(57)【要約】【課題】位置決めピンによって位置決め用の孔に欠けが発生し、その破片による接着不良が発生するのを抑え、位置決め用の孔の欠けによる位置決め精度の低下を抑えた液体噴射ヘッドの製造方法を得ること。【解決手段】第２の吸着圧を第１の吸着圧より低くすると、位置決め孔１４１に位置決めピン６３が挿入される際、位置決め孔１４１の縁１４１０がテーパー形状部６３１から受ける力によって、容易にノズルプレート１４がテーパー形状部６３１に倣って移動するため、位置決め孔１４１の縁１４１０が位置決めピン６３から受ける力を減少でき、脆性材料からなるノズルプレート１４に形成された位置決め孔１４１に欠けを生じにくくできる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良が少なく、位置決め精度が確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。【選択図】図８
2011079155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端がテーパー形状の位置決めピンを備えた位置決め治具に、流路形成基板を位置決めする流路形成基板位置決め工程と、
吸着搬送機構により、位置決め孔が形成された脆性材料からなるノズルプレートを第１の吸着圧で吸着し、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入可能な位置まで搬送する第１の位置決め工程と、
前記吸着搬送機構により、前記ノズルプレートを前記第１の吸着圧より低い第２の吸着圧で吸着し、前記位置決めピンに向かって搬送して、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入する第２の位置決め工程とを含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第２の位置決め工程で、前記位置決めピンが前記位置決め孔に挿入される直前に、前記ノズルプレートを吸着する圧力を、前記第１の吸着圧から前記第２の吸着圧に切り替える
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記ノズルプレートは、ガラス、セラミック、シリコンのうちのいずれかで構成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１の吸着圧は、−４０ｋＰａ以上で、前記第２の吸着圧は、−１０ｋＰａ以上で−２５ｋＰａ以下である
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記テーパー形状は、前記先端から９°〜３０°の角度で広がる形状である
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第２の位置決め工程で、前記ノズルプレートを、５．０ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で搬送する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられ、流路形成基板とその一方面側に設けられる振動板とを有する流路ユニットと、流路ユニットに接着剤を介して接着されたノズル開口を有するノズルプレートと、各圧力発生室に対応して設けられ支持基板に固定された圧電素子と、この圧電素子を収容する収容室を有するケースヘッドとを有するものが知られている。
【０００３】
例えば、流路形成基板用ウェハーに複数個一体的に流路形成基板を形成し、この流路形成基板に、ノズルプレートや振動板などが接着剤を介して位置決め固定される。位置決めは、位置決めピンをノズルプレートに形成された位置決め孔に挿入することによって行う。このとき、ノズルプレート等の位置決めのための配置は、自動ピッキング装置等で自動化してもよい（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８９２１号公報（８頁および９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリコン等の脆性材料からなるノズルプレートの配置を、自動ピッキング装置等で自動化して行うと、位置決めピン挿入後、位置決めピンと位置決め孔の縁との接触で加わる力によって位置決め孔に欠けが発生し、その破片により接着不良が発生する。また、位置決め用の孔に欠けが発生することにより位置決め精度を確保するのが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
先端がテーパー形状の位置決めピンを備えた位置決め治具に、流路形成基板を位置決めする流路形成基板位置決め工程と、吸着搬送機構により、位置決め孔が形成された脆性材料からなるノズルプレートを第１の吸着圧で吸着し、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入可能な位置まで搬送する第１の位置決め工程と、前記吸着搬送機構により、前記ノズルプレートを前記第１の吸着圧より低い第２の吸着圧で吸着し、前記位置決めピンに向かって搬送して、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入する第２の位置決め工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００８】
この適用例によれば、位置決めピンを位置決め孔に挿入可能な位置まで搬送する際の第１の吸着圧と比較して、位置決め孔を位置決めピンに向かって搬送し、位置決めピンを位置決め孔に挿入する際の第２の吸着圧が低い。第２の吸着圧を第１の吸着圧より低くすると、位置決め孔に位置決めピンが挿入される際、位置決め孔の縁がテーパー形状の先端から受ける力によって、容易にノズルプレートがテーパー形状に倣って移動するため、位置決め孔の縁が位置決めピンから受ける力が減少し、脆性材料からなるノズルプレートに形成された位置決め孔に欠けが生じにくい。したがって、欠けの破片により発生する接着不良が少なく、位置決め精度が確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
また、第１の吸着圧を第２の吸着圧と比較して高くする２段階の吸着圧の設定なので、位置決めピンを位置決め孔に挿入可能な位置まで搬送する際の吸着圧を、吸着搬送機構とノズルプレートとの位置ずれが生じにくい吸着圧に設定でき、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
ここで、吸着圧が高いとは、負圧において絶対値が大きいことをいう。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記第２の位置決め工程で、前記位置決めピンが前記位置決め孔に挿入される直前に、前記ノズルプレートを吸着する圧力を、前記第１の吸着圧から前記第２の吸着圧に切り替えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、位置決めピンが位置決め孔に挿入される直前まで、ノズルプレートが第２の吸着圧より高い第１の吸着圧で吸着されているので、挿入直前まで吸着搬送機構とノズルプレートとの位置ずれが生じにくく、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１０】
［適用例３］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートは、ガラス、セラミック、シリコンのうちのいずれかで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、ガラス、セラミック、シリコンで構成されたノズルプレートについて前述の効果が得られる。
【００１１】
［適用例４］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記第１の吸着圧は、−４０ｋＰａ以上で、前記第２の吸着圧は、−１０ｋＰａ以上で−２５ｋＰａ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、第１の吸着圧が−４０ｋＰａ以上であれば、吸着搬送機構とノズルプレートとの位置ずれが生じにくく、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
また、第２の吸着圧が−１０．０ｋＰａ以上であれば、位置決めピンを位置決め孔に挿入する際に、位置決めピンから位置決め孔の縁または側面に加わる力によるノズルプレートのがたつきが生じにくい。したがって、がたつきに起因する衝撃による位置決め孔の欠けが発生しにくく、その破片による接着不良が抑えられる。
一方、−２５ｋＰａ以下であれば、より容易にノズルプレートがテーパー形状に倣って移動するため、位置決め孔の縁が位置決めピンから受ける力がより減少し、脆性材料からなるノズルプレートに形成された位置決め孔に小さな欠けも生じにくい。したがって、欠けの破片により発生する接着不良がより少なく、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１２】
［適用例５］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記テーパー形状は、前記先端から９°〜３０°の角度で広がる形状であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、角度が９°以上では、先端以外の部分が位置決め孔に挿入される時間が短く、位置決めまでの時間が短縮される。一方、３０°以下であれば、テーパー形状の先端から受ける力が小さく、欠けが生じにくい。また、３０°以下であれば、先端以外の部分で位置決めピンと位置決め孔の接触する距離が短くなり、欠けがより生じにくい。したがって、欠けの破片により発生する接着不良がより少なく、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１３】
［適用例６］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記第２の位置決め工程で、前記ノズルプレートを、５．０ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で搬送することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、ノズルプレートの位置決め孔を位置決めピンに向かって搬送するときの速度が、５．０ｍｍ／ｓｅｃ以上では、液体噴射ヘッドの製造にかかる時間が短縮され製造コストが低減する。一方、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、位置決めピンがノズルプレートに衝突する際の衝撃が小さくなり、位置決め孔に欠けが生じにくくなる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良がより少なく、位置決め精度がより確保された液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図。
【図２】（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの副走査方向の概略断面図、（ｂ）は、インクジェット式記録ヘッドの主走査方向の概略断面図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示すフロー図。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示す概略斜視図。
【図５】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示す概略断面図。
【図６】ノズルプレートを搬送する吸着搬送機構とノズルプレートを収めたトレイの概略平面図。
【図７】吸着部の概略斜視図。
【図８】第２の位置決め工程を説明する部分平面図および部分平面図におけるＡ−Ａ部分断面図。
【図９】テーパー形状の角度が異なる場合の位置決めピンの位置決め孔への侵入の様子を表す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１０を搭載した液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０００の一例を示す概略斜視図である。
図１において、インクジェット式記録装置１０００は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを備えている。記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａおよび２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。キャリッジ軸５方向を主走査方向とし、実線矢印で示した。
【００１６】
記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出する。そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って主走査方向に移動する。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。記録シートＳは、実線矢印で示した主走査方向と直交する破線矢印で示した副走査方向に搬送される。
【００１７】
記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１０を記録シートＳに対向する位置に備えている。図では、インクジェット式記録ヘッド１０は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂの記録シートＳ側に位置しており、図示していない。
【００１８】
図２は、インクジェット式記録ヘッド１０の概略断面図である。図２（ａ）は図１における副走査方向の概略断面図で、図２（ｂ）は図１における主走査方向の概略拡大断面図である。
ここでは、インクジェット式記録ヘッドの一例について説明するが、他の構成のインクジェット式記録ヘッドに適用することができるものである。
【００１９】
図２において、インクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５とを具備する流路ユニット１６を有する。
また、振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１７を有する圧電素子ユニット１８と、振動板１５上に固定されて圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０とを有する。
【００２０】
流路形成基板１２には、隔壁２１によって区画された複数の圧力発生室１１がその幅方向に並設され、各圧力発生室１１の列の外側には、各圧力発生室１１にインクを供給するためのリザーバ２２が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。各圧力発生室１１とリザーバ２２とは、インク供給路２３を介して連通している。
インク供給路２３は、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ２２から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。また、圧力発生室１１のリザーバ２２とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２４が形成されている。
したがって、流路形成基板１２には、液体流路として、圧力発生室１１、リザーバ２２、インク供給路２３、ノズル連通孔２４が設けられている。このような流路形成基板１２は、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１２に設けられる上記圧力発生室１１等は、流路形成基板１２をエッチングすることによって形成されている。
【００２１】
流路形成基板１２の一方面側には、複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接着剤５０を介して接着され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２４を介して各圧力発生室１１と連通している。
ノズルプレート１４は、厚さが例えば、０．０１ｍｍ〜１ｍｍで、線膨張係数が３００以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］で、脆性材料であるガラス、セラミック、シリコン単結晶基板からなる。
【００２２】
流路形成基板１２の他方面側である圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。
振動板１５は、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２５と、この弾性膜２５を支持する金属材料等からなる支持板２６との複合板で形成されており、弾性膜２５側が流路形成基板１２に接合されている。
例えば、弾性膜２５は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２６は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。
【００２３】
また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１７の先端部が当接する島部２７が設けられている。具体的には、振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部２８が形成されて、この薄肉部２８の内側にそれぞれ島部２７が設けられている。
さらに、振動板１５のリザーバ２２に対向する領域に、薄肉部２８と同様に、支持板２６がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部２９が設けられている。なお、このコンプライアンス部２９は、リザーバ２２内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部２９の弾性膜２５が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ２２内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００２４】
振動板１５は、流路形成基板１２に接着剤５１を介して接着されている。流路形成基板１２に接着剤５０，５１を介して接合される接合部材として振動板１５とノズルプレート１４とが挙げられる。
【００２５】
圧電素子ユニット１８を構成する各圧電素子１７は、その活性領域の先端が振動板１５の島部２７に当接されている。実際には、各圧電素子１７の先端面が接着剤３０によって島部２７に接合されている。
【００２６】
ここで、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１７は、一つの圧電素子ユニット１８において一体的に形成されている。具体的には、圧電材料３１と電極形成材料３２，３３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３４を形成し、この圧電素子形成部材３４を各圧力発生室１１に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子１７が形成されている。したがって、複数の圧電素子１７が一体的に形成されている。
圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）の振動に寄与しない不活性領域である圧電素子１７の基端部側が、固定基板３５に固着されている。
圧電素子１７の基端部近傍には、固定基板３５とは反対側の面に、各圧電素子１７を駆動するための信号を供給する配線３６を有する回路基板３７が接続されている。これら圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）と固定基板３５で圧電素子ユニット１８が構成されている。
【００２７】
圧電素子ユニット１８は、圧電素子１７の先端部が上述したように振動板１５の島部２７に当接された状態で固定されている。例えば、上述したように振動板１５上にケースヘッド２０が固定されており、圧電素子ユニット１８は、このケースヘッド２０の収容部１９内に収容されて、圧電素子１７が固定された固定基板３５が、圧電素子１７とは反対面側でケースヘッド２０に固定されている。具体的には、ケースヘッド２０の収容部１９内には、段差部３８が設けられており、固定基板３５は、このケースヘッド２０の段差部３８に接着剤３９によって接合されている。
【００２８】
また、ケースヘッド２０上には、回路基板３７の各配線３６がそれぞれ接続される複数の導電パッド４０が設けられた配線基板４１が固定されており、ケースヘッド２０の収容部１９は、この配線基板４１によって実質的に塞がれている。配線基板４１には、ケースヘッド２０の収容部１９に対向する領域にスリット状の開口部４２が形成されており、回路基板３７はこの配線基板４１の開口部４２から収容部１９の外側に引き出されている。
【００２９】
さらに、圧電素子ユニット１８を構成する回路基板３７は、例えば、本実施形態では、圧電素子１７を駆動するための駆動ＩＣ（図示なし）が搭載されたチップオンフィルム（ＣＯＦ）からなる。回路基板３７の各配線３６は、その基端部側では、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１７を構成する電極形成材料３２，３３に接続されている。
一方、先端部側では、各配線３６は配線基板４１の各導電パッド４０に接合されている。具体的には、配線基板４１の開口部４２から収容部１９の外側に引き出された回路基板３７の先端部が配線基板４１の表面に沿って折り曲げられた状態で、各配線３６は配線基板４１の各導電パッド４０に接合されている。
【００３０】
インクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１７および振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからリザーバ２２にインクが供給されると、インク供給路２３を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１７に電圧を印加することにより圧電素子１７を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１７と共に変形されて圧力発生室１１の容積が広げられ、圧力発生室１１内にインクが引き込まれる。ノズル開口１３に至るまで内部にインクが満たされた後、配線基板４１を介して供給される記録信号に従い、圧電素子１７の電極形成材料３２，３３に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１７が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１の容積が収縮して圧力発生室１１内の圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００３１】
以下に、インクジェット式記録ヘッド１０の製造方法、特に、流路形成基板１２とノズルプレート１４との位置合わせおよび接着を中心に詳しく述べる。
図３は、インクジェット式記録ヘッド１０の製造方法の一部を示すフロー図である。
図４は、インクジェット式記録ヘッド１０の製造方法の一部を示す概略斜視図、図５は概略断面図である。
【００３２】
図３において、インクジェット式記録ヘッド１０の製造方法は、振動板配置工程としてのステップ１（Ｓ１）と、流路形成基板位置決め工程としてのステップ２（Ｓ２）と、第１の位置決め工程としてのステップ３（Ｓ３）と、第２の位置決め工程としてのステップ４（Ｓ４）と、加圧接着工程としてのステップ５（Ｓ５）とを含む。
【００３３】
図４および図５において、図４（ａ）および図５（ａ）は、振動板配置工程（Ｓ１）を、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、流路形成基板位置決め工程（Ｓ２）を、図４（ｃ）および図５（ｃ）は、第１の位置決め工程（Ｓ３）および第２の位置決め工程（Ｓ４）を、図４（ｄ）および図５（ｄ）は、加圧接着工程（Ｓ５）を示している。
インクジェット式記録ヘッド１０の製造方法において、流路形成基板１２とノズルプレート１４との位置合わせは、図４および図５に示すように、位置決め治具６０を用いて、流路形成基板１２が複数個一体的に形成された流路形成基板用ウェハー１１２と、ノズルプレート１４および振動板１５とを接着剤５０，５１を介して行う。その後、押圧治具６２で、流路形成基板用ウェハー１１２とノズルプレート１４および振動板１５とを加圧しながら接着剤５０，５１の硬化を行う。
【００３４】
以下に、工程ごとに詳しく説明する。
図４（ａ）および図５（ａ）において、振動板配置工程（Ｓ１）では、振動板１５を配置する。実施形態では、例えば１０枚の振動板１５の配置を行う。
位置決め治具６０は、位置決め用基台６１と２０本の位置決めピン６３と２本のウェハー用位置決めピン６４と２本のガイドピン６５とを備えている。
位置決め用基台６１は、流路形成基板用ウェハー１１２よりも大きな外径の板状部材からなる。また、２０本の位置決めピン６３は円柱形状で、その先端はテーパー形状に加工されている。位置決めピン６３は、例えば、超硬合金からなる。
振動板１５の数、位置決めピン６３およびウェハー用位置決めピン６４の数、ガイドピン６５の数はこれらの数に限られない。
【００３５】
振動板１５には、２つの振動板用位置決め孔１５１が形成されており、２本の位置決めピン６３を、それぞれ２つの振動板用位置決め孔１５１に挿入しながら、振動板１５を配置する。振動板１５の配置は、自動ピッキング装置等により自動化してもよく、また手動で行ってもよい。
振動板１５の配置を行った後に、図２に示した接着剤５１を振動板１５の位置決め用基台６１に対向する面とは反対面に塗布する。
【００３６】
図４（ｂ）および図５（ｂ）において、流路形成基板位置決め工程（Ｓ２）では、位置決めピン６３を備えた位置決め治具６０に、流路形成基板用ウェハー１１２を配置し、振動板１５に対し、流路形成基板１２を位置決めする。１つの流路形成基板用ウェハー１１２には、１０個の流路形成基板１２が形成されている。流路形成基板用ウェハー１１２はシリコンウェハーからなり、圧力発生室１１等がエッチングにより形成されている。
【００３７】
流路形成基板用ウェハー１１２には、予め各流路形成基板１２となる領域に第１の位置決め孔１１３が設けられている。この第１の位置決め孔１１３は、流路形成基板１２とノズルプレート１４および振動板１５とを位置決めするためのものであり、各流路形成基板１２に第１の位置決め孔１１３をそれぞれ２つ設けている。したがって、流路形成基板用ウェハー１１２には、第１の位置決め孔１１３が２０個設けられているが、これらの数に限らない。
【００３８】
また、流路形成基板用ウェハー１１２には、流路形成基板１２となる領域以外の領域に、第２の位置決め孔１１４が設けられている。第２の位置決め孔１１４は、第１の位置決め孔１１３の開口面積よりも大きな開口面積で形成した。
【００３９】
流路形成基板用ウェハー１１２の位置決めは、位置決めピン６３を第１の位置決め孔１１３に挿入することによって行う。このとき、ウェハー用位置決めピン６４も第２の位置決め孔１１４に挿入する。
【００４０】
このような第１の位置決め孔１１３および第２の位置決め孔１１４は、例えば、流路形成基板用ウェハー１１２に圧力発生室１１等を形成する際のエッチングにより同時に形成することができる。すなわち、シリコンウェハーからなる流路形成基板用ウェハー１１２を異方性エッチングすることにより、第１の位置決め孔１１３および第２の位置決め孔１１４をその開口が菱形状となるように高精度に形成することができる。なお、第１の位置決め孔１１３および第２の位置決め孔１１４の形状および製造方法は特にこれに限定されず、例えば、第１の位置決め孔１１３および第２の位置決め孔１１４をドライエッチングやレーザー加工等の機械的な加工により形成してもよいし、また開口形状が多角形状や円形状であってもよい。
【００４１】
流路形成基板用ウェハー１１２の配置を行った後に、接着剤５０を流路形成基板用ウェハー１１２の位置決め用基台６１に対向する面とは反対面に塗布する。
【００４２】
図４（ｃ）および図５（ｃ）において、第１の位置決め工程（Ｓ３）および第２の位置決め工程（Ｓ４）では、ノズルプレート１４を流路形成基板１２に対して位置決めする。
ノズルプレート１４には、流路形成基板用ウェハー１１２の第１の位置決め孔１１３に位置合わせされる位置決め孔１４１が設けられている。位置決めは、位置決め孔１４１に位置決めピン６３を挿入することによって行う。
【００４３】
ノズルプレート１４の配置は、生産性の向上と脆性材料からなるノズルプレート１４の破損を防ぐために自動ピッキング装置等により自動化して行う。
ＰＰＳフィルムとステンレス鋼板とからなる振動板１５の配置と比較して、ノズルプレート１４は脆いので、位置決めピン６３によって、手動で位置決め孔１４１を探りながら配置すると、位置決めピン６３によって位置決め孔１４１を破損しやすい。したがって、ノズルプレート１４の配置は、自動化して行う。
【００４４】
位置決め孔１４１の形成は、第１の位置決め孔１１３および第２の位置決め孔１１４の形成と同様に行うことができる。
例えば、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１、第１の位置決め孔１１３、振動板用位置決め孔１５１の径を０．７０２ｍｍとし、位置決めピン６３の径を０．７ｍｍとすると、位置決め精度を２μｍとすることができる。
【００４５】
以下に、図６、図７および図８を参照して、第１の位置決め工程（Ｓ３）および第２の位置決め工程（Ｓ４）を詳しく説明する。
図６に、ノズルプレート１４を搬送する自動ピッキング装置である吸着搬送機構２００、ノズルプレート１４を収めたトレイ３００および位置決め治具６０の概略平面図を示した。
第１の位置決め工程（Ｓ３）では、ノズルプレート１４を、吸着搬送機構２００の吸着部２１０によって吸着し、アーム部２２０を動かすことにより、トレイ３００からノズルプレート１４を、位置決めピン６３がノズルプレート１４の位置決め孔１４１に挿入可能な位置まで搬送する。
【００４６】
図７に、吸着部２１０の概略斜視図を示した。
吸着部２１０は、吸着孔２１１と凹部２１２とピン逃げ孔２１３とを備えている。吸着孔２１１は、負圧になるように図示しない真空ポンプ等で図中示した実線矢印方向に吸引されている。ノズルプレート１４は、吸着孔２１１からの排気で吸着部２１０に吸着されている。また、凹部２１２は、ノズル開口１３が直接吸着部２１０に接触しないように、ノズル開口１３が形成されている位置に設けられている。さらに、ピン逃げ孔２１３は、挿入される位置決めピン６３を逃げるために設けられている。
【００４７】
図６において、第１の位置決め工程（Ｓ３）で、ノズルプレート１４をトレイ３００から、位置決めピン６３がノズルプレート１４の位置決め孔１４１に挿入可能な位置まで搬送するときは、第１の吸着圧で吸着して行う。例えば、ノズルプレート１４がシリコンからなり、そのサイズが、２９．７９ｍｍ×８．０９ｍｍ×０．００６５ｍｍの場合、第１の吸着圧が−４０．０ｋＰａ以上であれば、ノズルプレート１４の落下やずれの発生を抑えて搬送できる。
【００４８】
図８に、第２の位置決め工程（Ｓ４）を説明する部分平面図および部分平面図におけるＡ−Ａ部分断面図を示した。
第２の位置決め工程（Ｓ４）では、吸着搬送機構２００により、ノズルプレート１４を第１の吸着圧より低い第２の吸着圧で吸着し、ノズルプレート１４を位置決めピン６３に向かって搬送して、位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入する。
【００４９】
図８において、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）と順番に、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１が位置決めピン６３に向かう様子を表している。
位置決めピン６３がノズルプレート１４の位置決め孔１４１の縁１４１０および側面１４１１に接触することなく挿入される場合は、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１の欠けは生じない。図８においては、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１が位置決めピン６３と接触する場合を示した。
図中では、黒塗り矢印でノズルプレート１４が進む方向を示した。また、向かって左側に部分平面図を右側に部分断面図を示した。
【００５０】
図８（ａ）において、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１が、位置決めピン６３に対してずれた状態で向かう。ただし、位置決めピン６３のテーパー形状部６３１が位置決め孔１４１に挿入可能な位置まで搬送する制御は、吸着搬送機構２００によって行うことができ、挿入不可能な位置まで大きくはずれない。
ノズルプレート１４の位置決め孔１４１を位置決めピン６３に向かって搬送するときの速度は、５．０ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃであるのが好ましい。
【００５１】
図８（ｂ）において、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１に、位置決めピン６３が挿入される直前を示している。
ノズルプレート１４を第１の吸着圧より低い第２の吸着圧で吸着するのは、第１の位置決め工程（Ｓ３）の終了後、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１が位置決めピン６３に向かう時から、位置決め孔１４１に、位置決めピン６３が挿入される直前までであれば、どの時点であってもよいが、位置決めピン６３が挿入される直前が好ましい。
【００５２】
図８（ｃ）において、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１の縁１４１０が、位置決めピン６３の先端であるテーパー形状部６３１に接触すると、ノズルプレート１４は、テーパー形状部６３１から力を受けて、白矢印で示した横方向に移動する。
【００５３】
図８（ｄ）において、位置決めピン６３のテーパー形状部６３１が、位置決め孔１４１に全部入り込むと、ノズルプレート１４は、テーパー形状部６３１から横方向の力を受けなくなり、ノズルプレート１４は、それ以上移動することなく、位置決めピン６３は位置決め孔１４１に挿入される。
最後に吸着圧を０ｋＰａとして、ノズルプレート１４を吸着部２１０から離す。吸着圧を０ｋＰａとするのは、ノズルプレート１４が、テーパー形状部６３１から横方向の力を受けなくなるときから、ノズルプレート１４が接着剤５０あるいは流路形成基板用ウェハー１１２に接触するまでの間でよい。より好ましくは、落下による衝撃を避けるために、ノズルプレート１４が接着剤５０あるいは流路形成基板用ウェハー１１２に接触してから吸着圧を０ｋＰａとする。
【００５４】
以下に、図４（ｄ）および図５（ｄ）に戻って、加圧接着工程（Ｓ５）を説明する。
図４（ｄ）および図５（ｄ）において、位置決め用基台６１には、押圧治具６２の移動をガイドする２本のガイドピン６５が設けられており、押圧治具６２は、ガイドピン６５がガイド孔６６に挿通されることで位置決め用基台６１に対して平行な状態で間隔を調整可能となっている。
また、押圧治具６２のノズルプレート１４に当接する面に、保護部材６８を設けている。この保護部材６８は、ノズルプレート１４に傷が付くのを防止するためのものである。このような保護部材６８としては、例えば、フィルム状のフッ素樹脂やシリコーン樹脂などが挙げられる。
【００５５】
ノズルプレート１４上に押圧治具６２を配置し、押圧治具６２を位置決め用基台６１側に押圧した状態で一定時間保持する。例えば、押圧治具６２上に所定の重さの重りを載置することで所定の加重で押圧することができる。そして、接着剤５０，５１の硬化を行う。
【００５６】
その後は、例えば、流路形成基板用ウェハー１１２を図２に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１２に分割し、各流路形成基板１２に圧電素子ユニット１８およびケースヘッド２０を接合することで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０が得られる。
【００５７】
このような実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入可能な位置まで搬送する際の第１の吸着圧と比較して、位置決め孔１４１を位置決めピン６３に向かって搬送し、位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入する際の第２の吸着圧が低い。第２の吸着圧を第１の吸着圧より低くすると、位置決め孔１４１に位置決めピン６３が挿入される際、位置決め孔１４１の縁１４１０がテーパー形状部６３１から受ける力によって、容易にノズルプレート１４がテーパー形状部６３１に倣って移動するため、位置決め孔１４１の縁１４１０が位置決めピン６３から受ける力を減少でき、脆性材料からなるノズルプレート１４に形成された位置決め孔１４１に欠けを生じにくくできる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良が少なく、位置決め精度が確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
また、第１の吸着圧を第２の吸着圧と比較して高くする２段階の吸着圧の設定なので、位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入可能な位置まで搬送する際の吸着圧を、吸着搬送機構２００とノズルプレート１４との位置ずれが生じにくい吸着圧に設定でき、位置決め精度がより確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００５８】
（２）位置決めピン６３が位置決め孔１４１に挿入される直前まで、ノズルプレート１４が第２の吸着圧より高い第１の吸着圧で吸着されているので、挿入直前まで吸着搬送機構２００とノズルプレート１４との位置ずれを生じにくくでき、位置決め精度がより確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００５９】
（３）ガラス、セラミック、シリコンで構成されたノズルプレート１４について前述の効果を得ることができる。
【００６０】
（４）第１の吸着圧が−４０ｋＰａ以上であれば、吸着搬送機構２００とノズルプレート１４との位置ずれを生じにくくでき、位置決め精度がより確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００６１】
（６）ノズルプレート１４の位置決め孔１４１を位置決めピン６３に向かって搬送するときの速度が、５．０ｍｍ／ｓｅｃ以上では、インクジェット式記録ヘッド１０の製造にかかる時間が短縮され製造コストを低減できる。一方、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、位置決めピン６３がノズルプレート１４に衝突する際の衝撃を小さくでき、位置決め孔１４１に欠けを生じにくくできる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良をより少なくでき、位置決め精度がより確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００６２】
（７）複数の流路形成基板１２が一体的に設けられた流路形成基板用ウェハー１１２に、ノズルプレート１４および振動板１５を接着することで、流路形成基板用ウェハー１１２を各流路形成基板１２に分割して、各流路形成基板１２に接合部材を接着するのに比べて作業効率を向上することができると共に、接着に使用する治具の数を減らして製造コストを低減することができる。
【００６３】
（８）位置決め治具６０に、流路形成基板用ウェハー１１２に設けられた第２の位置決め孔１１４に挿入されるウェハー用位置決めピン６４を設けたため、ノズルプレート１４や振動板１５に位置決めピン６３を挿入する際の位置決めを容易に行うことができる。すなわち、ウェハー用位置決めピン６４を指標としてノズルプレート１４や振動板１５を配置することで、ノズルプレート１４および振動板１５を所望の位置に容易に且つ高速で配置することができる。
【００６４】
（実施例１）
テーパー角度３０°として、第２の吸着圧を−１０．０ｋＰａ、−１５．０ｋＰａ、−２５．０ｋＰａ、−７８．０ｋＰａとして、欠けの発生について調査した。
その結果、第２の吸着圧が−９．０ｋＰａでは、動きやすくずれやすいことがわかった。−１５．０ｋＰａでは、欠けの発生はみられなかった。−２６．０ｋＰａでは、小さな欠けが発生した。−７８．０ｋＰａでは、破損が生じた。したがって、吸着面の状態にもよるが、−１５．０ｋＰａ程度が好ましい。
【００６５】
このような実施例によれば、以下の効果がある。
（９）第２の吸着圧が−１０．０ｋＰａ以上であれば、位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入する際に、位置決めピン６３から位置決め孔１４１の縁１４１０または側面１４１１に加わる力によるノズルプレート１４のがたつきを生じにくくできる。したがって、がたつきに起因する衝撃による位置決め孔１４１の欠けを発生しにくくでき、その破片による接着不良を抑えることができる。
一方、−２５ｋＰａ以下であると、より容易にノズルプレート１４がテーパー形状部６３１に倣って移動するため、位置決め孔１４１の縁１４１０が位置決めピン６３から受ける力をより減少でき、脆性材料からなるノズルプレート１４に形成された位置決め孔１４１に小さな欠けを生じにくくできる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良を少なくでき、位置決め精度が確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００６６】
（実施例２）
図９は、図８に示したテーパー形状部６３１の角度θが異なる場合の位置決めピン６３の位置決め孔１４１への侵入の様子を表す概略斜視図である。
図９（ａ）は、テーパー角度が３０°のときを、図９（ｂ）は、テーパー角度が９°のときを示している。
テーパー角度が３０°のときは、テーパー角度が９°のときと比較して、テーパー形状部６３１以外の波線で示した円柱部が長く、ノズルプレート１４の位置決め孔１４１の図８で示した側面１４１１と接触する時間が長くなる。
例えば、欠けの発生率は、テーパー角度が３０°のときは、２４．５パーセントであったのが、テーパー角度が９°のときは、０パーセントであった。サンプル数は４９個で行った。
【００６７】
このような実施例によれば、以下の効果がある。
（１０）角度が９°以上では、先端であるテーパー形状部６３１以外の部分が位置決め孔１４１に挿入される時間が短く、位置決めまでの時間を短縮できる。一方、３０°以下であれば、テーパー形状部６３１から受ける力を小さくでき、欠けを生じにくくできる。また、３０°以下であれば、テーパー形状部６３１以外の部分で位置決めピン６３と位置決め孔１４１の接触する距離が短くなり、欠けを生じにくくできる。したがって、欠けの破片により発生する接着不良をより少なくでき、位置決め精度がより確保されたインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法を得ることができる。
【００６８】
実施形態および実施例以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態では、位置決めピン６３が紙面に対して上向きであったが、位置決めピン６３が下を向いていてもよい。この場合、ノズルプレート１４は下方から近づけて位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入する。第２の吸着圧は、ノズルプレート１４が接着剤５０に接触した時点で、０ｋＰａとすれば、ノズルプレート１４は落下しない。
ノズルプレート１４を下方から近づけて位置決めピン６３を位置決め孔１４１に挿入すると、位置決め孔１４１が破損した場合でも、その破片は接着剤５０から逆の下方に落下し、破片により発生する接着不良が少なくなる。
【００６９】
また、流路形成基板用ウェハー１１２とノズルプレート１４および振動板１５とを仮接着して接合体とし、複数の接合体を同時に押圧した状態で保持して本接着してもよい。
仮接着では、接着剤５０，５１を加熱することなく、比較的低温で硬化させている。これにより、流路形成基板用ウェハー１１２および接合部材であるノズルプレート１４および振動板１５の熱による反りを防止した状態で接着することができる。本接着とは、接着剤５０，５１を加熱して十分に硬化させることを言う。
また、位置決め治具６０による初期硬化工程では、流路形成基板用ウェハー１１２に対して振動板１５およびノズルプレート１４が動かない程度に接着剤５０，５１が硬化するまで行う。すなわち、接着剤５０，５１の初期硬化とは、接着剤５０，５１の表面側が硬化し、流路形成基板用ウェハー１１２とノズルプレート１４および振動板１５とが動かない程度に硬化された状態のことを言う。
【００７０】
さらに、使用する材料等、その他詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド、１２…流路形成基板、１４…ノズルプレート、６０…位置決め治具、６３…位置決めピン、１４１…位置決め孔、２００…吸着搬送機構、６３１…先端としてのテーパー形状部。
【図１】
2011079155.tif 000003
【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】
2011079155.tif 000008
【図７】
2011079155.tif 000009
【図８】
2011079155.tif 000010
【図９】
2011079155.tif 000011