前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持するための仮接合工程と、前記ノズル板と流路板を加圧接合する接合工程とよりなり、前記仮接合工程は、前記ノズル板の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持することを特徴とするインクジェットヘッドの組立方法。
【請求項４】
インクジェットヘッドのノズル板及び流路板それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記流路板の位置調整を行い、前記ノズル板と流路板を接着接合するインクジェットヘッドの組立装置であって、前記ノズル板の位置検出基準を検出するノズル板位置検出手段と、前記流路板の位置検出基準を検出する流路板位置検出手段と、前記ノズル板と流路板の位置検出結果に基づいて、前記流路板の位置を調整する位置調整手段と、前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持するための仮接合手段と、前記ノズル板と流路板を加圧接合する接合手段とよりなり、前記仮接合手段は、前記ノズル板の弾性変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持することを特徴とするインクジェットヘッドの組立装置。
【請求項５】
請求項４に記載のインクジェットヘッドの組立装置であって、前記ノズル板の前記流路板との接合面側に複数の凹部を設け、該凹部と前記流路板面により閉空間を形成する手段と、前記ノズル板の凹部の対向面側を前記流路板面側に変形させる変形印加手段及び変形解除手段を備え、前記凹部内の閉空間体積の変化によって負圧を形成し、前記凹部内気圧と凹部外大気圧との差によって生じる吸着力により前記ノズル板と流路板を互いに固定することを特徴とするインクジェットヘッドの組立装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のインクジェットヘッド組立装置を使用して、インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と各ノズルに対応した液室が形成された流路板を接合して形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載のインクジェットヘッドにおいて、インクの吐出方式がエッジシュ−タ方式又はサイドシュ−タ方式であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細部品の組立方法及び組立装置、インクジェットヘッドの組立方法及び組立装置、並びにインクジェットヘッドに関し、特に、インクジェットヘッド構成部品のような微細部品の組立技術において、２つの微細部品を接着剤を使用せずに高精度、且つ安価に仮接合する組立方法及び組立装置、及び該組立方法及び組立装置を使用したインクジェットヘッドの組立方法及び組立装置、並びにインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出して、用紙上に印字するインクジェット方式の印字ヘッドを用いたプリンタ、ファクシミリ、コピア等の画像機器装置が増加している。インクジェットヘッドには、種々の構造のものが知られており、インク滴を吐出するための複数のノズルと、各ノズルに対応して設けられた電気機械変換素子や、発熱抵抗体などのアクチュエータとを備え、各ノズルに対応したアクチュエータが選択的に駆動することにより、記録信号に応じたインク滴をノズルより吐出し、画像を形成する。インクジェットヘッドの１例として、図１〜図４に基づいて後述するように、基板上に複数の圧電素子を設け、この圧電素子に振動板の変位部を接合し、この振動板と液室を形成するための流路板を接合し、この流路板上に、振動板の変位部に各ノズルが対応するように、ノズル板を接合し、圧電素子を駆動することにより、振動板を介して液室内のインクを加圧し、ノズル板のノズルからインクを吐出する方法がある。このような、インクジェットヘッドにおいて、高密度、高品質画像を形成するため、インクジェットヘッドを構成する部品、ノズル板、流路板、振動板、圧電素子等の微細部品を高精度に組み立てる必要がある。
【０００３】
微細部品を高精度組み立てに関して、従来次のような技術が知られている。
特許文献１に開示された「インクジェットヘッドとインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェット記録装置」は、静電アクチュエータのノズルプレートとの接合面の端部に、側面に開口部を有する凹状に形成された仮接着剤塗布領域を設け、ノズルプレートと静電アクチュエータを仮接合するための接着面積を十分に確保し、ノズルプレートと静電アクチュエータを安定して仮接合するようにしたものである。
【０００４】
特許文献２に開示された「液晶表示素子及びその製造方法」は、電極を有する１対の基板間に液晶が狭持されている液晶表示素子において、一方の基板上に壁状スペーサが設けられており、この壁状スペーサの頭頂部に凹部が設けられている。そして、この凹部内は負圧状態に保たれており、その負圧と大気圧との圧力差によって生じる吸着力により、基板が互いに密着状態に固定されているものである。
【０００５】
特許文献３に開示された「光情報記録媒体製造装置」は、保持構造体上に載置されたディスク基板を保持構造体の上面とディスク基板の裏面との間に働く自己的な真空吸着力でディスク基板を保持・固定させて、保持構造体とともにディスク基板を搬送するとともに、スパッタリング、スピンコート、貼り合わせ等の光情報記録媒体生産工程に流して、製造工程処理を行う。したがって、ディスク基板を各保持構造体に固定一体化して搬送することで、薄肉のディスク基板をも極めて容易かつ安定して取り扱うことができるものである。
【特許文献１】特開２００１−３４１３０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３６５４号公報
【特許文献３】特開２００２−１５０６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された「インクジェットヘッドとインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェット記録装置」においては、静電アクチュエータのノズルプレートとの接合面の端部に、側面に開口部を有する仮接着剤塗布領域を設け、静電アクチュエータの仮接着剤塗布領域の外周部に仮接着剤侵入防止用の凹部を設け、側面に開口部を有する仮接着剤塗布領域を設け、仮接着剤塗布領域に塗布した仮接着剤により静電アクチュエータとノズルプレートを仮接合してから静電アクチュエータとノズルプレートを本接合する方法が提案されている。本方法によれば紫外線硬化型接着剤を使用するため、接着剤の塗布位置つまり仮接合位置は紫外線露光が可能な接合面の端部に限定される。また、ノズルプレートの様に薄膜状部品では一般的に微妙な凹凸の反りが存在し、前記端部の仮接合による固定のみでは接合面の中央部が浮き上り接着剤の離間が発生する。一度加圧接合された接着剤が接合面より離間することにより接合面に気泡の混入を招き、接合不良の要因となる。また、仮接合領域を確保のため構成部品の面積が拡大し、部品の大型化は避けられない。また、当然仮接着剤として部品材料費、仮接着剤塗布装置、露光装置等が必要となり装置のコストアップ及び大型化は避けられない。
【０００７】
また、接着剤を用いない仮接合方法として特許文献２に開示された「液晶表示素子及びその製造方法」では、液晶表示素子は、頭頂部に凹部を有する壁状スペーサまたは少なくとも２つの壁状スペーサからなる多重スペーサライン上に配向制御層を有する透明電極基板と、配向制御層を有する透明電極基板とを貼り合わせた状態で機械的にプレスし、それにより密着させた状態で減圧器の中に入れる。そして、減圧を行い、減圧状態で壁状スペーサの頭頂部の凹部または多重スペーサラインを構成する壁状スペーサ間の間隙を外部から密封し、大気圧雰囲気中に戻す。すると、凹部または壁状スペーサ間の間隙が負圧状態に維持され、それと大気圧との圧力差によって生じる吸着力により、１対の基板が互いに密着状態で固定される。本方法は、一対の基板とスペ−サを密着するための加圧機構と併せて減圧工程及び装置が必要となり新たな工程の追加及び装置の増加となり、製造コストアップと装置の大型化は避けられない。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に鑑み、従来方法による微細部品の接合に際し、紫外線硬化型接着剤等の接着剤を使用せず一対の部品を仮接合することを可能にし、接合精度を低下させることなく、仮接合工程を簡略化し、仮接着剤材料費の削減、仮接着剤塗布装置、露光装置等を不要にし、製造コストの低減と装置の小型化、低コスト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、第１の部品と第２の部品のそれぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記２つの部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立方法であって、前記第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出工程と、前記第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出工程と、前記第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて前記第２の部品の位置を調整する位置調整工程と、前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持するための仮接合工程と、前記第１の部品と第２の部品を加圧接合する接合工程とよりなり、前記仮接合工程は、前記第１の部品もしくは第２の部品の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、第１の部品と第２の部品のそれぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記２つの部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立装置であって、前記第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出手段と、前記第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出手段と、前記第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて前記第２の部品の位置を調整する位置調整手段と、前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持するための仮接合手段と、前記第１の部品と第２の部品を加圧接合する接合手段とよりなり、前記仮接合手段は、前記第１の部品もしくは第２の部品の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、インクジェットヘッドのノズル板及び流路板それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記流路板の位置調整を行い、前記ノズル板と流路板を接着接合するインクジェットヘッドの組立方法であって、前記ノズル板の位置検出基準を検出するノズル板位置検出工程と、前記流路板の位置検出基準を検出する流路板位置検出工程と、前記ノズル板と流路板位置検出結果に基づいて、前記流路板の位置を調整する位置調整工程と、前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持するための仮接合工程と、前記ノズル板と流路板を加圧接合する接合工程とよりなり、前記仮接合工程は、前記ノズル板の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、インクジェットヘッドのノズル板及び流路板それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記流路板の位置調整を行い、前記ノズル板と流路板を接着接合するインクジェットヘッドの組立装置であって、前記ノズル板の位置検出基準を検出するノズル板位置検出手段と、前記流路板の位置検出基準を検出する流路板位置検出手段と、前記ノズル板と流路板の位置検出結果に基づいて、前記流路板の位置を調整する位置調整手段と、前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持するための仮接合手段と、前記ノズル板と流路板を加圧接合する接合手段とよりなり、前記仮接合手段は、前記ノズル板の弾性変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記ノズル板と流路板の互いの接合位置を保持することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドの組立装置であって、前記ノズル板の前記流路板との接合面側に複数の凹部を設け、該凹部と前記流路板面により閉空間を形成する手段と、前記ノズル板の凹部の対向面側を前記流路板面側に変形させる変形印加手段及び変形解除手段を備え、前記凹部内の閉空間体積の変化によって負圧を形成し、前記凹部内気圧と凹部外大気圧との差によって生じる吸着力により前記ノズル板と流路板を互いに固定することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項４または５に記載のインクジェットヘッド組立装置を使用して、インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と各ノズルに対応した液室が形成された流路板を接合して形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のインクジェットヘッドにおいて、インクの吐出方式がエッジシュ−タ方式又はサイドシュ−タ方式であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、２の発明は、第１の部品と第２の部品との接合面に閉空間からなる仮接合領域を形成し、第１の部品もしくは第２の部品の変形によって該閉空間に体積変化を発生させ、前記閉空間の内圧と閉空間外の大気圧との間に圧力差を誘起させることにより前記第１の部品と第２の部品間に吸着力を発生させ互いの接合位置を保持することにより、接着剤を全く使用せず仮接合が可能となり、接着剤材料費、接着剤塗布装置、接着剤硬化装置が不要となり、さらに仮接合工程そのものが不要となり工程の簡略化、スル−プットの短縮が可能となり、製造コストの大幅な低減が図れる。
【００１７】
請求項３、４の発明は、インクジェットヘッドを構成するノズル板及び流路板において、ノズル板及び流路板との接合面に閉空間からなる仮接合領域を形成しノズル板の変形によって該閉空間に体積変化を発生させ、前記閉空間の内圧と閉空間外の大気圧との間に圧力差を誘起させることにより前記ノズル板と流路板間に吸着力を発生させ互いの接合位置を保持することにより、接着剤を全く使用せず仮接合が可能となり、接着剤材料費、接着剤塗布装置、接着剤硬化装置が不要となり、さらに仮接合工程そのものが不要となり工程の簡略化、スル−プットの短縮が可能となり、インクジェットヘッドの製造コストの大幅な低減が図れる。
【００１８】
請求項５の発明は、ノズル板の流路板との接合面側に複数の凹部を設け、該凹部と前記流路板面により閉空間を形成し、前記ノズル板の前記凹部の対向面側を前記流路板面側に変形させる変形印加手段及び変形解除手段により前記凹部内の閉空間体積の変化を発生させ、大気圧との間で負圧を形成することにより凹部内気圧と凹部外大気圧との差によって生じる吸着力により前記ノズル板と流路板を互いに固定することにより、接着剤を全く使用せず仮接合が可能となる。また、従来より紫外線露光が可能な接合面の端部に限定された仮接合部は接合面の任意の位置に配置することが可能となり、例えば接合面中央に配置することにより一度加圧接合された接着剤の接合面より離間することにより発生した接合面への気泡の混入が防止され、接合不良の低減が可能となる。さらに、減圧装置等の専用設備を用いず簡易な機構により凹部に負圧を形成できることから、製造設備のコストダウンと小型化が図れる。
【００１９】
請求項６の発明は、負圧吸着力による仮接合部を接合面の任意位置に配置し、ノズル板と流路板を高精度に接合して印字ヘッドを作製し、この印字ヘッドを使用してインクを吐出して記録用紙に画像を形成することにより、安定した噴射特性で高画質を形成することが可能となる。
【００２０】
請求項７の発明は、負圧吸着力による仮接合部を接合面の任意位置に配置し、ノズル板と流路板を高精度に接合してエッジシューター方式の印字ヘッドに採用することにより、各部分の精度良い微細化やオリフィスのマルチ化、あるいはヘッド小型化が極めて容易になり、量産性に富むインクジェットヘッドの製造が可能となる。また、サイドシューター方式の印字ヘッドに採用することにより、エネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有し、吐出エネルギー発生体に発熱素子を用いた場合に特に効果的となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、インクジェットヘッドに用いるような微細部品の接合に際し、その仮接合時に紫外線硬化型接着剤等の接着剤を使用せず仮接合することを可能にし、接合精度を低下させることなく、仮接合工程を簡略化し、仮接着剤材料費の削減、仮接着剤塗布装置、露光装置等を不要にして、製造コストの低減と装置の小型化、低コスト化を図ることを目的とするもので、そのための構成は、第１の部品と第２の部品のそれぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて前記２つの部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立方法であって、前記第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出工程と、前記第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出工程と、前記第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて前記第２の部品の位置を調整する位置調整工程と、前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持するための仮接合工程と、前記第１の部品と第２の部品を加圧接合する接合工程とよりなり、前記仮接合工程は、前記第１の部品もしくは第２の部品の変形によって形成される仮接合領域の体積変化により発生する負圧により前記第１の部品と第２の部品の互いの接合位置を保持することを特徴とする。
【００２２】
以下、図１〜図４に基づき従来のＰＺＴ方式のインクジェット記録ヘッドの概略構造及び部品の接合方法の一例について説明する。
図１は、ＰＺＴ方式インクジェット記録ヘッドの模式的説明図、図２は、ＰＺＴ方式インクジェット記録ヘッドの流路板の平面図、図３は、同じくノズル板の平面図、図４は、同じく流路板とノズル板の接合後の平面図である。
図１に示すように、実施例１のＰＺＴ方式のインクジェット記録ヘッド１は、駆動ユニット３と、この駆動ユニット３に接合した液室ユニット２とを備えている。
【００２３】
まず、駆動ユニット３は、基板１５上に複数のＰＺＴ等からなる圧電素子駆動部（以下、駆動部という）１４ａ及び支柱部１４ｂを交互に配設してなり、これらの駆動部１４ａ及び支柱部１４ｂは所定の間隔をおいて基板１５に接合される。
【００２４】
また、液室ユニット２は、図３にも示すように、インク滴を吐出する複数のノズル孔４０を有するノズル板１１と、図２に示すように、ノズル孔４０に対応した液室３０が形成されている流路板１２と、液室３０に対応し、かつ駆動ユニット３の駆動部１４ａの振動を液室に伝える振動板１３から形成されている。液室ユニット２を構成するノズル板１１、流路板１２、振動板１３は、流路板上面に接着剤１６を塗布し、接着剤１６を介して高い精度で接合される。
【００２５】
液室ユニット２には図示しないインク供給機構によりインクが供給され、液室３０にインクが供給される。そして、駆動ユニット３の各圧電素子駆動部１４ａ及び支柱部１４ｂ上面に接着剤１６を介して液室ユニット２を高い精度で接着接合している。よって、圧電素子を選択的に駆動することにより、液室ユニット２のノズル孔４０からインク滴が吐出される。
【００２６】
ここで、図２〜図４を用いて、ノズル板１１と流路板１２の位置調整及び接合方法について説明する。
図２に示すように、流路板１２には図示しない塗布装置にて、予め接合面（ノズル面側）に接着剤１６が塗布される。流路板１２の両端には、位置検出用基準マーク２２ａ、２２ａが形成されている。
一方、図３に示すように、ノズル板１１の両端には貫通穴からなる位置検出用基準マーク２１、２１が形成されている。
【００２７】
これら２つの位置検出用基準マークを検出した後、画像処理演算によりそれぞれのマ−クについて重心を算出し、これらの重心が合致する様に位置誤差量を補正する。具体的にはノズル板１１のマーク重心をターゲット座標とし、流路板１２の重心位置をＸＹθ方向に移動させ両マークの重心位置を合致させる。
しかる後、流路板保持ステージをＺ軸方向に移動させ、対向配置され上ステージに保持されたノズル板と該流路板を加圧し、前記接着剤１６を圧接する。
【００２８】
次に、仮接合工程について述べる。
図２より、流路板接合面の端部に複数個所設けた仮接合領域１７ａ〜１７ｄに予め仮接合接着剤１８ａ〜１８ｄを塗布する。一般的には、紫外線硬化型接着剤をディスペンス方式等により微量に塗布する方法が用いられている。
しかる後、前記位置検出工程、位置調整工程を行った後、ノズル板１１と流路板１２を加圧接合した状態で紫外線硬化型接着剤を露光し硬化させる。
接合後は、図４に示すように、両端のノズル板位置検出用基準マーク２１、２１の中に、流路板１２位置検出用基準マーク２２ａ、２２ａが高精度に位置合わせされることになる。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明を実施例１のインクジェット記録ヘッドに適用した例を、図５〜図１１に基づいて説明する。
実施例１のインクジェット記録ヘッドは、吐出方式がＰＺＴ方式に限定されないインクジェット記録ヘッドである。
図５は、本発明の実施例１によるインクジェット記録ヘッドに使用される流路板の平面図、図６は、同じくノズル板の平面図、図７は、同じく流路板とノズル板の接合後の平面図である。
図８は、実施例１の変形例のインクジェット記録ヘッドにおける、流路板とノズル板の接合後の平面図である。
図９は、本発明の実施例１によるインクジェット記録ヘッドに使用される流路板とノズル板の仮接合機構の動作を説明するための図、図１０は、図９から引き続く動作を説明するための図、図１１は、図１０から引き続く動作を説明するための図である。
【００３０】
図６に示すように、ノズル板１１の所定位置に図９（Ａ）、（Ｂ）に詳細を示す仮接合部６０（６０ａ〜６０ｄ）を複数個所形成する。仮接合部６０ａ〜６０ｄは、被接合部材である流路板１２との間で所定の空間を形成する凹形状の負圧形成部５４と外力により変形が可能な薄板構造にした弾性変形部５１、被接合部材である流路板１２に密着させ前記負圧形成部５４を閉空間とするための環形状のリップ５３及び開口部５２より構成される。仮接合部６０はフォトリソグラフィ等の方法を用いてノズル板１１に形成が可能である。
【００３１】
図１〜図４に示す従来例において説明したように、ノズル板１１及び流路板１２の位置調整を行った後、接合工程において接合下ステージ５６をＺ軸方向に移動させ、接合上ステージ５５との間でノズル板１１と流路板１２を加圧し接合する。
その後、第１０図に示すように、図示しないエアシリンダ等の空圧機器、あるいはモータ駆動等の駆動機構により押圧ピン５０を下方に押し下げ、仮接合部６０の弾性変形部５１を押圧し下方に弾性変形させる。この時、負圧形成部５４内の容積は強制的に縮小され内部空間のエアーはリップ５３より強制的に外周部に押出され開口部５２より大気に放出される。
【００３２】
しかる後、図１１に示すように、押圧ピン５０の押圧を開放させ初期位置まで復動させることにより、弾性変形部５１は外力が開放され自らの弾性力により変形を復元させ、環形状のリップ５３は内側方向に引き戻されることにより被接合部材である流路板１２との間で密閉空間が形成される。密閉空間は押圧ピン５０による強制変形時に比べてその容積が増加することにより内部圧力が低下する。つまり、負圧形成部５４の空間では空間外部の大気圧との圧力差によって生じる負圧により吸着力を発生する。前述の如く、ノズル板１１の所定位置に複数個所形成することによりノズル板１１と流路板１２を接合状態のまま吸着保持することが可能となる。
【００３３】
本発明で用いることができるインクジェット記録ヘッドは、電歪素子に電圧を印加して電歪素子を変形させることでインクを吐出する、いわゆるピエゾ方式であっても良いし、電熱変換素子に電流を流すことで発熱させて、発熱によりインクを発泡させることでインクを吐出する、いわゆるサーマル方式であっても良い。
【００３４】
ピエゾ方式を用いる場合、ピエゾ素子を肥大させたり縮小したり、ピエゾ素子の変形量を調整したりしてそれらの駆動波形を調整することで、様々な大きさのインク滴を吐出させることができる。そのため、階調性が良好な画像を形成するのに有利である。
一方、サーマル方式は、ノズルの高集積化が容易であるため、多ノズルヘッドの作製に向いている。そのため、解像度が高い画像を高速で印刷するのに有利である。
【００３５】
本発明で用いることができるインクジェット記録ヘッドは、インク流路から吐出口にかけての形状が直線的であるエッジシューター方式であっても良いし、インク流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシューター方式であっても良い。
【００３６】
図１２は、エッジシューター方式のインクジェット記録ヘッドの例を示す図で、図１２（Ａ）は、吐出口を示す斜視図、図１２（Ｂ）は、吐出口を示す断面図である。
このインクジェット記録ヘッドは、吐出エネルギー発生体１０７（該発生体に吐出信号を印加する電極および該発生体に必要に応じて設けられる保護層等は省略してある）を有する基板１０１に、流路１０４の側壁及びオリフィス１０５を構成する壁材１０２及び流路１０４の覆いを構成する天板１０３を積層した構成を有する。
【００３７】
実施例１のインクジェット記録ヘッドにおいては、インクが貯えられている液室（不図示）から流路１０４にインクが充填された状態で、不図示の電極を介して記録信号を吐出エネルギー発生体１０７に印加すると、該発生体から発生した吐出エネルギーが流路１０４内のインクに吐出エネルギー発生体１０７上方（吐出エネルギー作用部）で作用し、その結果インクがオリフィス１０５から液滴として吐出される。吐出されたインク滴はオリフィス１０５前方に送り込まれた紙等の被記録材に付着される。
【００３８】
図１２に示したようなエッジシューター方式のインクジェット記録ヘッドにおいては、各部分の精度良い微細化やオリフィスのマルチ化、あるいは小型化が極めて容易であり、また量産性に富むという利点を有する。その一方で、インク滴吐出の際の応答周波数やインク滴の飛行速度に限界がある。また、電熱変換素子が発熱することでインク中に気泡が発生するが、この気泡が温度低下により収縮し、吐出エネルギー発生体１０７近辺で消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体１０７を徐々に破壊される。この現象はいわゆるキャビテーション現象と呼ばれ、エッジシューター方式において顕著である。そのため、エッジシューター方式の記録ヘッドは寿命が比較的短い。
【００３９】
図１３は、実施例１のサイドシューター方式のインクジェット記録ヘッドの吐出口を示す断面図である。
このインクジェット記録ヘッドは、天板１０３にオリフィスを１０５設け、一点鎖線１１４ｃで示されたように流路１０４内の吐出エネルギー作用部へのインクの流れ方向とオリフィス１０５の開口中心軸と直角をなした構成を有する。
このような構成とすることによって、吐出エネルギー発生体１０７からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有し、吐出エネルギー発生体に発熱素子を用いた場合に特に効果的である。また、エッジシューターにおいて問題となる気泡が消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体１０７を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象をサイドシューターであれば回避することができる。つまり、サイドシューターにおいて気泡が成長し、その気泡がオリフィス１０５に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、インクジェット記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のＰＺＴ方式インクジェット記録ヘッドの模式的説明図である。
【図２】ＰＺＴ方式記録インクジェットヘッドの流路板の平面図である。
【図３】同じくノズル板の平面図である。
【図４】同じく流路板とノズル板の接合後の平面図である。
【図５】本発明の実施例１によるインクジェット記録ヘッドに使用される流路板の平面図である。
【図６】同じくノズル板の平面図である。
【図７】同じく流路板とノズル板の接合後の平面図である。
【図８】実施例１の変形例のインクジェット記録ヘッドにおける、流路板とノズル板の接合後の平面図である。
【図９】本発明の実施例１による記録ヘッドに使用される流路板とノズル板の仮接合機構の動作を説明するための図である。
【図１０】図９から引き続く動作を説明するための図である。
【図１１】図１０から引き続く動作を説明するための図である。
【図１２】実施例１のエッジシューター方式のインクジェット記録ヘッドの例を示す図で、図１２（Ａ）は、吐出口を示す斜視図、図１２（Ｂ）は、吐出口を示す断面図である。
【図１３】実施例１のサイドシューター方式のインクジェット記録ヘッドの吐出口を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…ＰＺＴ方式インクジェット記録ヘッド、２…液室ユニット、３…駆動ユニット、１１…ノズル板、１２…流路板、１３…振動板、１４ａ…圧電素子駆動部、１４ｂ…圧電素子支柱部、１５…基板、１６…接着剤、１７ａ〜１７ｄ…仮接合領域、１８ａ〜１８ｄ…仮接合接着剤、２１…ノズル板位置検出用基準マーク、２２ａ…流路板のノズル板用位置検出用基準マーク、２２ｂ…流路板の振動板用位置検出基準マーク、２３…振動板位置検出基準マーク、３０…液室、４０…ノズル孔、５０…押圧ピン、５１…弾性変形部、５２…開口部、５３…リップ、５４…負圧形成部、５５…接合上ステ−ジ、５６…接合下ステ−ジ、６０ａ〜６０ｄ…仮接合部、１０１…基板、１０２…壁材、１０３…天板、１０４…流路、１０５…オリフィス、１０７…吐出エネルギー発生体。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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