(57)【要約】【課題】樹脂成形によるインク供給保持部材に記録素子基板をマウントする時に潰されたマウント接着剤が、記録素子基板のノズル内部に侵入することを防止する。【解決手段】インク供給保持部材のインク供給口の開口部に溝形状部を設けて、潰されたマウント接着剤を保持する。【選択図】図１ａ
2007320109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する手段とインクの供給を受けるための開口部とを具備する記録素子基板と、
該記録素子基板を接着固定する該記録素子基板マウント面と、記録素子基板へインクを供給するためのインク供給口を該記録素子基板マウント面に具備する１つ以上のインク収納室を持つ樹脂成形によるインク供給保持部材と、
該記録素子基板を該インク供給保持部材に接着固定すると共に、該インク供給保持部材から該記録素子基板へのインク供給流路をシーリングする記録素子基板接着剤と、
から構成され、
該インク供給保持部材のインク供給口近傍の位置に塗布された接着剤を介して、該記録素子基板は該インク供給保持部材に接着固定されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
該インク供給保持部材のインク供給口開口部面積が、該記録素子基板のインク供給口開口部面積よりも大きく、
該記録素子基板のインク供給口開口部端が、該インク供給保持部材のインク供給口開口部端より内側に位置しているとともに、該インク供給保持部材の該インク供給口開口部に溝形状が設けて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２】
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドは、該インク供給保持部材のインク供給口開口部における溝形状部が、インク供給流路の軸方向に平行に配置されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドは、該インク供給保持部材のインク供給口開口部における溝形状部が、該記録素子基板マウント面とインク流路の壁面の両面に連続して開口していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法で、
（手順１）該インク供給保持部材のインク供給口開口部近傍に記録素子基板接着剤を塗布し、
（手順２）該記録素子基板をインク供給保持部材に対して所定の位置関係に合わせて、該記録素子基板接着剤の上に張り合わせ、
（手順３）該記録素子基板によって押圧された該記録素子基板接着剤の一部が潰れて、潰れた接着剤は該溝形状内部に流入して溜まり、
（手順４）該記録素子基板接着剤を硬化させる、
を手順として、常に該記録素子基板接着剤の潰れた体積が該溝形状部分の容積よりも小さくなるように該記録素子基板をマウント押圧することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関し、樹脂成形部品に対して記録素子基板を固定した構成のインクジェット記録ヘッドにおける、記録素子基板の接合構造と接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年インクジェットプリンタは高画質化が求められており、それに伴いインクジェット記録ヘッドは非常に精緻な構造となっている。
【０００３】
従って、インクジェット記録ヘッドの異種材料間の接合には接着剤が用いられることが多い。
【０００４】
図２はインクを内部に収納してインク吐出機能を有する記録素子基板１に供給する、インク供給保持部材一体型インクジェット記録ヘッドを表しており、インクジェット記録ヘッドのインク収納部を含めたインク供給保持部材６は樹脂材料を成形したものである。
【０００５】
該ヘッドのインク吐出部分に関する構成を図３に示す。
【０００６】
インク吐出機能を有する記録素子基板１は、インク供給保持部材６における記録素子基板マウント面にマウント接着剤３を介して該マウント面に接着固定される。
【０００７】
インク供給保持部材６は樹脂成形品であるが故に、該マウント面の平面度は数十ミクロンのうねりを持っており、記録素子基板１を該マウント面に対して面で密着接合することは不可能である。
【０００８】
従って、該マウント面のうねりを吸収できる厚さのマウント接着剤３を塗布して、インク供給保持部材６に対して所望の位置精度に位置合わせされた記録素子基板１を、該マウント面には当接しない高さ位置でマウント接着剤上に載せている。
【０００９】
この後、記録素子基板１の位置を維持して該マウント接着剤３を完全硬化させる。
【００１０】
マウント接着剤３の役割は、
・記録素子基板１のインク供給保持部材６への固定
・インク供給保持部材６のインク供給口５と記録素子基板１のインク流入口２とのシーリングである。
【００１１】
インクジェットプリンタは、吐出インクの着弾精度を維持するために紙間距離をある一定の範囲内に管理する必要がある。
【００１２】
従って、インク供給保持部材６の成形寸法に関わらず、インク供給保持部材６の基準からの記録素子基板１のマウント高さは所定の範囲内で収めなければいけない。
【００１３】
従って、インク供給保持部材６のマウント面のうねりや傾斜といった成形寸法によっては、マウント接着剤３を潰す量は変化することになる。
【００１４】
このとき、マウント接着剤３の塗布高さと記録素子基板１のマウント高さ関係によってマウント接着剤３の潰し量が最大となる場合には、
・マウント接着剤３が、記録素子基板１のインク流入口２内部に流入すると共に、吐出ノズル内部に入り込み不吐出の原因となる。
以上の可能性が懸念される。
【００１５】
また、選択する接着剤の硬化方式に関係なく、耐インク接液性をはじめとして硬化特性や塗布性、マウント時の流動特性など、全ての項目を満足するには接着剤の選択の幅が狭かった。
【００１６】
従って、上記の記録素子基板のインク供給口や吐出ノズル内部へのマウント接着剤を防止するには、インク供給保持部材６のマウント面高さとマウント接着剤高さとを厳密に管理する必要があった。
【００１７】
特許文献１は、記録素子基板のマウント面への接着固定に関して、マウント接着剤の塗布量と粘度の厳密な管理を不要にすることを目的としている。
【００１８】
特許文献１では、図８の概念図に示すように記録素子基板のマウント面に対応する面にＶ溝を設けて、記録素子基板のマウント時に、マウント接着剤がＶ溝の内部に流入保持されることで、記録素子基板のインク供給口内部に該接着剤がはみ出ることを防止する構成としている。
【００１９】
しかし、
・低コスト化を目的とした記録素子基板の小型化が進み、Ｖ溝を設けるスペースを設置するのが困難になってきている。
・記録素子基板のマウント面にＶ溝を設けるために、工程が増加してコストアップ要因となる。
以上の点が懸念される。
【特許文献１】特開平１１−１０８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂成形によるインク供給保持部材６に様々なマウント接着剤３を塗布して記録素子基板をマウントする場合に懸念される、
・記録素子基板のマウント時に潰されたマウント接着剤３が、記録素子基板１のノズル内部に侵入して吐出不良の原因となること
・上記吐出不良の防止において、インク供給保持部材６の成形寸法とマウント接着剤の塗布高さの厳密な管理を必要とせず、コストアップ無く工程能力の信頼性と安定性を向上させる
である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００２２】
（１）インクを吐出する手段とインクの供給を受けるための開口部とを具備する記録素子基板と、
該記録素子基板を接着固定する該記録素子基板マウント面と、記録素子基板へインクを供給するためのインク供給口を該記録素子基板マウント面に具備する１つ以上のインク収納室を持つ樹脂成形によるインク供給保持部材と、
該記録素子基板を該インク供給保持部材に接着固定すると共に、該インク供給保持部材から該記録素子基板へのインク供給流路をシーリングする記録素子基板接着剤と、
から構成され、
該インク供給保持部材のインク供給口近傍の位置に塗布された接着剤を介して、該記録素子基板は該インク供給保持部材に接着固定されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
該インク供給保持部材のインク供給口開口部面積が、該記録素子基板のインク供給口開口部面積よりも大きく、
該記録素子基板のインク供給口開口部端が、該インク供給保持部材のインク供給口開口部端より内側に位置しているとともに、該インク供給保持部材の該インク供給口開口部に溝形状が設けてあることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【００２３】
（２）前記（１）記載のインクジェット記録ヘッドは、該インク供給保持部材のインク供給口開口部における溝形状部が、インク供給流路の軸方向に平行に配置されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【００２４】
（３）前記（１）記載のインクジェット記録ヘッドは、該インク供給保持部材のインク供給口開口部における溝形状部が、該記録素子基板マウント面とインク流路の壁面の両面に連続して開口していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【００２５】
（４）前記（１）〜（３）いずれか記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法で、
（手順１）該インク供給保持部材のインク供給口開口部近傍に記録素子基板接着剤を塗布し、
（手順２）該記録素子基板をインク供給保持部材に対して所定の位置関係に合わせて、該記録素子基板接着剤の上に張り合わせ、
（手順３）該記録素子基板によって押圧された該記録素子基板接着剤の一部が潰れて、潰れた接着剤は該溝形状内部に流入して溜まり、
（手順４）該記録素子基板接着剤を硬化させる、
を手順として、常に該記録素子基板接着剤の潰れた体積が該溝形状部分の容積よりも小さくなるように該記録素子基板をマウント押圧することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、
・インク供給保持部材６のインク供給口開口部面積が記録素子基板１のインク供給口開口部面積よりも大きく、かつ記録素子基板１をインク供給保持部材６上に接着固定した状態において、記録素子基板のインク供給口開口部端が、インク供給保持部材のインク供給口開口部端の内側に位置している。
・インク供給保持部材６のインク供給口５に溝形状４が施してある構成とすることで、記録素子基板１がインク供給保持部材６の基準部位から所定の高さとなるようにマウント接着剤３を潰して記録素子基板１をマウントする際に、記録素子基板によって押圧されて潰れたマウント接着剤３は、庇状にせり出した記録素子基板裏面によってノズル内部に侵入すること無く、インク供給保持部材６のインク供給口５に設けられた溝形状４に入ると共に、自らの表面張力で溝形状内部４にとどまる。
【００２７】
その結果、記録素子基板１の接着固定工程で、様々な種類のマウント接着剤において、接着剤の塗布高さの厳密な管理を必要とせず、工程能力の信頼性と安定性を向上させることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を適用したインクジェット記録ヘッドにおいて、図６ａに示す本発明におけるインク供給口に設けた溝形状部の開口寸法は、記録素子基板マウント接着剤の塗布特性や塗布量に応じて適宜最適化を図ればよい。
【００２９】
また、本発明における溝形状部の配置ピッチやレイアウト、あるいは設置数なども記録素子基板マウント接着剤の諸特性や塗布量に応じて適宜最適化すればよい。
【００３０】
また、本発明における溝形状部の断面形状は、図におけるような三角断面だけではなく、図のような断面形状などのように記録素子基板マウント面とインク流路の壁面の両面に連続して開口していれば、特に制約はない。
【００３１】
ただし、記録素子基板接着剤が溝形状部に流入したときに、該接着剤と溝形状部表面との間に残留空気が生じるような空洞が生じないように、溝形状部の断面形状は隅部がない形状が好ましい。
【００３２】
また、本発明における溝形状の加工は、成形あるいは成形後の切削などの後加工など、所望の形状寸法を得られる方法であれば、特に制約は無い。
【実施例】
【００３３】
本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの例を用いて、実施例を以下に説明する。
【００３４】
図２は本発明を適用したインク収納部を有するインクジェット記録ヘッドの外観図である。該ヘッドにおけるインク吐出に関する基本構成は、図３に示すインクの収納と供給を行うインク供給保持部材６、記録素子基板１、ならびにプリンタ本体から該記録素子基板１にインク吐出エネルギーとしての電気供給を行う電気配線基板８からなる。
【００３５】
本発明は、インクジェット記録ヘッドに関するインク供給保持部材６への記録素子基板１の接着固定において、工程信頼性が高く安定した接合方法に関するものである。
【００３６】
図１ｂは、本発明のインクジェット記録ヘッドのインク吐出面側から見た模式図であり、記録素子基板１のインクからの保護と記録素子基板表面のインク清掃後の廃インク溜まりを抑制するために、周囲封止剤７にて記録素子基板周囲の空間は充填されている。
【００３７】
図１ｂに示すインク供給保持部材６のインク供給口開口形状５の模式図を図４に示す。
【００３８】
図４のインク供給口は、本来のインク供給口の開口部周辺に溝形状部４を設けている。
【００３９】
本実施例では、該溝形状４はインク供給保持部材６の成形時に同時に形成している。
【００４０】
また、図５ａに上記溝形状４を設けたインク供給口の周囲にマウント接着剤３を塗布した状態の概略図を示す。
【００４１】
図３における記録素子基板１の固定構造を図１ｂの矢視部分断面図として、図１ａに示す。
【００４２】
図１ａは、図４および図５ａに示した本発明の構成を適用したヘッドの構造の概要を説明する断面図である。
【００４３】
本発明におけるインクジェット記録ヘッドの記録素子基板１は、インク供給保持部材６の記録素子基板マウント面上にマウント接着剤３を介して固定されている。
【００４４】
本実施例では、マウント接着剤３は熱硬化性樹脂による接着剤を使用した。
【００４５】
図１ａの断面図は、記録素子基板マウント面に図１ａの三角形断面の溝形状が形成されているために、この部位に関しては記録素子基板１の接合面は、溝形状部の底面に対して庇状に張り出したようなレイアウトとなっている。
【００４６】
この庇状に張り出した記録素子基板１の接合面のために、記録素子基板１のマウントおよびその後の硬化工程時に、マウント接着剤３が記録素子基板内部のインク供給流路内部に到達侵入することは無く、図中の該マウント面の溝形状部４に流入して保持される。
【００４７】
また、溝形状部４がない領域においても、図５ａに示すようにインク供給口開口部に対してマウント接着剤３の最も内側の部位を適量オフセットしている。
【００４８】
これによりマウント時の記録素子基板１による押圧によって潰された接着剤は、インク供給口５の方向に対しても進行するが、マウント接着剤３がインク供給口５に到達する前にマウント接着剤３の大半を隣接する溝形状部４に流入保持させることが可能となる。
【００４９】
また、さらに溝形状部４へのマウント接着剤３の流入を容易にするために、図５ｂおよび図５ｃに示すような矩形マウント面９に適量な傾斜面を設けることも有効である。
【００５０】
これにより、記録素子基板１をマウントした際に潰されたマウント接着剤３は、インク供給口５に進行するよりも流動抵抗がさらに少なくてすむ溝形状部４に向かい流入しやすくなる。
【００５１】
以下に本発明を使用しての加工手順を具体的に示す。
【００５２】
図１ａに示す本発明における構成に関して、製造方法は概略すると以下の手順となる。
【００５３】
（１）インク供給保持部材６の記録素子基板マウント面に、マウント接着剤３を所定の量塗布する（図５ａ）。
【００５４】
（２）記録素子基板１を、記録素子基板マウント面に対して、所定の位置精度にアライメントして、インク供給保持部材６のある基準から所定の高さとなるようにマウント接着剤３上に載せる（不図示）。
【００５５】
（３）（２）の工程により、マウント接着剤３は任意の高さを潰されることになる。この潰されたマウント接着剤３は、溝形状部４の部位においては記録素子基板１のマウント接合面が上側に張り出しているために、マウント接着剤３はインク供給保持部材６のインク供給口５に設けられた溝形状部４に優先的に流入する。ここで、溝形状部の容積が、常に押し潰されて流入するマウント接着剤の体積よりも常に大きく設定することで、流入したマウント接着剤３は安定的に溝形状内部で保持される。従って、マウント接着剤３はマウント時に記録素子基板１のインク供給口内部に侵入することはない。
また、矩形マウント面９の部位においては、その両側に隣接する溝形状部４に該マウント接着剤は流入し、インク供給口内部６に侵入することはない。
【００５６】
（４）マウント接着剤３に熱硬化性樹脂を選択した場合、マウント接着剤３を加熱硬化させて記録素子基板１をインク供給保持部材に接着固定すると共に、溝形状内部４のマウント接着剤３も硬化して安定化する。
【００５７】
溝形状部４の開口形状は、図４では矩形状のものが断続的に配置されている構成としているが、マウント接着剤３が容易に流入できると共に、流入したマウント接着剤を十分に収納できる体積があれば形状や寸法は適宜選択可能である。
【００５８】
従って、図５の矩形状のみならず、例えば図６ｃに示すような三角形断面のものでも構わない。
【００５９】
また溝形状の開口面積は、前述のようにマウント接着剤３の速やかな吸収と保持が可能であれば、マウント接着剤３の性状などに合わせて変更することが可能である。
【００６０】
本実施例の断面形状寸法は、接着剤の粘度などの流動特性とインク供給保持部材の成形性を鑑みて、図６ａおよび図６ｂに示すような開口形状寸法ａ＝０．５ｍｍ、ｂ＝０．３ｍｍ深さ寸法ｃ＝０．２ｍｍの開口寸法で、開口ピッチＰを１ｍｍとしたが、十分に機能できた。
【００６１】
また、この溝形状部４の断面構造の一例を、図４の矢視方向からの図７の断面図によって示す。
【００６２】
図７では、溝形状のインク供給流路への開口部の深さ寸法を図の０．２ｍｍとした。
【００６３】
この深さ寸法および溝部の断面形状も、マウント接着剤の流入体積よりも大きくなるような溝形状の開口部形状寸法と、マウント接着剤の流動特性ならびに成形性を考慮して決定すればよい。
【００６４】
図１ｂでは、断面形状は直角辺三角形としているが、侵入したマウント接着剤が溝形状部との間に残留空気となる空洞が生じないように隅部が無い断面形状であれば、図７のようなＲ面形状を含むものなど特に制約は無い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１ａ】本発明による記録素子基板の固定構造を表す模式断面図である。
【図１ｂ】本発明のインクジェットヘッドのインク吐出面方向から見た模式図である。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの模式図である。
【図３】図２におけるインク供給保持部材付きインクジェット記録ヘッドのインク吐出部分に関する構成を示す図である。
【図４】本発明における、マウント接着剤を保持する溝形状を設けたインク供給保持部材のインク供給口を表す模式図である。
【図５ａ】本発明の溝形状を設けたインク供給口の周囲にマウント接着剤を塗布した概念図である。
【図５ｂ】矩形マウント面の両側に、傾斜面を設けた溝形状の一例に関する上面図である。
【図５ｃ】図５ｂの形状の側面図
【図６ａ】本発明の他の実施例を説明する模式図である。
【図６ｂ】本発明の他の実施例を説明する模式図である。
【図６ｃ】本発明の他の実施例を説明する模式図である。
【図７】本発明の他の実施例を説明する模式図である。
【図８】従来技術を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  記録素子基板
２  記録素子基板のインク流入口
３  マウント接着剤
４  マウント接着剤の吸収保持溝
５  インク供給保持部材のインク供給口
６  インク供給保持部材
７  周囲封止剤
８  電気配線基板
９  矩形マウント面
１０  Ｖ溝
【図２】
2007320109.tif 000003
【図３】
2007320109.tif 000004
【図４】
2007320109.tif 000005
【図５ａ】
2007320109.tif 000006
【図５ｂ】
2007320109.tif 000007
【図５ｃ】
2007320109.tif 000008
【図６ａ】
2007320109.tif 000009
【図６ｂ】
2007320109.tif 000010
【図６ｃ】
2007320109.tif 000011
【図７】
2007320109.tif 000012
【図８】
2007320109.tif 000013
【図１ａ】
2007320109.tif 000014
【図１ｂ】
2007320109.tif 000015