(57)【要約】【課題】  オリフィスプレートと液体吐出ヘッドの張り合わせ工程において、接着面からはみ出した接着剤がオリフィスおよびインク流路に付着して硬化し、インクの吐出精度を下げることを防ぐ。【解決手段】  主剤とマイクロカプセル化された硬化剤とからなる二液混合型接着剤を張り合わせに使用する。接着対象物が一定の圧力以上で接触した場合のみ、マイクロカプセルが破損して硬化剤が流出し、接着剤の硬化が起こる。オリフィスプレートとインク流路にあるマイクロカプセルには圧力がかからない為に接着剤は硬化せず、張り合わせ後に溶剤で洗い流すことができる。【選択図】  図４
2008230045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出させる駆動系とインクの流路を有するヘッド本体に、インクの吐出量および吐出方向を制御する為のオリフィスを有するオリフィスプレートを張り合わせる工程を含むインクジェット記録ヘッド製造工程において、張り合わせに使用する接着剤は、該ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が、一定の圧力以上で接触した場合のみ硬化するものであることを特徴とするインクジェット記録ヘッド製造法。
【請求項２】
ヘッド本体とオリフィスプレートの張り合わせに使用する接着剤は、ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が500ｇ／100ｍｍ２以上の圧力で加圧されながら接触したときのみ硬化することを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録ヘッド製造法。
【請求項３】
ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が加圧されて、接着剤が硬化している間、ヘッド本体、オリフィスプレートおよび接着剤は、５０℃以上に加熱されていることを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録ヘッド製造法。
【請求項４】
ヘッド本体とオリフィスプレートの張り合わせに使用する接着剤は、主剤とマイクロカプセル化された硬化剤とからなる二液混合型接着剤であることを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録ヘッド製造法。
【請求項５】
マイクロカプセルの大きさは、５μｍ以下であることを特徴とする、請求請求項４記載のインクジェット記録ヘッド製造法。
【請求項６】
インクを吐出させる駆動系とインクの流路を有するヘッド本体に、インクの吐出量および吐出方向を制御する為のオリフィスを有するオリフィスプレートを張り合わせることにより形成されるインクジェット記録ヘッドにおいて、張り合わせに使用する接着剤は、該ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が、一定の圧力以上で接触した場合のみ硬化するものであることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
ヘッド本体とオリフィスプレートの張り合わせに使用する接着剤は、ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が500ｇ／100ｍｍ２以上の圧力で加圧されながら接触したときのみ硬化することを特徴とする、請求項６記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
ヘッド本体とオリフィスプレートの接面が加圧されて、接着剤が硬化している間、ヘッド本体、オリフィスプレートおよび接着剤は、５０℃以上に加熱されていることを特徴とする、請求項６記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
ヘッド本体とオリフィスプレートの張り合わせに使用する接着剤は、主剤とマイクロカプセル化された硬化剤とからなる二液混合型接着剤であることを特徴とする、請求項６記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
マイクロカプセルの大きさは、５μｍ以下であることを特徴とする、請求請求項９記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録ヘッドおよびその製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを吐出させる駆動系とインクの流路を有する液体吐出ヘッド上に形成されたオリフィスからインクを吐出させ、紙などの記録媒体表面に付着させることにより記録を行うインクジェット記録装置は、低騒音で高速記録が可能な記録装置として知られている。
【０００３】
オリフィスは、インクに面したピエゾ素子の変形またはインクの発泡により加圧されたインクが、記録媒体の所定の位置に向けて吐出するように、インク流路のインク吐出口に取り付けられた極めて小さい穴であり、あらかじめ複数のオリフィスを加工したプレート（オリフィスプレート）を液体吐出ヘッドに張り合わせることにより形成される。
【０００４】
近年、インクジェットを用いた記録技術には高精細な記録が要求されており、吐出時のインクの大きさ、記録媒体表面のインクの着弾精度に大きく寄与するオリフィスには、より高い加工精度が求められている。
【０００５】
特に、デジタルカメラなどから取り込まれた画像を高精細、高画質で印刷する観点から、吐出時のインクの大きさを小さくすることがインクジェット記録装置の開発には必要不可欠となっており、前記のオリフィスの径は、より微小化される傾向にある。
【０００６】
オリフィスプレートを液体吐出ヘッドに貼り付ける方法は、オリフィスプレートもしくは液体吐出ヘッドの接着面にインクを塗布もしくは転写し、張り合わせる方法が最も一般的である。通常、オリフィスプレートと液体吐出ヘッド間に隙間ができてインク漏れが起こることを防ぐ為に、インクが硬化する間、数１００ｇ／１００mm２の圧力でオリフィスプレートと液体吐出ヘッドを加圧する。
【０００７】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平11-179923号公報
【特許文献２】特開2000-255069号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、オリフィスの径がより小さくなり、オリフィスプレート上オリフィスの間隔もより狭くなるにつれて、オリフィスプレートを液体吐出ヘッドに貼り付ける際、加圧された接着剤がオリフィス内およびインク流路内にはみ出し、オリフィスの加工精度を下げ、最悪の場合オリフィスを塞いでしまうという問題が生じていた。
【０００９】
インクのはみ出しを緩和する方法として、オリフィスプレートと液体吐出ヘッドを加圧する圧力を減らす方法があるが、その場合、オリフィスプレートと液体吐出ヘッド間の接着剤の気泡が十分に取り除けず、硬化した接着剤内に隙間が生じ、インク漏れが発生する可能性がある。また、塗布もしくは転写する接着剤の量を少なくして、はみ出す接着剤の量を減らすこともできるが、接着強度が十分に得られない、接着面に隙間が生じてインク漏れの原因になるなどの問題が生じてしまう。
【００１０】
本発明の目的は、オリフィスプレートと液体吐出ヘッドを隙間なく接着する為に十分に加圧しながら接着し、且つオリフィス内に接着剤がはみ出してオリフィスおよびインク流路の加工精度を下げることを防ぐ接着方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成する為に、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体吐出ヘッドにインクの吐出量および吐出方向を制御する為のオリフィスプレートを張り合わせる工程において、張り合わせに使用する接着剤は、主剤とマイクロカプセル化された硬化剤とからなる二液混合型接着剤であり、接着対象物が一定の圧力以上で接触した場合のみ硬化するものであることを特徴とする。
【００１２】
硬化剤を内部に入れた該マイクロカプセルは、ある一定の圧力が加えられると表面のカプセルが破壊され硬化剤が流出するように設計されたものである。したがって、接着剤内のマイクロカブセルに圧力が加わって、初めて硬化剤が周囲の主剤と混ざり、接着剤の硬化が始まる。オリフィスプレート表面で該マイクロカプセルに圧力が加わるのは、オリフィスプレートと液体吐出ヘッドの間、すなわち接着面だけである。したがって、マイクロカプセルが破壊されて硬化剤が主剤と混ざったあと十分に早く硬化すれば、硬化した接着剤がオリフィス内やインク流路にはみ出すことなく接着を行える。オリフィス内およびインク流路内に残った主剤と破壊されていないマイクロカプセルは、接着面の接着剤が十分に硬化した後、適当な溶剤により容易に除去することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、本発明によれば、インクジェット記録装置のオリフィスプレートと液体吐出ヘッドの製造工程において、接着面からはみ出した接着剤がオリフィスおよびインク流路に付着して硬化し、インクの吐出を妨げ、インクの吐出精度を下げることのない、オリフィスプレートと液体吐出ヘッドの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は使用したオリフィスプレートの形状を示す模式図である。厚み１０μｍのNiプレートに直径２０μｍのオリフィスを電鋳により成形した。オリフィスは、ピッチが３00μｍで２列平行して開けられている。液体吐出ヘッドとして、図２に示すピエゾブロックを使用した。ピエゾブロックはインクに吐出の為の圧力を加える駆動部分と、インクの吐出の為の流路からなる。図４の５で示された非噴射チャンネルは、駆動系の一部である。インクの吐出の為の流路は、オリフィスプレートと同ピッチで配置されており、吐出口は一辺が１００μｍと６０μｍ角の長方形をしている。
【００１６】
図３は、オリフィスプレートとピエゾブロックを張り合わせた後の、ピエゾブロックとオリフィスプレートの断面図である。
【００１７】
オリフィスプレートとピエゾプロックを固定する為に使用した接着剤は、主剤と硬化剤とからなるエポキシ樹脂系の接着剤であり、その硬化剤はポリマー壁によりマイクロカプセル化されている。使用したマイクロカプセルは、最も大きいもので直径が５μｍであり、平均すると直径が約３μｍであった。主剤は、ピエゾブロック表面に塗布したときに十分広がるように、溶剤により粘度を調節した。また、溶剤とマイクロカプセル化された硬化剤は、硬化時に適した接着強度となるように混合した。以下、この主剤と硬化剤の混合物を接着剤と呼ぶ。溶剤と硬化剤がマイクロカプセルを介さずに混ざり合ったとき、硬化するまでの時間は約５分である。以下に、これらを用いたオリフィスプレートの接着方法を、図４を用いて説明する
接着の工程は以下の通りである。
【００１８】
（工程１）
スピンコートにより均一に塗布された接着剤をピエゾブロックに転写することにより、ピエゾブロックの接着面に接着剤を均一に付けた。（図４（ａ）、図４（ｂ））
（工程２）
ピエゾブロックとオリフィスプレートを所定の位置で重ね合わせ、加圧する為の治具に装着し接着面に圧力を加えた。加圧圧力は、５００ｇ／ｍｍ２あり、１０分間圧力を加えたまま保持した。
【００１９】
加圧により、オリフィスプレートとピエゾブロックの間に挟まれたマイクロカプセルは破壊され、硬化剤と主剤が混合し硬化が始まる。１０分後圧力を取り去っても。オリフィスプレートとピエゾブロックは十分に接着されていた。５００ｇ／ｍｍ２以下の圧力では、マイクロカプセルが十分に破壊されず、接着強度が十分に得られなかった。５００ｇ／ｍｍ２以下の力で破壊されるマイクロカプセルを使用することも可能であるが、接着剤の塗布などの工程でマイクロカプセルが破損してしまい、本発明の効果が十分に得られなかった。
【００２０】
また、圧力が印加されている間、オリフィスプレート、ピエゾブロックおよび接着剤を５０℃以上の温度に保つと、接着剤が硬化するまでの時間を３分にまで短くすることができ、圧力を保持する時間を５分間に短縮し、生産性を向上することができた。
【００２１】
加圧中、オリフィスとピエゾブロックの流路にある接着剤には圧力がかからない為、マイクロカプセルは破壊されず硬化しない。（図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ））
（工程３）
硬化が終了したのち、オリフィスとピエゾブロックの流路に残った接着剤を、溶剤で洗い流すことにより取り除いた。溶剤にはアセトンを使用し、ピエゾブロックのインク供給側から、ポンプでインク流路、オリフィスの順にアセトンを流すことにより洗浄を行った。（図４（ｆ））
図５は、接着後のオリフィスとピエゾブロックの吐出口および直径5μｍのマイクロカプセルを同スケールで描いたものである。オリフィスの直径は２０μｍであるのに対し、吐出口は６０μｍの大きさである。直径５μｍのマイクロカプセルから出た硬化剤が、接着面の端Aからインク流路内に流出しても、その広がりは８μｍ以下であった。したがって、接着面の端Aから流出した接着剤がオリフィスに達することはなく、さらに、端Aからのインクの流出によりインク流路内のインクの流れが影響を受けることはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】オリフィスプレートの一例を示す模式図である。
【図２】液体吐出ヘッドの一例である、ピエゾブロックを示す模式図である。
【図３】オリフィスプレートとピエゾブロックを接着したときの、流路とオリフィスの断面を示す模式図である。
【図４】実施例で挙げたオリフィスプレートとピエゾブロックを張り合わせる手順を説明する模式図である。
【図５】実施例で挙げた方法でオリフィスプレートとピエゾブロックを接着したときの、流路とオリフィスの断面および接着に使用したマイクロカプセルを示す模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  オリフィス
２  オリフィスプレート
３  液体吐出ヘッド（ピエゾブロック）
４  インク流路
５  非噴射チャンネル
６  マイクロカプセル化された硬化剤
７  接着剤の主剤
８  スピンコート
９  硬化した接着剤
【図１】
2008230045.tif 000003
【図２】
2008230045.tif 000004
【図３】
2008230045.tif 000005
【図４】
2008230045.tif 000006
【図５】
2008230045.tif 000007