(57)【要約】【課題】  インクジェット記録ヘッドの製造作業の省人化および管理の簡略化に対して、段差量や材料物性の変化を検知して最適な塗布条件に調整しながら、電気配線が露出したり、記録素子基板と記録媒体間の距離が増大したりせずに封止材を塗布する必要がある。【解決手段】  封止材塗布前にワーク基準からの電気配線テープの高さを検知し、検知結果に基づいて前記電気配線テープと塗布ニードルとのギャップを調整後に封止材を塗布する。封止材塗布後に段差下段側封止材塗布位置を測定して、その測定結果から封止材塗布量を調整する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気配線テープと記録素子基板間を搭載し、
前記電気配線テープと前記記録素子基板とが段差を有して配置され、
前記電気配線テープと前記記録素子基板とを結合する電気配線部に対して封止材を塗布する工程
を備えたインクジェットヘッドの製造方法において、
封止材塗布前にワーク基準からの前記電気配線テープの高さを検知する工程と、
封止材塗布前に前記検知結果に基づいて前記電気配線テープと封止材塗布ニードルとのギャップを調整する工程と、
封止材塗布後に段差下段側封止材塗布位置を測定する工程とを有し、
前記測定結果から封止材塗布量を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記塗布ニードルと前記電気配線テープとのギャップは常に一定に調整されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記封止材塗布量の調整は、連続した複数回の前記封止材塗布位置測定結果の平均値を基準にして調整を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記封止材塗布量の調整方法は、塗布圧力および塗布スピードの調整により行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記塗布圧力および塗布スピードの調整量は、常に一定であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項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】
前記下段側封止材塗布位置の変化量から前記電気配線テープと前記記録素子基板との段差の変化を判断し、必要に応じて塗布圧力および塗布スピードの調整量を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項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の製造方法に関する。特に、製造作業の省人化および管理の簡略化を図るための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドは、近年、プリンタ、複写機等多くのオフィス機器に利用されており、さらに捺染装置等の産業用システムにまで急速に普及しつつある。記録ヘッドとしては、これとインクタンクとが個別に着脱可能である形態のものや、記録ヘッド部とインク容器とが一体となったカートリッジ形態のものなどがある。
【０００３】
このインクジェット記録ヘッドの製造方法において、液体封止材の塗布による電気配線および電極部を封止する方法が提案されている。特許文献１には、段差を有する電気配線テープと記録素子基板に対して、電気配線および電極の封止不良発生を抑えることのできる製造方法が開示されている。これは、特許文献１の図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電気配線テープと記録素子基板との間隙L1、L2を持つ、インクジェット記録ヘッドの電気配線および電極部に対して、L1からL2に向けて封止材を塗布する製造方法である。
【０００４】
また、特許文献２には、液剤塗布に対して、作業者による塗布条件調整が不要な製造装置および製造方法が開示されている。これは、液剤塗布後、塗布状態を画像認識し、その画像データに基づいて液剤の塗布条件をフィードバック制御するものである。自動調整する塗布条件としては、塗布量の他、塗布ニードルとワークとのギャップがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９６５７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
更なるコスト削減のため、インクジェット記録ヘッドの製造においても、省人化および管理・調整作業の簡略化が求められている。しかしながら、この要求に対しては以下の問題がある。
【０００７】
（１）電気配線テープと記録素子基板との間で段差を有する場合、塗布した封止材の封止領域はその段差量によって変化する。図７（ａ）に封止材塗布中のインクジェット記録ヘッドの断面図を示す。電気配線テープ１０と記録素子基板１との段差にある電気配線１２に対して、電気配線１２の上面を被覆するための封止材３１を塗布ニードル２０で塗布している。図７（ｃ）は段差が大きい場合、（ｅ）は段差が小さい場合の封止材塗布状態をそれぞれ示している。図７（ｂ）は図７（ａ）のようにして封止材が塗布されたインクジェット記録ヘッドの平面図である。同様に、図７（ｄ）は図７（ｃ）、図７（ｆ）は図７（ｅ）にそれぞれ対応している。段差量が変化すると、段差下段側で封止領域が顕著に変化する。この電気配線テープ１０と記録素子基板１との段差は、部品バラツキなどによって変動する。段差が大きい場合、段差が小さい場合と比較して封止領域が小さくなる。これは、同一量の封止材を塗布した場合、大きい段差を埋める分だけ、より多くの封止材が必要だからである。
【０００８】
（２）封止材には熱硬化性樹脂が用いられる。これは、常温でも徐々に硬化反応が進み、製造で使用中にも材料物性が変化していく。具体的には、材料粘度が徐々に増加する。これに伴って同一の塗布条件下でも塗布量が徐々に減少していく。当然のことながら、電気配線テープと記録素子基板との段差が一定であっても、塗布量が減少すると封止領域は小さくなり、増えると封止領域は大きくなる。
【０００９】
これらの問題に対して、特許文献１の開示技術は、電気配線テープと記録素子基板との段差近傍の局所的な封止材形状くびれを抑えるものである。即ち、部品バラツキなどにより段差が変化した場合、封止領域全体の変化は抑えることができない。具体的には同一の塗布量でも、段差が大きくなる場合、封止材が不足して封止領域全体が小さくなり、必要な領域を確実に封止できないことがある。また、段差が小さい場合は、封止材過剰になり、封止領域が大きく広がってインク吐出口を塞いでしまう恐れがある。このため、段差量に応じて最適な塗布量に調整する必要がある。さらに、前述の通り、封止材塗布量は製造工程中も時間経過と共に徐々に変化していく。このため、生産ライン上では数時間に１回の頻度で、作業者による電気配線テープと記録素子基板との段差量測定を含めた塗布量の確認・調整作業を行っている。
【００１０】
この塗布量調整の省人化・簡略化に関して、特許文献２の開示技術では、画像認識した塗布面積から自動で塗布条件の補正を行っている。しかし、この開示技術をインクジェット記録ヘッドの製造方法に適用しようとする場合、塗布量を調整するにも、塗布領域の変化が段差量の変化に起因するのか、塗布材料の物性変化に起因するのかが判断できない。他に、塗布領域の調整方法には、特許文献２の図５（ａ）、（ｂ）のように塗布ニードルとワークとの距離を縮めて、塗布領域を広げるものがある。しかし、塗布領域変化の原因が不明のまま領域調整のためのギャップ調整を行うと、封止材が極端に薄くなって電気配線が露出したり、厚くなり過ぎて記録素子基板と記録媒体間の距離が増大し、画像品位の低下を招いたりする可能性がある。
【００１１】
また、段差量を計測するためにレーザーセンサにより記録素子基板の高さを検知しようとしても、吐出口を形成する樹脂層をレーザー光が透過し、さらにシリコン基板上で光が乱反射してしまうため、検知することができない。
【００１２】
以上、インクジェット記録ヘッドの製造おける省人化および管理の簡略化には、段差量や材料物性の変化を検知して最適な塗布条件に調整しながら、電気配線が露出したり、記録素子基板と記録媒体間の距離が増大したりせずに封止材を塗布する必要がある。本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、封止材の塗布条件を好適なものにする条件調整を簡便に行うことが可能な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、電気配線テープと記録素子基板を搭載し、前記電気配線テープと前記記録素子基板とが段差を有して配置され、前記電気配線テープと前記記録素子基板とを結合する電気配線および電極に対して封止材を塗布する工程を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、封止材塗布前にワーク基準からの前記電気配線テープの高さを検知する工程と、封止材塗布前に前記検知結果に基づいて前記電気配線テープと封止材塗布手段とのギャップを調整する工程と、封止材塗布後に段差下段側封止材塗布位置を測定する工程とを有し、前記測定結果から封止材塗布量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成によれば、インクジェット記録ヘッドの製造工程において、段差量や材料物性の変化を検知して最適な塗布条件に調整しながら、電気配線が露出したり、記録素子基板と記録媒体間との距離が増大したりせず封止材を塗布することができる。結果として、封止材の塗布条件をより好適なものにする条件調整を簡便に行うことが可能な製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用可能なインクジェット記録ヘッドの概観斜視図である。
【図２】電気配線部の一部拡大平面図および一部拡大断面図である。
【図３】本発明が適用可能なインクジェット記録ヘッドの封止工程を示す概略説明図である。
【図４】本発明の第一の実施形態における製造工程フローである。
【図５】本発明の第一の実施形態における電気配線テープと塗布ニードルとのギャップ調整を説明する図である。
【図６】本発明の第一の実施形態における封止形状測定機を説明する図である。
【図７】電気配線テープと記録素子基板との段差による封止領域の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明に係る実施形態を説明する。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明が適用可能なインクジェット記録ヘッドの外観斜視図である。
【００１８】
本発明に係る実施形態のインクジェット記録ヘッド１００は、図１に示すようにインクタンク部記録ヘッド部とが一体構成の形態のものである。インクジェット記録ヘッド１００は、インクジェット記録装置本体のヘッド搭載部材であるキャリッジの位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。
【００１９】
記録素子基板１は、互いに対向する２辺と、その２辺に挟まれた辺に沿ってエネルギー発生手段に電力を供給するために配された電極部と、を備えている。また、記録素子基板１は、液体であるインクが吐出される吐出口３と、インクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段である電気熱変換体と、その電気熱変換体へ電気信号や発熱用の電力を送るための配線と、を備えている。電気熱変換体と吐出口３とは、互いに対向するように配置されている。
【００２０】
また、電気配線部材としての電気配線テープ１０は、記録素子基板１の対向する２辺とその２辺に挟まれた辺とのそれぞれに沿って対向する辺を備えている。そして、電気配線テープ１０は、外部から記録素子基板１の電極部２に対してインクを吐出するための電力や電気信号を供給する電気経路（配線）を形成するものである。
【００２１】
電気配線テープ１０には、記録素子基板１を組み込むための開口部１１が形成されている。この開口部１１の縁付近には、記録素子基板１の電極部２に接続されるリード状の電気配線１２が形成されている。さらに電気配線テープ１０には、不図示の本体装置からの電気信号を受け取るための外部配線部である外部信号入力端子１３が形成されている。電気配線１２と外部信号入力端子１３とは、連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
【００２２】
電気配線テープ１０と記録素子基板１との電気的接続は、例えば、記録素子基板１の電極部２（図２（ａ）参照）に形成されたバンプと、記録素子基板１の電極部２に対応する電気配線テープ１０の電気配線１２と、を熱超音波圧着法による電気接合で行なわれる。あるいは、生産効率向上のため、記録素子基板１の電極部２をメッキし、記録素子基板１の電極部２に対応する電気配線テープ１０のリード状の電気配線１２を一括接合するギャングボンディング方式により電気接合により電気接合してもよい。
【００２３】
図２（ａ）には電気配線部の一部拡大平面図を、また、図２（ｂ）には図２（ａ）のＡ−Ａ位置における断面の一部拡大断面図を示す。ここで、図２（ｂ）を用いて、電気配線テープ１０と記録素子基板１との高さ方向の関係について説明する。
【００２４】
吐出口３が形成された記録素子基板１の表面（主面１ａ）は、開口部１１が形成された電気配線テープ１０の主面１０ａよりもインクジェット記録ヘッド１００の本体に対して近くなるように配置されている。これにより、記録素子基板１の主面１ａと電気配線テープ１０の主面１０ａとの間には段差ｄが形成されていることとなる。この段差ｄは、記録媒体との衝突等によって吐出口３にキズなどがつくことを防止するための構成である。このキズによってインク滴がヨレるという現象が発生するので、吐出口３が存在している記録素子基板１の主面１ａを、記録中の紙詰まりなど、キズの発生要因から守るために必要なものである。
【００２５】
本発明に係る封止工程について図３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は、封止材を塗布する前の状態のインクジェット記録ヘッドの電気配線部を示す平面図である。図３（ｂ）は、封止材を塗布した後の状態のインクジェット記録ヘッドの電気配線部を示す平面図である。
【００２６】
第１の封止材３０は、電気接続部１２ａを除く記録素子基板１と開口部１１を囲む電気配線テープ１０の縁との間を封止するように塗布される。第２の封止材３１は、第１の封止材３０が塗布された後に、電気接続部１２ａを封止するために塗布される。なお、第２の封止材３１の塗布は、第１の封止材３０の硬化を待つことなく開始するものでもよい。第２の封止材３１は、塗布ニードルから材料を吐出して塗布される。このときニードルは、図３（ｂ）に示すように、第１の辺１１ｂ1側から電気接続部１２ａの上方を経由して第２の辺１１ｂ2側に向かう矢印ａ方向に移動する。つまり、第２の封止材３１は、先ず第１の辺１１ｂ1の電気配線テープ１０の上面から塗布開始され、封止開始側の開口部１５を通って電気接続部１２ａを覆うように塗布される。そして、封止用端部１６を経て第２の辺１１ｂ2の電気配線テープ１０の表面（主面１０ａ）まで塗布される。次いで、同様にして、対向する他方の辺１１ａ側に設けられた他の電気接続部１２ａへの第２の封止材３１を塗布がなされる（図３（ｂ））。第１の封止材３０は、塗布後の流動性が必要であり、２５℃のときの粘度が１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下（Ｂ８Ｈ型粘度計６番ローターで１００ｒｐｍの条件で測定）のものである。一方、第２の封止材３１は、塗布後も形状を保持するものであり、２５℃のときの粘度が１５０Ｐａ・ｓ以上３５０Ｐａ・ｓ以下（Ｂ８Ｈ型粘度計７番ローターで２０ｒｐｍの条件で測定）のものである。
（実施例１）
本発明の第１の実施例について、図４、図５、図６を参照して説明する。
【００２７】
図４は本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法における、封止材３１の塗布工程のフローである。図５は封止材塗布前のインクジェット記録ヘッドの断面図である。先ず始めに、封止材塗布に先立って、ワーク基準（不図示）からの電気配線テープの高さ２１をレーザーセンサで検知する。次いで、この検知結果に基づいて、塗布ニードルと電気配線テープとの間隔２２を０．２ｍｍになるように調整する。この間隔２２を一定にすることにより、封止材が極端に薄くなって電気配線が露出したり、厚くなり過ぎてインク滴の記録媒体への着弾精度が低下したりすることを防止する。なおこの間隔２２は、今回の実施例の値に限ったものではない。電気配線が露出せず、封止材が厚くなり過ぎてインク滴の記録媒体への着弾精度が低下しない範囲で適宜調整することができる。
【００２８】
電気配線テープから所定の間隔に塗布ニードルがセットされた後、封止材３１を塗布する。塗布した封止材は、画像処理によって形状と位置を測定される。図６に塗布した封止材の形状測定機の一例を示す。インクジェット記録ヘッド１００に対して、ハーフミラー５２を介して照明５１から必要な光量を照射し、カメラ５０で撮像している。撮像した画像は２値化処理し、封止材の塗布形状と位置を計測する。電気配線テープと塗布ニードルとのギャップが一定の状態で塗布されているため、同一塗布量の場合、封止領域は段差量のみに依存する。先述の通り、塗布量は通常、時間経過と共に徐々に変化していくため、短時間の間に記録素子基板側の封止材位置が変化した場合、段差量が変化したものと判断することができる。
【００２９】
上述のようにして、測定した封止材の記録素子基板側位置から、電気配線テープと記録素子基板との段差変動および塗布量の変化を読み取り、塗布量補正の必要有無を判断する。この判断は、直前の連続した塗布位置・形状のデータの平均値を基準にして行うことが望ましい。これは、ニードル詰まりなどによる突発的な異常塗布のデータから調整が行われる可能性を回避するためである。こうすることで、自動の条件調整によって異常な塗布条件設定になる可能性を低減できる。今回の実施例では、ワーク３０個分の封止位置・形状測定結果の平均値を基準にして行っている。
【００３０】
塗布量補正では、記録素子基板上の封止材位置を計測し、設計値よりも封止領域が狭まっている場合、塗布量を増加させる。逆に、封止領域が広くなる場合には、塗布量を減少させる。この塗布量の増減は、塗布圧力の調整によって行う。これによって、工程タクトを変更することなく、塗布量を調整することができる。塗布量補正を行う場合の１回あたりの塗布圧力調整量は、可能な限り小さい値にする。これは、使用される封止材がある粘度範囲を持つためである。塗布圧力調整量が同一の場合、低粘度の材料では高粘度の材料に比べて塗布量の増減が大きくなってしまうなど、塗布量の補正量が一定にならない。また他方、先述の通り、材料は使用中にも徐々に物性が変化している。このため、理想的には使用中の材料粘度に合わせて圧力調整量を可変することが望ましいが、これを実現することは現実的に不可能である。そこで、使用する材料粘度の上下限値に合わせて、１回あたりの塗布圧力調整量を決定する。今回の実施例では、１回あたりの塗布圧力調整量は０．００１ＭＰａとした。この値にすることで、使用する材料が想定する粘度の下限付近であっても、過剰な補正になることなく塗布量調整ができる。また、材料粘度が上限付近であっても、複数回の圧力調整によって、所望の塗布量に補正することができる。当然のことながら、この圧力調整量は、今回の実施例の値に限ったものではなく、使用する材料粘度の範囲に合わせて適宜変更することができる。
【００３１】
塗布量の調整方法としては、塗布圧力以外にも、塗布時の塗布ニードル移動速度（以下、塗布スピードと記載）により調整する方法もある。塗布量を増加させるには塗布スピードを遅くし、減少させるには塗布スピードを早くする。塗布圧力による塗布量調整と同様に、使用する材料粘度の上下限値に合わせて、塗布スピードの調整量を決定する。この方法によれば、生産設備で使用可能な付帯圧力によらず、塗布圧力が一定の条件下でも塗布量を調整することが可能になる。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、段差量や材料物性の変化を検知して最適な塗布条件に調整しながら、電気配線が露出したり、記録素子基板と記録媒体間との距離が増大したりせず封止材を塗布することができる。結果として、封止材の塗布条件をより好適なものにする条件調整を、簡便に行うことが可能な製造方法を提供することができる。
（実施例２）
本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、基本的な製造工程フローは第１の実施例と同じであり、ここではその説明は省略する。
【００３３】
封止領域の測定結果によって、段差量が変化したと判断される場合、補正完了までの時間を短くするためには、封止材の増減量を大きくする必要がある。このような場合、通常の調整より大きい単位で塗布量を増減しても良い。例えば、塗布圧力によって塗布量調整を行う場合、封止領域の変化量に一定の閾値を設け、閾値以下で変化したときは０．００１ＭＰａずつ補正し、閾値以上の変化のときはその２倍の圧力を補正するといった制御も可能である。このような制御を行う場合、圧力補正量は部品バラツキと組立公差上発生し得る段差量や、使用する材料粘度に応じて、適宜段階的に設定することができる。なお、本実施例は塗布圧力により塗布量調整を行う場合だけでなく、塗布スピードにより塗布量調整を行う場合でも、同様に実施することができる。
【００３４】
本実施例によれば、第１の実施例と同様の効果を得られる他、電気配線テープと記録素子基板との段差が急激に変化したときも、短時間で、簡便に好適な塗布条件に調整することが可能な製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【００３５】
１    記録素子基板
２    電極部
１０  電気配線テープ
２０  塗布ニードル
２１  ワーク基準からの電気配線テープの高さ
２２  塗布ニードルと電気配線テープとの間隔
３１  封止材
１００  インクジェット記録ヘッド
【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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