JP2018047591A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、高密度に設けられた圧力発生手段を格納する基板を、正確に位置合わせして積層したインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。【解決手段】本発明のインクジェットヘッド１の製造方法は、複数の圧力室２１と、振動板３０と、当該振動板３０上に設けられた、複数の圧力室２１のインクに当該振動板３０を介して圧力を発生させる複数の圧電素子６０とを有する第１の基板Ａと、複数の圧電素子６０を格納するスペーサー基板４０と、を備えるインクジェットヘッド１の製造方法であって、スペーサー基板４０に粘着剤２００を介して接着用保持部材２０１を仮固定する第１工程と、スペーサー基板４０に接着剤２１０を介して第１の基板Ａの振動板３０を接着して加圧する第２工程と、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する第３工程と、を順に有することを特徴とする。【選択図】図９

Description

本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関する。

従来、インクジェットヘッドに備えられた複数のノズルからインクの液滴を射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。また、近年では、インクジェット記録装置により形成される画像の高精度化が求められており、例えば、ノズルを二次元に高密度に配置したインクジェットヘッドが知られている（特許文献１）。

特許文献１に示すような従来のインクジェットヘッドでは、例えば、各ノズルから射出するためのインクを貯留する複数の圧力室が形成された圧力室基板と、インクを射出するための圧力変化を圧力室に伝える振動板と、振動板上に設けられ当該圧力変化を付与する圧電素子を格納する格納部を有する基板等が積層された積層基板が設けられている。

特開２０１２−１１６２８号公報

ところで、多数のノズルが二次元に高密度に配置されたインクジェットヘッドでは、各ノズルに対応して設けられる多数の圧力発生手段（例えば、圧電素子）も高密度に配置されることとなる。そのため、圧力発生手段を格納する格納部を有する基板は、当該基板のうち当該格納部ためのスペースの割合が大きくなるため、強度が弱くなるという問題があった。
さらに、インクジェットヘッドの小型化の要請から、圧力発生手段を格納する基板も薄く形成することが望まれている。
しかしながら、インクジェットヘッドの製造工程において、薄くて低強度な基板を正確に位置合わせして積層することが難しいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高密度に設けられた圧力発生手段を格納する基板を、正確に位置合わせして積層したインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、
インクが供給される複数の圧力室と、振動板と、当該振動板上に設けられ、前記複数の圧力室に供給されたインクに前記振動板を介して圧力を発生させる複数の圧力発生手段と、を有する第１の基板と、
前記複数の圧力発生手段を格納する第２の基板と、
を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記第２の基板の一方の面に粘着剤を介して接着用保持部材を仮固定する第１工程と、
前記第１工程の後、前記第２の基板の前記一方の面とは反対側の他方の面に接着剤を介して前記第１の基板の前記振動板を接着し、前記第２の基板と前記振動板とが密着するように加圧する第２工程と、
前記第２工程の後、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離する第３工程と、
を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第２工程において、前記第２の基板によって前記接着用保持部材を保持した状態で、前記第２の基板の前記圧力発生手段を格納する部分と前記第１の基板の前記圧力発生手段とを位置合わせした後、前記第２の基板を前記振動板に接着することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第３工程において、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離する前に、前記粘着剤の粘着力を低下させる低粘着化処理を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記低粘着化処理は、紫外線の照射処理、加熱処理及び冷却処理のうち少なくとも１つの処理であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第３工程では、前記低粘着化処理として加熱処理により前記粘着剤の粘着力を低下させ、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離し、
前記第１工程及び前記第２工程を行う際の温度が、前記第３工程を行う際の温度よりも低く、かつ前記第２の基板から前記接着用保持部材が剥離しない温度であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記粘着剤は、加熱発泡剤を含有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第２の基板は、複数の部材により構成されており、
前記第１工程では、前記粘着剤が設けられた前記接着用保持部材に対して、当該複数の部材の各々を、それぞれの対応する位置に位置合わせして仮固定することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第２工程において、前記第２の基板の前記圧力発生手段を格納する部分にはみ出した前記粘着剤が、前記圧力発生手段と接触しないように加圧することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第２の基板のヤング率は、前記第２工程の前記加圧時における前記粘着剤及び前記接着剤のいずれのヤング率よりも大きいことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記接着剤が熱硬化性を有し、
前記第２工程における前記加圧時において、前記第２の基板から前記接着用保持部材が剥離しない温度で加熱して前記接着剤を硬化させることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
前記第２工程及び前記第３工程を行う際の温度は、前記圧電素子のキュリー温度未満であることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第２の基板がガラス製であることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記振動板がシリコン製であることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第１工程と前記第２工程の間に、前記第２の基板にサンドブラスト加工によって前記圧力発生手段を格納する部分を形成することを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記接着用保持部材のうち少なくとも前記第２の基板が仮固定される側には、弾性層を有することを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記接着用保持部材の前記第２の基板が仮固定される側の面の端部には、前記粘着剤が付着されていない部分を有することを特徴とする。

本発明によれば、高密度に設けられた圧力発生手段を格納する基板を、正確に位置合わせして積層したインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図 インクジェットヘッドの上側からの斜視図 インクジェットヘッドの下側からの斜視図 インクジェットヘッドの要部を示す図２ＡのIII-III部分で切断した断面図 図３のヘッドチップの一部を拡大した断面図 ヘッドチップのスペーサー基板から下側を示す平面図 第１工程において、接着用保持部材にスペーサー基板を仮固定した後を示す斜視図 第１工程において、接着用保持部材に複数の部材から構成された変形例に係るスペーサー基板を仮固定した後を示す斜視図 第１工程において、接着用保持部材にスペーサー基板を仮固定した後を示す断面図 第２工程において、スペーサー基板に接着剤を塗布した後、スペーサー基板に振動板を接着する直前を示す断面図 第２工程において、スペーサー基板に振動板を接着した後、両面から加圧した状態を示す断面図 第３工程において、スペーサー基板から接着用保持部材を剥離した後を示す断面図 第３工程の後、スペーサー基板に接着剤を塗布し、配線基板を接着する直前を示す断面図 弾性層を有する接着用保持部材の一例を示す断面図

以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

［インクジェット記録装置の概略］
インクジェット記録装置１００は、プラテン１０１、搬送ローラー１０２、ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６等を備える（図１）。
プラテン１０１は、上面に記録媒体Ｋを支持しており、搬送ローラー１０２が駆動されると、記録媒体Ｋを搬送方向に搬送する。
ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６は、記録媒体Ｋの搬送方向の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する幅方向に並列して設けられている。そして、ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６の内部には、後述するインクジェットヘッド１が少なくとも一つ設けられており、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、又は黒（Ｋ）のインクを記録媒体Ｋに向けて吐出する。
なお、ラインヘッドを用いた記録媒体の搬送のみで描画を行う１パス描画方式での実施形態を例にして説明したが、適宜の描画方式に適用可能であり、例えば、スキャン方式を用いた描画方式を採用しても良い。

［インクジェットヘッド］
インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ２、共通インク室７０、保持基板８０、接続部材４及び駆動部５等を備えている（図２Ａ、図２Ｂ、図３）。
以下、複数のノズルＮが設けられた平面をＸ−Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。

ヘッドチップ２は、Ｚ方向に複数の基板が積層されて構成されており、ヘッドチップ２の最下部に位置するノズル基板１０と最上部に位置する配線基板５０とは平行になるように配置されている。また、ヘッドチップ２の内部には、各ノズルＮに対応して、インクが供給される圧力室２１と、当該圧力室２１内のインクに圧力を付与する圧力発生手段としての圧電素子６０とが設けられている。圧力室２１内部に貯留されたインクは、圧電素子６０の変位によって加圧されると、圧力室２１に連通するノズルＮからインクの液滴が射出される。

共通インク室７０は、ヘッドチップ２の上部に設けられたインク室形成部材７０ａの内部に形成され、ヘッドチップ２の内部に供給するインクを貯留している。インク室形成部材７０ａの上部には、共通インク室７０にインクを供給するインク供給部７１と、共通インク室７０のインクを排出するインク排出部７２とがそれぞれ設けられている（図２Ａ）。また、共通インク室７０は、下面においてヘッドチップ２の導通路５１、４１、３１（図４参照）と連通している。

保持基板８０は、ヘッドチップ２の上面に接合されており、共通インク室７０を形成するインク室形成部材７０ａを保持している。

接続部材４は、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等からなる配線部材であり、ヘッドチップ２のＸ方向の両端部で、それぞれ配線基板５０の上面の配線５７（図４参照）に接続されている。また、配線５７と接続された接続部材４は、保持基板８０のＸ方向両端部付近に設けられた貫通孔から保持基板８０の上面に引き出されている。

駆動部５は、ＩＣ（Integrated Circuit）等で構成されており、圧電素子６０に供給する駆動電流を出力する給電側の端子と、電流が流れ込む接地された接地側の端子と、を有している。駆動部５は、接続部材４に接続しており、接続部材４と配線５７とを通じて、圧電素子６０に電気（駆動電位）を供給し、圧電素子６０を変位させる。

［ヘッドチップ］
次に、ヘッドチップ２について詳細に説明する。
ヘッドチップ２は、複数の基板が積層されて形成されており、例えば、ノズル基板１０、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、及び配線基板５０がＺ方向に沿って下側から順に積層されている（図４）。
なお、Ｚ方向に沿う方向のうち、ノズル基板１０を基準として、インクが吐出される所定の方向を下方と記載し、その反対方向を上方と記載する。

ノズル基板１０は、例えば、シリコン製の基板であり、複数のノズルＮが形成されている。ノズルＮは、例えば、ノズル基板１０に対するドライエッチングにより形成することで、ノズルＮが形成される位置や径の精度をより高精度に形成できる。

圧力室基板２０は、例えば、シリコン製の基板であり、ノズル基板１０の上面に積層されている。圧力室基板２０には、ノズルＮに連通してインクが供給される圧力室２１が形成されている。

振動板３０は、例えば、シリコン製の基板であり、圧力室２１の上面に設けられ、圧力室２１の一面（上面）を構成する。即ち、振動板３０は、圧力室２１に対して、インクが吐出される所定の方向（下方）の反対側（上方）に設けられている。また、振動板３０の上面には、圧力発生手段としての圧電素子６０が設けられている。

スペーサー基板４０は、振動板３０と配線基板５０との間で、圧電素子６０を格納する部分としての格納部４２を有している。格納部４２は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通している。
格納部４２は圧電素子６０を格納できれば形状は特に限られないが、例えば、図５及び図６に示すように、Ｙ方向に沿って並べられた複数の圧電素子６０が全て格納できるような略直方体形状で、圧電素子６０の位置に対応してＸ方向に複数形成されている。
なお、図５は、スペーサー基板４０から下側を示す平面図であり、説明の便宜上、圧力室基板２０に形成された圧力室２１の位置を破線で示している。また、図６は、スペーサー基板４０が粘着剤２００を介して接着用保持部材２０１に仮固定された状態を示す。
また、図５及び図６に示した例に限られず、例えば、圧電素子６０ごとに格納部４２が形成されていてもよい。また、スペーサー基板４０は、必ずしも一つの部材によって形成されたものを用いる必要はなく、複数の部材によって構成されていてもよい（図７）。図７は、複数の部材からなるスペーサー基板４０が粘着剤２００を介して接着用保持部材２０１に仮固定された状態を示している。ここで、複数の部材からなるスペーサー基板４０としては、ヘッドチップ２の側面部に近い部分に設けられた複数の第１スペーサー部材４０ａと、導通路４１の外周壁を形成する複数の第２スペーサー部材４０ｂとから構成された例を示している。

スペーサー基板４０は、振動板３０及び配線基板５０と熱膨張係数の近い材料によって形成されていることが好ましく、例えば、振動板３０及び配線基板５０がシリコン製である場合には、シリコン、４２アロイ、又はガラス等によって形成することが好ましい。
また、スペーサー基板４０の格納部４２は、例えば、サンドブラスト加工によって形成することができる。サンドブラスト加工に適するという観点からは、スペーサー基板４０がガラス製であることが好ましい。また、ガラス製の透明基板は、部材の位置合わせのしやすさの観点からも好ましい。

また、スペーサー基板４０には、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理が施されている好ましい。表面処理は、スペーサー基板４０に、導通路４１や、格納部４２等の形状加工が行われた後に施される。
スペーサー基板４０は、表面処理により、防錆性や溶剤に対する耐性を得ることができることから、スペーサー基板４０の耐久性をより向上させることができる。特に、スペーサー基板４０には導通路４１が設けられているので、インクに含まれている溶剤等に対する耐性を確保するため、表面処理は有効に機能する。
なお、表面処理は、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理に限らず、防錆性や溶剤に対する耐性を得られる表面処理であればよい。表面処理の他の具体例として、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）のような珪酸エチルによる膜や、パリレン（登録商標）等のパラキシリレン系ポリマーによる膜をスペーサー基板４０の表面に形成するための処理が挙げられる。当該膜を形成するための具体的な処理としては、例えば、スパッタリング等の蒸着処理を用いることができる。表面処理に係るこれらの例示はあくまで一例であり、これに限られるものでない。

圧電素子６０は、振動板３０を変形させるためのＰＺＴ(lead zirconium titanate)からなるアクチュエーターであり、圧力室２１に供給されたインクに振動板３０を介して圧力を発生させる。また、圧電素子６０は、上面に第１電極６１及び下面に第２電極６２が設けられている。

第１電極６１は、図４に示すように、接続部９０を介して、配線基板５０の下面側に設けられた配線５２と電気的に接続されている。接続部９０は、第１電極６１と配線５２とをＺ方向に沿って接続するよう設けられている。
接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１を有する。具体的には、バンプ９１は、例えば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。また、バンプ９１は、例えば、配線５２の下面に形成される。配線５２は、例えば、少なくとも下面が平坦な面となるよう設けられた導電性を有する金属（例えば、アルミニウム）製の板により構成されている。
また、バンプ９１の下端側には導電性材料９２が塗布されている。具体的には、導電性材料９２は、例えば、導電性接着材である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末（例えば、銀粉等）が混入された接着剤であり、導電性を有する。
このように、接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１とバンプ９１に塗布された導電性材料９２を介して配線基板５０と圧電素子６０とを電気的に接続する。

ここで、スペーサー基板４０の厚さは、 圧電素子６０及び接続部９０のＺ方向の厚さの和に対応する。より具体的には、スペーサー基板４０の厚さは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下のように薄く形成することが好ましい。このように、スペーサー基板４０をより薄く設けることで、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いを最低限に抑えることができることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生をより確実に防止することができる。

配線基板５０は、例えば、シリコン製の基板である板状のインターポーザー５３を備えている。インターポーザー５３の上面及び下面には、それぞれ絶縁層５４及び絶縁層５５が被覆されている。また、配線基板５０は、Ｚ方向に貫通する貫通孔に設けられた貫通電極５６と、絶縁層５４の上面に設けられて貫通電極５６の上側の端部と電気的に接続された配線５７と、配線５７の上面及び配線５７が設けられていない絶縁層５４の上面を被覆する絶縁層５８と、絶縁層５５の下面に設けられて貫通電極５６の下側の端部と電気的に接続された配線５２と、配線５２のうちバンプ９１が形成されない部分の下面及び絶縁層５５のうち配線５２が設けられていない下面を被覆する絶縁層５９と、を有する。
配線５２は、貫通電極５６、配線５７を介して、圧電素子６０への電圧の印加に係る図示しない制御部に接続されている。

また、第２電極６２は、振動板３０に当接している。振動板３０は、導電体であり、第２電極６２と制御部とを電気的に接続する電極として機能している。具体的には、第２電極６２は、例えば、振動板３０及び振動板３０に接続された図示しない配線を介して制御部に接続されている。
圧電素子６０は、第１電極６１が、接続部９０、配線５２、貫通電極５６、配線５７を介して制御部に接続されるとともに、第２電極６２が、振動板３０及び図示しない配線を介して制御部に接続されることで、制御部の制御下で動作する。

また、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０には、それぞれ圧力室２１に連通する導通路３１、４１、５１が設けられている。導通路３１、４１、５１により形成されるインク流路は、圧力室２１と、配線基板５０の上方に設けられた共通インク室７０とを接続する。

共通インク室７０は、例えば、配線基板５０の上方に立設するインク室形成部材７０ａ内に設けられており、共通インク室７０は図示しないインクの供給機構に接続されている。そして、当該インクの供給機構から共通インク室７０に供給されたインクは、共通インク室７０、導通路５１、４１、３１を通って圧力室２１に供給される。そして、圧力室２１に供給されたインクは、圧電素子６０の動作に応じて振動板３０が振動することで圧力室２１内のインクに圧力が付与され、ノズルＮから射出される。

次に、上述したインクジェットヘッド１を構成するヘッドチップ２の製造方法について説明する。
また、本明細書において、上述した複数の圧力室２１と、振動板３０と、複数の圧力発生手段（圧電素子６０）とを有する基板を第１の基板Ａという。また、スペーサー基板４０を第２の基板という。
また、以下の説明では、ノズル基板１０、圧力室基板２０、振動板３０及び圧電素子６０が積層された基板を第１の基板Ａとして説明する（図９参照）。

本実施形態のインクジェットヘッド１を構成するヘッドチップ２の製造方法は、スペーサー基板４０の一方の面に粘着剤２００を介して接着用保持部材２０１を仮固定する第１工程と、第１工程の後、スペーサー基板４０の当該一方の面とは反対側の他方の面に接着剤２１０を介して第１の基板Ａの振動板３０を接着し、スペーサー基板４０と振動板３０とが密着するように加圧する第２工程と、第２工程の後、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する第３工程と、を有する。

以下、第１工程〜第３工程について図面を参照して説明する。
第１工程では、粘着剤２００が表面に設けられた接着用保持部材２０１に、スペーサー基板４０の一方の面を位置合わせして仮固定する（図６及び図８）。
なお、スペーサー基板４０は、必ずしも一つの部材によって形成されたもの用いる必要はなく、複数の部材により構成されていてもよい（図７参照）。図７には、その一例として、スペーサー基板４０が、ヘッドチップ２の側面部に近い部分に設けられた複数の第１スペーサー部材４０ａと、導通路４１の外周壁を形成する複数の第２スペーサー部材４０ｂとから構成された例を示している。複数の部材の各々は、それぞれの対応する位置に位置合わせして仮固定している。

また、図６及び図７では、既に格納部４２が設けられたスペーサー基板４０を接着用保持部材２０１に仮固定した例を示しているが、例えば、格納部４２が設けられていないスペーサー基板４０を接着用保持部材２０１に仮固定した後に、格納部４２を形成してもよい。この場合、具体的には、格納部４２が設けられていないスペーサー基板４０を接着用保持部材２０１に仮固定した状態で、サンドブラスト加工によって格納部４２を形成することが好ましい。サンドブラスト加工では、レジストのパターニング通りに高精度に加工できるため、格納部４２を高精度に形成することができる。また、サンドブラスト加工以外の方法も使用することができ、例えば、ダイシングブレードやワイヤーバーを使用した加工方法等によっても格納部４２を形成することができる。

次に、第２工程では、まず、スペーサー基板４０に接着剤２１０を塗布した後、スペーサー基板４０によって接着用保持部材２０１を保持した状態で、格納部４２と圧電素子６０との位置合わせを行う（図９）。なお、図９では、スペーサー基板４０の表面に有する接着剤２１０のうち、スペーサー基板４０の切断面の下面に有する接着剤２１０ａと、導通路４１及び格納部４２の奥のスペーサー基板４０の下面に有する接着剤２１０ｂとをそれぞれ別の符号を付して示している。
次に、スペーサー基板４０を第１の基板Ａの振動板３０に接着し、スペーサー基板４０と振動板３０とが密着するように加圧（例えば、両面から加圧）する（図１０）。
ここで、第２工程では、圧電素子６０の破損や機能低下等を防止するため、スペーサー基板４０の格納部４２にはみ出す粘着剤２００が、圧電素子６０と接触しないように加圧する。圧電素子６０と接触しないようにする方法としては、例えば、粘着剤２００の厚さを薄くしてはみ出す量を少なくすることや、スペーサー基板４０を厚くすることや、加圧時の温度を高くしすぎないこと等が挙げられる。

次に、第３工程では、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する（図１１）。
ここで、第２工程及び第３工程を行う際の温度を、圧電素子６０のキュリー温度未満とすることで、圧電素子６０の圧電特性を維持できる。

さらに、第３工程の後に、スペーサー基板４０の上面に接着剤２２０を塗布し（図１２）、スペーサー基板４０の上面に配線基板５０を接着固定し、導電性材料９２によって配線基板５０と圧電素子６０を接続することで、本実施形態のヘッドチップ２を製造することができる（図４）。なお、図１２では、スペーサー基板４０の表面に有する接着剤２２０のうち、スペーサー基板４０の切断面の上面に有する接着剤２２０ａと、導通路４１及び格納部４２の奥のスペーサー基板４０の上面に有する接着剤２２０ｂとをそれぞれ別の符号を付して示している。

上述したヘッドチップ２の製造で用いられる粘着剤２００としては、第１工程でスペーサー基板４０と接着用保持部材２０１とを仮固定でき、かつ、第３工程でスペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離できるものであればよい。具体的には、例えば、第２工程で、必要に応じて加熱しながら加圧して接着剤２１０の硬化温度で粘着剤２００の粘着力を低下させ、第３工程でスペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離することができる粘着剤２００を使用できる。
また、第３工程において、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する前に、スペーサー基板４０と接着用保持部材２０１との間の粘着剤２００の粘着力を低下させる低粘着化処理を行うことが好ましい。
粘着剤２００としては、例えば、紫外線の照射処理、加熱処理及び冷却処理のうち少なくとも１つの処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いることが好ましい。

紫外線の照射処理によって粘着力が低下する粘着剤２００としては、例えば、粘着性成分と、紫外線照射によりガス化して粘着剤２００中に気泡を発生させる紫外線発泡成分とを含有する粘着剤２００を用いることで、発泡により接触面積を減少させて粘着力を低下させることができる。
粘着性成分としては、例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系等の公知の粘着剤を用いることができ、使用するスペーサー基板４０や接着用保持部材２０１の材料に応じて適切に選択することが好ましい。
紫外線発泡成分としては、例えば、公知の発泡剤と、公知の発泡開始剤とを含むものを用いることができる。発泡剤としては、例えば、酸により分解して低沸点化合物（例えば、イソブテン）や二酸化炭素等のガスを発生するものが用いられ、一例としては、分子内にｔ−ブチルオキシカルボニル構造を複数有する化合物を用いることができる。この場合、発泡開始剤としては、例えば、スルホニウム塩を含む化合物を用いることができる（例えば、特開２００７−１８６６０７号公報参照）。

加熱処理又は冷却処理によって粘着力が低下する粘着剤２００としては、例えば、加熱又は冷却による温度変化によって粘着力が変化する公知の感温性の粘着剤を用いることができる。また、感温性の粘着剤としては、例えば、特許３４８５４１２号公報、特許３５６５４１１号公報、特許４３９１６２３号公報、特許４８６９４６８号公報等に記載された感温性粘着テープを用いることができる。

加熱処理によって粘着力が低下する粘着剤２００としては、他にも、例えば、加熱発泡剤を含有するアクリル系粘着剤を用いることができる。加熱発泡剤としては、特に制限されず、例えば公知の加熱発泡剤を適宜選択して用いることができるが、特にマイクロカプセル化されている発泡剤を用いることが好ましい。マイクロカプセル化されている発泡剤としては、例えば、イソブタン、プロパン、ペンタンなどの加熱により容易にガス化して膨脹する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球が挙げられる。また、加熱発泡剤を含有する粘着剤２００としては、例えば、特開２００９−１２０８０８号公報等に記載された加熱発泡型再剥離性アクリル系粘着テープ又はシート等を用いることができる。

また、本実施形態で用いられる粘着剤２００としては、第３工程で加熱により容易に剥離できる加熱発泡剤を含有する粘着剤２００を用いることが好ましい。また、加熱処理であれば、紫外線照射が難しい形状の基板を用いる場合でも使用することができるため好ましい。
また、加熱処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いる場合には、第１工程及び第２工程を行う際の温度を、第３工程を行う際の温度よりも低くし、かつスペーサー基板４０から接着用保持部材２０１が剥離しない温度とする。これにより、第２工程において、スペーサー基板４０と接着用保持部材２０１とが仮固定化した状態を維持しつつ、第１の基板Ａとスペーサー基板４０とを安定的に固定化させることができる。

また、粘着剤２００を接着用保持部材２０１に付与する際に、剥離基材と粘着剤２００とによって構成された転写型粘着剤を用いてもよい。例えば、転写型粘着剤を接着用保持部材２０１につけた後、剥離基材を剥離することで、粘着剤２００を接着用保持部材２０１表面に付与された状態とすることができ、その後、スペーサー基板４０に接着用保持部材２０１を仮固定することができる。

接着剤２１０としては、スペーサー基板４０を接着固定することができるものであれば特に限られないが、例えば、熱硬化性接着剤であるエポキシ系接着剤等を用いることができる。
また、熱硬化性を有する接着剤２１０を用いる場合、第２工程における加圧時において、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１が剥離しない温度で加熱して接着剤２１０を硬化させる。これにより、スペーサー基板４０と接着用保持部材２０１とが仮固定化した状態を維持しつつ、第１の基板Ａとスペーサー基板４０とを安定的に固定化させることができる。

また、スペーサー基板４０のヤング率は、第２工程の加圧時における粘着剤２００及び接着剤２１０のいずれのヤング率よりも大きいことが好ましい。これにより、第２工程において圧力を加える際に、粘着剤２００及び接着剤２１０がスペーサー基板４０の両面で弾性体として作用するので、圧着時に反りにくくなる。

また、接着用保持部材２０１は、第１工程で粘着剤２００を介してスペーサー基板４０に仮固定することができ、かつ、第３工程でスペーサー基板４０から剥離することができれば、形状は特に限られないが、第１〜３工程を効率的に行えるように取扱いしやすくする観点からは、スペーサー基板４０よりも少し大きい形状とすることが好ましい（図６）。

また、接着用保持部材２０１の材料としては、特に限られないが、例えば、厚さ１〜２ｍｍ程度のガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板を用いることで、例えば、紫外線の照射処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いる場合には、ガラス基板に紫外線を透過させて粘着剤２００に到達させることができる。また、例えば、加熱又は冷却処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いる場合には、ガラス基板は熱伝導性が良いので、粘着剤２００を短時間で加熱又は冷却することができる。また、加熱又は冷却処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いる場合には、接着用保持部材２０１として熱伝導性の良い金属板（例えば、アルミニウム板等）を用いても良い。

また、接着用保持部材２０１のスペーサー基板４０が仮固定される側の面の端部には、粘着剤２００が付着されていない部分を有することが好ましい（図６及び図７）。これにより、粘着剤２００が付着されていない部分を手等で持つことができるので、製造時に取扱いやすくなる。ここで、接着用保持部材２０１の粘着剤２００が付与されていない部分は、手等でつまむことができるように適宜の形状で設ければよい。また、図６及び図７に示したような４辺すべての端部に粘着剤２００を付与しない部分を設ける場合限られず、例えば、Ｘ方向に平行な２辺の端部に粘着剤２００が付与されていない部分を有するように設けてもよい。

また、接着用保持部材２０１のうち少なくともスペーサー基板４０が仮固定される側には、弾性層２０１ａを有することが好ましい（図１３）。具体的には、例えば、図１３に示したように、基材２０１ｂ（例えば、ガラス基板）と弾性層２０１ａとが積層された接着用保持部材２０１を用いることができる。弾性層２０１ａとしては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の透明樹脂基材を用いることができる。これにより、第２工程で振動板３０上にスペーサー基板４０を加圧固定する際に、スペーサー基板４０に均一に圧力を付与しやすくなるので、スペーサー基板４０が反りにくくなる。なお、図１３では、接着用保持部材２０１として、基材２０１ｂと弾性層２０１ａとが積層された例を示したが、接着用保持部材２０１のすべてを弾性層２０１ａとすることもできる。

［本発明の技術的効果］
以上、説明した通り、本発明のインクジェットヘッド１の製造方法は、圧力発生手段としての圧電素子６０を格納するスペーサー基板４０の一方の面に粘着剤２００を介して接着用保持部材２０１を仮固定する第１工程と、第１工程の後、スペーサー基板４０の当該一方の面とは反対側の他方の面に接着剤２１０を介して第１の基板Ａの振動板３０を接着し、スペーサー基板４０と振動板３０とが密着するように加圧する第２工程と、第２工程の後、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する第３工程と、を有する。これにより、薄く低強度なスペーサー基板４０であっても、接着用保持部材２０１に一旦仮固定をした後に、振動板３０上に正確に位置合わせして積層できる。したがって、高密度に設けられた圧力発生手段（圧電素子６０）を格納するスペーサー基板４０を、正確に位置合わせして積層したインクジェットヘッド１を製造方法することができる。

また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、スペーサー基板４０によって接着用保持部材２０１を保持した状態で、スペーサー基板４０の圧電素子６０を格納する部分（格納部４２）と第１の基板Ａの圧電素子６０とを位置合わせした後、スペーサー基板４０を振動板３０に接着することが好ましい。

また、本発明の効果発現の観点から、第３工程において、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１を剥離する前に、粘着剤２００の粘着力を低下させる低粘着化処理を行うことが好ましい。

また、本発明の効果発現の観点から、粘着剤２００の低粘着化処理が、紫外線の照射処理、加熱処理及び冷却処理のうち少なくとも１つの処理であることが好ましい。すなわち、粘着剤２００が、紫外線の照射処理、加熱処理及び冷却処理により粘着性が低下する性質を有することが好ましい。

また、粘着剤２００として、加熱処理によって粘着力が低下する粘着剤２００を用いる場合には、第１工程及び第２工程を行う際の温度が、第３工程を行う際の温度よりも低く、かつスペーサー基板４０から接着用保持部材２０１が剥離しない温度で行う。これにより、第２工程において、スペーサー基板４０と接着用保持部材２０１とが仮固定化した状態を維持しつつ、第１の基板Ａとスペーサー基板４０とを安定的に固定化させることができる。
ここで、本発明で用いる加熱処理によって粘着力が低下する粘着剤２００としては、加熱発泡剤を含有するものであることが好ましい。これにより、第３工程において、容易に剥離することができる。

また、スペーサー基板４０が、複数の部材により構成されており、第１工程は、粘着剤２００が設けられた接着用保持部材２０１に対して、複数の部材の各々を、それぞれの対応する位置に位置合わせして仮固定することが好ましい。これにより、圧電素子６０が外気と通じた状態となるので、インク射出時に発熱した圧電素子６０からの熱を効率的に放熱させやすくすることができる。

また、第２工程において、圧電素子６０の破損や機能低下等を防止するために、スペーサー基板４０の格納部４２にはみ出す粘着剤２００が、圧電素子６０と接触しないように加圧することが好ましい。

また、スペーサー基板４０のヤング率は、第２工程の加圧時における粘着剤２００及び接着剤２１０のいずれのヤング率よりも大きくすることが好ましい。これにより、第２工程において圧力を加える際に、粘着剤２００及び接着剤２１０がスペーサー基板４０の両面で弾性体として作用するので、圧着時に反りにくくなる。

また、熱硬化性を有する接着剤２１０を用いる場合、第２工程における加圧時において、スペーサー基板４０から接着用保持部材２０１が剥離しない温度で加熱して接着剤２１０を硬化する。これにより、スペーサー基板４０と接着用保持部材２０１とが仮固定化した状態を維持しつつ、第１の基板Ａとスペーサー基板４０とを安定的に固定化させることができる。

また、圧力発生手段として圧電素子６０を用いる場合、第２工程及び前記第３工程を行う際の温度を、圧電素子６０のキュリー温度以下にすることによって、圧電素子６０の圧電特性を維持できる。

また、本発明の効果発現の観点から、スペーサー基板４０がガラス製であることが好ましく、振動板３０がシリコン製であることが好ましい。
また、第１工程と第２工程の間に、スペーサー基板４０にサンドブラスト加工によって格納部４２を形成することもできる。サンドブラスト加工を用いれば、高精度に格納部４２を形成することができる。

また、接着用保持部材２０１のうち少なくともスペーサー基板４０が仮固定される側には、弾性層２０１ａを有することが好ましい。これにより、第２工程で振動板３０上にスペーサー基板４０を加圧固定する際に、スペーサー基板４０に均一に圧力を付与しやすくなるので、スペーサー基板４０が反りにくくなる。

また、接着用保持部材２０１のスペーサー基板４０が仮固定される側の面の端部には、粘着剤２００が付着されていない部分を有することが好ましい。これにより、粘着剤２００が付着されていない部分を手等で持つことができるので、製造時に取扱いやすくなる。

［その他］

なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、ヘッドチップ２の層構成としては、ノズル基板１０と圧力室基板２０との間に、さらに、別の基板（以下、中間基板という。）が設けられていてもよい。中間基板には、例えば、ノズルＮと圧力室２１とを連通する導通路を形成し、その導通路をインクが通過する経路の径を絞る形状とする等によって、インクの吐出に係りインクに加えられる運動エネルギーを調整してもよい。
また、ノズル基板１０、圧力室基板２０、振動板３０及び圧電素子６０が積層された基板を第１の基板Ａの一例として説明したが、複数の圧力室２１と、振動板３０と、複数の圧力発生手段（例えば、圧電素子６０）とを有する基板であれば適宜変更可能である。例えば、ノズル基板１０、中間基板、圧力室基板２０、振動板３０及び圧電素子６０が積層された基板を第１の基板Ａとしてもよく、圧力室基板２０、振動板３０及び圧電素子６０が積層された基板を第１の基板Ａとしてもよい。

また、本実施形態のヘッドチップ２では、圧力室基板２０と振動板３０とが個別に設けられて積層された例を示したが、これに限られず、圧力室基板２０と振動板３０とが一体形成されていてもよい。

また、圧力発生手段として圧電素子６０を使用することとしたが、インクを射出できる機構を備えていれば特に限られることはなく、例えば、サーマル（電気熱変換素子）を使用することとしても良い。

１ インクジェットヘッド
２ ヘッドチップ
１０ ノズル基板
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
３０ 振動板
４０ スペーサー基板（第２の基板）
４２ 格納部（圧力発生手段を格納する部分）
５０ 配線基板
６０ 圧電素子（圧力発生手段）
７０ 共通インク室
１００ インクジェット記録装置
２００ 粘着剤
２０１ 接着用保持部材
２０１ａ 弾性層
２１０ 接着剤
Ａ 第１の基板
Ｎ ノズル

Claims (16)

1. インクが供給される複数の圧力室と、振動板と、当該振動板上に設けられ、前記複数の圧力室に供給されたインクに前記振動板を介して圧力を発生させる複数の圧力発生手段と、を有する第１の基板と、
   前記複数の圧力発生手段を格納する第２の基板と、
   を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
   前記第２の基板の一方の面に粘着剤を介して接着用保持部材を仮固定する第１工程と、
   前記第１工程の後、前記第２の基板の前記一方の面とは反対側の他方の面に接着剤を介して前記第１の基板の前記振動板を接着し、前記第２の基板と前記振動板とが密着するように加圧する第２工程と、
   前記第２工程の後、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離する第３工程と、
   を有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。
2. 前記第２工程において、前記第２の基板によって前記接着用保持部材を保持した状態で、前記第２の基板の前記圧力発生手段を格納する部分と前記第１の基板の前記圧力発生手段とを位置合わせした後、前記第２の基板を前記振動板に接着することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
3. 前記第３工程において、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離する前に、前記粘着剤の粘着力を低下させる低粘着化処理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ヘッドの製造方法。
4. 前記低粘着化処理は、紫外線の照射処理、加熱処理及び冷却処理のうち少なくとも１つの処理であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
5. 前記第３工程では、前記低粘着化処理として加熱処理により前記粘着剤の粘着力を低下させ、前記第２の基板から前記接着用保持部材を剥離し、
   前記第１工程及び前記第２工程を行う際の温度が、前記第３工程を行う際の温度よりも低く、かつ前記第２の基板から前記接着用保持部材が剥離しない温度であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
6. 前記粘着剤は、加熱発泡剤を含有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
7. 前記第２の基板は、複数の部材により構成されており、
   前記第１工程では、前記粘着剤が設けられた前記接着用保持部材に対して、当該複数の部材の各々を、それぞれの対応する位置に位置合わせして仮固定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
8. 前記第２工程において、前記第２の基板の前記圧力発生手段を格納する部分にはみ出した前記粘着剤が、前記圧力発生手段と接触しないように加圧することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
9. 前記第２の基板のヤング率は、前記第２工程の前記加圧時における前記粘着剤及び前記接着剤のいずれのヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
10. 前記接着剤が熱硬化性を有し、
    前記第２工程における前記加圧時において、前記第２の基板から前記接着用保持部材が剥離しない温度で加熱して前記接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
11. 前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
    前記第２工程及び前記第３工程を行う際の温度は、前記圧電素子のキュリー温度未満であることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
12. 前記第２の基板がガラス製であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
13. 前記振動板がシリコン製であることを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
14. 前記第１工程と前記第２工程の間に、前記第２の基板にサンドブラスト加工によって前記圧力発生手段を格納する部分を形成することを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
15. 前記接着用保持部材のうち少なくとも前記第２の基板が仮固定される側には、弾性層を有することを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
16. 前記接着用保持部材の前記第２の基板が仮固定される側の面の端部には、前記粘着剤が付着されていない部分を有することを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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