(57)【要約】【課題】ノズルプレートとアクチュエータユニットとを比較的容易に、なおかつ高精度で接着することができるインクジェットヘッド、その製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  実施形態のインクジェットヘッドには、基板上に形成され、側壁と底面により区画された複数の圧力室からなるアクチュエータユニットと、前記アクチュエータユニットの複数の圧力室を覆って圧力室側壁と接着され、圧力室それぞれと対応し連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの、前記複数の圧力室の各側壁と対応する位置に形成された複数の貫通孔とを備えている。【選択図】  図４ｂ
2012162043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、側壁と底面により区画された複数の圧力室からなるアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットの複数の圧力室を覆って圧力室側壁と接着され、各圧力室と繋がる複数のノズル孔と、各側壁と対応する位置に形成された複数の貫通孔とを有するノズルプレートと、
を備えたインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記複数の貫通孔は、前記アクチュエータユニットの各側壁の端部と対応する位置に設けられている請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記ノズルプレートは、前記複数の貫通孔を連結するように形成されたガイド溝を更に有する請求項１あるいは２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記アクチュエータユニットを取り囲む枠板と、
前記基板の表裏を繋ぎ、前記アクチュエータユニット、前記枠板、前記基板、前記ノズルプレートで区画形成される空間に開口する導通口と、
を備える請求項１ないし３のいずれかひとつに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
基板上に形成され、側壁と底面により区画された複数の圧力室からなるアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットの複数の圧力室を覆って圧力室側壁と接着され、各圧力室と繋がる複数のノズル孔と、各側壁と対応する位置に形成された複数の貫通孔とを有するノズルプレートと、
を備えたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ノズルプレートの貫通孔を前記側壁に対応するようにして、ノズルプレートを前記アクチュエータユニットに押し当てた後、前記貫通孔から接着剤を前記側壁とノズルプレートの間に注入するインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ノズルプレートと前記アクチュエータユニットの側壁との間に接着剤を注入する前に、前記ノズルプレートの貫通孔と前記側壁の位置合わせを行う請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記基板上に前記アクチュエータユニットを取り囲むように枠板が固定されており、前記基板には、基板の表裏を繋ぎ、前記アクチュエータユニット、前記枠板、前記基板、前記ノズルプレートで区画形成される空間に開口する導通口が形成されており、前記ノズルプレートの貫通孔と前記側壁の位置あわせの後、前記導通口から空気を吸い出すことにより、前記ノズルプレートと前記アクチュエータユニットとを真空吸着する請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ノズルプレートを前記アクチュエータユニットに押し当てた状態で加熱する請求項５ないし７のいずれかひとつに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドのノズルプレートは、前記複数の貫通孔を連結するように形成されたガイド溝を更に有し、接着剤は、前記ガイド溝を介して前記貫通孔から注入される請求項５ないし８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレートを前記アクチュエータユニットに接着した後に、前記アクチュエータユニットを取り囲む枠板に前記ノズルプレートを接着する請求項５ないし９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ノズルプレートの前記貫通孔から接着剤を注入する前に、前記ノズルプレートおよび前記アクチュエータユニットを加熱する請求項５、８ないし９のいずれかひとつに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記側壁と前記ノズルプレートの間に接着剤を注入した後、この接着剤を段階的に硬化させる請求項５あるいは９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
基板上に形成され、側壁と底面により区画された複数の圧力室からなるアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットの複数の圧力室を覆って圧力室側壁と接着され、各圧力室と繋がる複数のノズル孔と、各側壁と対応する位置に形成された複数の貫通孔とを有するノズルプレートと、
を備えたインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造装置において、
前記インクジェットヘッドを載置する支持ベースと、
前記支持ベース上のインクジェットヘッドを、前記ノズルプレートを介して加圧する加圧ヘッドと、
前記圧力室の側壁と前記ノズルプレートの間に前記貫通孔から接着剤を注入する注入器とを備えたインクジェットヘッド製造装置。
【請求項１４】
前記加圧ヘッドの加圧面は、硬質な平面であり、加圧ヘッドの加圧力を調整する加圧調整部を更に備える請求項１３に記載のインクジェットヘッド製造装置。
【請求項１５】
前記加圧調整部は、前記支持ベース、もしくは前記加圧ヘッド、もしくは双方に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットヘッド製造装置。
【請求項１６】
前記加圧ヘッドの加圧面には、吸着溝、もしくは吸着穴、もしくは双方が設けられ、それらは、前記ノズルプレートの複数のノズル孔と重ならない位置に設けられている請求項１３ないし１５に記載のインクジェットヘッド製造装置。
【請求項１７】
前記加圧ヘッドは、インクジェットヘッドを加熱する加熱手段を有し、前記圧力室の側壁とノズルプレートの間の接着剤を本硬化温度以下で加熱して仮硬化させた後、本硬化させる請求項１３ないし１６に記載のインクジェットヘッド製造装置。
【請求項１８】
前記支持ベースは、インクジェットヘッドを加熱する加熱手段を有し、前記圧力室の側壁とノズルプレートの間の接着剤を本硬化温度以下で加熱して仮硬化させた後、本硬化させる請求項１３ないし１７に記載のインクジェットヘッド製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、複数の圧力室からなるアクチュエータユニットに複数のノズルが形成されたノズルプレートを張付けたインクジェットヘッド、その製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェットヘッドとして、アクチュエータユニットにノズルプレートを張付けた構造がある。アクチュエータユニットには多数の側壁によって仕切られた圧力室が形成されている。ノズルプレートには、各々の圧力室に対応したノズル（孔）が形成されている。このノズルは、インクを吐出するために設けられている。アクチュエータユニットとノズルプレートの一般的な張付けかたとして、アクチュエータユニットに接着剤の塗布を行なった後に、ノズルプレートをアクチュエータユニットへ張付ける方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、接着剤を接着部に対して均一に塗布することは難しく、圧力室にはみ出してしまうこともある。はみ出した接着剤がノズルにかかると、インク滴の吐出性能に悪影響を与え、結果として印字品質が低下する。また、接着剤のはみ出しを抑えるために接着剤の塗布量を減らすと、接着剤の不足により隣接するチャンネル間が導通してしまい、同様に結果として印字品質が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１２４９５５号公報
【特許文献２】特開２００２−５２９２８９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態が解決しようとする課題は、ノズルプレートとアクチュエータユニットとを比較的容易に、なおかつ高精度で接着することができ、接着剤の塗布等に起因する印字品質の低下を防げるインクジェットヘッド、その製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、実施形態のインクジェットヘッドは、基板上に形成され、側壁と底面により区画された複数の圧力室からなるアクチュエータユニットと、アクチュエータユニットの複数の圧力室を覆って圧力室側壁と接着され、圧力室それぞれと対応し連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの、前記複数の圧力室の各側壁と対応する位置に形成された複数の貫通孔とを備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】アクチュエータユニットとノズルプレートの断面図。
【図２ａ】図１に示すアクチュエータユニットの側壁の動作を示す断面図。
【図２ｂ】図１に示すアクチュエータユニットの側壁の動作を示す断面図。
【図３】本実施形態のインクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図。
【図４ａ】側壁とノズルプレートの貫通孔の位置関係を示す平面図
【図４ｂ】図４aに示す側壁と貫通孔の位置関係を線A-Aに沿って示す断面図。
【図５ａ】アクチュエータユニットのアライメントマークの位置を示す平面図。
【図５ｂ】ノズルプレートのアライメント穴の位置を示す平面図。
【図６】アクチュエータユニットへのノズルプレート接着工程の初期状態を示す断面図。
【図７ａ】アクチュエータユニットとノズルプレートの位置合わせ工程を示す断面図。
【図７ｂ】アライメントマークとアライメント穴の位置合わせ状態を示す図。
【図８】加圧ヘッドでノズルプレートをアクチュエータユニットへ加圧する状態を示す断面図。
【図９ａ】図８の加圧状態で、加圧面がやわらかい加圧ヘッドで押さえつけられたノズルプレートの状態を拡大して示す断面図。
【図９ｂ】図８の加圧状態で、加圧面がかたい加圧ヘッドで押さえつけられたノズルプレートの状態を拡大して示す断面図。
【図１０ａ】ノズルプレートのガイド溝の位置および形状を示す平面図。
【図１０ｂ】ノズルプレートのガイド溝および貫通孔の位置とアクチュエータユニットを構成する側壁との関係を示す断面図。
【図１０ｃ】ノズルプレートのガイド溝と貫通孔の位置および形状と接着剤の供給を示す断面図。
【図１１ａ】ノズルプレートとアクチュエータユニットの側壁との間への接着剤の自動充填を示す断面図。
【図１１ｂ】図１１aに示す自動充填で、接着剤のはみ出しが抑制される様子を示す断面図。
【図１２】ノズルプレートに枠板が接着された状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
一実施形態のインクジェットヘッドの構成を図１ないし図１１ｂを参照して説明する。図１は、側壁１と底面２により区画された圧力室３が複数並んだアクチュエータユニット４にノズルプレート５が接着されたものの断面図である。ノズルプレート５は、底面２と平行になるように側壁１の上面に接着されている。ノズルプレート５には、各々の圧力室３に満たされたインクを吐出するためのノズル孔７が設けられている。側壁１は、矢印の示す向きに分極した２つの圧電素子からなっている。圧電素子とはピエゾ素子とも呼ばれ、電圧を加えると変形する素子のことである。側壁１と底面２には電極８が形成されており、電極８に電荷を供給すると側壁１の内部に電界が発生し、側壁１が変形して圧力室３からインクが吐出する。
【００１０】
図２ａと図２ｂは、アクチュエータユニット４の側壁１の動作を示す図である。この２つの図を用いて側壁１と圧力室３の動きを説明する。ただし、通常ならば側壁１の変位による圧力室３の容量変化に合わせて圧力室３に満たされているインクがノズルプレート５のノズル孔７から吐出する。両図において圧力室３が３つ図示されている。図２ａは、中央の圧力室３が拡張しインクが満たされたときの様子を表している。図２ｂは、中央の圧力室３が縮小しインクがノズルプレート５のノズル孔７から吐出されたときの様子を表している。圧力室３には予めインクが満たされており、体積が小さくなったときに圧力室３に満たされているインクに圧力が加わりインクが吐出される。図２ａと図２ｂの状態を繰り返し、２つおきの圧力室３ごとにインクが吐出される。
【００１１】
図３は、一実施形態の概略構成を説明する図である。２列のアクチュエータユニット４を囲むように、基板９およびノズルプレート５に枠板１０が接着され、共通流路１１ａ、１１ｂを形作っている。枠板１０はアクチュエータユニット４の厚さと同等もしくはわずかに薄く、ノズルプレート５の外形よりも少し大きい。
【００１２】
基板９には、前記２列のアクチュエータユニット４を挟んで、アクチュエータユニット間にはインク供給口１２、各アクチュエータユニットの外側にはインク排出口１３が形成されている。インク供給口１２は共通流路１１ａと繋がり、インク排出口１３は共通流路１１ｂと繋がっている。インク供給口１２およびインク排出口１３は基板９の表裏を繋ぐ導通口として設けられており、アクチュエータユニット４に沿って等間隔に複数形成されている。
【００１３】
図４ａと図４ｂは、共にアクチュエータユニット４を構成する側壁１とノズルプレート５に形成した貫通孔１４の位置関係を表す図である。図４ａはノズルプレート５側から見たときの様子を表し、図４ｂは図４ａのＡ−Ａ断面を表している。ノズルプレート５には、各側壁１の端部に対応した位置に貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４の直径は側壁１の幅よりも小さい。
【００１４】
図５ａは、基板９にアクチュエータユニット４と枠板１０が接着された状態の概略図で、枠板１０の形状は簡略化して描かれている。図５ｂはノズルプレート５の概略図で、ノズル孔７と貫通孔１４は省略してある。アクチュエータユニット４には図５ａに示すようにノズルプレート５との位置あわせのためのアライメントマーク１６ａ、１６ｂが形成されている。ノズルプレート５には図５ｂに示すようにアクチュエータユニット４との位置合わせのためのアライメント穴１５ａ、１５ｂが形成されている。
【００１５】
ノズルプレート５の材質は、例えばＳｉ（シリコン）である。ノズル孔７、貫通孔１４およびアライメント穴１５ａ、１５ｂはフォトリソグラフィを用いたドライエッチング等により形成することができる。ここでドライエッチング技術とフォトリソグラフィ技術について簡単に説明する。
【００１６】
ドライエッチングとは、気体やイオンなどを用いてエッチングする技法である。エッチングとは腐食作用を応用した表面加工技術であり、必要部分にのみ防食処理を施し、腐食剤により不要部分を除去する。この技法は微細な金属を加工するとき等に用いられる。
【００１７】
フォトリソグラフィは、パターンの作成技術である。主に半導体素子やプリント基板等の製造に用いられ、その名のとおり写真の現像技術を応用している。工程としては、まず基板の上に感光性物質を塗布し、パターンを形成したい箇所に例えば紫外線を照射する。現像液に基板を通すと、紫外線が照射された部分の感光性物質が基板から除去される。（逆に感光性物質が現像液に溶けなくなるようにする手法もある。）最終的に残るのはパターンが形成された基板である。
【００１８】
つづいてインクジェットヘッドのノズルプレート５の接着工程について説明する。
【００１９】
図６は、ノズルプレート５の接着工程の初期状態を表す図である。支持ベース５１には、吸引口５７が形成されているのが望ましい。吸引口５７は、インク供給口１２およびインク排出口１３と繋がっており、支持ベース５１の表側にインク供給口１２およびインク排出口１３の少なくとも一部に対応した溝が形成されている。溝の代わりに穴が形成されていても良い。
【００２０】
基板９の表側にアクチュエータユニット４が接着されている。支持ベース５１に基板９を固定する。ここでは固定方法として真空吸着を用いる。真空吸着を用いるためには、予め支持ベース５１に真空吸着用の溝もしくは穴を形成しておくことが望ましい。ただし真空吸着以外の固定方法を用いても構わない。
【００２１】
図７aおよび図７bはノズルプレート５の位置合わせ工程を説明するための図である。
【００２２】
図７aはノズルプレート５がアクチュエータユニット４に接触し、支持されている状態を表している。アクチュエータユニット４の裏側が基板９の表側と接着しており、アクチュエータユニット４の表側がノズルプレート５の裏側と密着している。
【００２３】
図７bは、アクチュエータユニット４に形成されたアライメントマーク１６ａ、１６ｂとノズルプレート５に形成されたアライメント穴１５ａ、１５ｂの位置が合った状態を示している。この状態では、未だノズルプレート５はアクチュエータユニット４に接着されていない。位置が合ったとはどういう状態かというと、ノズルプレート５においてアクチュエータユニット４との接着面とは逆の面から見たとき、アクチュエータユニット４のアライメントマーク１６ａ、１６ｂの全体像が、ノズルプレート５のアライメント穴１５ａ、１５ｂを通して見える状態である。位置合わせには、ここではＣＣＤカメラ等を利用したアライメント装置を用い、アクチュエータユニット４に対してノズルプレート５の位置（ｘ、ｙ、θ）を調整する。このとき、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４と間には接着剤５４が介在していない。ゆえにノズルプレート５とアクチュエータユニット４とを接触させながら位置合わせを行なうこともできる。また、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４とを接触させた後に離したり、移動させたりすることも可能である。そのため比較的容易により高精度で位置合わせを行なうことができる。
【００２４】
位置合わせ後、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との位置合わせを良好な状態に保つために、吸引装置で吸引口５７から空気を吸引する。空気を吸引することで、基板９とノズルプレート５に囲まれた空間の気圧が低くなり、ノズルプレート５がアクチュエータユニット４に引き寄せられ、密着支持される。
【００２５】
図８は、インクジェットヘッドの製造装置を構成する加圧ヘッド５２でノズルプレート５を加圧する状態を説明する図である。加圧ヘッドは、例えばフリップチップボンダーのような加圧装置に取り付けられている。加圧装置は加圧ヘッドのほかに、ステージ、加圧ヘッドの加熱装置、加圧ヘッドを上下動させる機構、加圧力を調整する機構を備えている。ステージはノズルプレート位置合わせと共用のものでも良い。
【００２６】
加圧ヘッド５２を、ノズルプレート５の表側に対して垂直に押し当て、加圧する。加圧後ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との真空吸着を終了する。加圧ヘッド５２の加圧面は硬質で、高水準の平面度を有しているのが望ましい。
【００２７】
加圧ヘッド５２の加圧面が硬質である場合と軟質である場合について、それぞれ説明する。図９ａと図９ｂはともに加圧ヘッド５２で押さえつけられたノズルプレート５の状態を説明する図である。図９ａは軟質の加圧面を備えた加圧ヘッド５２を用いたときの状態を表す図であり、図９ｂは硬質の加圧面を備えた加圧ヘッド５２を用いたときの状態を表す図である。アクチュエータユニット４に設けられた側壁１の高さにはばらつきがある。高さとは圧力室３の底面２からノズルプレート５との接着面までの距離を表す。図９ａのように、加圧ヘッド５２の加圧面の材質がシリコンゴムのような軟質のものである場合、側壁１の高さのばらつきに従ってノズルプレート５が局所的に歪んでしまう。
【００２８】
他方、硬質の加圧面を備えた加圧ヘッド５２を用いた場合、図９ｂに示すようにノズルプレート５の平面度を加圧ヘッド５２の加圧面の高水準の平面度と同程度に保つことができる。硬質材料としては、鋼鉄、アルミ合金（ジュラルミン）等のような金属が望ましい。
【００２９】
硬質の加圧面を備えた加圧ヘッド５２を用いた場合、図８に示すように、加圧ヘッドの加圧力を調整するために、製造装置を構成する加圧調整部５３を設ける必要がある。加圧調整部５３は、ノズルプレート５のアクチュエータ４への加圧力を調整しており、加圧ヘッド５２の押し込み量により加圧力を調整できるようになっている。加圧調整部５３が無いと、加圧面が硬質であるため、加圧ヘッド５２の僅かな降下量の変化でも過大な圧力がアクチュエータユニット４にかかり、アクチュエータユニット４が破損してしまう虞がある。加圧調整部５３が加圧力を調整することにより、過大な圧力がアクチュエータユニット４にかかることを防ぐことができる。
【００３０】
加圧調整部５３が組み込まれているのは図８に示すように支持ベース５１側でも良いし、加圧ヘッド５２側でも良い。もしくは支持ベース５１と加圧ヘッド５２の双方に組み込まれていても良い。加圧調整部５３の構成あるいは材料は、加圧ヘッド５２の押し込み量に対応して加圧力が調整できるものであればよく、例えばコイルばねを複数利用した単純なものでもよい。
【００３１】
また、このとき加圧ヘッド５２の加圧面にはノズルプレート５を真空吸着するための溝もしくは穴が、ノズル孔７を避けてノズルプレート５を吸引できる位置に形成されているとさらに望ましい。加圧ヘッド５２にノズルプレート５を真空吸着させることができ、ノズルプレート５の平面度を加圧ヘッド５２の加圧面の高水準の平面度と同程度に保つことが確実にできる。
【００３２】
次に、図８の状態で、アクチュエータユニット４とノズルプレート５とを接着剤５４で接着する工程について説明する。ノズルプレート５の貫通孔１４から接着剤５４を注入する。このとき、ノズルプレート５には接着剤５４を案内するためのガイド溝１７が形成されていることが望ましい。
【００３３】
図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃは、ノズルプレート５に形成されたガイド溝１７の位置および形状を説明するための図である。図１０ａは、ノズルプレート５側から見たときのアクチュエータユニット４との関係を表している。ガイド溝１７は、ノズルプレート５に形成された貫通孔１４同士を繋ぐように形成されている。
【００３４】
図１０ｂは、図１０aのＢ−Ｂ断面図である。図１０aにあるＢ−Ｂの直線は、ノズルプレート５側から見たとき貫通孔１４のほぼ中心を通る、ガイド溝１７の長手方向に沿って引かれた直線である。
【００３５】
図１０ｃは、図１０aのＣ−Ｃ断面図である。
【００３６】
ノズルプレート５の貫通孔１４から接着剤５４を注入する。例えばディスペンサ５６等の注入器を使い、ガイド溝１７に沿って動かしながら接着剤５４をガイド溝１７に供給する。ディスペンサ５６とは、定量の液体を精度よく供給するコントローラおよびその周辺機器の総称である。
【００３７】
ガイド溝１７があることで、様々な効果がある。ガイド溝１７に沿ってディスペンサ５６を動かしながら接着剤５４を連続的に供給できるようになるため、各貫通口１４に接着剤５４を供給するためのディスペンサの移動と停止の繰り返しや、接着剤５４の供給と停止の繰り返しを行なう必要がなく、時間が短縮できる。また、ガイド溝１７は接着剤５４の供給バッファとして働くので、接着剤５４の供給量の調整に余裕があり、供給量の厳密なコントロールを必要としなくなる。また、余分な接着剤５４はガイド溝１７に保持されるので、ノズルプレート５の表面を接着剤５４で汚すことがない。従って、すばやく、容易に、確実に接着剤５４を貫通孔１４に注入することができるようになる。
【００３８】
また、このとき予めアクチュエータユニット４およびノズルプレート５を温めておくことが望ましい。そうすることで、注入した接着剤５４は温められて粘度が低下するため、流動性が向上し、充填され易くなる。アクチュエータユニット４およびノズルプレート５を加熱する方法としては、支持ベース５１に加熱機能（手段）を組み込むことで実現しても良いし、加圧ヘッド５２に備えられた加熱手段を用いても良い。または、アクチュエータユニット４およびノズルプレートに５に熱風を供給する装置を設けても良い。また、これらの加熱手段を任意に組み合わせてもよい。
【００３９】
図１１ａと図１１ｂは、貫通孔１４から注入された接着剤５４がアクチュエータユニット４を構成する側壁の上部とノズルプレート５との間に充填される様子を説明する図である。貫通孔１４から注入された接着剤５４は毛管現象によりノズルプレート５と側壁１の間に形成された空隙に適量かつ適正な箇所に充填される。貫通孔１４から注入された接着剤５４の表面Ｓ１が凹面であるか凸面であるかにより、充填が促進されるか抑制されるかが変化する。
【００４０】
図１１ａは、接着剤５４が充填されている途中の様子を表す図である。矢印は貫通孔１４から注入された接着剤５４の進行方向を表している。接着剤５４の表面はノズルプレート５と側壁１との間では凹面状の充填促進表面Ｓ１となり、ノズルプレート５と側壁１との間に形成された空隙に毛細管現象により充填される。
【００４１】
ノズルプレート５と側壁１の上面は平行なので、接触角θは９０度未満であればノズルプレート５と側壁１との間では接着剤表面Ｓ１は凹面となり、接着剤５４の表面張力による力が、接着剤５４が充填される方向に働くが、９０度近辺ではその力は弱く、接着剤５４をすばやく充填できない。接触角θはより小さいほうが、接着剤表面Ｓ１の曲率半径が小さくなり、接着剤５４の表面張力の接着剤充填方向の成分が大きくなるので、接着剤５４はよりすばやく充填される。従って、接着剤５４の充填速度を考慮すると、接触角θは小さい方が望ましい。
【００４２】
図１１ｂは、接着剤５４のはみ出しが抑制されている様子を表している。接着剤５４が側壁１の縁に達すると、接着剤５４の側壁１との接触面がノズルプレート５に対して平行な面から垂直な面へと急激に変化する。それに伴い接着剤の表面は凹面状の充填促進表面Ｓ１から凸面状の充填抑制表面Ｓ２へと変化する。接着剤５４の表面が凸面状の充填抑制表面Ｓ２の場合、表面張力により接着剤５４の圧力室３へのはみ出しを抑制する方向に力が働き、接着剤５４のはみ出しを防ぐことができる。
【００４３】
ノズルプレート５と側壁１の側面とのなす角は９０度なので、接触角θは４５度より大きければ、接着剤５４の充填が進んで側壁１の縁に到達した際に接着剤５４の表面は凸面となり、接着剤５４の表面張力による力が接着剤５４のはみ出しを抑える方向に働くが、４５度近辺ではその力は弱く、接着剤のはみ出しを抑えるのに十分な力が得られない。接触角θはより大きいほうが、接着剤表面Ｓの曲率半径が小さくなり、接着剤５４の表面張力のはみ出しを抑える方向の成分が大きくなるので、接着剤５４のはみ出しをより少なくすることができる。従って、接着剤５４のはみ出しを抑えることを考慮すると、接触角θは大きいほうが望ましい。
【００４４】
側壁１とノズルプレート５との空隙の大きさには多少のバラツキがあっても良い。接着剤５４は毛細管現象により充填されるため、空隙の大きさに応じた量が充填されるためである。側壁１、ノズルプレート５および接着剤５４の材料としては、前述の接触角範囲を満足できる組み合わせであればいずれのものでも良い。ただし接着剤５４については低粘度の方が、充填速度が大きくなるので望ましい。
【００４５】
次に、上述のようにして充填された接着剤５４を硬化させて、ノズルプレート５をアクチュエータユニット４に接着する。このためには、例えば、前述のように加圧ヘッド５２に組み込まれた加熱機能を用いて加圧ヘッド５２を加熱し、接着剤５４を硬化させる。加熱機能は、支持ベース５１にも組み込まれていても良い。
【００４６】
接着剤５４は、段階的に硬化させるのが望ましい。接着剤５４の本硬化温度よりも低温である程度硬化させ、その後に本硬化温度で硬化させる。これにより、本硬化温度で一気に接着剤５４を硬化させる場合と比べて、低温で接着剤５４を硬化できる。低温であるほどノズルプレート５とアクチュエータユニット４との熱膨張率の違いによる影響を少なくすることができる。そのため、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との位置ずれが小さくなる。
【００４７】
接着剤５４の硬化後、加圧ヘッド５２を通常の位置に戻す。
【００４８】
ノズルプレート５と枠板１０との接着について図１２を用いて説明する。図１２は、枠板接着後の状態を表している。ノズルプレート５の外形は、枠板１０の外形よりも少し小さいため、ノズルプレート５と枠板１０には段差がある。ディスペンサ等を用いて段差に枠板接着剤を供給する。ノズルプレート５と枠板１０との間には空隙がある。毛細管現象により空隙は枠板接着剤で満たされる。
【００４９】
ワーク２３を支持ベース５１から取り外し、オーブンで枠板接着剤を硬化させる。ここでいうワーク２３とは、図面１２において、アクチュエータユニット４、ノズルプレート５、基板９、枠板１０のことを総称したものである。
【００５０】
ノズルプレート５と枠板１０との接着工程において、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との接着はすでに完了している。そのためノズルプレート５にかかるさまざまな作用、例えばノズルプレート５の熱膨張、枠板接着剤の収縮などが、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との位置関係に影響を及ぼすことはほとんどない。
【００５１】
本実施形態では、枠板接着剤５５の供給は、ノズルプレート５とアクチュエータユニット４との接着が完了した後に行なっているが、接着剤５４の供給と同じタイミングであってもよい。また、枠板接着剤は接着剤５４と同一であっても、異なっていてもよい。また、枠板接着剤の供給は、ワーク２３が支持ベース５１に固定されている必要はないので、ワーク２３を支持ベース５１から取り外した後に行なってもよい。
【００５２】
以上説明の実施の形態によれば、ノズルプレート５をアクチュエータユニット４に接着する時に、接着剤５４の圧力室３側へのはみ出しや接着剤５４不足を抑制でき、ノズルプレート５をアクチュエータユニット４に押し当てながらノズルプレート５とアクチュエータユニット４との位置合わせを行うことができる。また、ノズル面の局所的な傾きを防止できる。従って、印字品質の優れたインクジェットヘッド２０を提供できる。
【００５３】
本実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１  側壁
２  底面
３  圧力室
４  アクチュエータユニット
５  ノズルプレート
８  電極
１０  枠板
１１a  共通流路a
１１b  共通流路b
１２  インク供給口
１３  インク排出口
１４  貫通孔
１５a  アライメント穴a
１５b  アライメント穴b
１６a  アライメントマークa
１６b  アライメントマークb
１７  ガイド溝
２０  インクジェットヘッド
２３  ワーク
５１  支持ベース
５２  加圧ヘッド
５３  加圧調整部
５４  接着剤
５５  枠板接着剤
５６  ディスペンサ
５７  吸引口
S  接着剤表面
Ｓ１  充填促進表面
Ｓ２  充填抑制表面
θ  接触角
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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