(57)【要約】      （修正有）【課題】インク供給部材と記録素子基板の接着時における熱膨張による変形を低減でき、記録素子基板の貼り付け時の位置ズレを低減できる液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液体を吐出する記録素子基板００２と、記録素子基板００２に前記液体を供給する液体供給部材と、を少なくとも赤外線吸収剤を含有しかつイオン重合反応機構により硬化する接着剤を用いて連結する方法であって、記録素子基板００２はシリコン基板００８を含んで構成され、少なくとも紫外から赤外領域を含む光をシリコンからなるフィルターに通して前記接着剤に照射する。【選択図】図３
2011062963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に前記液体を供給する液体供給部材と、を少なくとも赤外線吸収剤を含有しかつイオン重合反応機構により硬化する接着剤を用いて連結する方法であって、
前記記録素子基板はシリコン基板を含んで構成され、
少なくとも紫外から赤外領域を含む光をシリコンからなるフィルターに通して前記接着剤に照射することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記フィルターは５０以上２００μｍ以下の厚みを有するシリコン板であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記接着剤における前記赤外線吸収剤の含有量が０.０１〜５質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記接着剤は、ＵＶカチオンエポキシ接着剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記紫外から赤外領域を含む光を発する光源は、キセノンフラッシュランプ又はハロゲンランプであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
（１）前記接着剤を前記記録素子基板又は前記液体供給部材に配置する工程と、
（２）前記記録素子基板と前記液体供給部材とを貼り合わせる工程と、
（３）前記光を前記フィルターを通して前記接着剤に照射する工程と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記記録素子基板と前記液体供給部材との間に支持部材が介在し、
前記液体供給部材と前記支持部材はインサート成形により接合された接合体を形成し、
前記支持部材に前記記録素子基板が前記接着剤により接着されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記支持部材を構成する樹脂組成物が球状フィラーを７０％以上含有するポリマーアロイであることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記ポリマーアロイが少なくとも変性ＰＰＥを構成成分として含むことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記フィルターへ光を照射した後に、該フィルターを冷却することを特徴とする請求項１乃至９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。具体的にはインクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置の記録方式は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口から記録媒体に対してインクを吐出することで記録する、いわゆるノンインパクト記録方式が採用されている。
【０００３】
このノンインパクト記録方式を採用したインクジェット記録装置に採用されるインクジェット記録ヘッドとその製造方法が、特許文献１に開示されている。これは、以下のようなものである。
【０００４】
まず、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とインクの吐出口とが設けられた記録素子基板を用意する。次いで、記録素子基板の所定の位置に接着剤を予め塗布する。次いで、記録素子基板にインクを供給するための樹脂成型によりつくられたインク供給部材と記録素子基板との位置合わせを行った後、記録素子基板とインク供給部材とを接着剤を介して貼り合わせる。そして、ＵＶ光で接着剤を仮硬化させ、熱キュアにて完全硬化を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６１７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インク供給部材は一般に熱可塑性樹脂からなるため、接着剤の硬化温度を経験すると、記録素子基板とインク供給部材の線膨張係数の違いが原因となり、記録素子基板が変形したり、マウント精度が低下する場合がある。
【０００７】
より具体的には、接着剤の硬化のための加熱温度は、接着剤の種類によっても異なるが、一般的には８０〜１２０℃程度である。上記の加熱によって、接着剤を硬化するときに接着剤が収縮したり、記録素子基板が膨張したり、さらにはインク供給部材が膨張したりする。このため、例えば記録素子基板の長さが１インチの場合は、記録素子基板がインク供給部材に対して位置合わせした位置から相対的に７〜３０μｍ程度の伸び縮みすることが考えられる。このような加熱による伸び縮みが原因となって、インクジェット記録ヘッドの記録素子基板の位置が縦方向、横方向に位置合わせした位置よりずれてしまう場合がある。このズレが大きくなると、プリンタ本体にインクジェット記録ヘッドを搭載した時に組み付け精度が低下し、インク滴の着弾位置に影響が生じ、印字品位の低下を起こす原因となる場合がある。
【０００８】
従って、本発明は、インク供給部材と記録素子基板の接着時における熱膨張による変形を低減でき、記録素子基板の貼り付け時の位置ズレを低減できる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、
液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に前記液体を供給する液体供給部材と、を少なくとも赤外線吸収剤を含有しかつイオン重合反応機構により硬化する接着剤を用いて連結する方法であって、
前記記録素子基板はシリコン基板を含んで構成され、
少なくとも紫外から赤外領域を含む光をシリコンからなるフィルターに通して前記接着剤に照射することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
【００１０】
従来の技術において、赤外線吸収剤を含む接着剤に光を照射して硬化を促進させる際、照射光に含まれる紫外線や、赤外線のうちの一部の波長領域の光が記録素子基板を加熱してしまい、膨張による貼り付け誤差が大きくなる場合がある。とくに記録素子基板がシリコン基板を含んで構成される場合、シリコンは主に紫外光や、赤外線の一部の波長領域の光を吸収する性質を有するため、記録素子基板が加熱されやすい。
【００１１】
そこで、本発明では、シリコンからなるフィルターに少なくとも紫外から赤外領域を含む光を通過させることにより得られた光を接着剤の硬化反応に用いる。シリコンは、図４に示すように、主に紫外光を低減する性質を有するため、シリコンからなるフィルターに光を通過させることにより紫外光を低減することができる。紫外光を低減させたかつ赤外光を含む光を用いることにより、シリコン基板を含む記録素子基板の加熱を防ぎつつ、赤外線を接着剤に照射して硬化反応を促進させることができる。したがって、本発明により、記録素子基板の加熱による膨張を低減することができ、記録素子基板と液体供給部材とを赤外線吸収剤を含有する接着剤を用いて有効に接着することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、液体供給部材と記録素子基板の接着時における熱膨張による変形を低減でき、記録素子基板の貼り付け時の位置ズレを低減できる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００１３】
より具体的には、記録素子基板と液体供給部材とへの接着固定の際に、シリコンからなるフィルターにより紫外光を低減した光を照射することにより、記録素子基板や液体供給部材ではなく、接着剤を有効に加熱することができる。そのため、記録素子基板及び液体供給部材の熱膨張による変形量が低減することができ、記録素子基板の貼り合わせ精度に優れる。したがって、記録素子基板の長尺化やノズルの高密度化においても、必要な貼り合せ精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明により製造されるインクジェット記録ヘッドの構成例を説明する模式図である。
【図２】本発明により製造されるインクジェット記録ヘッドの構成例（インク供給接合体、記録素子基板）を説明する模式図である。
【図３】キセノンフラッシュランプで接着剤硬化を行う方法を説明する模式図である。
【図４】シリコン板の光の波長に対する吸収の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の構成要件について説明する。
【００１６】
（フィルター）
本発明で用いるフィルターは、シリコンからなる。シリコンは、図４に示すような吸収曲線を有し、主に紫外領域の光を吸収する。図４は、結晶性シリコン板（厚さ；約５０μｍ）の光の波長に対する吸収の関係を示すグラフである。なお、紫外光の波長は、一般的に１０〜４００ｎｍ程度と言われている。また、赤外光（以下、赤外線とも称す）の波長は、一般的に０．７μｍ（又は７７０ｎｍ）〜１ｍｍ程度と言われている。図４に示すように、シリコンは、１．３μｍ以下の波長の光を吸収し、特に１．０μｍ以下の光を有効に吸収する。したがって、接着剤の硬化を促進するための照射光に含まれる紫外光（以下、紫外線とも称す）を有効に低減することができる。フィルターとしてはシリコン板であることが好ましく、一定の厚さを有することが好ましい。また、本発明において、記録素子基板はシリコン基板を含んで構成され、例えばシリコン基板の上に被覆樹脂層やオリフィスプレートが形成されてなる。
【００１７】
光を照射したシリコン基板は温度が上昇し、この温度上昇によって膨張が引き起こされる。したがって、フィルターとしてシリコンを用いることにより、記録素子基板に含まれるシリコンを加熱する原因となる紫外光及び赤外光の一部を有効に低減させつつ、接着剤を硬化させるための赤外光を透過させ、赤外線吸収剤を含有する接着剤を有効に加熱することができる。
【００１８】
フィルターとして用いるシリコン板の厚さは、５０以上２００μｍ以下であることが好ましい。この範囲とすることにより、接着剤をより選択的に加熱でき、記録素子基板の温度上昇を防いで、液体供給部材と記録素子基板の線膨張差と昇降温による応力歪を好ましく抑えることができる。
【００１９】
（接着剤）
本発明に用いる接着剤は、赤外線吸収剤を含有しかつイオン重合反応機構により硬化する接着剤である。接着剤に赤外線吸収剤を含ませることで赤外光（赤外線）の吸収効率を高め、接着剤を短時間で硬化させることができる。また、接着剤にイオン重合反応機構により硬化する接着剤を用いれば、短時間での接着が可能となる。イオン重合反応機構により硬化する接着剤としては、例えばＵＶカチオンエポキシ接着剤を好ましく挙げることができ、ＵＶカチオンエポキシ接着剤の中でも、遅延硬化型ＵＶカチオンエポキシ接着剤が有効である。ＵＶカチオンエポキシ接着剤は、イオン重合反応機構により硬化するため、所定温度にすることで速やかに硬化し、短時間での接着が可能となる。
【００２０】
赤外線吸収剤（近赤外線吸収剤も含む）の含有量は、０.０１〜５質量％の範囲とすることが好ましい。含有量をこの範囲とすることで、赤外線の吸収効率を高めることができる。
【００２１】
赤外線吸収剤としては、赤外光を吸収する材料であれば、その種類は特に限定されない。また、シリコンからなるフィルターの吸収波長領域との関係から、１．０μｍ以上の赤外光を吸収するものが好ましく、１．３μｍ以上の赤外光を吸収するものがより好ましい。赤外線吸収剤としては、例えば、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、オニウム系化合物、ニッケル錯体類、又はジイモニウム類等を挙げることができる。また、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。
【００２２】
（光源）
本発明において、光源としては、特に限定されるものではないが、少なくとも赤外光を発する光源を用いることができる。とくに、瞬間的に大きなエネルギーを与えることができ、硬化反応を短縮することができるハロゲンランプ又はキセノンランプが好ましい。これらのランプは、赤外光及び紫外光を発する。
【００２３】
赤外光（又は赤外線）とは、可視光より波長の長い電磁波の一種で、可視光端（約７７０ｎｍ）から１，０００μｍ（１ｍｍ）程の波長範囲の光を指す。本発明では、この赤外光を接着剤に照射することにより、硬化反応を促進させる。赤外線は波長によって、近赤外線、中赤外線、遠赤外線に分けられるが、本発明では、接着剤に含有させる赤外線吸収剤の種類にもよるが、光線の分布域が広い近赤外線や中赤外線が好ましい。
【００２４】
特に、波長１．３μｍ以上の長波の赤外線は記録素子基板の少なくとも一部を構成するシリコン基板を透過するため、該波長領域の赤外線を用いれば、殆ど記録素子基板を昇温することなく接着剤を硬化することが可能となる。また、接着剤の昇温により記録素子基板が温まることを防ぐために、赤外線の光源は極めて強い光源であることが望ましい。一般的にはハロゲンフラッシュランプやキセノンフラッシュランプ等のような、数十ｍＳＥＣから数百ｍＳＥＣで所定温度に到達できるランプが好適に使用できる。
【００２５】
本発明では、特に、このような高い発光出力のランプを用いる場合に有効である。ランプから発生する紫外線をフィルターにより低減し、記録素子基板の昇温を防止する。
【００２６】
このような高い出力のランプの場合、短波長カットフィルターを用いて記録素子基板が吸収する波長の赤外線、紫外線をカットしようとした場合、フィルターは瞬時に破壊されてしまう。シリコン板の場合は８００℃以上の耐熱性があること、高い熱伝導率を有することから、高い出力のランプの赤外線を吸収しても破壊されることはない。また、記録素子基板に照射したくない１．３μｍ以下の短波長の赤外線を有効に吸収するので、記録素子基板の昇温を有効に防止することができる。ランプの出力や発光条件、シリコン板の厚さ、接着剤中の赤外線吸収剤の添加量を最適化することで、記録素子基板を殆ど加熱することなく接着剤を硬化することが可能となり、マウント精度を大幅に向上することができる。また、長時間連続でランプから光を照射し、被照射物が入れ替わるようは方法を行う場合には、シリコン板の昇温に注意する必要がある。そのため、厚いシリコン基板を用意することが困難な場合は、薄いシリコン板を複数用意して、シリコン板の温度が高くなった時点で、薄いシリコン板を交換してもよい。また、照射中にシリコン板を空冷、水冷、その他冷却ツールを使用して冷却をおこなうことができる。
【００２７】
（記録素子基板）
記録素子基板の構成としては、例えば、シリコン基板上に半導体プロセスで液体吐出に必要な発熱素子と金属配線パターンと感光性樹脂からなる液体流路を形成してなる構造とすることができる。
【００２８】
記録素子基板を接着剤の硬化温度まで上昇せしめると、前記したようにマウント精度が低下する原因となる。本発明では、記録素子基板に含まれるシリコン基板を加熱する波長の光をシリコンを用いて有効に低減することで、シリコン基板を加熱せずに、接着剤の温度を硬化温度にせしめることを特徴としている。赤外線は電磁波であり、伝熱によって接着剤を昇温せしめるのではなく、接着剤中に添加した赤外線吸収材を直接励起することで、記録素子基板を加熱することなく接着剤を硬化することができる。
【００２９】
（液体供給部材）
液体供給部材は記録素子基板にインク等の液体を供給するタンク部材であり、有機、無機材のいずれでも用いることができる。インク等の液体と接触しても膨潤、溶解、有機、無機物質の溶出がない材質であることが望ましい。また、原材料の価格や加工のし易さから熱可塑性樹脂を好ましく用いることができ、例えばポリプロピレン、変性ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）といった汎用樹脂を主に液体供給部材として用いることができる。機械的強度を高めるために、シリカやアルミナ等を充填剤として用いてもよい。
【００３０】
（支持部材）
液体供給部材の記録素子基板と貼り合わせる面に支持部として支持部材を設けてもよい。支持部を形成するための支持部材の材質は液体供給部材と同一で耐インク性の物質を用いることが望ましい。
【００３１】
また、支持部剤は、記録素子基板を貼り付ける面として平面性に優れることが望ましい。また、本体との取り付け性に優れることが望ましい。また、紙面からヘッド迄の位置関係を決定するため、寸法精度、剛性に優れることが望ましい。
【００３２】
そこで、前記液体供給部材の寸法精度、平面性、剛性を高めるために、シリカ、カーボン、アルミナ、マイカ、雲母といった充填剤が添加されたものを支持部材として用いることが好ましい。特にＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）は、線膨張係数を低減させることのできるフィラーを多く含ませても、容易に成形可能であるため好適である。さらに、特に液体供給部材に変性ＰＰＥが使用される場合には、支持部材にＰＰＳと変性ＰＰＥとの混合物のポリマーアロイを用いて、液体供給部材と支持部材とを一体的に成形することが好ましい。特に、球状のフィラ―を７０％以上含有するポリマーアロイを使用すると線膨張係数を十分に下げることができるため好ましい。液体供給部材と支持部材との接合はインサート成形または二色成形でおこない、両者が一体的に形成されると支持部が設けられた供給部材が得られる。
【００３３】
以下、図面を参照にして、本発明の実施形態について説明する。また、以下の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明を行うが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の液体吐出ヘッドにも適用できる。液体吐出ヘッドとしては、インクジェット記録ヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド等も挙げられる。
【００３４】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成を説明する模式図を示す。本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド００１は、記録素子基板００２と、インク供給部材００５と、電気配線テープ００３と、支持部材００４と、を備える。記録素子基板００２はインクを吐出する吐出口を有する。インク供給部材００５は記録素子基板００２にインクを供給し、かつインクを格納する。支持部材００４は、記録素子基板００２とインク供給部材００５との間に介在し、インク供給部材００５から記録素子基板００２にインクを供給するインク通路を備え、少なくとも記録素子基板００２を支持固定する接合面を有する。但し、本実施形態では、支持部材００４がインク供給部材００５と一体に形成されインク供給接合体００６を構成している。なお、図２では、便宜上、支持部材００４をインク供給部材００５と分離して示した模式図と、支持部材００４とインク供給部材００５が一体になっているインク供給接合体００６と、を両方記載している。なお、本発明において、支持部材をインク供給部材の一部と捉えることも可能であり、支持部材をインク供給部材の一部と捉えるか、支持部材とインク供給部材を別々の部材と捉えるかは、表現上の差異に過ぎない。
【００３５】
本発明においては、支持部材を用いることが好ましい。一般的に、インクジェット記録ヘッドを製造する際、記録素子基板とインク供給部材の線膨張係数の差による応力を接着剤の硬化収縮でキャンセルするメカニズムをとっている。しかし、記録素子基板の長尺化、薄化に伴い、記録素子基板の応力を接着剤では抑えることができなくなる場合が考えれられる。線膨張係数の差による応力を低減するために、インク供給部材の線膨張係数を１０ｐｐｍ以下として記録素子基板の値に近づけることが考えられる。しかし、線膨張係数が１０ｐｐｍ以下の樹脂材料とするには、８０％以上のフィラーを含有させることとなり、インク供給部材の複雑な形状を射出成形することができない。そのため、低線膨張係数で成形可能な部材で支持部材作製し、この支持部材を介して記録素子基板とインク供給部材とを接合させることが望ましい形態である。
【００３６】
支持部材に用いる樹脂は、特に限定されるものではないが、汎用エンジニアプラスチック、スーパーエンジニアプラスチックいずれでも配合させることができる。インク液との接触を伴う部材であるため、耐アルカリ性、耐熱性を有することが好ましい。インクジェット製品は大量生産、消耗品ビジネスであるため汎用エンジニアプラスチックを用いることが好ましい。そこで、汎用エンジニアプラスチックとして、例えば、ポリスチレン、アクリル系樹脂、ＨＩＰＳ（ハイインパクト（耐衝撃性）ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ナイロン、ＰＳＦ（ポリサルフォン）等のホモポリマー、あるいは前記樹脂類のポリマーブレンド、ポリマーアロイ等のコンパウンドが候補として挙げられる。
【００３７】
また、支持部材は内部に液体通路（インク通路）を有し、インク液と接する。そのため、支持部材の材料としては、インク液との接触で有機、無機成分がインク液中へ抽出されないことが好ましく、耐熱温度、射出成形性が高いものが好ましい。これらの観点から、支持部材の材料は、ポリマーアロイである変性ＰＰＥや変性ＰＰＥとＰＰＳからなるポリマーアロイが好ましく挙げられる。
【００３８】
また、支持部材に添加するフィラーとしては、例えば無機フィラーであるガラスフィラー、カーボンフィラー、シリカ、アルミナ、雲母、タルク、マイカ等が挙げられる。特にこれらに限定されるものではなく、樹脂の線膨張係数を低下させる物であれば使用可能である。フィラーの形状としては、球状であることが好ましい。球状フィラーを用いることで、変性ＰＰＥ等にフィラーを高い含有率で充填することができる。また、混練工程、成形工程での装置の材料接触部分の磨耗を低減することができ、さらに線膨張係数の異方性を解消することができる。
【００３９】
ポリマーアロイ組成物のフィラー含有率を５０質量％以上とする場合、混練時に高温下で強力な剪断力をかけることが好ましい。このような混練が可能な装置としては、例えばオープンロール連続押出機「ニーデックス」（商品名、三井鉱山（株）社製）を用いることができる。前記装置では、遠心ミルで粉砕した変性ＰＰＥとフィラーとを前記装置に供給することで、混練からペレット化まで連続して行うことができる。
【００４０】
次に、前記ペレットを、成形機を用いて所定の形状の金型内に流し込み、射出成形により支持部材を得る。このとき、ポリマーアロイ組成物のフィラー含有率が５０質量％以上である場合、該組成物の流動性が低いので、ポリマーアロイ組成物を高速で流し込むことが可能な成形機を用いることが好ましく、該成形機として高速・高圧対応成形機を用いることができる。通常の成形機では、射出速度が５００ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのに対し、高速・高圧対応成形機では１５００〜２０００ｍｍ／ｓｅｃの射出速度が得られる。
【００４１】
また、支持部材の射出成形時の成形温度としては、３２０℃以下であることが好ましい。成形温度が３２０℃以下であれば、変性ＰＰＥの樹脂成分の分解が生じないため好ましい。また、変性ＰＰＥに、ＰＰＥとポリスチレンとのポリマーアロイを用いる場合、射出成形時の金型温度としては、１００℃以下であることが好ましい。変性ＰＰＥの構成成分であるポリスチレンのガラス転移温度（１００℃）以下とすることで、成形物の変形や平面性の低下が生じないため好ましい。例えば、高速・高圧対応成形機を用いて、所定の形状の金型内に射出速度１５００ｍｍ／ｓｅｃ、射出圧力３４０ＭＰａ、成形温度３００℃、金型温度８０℃で射出成形して、支持部材を得ることができる。
【００４２】
また、製造した支持部材はインク供給部材にインサート成形により固定することが好ましい。例えば、成形された支持部材をインク供給部材の金型内に予め配置し、該金型内にインク供給部材材料である樹脂組成物を流し込み、インサート成形を行うことが好ましい。これにより、支持部材とインク供給部材とが一体として接合されたインク供給接合体（液体供給接合体）を得ることができる。
【００４３】
得られたインク供給接合体に記録素子基板を連結するには記録素子基板を貼り合せる支持部材の所定のエリアに接着剤を塗布した後、硬化して固定する。
【００４４】
なお、従来の方法では、一般的に、硬化メカニズムとして、熱硬化、紫外線硬化、熱、紫外線併用、湿気硬化等が用いられる。しかし、ヘッドの部材にプラスチックが多く用いられることから、キュアの温度はあまり高く設定できない。例えば熱硬化型の接着剤を用いる場合、キュア時間が長くなり、記録素子基板及びインク供給部材についてもキュア時に熱膨張による変形が起こる場合がある。熱膨張により変形した記録素子基板やインク供給部材を常温に戻すと収縮し、接着剤を介して応力変形が生じることになる。
【００４５】
そこで、本発明では、赤外線吸収剤を含みかつイオン重合反応機構により硬化する接着剤を用いる。この接着剤を用いることにより、短時間での接着が可能となり、接着剤の熱が伝わることによるインク供給部材、シリコン基板の熱膨張を低減することができる。遅延硬化型ＵＶカチオンエポキシ接着剤がこのような用途により好ましく有効である。
【００４６】
イオン重合反応を用いる接着剤としては、例えば、光酸発生剤が光エネルギーを受けて酸を発生させて、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル等を重合させた硬化材料が挙げられる。例として、エポキシＵＶカチオン系接着剤（商品名「ＫＲ−８２７」、ＡＤＥＫＡ社製）、エポキシＵＶカチオン系接着剤（商品名「ＫＲ−８２６」、ＡＤＥＫＡ社製）、エポキシＵＶカチオン系接着剤（商品名「ＫＳ−８２０」、ＡＤＥＫＡ社製）が挙げられる。
【００４７】
イオン重合反応について、光カチオン重合開始剤としてモノスルホニウム塩とエポキシモノマーを用いた場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
光酸発生剤はカチオン部とアニオン部からなるイオン性のスルホニウム塩系のオニウム塩で、紫外光を照射すると吸収分解して、アニオン部が酸の発生源になる。ついで溶媒または酸発生剤自体から水素を引き抜いて酸を発生する。酸はエポキシに配位し、次のエポキシの攻撃を受けてオキソニウムカチオンを生成し、前記オキソニウムカチオンとエポキシの逐次開環重合が進行する。
【００４９】
【化１】
2011062963.tif 000003
【００５０】
【化２】
2011062963.tif 000004
【００５１】
本発明においては、特に瞬間的に大きなエネルギーを与えることができる光源である、ハロゲンランプのうちのショートアークランプやロングアークランプを用いることが好ましい。
【００５２】
特にロングアークランプであるキセノンフラッシュランプはｍｓｅｃから数１０ｍｓｅｃオーダーの時間で１００〜１５０℃以上の高温に加熱することができる。
【００５３】
また、接着剤に予め赤外吸収剤（近赤外吸収剤）を０．０１〜５質量％添加することで赤外線の吸収効率を高め、加熱したい部材を選択的に短時間で硬化させることができる。
【００５４】
また、本発明で用いる接着剤は赤外線吸収剤を含む。赤外線吸収剤としては、赤外領域の光を吸収する材料であれば、その種類は特に限定されるものではない。赤外領域は近赤外領域も含む。赤外線吸収剤としては、例えば、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、オニウム系、ニッケル錯体類又はジイモニウム類が挙げられる。また、これらを１種又は２種以上混合して用いることができる。
【００５５】
さらに、有機赤外吸収剤として、具体的には、「ＴＨＸ０１１３」（トスコ社製、商品名）、「ＮＩＲ−ＩＭ１」若しくは「ＮＩＲ−ＡＭ１」（ナガセケムテックス（株）社製、商品名）、又は、「ＩＲＧ-００２」若しくは「ＩＲＧ−００３」（日本化薬社製、商品名）等が挙げられる。無機の赤外線吸収剤としてはカーボン化合物を使用することができ、黒鉛化カーボンが好ましく、算術粒子径が７０ｎｍ以下の黒鉛化カーボンを用いることがより好ましい。
【００５６】
また、本発明で用いる光源の他の例としてはハロゲンヒータがある。紫外域から赤外域までスペクトルの分布があり、電力密度が高く、被照射物の急速な昇降温が可能である。またハロゲンサイクルでフィラメントが長寿命である。出力もサイリスタで容易に制御可能といった長所を持つ。接着剤硬化に必要な１００℃程度の加温も１００ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃのオーダーで到達する。接着剤の塗布範囲、塗布厚に応じてハロゲンヒータユニットと附属するミラーの形状とで均一な面照射を行うか、フォーカスタイプで光を集光させて必要部分のみ加熱するか、照射条件の自由度がある。
【００５７】
ハロゲンランプ、キセノンフラッシュランプなどの光源との間にシリコンからなるフィルター（好ましくはシリコン基板（例えば５０〜２００μｍ程度））を設置すれば、接着剤をより選択的に加熱できる。そのため、記録素子基板の温度上昇を防いで、インク供給接合体と記録素子基板の線膨張差と昇降温による応力歪を抑えることができる。
インクジェット記録ヘッド製造ラインにてこの工程を連続的に行うには、高温となったシリコンフィルターを室温程度まで冷却させる必要がある。
そこで装置上に複数枚のシリコンフィルターを収納し、冷却する機構とヘッドを所定回数処理した後にシリコンフィルターを交換する機構を搭載することが好ましい。
【００５８】
（実施例１）
以下、実施例について説明する。
【００５９】
本実施例では、図１に示したインクジェット記録ヘッドの構成とした。図１に示されるインクジェット記録ヘッド００１は、記録素子基板００２と、電気配線テープ００３と、支持部材００４と、インク供給部材００５と、からなる。また、支持部材００４とインク供給部材はインサート成形によって一体成形され、インク供給接合体００６として用いられる。
【００６０】
支持部材の材料となるポリマーアロイとして、変性ＰＰＥ（商品名「ＳＥ−１Ｘ」、ＳＡＢＩＣ社製）と球状シリカ（商品名「Ｓ−４３０」、マイクロン社製）とを質量比２５：７５の割合で混練、ペレット化した。得られたペレットを、高速・高圧対応成形機及び所定の形状の金型を用いて射出成形（射出速度１５００ｍｍ／ｓｅｃ、射出圧力３４０ＭＰａ、成形温度３００℃、金型温度８０℃）し、支持部材を得た。
【００６１】
前記支持部材をインク供給部材の金型内に予め配置し、該金型内に変性ＰＰＥ（ＰＣＮ−２９１０（商品名、ＳＡＢＩＣ社製））を流し込み、インサート成形を行った。このとき、射出速度を７０ｍｍ／ｓｅｃ、射出圧力を１５０ＭＰａ、成形温度を３００℃、金型温度を８０℃とした。これにより支持部材とインク供給部材とが一体として接合されたインク供給接合体を得た。
【００６２】
作製したインク供給接合体における支持部材の記録素子基板の貼り合せ位置に接着剤を硬化後の膜厚が１０μｍとなるように塗布した。接着剤としては、エポキシＵＶカチオン系接着剤（商品名「ＫＲ−８２７」、ＡＤＥＫＡ社製）に２．５質量％の赤外線吸収剤（商品名「ＳＤＡ３６１０」、トスコ社製）を均一に混合したものを用いた。
【００６３】
そして、前記接着剤塗布面にＵＶ光を１２０ｍＷ／ｃｍ2、３ｓｅｃ照射し、記録素子基板（幅１．５ｍｍ、長さ１９．０６ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）の黒色用記録素子基板を支持部材の所定の位置にマウント装置にて貼り合わせた（仮止め）。
【００６４】
そして、ハロゲンフラッシュランプ光源（出力６０ｗ）と記録素子基板を載せたインク供給接合体ユニットの間に、フィルターとして１２０μｍのシリコン板を設置して、記録素子基板全面にハロゲンランプ光を２.０ｓｅｃ照射し、接着剤を硬化させた。
【００６５】
作製したインク供給接合体ユニットに、インク吸収体、インク、インク供給体蓋等を組み込み、印字可能なインクジェット記録ヘッドとした。
【００６６】
なお、本実施例では、ブラックインク用インクジェット記録ヘッドについて説明したが、これに限らずカラー用インクジェット記録ヘッドにも適用可能である。
【００６７】
（実施例２）
光源と被照射物との間に設置するシリコン基板の厚みを５５μｍとした以外は、実施例１と同一条件でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００６８】
（実施例３）
光源と被照射物との間に設置するシリコン基板の厚みを１９５μｍとした以外は、実施例１と同一条件でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００６９】
（実施例４）
接着剤の赤外線吸収剤の含有量を１．２質量％とした以外は、実施例１と同一条件でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００７０】
（実施例５）
接着剤の赤外線吸収剤の含有量を４．８質量％とした以外は、実施例１と同一条件でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００７１】
（実施例６）
支持部材の樹脂組成物としてＰＰＳ（商品名：「Ｂ−０６０Ｐ」、東ソーサスティール社製）と変性ＰＰＥ（商品名「ＳＥ−１Ｘ」、ＳＡＢＩＣ社製）、球状シリカ（商品名「Ｓ−４３０」、マイクロン社製）とを質量比８：１２：８０の割合で混練、ペレット化した。赤外線吸収剤として（商品名「トーカブラック＃３８５５」東海カーボン社製）を含有量を０．５質量％とした以外は実施例１と同一条件でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００７２】
（比較例１）
ハロゲンフラッシュランプ光源（出力６０ｗ）と記録素子基板を載せたインク供給接合体ユニットの間に、フィルターとしてのシリコン基板を設置しない以外は実施例１と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００７３】
（物流試験後印字画像品位）
実施例１〜６、比較例１〜４で作製したインクジェット記録ヘッドを以下に記載する温度試験後の印字検査（試験後画質）およびヘッドノズル面の観察で評価を行った。温度６０℃、湿度２０％の環境にヘッドを梱包形態で３６０時間放置した後にヘッドを観察した。
【００７４】
上記条件での保存後のヘッドの印字品質を実画像で比較を行った。
【００７５】
「評価基準」
○：試験後に記録素子基板の反り、クラックなし。接合面のハガレによるインク液の色混じりなし。印字品位が良好であった。
△：試験後に記録素子基板に軽微な反りが見られる。印字品位は許容範囲内であった。
【００７６】
［貼り合せ精度］
インク供給接合体の基準位置と記録素子基板のアライメントマークまでの距離を貼り合わせ前後で測定を行った。
【００７７】
「評価基準」
◎：記録素子基板の長手、短手方向ともにズレ量３μｍ未満。
○：記録素子基板の長手、短手方向ともにズレ量３μｍ以上５μｍ未満。
△：記録素子基板の長手、短手Ｘ、Ｙ方向ともにズレ量５μｍ以上。
【００７８】
結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2011062963.tif 000005
【符号の説明】
【００８０】
００１  インクジェット記録ヘッド（Ｂｋ）
００２  記録素子基板
００３  電気配線テープ
００４  支持部材
００５  インク供給部材
００６  インク供給接合体
００７  フラッシュランプ
００８  シリコン基板
００９  反射板
０１０  光線
０１１  接着剤層
【図１】
2011062963.tif 000006
【図２】
2011062963.tif 000007
【図３】
2011062963.tif 000008
【図４】
2011062963.tif 000009