(57)【要約】【課題】素子基板や配線部材の大きさや形状によらず、接着剤の基準プレートへの塗布時間が短縮される。【解決手段】基準プレート１と、インクを吐出する素子基板２と、素子基板２への電気信号経路を形成する配線部材３と、を備え、素子基板２及び配線部材３が接着剤７で基準プレート１に固着されているインクジェットプリントヘッドの製造方法である。基準プレート１に接着剤７を塗布するためのローラ１４を用意する工程と、素子基板２及び配線部材３を基準プレート１へ固着するための接着剤７をローラ１４に付着させる付着工程と、基準プレート１を、ローラ１４に接触させながらローラ１４の回転軸と交わる方向に沿って移動させて基準プレート１に接着剤７を塗布する塗布工程と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準プレートと、インクを吐出するための素子基板と、該素子基板への電気信号経路を形成する配線部材と、を備え、前記素子基板及び前記配線部材が接着剤で前記基準プレートに固着されているインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記基準プレートに前記接着剤を塗布するためのローラを用意する工程と、
前記素子基板及び前記配線部材を前記基準プレートへ固着するための接着剤を前記ローラに付着させる付着工程と、
前記基準プレートを、前記ローラに接触させながら前記ローラの回転軸と交わる方向に沿って移動させて前記基準プレートに前記接着剤を塗布する塗布工程と、を含む、インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記塗布工程において、前記ローラの回転軸が水平に配置され、前記接着剤が塗布される前記基準プレートの被塗布面が鉛直方向下方に向けて配置され、前記基準プレートの移動方向が水平方向であ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の製造方法。
【請求項３】
前記塗布工程において、前記基準プレートが前記基準プレートの移動方向に沿って前記ローラから離れた位置あり、且つ前記接着剤が塗布される前記基準プレートの被塗布面が前記ローラの頂上よりも鉛直方向の下側に配置された状態から、前記基準プレートを前記ローラへ移動させ、前記基準プレートが前記ローラに接触してから前記基準プレートを前記ローラの外周に沿って移動させることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記付着工程において、前記ローラに付着した前記接着剤の厚さを調整することを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出してプリントを行うインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントヘッドには、インクを吐出するためのエネルギ発生素子が設けられた素子基板と、該素子基板上のエネルギ発生素子と電気的に接続される電気信号経路が形成された配線部材と、を備えるものが知られている。従来、配線部材にはフレキシブル性を有するものが用いられ、該素子基板及び該配線部材は一つの基準プレートに接着剤を用いて固着されている。
【０００３】
図１０は、従来における、基準プレートに塗布された接着剤のパターンを示す分解斜視図である。図１０に示すように、基準プレート１には、素子基板２及び配線部材３を固定するための素子基板用接着剤４及び配線部材用接着剤５が塗布されている。
【０００４】
基準プレート１には貫通穴からなるインク供給流路６が設けられており、素子基板２は基準プレート１上のインク供給流路６の開口を覆うように固定される。そのため、素子基板用接着剤４は、インク供給流路６の開口縁に、素子基板２の外周に合わせて塗布される。インク供給流路６に素子基板用接着剤４が浸入するとインクの流れを阻害するため、素子基板用接着剤４は、インク供給流路６の開口縁に精度よく塗布することが求められる。
【０００５】
また、配線部材用接着剤５は、配線部材３と基準プレート１との固着力を高めるために、基準プレート１の配線部材３が接する面に出来るだけ広い範囲に塗布することが求められる。
【０００６】
このように、素子基板用接着剤４と配線部材用接着剤５とでは、求められる塗布精度や塗布範囲が異なっており、それぞれ適した方法を用いて塗布されている。
【０００７】
例えば特許文献１では、ニードルを用いて素子基板用接着剤４を塗布し、金属やゴムで島状のパターンに形成された転写版を用いて配線部材用接着剤５を塗布する方法が開示されている。ニードルを用いることによってより精度よくインク供給流路６の開口縁に塗布することができ、転写版を用いることによって基準プレート１に広範囲に塗布することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている基準プレート１への接着剤の塗布方法では、以下のような問題がある。
【００１０】
素子基板用接着剤４と配線部材用接着剤５の各々の塗布手段が異なるため、一つの工程で素子基板用接着剤４及び配線部材用接着剤５を基準プレート１に塗布することができない。そのため、接着剤を塗布する工程が増加し、生産性の低下の要因となっていた。
【００１１】
また、近年では、インクの多色化やノズル数の増加に伴って、素子基板２の外形寸法が大きくなる傾向にある。そのため素子基板用接着剤４を塗布する距離が長くなり、ニードルを用いた塗布方法では塗布時間が増加してしまう。
【００１２】
転写版を用いた塗布方法では、基準プレート１に接着剤を転写した後に転写版を基準プレート１から剥離する際の剥離力が課題となっている。すなわち、素子基板２の外形寸法が大きくなるに伴って、使用する転写版が大きくなるほどより大きな剥離力が必要となり、転写版の強度や転写版を保持する装置の強度をより大きくしなければならない。その結果、転写版を保持する強度が複雑になるため、転写版の拡大による塗布時間の短縮には困難が生じていた。
【００１３】
さらに、転写版を用いた塗布方法では、基準プレート１に反りなどにより被塗布面の平面度が低い場合、転写版の基準プレート１への転写面が基準プレート１の反りに追従することができないことがある。その結果、基準プレート１上において接着剤の塗布量が十分でない部分が発生していた。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記背景技術における課題に鑑み、素子基板や配線部材の大きさや形状によらず、接着剤の基準プレートへの塗布時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、基準プレートと、インクを吐出する素子基板と、該素子基板への電気信号経路を形成する配線部材と、を備え、素子基板及び配線部材が接着剤で基準プレートに固着されているインクジェットプリントヘッドの製造方法である。基準プレートに接着剤を塗布するためのローラを用意する工程と、素子基板及び配線部材を基準プレートへ固着するための接着剤をローラに付着させる付着工程と、基準プレートを、ローラに接触させながらローラの回転軸と交わる方向に沿って移動させて基準プレートに接着剤を塗布する塗布工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、素子基板や配線部材の大きさや形状によらず、接着剤の基準プレートへの塗布時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの分解斜視図。
【図２】素子基板の構成を説明するための斜視図。
【図３】インクジェットプリントヘッドの断面図。
【図４】接着剤を基準プレートへ塗布する機構の斜視図。
【図５】ローラへ接着剤を付着させる機構の斜視図。
【図６】ローラと基準プレートの高さ関係を示す断面図。
【図７】基準プレートの反りを説明するための図。
【図８】本発明の実施形態における接着剤塗布装置の模式図。
【図９】搬送ユニットの構造を示す側面図。
【図１０】従来におけるインクジェットプリントヘッドの分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の具体的な実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、従来のインクジェットプリントヘッドと同一の構成要素については同一の符号を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの分解斜視図である。
【００１９】
インクジェットプリントヘッドは、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）方式のインクジェットプリントヘッドである。さらに、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットプリントヘッドである。
【００２０】
図１に示すように、インクジェットプリントヘッドは、基準プレート１、素子基板２、配線部材３、及び接着剤７から構成されている。
【００２１】
（素子基板）
図２は、素子基板２の構成を説明するための斜視図であり、一部を破断して示したものである。
【００２２】
図２に示すように、素子基板２は、例えば、厚さが０．５ｍｍから１ｍｍのＳｉ基板８に、インクの流路となる長溝状の貫通口のインク流路９を形成したものである。インク流路９は、Ｓｉ基板８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る。
【００２３】
Ｓｉ基板８には、インク流路９の貫通口を挟んでその両側に電気熱変換素子１０が１列ずつ並べて配置されており、さらに電気熱変換素子１０に電力を供給するＡｌなどからなる電気配線（不図示）が形成されている。電気熱変換素子１０及び電気配線は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。
【００２４】
素子基板２では、インク流路９から供給されたインクは、各々の電気熱変換素子１０の発熱によって発生した気泡の圧力により、各々の電気熱変換素子１０に対向して形成された吐出口１１から吐出される。
【００２５】
本実施形態においては、各列の電気熱変換素子１０は、千鳥状に配列されている。すなわち、各列の吐出口１１の位置が、その列方向に直交する方向に並ばないように、少しずれて配置されている。
【００２６】
また、素子基板２には、電気熱変換素子１０を駆動させる電気信号を受けるための電気接続端子部１２が形成されている。
【００２７】
（配線部材）
配線部材３は、素子基板２の電気熱変換素子１０の電気接続端子部１２に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成するものである。配線部材３は、例えばポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成することで得られる。
【００２８】
図１に示すように、配線部材３には、素子基板２を組み込むための開口部が形成されている。また、図３に示すように、配線部材３の開口部の縁付近には、素子基板２の電気接続端子部１２に相当する位置に電極部１３が形成されており、電気接続端子部１２と電極部１３とが電気的に接続されている。図３は、基準プレート１に素子基板２及び配線部材３が固着されているインクジェットプリントヘッドの断面図である。
【００２９】
さらに、配線部材３には、インクジェットプリンタ本体の制御部（不図示）からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）が形成されており、この外部信号入力端子と電極部１３とが連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
【００３０】
（基準プレート）
基準プレート１には、素子基板２にインクを供給するためのインク供給流路６が形成されている（図３）。基準プレート１は、例えば、セラミクスにより形成される。
【００３１】
インク供給流路６とインク流路９とが連通するように素子基板２が基準プレート１に接着剤７を用いて固着されている。さらに配線部材３が、基準プレート１の、素子基板２が固着されている面と同じ面に接着剤７を用いて固着される。
【００３２】
本実施形態では、接着剤７は、単一の接着層からなっている。また、素子基板２と配線部材３との間には隙間が設けられており、基準プレート１の、該隙間に位置する面にも接着剤７が塗布されている。
【００３３】
接着剤７は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後は、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。このような接着剤７としては、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、接着剤７の厚みは１０μｍ程度が望ましい。
【００３４】
（インクジェットプリントヘッドの製造方法）
以下、本発明の実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの製造方法について、図４乃至図７を参照して説明する。
【００３５】
図４は、接着剤７を基準プレート１へ塗布する機構の斜視図である。図４に示すように、接着剤７を基準プレート１へ塗布する機構は、接着剤（不図示）を基準プレート１に転写するローラ１４と、ローラ１４に付着する接着剤を所望の厚みに調整するスキージ１５と、を備える。
【００３６】
図５は、ローラ１４に接着剤７を付着させる機構を示す模式図である。図５に示すように、ローラ１４は、接着剤７が貯留されているところ（以下、接着剤溜まり部と称す）にローラ１４の鉛直下側の部分が漬かるように配置されており、常にローラ１４に接着剤７が付着するようになっている。
【００３７】
ローラ１４は、白抜き矢印の方向に回転可能に設けられ、ローラ１４の回転方向における接着剤溜まり部からローラ１４の上端までの途中にスキージ１５が配設されている。
【００３８】
ローラ１４とスキージ１５との間には隙間Ｇが設けられており、接着剤７の溜まり部でローラ１４に付着した接着剤７は、ローラ１４の回転に伴いスキージ１５に到達する。接着剤７は、スキージ１５によって隙間Ｇと略等しい厚みになり、その後さらにローラ１４が回転して、接着剤７はローラ１４の頂上に到達する。
【００３９】
図４に示すように、ローラ１４の頂上付近において基準プレート１をローラ１４に接触させることによって、接着剤７が基準プレート１に転写される。接着剤７の基準プレート１への塗布は、基準プレート１とローラ１４との線接触によって行われる。
【００４０】
基準プレート１の、素子基板２及び配線部材３を固着させる面、すなわち接着剤７が塗布される被塗布面は鉛直方向の下方に向けられている。被塗布面を鉛直方向の下方に向けることによって、接着剤７がインク供給流路６（図３）に浸入することを防ぐことができる。
【００４１】
なお、本実施形態では隙間Ｇを５０μｍとして接着剤７の厚みを管理した。
【００４２】
図６は、基準プレート１に接着剤７を付着させる手順を説明する図である。
【００４３】
図６（ａ）は、ローラ１４に基準プレート１を接触させる前の、ローラ１４と基準プレート１との位置関係を示す断面図である。図６（ａ）に示すように、まずローラ１４を用意し、基準プレート１を、ローラ１４の回転軸と交わる方向（以下、基準プレート移動方向と称す）に沿ってローラ１４と離して配置する。
【００４４】
また、接着剤７が塗布される基準プレート１の被覆面は、ローラ１４の頂上から距離ｇだけ鉛直方向の下方に配置された状態にある（図６（ｂ））。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、基準プレート１を基準プレート移動方向に沿って、ローラ１４に近づける方向（図に示す白抜き矢印の方向）に移動させる。図６（ｂ）は、基準プレート１をローラ１４に近づけたときの断面図である。
【００４６】
図６（ｂ）からさらに基準プレート１を移動させてローラ１４に当接させると、図６（ｃ）に示すように、基準プレート１は鉛直方向の上方に逃げながら、ローラ１４の頂上に到達する。
【００４７】
その後、図６（ｄ）に示すように、基準プレート１の被塗布面がローラ１４の頂上においてローラ１４と接触しながら、基準プレート１は移動する。その結果、基準プレート１に接着剤７が転写される。
【００４８】
基準プレート１の全部がローラ１４を通過するまで基準プレート１を移動させることによって、基準プレート１の、基準プレート移動方向における先端から後端までの全領域に接着剤７を塗布することができる。
【００４９】
基準プレート１を搬送するときや、基準プレート１に素子基板２や配線部材３を固定するときには、基準プレート１の、基準プレート移動方向における先端から後端までの全領域に接着剤７を塗布しない方がよいことがある。基準プレート１の、基準プレート移動方向における端部に所定の高さを有する段差を設けることによって、該端部に接着剤７を塗布しない領域を設けることができる。
【００５０】
なお、図６は、基準プレート１の、基準プレート移動方向におけるローラ１４側の端部に段差を設けたときの図である。図６（ａ）に示すように、該段差は、基準プレート１の被塗布面から高さＤを有している。高さＤと距離ｇとの関係を、
【００５１】
【数１】
2011218728.tif 000003
【００５２】
とすることによって、基準プレート１の、基準プレート移動方向における先端に接着剤７が転写されなくなる。
【００５３】
同様に、基準プレート１の、基準プレート移動方向における後端に、所定の高さを有する段差を設けることによって、該後端にも接着剤７が転写されなくなる。基準プレート１の、素子基板２及び配線部材３を備える面の端部に形成される段差は、該端部の一部に形成されていてもよい。
【００５４】
図７は、反りを有する基準プレート１へ接着剤７を塗布する場合の図である。図７（ａ）及び（ｂ）は、接着剤７が塗布される被塗布面の、基準プレート移動方向における中央部が凸及び凹となるように反っているときの図である。
【００５５】
図７（ａ）又は（ｂ）に示すように、基準プレート１の、基準プレート移動方向における中央部は、基準プレート１の端部に比べて距離Ｓだけ突出または引っ込んでいる。基準プレート１がより長い場合には、より大きい反りが生じやすい。
【００５６】
基準プレート１に反りがある際には、距離ｇと距離Ｓとの関係を、
【００５７】
【数２】
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【００５８】
とすることによって、基準プレート１の反りの影響を受けることなく、接着剤７を基準プレート１に転写させることができる。
【００５９】
次に、基準プレート１に接着剤７を塗布する装置（以下、接着剤塗布装置と称す）について説明する。図８は、本発明の実施形態における接着剤塗布装置の模式図である。図８に示すように、接着剤塗布装置は、ローラ１４と、スキージ１５と、基準プレート１を保持し且つ移動させる搬送ユニット１６と、を備える。
【００６０】
ローラ１４の鉛直方向下方に接着剤７が貯留され、ローラ１４をモータ（不図示）にて回転させることで、ローラ１４の外周面に接着剤７を付着させる。その後、スキージ１５でローラ１４に付着した接着剤７を所望の厚み（図５の符号Ｇ参照）に調整する。
【００６１】
スキージ１５は、スキージ１５とローラ１４との隙間を調整する調整機構に設けられている。
【００６２】
搬送ユニット１６は、基準プレート１を吸着固定することができ、ローラ１４の鉛直方向の上側を水平に移動することができる。
【００６３】
図９は、ローラ１４の回転軸方向から見たときの搬送ユニット１６の側面図である。図９に示すように、搬送ユニット１６は、鉛直方向スライドガイド１７と、加圧シリンダ１８と、キャンセルシリンダ１９と、水平方向スライドガイド２０と、基準プレート１を吸着保持する吸着プレート２１と、を備える。
【００６４】
鉛直方向スライドガイド１７は、吸着プレート２１の鉛直方向への移動を補助する。加圧シリンダ１８は、吸着プレート２１に吸着される基準プレート１を鉛直方向下方に押付ける荷重を付与する。キャンセルシリンダ１９は、基準プレート１及び吸着プレート２１を持ち上げることができる。水平方向スライドガイド２０は、搬送ユニット１６を基準プレート移動方向と交わる方向にスライド移動させることができる。
【００６５】
次に、接着剤塗布装置の動作について、図８及び図９を用いて説明する。
【００６６】
まず、基準プレート１を吸着プレート２１に吸着保持させる。その際、吸着プレート２１及びその他の構成部品の自重によって鉛直方向下向きの力が加圧シリンダ１８に加わるため、キャンセルシリンダ１９に該自重と鉛直方向スライドガイド１７の摺動抵抗とを加味した荷重を鉛直方向上向きに加えておく。
【００６７】
キャンセルシリンダ１９にあらかじめ荷重を付加しておくことによって、基準プレート１がローラ１４に当接した際の基準プレート１のローラ１４への押付け荷重を加圧シリンダ１８を用いて所望の値に設定できる。
【００６８】
次に、搬送ユニット１６をローラ１４に近づける方向に移動させる。搬送ユニット１６の移動には、シリンダまたはモータ付移動機構等により所望の速度でスライドさせればよい。
【００６９】
ローラ１４には接着剤７が付着しているため、ローラ１４に基準プレート１が接触することによって、接着剤７が基準プレート１に塗布される。
【００７０】
基準プレート１に反りが生じている場合は、反りによる曲面にローラ１４の周面が沿うようにローラ１４を配置することによって、基準プレート１とローラ１４とが良好に接触し、接着剤７を均一に基準プレート１に塗布することができる。
【００７１】
以上説明した手法によれば、素子基板２及び配線部材３を基準プレート１に固着するための接着剤７を一つの工程で基準プレート１に塗布することができるため、接着剤７の基準プレート１への塗布工程を短縮することができる。
【００７２】
また、素子基板２の外形寸法が大きくなっても、ローラ１４の転写によって接着剤７が塗布されるため、従来のニードルを用いた塗布方法に比べて塗布時間の増加を抑制することができる。
【００７３】
さらに、接着剤７の基準プレート１への塗布は、基準プレート１とローラ１４との線接触によって行われるため、ローラ１４を基準プレート１から剥離する際の剥離力が大きくなることがない。したがって、基準プレート１への塗布面積が拡大しても、ローラ１４の強度やローラ１４を保持する装置の強度を高める必要がない。
【符号の説明】
【００７４】
１      基準プレート
２      素子基板
３      配線部材
７      接着剤
１４      ローラ
１５      スキージ
【図１】
2011218728.tif 000005
【図２】
2011218728.tif 000006
【図３】
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【図４】
2011218728.tif 000008
【図５】
2011218728.tif 000009
【図６】
2011218728.tif 000010
【図７】
2011218728.tif 000011
【図８】
2011218728.tif 000012
【図９】
2011218728.tif 000013
【図１０】
2011218728.tif 000014