(57)【要約】【課題】本発明は、低線膨張係数を有し、支持部材とインク供給部材とが一体成形されたインク供給接合体Ｈ２５００を得る事によって、水密信頼性が得られ、高速印字が可能になった液体吐出ヘッドを提供する事にある。【解決手段】本発明は、液体を吐出する記録素子基板と、記録素子基板を支持固定する支持部材と、記録素子基板に液体を供給し、かつ液体を格納する液体供給部材と、支持部材の一方の側に、液体供給部と支持部材とを接着する熱可塑性の樹脂層が形成された支持部材積層体と、有し、  樹脂層が、支持部材に熱融着によって形成されたポリエチレン層で有り、  樹脂層と液体供給部材とが熱融着されていることを特徴とする液体吐出ヘッドである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と該吐出口に液体を供給する流路と、該吐出口からの液体の吐出のためのエネルギーを付与する記録素子とを基板上に設けた記録素子基板と、前記記録素子基板に供給する液体を格納する液体供給部材と、前記記録素子基板を該液体供給部材に支持固定する支持部材と、を有し、前記支持部材は前記液体供給部材との接着面に接着層を有する支持部材積層体として組み込まれている液体吐出ヘッドであって、
前記接着層が、熱可塑性のポリエチレン層からなり、
前記支持部材が該接着層の熱溶融により前記液体供給部材に接着されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記支持部材積層体を構成する前記支持部材はセラミックまたはフィラーが添加された樹脂から成ることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記支持部材積層体を構成する前記支持部材はＡｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＺｒＯ2（ジルコニア）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、または、Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）を含むセラミックである事を特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記支持部材積層体を構成する前記支持部材が、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を含んだ樹脂である事を特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体供給部材が、ＰＰ（ポリプロピレン）、または変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）である事を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記ポリエチレンが、低密度ポリエチレンである事を特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液体を吐出する吐出口と該吐出口に液体を供給する流路と、該吐出口からの液体の吐出のためのエネルギーを付与する記録素子とをシリコンからなる基板上に設けた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持固定する支持部材と、前記記録素子基板に前記液体を供給し、且つ、前記液体を格納する液体供給部材とを有し、前記支持部材が前記液体供給部材との接着面に接着層を有する支持部材積層体として組み込まれている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持部材と前記前記液体供給部材との接合工程が、
（１）前記支持部材の前記液体供給部材との接着面に接着層となるＰＥ（ポリエチレン）層を熱溶融させ接合し、前記支持部材積層体を形成する工程と、
（２）射出成型法により前記液体供給部材と前記支持部材積層体とを一体成型する工程と、
を有し、
前記液体供給部材を射出成型法により形成する際に、前記支持部材積層体の前記接着層と前記液体供給部材とが熱溶融により接合されていること特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記支持部材積層体を形成する工程が、前記支持部材をポリエチレン層の融点よりも高温に保持し、前記ポリエチレン層を溶融し、前記ポリエチレン層と前記支持部材とを熱融着することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記支持部材積層体を形成する工程が、
前記ポリエチレンを射出成型し前記接着層を形成し、その後、前記接着層上に前記支持部材を形成する樹脂を射出成型することで、前記支持部材積層体を形成することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記支持部材積層体を形成する工程が、
前記接着層を射出成型する工程と、
その後、支持部材となる樹脂を前記接着層上に射出成型する工程とからなることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記接着層の、前記支持部材への接合が２色成形法によってなされる事を特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置の記録方式は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口から記録媒体に対してインクを吐出する事で記録を行う、いわゆるノンインパクト記録方式と呼ばれるものである。
【０００３】
この方式を採用したインクジェット記録装置は、種々の記録媒体に記録可能である事、高速記録が可能である事、更には記録時の騒音が少ない等、多くの利点を有している。
【０００４】
従って、この方式はプリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等における記録機構として、広く用いられている。近年、インク以外の液体、例えば、有機液晶等を用いることが行われている。
【０００５】
インクジェットの方式の代表的なものとしては、電気熱変換素子を用いたものがある。
【０００６】
この方式はインクジェット記録ヘッドでは、インク吐出口近傍のインク流路に電気熱変換素子を設け、これに記録信号に応じた、電気パルスを印加する事によって、生じる熱エネルギーを利用している。電気熱変換素子に生じる熱によりインクに気泡を発生させ、気泡の圧力によってインクを吐出口から吐出し、この吐出されたインクが記録紙等の記録媒体に着弾してインクドットを形成する事で、記録が行われる。
【０００７】
インクジェット記録ヘッドは、各吐出部における吐出口の並び方向が上述したキャリッジ１０２の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジに搭載され、これらの吐出口列から液体を吐出して記録を行なう。
【０００８】
近年、インクジェット記録装置は、ビジネス業界だけでなく、一般家庭にも広がり、今後も更に、高画質で、且つ、高速な印刷が可能なインクジェット記録装置が要求される。
【０００９】
インクジェット記録装置の印刷速度を向上させる有効な手段の一つとして、記録素子基板を長手方向（吐出口列方向）に延長、長尺化し、吐出口数を増やす事で、１スキャンでの記録面積を増やす手法が挙げられる。今後も、インクジェット記録装置の高速印刷は、上記の手法によって行なわれることが予想される。
【００１０】
更なる高速印字化を図るため、記録素子基板が吐出口列方向に長尺化した場合、問題となってくるのが、記録素子基板とインク供給部材を構成している材料との線膨張係数差による応力の増大である。
【００１１】
記録素子基板は接着剤によって、インク供給部材に支持、固定されている。記録素子基板は、加工性等の理由で、シリコン基板が使用される。シリコンは、３〜５ｐｐｍ／℃以下の線膨張係数を有する材質であるのに対し、インク供給部材は、２０ｐｐｍ／℃以上の高い線膨張を示す樹脂で構成されており、この材料間には線膨張係数差が存在する。
【００１２】
インクジェット記録装置の用いられるインクジェット記録ヘッドには、ブラック用とカラー用とがあるが、基本的な構成はどちらも同じであるので、特にブラック用・カラー用の区別をしないで説明する。
【００１３】
図５に示す、インクジェット記録ヘッドＨ１０００を用いて従来のインクジェット記録ヘッドについて詳細に説明する。
【００１４】
従来のインクジェット記録ヘッドＨ１０００は、長尺化された記録素子基板Ｈ１１００が、インク供給部材Ｈ１５００のインク供給口Ｈ１２００に、接着剤によって支持固定されている。
【００１５】
この様にして得られたインクジェット記録ヘッドで印字を行うと、印字中に昇温が起きた際に、記録素子基板Ｈ１１００とインク供給部材Ｈ１５００との線膨張係数差によって記録素子基板Ｈ１１００とインク供給部材Ｈ１５００との接合面に応力が発生する。その結果、記録素子基板Ｈ１１００の変形や、破損を引き起こし、印字不良を起こしてしまう場合があった。
【００１６】
上述の様な問題を回避する方法としては、インク供給部材Ｈ１５００との材料として、記録素子基板Ｈ１１００として使われるシリコンからなる基板と線膨張係数の小さい材料を用いることが考えられる。線膨張係数の小さい材料として、特開２００３−２３１８１１号公報、特開２００３−４９０８１公報に開示されているフィラーを添加した樹脂材料や、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＺｒＯ2（ジルコニア）、ＳｉＣ（窒化珪素）を始めとするセラミックが考えられる。
【００１７】
上述の線膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下のカーボンフィラーやガラスフィラーが添加されたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂やＡｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＺｒＯ2（ジルコニア）、ＳｉＣ（窒化珪素）を始めとするセラミックは、加工が困難である。このため、これらの材料を用い、インク流路等の複雑な形状を持つインク供給部材Ｈ１５００を成形するには困難がともなう。
【００１８】
インクジェット記録ヘッドに、記録素子基板を接合固定する支持部材を、インク供給部材に接合する方法が、特許文献１に開示されている。
【００１９】
特許文献１では支持部材とインク供給部材との接合面に、インク供給部材であるポリプロピレン（ＰＰ）と同種材料を仲介材として用いることによって、支持部材とインク供給部材を接合する提案がなされている。即ち、特許文献１では、記録素子基板が支持固定される支持部材をアルミナとした場合、支持部材（アルミナ）との接合面に、フィラー組成を変化させたＰＰ（ポリプロピレン）を仲介材に適用し、接合信頼性を向上させている。
【００２０】
特許文献１に開示されたインクジェット記録ヘッドは、支持部材のインク供給部材と対向する側にポリプロピレンからなるフィルムが接着ラミネートされ、このフィルムとインク供給部材とが同種材料間の熱圧着により接合されている。
【特許文献１】特開２００４−２０９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
これに対し、本発明者らは図４示すように、支持部材Ｈ２０００とインク供給部材Ｈ１５００をインサート成形法や２色成形法を用いる事によりインクジェット記録ヘッドとなるインク供給接合体Ｈ２５００を一体成形することを試みた。
【００２２】
しかしながら、図４のインク供給接合体Ｈ２５００では、支持部材Ｈ２０００がインク供給部材Ｈ１５００に支持固定はされるものの、支持部材Ｈ２０００とインク供給部材Ｈ１５００の界面において水密性が得られない事が実験により明らかになった。
【００２３】
一方、特許文献１に開示されたインクジェット記録ヘッドでは、支持部材Ｈ２０００とインク供給部材Ｈ１５００の界面における密着性の改善が必要であった。
【００２４】
上述の様に、インク供給接合体Ｈ２５００に水密性が得られない場合、インクジェット記録ヘッドからのインクの漏出、色間の混色が引き起こされる。
【００２５】
本発明は、低線膨張係数を有し、下記の条件を満足する支持部材Ｈ２０００とインク供給部材Ｈ１５００が一体成形されたインク供給接合体Ｈ２５００を得る事によって、高速印字が可能になったインクジェット記録ヘッドを提供する事にある。
１．インク供給接合体Ｈ２５００の水密信頼性を得る。
２．支持部材Ｈ２０００を固定する接着剤の塗布工程やキュア工程を簡略化する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と該吐出口に液体を供給する流路と、該吐出口からの液体の吐出のためのエネルギーを付与する記録素子とを基板上に設けた記録素子基板と、前記記録素子基板に供給する液体を格納する液体供給部材と、前記記録素子基板を該液体供給部材に支持固定する支持部材と、を有し、前記支持部材は前記液体供給部材との接着面に接着層を有する支持部材積層体として組み込まれている液体吐出ヘッドであって、
前記接着層が、ポリエチレン層からなり、前記支持部材が該接着層の熱融着により前記前記液体供給部材に接着されていることを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００２７】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する吐出口と該吐出口に液体を供給する流路と、該吐出口からの液体の吐出のためのエネルギーを付与する記録素子とをシリコンからなる基板上に設けた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持固定する支持部材と、前記記録素子基板に前記液体を供給し、且つ、前記液体を格納する液体供給部材とを有し、前記支持部材が前記液体供給部材との接着面に接着層を有する支持部材積層体として組み込まれている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持部材と前記液体供給部材との接合工程が、
（１）前記支持部材の前記液体供給部材との接着面に接着層となるＰＥ（ポリエチレン）層を熱溶融させ接合し、前記支持部材積層体を形成する工程と、
（２）射出成型法により前記液体供給部材と前記支持部材積層体とを一体成型する工程と、
を有し、
前記液体供給部材を射出成型法により形成する際に、前記支持部材積層体の前記接着層と前記液体供給部材とが熱溶融により接合されていること特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００２８】
以上に述べた様に、本発明によって、以下１、２を克服し、低線膨張係数を有する支持部材積層体Ｈ３５００とインク供給部材Ｈ１５００が一体成形されたインク供給接合体Ｈ２５００を得る事が出来る様になった。
１．インク供給接合体Ｈ２５００の水密信頼性を得る。
２．支持部材Ｈ２０００を固定する接着剤の塗布工程やキュア工程を簡略化する。
【００２９】
この結果、印字品位が高く、且つ高速印字の可能な液体吐出ヘッドの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明にかかる液体吐出ヘッドは、記録素子基板と、記録素子基板に供給する液体を格納する液体供給部材と、記録素子基板を液体供給部材に支持固定する支持部材と、を有する。記録素子基板は、液体を吐出する吐出口と吐出口に液体を供給する流路と、吐出口からの液体の吐出のためのエネルギーを付与する記録素子とを基板上に設けた構成を有する。支持部材は液体供給部材との接着面に接着層を有する支持部材積層体として組み込まれており、この接着層は、熱可塑性のポリエチレン層からなり、支持部材が接着層の熱融着により液体供給部材に支持部材が熱融着される。
【００３１】
かかる構成の液体吐出ヘッドは、支持部材と前記前記液体供給部材との接合工程以下の工程を含む方法により得ることができる。
（１）前記支持部材の前記液体供給部材との接着面に接着層となるＰＥ（ポリエチレン）層を熱溶融させ接合し、前記支持部材積層体を形成する工程。
（２）射出成型法により前記液体供給部材と前記支持部材積層体とを一体成型する工程。
【００３２】
液体供給部材を射出成型法により形成する際に、支持部材積層体の接着層と液体供給部材とが熱溶融により接合されている。
【００３３】
なお、本発明で用いられる樹脂としては、樹脂成分の他に、必要に応じて可塑剤などの各種添加剤を含む樹脂組成物であってもよい。
【００３４】
支持部材積層体を形成する工程は、
１．支持部材をポリエチレン層の融点よりも高温に保持し、ポリエチレン層を溶融し、ポリエチレン層と支持部材とを熱融着する、あるいは、
２．支持部材上にポリエチレンを射出成型して接着層としての樹脂層を形成し、その後、支持部材となる樹脂を、樹脂層を構成するポリエチレンの溶融温度以上の温度で射出成型（２色成形）し、支持部材積層体を形成する。
【００３５】
シリコンからなる記録素子基板が低線膨張率材料であることから、支持部材としては、線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下で有ることが好ましい。
【００３６】
すなわち、記録素子基板と支持部材との線膨張率の差は、ないことが最も好ましく、最大でも１７ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
【００３７】
支持部材として上述の条件を満たす材料としては、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）系、ＺｒＯ2（ジルコニア）系、Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）系、ＳｉＣ（炭化珪素）系、あるいは、ＡｌＮ（窒化アルミ）系のセラミックや、ＳＵＳ３１６、あるいは、Ｃｕ等の金属あるいは合金、及び、フィラーが添加されたＰＰＳ系、ＰＥＴ系、ＰＰ系の樹脂が好ましい材料である。
【００３８】
フィラーとしては、特開２００３−２３１８１１号公報や特開２００３−０４９０８１号公報に記載されている材料を、上記の条件に適合するように添加することで達成される。
【００３９】
また、液体吐出ヘッドに供給される液体はインクだけでなく他の液体も使用されることが予想される。このために、耐薬品性が高いことが好ましい。このために、液体供給部材の材料としては、耐薬品性の観点から、ＰＰ（ポリプロピレン）、または変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を用いることが好ましい。
【００４０】
更に、低線膨張率である支持部材と線膨張率の大きい液体供給部材との線膨張差から生じる熱応力を緩衝する観点から、樹脂層の弾性率（曲げ弾性率）は、出来るだけ小さい物が望ましい。
【００４１】
つまり、樹脂層Ｈ３０００に使用する材料は、低融点、耐液体性、低弾性率を併せ持った材料であり、且つ、熱可塑性材料で有ることが好ましい。この条件を併せ持った材料としてポリエチレンがある。
【００４２】
尚、ＰＥ（ポリエチレン）には、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとがある。高密度ポリエチレンの融点は、１３０℃程度であるに対し、低密度ポリエチレンの融点は１００℃以上、１２５℃以下と低い。
【００４３】
また、低密度ポリエチレンは、弾性率（曲げ弾性率）が、高密度ポリエチレンよりも小さいことが知られているので、低密度ポリエチレンを使用することがより好まく、弾性率（曲げ弾性率）は、１２００ＭＰａ以下で有ることがより好ましい。
【００４４】
（実施例１）
以下、実施例１の液体吐出ヘッドを、図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
図１は実施例１の液体吐出ヘッドＨ１０００の構成を示した模式図である。
【００４６】
液体吐出ヘッドＨ１０００は、記録素子基板Ｈ１１００が接合固定される支持部材積層体Ｈ３５００と、液体供給部材Ｈ１５００とを一体成形する事により得られた液体供給接合体Ｈ２５００と、から構成される。
【００４７】
記録素子基板Ｈ１１００が接合される面をなす支持部材積層体Ｈ３５００は低線膨張係数を有する材料から成る支持部材Ｈ２０００と、樹脂層Ｈ３０００から構成されている。記録素子基板Ｈ１１００を構成するＳｉ（シリコン）は、線膨張係数が３ｐｐｍ／℃以上、５ｐｐｍ／℃以下の低膨張係数の材料である。よって該記録素子基板Ｈ１１００が接合される面となる支持部材Ｈ２０００は記録素子基板と線膨張差が小さい材料、即ち、記録素子基板と同様、低線膨張係数を有する材料である事が好ましい。
【００４８】
具体的にはＡｌ2Ｏ3（アルミナ）系、ＺｒＯ2（ジルコニア）系、Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）系、ＳｉＣ（炭化珪素）系、あるいは、ＡｌＮ（窒化アルミ）系のセラミックや、ＳＵＳ３１６、あるいは、Ｃｕ等の金属、あるいは、合金、及び、フィラーが添加されたＰＰＳ系、ＰＥＴ系、ＰＰ系の樹脂を採用出来る。本実施例では、支持部材Ｈ２０００がセラミックや金属等の無機材料を選択した場合の構成を記述する。本実施例では、支持部材Ｈ２０００にアルミナからなるセラミックを用いた。
【００４９】
尚、樹脂を用いた例は、後述の実施例２で詳細に説明する。
【００５０】
図１に示す様に、アルミナからなるセラミックである支持部材Ｈ２０００の、液体供給部材Ｈ１５００に面する側に樹脂層Ｈ３０００が形成されている。該樹脂層Ｈ３０００は低線膨張部材である支持部材Ｈ２０００及び、液体供給部材Ｈ１５００に密着し、両部材の界面から液体が漏出するのを防ぐ水密保持層となる。
【００５１】
樹脂層Ｈ３０００は熱融着により支持部材Ｈ２０００に接合される。この際に、樹脂層Ｈ３０００は融点を大きく越えた熱を与えられる事により、液状になった樹脂層Ｈ３０００の表面張力が更に下がり、厚み１〜１.５ｍｍの支持部材Ｈ２０００を構成するアルミナ表面の凹凸に深く食い込み水密性を発揮する。樹脂層Ｈ３０００の膜厚は、０.３ｍｍ以上、０.７ｍｍ以下であることが好ましく、本実施例では膜厚が０.５ｍｍになるようにした。
【００５２】
上述のように、液体吐出ヘッドに供給される液体はインクだけでなく他の液体も使用されることが予想される。このために、耐薬品性が高いことが好ましい。更に、支持部材Ｈ２０００や液体供給部材Ｈ１５００との線膨張差から生じる熱応力を緩衝する観点から、樹脂層Ｈ３０００の弾性率（曲げ弾性率）は、出来るだけ小さい物が望ましい。
【００５３】
つまり、樹脂層Ｈ３０００に使用する材料は、低融点、耐液体性、低弾性率を併せ持った材料であり、尚且つ熱可塑性材料で有ることが好ましい。この条件を併せ持った材料としてポリエチレンがある。
【００５４】
熱可塑性材料であるポリエチレンは一般的に耐薬品性が高く、耐液体性の観点からも液体吐出ヘッドの液体接液部に用いる材料として適している。更に、ポリエチレンは、低融点、且つ、低弾性率を併せ持った材料であり、接着剤を使わずに液体吐出ヘッドの部材接合部の水密性を得るためには好適な材料となる。
【００５５】
ＰＥ（ポリエチレン）には、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとがある。高密度ポリエチレンの融点は、１３０℃程度であるに対し、低密度ポリエチレンの融点は１００〜１２５℃と低い。
【００５６】
また、低密度ポリエチレンは、弾性率（曲げ弾性率）が、高密度ポリエチレンよりも小さいことが知られているので、低密度ポリエチレンを使用することがより好ましく、弾性率（曲げ弾性率）は、８００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で有ることがより好ましい。本実施例では、ポリエチレンとして、融点が、１２２℃で、曲げ弾性率１０００ＭＰａのＬＤＰＥを使用した。
【００５７】
尚、材料としては、例えば、東ソー株式会社のＬＤＰＥ、グレードＭ５５、Ｍ６０、Ｍ６５を選択する事が出来る。
【００５８】
上述のように、液体吐出ヘッドに供給される液体はインク以外の薬液が使用されることが予想される。一方、ポリエチレンは一般的に耐薬品性が高く、耐液体性の観点からも液体吐出ヘッドの液体接液部に用いる材料として適している。
【００５９】
以上の様に、低融点、耐液体性、低弾性率を併せ持った材料であり、尚且つ熱可塑性材料であるポリエチレンが、接着剤を使わずに液体吐出ヘッドの部材接合部の水密性を得るためには好適な材料となる。
【００６０】
支持部材Ｈ２０００は、厚みが１〜３ｍｍで、中央部に液体供給口Ｈ２０００ｓが形成された長方形型の部材である。液体供給口Ｈ２０００ｓは、液体供給部材Ｈ１５００から記録素子基板Ｈ１１００への液体の流路となる。また、樹脂層Ｈ３０００は、厚みが０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下で、支持部材Ｈ２０００の液体供給口Ｈ２０００ｓに対応する中央部に液体供給口が形成されている。
【００６１】
また液体供給部材Ｈ１５００として、本実施例では、ＰＰ（ポリプロピレン）を使用したが、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等を選択する事が出来る。
【００６２】
上述した、記録素子基板Ｈ１１００を図６の拡大図を用いて詳細に説明する。
【００６３】
記録素子基板Ｈ１１００は、シリコン基板Ｈ１１００ｓ上に複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３が形成され、流路を形成する流路壁Ｈ１１０６により覆われている。流路壁Ｈ１１０６の、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向する位置には、複数の液体の吐出口Ｈ１１０７からなる吐出口群Ｈ１１０８が設けられている。シリコン基板Ｈ１１００ｓの流路が設けられた面と対向する側には、液体供給口Ｈ１１０２が設けられている。更に、シリコン基板には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に信号を供給する、複数のバンプ電極１１０５からなる電極部Ｈ１１０４が設けられている。
【００６４】
記録素子基板Ｈ１１００は、従来よりも吐出口列方向に長尺化され、数多くの吐出口Ｈ１１０７が形成されている。サイズ的には、記録素子基板Ｈ１１００は、幅２〜３ｍｍ、長さ（吐出口方向）２５〜３５ｍｍ、厚み０．５〜０．８ｍｍの寸法となっている。今後の吐出口の増加に従い、更に、長尺化されることが予想される。
【００６５】
記録素子基板Ｈ１１００は、液体供給口Ｈ１１０２が、支持部材Ｈ２０００の液体供給口Ｈ２０００ｓに連通され、接着剤で接着固定される。
【００６６】
次に本発明が適用された形態における、製造プロセスを、図２を用いて説明する。
【００６７】
本実施例では支持部材Ｈ２０００（図２（ａ））にアルミナからなるセラミックを使用した。支持部材Ｈ２０００に樹脂層Ｈ３０００が熱融着により接合される（図２（ｂ））。ここで、支持部材Ｈ２０００を構成するアルミナは線膨張係数７ｐｐｍ／℃を有する低線膨張材料である。
【００６８】
接合は、発熱ブロック等により、支持部材Ｈ２０００側から加熱を行う。熱融着条件は、温度は１８０〜２３０℃、圧力は１．５〜４ＭＰａで圧着、接合を行う事で、支持部材Ｈ２０００に樹脂層Ｈ３０００が接合された、支持部材積層体Ｈ３５００が得られる。本実施例では、温度２１０℃、圧力２.８ＭＰａで圧着、接合を行った。
【００６９】
次に、支持部材積層体Ｈ３５００を、液体供給部材Ｈ１５００を成形する金型内に挿入し、射出成型し、液体供給部材Ｈ１５００と一体的に成形する（図２（ｃ））。この際、液体供給部材のＰＥの溶融温度以上に加熱された樹脂が樹脂層に到達し、樹脂層Ｈ３０００を加熱する事で、ＰＥは融点を越え、溶融して接合される。従って、ＰＥが融点以上に加熱される様に、金型、樹脂温度等の成形条件を整える必要がある。
【００７０】
以上の様に、樹脂層Ｈ３０００を溶融する成形条件を整える事によって、表１の様に、支持部材Ｈ２０００と液体供給部材Ｈ１５００の接合界面部の水密性を得る事が可能になる。
【００７１】
尚、比較例１としてＰＥ層を用いず、ＰＰからなる支持部材と液体供給部材とを一体成形したものと、接着剤を用いた例と、比較例２として融点１３５℃、曲げ弾性率が１２００ＭＰａのＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を用いた液体吐出ヘッドを用い、水密性を比較した。
【００７２】
また、表１の様に、樹脂層Ｈ３０００として、曲げ弾性率の低いＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）を用いると、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を用いた場合よりも、耐久試験（高温低温サイクル試験、高温低温衝撃試験）に対して更に高い水密信頼性が得られる事も分かった。
【００７３】
以上に示した様に、液体供給接合体Ｈ２５００において、記録素子基板が支持固定される面Ｈ２０００ｍの低線膨張化が実現し、長尺化された記録素子基板も搭載可能になる。
【００７４】
それが可能になった事によって、良好な印字品位を有し、且つ高速印字が可能な液体吐出ヘッドを製造する事が出来るようになった。
【００７５】
【表１】
2009214488.tif 000003
【００７６】
（実施例２）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施例について、詳細に説明する。
【００７７】
実施例２は、支持部材の材料を熱可塑性の有機樹脂としたものである。支持部材Ｈ２０００の材質としては、記録素子基板との線膨張係数差を低減するために、フィラーが５０〜７０％添加されたＰＰＳ、あるいは、フィラーが３５〜５０％添加された変性ＰＰＥ等の熱可塑性の有機材料が好ましい。フィラーの材料としては無機材料が好ましく、カーボン、ＳｉＯ2等の材料がより好ましい。
【００７８】
また、線膨張係数は５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下で有ることが好ましい。
【００７９】
実施例１と同様に、記録素子基板Ｈ１１００が接合される面をなす支持部材積層体Ｈ３５００は支持部材Ｈ２０００と、樹脂層Ｈ３０００から構成されている。記録素子基板Ｈ１１００は、加工性の点で、Ｓｉ（シリコン）から成り、線膨張係数は、３ｐｐｍ／℃以上、５ｐｐｍ／℃以下である。
【００８０】
本実施例では、カーボンからなるフィラーが７０％添加された線膨張係数が７ｐｐｍ／℃（ＴＤ方向）のＰＰＳを用いた。フィラーとしては、ＳｉＯ2を用いても同様の結果が得られた。
【００８１】
記録素子基板Ｈ１１００は液体供給口Ｈ１１０２を、支持部材Ｈ２０００の液体供給口Ｈ２０００ｓに連通させた状態で、接着剤で接着固定される。また液体供給部材Ｈ１５００としては、実施例１と同様に、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いたが、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を選択する事が出来る。
【００８２】
図３は実施例２による、液体吐出記録ヘッドＨ１０００の製造方法を示した模式図である。
【００８３】
本実施例では、樹脂層Ｈ３０００とＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）との支持部材Ｈ２０００の積層体である支持部材積層体Ｈ３５００は、２色成形法によって成形される。
【００８４】
まず、図３（ａ）に示す様に、樹脂温度２００〜２３０℃、射出圧力８０〜１２０ＭＰａの成形条件で膜厚が０．５ｍｍの樹脂層Ｈ３０００を１次成形した。樹脂層Ｈ３０００の膜厚は、実施例１と同様に０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８５】
その後、支持部材Ｈ２０００を成すＰＰＳが樹脂温度３４０〜３６０℃、射出圧力１３０〜１５０ＭＰａで２次成形される。この際、１次成形で形成された樹脂層Ｈ３０００が２次成形で形成されるＰＰＳの熱で溶融し接合される事によって、ＰＰＳと樹脂層Ｈ３０００の界面に水密性が発現する。
【００８６】
この事から、融点の低い樹脂層Ｈ３０００を最初に１次成形した後、融点の高いＰＰＳ層を２次成形することが好ましい。
【００８７】
尚、本実施例では、融点の低い樹脂層Ｈ３０００を最初に１次成形した後、融点の高いＰＰＳ層を２次成形したが、融点の高いＰＰＳ層を１次成形した後、融点の低い樹脂層を２次成形することも可能である。この場合、支持部材に実施例１で用いたセラミック、金属、あるいは、合金を用いることも可能である。この場合、支持部材上に射出されたポリエチレンが融点以上の温度で形成される必要があるが、上述の条件で射出することで、融点以上の温度のポリエチレンが支持部材上に形成されるので、実施例１と同様に、支持部材上に樹脂層が熱溶融される。
【００８８】
適用されるＰＥの種別としては、実施例１と同じ理由から、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）よりも、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）が好ましく、材料としては、東ソーのＬＤＰＥ、グレードＭ５５、Ｍ６０、Ｍ６５を選択する事が出来る。本実施例では、融点が、１２２℃で、曲げ弾性率１０００ＭＰａのＰＥを使用した。
【００８９】
この様にして得られた支持部材積層体Ｈ３５００は、液体供給部材Ｈ１５００の成形金型内にインサートされ、図３（ｂ）に示す様に、液体供給部材Ｈ１５００と一体化された液体供給接合体Ｈ２５００が得られる。
【００９０】
この際、液体供給部材Ｈ２５００の樹脂が樹脂層Ｈ３０００に到達し、樹脂層Ｈ３０００を加熱する事で、ＰＥ層は融点を越え、溶融して接合される。従って、上記の溶融条件を満たす様に、金型、樹脂温度等の成形条件を整える必要がある。
【００９１】
以上の様に、樹脂層Ｈ３０００を溶融する成形条件を整える事によって、表１の様に、支持部材Ｈ２０００と液体供給部材Ｈ１５００の接合界面部の水密性を得る事が可能になる。
【００９２】
尚、比較例１としてＰＥ層を用いず、ＰＰからなる支持部材と液体供給部材とを一体成形したものと、接着剤を用いた例と、比較例２として融点１３５℃、曲げ弾性率が１２００ＭＰａのＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を用いた液体吐出ヘッドを用い、水密性を比較した。
【００９３】
また、実施例１と同様に、表２の様に、樹脂層Ｈ３０００として、曲げ弾性率の低いＬＤＰＥ（低密度型ポリエチレン）を用いると、ＨＤＰＥ（高密度型ポリエチレン）を用いた場合よりも、耐久試験（高温低温サイクル試験、高温低温衝撃試験）に対して更に高い水密信頼性が得られる。
【００９４】
尚、耐久性試験は、実施例１と同じ条件で行った。
【００９５】
但し、製品上、耐久試験（高温低温サイクル試験、高温低温衝撃試験）までの信頼性を要さない場合については、ＨＤＰＥを採用する事も可能である。
【００９６】
以上の様に得られた液体供給接合体Ｈ２５００において、記録素子基板が支持固定される面Ｈ２０００ｍの低線膨張化が実現し、長尺化された記録素子基板も搭載可能になる。
【００９７】
それが可能になった事によって、良好な印字品位を有し、且つ高速印字が可能な液体吐出記録ヘッドを製造する事が出来るようになった。
【００９８】
【表２】
2009214488.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施例による液体吐出ヘッドの構成を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施例１による液体吐出ヘッドの製造プロセスを説明する模式図である。
【図３】本発明の実施例２による液体吐出ヘッドの製造プロセスを説明する模式図である。
【図４】本発明の課題を説明する模式図である。
【図５】従来のインクジェット記録ヘッドの構成を示す模式図である。
【図６】記録素子基板の拡大図である。
【符号の説明】
【０１００】
Ｈ１０００    インクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
Ｈ１１００    記録素子基板
Ｈ１５００    第１のインク（液体）供給部材
Ｈ２０００    支持部材
Ｈ２０００ｍ  記録素子基板が支持固定される面
Ｈ２０００ｓ  液体供給口
Ｈ２５００    インク（液体）供給接合体
Ｈ３０００    樹脂層
Ｈ３５００    支持部材積層体
【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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