JP2006281603A - 接合方法及び液体噴射ヘッドの製造方法、並びに接合基板、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溝部内への接着剤の流れ出しを防止することができる接合方法及び液体噴射ヘッドの製造方法、並びに接合基板、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一方の表面に開口する溝部１８を有する第１の基板と、第１の基板の一方の表面に接着剤によって接合される第２の基板との接合方法であって、第１の基板又第２の基板の少なくとも何れか一方の溝部１８の外側の領域に複数の凹部からなる逃げ溝１７を設け、第１の基板と第２の基板とを接着剤によって接合する際に、第１の基板と第２の基板とを接着剤を介して当接させた状態で、逃げ溝１７のうちの少なくとも圧力室１２に隣接する凹部１５ａ、１６ａが大気開放され且つ圧力室１２が密封されているようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、二枚の基板を接着剤によって接合する接合方法、特に、ノズル開口を有するノズルプレートを、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と有する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、さらに、二枚の基板が接着剤によって接合された接合基板の構造、特に、ノズル開口を有するノズルプレートとノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板とを有する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

液体噴射ヘッドとしては、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を、例えば圧電素子等の圧力発生手段により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、一般的に、圧力発生室を形成した流路形成基板に、インク滴を吐出するための複数のノズル開口を穿設したノズルプレートが接着剤によって接合された構造となっている。このため、流路形成基板に圧力発生室を高密度に配設すると、ノズルプレートと流路形成基板との接着面積が小さくなり、余分な接着剤が圧力発生室内に過度に流れ込んでしまう。そして、圧力発生室に流れ込んだ接着剤によって振動板の変位量が低下する、あるいはノズル開口が塞がれてしまう等の問題が生じてしまう。

このような圧力発生室への接着剤の流れ込みを防止するために、例えば、列設された圧力室の両端にダミーの圧力室を設けると共に、このダミーの圧力室の外側に複数の独立した凹部からなる接着逃げ溝を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようにダミーの圧力室やその外側に接着逃げ溝を設けることで、部分的な圧力発生室への接着剤の流れ込みは防止することができるが、列設された全ての圧力室（圧力発生室）への接着剤の流れ込みを防止するのは困難である。

また、特許文献１では、ダミーの圧力発生室を大気開放させることで、圧力室への接着剤の流れ込みを防止するようにしている。しかしながら、ダミーの圧力室を大気開放させるだけでは、圧力室への接着剤の流れ込みを十分に抑えるのは難しい。なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけでなく、他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

さらに、このように圧力発生室等の凹部内に接着剤が流れ込んでしまうという問題は、液体噴射ヘッドだけでなく、溝部を有する第１の基板と、第１の基板に接着剤によって接合される第２の基板とを有する構造であれば、同様に発生する虞がある。

特開平１１−１５７０６３号公報（特許請求の範囲、第１図等）

本発明は、このような事情に鑑み、溝部内への接着剤の流れ出しを防止することができる接合方法及び液体噴射ヘッドの製造方法、並びに接合基板、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、少なくとも一方の表面に開口する溝部を有する第１の基板と、第１の基板の前記一方の表面に接着剤によって接合される第２の基板との接合方法であって、前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも何れか一方の前記溝部の外側の領域に複数の凹部からなる逃げ溝を有し、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記接着剤によって接合する際に、前記第１の基板と第２の基板とを前記接着剤を介して当接させた状態で、前記逃げ溝のうちの少なくとも前記溝部に隣接する前記凹部が大気開放され且つ前記溝部が密封されているようにしたことを特徴とする接合方法にある。
かかる第１の態様では、第１の基板と第２の基板とを接合する際に、余分な接着剤の大半が、凹部内、特に大気開放されている凹部内に流れ込むため、溝部内への接着剤の流れ込み量を少量に抑えることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する際に、前記接着剤を加熱硬化させるようにしたことを特徴とする接合方法にある。
かかる第２の態様では、接着剤を良好に硬化させることができるが、接着剤が溝部内に流れ込みやすくなる。しかしながら、凹部が大気開放され且つ溝部が密封されていることで、接着剤を加熱硬化させる場合でも、溝部内への接着剤の流れ込み量を少量に抑えることができる。

本発明の第３の態様は、液滴を吐出するノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートが接着剤によって接合され前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が列設される流路形成基板と、前記圧力発生室内に液滴を吐出するための圧力を付与する圧力発生手段とを具備し、且つ前記ノズルプレート又は前記流路形成基板の少なくとも何れか一方の列設された前記圧力発生室の外側の領域に、複数の凹部からなる逃げ溝が設けられた液体噴射ヘッドの製造方法であって、請求項１又は２の接合方法によって、前記第１の基板である流路形成基板と前記第２の基板である流路形成基板とを接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、流路形成基板とノズルプレートとを接合する際に、余分な接着剤の大半が、凹部内、特に大気開放されている凹部内に流れ込むため、圧力発生室内への接着剤の流れ込み量を少量に抑えることができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記圧力発生手段が、前記第１の基板上に振動板を介して設けられる圧電素子であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、圧力発生室内に接着剤が流れ込んで振動板の変位を妨げるのを防止することができ、吐出特性に優れた液体噴射ヘッドを製造できる。

本発明の第５の態様は、少なくとも一方の表面に開口すると共に外部に連通する連通部が接続される溝部を有する第１の基板と、該第１の基板の前記一方の表面に接着剤によって接合され前記溝部の開口を塞ぐ第２の基板とを有し、且つ前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも何れか一方には、前記溝部の外側の領域に、当該溝部の三方を囲むように複数の凹部からなる逃げ溝が設けられていると共に、該逃げ溝のうちの少なくとも前記溝部に隣接する複数の前記凹部を外部と連通する連通部が設けられていることを特徴とする接合基板。
かかる第５の態様では、第１の基板と第２の基板とを接合する際、余分な接着剤が、凹部内、特に、大気開放されている凹部内に流れ込む。したがって、溝部内への接着剤の流れ込み量が少量に抑えられ、両基板を良好に接合することができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記第１の基板には、前記溝部が複数列設されていると共に、当該溝部の列設方向とは直交する方向の外側の領域に設けられる前記凹部が、各溝部に対応して設けられていることを特徴とする接合基板にある。
かかる第６の態様では、各溝部への接着剤の流れ込み量をより確実に少量に抑えることができる。

本発明の第７の態様は、第５又は６の態様において、前記溝部に隣接する複数の前記凹部が前記第１の基板又は第２の基板に設けられた連通溝を介してそれぞれ連通し、且つ前記連通部がこれら連通した複数の前記凹部の少なくとも何れか一つに連通するように設けられていることを特徴とする接合基板にある。
かかる第７態様では、多数の連通部を設けることなく、比較的容易に、複数の凹部を外部と連通させることができる。

本発明の第８の態様は、液滴を吐出するノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートが接着剤によって接合され前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が列設される流路形成基板と、前記圧力発生室内に液滴を吐出するための圧力を付与する圧力発生手段とを具備し、前記ノズルプレート又は前記流路形成基板の少なくとも何れか一方には、列設された前記圧力発生室の外側の領域に、当該圧力発生室の三方を囲むように複数の凹部からなる逃げ溝が設けられていると共に、該逃げ溝のうちの少なくとも前記圧力発生室に隣接する複数の前記凹部を外部と連通する連通部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第８の態様では、流路形成基板とノズルプレートとを接合する際、余分な接着剤が、凹部内、特に、大気開放されている凹部内に流れ込むため、圧力発生室内への接着剤の流れ込み量を少量に抑えることができる。したがって、接着剤に起因する吐出不良を防止することができる。

本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記圧力発生室の長手方向外側の領域に設けられる前記凹部が、各圧力発生室に対応して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第９の態様では、各圧力発生室への接着剤の流れ込み量をより確実に少量に抑えることができる。

本発明の第１０の態様は、第８又は９の態様において、前記圧力発生室に隣接する複数の前記凹部が前記ノズルプレート又は前記流路形成基板に設けられた溝部を介してそれぞれ連通し、且つ前記連通部がこれら連通した複数の前記凹部の少なくとも何れか一つに連通するように設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１０の態様では、多数の連通部を設けることなく、比較的容易に、複数の凹部を外部と連通させることができる。

本発明の第１１の態様は、第８〜１０の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第１１の態様では、信頼性及び耐久性に優れた液体噴射装置を実現することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図であり、図３は、流路形成基板の平面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって形成された厚さ０．５〜２μｍの二酸化シリコンからなる弾性膜５０が設けられている。この流路形成基板１０には、隔壁１１によって画成された複数の圧力発生室（溝部）１２が列設されている。また、流路形成基板１０には、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３と各圧力発生室１２とがインク供給路１４を介して連通されている。なお、インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、図３に示すように、流路形成基板１０には、列設された複数の圧力発生室１２の外側の領域に、例えば、列設された圧力発生室１２の三方を囲むように、複数の凹部１５，１６からなる逃げ溝１７が設けられている。なお、この逃げ溝１７は、流路形成基板１０と後述するノズルプレート２０とを接着剤２５で接合する際に、余分な接着剤の逃げとなるものである。例えば、本実施形態では、圧力発生室１２の長手方向外側の領域に、流路形成基板１０の厚さ方向の一部を除去した凹部１５が、各圧力発生室１２に対応して、圧力発生室１２の長手方向で複数並設されている。また、列設された圧力発生室１２の両端側の領域には、流路形成基板１０を厚さ方向に貫通し、圧力発生室１２の長手方向に亘って連続する凹部１６が、圧力発生室１２の並設方向に沿って複数並設されている。

また、これらの凹部１５，１６のうち少なくとも圧力発生室１２に隣接する凹部１５ａ，１６ａは、流路形成基板１０に形成された溝部１８を介してそれぞれ連通している。本実施形態では、圧力発生室１２の長手方向外側に設けられた凹部１５ａと、列設された圧力発生室１２の両端部側に設けられる複数の凹部１６とが、それぞれ溝部１８を介し連通している。また、列設された圧力発生室１２の両端部側の最外部に設けられた凹部１６ｂのそれぞれには、流路形成基板１０の側端面に開口する連通部１９が連通している。すなわち、この凹部１６ｂは連通部１９を介して外部と連通している。これにより、圧力発生室１２に隣接する各凹部１５ａ，１６ａも、間接的に連通部１９を介して外部と連通していることになる。なお、本実施形態では、連通部１９を、列設された圧力発生室１２の両端部側にそれぞれ設けるようにしたが、勿論、一方の端部側のみに設けるようにしてもよい。

そして、このような流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２等を形成する際のマスクとして用いられるマスク膜５１を介して、ノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤２５によって接合されている。そして、上述した凹部１５，１６内には、流路形成基板１０とノズルプレート２０とを接合する際に流れ込んで硬化した余分な接着剤２５ａが硬化した状態で存在する。

なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。例えば、本実施形態では、ノズルプレートはステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されている。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム等からなり、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とで構成される圧電素子３００が形成されている。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。

流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域に圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５によって接着されている。この圧電素子保持部３１は、複数の圧電素子３００を一体的に覆う大きさで形成されており、各圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に配置されている。これにより、各圧電素子３００は、外部環境の影響を殆ど受けない状態に保護されている。なお、この圧電素子保持部３１は、必ずしも密封されている必要はない。また、各リード電極９０は、この圧電素子保持部３１の外側まで延設されて、図示しない駆動ＩＣに接続されるようになっている。

また、保護基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通され、これらリザーバ部３２及び連通部１３によってリザーバ１００が形成されている。なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、保護基板３０上のリザーバ部３２に対向する領域には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部となっている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない外部の駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。なお、図４〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハからなり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次に、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。

次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成し、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。なお、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。

次に、図５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成し、この金属層９１を、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して圧電素子３００毎にパターニングすることによりリード電極９０を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、保護基板３０が複数一体的に形成される保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５によって接着する。ここで、保護基板用ウェハ１３０には、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２等が予め形成されている。次いで、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。

次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図６（ｂ）に示すように、このマスク膜５１を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）して、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。また同時に、列設された圧力発生室１２の周囲に、複数の凹部１５，１６からなる逃げ溝１７を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ１１０を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のエッチング液によって弾性膜５０が露出するまでエッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び逃げ溝１７を同時に形成する。

次に、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、接着剤２５によってノズルプレート２０を接合する。このとき、本発明では、ノズルプレート２０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接着剤２５（未硬化）を介して当接させた状態で、逃げ溝１７のうちの少なくとも圧力発生室１２に隣接する凹部１５ａ，１６ａを大気開放させ且つ圧力発生室１２を密封するようにしている。

例えば、本実施形態では、ノズルプレート２０に穿設されたノズル開口２１と、保護基板３０のリザーバ部３１等の開口とを、樹脂材料等からなる保護フィルム１５０でそれぞれ封止した状態で、流路形成基板用ウェハ１１０にノズルプレート２０を当接させている。これにより、圧力発生室１２は密封された状態となっている。一方、圧力発生室１２に隣接する凹部１５ａ，１６ａは、上述したように溝部１８を介してそれぞれ連通していると共に、連通部１９を介して外部と連通している。したがって、流路形成基板用ウェハ１１０とノズルプレート２０とを当接させた状態でも、これら凹部１５ａ，１６ａは、連通部１９を介して大気開放された状態となっている。そして、この状態で接着剤を所定温度に加熱して硬化させることで、流路形成基板用ウェハ１１０とノズルプレート２０とを接合する。勿論、常温で接着剤２５を硬化させるようにしてもよい。

そして、このように流路形成基板用ウェハ１１０とノズルプレート２０とを接合することにより、余分な接着剤は、大半が凹部１５，１６内、特に、大気開放されている圧力発生室１２に隣接する凹部１５ａ，１６ａ内に流れ込むため、圧力発生室１２内に流れ込む接着剤の量は極めて少量に抑えられる。また、本実施形態では、凹部１５が各圧力発生室１２に対応してそれぞれ設けられているため、各圧力発生室１２への接着剤の流れ込みをより確実に抑えることができる。さらに、接着剤２５を加熱硬化する場合には、余分な接着剤が圧力発生室１２内に、特に流れ込みやすいが、この場合でも、圧力発生室１２内への接着剤の流れ込み量を少量に抑えることができる。

したがって、接着剤２５によるノズル開口２１の詰まり等の吐出不良を防止することができる。さらに、振動板の変位量の低下を確実に防止することができる。例えば、接着剤が圧力発生室１２内に流れ込んだ場合、接着剤が振動板まで達すると、圧電素子３００の駆動による振動板の変位量が低下するという問題が生じる。さらに、接着剤の各圧力発生室１２内への流れ込み量の違いによって、クロストークが発生するという問題も生じる。しかしながら本発明によれば、このような問題の発生も確実に防止することができる。

なお、このように流路形成基板用ウェハ１１０とノズルプレート２０とを接着した後は、図示しないが、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、これら流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズに分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。

ここで、下記実施例１及び２並びに比較例のサンプルを作製したときの各圧力発生室への接着剤の流れ込み量を測定した結果を図７及び図８に示す。なお、図７は、接着剤を常温で硬化させたときの流れ込み量のグラフである。図８は、接着剤を加熱硬化させたときの流れ込み量のグラフである。また、これら図７及び図８は、列設された圧力発生室のうちの中央部及び両端部の圧力発生室及び圧力発生室の両端部側の凹部での流れ込み量を示している。また、「流れ込み量」とは、図９に示すように、圧力発生室１２内の振動板（弾性膜５０）上に流れ込んだ接着剤２５ａの幅Ｗ１及び幅Ｗ２を合計した値である。

（実施例１）
列設された圧力発生室の両端部外側及び圧力発生室の長手方向外側、すなわち、列設された圧力発生室の外側にこの列の三方を囲むように、複数の凹部からなる逃げ溝を設けた流路形成基板を作製し、この流路形成基板に、圧力発生室を「密封」状態とし、且つ逃げ溝である凹部を「大気開放」状態として、ノズルプレートを接着剤によって接合したものを実施例１のサンプルとした。

（実施例２）
実施例１と同様に、列設された圧力発生室の外側にこの列の三方を囲むように複数の凹部からなる逃げ溝を設けた流路形成基板を作製し、この流路形成基板に、圧力発生室を「大気開放」状態とし、且つ逃げ溝である凹部も「大気開放」状態として、ノズルプレートを接着剤によって接合したものを実施例２のサンプルとした。

（比較例）
列設された圧力発生室の両端部外側のみに複数の凹部からなる逃げ溝を設けた流路形成基板を作製し、この流路形成基板に、圧力発生室を「大気開放」状態とし、且つ逃げ溝である凹部を「密封」状態として、ノズルプレートとを接着剤によって接合したものを比較例のサンプルとした。

図７及び図８に示すように、実施例１及び実施例２のサンプルでは、比較例のサンプルと比較して、圧力発生室への接着剤の流れ込み量が少量に抑えられている。特に、実施例１のサンプルで接着剤を加熱硬化させた場合には、凹部内への接着剤の流れ込み量が大幅に増加し、これに伴い圧力発生室内への接着剤の流れ込み量は大幅に低減されていた。そして、この結果から明らかなように、本発明によれば、圧力発生室内への接着剤の流れ込み量を大幅に低減して、良好な吐出特性を有するインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、逃げ溝１７、溝部１８及び連通部１９を流路形成基板１０に設けるようにしたが、これに限定されず、これら逃げ溝１７、溝部１８及び連通部１９は、流路形成基板１０とノズルプレート２０との何れに設けられていてもよい。例えば、図１０に示すように、逃げ溝１７及び溝部１８を流路形成基板１０に設けて、連通部１９Ａをノズルプレート２０に設けるようにしてもよい。また、上述の実施形態では、圧力発生室１２に隣接する凹部１５ａ，１６ａをそれぞれ溝部１８を介して連通させ、流路形成基板１０の側端面に開口する連通部１９を介して大気開放させるようにしたが、これに限定されず、勿論、各凹部１５ａ，１６ａを連通させることなく、各凹部１５ａ，１６ａのそれぞれに連通する複数の連通部を設けるようにしてもよい。

なお、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１１は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１１に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。

なお、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

また、本発明の接合方法は、液体噴射ヘッドの製造だけでなく、溝部を有する基板を含む二枚の基板が接着剤によって接合されたあらゆる接合基板の製造に用いることができることは言うまでもない。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に流路形成基板の平面図及びＢ−Ｂ′断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 常温硬化時の接着剤の流れ込み量を示すグラフである。 加熱硬化時の接着剤の流れ込み量を示すグラフである。 流れ込み量を説明する概略図である。 他の実施形態に係る記録ヘッドの一部を示す断面図である。 一実施形態に係る記録装置の概略図である。

符号の説明

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５，１６ 凹部、 １７ 逃げ溝、 １８ 溝部、 １９ 連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 １００ リザーバ、 ３００ 圧電素子

Claims (11)

1. 少なくとも一方の表面に開口する溝部を有する第１の基板と、第１の基板の前記一方の表面に接着剤によって接合される第２の基板との接合方法であって、
   前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも何れか一方の前記溝部の外側の領域に複数の凹部からなる逃げ溝を有し、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記接着剤によって接合する際に、前記第１の基板と第２の基板とを前記接着剤を介して当接させた状態で、前記逃げ溝のうちの少なくとも前記溝部に隣接する前記凹部が大気開放され且つ前記溝部が密封されているようにしたことを特徴とする接合方法。
2. 請求項１において、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する際に、前記接着剤を加熱硬化させるようにしたことを特徴とする接合方法。
3. 液滴を吐出するノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートが接着剤によって接合され前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が列設される流路形成基板と、前記圧力発生室内に液滴を吐出するための圧力を付与する圧力発生手段とを具備し、且つ前記ノズルプレート又は前記流路形成基板の少なくとも何れか一方の列設された前記圧力発生室の外側の領域に、複数の凹部からなる逃げ溝が設けられた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   請求項１又は２の接合方法によって、前記第１の基板である流路形成基板と前記第２の基板である流路形成基板とを接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 請求項３において、前記圧力発生手段が、前記第１の基板上に振動板を介して設けられる圧電素子であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 少なくとも一方の表面に開口すると共に外部に連通する連通部が接続される溝部を有する第１の基板と、該第１の基板の前記一方の表面に接着剤によって接合され前記溝部の開口を塞ぐ第２の基板とを有し、且つ前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも何れか一方には、前記溝部の外側の領域に、当該溝部の三方を囲むように複数の凹部からなる逃げ溝が設けられていると共に、該逃げ溝のうちの少なくとも前記溝部に隣接する複数の前記凹部を外部と連通する連通部が設けられていることを特徴とする接合基板。
6. 請求項５において、前記第１の基板には、前記溝部が複数列設されていると共に、当該溝部の列設方向とは直交する方向の外側の領域に設けられる前記凹部が、各溝部に対応して設けられていることを特徴とする接合基板。
7. 請求項５又は６において、前記溝部に隣接する複数の前記凹部が前記第１の基板又は第２の基板に設けられた連通溝を介してそれぞれ連通し、且つ前記連通部がこれら連通した複数の前記凹部の少なくとも何れか一つに連通するように設けられていることを特徴とする接合基板。
8. 液滴を吐出するノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートが接着剤によって接合され前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が列設される流路形成基板と、前記圧力発生室内に液滴を吐出するための圧力を付与する圧力発生手段とを具備し、
   前記ノズルプレート又は前記流路形成基板の少なくとも何れか一方には、列設された前記圧力発生室の外側の領域に、当該圧力発生室の三方を囲むように複数の凹部からなる逃げ溝が設けられていると共に、該逃げ溝のうちの少なくとも前記圧力発生室に隣接する複数の前記凹部を外部と連通する連通部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
9. 請求項８において、前記圧力発生室の長手方向外側の領域に設けられる前記凹部が、各圧力発生室に対応して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
10. 請求項８又は９において、前記圧力発生室に隣接する複数の前記凹部が前記ノズルプレート又は前記流路形成基板に設けられた溝部を介してそれぞれ連通し、且つ前記連通部がこれら連通した複数の前記凹部の少なくとも何れか一つに連通するように設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
11. 請求項８〜１０の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
    

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