(57)【要約】      （修正有）【課題】記録素子基板と支持部材との良好な接合性を確保しながら、接着剤塗布工程に要する時間を短縮して、生産性向上や製造コストを低減した液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、記録素子基板と、記録素子基板が接合される接合面１０を有し、記録素子基板に液体を供給する流路の開口部１３が接合面１０にスリット状に開口する、支持部材４と、開口部１３の周囲に沿って矩形枠状に配置され、記録素子基板と支持部材４とを接合する接合部材８と、を有している。支持部材４は、接合面１０から突出して形成された凸部２１と、凸部２１からはみ出るように凸部２１の上に配置される接合部材８を開口部１３の短手方向Ｙに流れるように案内する液体案内部２４と、を有している。凸部２１および液体案内部２４は、矩形枠状に配置される接合部材８のうち、長辺部分の端部に対応する位置および短辺部分に対応する位置にそれぞれ配置されている。【選択図】図４
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【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、該記録素子基板が接合される接合面を有し、前記記録素子基板に液体を供給する流路の開口部が前記接合面にスリット状に開口する、支持部材と、前記接合面の前記開口部の周縁に沿って矩形枠状に配置され、前記記録素子基板と前記支持部材とを接合する接合部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記支持部材が、前記接合面から突出して形成され、前記記録素子基板を支持する凸部と、該凸部から前記開口部の短手方向に延びるように前記接合面に形成され、前記凸部からはみ出るように該凸部の上に配置される前記接合部材を前記短手方向に流れるように案内する液体案内部と、を有し、
前記凸部が、前記矩形枠状の接合部材の長辺部分の端部に対応する位置に配置され、前記液体案内部が、前記矩形枠状の接合部材の短辺部分に対応する位置に配置されている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記液体案内部が、前記凸部から離れるにつれて前記接合面からの高さが低くなる傾斜部を有する、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記傾斜部には、前記短手方向に延びる溝が形成されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記凸部には、前記記録素子基板が当接する当接面が形成され、該当接面には、前記接合部材が配置される凹みが形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記凸部が、前記開口部を挟んで互いに対向する位置に２つ設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出する記録素子基板と、該記録素子基板が接合される接合面を有し、前記記録素子基板に液体を供給する流路の開口部が前記接合面にスリット状に開口する、支持部材と、前記接合面の前記開口部の周縁に沿って矩形枠状に配置され、前記記録素子基板と前記支持部材とを接合する接合部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記矩形枠状の接合部材の長辺部分を形成するように、前記接合面の前記開口部の周縁に、該開口部の長手方向に沿って、前記接合部材を描画塗布する工程と、前記接合部材が描画塗布された前記接合面に、前記記録素子基板を接合する工程と、を含み、
前記接合部材を描画塗布する工程が、前記長辺部分の端部に対応する位置に前記接合面から突出して形成された凸部の上に、該凸部からはみ出るように前記接合部材を塗布し、該はみ出した接合部材を、前記凸部から前記開口部の短手方向に延びるように前記接合面に形成された液体案内部によって前記短手方向に流れるように案内して、前記矩形枠状の接合部材の短辺部分を形成することを含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記接合部材を描画塗布する工程が、前記凸部を起点として、前記長手方向に沿って前記接合部材を塗布することを含む、請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記凸部が、前記開口部を挟んで互いに対向する位置に２つ設けられ、
前記接合部材を描画塗布する工程が、２つの前記凸部をそれぞれ起点として互いに反対方向に前記接合部材を塗布することを含む、請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記接合部材を描画塗布する工程が、前記凸部での前記接合部材の塗布高さが前記接合面での前記接合部材の塗布高さより高くなるように、前記接合部材を塗布することを含む、請求項６から８のいずれか１項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、液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録ヘッドに代表される液体吐出ヘッドが、プリンタや複写機等、多くのオフィス機器に利用されている。液体吐出ヘッドは、インクなどの液体を吐出する記録素子基板と、記録素子基板に液体を供給するための流路が形成された支持部材とを備えている。記録素子基板は、支持部材の接合面に接着剤によって接合されている。
【０００３】
液体吐出ヘッドにおいては、生産性向上や製造コスト低減の観点から、生産に要する時間、特に、支持部材の接合面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程に要する時間の短縮が求められている。例えば、特許文献１には、回転するステージ上に形成された一定の厚さの接着剤層を転写版によって被接着物（接合面）に転写する転写方法が開示されている。この転写方法によれば、一つの転写動作で接合面の全面に接着剤を転写することができ、それにより、接着剤塗布工程の高速化を実現することができる。
【０００４】
しかしながら、上述の転写方法には、接着剤の厚さを十分に厚くすることができないという課題がある。液体吐出ヘッドでは、多くの場合、コストや加工性等の点から、支持部材にモールド成形品が用いられている。このような支持部材は、接合面の平面度があまり良好でないことがある。そのため、接合面に十分な厚さの接着剤が塗布されていないと、接合面の平面度の影響を受けて、記録素子基板を支持部材に良好に接合できなくなる可能性がある。
【０００５】
そこで、モールド成形による支持部材には、十分な厚さの接着剤を塗布することができる接着剤塗布方法を適用することが求められている。このような要求に対し、ディスペンサーを用いて接着剤を接合面に描画塗布する方法が提案されている。この描画塗布方法によれば、上述した転写方法と比べて、接合面により多くの接着剤を塗布することができ、接合面の平面度の影響をより低く抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３４８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、支持部材の接合面に接着剤を塗布する場合、接合面に開口する流路の周縁に、矩形枠状に接着剤を塗布する必要がある。しかしながら、上述のディスペンサーによる描画塗布方法を用いて矩形枠状に接着剤を塗布するためには、複数の工程が必要となる。すなわち、上述のディスペンサーによる描画塗布方法では、接合面の平面度の影響を低く抑えることができる反面、本来の目的である接着剤塗布工程の高速化を実現することが困難になってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、記録素子基板と支持部材との良好な接合性を確保しながら、接着剤塗布工程に要する時間を短縮して、生産性向上や製造コスト低減を実現することができる液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する記録素子基板と、記録素子基板が接合される接合面を有し、記録素子基板に液体を供給する流路の開口部が接合面にスリット状に開口する、支持部材と、接合面の開口部の周縁に沿って矩形枠状に配置され、記録素子基板と支持部材とを接合する接合部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、支持部材が、接合面から突出して形成され、記録素子基板を支持する凸部と、凸部から開口部の短手方向に延びるように接合面に形成され、凸部からはみ出るように凸部の上に配置される接合部材を短手方向に流れるように案内する液体案内部と、を有し、凸部が、矩形枠状の接合部材の長辺部分の端部に対応する位置に配置され、液体案内部が、矩形枠状の接合部材の短辺部分に対応する位置に配置されている。
【００１０】
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する記録素子基板と、記録素子基板が接合される接合面を有し、記録素子基板に液体を供給する流路の開口部が接合面にスリット状に開口する、支持部材と、接合面の開口部の周縁に沿って矩形枠状に配置され、記録素子基板と支持部材とを接合する接合部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、矩形枠状の接合部材の長辺部分を形成するように、接合面の開口部の周縁に、開口部の長手方向に沿って、接合部材を描画塗布する工程と、接合部材が描画塗布された接合面に、記録素子基板を接合する工程と、を含み、接合部材を描画塗布する工程が、長辺部分の端部に対応する位置に接合面から突出して形成された凸部の上に、凸部からはみ出るように接合部材を塗布し、はみ出した接合部材を、凸部から開口部の短手方向に延びるように接合面に形成された液体案内部によって短手方向に流れるように案内して、矩形枠状の接合部材の短辺部分を形成することを含む。
【００１１】
このような液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法によれば、開口部の周縁に沿って接合部材（接着剤）を矩形枠状に配置するために、その短辺方向に接着剤を塗布する工程を行う必要がない。そのため、接着剤塗布工程の工程数を減らすことができ、接着剤塗布工程の高速化を実現することができる。また、記録素子基板は、凸部に当接して支持されるため、支持部材に接合したときに接合面の平面度の影響を受けることもない。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、記録素子基板と支持部材との良好な接合性を確保しながら、接着剤塗布工程に要する時間を短縮して、生産性向上や製造コスト低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図２】本実施形態の支持部材の斜視図および拡大平面図である。
【図３】本実施形態の凸部および傾斜部の拡大平面図および断面図である。
【図４】接着剤塗布工程中および工程直後の支持部材を示す図である。
【図５】接合工程後の支持部材の斜視図および断面図である。
【図６】変形例による接着剤塗布工程直後の支持部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドの斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【００１６】
液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置本体のキャリッジ（図示せず）に着脱可能に搭載されるようになっており、キャリッジに対して、位置決め手段によって位置決めされ、電気的接点の接触により電気的に接続されるようになっている。
【００１７】
液体吐出ヘッド１は、図１（ｂ）に示すように、記録素子基板２と、電気配線部材３と、支持部材４とを有している。記録素子基板２は、後述するように、接着剤（図１には図示せず）によって支持部材４の接合面１０に接合され、電気配線部材３は、接合面１０に接合された記録素子基板２が開口部５内に位置するように、支持部材４に固定される。また、液体吐出ヘッド１は、支持部材４に形成され、インクなどの液体を収容する液体貯蔵部を有している。液体貯蔵部には、液体を保持する吸収体が収容されている。液体吐出ヘッド１０がインクジェット記録ヘッドとして用いられる場合、液体貯蔵室内には、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のインクや、ブラック（ＢＫ）のインクが収容される。
【００１８】
記録素子基板２は、インクなどの液体を吐出するための部材である。記録素子基板２は、例えば厚さ０．６〜０．８ｍｍのシリコン基板と、シリコン基板の一方の面に設けられた流路形成部材とを有している。流路形成部材には、液体を吐出する複数の吐出口と、これら吐出口に液体を供給するための複数の流路とが形成されている。基板の一方の面には、複数の吐出口に対向して配置され、液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、各エネルギー発生素子に電力を送るための配線とが、成膜技術により形成されている。さらに、基板には、複数の流路に液体を供給するための供給口が貫通して形成されている。また、記録素子基板２の長手方向の両端部には、エネルギー発生素子に電力を供給する電極部が設けられている。
【００１９】
電気配線部材３は、記録素子基板２の電極部に対して、液体を吐出するための電力や電気信号を供給するための部材である。電気配線部材３には、電気配線部材３が支持部材４に固定されたときに記録素子基板２を組み込むための開口部５が形成されている。開口部５の周縁には、記録素子基板２の電極部に対向する位置に、リード状の電気配線６が形成されている。さらに、電気配線部材３には、液体吐出装置本体からの駆動制御信号を受け取るための外部信号入力端子７が設けられている。外部入力端子７と電気配線６とは、銅箔の配線で接続されている。本実施形態では、記録素子基板２と電気配線部材３とは、記録素子基板２のメッキされた接続端子とそれに対応する電気配線部材３のリード状の電気配線５とを一括して接合するギャングボンディング方式によって、電気的に接合されている。なお、記録素子基板２と電気配線部材３とを電気的に接合する方法としては、記録素子基板２の接続端子に形成されたバンプと、接続端子に対応する電気配線部材３の電気配線６とを超音波圧着によって接合する方法を用いることもできる。
【００２０】
次に、支持部材、特に接合面の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、支持部材の斜視図であり、図２（ｂ）は、支持部材の接合面の拡大平面図である。
【００２１】
支持部材４は、記録素子基板２を支持し、記録素子基板２に液体を供給するための部材である。支持部材４は、コストや加工性等の点から、モールド成形により形成されている。本実施形態では、支持部材４は、接液性、成形時の寸法安定性、剛性を考慮して、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂から形成されている。
【００２２】
支持部材４は、上述したように、記録素子基板２が接合される接合面１０を有している。支持部材４には、記録素子基板２に液体を供給するための複数の流路１１（本実施形態では３つ）が形成され、各流路１１は、隔壁１２によって隔てられている。流路１１は、図２（ｂ）に示すように、接合面１０にスリット状に開口する開口部１３を有している。後述するように、記録素子基板２と支持部材４とを接合する接着剤は、接合面１０の開口部１３の周縁に沿って矩形枠状に配置される。また、支持部材４は、それぞれ接合面１０から突出して設けられ、接合面１０に接合される記録素子基板２を支持する複数の凸部２１を有している。凸部２１は、いずれも開口部１３に対して開口部１３の長手方向Ｘの外側に配置されている。凸部２１は、１つの開口部１３に対して２つ設けられ、それらは、開口部１３に対して対角線上の互いに対向する位置に配置されている。したがって、図示した例では、３つの開口部１３に対して４つの凸部２１が設けられているが、凸部２１の数はこれに限定されるものではなく、開口部１３の数に応じて適宜変更される。さらに、支持部材４は、凸部２１から開口部１３の短手方向Ｙに延びるように形成された傾斜部２４を有している。傾斜部２４は、各凸部２１の両側に形成されている。各傾斜部２４は、開口部１３の長手方向Ｘの端部に隣接して配置されている。
【００２３】
次に、凸部および傾斜部の詳細な構成について説明する。図３（ａ）は、凸部および傾斜部の拡大平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【００２４】
凸部２１には、記録素子基板２が支持部材４に接合されたときに記録素子基板２に当接する当接面２２が形成されている。当接面２２には、後述する接着剤塗布工程において当接面２２上により多くの接着剤を塗布できるようにするための凹み２３が形成されている。凸部１６の高さは、一例として、０．０５〜０．２ｍｍ程度である。また、傾斜部２４は、凸部２１から離れるにつれて接合面１０からの高さが低くなるように形成されている。傾斜部２４は、後述するように、凸部２１の当接面２２の上に、そこからはみ出るように接着剤が塗布されたときに、はみ出した接着剤を開口部１３の短手方向Ｙに流れるように案内する液体案内部として機能する。これにより、開口部１３の短手方向Ｙに沿って開口部１３の周縁に接着剤を塗布することなく、その方向に接着剤を配置することができる。また、傾斜部２４には、上述のような接着剤の流れを促進するために、傾斜方向に沿って溝２５が形成されている。
【００２５】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。ここでは、特に、支持部材に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、記録素子基板と支持部材とを接合する接合工程とについて説明する。図４（ａ）は、接着剤塗布工程における支持部材の斜視図である。図４（ｂ）は、接着剤が塗布された直後の接合面の拡大平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図５（ａ）は、接合工程後の支持部材を示す斜視図であり、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）のＣ−Ｃ’線およびＤ−Ｄ’線に沿った断面図である。
【００２６】
図４に示す接着剤塗布工程では、接着剤（接合部材）８が充填されたシリンジ３０を用い、エアーディスペンサー方式によって、接合面１０に接着剤８の描画塗布を行う。具体的には、図４（ｂ）に示すように、接合面１０の開口部１３の周縁に、開口部１３の長手方向Ｘに沿って接着剤８を描画塗布する。より具体的には、まず、図中下側の凸部２１を起点として、開口部１３を挟んで反対側（図中上側）に位置する傾斜部２４の端部まで、開口部１３の長手方向Ｘに沿って、接合面１０に接着剤８を描画塗布する。これにより、開口部１３の周縁に沿って矩形枠状に配置される接着剤８のうち、１つの長辺部分を形成する。また、このとき、凸部２１の上には、凸部２１からはみ出るように接着剤８を塗布する。これにより、凸部２１からはみ出した接着剤８が、傾斜部２４（液体案内部）によって案内されて開口部１３の短手方向Ｙに流れるようになる。傾斜部２４上を流れる接着剤８は、傾斜部２４の端部まで到達して、矩形枠の１つの短辺部分を形成することになる。次に、図中上側の凸部２１を起点として、先ほどとは反対方向に、図中下側の傾斜部２４の端部に向かって接着剤８を塗布する。このときも同様に、凸部２１の上には、凸部２１からはみ出るように接着剤８を塗布する。こうして、残りの長辺部分と短辺部分とを形成して、開口部１３の周縁に沿って接着剤８を矩形枠状に配置する。
【００２７】
なお、接着剤８の塗布速度（シリンジ３０の移動速度）は、例えば、１０〜３０ｍｍ／ｓｅｃであり、エアーディスペンサーの吐出圧力は、例えば、０．１〜０．３ＭＰａである。本実施形態では、塗布工程の時間短縮のために２点同時に液体を吐出可能なツインニードルが用いられているが、ニードルの種類はこれに限定されるものではない。また、使用する接着剤としては、本実施形態の液体吐出ヘッドが液体としてインクを吐出する場合、耐インク性が良好なものが好ましく、例えばエポキシ樹脂を主成分とした接着剤を使用することができる。
【００２８】
このように、本実施形態の接着剤塗布工程によれば、開口部の周縁に沿って矩形枠状に接着剤を配置するためには、長辺方向に沿って接着剤を塗布するだけで十分であり、短辺方向に接着剤を塗布する必要がなくなる。このため、接着剤塗布工程の工程数を減らすことができ、それに要する時間を短縮することができる。
【００２９】
次に、図５に示す接合工程では、接着剤８が塗布された支持部材４の接合面１０に記録素子基板２を接合する。具体的には、図５（ｂ）に示すように、支持部材４の当接面２２に記録素子基板２を当接させ、記録素子基板２と支持部材４との間に配置された接着剤８によって、それらを接合する。このとき、支持部材４の接合面１０の指定位置に記録素子基板２を配置して、図５（ｃ）に示すように、支持部材４の流路１１と記録素子基板２の供給口９とが連通するようにする。
【００３０】
上述したように、接着剤塗布工程において、接着剤８は、開口部１３の周縁に矩形枠状に配置される。そのため、接合工程では、記録素子基板２と支持部材４とを隙間なく良好に接合することができる。また、記録素子基板２と支持部材４とが接合したときに、記録素子基板２は、凸部２１（当接面２２）に当接して支持されている。そのため、支持部材４の接合面１０の平面度があまり良好でない場合であっても、このような平面度の影響を回避して、記録素子基板２と支持部材４とを良好に接合することができる。さらに、記録素子基板２と支持部材４との間には、凸部２１の高さ以上の間隔が形成されている。その結果、隔壁８の上面に塗布された接着剤８が必要以上に押し潰されることがなくなり、接着剤８の流路１１内への流入を抑制することができる。
【００３１】
なお、接着剤塗布工程では、凸部２１上で０．１〜０．５ｓｅｃ程度のディスペンス時間を設けることで、凸部２１（当接面２２）での接着剤の塗布高さを隔壁１２でのそれより高くすることもできる。図６は、このような変形例による接着剤塗布工程直後の支持部材を示す、図４（ｃ）に対応する断面図である。凸部２１上にさらに多くの接着剤８が塗布されることで、傾斜部２４の溝２５を流れ落ちる接着剤８の量をより一層増加させることができる。その結果、上述した実施形態と比べて、開口部１３の短手方向における記録素子基板２と支持部材４とのシール性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  液体吐出ヘッド
２  記録素子基板
４  支持部材
１０  接合面
２１  凸部
２４  傾斜部（液体案内部）
【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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