(57)【要約】【課題】発熱部からの熱の作用に伴うインクの発泡に応じてインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出エネルギの有効利用を好ましく達成できるようにするとともに、可動弁の所要の取り付け精度が確保および維持できるようにする。【解決手段】発熱部を有する基板と可動弁を有する弁保持部材との二体構造を採用し、可動弁の形状・寸法を適切に選択することで、り吐出エネルギの有効利用を達成する。また、接着剤を用いず、フォトリソグラフィプロセスを適用して弁保持部材を基板に対して接着することで、所要の取り付け精度が確保および維持されるようにする。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出するのに利用される熱エネルギをインクに作用するための発熱部を有する基板と、前記ノズルに対応して設けられ、前記発熱部による熱エネルギの作用に伴う前記インクの発泡に応じて変位可能な可動弁を有する弁保持部材とを具えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記基板は前記弁保持部材を取り付けるための台座を有し、
前記弁保持部材は前記台座に取り付けられる底面とこれに対向する上面との間を貫通する穴を有し、
前記弁保持部材は、前記台座と熱膨張率の等しい材料を前記上面から前記穴を通って前記台座に連結するよう付着させて形成した接着部によって前記基板に固定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２】
前記接着部は、フォトリソグラフィプロセスにより形成されてな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。
【請求項３】
前記台座と前記接着部とが同一材料でなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記ノズルが複数配列され、該複数のノズルが共通に連通してインクを供給するための液室を具えるとともに、
前記弁保持部材は前記液室に面して前記台座に取り付けられ、
前記弁保持部材の前記上面における前記接着部の前記ノズルの配列方向の寸法が、前記配列方向に直交する方向の寸法より小であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記弁保持部材には複数の穴が分布して設けられ、該複数の穴の一部を利用して前記接着部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
ノズルからインクを吐出するのに利用される熱エネルギをインクに作用するための発熱部を有する基板と、前記ノズルに対応して設けられ、前記発熱部による熱エネルギの作用に伴う前記インクの発泡に応じて変位可能な可動弁を有する弁保持部材とを具えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記基板に設けられた台座に、貫通穴を有する前記弁保持部材を配置する工程と、
フォトリソグラフィプロセスを適用して、前記弁保持部材の上面から前記穴を通って前記台座に連結する接着部を形成することで前記基板に前記弁保持部材を固定する工程と、
を具えた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。
【請求項７】
前記台座および前記接着部は感光性樹脂フィルムのラミネートおよびパターニングによって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の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その製造方法に関する。特に本発明は、熱などのエネルギを液体に与えることで、液体に急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出させる方式のインクジェット記録ヘッドおよび製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のインクジェット記録ヘッドには、一般に、インク供給方向上流側から吐出口に向う液路が設けられ、その液路に、例えばインクに熱エネルギを発生する発熱部（電気熱変換体など）が配されている。そして発熱部の駆動に伴い、液路に面した熱作用部上にあるインクに状態変化（膜沸騰による発泡）を生じさせることで、熱作用部より吐出口側に存在するインクを吐出させる圧力を作用させるものである。しかし発泡現象自体には指向性がなく、従って発泡による圧力は液路においてインクを吐出させる方向だけではなく、インク供給方向上流側にも作用する。この結果、インク供給方向上流側へのエネルギ損失を生じてインク吐出に有効に寄与するエネルギ量が減殺され、インクの吐出速度が減少して記録品位の低下を招くことになる。またそれだけではなく、インク供給方向上流側に向かう圧力が、吐出によって失われた分のインクを液路に補充（リフィル）する動作を遅らせ、記録速度の高速化を阻害する要因ともなる。
【０００３】
近年では、記録品位の安定した画像を高速に印刷する要求が高まっており、これは特に産業用途の記録装置において著しい。そこで、発泡に応じ弁として作動する可動部材を液路内に設け、インク供給方向上流側への泡の成長を規制することにより、エネルギ利用の効率化およびリフィル動作の円滑化を図る構成が採用されることがある。
【０００４】
このような可動部材を備えるために、特許文献１には、発熱部が設けられる基板の一部を利用して弁を一体形成した構成を開示している。この特許文献１では、発熱部が形成された部材（基板）に対し、これとは別体の弁またはこれを形成した部材（弁保持部材）を後工程で接着した構造を記録ヘッドが有している構成を従来例として挙げている。そしてそのような構成では、
・微細な弁の形成が困難であるため、液路の微細化が容易でないこと、および
・弁の取り付けを接着などの方法により行うため、組み立て工数が増加してコスト上昇を招くのみならず、取り付け精度良否による信頼性の低下や吐出の不安定などが生じること
が記載され、これらを解決するために、基板と弁とが予め一体となった構造およびその製造方法を開示しているのである。
【０００５】
これに対し、特許文献２には、基板および弁保持部材の二体構造を有する記録ヘッドの製造方法を開示している。具体的には、発熱抵抗素子（発熱部）を備えた基板上に少なくともその表面が金属である支持部材を配置し、この部材を介して可動部材を有する金属製の分離壁（弁保持部材）を固定する方法を開示している。その発明の実施の形態においては、基板の概略後方部の２カ所にＡｕ等でなるスタッドバンプ形態の支持部材を打ち込み、Ｎｉ等でなる分離壁を位置決めして載置し、分離壁の上から支持部材に対して加熱等を行って支持部材および分離壁の界面に合金層を形成することで、基板と分離壁との接合・固定すなわち取り付けを行う方法などが記載されている。そしてこの方法によれば、接着剤を用いた場合のような、接着剤の硬化収縮が取り付け精度に悪影響を及ぼす不都合が防止されることが効果の一つとして記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１９７６５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４３号公報（図１１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの特許文献は、いずれも、インク吐出のためのエネルギ利用の効率化およびリフィル動作の円滑化を企図したものであるが、そのための記録ヘッドの基本構成が異なっている。すなわち、特許文献１では基板と弁保持部材とが予め一体に形成される構造（以下、一体構造という）を用いるのに対し、特許文献２では別体に形成された基板と弁保持部材とを接着した構造（以下、二体構造ともいう）を用いている。
【０００８】
本願発明者がこれらの構造を鋭意検討した結果、次のような知見を得た。
【０００９】
すなわち、まず特許文献１では、上記の一体構造物を作成する過程において、基板上に所定材料（同文献ではポリシリコン）でなる層を形成してからその上に弁となる部分を積層し、その弁下方の液路部分に存在している層のエッチングが実施される。従って、エッチングを弁周辺から弁下方に行う必要があるため、片持ち支持される弁の被支持部分を除く弁周辺部分には、エッチング工程を受容するために、ある程度の空隙を要する。つまり、エッチング工程を考慮して、弁の形状や寸法が制約されてしまうことになる。このため、所望の弁寸法すなわち熱作用部への弁の投影面積が小さくなり、所期の目的である吐出エネルギの有効利用およびリフィル動作の円滑化を十分に達成できなくなる恐れがある。これは特に、産業用途など、安定した吐出動作を高速に行うことが厳しく要求される記録ヘッドないしは記録装置を用いる場合に問題となり得る。
【００１０】
従って、所期の目的に見合う形状および寸法をもつ弁が形成されていることが強く望ましく、そのためには二体構造を採用する方が、設計および製造上有効である。しかしこの場合、特許文献１で認識されていた課題、すなわち弁保持部材の取り付け精度の低下による信頼性の低下や吐出の不安定などが適切に解決されなければならないことは勿論である。
【００１１】
ここで、弁保持部材は基板に対して好ましくない反りや浮きがない状態で接着されることで、取り付け精度が確保されていなければならないが、弁保持部材と基板との間に液状の接着剤を塗布し、加熱硬化させることで接着を行う場合には、次のような種々の問題が生じる。
【００１２】
まず、接着剤塗布ポイントが少ないと、好ましくない反りや浮きを効果的に抑制できなくなることである。また、基板および支持部材間の接着強度が弱く、インクの流れによって弁保持部材が基板から剥離してしまうことも懸念される。
【００１３】
この問題を解決するために接着剤塗布ポイントや塗布量を増やした場合、接着剤は塗布時には液状であるため、塗布ポイントから周囲に流動し、隣接する塗布ポイントの接着剤同士がつながってしまい、結果として弁保持部材と基板とが接着剤を介し広い面積の連続領域（甚だしい場合には全面）で接着された状態となってしまう。すると、接着剤硬化工程における加熱や、記録動作に伴って生じる熱的影響によって接着界面に大きな応力が発生する。すなわち、接着剤自身の硬化収縮あるいは接着剤と基板の線膨張率の差によって接着部にストレスが発生し、基板に微小なクラックが発生する恐れがある。基板には一般に、発熱部を選択的に駆動するためのアルミニウム等の配線が設けられるので、発生したクラックにインクが介在することで電気的ショートが発生し得る。また、接着剤塗布量が過剰であると、記録ヘッドないしは液路内のインクの流れを阻害する恐れもある。
【００１４】
さらに、接着剤を所望の位置に所定量塗布するために、一般に定量吐出装置（ディスペンサ）が使用されるが、これによっても接着剤の塗布形状を正確に管理することはできない。従って、硬化後の接着剤の形状に塗布位置間で差異が発生し、弁保持部材の固定状態がばらつき、安定した接着条件ひいては安定した取り付け精度を維持することが非常に困難となる。
【００１５】
これに対し、特許文献２に開示された方法では、基板上の後方２箇所に設けた支持部材を介し、ボンディング技術を応用して弁保持部材を接合する構成を採用している。かかる構成では、接着剤の硬化等に関連した問題は生じないが、接着剤を用いた場合と同様、反りや浮きを効果的に抑制できなくなり、また弁保持部材が基板から剥離してしまう恐れもある。
【００１６】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたもので、基板と弁保持部材との二体構造を採用し、吐出エネルギの有効利用およびリフィル動作の円滑化を好ましく達成できる弁の配設を実現するとともに、基板に対して弁保持部材が良好な状態で接着され、所要の取り付け精度が確保および維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そのために、本発明は、ノズルからインクを吐出するのに利用される熱エネルギをインクに作用するための発熱部を有する基板と、前記ノズルに対応して設けられ、前記発熱部による熱エネルギの作用に伴う前記インクの発泡に応じて変位可能な可動弁を有する弁保持部材とを具えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記基板は前記弁保持部材を取り付けるための台座を有し、
前記弁保持部材は前記台座に取り付けられる底面とこれに対向する上面との間を貫通する穴を有し、
前記弁保持部材は、前記台座と熱膨張率の等しい材料を前記上面から前記穴を通って前記台座に連結するよう付着させて形成した接着部によって前記基板に固定されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、ノズルからインクを吐出するのに利用される熱エネルギをインクに作用するための発熱部を有する基板と、前記ノズルに対応して設けられ、前記発熱部による熱エネルギの作用に伴う前記インクの発泡に応じて変位可能な可動弁を有する弁保持部材とを具えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記基板に設けられた台座に、貫通穴を有する前記弁保持部材を配置する工程と、
フォトリソグラフィプロセスを適用して、前記弁保持部材の上面から前記穴を通って前記台座に連結する接着部を形成することで前記基板に前記弁保持部材を固定する工程と、
を具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板と弁保持部材との二体構造を基本的に採用したことで、可動弁の形状・寸法を適切に選択することができ、これにより吐出エネルギの有効利用およびリフィル動作の円滑化を好ましく達成できる。また、台座と熱膨張率の等しい材料を弁保持部材の上面側から穴を通って台座に連結するよう付着させて形成した接着部により弁保持部材を固定するようにしたので、熱的影響によって好ましくない応力が生じることがなく、所要の取り付け精度が維持できるようになる。また、接着剤を用いず、フォトリソグラフィプロセスを適用して弁保持部材を基板に対して接着されるようすることで、所要の取り付け精度が確保および維持できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の詳細を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による記録ヘッド１１０を具えた記録装置１１１の内部構造の概略を示す正面図である。
【００２１】
図１において、記録装置１１１は、複数の記録ヘッド１１０、各記録ヘッド１１０に対応する個別の回復ユニット１１２、インクを収納するカートリッジ形態のインクタンク１１３、搬送部１１４、オペレーションパネル部１１５、記録媒体１０３を記録装置本体に送給する給紙部１１６などから構成される。
【００２２】
図２は、記録ヘッド１１０を分解した状態で示す斜視図である。  
図２において、１０１は記録ヘッド１１０の主要部をなす吐出エレメントであり、一側面においてセラミック製のベースプレート１００によって支持されている。吐出エレメント１０１の対向側面には配線基板１０２が配され、吐出エレメント１０１上に設けられる配線（発熱部やその駆動素子用のもの）の電極部とワイヤボンディングにより電気的に接続されている。
【００２３】
１２０は吐出エレメント１０１に対しインクを授受するためのインク流路形成部材であり、配線基板１０２に設けた開口を通して吐出エレメント１０１内に設けられる共通液室（後述）に接続される。本例のインク系は、記録ヘッド１１０とインクタンク１１３との間で循環系を構成している。すなわち、インクタンク１１３からインク流路形成部材１２０を介して吐出エレメント１０１内の共通液室に対してインクが移送され、当該移送されたインクが共通液室より各ノズルに分配される。一方、共通液室からはインク流路形成部材１２０を介して吐出エレメント１０１を介してインクタンク１１３にインクが還流する。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る記録ヘッドの吐出エレメント１０１のノズル近傍を示す一部破断斜視図である。ヒータボード１にはインクを加熱発泡するための電気熱変換体などの発熱部（ヒータ）２が複数、ノズル１４に対応した位置に配置されている。ヒータ２にはチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、厚さは０．０１〜０．５μｍ、シート抵抗は単位正方形あたり１０〜３００Ωのものが用いられる。なお、ヒータはチッ化タンタル以外の材料、例えばホウ化ハフニウムなどで形成されたものでもよく、厚さやシート抵抗についても特に限定されるものではない。
【００２５】
ヒータ２の両端部には通電を行うためのアルミニウム等でなる一対の電極配線（不図示）が接続されており、一方の電極配線には通電をオン／オフするためのスイッチングトランジスタ（不図示）が設けられている。スイッチングトランジスタは、ヘッド外部から入力される記録信号に応じ、ゲート素子等を含む回路からなる制御用ＩＣによって駆動が制御される。
【００２６】
ヒータボード１上の隣接するヒータ間にはノズル側壁５が形成され、さらにノズル側壁５の上面には、厚さ２μｍ程度の天板接着層７を介して、Ｓｉ等で形成された天板８が配置される。これにより、ヒータボード１、ノズル側壁５および天板接着層７で囲まれた管状のノズル１４が画成される。また、ヒータボード１上、各ノズル１４の吐出口１５側には厚さ５〜１０μｍ程度のノズル補強壁３が形成されている。天板８は、異方性エッチング等で形成された開口（不図示）を備え、この開口に上述したインク流路形成部材１２０が接続されることで、共通液室１６へのインク導入等が可能となる。
【００２７】
ヒータボード１上には、弁台座１２を介して弁保持部材１１が配置される。弁保持部材１１は、各ノズルに対応する可動弁６を片持ち支持した状態で形成される。そして弁保持部材１１は、可動弁６の自由端９の側が吐出口方向に延在し、可動弁支点１０が共通液室１６内に位置するような状態で配置されている。弁保持部材１１には適切に分布させた複数の穴１８が設けられており、穴１８を通して接着柱１３を形成することで、弁保持部材１１を弁台座１２に結合させている。
【００２８】
以上の構成において、ヘッド外部から入力される記録信号に応じ、制御用ＩＣによってスイッチングトランジスタの駆動が制御され、これによってヒータ２の通電がオン／オフされる。共通液室１６から各ノズル１４に供給されたインクは、ヒータ２上で加熱され、発泡する。インクの発泡が始まると、それに伴い可動弁６も変位を開始し、発泡の圧力を効果的に作用させて、インクの流れが吐出口方向へ向かうのを促進する。その後、発生した気泡内の圧力が減少することによって気泡は収縮し、吐出口から出たインク滴が切り離されて吐出される。
【００２９】
図４〜図１３を用いて記録ヘッドの主要部をなす吐出エレメントの製造方法を説明する。これらの各図の（ａ）は記録ヘッドの吐出口側から見た図に対応しており、（ｂ）はノズルの長手方向に沿った断面図に対応している。なお、本実施形態では、２つの吐出エレメントが一体の状態で製造され、各図の（ｂ）において一点鎖線で示す面で切断されることにより各吐出エレメントが作成されて、当該切断面に吐出口が現れるものとなる。なお、吐出エレメントの製造方法としてはこれに限定されるものではなく、単体で製造されるものでもよい。
【００３０】
図４（ａ）および（ｂ）に示すシリコンウエハでなる素子基板Ｂ上に、半導体製造工程で用いるものと同様の製造装置を用いて、ホウ化ハフニウムやチッ化タンタル等からなるヒータ２を形成した。なお、素子基板Ｂとしては、ヒータ２を選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子でなる駆動回路を予め作り込こんでおいたものとすることができる。さらに、次工程における感光性樹脂フィルムとの密着性の向上を目的として、素子基板Ｂの表面に洗浄を施し、紫外線−オゾン等による表面改質を行った後、例えばシランカップリング剤をエチルアルコールで１重量％に希釈した液を上記改質表面上にスピンコートした。
【００３１】
次に表面洗浄を行い、密着性を向上した素子基板Ｂ上に、図５（ａ）および（ｂ）に示すように感光性樹脂フィルムＤＦをラミネートした。
【００３２】
次に、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、フォトマスクを介して、ノズル補強壁３、弁保持部材１１を接着するための弁台座１２として残す感光性樹脂フィルムＤＦ上の部分に、紫外線を照射した。
【００３３】
そして、次の工程では、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、さらに感光性樹脂フィルムをラミネートした。
【００３４】
次に、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、このラミネートした感光性樹脂フィルムにフォトマスクを配し、ノズル側壁５として残す部分に紫外線を照射した。
【００３５】
次に、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、感光性樹脂フィルムをキシレンとブチルセルソルブアセテートとの混合液からなる現像液で現像し、感光性樹脂フィルムの未露光部分を融解させることで、露光して硬化した部分により素子基板Ｂ上にノズル補強壁３、ノズル側壁および弁台座１２が形成される。
【００３６】
弁台座３には弁保持部材１１が接着される。ここで、弁保持部材１１は次のような工程で作成される。すなわち、まず基板ウェハ上を母材として感光性樹脂フィルムをラミネートし、露光、現像を経てウェハ上にパターンを作成する。これを使用し、電鋳によってウェハ上にＮｉを厚さ５μｍ程度まで成長させる。その後、パターンを溶解させることによりウェハ上に可動弁を有する弁保持部材が形成された状態となる。これをウェハから剥離し、弁保持部材１１が完成する。
【００３７】
このような工程を経て弁保持部材を作成することで、特許文献１で問題の１つとしてされていたような微細な弁の形成が可能となり、液路（ノズル）の微細化に資することが可能となる。また、弁保持部材を基板とは別体に作成することで、所期の目的に見合う寸法および形状をもつ弁を形成することが可能となる。
【００３８】
弁保持部材１１は、ノズル側壁５を形成した後、図１０（ａ）および（ｂ）のように弁台座１２に対し接着柱１３によって固定される。その接着工程については後述する。
【００３９】
次に、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、感光性樹脂フィルムを材料とした天板接着層７を予めラミネートしておいた天板８をノズル側壁５の上に溶着する。このとき２００℃程度のキュアを要する。
【００４０】
以上の工程を経て製造されたものを、吐出口の突き合わせ面（一点鎖線で示した面）に沿って切断することによって２つの吐出エレメントに分離する。すなわち、図１１（ａ）および（ｂ）に示した状態のものを、例えば厚さ０．０５ｍｍのダイヤモンドブレードを取り付けたダイシングマシンを用いて、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように切り離す。
【００４１】
次に、切断面を平滑化するため、分離した際に形成された吐出エレメントの切断面に一定圧力を作用させながら研磨を行った。この際、切断時における基準部材である素子基板Ｂと比べて、吐出口周囲を画成している樹脂材料は弾力性が高いため、研磨加工後に加工時の圧力を解除することで、その吐出口周囲の樹脂材料は、図１３に示すように切断面より所定量隆起する。これにより、吐出口１５の周囲は同じ材質の部材で画成されることになる。
【００４２】
本実施形態の主要部に係る弁保持部材１１とヒータボード１上の弁台座１２との接着方法について詳述する。
【００４３】
図１４の（ａ）は本実施形態に係る記録ヘッドを、天板を取り外した状態で示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った記録ヘッドの断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分ＸＩＶＣの拡大図である。
【００４４】
まず、本実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、寸法および分布状態を適切に定めた複数の円形状の穴１８が、弁保持部材１１の上面および底面間を貫通して形成されている。
【００４５】
ここで、可動弁６は、高速印刷の際にも吐出周波数に追従して円滑に作動しなければならない。つまり可動弁６は、気泡発生時の圧力によって変位し、所定量のインク吐出後には速やかに復元しなければならない。しかし気泡が収縮する際の振動が可動弁６に伝達されて共振が生じた場合、吐出の乱れが発生する恐れがある。そこで本実施形態では、弁保持部材１１を、適切に分布した複数の穴１８を有する構造とすることによって振動成分を分散し、振動伝搬を大幅に抑制している。
【００４６】
かかる弁保持部材１１の構成は、その取り付け精度を確保・維持する上でも好ましいものである。例えば上述の製造工程では、特に天板８をノズル側壁５に接合する際に２００℃程度に加熱を行う必要が生じる。また、本実施形態の記録ヘッドは、インクを吐出させるために熱エネルギを利用する方式のものである。これらの熱によって弁保持部材１１が膨張すると、歪みが生じ、ヒータボード１上の弁台座１２に対する弁保持部材１１の取り付け精度に悪影響が及ぶ恐れがある。しかし本実施形態においては、弁保持部材１１を、適切に分布した複数の穴１８を有する構造としたことによって熱膨脹を緩和することが可能となる。
【００４７】
そして本実施形態においては、弁保持部材１１に分布している複数の穴１８の一部を利用し、フォトリソグラフィプロセスを適用することによって、弁保持部材１１の弁台座１２への接着を行っている。その接着は例えば次のように行われる。
【００４８】
まず、弁台座１２上に弁保持部材１１を適切に位置決めして配置する。次に弁保持部材１１上に感光性樹脂フィルムをラミネートする。このとき、弁保持部材１１は上述のように５μｍ程度の薄い板状の部材であるので、穴１８の部分で感光性樹脂フィルムが陥没し、弁台座１２に接触する。そしてラミネートした感光性樹脂フィルムにフォトマスクを配し、接着柱１３として残す部分に紫外線を照射する。さらに感光性樹脂フィルムを、キシレンとブチルセルソルブアセテートとの混合液からなる現像液で現像し、未露光部分を融解させる。この結果、露光して硬化した部分が弁保持部材１１上に残り、かつこれは穴１８を通って弁台座１２に連結される接着柱１３となる。そしてその後、１００℃程度で接着柱１３を硬化させることで、弁保持部材１１と台座１２とが結合され、弁保持部材１１の接着が完了する。
【００４９】
ここで本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、弁保持部材１１と弁台座１２とは等間隔に形成した接着柱１３により結合している。接着柱１３の配設位置および個数は、弁保持部材１１の好ましくない反りや浮きを効果的に抑制でき、かつ所要の接着強度が得られるよう、適切に定めることができる。そのための設計の自由度を増す意味でも、複数の穴１８が分布している弁保持部材１１の構造は好ましいものである。
【００５０】
また本実施形態では、弁台座１２はノズル形成時に同時に感光性樹脂フィルムにより形成されている。そして接着柱１３も感光性樹脂フィルムを用いてフォトリソグラフィプロセスにより形成されるため弁台座１２と連結し、高精度かつ安定した接着状態を確保することができる。また、弁台座１２と接着柱１３とを同一材料で形成することで、熱的影響によって好ましくない応力が生じることもない。
【００５１】
ここで、本実施形態に対する比較例として接着剤を使用して接着を行う場合について説明する。
【００５２】
図１５の（ａ）は比較例に係る記録ヘッドを、天板を取り外した状態で示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った記録ヘッドの断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分ＸＶＣの拡大図である。
【００５３】
この比較例では、弁保持部材１１と弁台座１２とは等間隔に塗布された接着剤１９により結合している。接着剤は液状の熱硬化型エポキシ系であり、定量吐出装置（ディスペンサ）によって弁保持部材１１の上面側より塗布される。塗布された接着剤１９は弁保持部材１１の穴１８より弁台座１２に向かって流出し、さらに毛細管現象により弁保持部材１１と弁台座１２との間の界面に広がる。その後、加熱により接着剤１９を硬化させることで弁保持部材１１と弁台座１２とが結合する。
【００５４】
ここで、弁保持部材１１と弁台座１２との界面全体に広がっている接着剤１９は、加熱後の冷却時により収縮する。従って、接着剤１９と弁台座間１２とに応力が発生し、弁保持部材１１の取り付け精度に悪影響が及ぶ恐れがある。またそれだけでなく、甚だしい場合には応力に耐えられなくなった弁台座１２に微小クラックが発生する。
【００５５】
そのようなクラックは、記録ヘッドの製造時だけでなく、使用時にも生じ得る。上述したように、高速印刷においては、ヒータ２が高周波駆動され、可動弁６の変位および復原の動作も高周波で行われる。このため、ヒーターボード近傍は高温環境となる一方、弁保持部材１１を固定している接着剤１９と弁台座１２とは異なる材料であり、当然のことながら線膨脹率が異なる。そのため、特に高速印刷時においては、接着剤１９と弁台座１２とで熱による伸び量に差異があり、両者の接触面に応力が発生する。この応力が増大すると、弁台座１２に微小クラックが発生する恐れがあるのである。
【００５６】
このようなクラックが発生すると、弁台座１２の下面に配設されている通電用配線等がインクに触れ、これを媒介としてショートが生じ、吐出不良ひいては形成画像の品位低下をもたらすものとなる。
【００５７】
また、接着剤を所望の位置に定量塗布するためにディスペンサを使用する際、塗布ポイントを含む全領域をディスペンサの接着剤吐出部が移動する必要がある。塗布開始から終了までの間に、塗布開始直後の塗布ポイントから順に周囲に接着剤が流出し始め、ノズル近傍に達する。そのため後工程の加熱によりノズル近傍の接着剤が硬化すると、可動弁６が固着してしまい、その所望の変位が妨げられることで、可動弁６を配設した所期の目的が達成できなくなる恐れもある。
【００５８】
以上のように、液状の接着剤を塗布して弁保持部材１１を接着する場合には、接着部位の形状を厳密に管理できず、それに起因して種々の問題が発生する。これに対し、上述した実施形態によれば、基板に対して弁保持部材が良好な状態で接着され、所要の取り付け精度が確保および維持できる。また、接着剤の広がりに顧慮する必要もないため、接着ポイントの設定にも自由度が増し、反りや浮きの生じない、安定した弁保持部材１１の接着状態を得ることが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態では、図１４（ａ）から明らかなように、接着柱を断面円形の円柱形状としたが、その形状を適宜定め得ることは勿論である。
【００６０】
図１６は接着柱１３を断面六角形の六角柱形状とした実施形態を示している。ここで、その六角形は、ノズル配列方向の長さｂよりもノズル配列方向に直交する方向の長さａの方が大きいものとなっている。このような形状に設計することによって、共通液室からノズルに向かうインクの流れの抵抗を低減し、インクリフィル性を低下させないようにすることが可能である。また、そのために六角柱を必須の要件とするものではなく、他の形状、例えば楕円柱や他の多角形柱であってもよいことは勿論である。
【００６１】
また、上述の実施形態では、振動成分を抑制し、熱膨張の影響を少なくするために弁保持部材１１に分布させた穴１８を利用して接着柱１３を形成した。しかし本発明はかかる構造の弁保持部材にのみ適用されるものではない。すなわち、接着柱を形成するために適宜の穴が形成されたものであればよい。
【００６２】
さらに、弁保持部材１１の上面から穴１８を通って弁台座１２に連結する接着部を好ましく形成可能なものであれば、適用されるフォトリソグラフィプロセスについても上述したものに限られないことは勿論である。加えて、接着部の形成には必ずしも感光性樹脂材料を用いるフォトリソグラフィプロセスの適用を必須とするものではない。例えば、弁台座とは異なる材料であっても、熱膨張率の等しい材料であれば熱的影響によって好ましくない応力が生じることがないので、そのような材料を弁保持部材１１の上面側から吹き付けること等により付着させて形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態による記録ヘッドを具えた記録装置の内部構造の概略を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による記録ヘッドの構成要素である吐出エレメントのノズル近傍を示す一部破断斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図１３】図３の吐出エレメントの製造工程を説明するための模式図である。
【図１４】（ａ）は実施形態に係る記録ヘッドを、天板を取り外した状態で示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った記録ヘッドの断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分ＸＩＶＣの拡大図である。
【図１５】（ａ）は比較例に係る記録ヘッドを、天板を取り外した状態で示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った記録ヘッドの断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分ＸＶＣの拡大図である。
【図１６】他の実施形態に係る記録ヘッドを、天板を取り外した状態で示す上面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ヒーターボード
２  発熱部（ヒータ）
３  ノズル補強壁
５  ノズル側壁
６  可動弁
７  天板接着層
８  天板
９  自由端
１０  支点
１１  弁保持部材
１２  弁台座
１３  接着柱
１４  ノズル
１６  共通液室
１８  穴
１９  接着剤
２０  弁動作部
１００  ベースプレート
１０１  ヒーターボード
１０２  ＰＣＢ
１１０  液体吐出ヘッド
１１１  液体吐出装置
１１２  回復ユニット
１１３  インクタンク
１１４  搬送部
１１５  オペレーションパネル部
１１６  給紙部
Ｂ  素子基板（シリコンウエハ）
ＤＦ  紫外線感光性樹脂フィルム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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