JP7475882B2

JP7475882B2 - 液体吐出ヘッド及びその製造方法

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Description

本発明は、記録媒体などに対して吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドとその製造方法とに関する。

液体吐出ヘッドには、液体に吐出のためのエネルギーを付与する記録素子の上方に向けて液体を吐出するサイドシューター型のものがある。この種の液体吐出ヘッドでは、記録素子と吐出口とが形成された記録素子基板が支持基板上に接合され、支持基板から記録素子基板が突出する。記録素子基板が支持基板から突出していると、記録媒体を搬送しているときに搬送の不具合によって記録媒体が液体吐出ヘッドに接触したときや、液体吐出ヘッド自体が落下したときに、記録素子基板が破損するおそれがある。そこで特許文献１は、支持基板からの突出量が記録素子基板よりも大きいカバー部材を支持基板上において記録素子基板を取り囲むように配置した液体吐出ヘッドを開示している。この液体吐出ヘッドでは、カバー部材が記録素子基板よりも突出しているので、物体の接触による記録素子基板の破損のおそれが軽減する。

特開２０１７－２０９９４２号公報

記録素子基板の周囲にカバー部材を配置した液体吐出ヘッドでは、記録素子基板とカバー部材との隙間を封止するためにこの隙間に封止用の樹脂を塗布して硬化させるときに、この樹脂がカバー部材の表面に滲み出て硬化することがある。カバー部材の表面に付着して硬化した樹脂は、記録素子基板の表面のクリーニング時などに剥離して吐出口に侵入し、吐出不良の原因となるおそれがある。

本発明の目的は、記録素子基板の周囲にカバー部材を配置した液体吐出ヘッドであって、記録素子基板とカバー部材との間を封止する樹脂がカバー部材の表面に滲み出す恐れを抑制可能な液体吐出ヘッドとその製造方法とを提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、
支持基板と、
液体を吐出する吐出口を少なくとも備えて前記支持基板の第１の表面に接合された記録素子基板と、
前記第１の表面において前記記録素子基板を取り囲むように配置されて前記第１の表面に接合されたカバー部材と、
前記第１の表面において前記記録素子基板と前記カバー部材との隙間を充填するように設けられ、ウレタン樹脂を含む封止用樹脂と、
を有する液体吐出ヘッドであって、
前記隙間に面する前記カバー部材の側面の少なくとも一部が、前記封止用樹脂とは異なる固体物によって被覆されており、
前記固体物はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはアルコキシシラン化合物のいずれかを含む。

本発明によれば、記録素子基板の周囲にカバー部材を配置した液体吐出ヘッドであって、記録素子基板とカバー部材との間を封止する樹脂がカバー部材の表面に滲み出す恐れを抑制可能な液体吐出ヘッドを得ることができる。

液体吐出ヘッドを説明する図である。カバー部材の支持基板への接合を説明する図である。本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドを説明する図である。接着剤の量に応じたカバー部材の接合状態を説明する図である。第２の実施形態の液体吐出ヘッドを説明する図である。第３の実施形態の液体吐出ヘッドを説明する図である。第４の実施形態の液体吐出ヘッドを説明する図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく液体吐出ヘッドを説明する前に、図１を用いて液体吐出ヘッドの一般的な構成について説明する。図１（ａ）は液体吐出ヘッドの斜視図であり、図１（ｂ）は液体吐出ヘッドの平面図である。

図１に示す液体吐出ヘッドは、例えばインクジェット記録装置などの液体吐出ヘッドに搭載されて用紙などの記録媒体に対してインクなどの液体を吐出するために用いられるものであり、サイドシューター型のものである。支持基板１０２の第１の表面に、１または複数の記録素子基板１０１が接着剤などによって接合している。図１に示す例では３個の記録素子基板１０１が支持基板１０２の図示上面に接合されている。記録素子基板１０１は、少なくとも支持基板１０２と接合する部分がシリコン基板で構成されている。記録素子基板１０１では、シリコン基板の一方の表面に複数のエネルギー発生素子（不図示）が設けられ、エネルギー発生素子の形成領域を覆うように吐出口形成部材が配置している。吐出口形成部材では、エネルギー発生素子ごとにそのエネルギー発生素子に対面する位置に、液体が吐出する吐出口が貫通孔として形成されている。シリコン基板の一方の表面と吐出口形成部材とに挟まれた空間は、エネルギー発生素子の位置にまで液体を供給する流路となっている。さらにシリコン基板には、流路に対して液体を供給するために、シリコン基板の他方の表面から一方の表面に貫通する液体供給路（不図示）が形成されている。図１（ａ）及び図１（ｂ）において記録素子基板１０１として示されている部分は、記録素子基板１０１に含まれる吐出口形成部材の表面を示している。

液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置の本体から記録素子基板１０１に対して電気信号を供給するために、電気配線を有する配線基板（不図示）も設けられ、配線基板も支持基板１０２の第１の表面に対して接着剤などにより接合している。記録素子基板１０１と配線基板との電気的接続には種々の方法を用いることができるが、フライングリードを用いた接続や、ワイヤーボンディングによる接続が一般的である。記録素子基板１０１と配線基板とを電気的に接続した後、その電気接続部であるリード部分もしくはワイヤー部分は、液体に触れないよう絶縁保護される。一般的な絶縁保護方法は、電気接続部の上方より硬化可能な液状の樹脂を塗布して硬化させ、硬化された樹脂内に電気接続部を埋包する方法である。ここで用いられる液状の樹脂としては、熱硬化性、ＵＶ（紫外線）硬化性または湿気硬化性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂などの組成物が挙げられる。なお、配線基板と液体吐出装置の本体との電気的な接続には、コンタクトピンやコネクター等が一般に用いられる。

記録素子基板１０１と配線基板とを支持基板１０２に接合するための接着剤としては、熱硬化型やＵＶ硬化型の接着剤を用いることができ、特に、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤あるいはウレタン系接着剤などを用いることができる。支持基板１０２には、記録素子基板１０１に形成されている液体供給路に連通して記録素子基板１０１に液体を供給する液体供給口が形成されている。支持基板１０２の液体供給口から記録素子基板１０１に供給された液体は、記録素子基板１０１においてエネルギー発生素子の位置にまで供給される。そして、配線基板を介して供給された電気信号によってエネルギー発生素子が駆動されると、エネルギー発生素子の作用により液体が液滴となって吐出口から吐出して記録媒体上に着弾する。その結果、液体による記録媒体への記録が行われたことになる。記録素子基板１０１と配線基板とが電気的に接続し、支持基板１０２に対して記録素子基板１０１と配線基板とが接合していれば、液体吐出ヘッドとして一応は動作できる。

ところで支持基板１０２の第１の表面に記録素子基板１０１が接合している状態では、支持基板１０２から記録素子基板１０１が突出しており、記録媒体の接触や液体吐出ヘッドの落下時に記録素子基板１０１が破損しやすくなる。そこで液体吐出ヘッドでは、支持基板１０２の第１の表面において、記録素子基板１０１を取り囲むようにカバー部材１０３が設けられている。支持基板１０２の第１の表面からの突出量は、カバー部材１０３の方が記録素子基板１０１よりも大きくなっている。より具体的には、カバー部材１０３は板状の部材であって、記録素子基板１０１に対応する形状の開口部がくりぬかれている。カバー部材１０３の方が記録素子基板１０１よりも支持基板１０２から突出しているので、記録素子基板１０１への物体の接触の可能性が低減され、記録素子基板１０１の損傷の可能性も低減される。製造コストが安くて済むという観点から、カバー部材１０３には樹脂成型品が広く用いられている。そしてカバー部材１０３は、接着剤１０５によって支持基板１０２の一方の表面に接合されている。ここで用いる接着剤１０５としては、熱硬化型あるいは常温硬化型の樹脂組成物からなるものを適宜選択して用いることができる。

カバー部材１０３に形成される開口部は、記録素子基板１０１がカバー部材１０３と接触しないように、記録素子基板１０１の外形よりもやや大きな寸法を有するように形成されており、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との間には隙間が存在する。この隙間は残しておいてもよいが、吐出口から吐出された液体の一部などがこの隙間に溜まるとそれが記録媒体上に落下して記録媒体を汚す恐れがあるので、可能な限り隙間を埋めることが好ましい。そこで記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に対し、硬化可能な樹脂を封止用樹脂１０４として塗布し、そののち封止用樹脂１０４を硬化させることにより、隙間が封止用樹脂１０４によって充填され封止されるようにする。

支持基板１０２へのカバー部材１０３の接合と、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間への封止用樹脂の塗布とについて、図２を用いて説明する。図２は、図１（ｂ）におけるＩＩ－ＩＩ線での模式断面図である。まず図２（ａ）に示すように、記録素子基板１０１などが既に接合されている支持基板１０２の第１の表面に対し、カバー部材１０３の接合位置に合わせて接着剤１０５を塗布する。接着剤１０５としては、塗布したときの断面形状が図２（ａ）に示すような形状となる物性を有するものが好ましい。次に、図２（ｂ）に示すように、支持基板１０２上の接着剤１０５を押し潰すように、接着剤１０５上に、カバー部材１０３の一方の表面が上になるようにカバー部材１０３を押し付け、接着剤１０５を硬化させる。カバー部材１０３の一方の表面とは、板状のカバー部材１０３の表面のうち、支持基板１０２とは反対側となる表面のことである。したがってカバー部材１０３の他方の表面は、支持基板１０２の第１の表面に対向する表面である。この例では、支持基板１０２とカバー部材１０３の他方の表面との隙間から接着剤１０５ははみ出していない。次に、図２（ｃ）に示すように、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との間にある隙間にこの隙間を充填するように封止用樹脂１０４を塗布し、封止用樹脂１０４を硬化させる。封止用樹脂１０４としては、熱硬化型、ＵＶ硬化型、常温硬化型などの硬化可能などのような樹脂組成物を用いることができる。特に封止用樹脂１０４として、記録素子基板１０１の支持基板１０２に対する接合の貼り付け精度に悪影響がないことや吐出用の液体に対する耐薬品性の観点から適宜選択された樹脂組成物を使用することができる。

記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に塗布される封止用樹脂１０４に関し、その塗布量によっては図２（ｃ）に示すようにカバー部材１０３や記録素子基板１０１のそれぞれ図示上面側の縁まで延びるメニスカスを形成することがある。記録素子基板１０１はシリコン基板で形成されているので、液状の封止用樹脂１０４が記録素子基板１０１の図示上面の表面にまで滲み出すことはない。これに対し、コスト等の観点から樹脂成型品であるカバー部材１０３を使用している場合、カバー部材１０３の側面に触れている封止用樹脂１０４は、樹脂成型品の表面に特有の細かな溝を伝わってカバー部材１０３の一方の表面まで滲み出すことがある。カバー部材１０３の一方の表面に滲み出た封止用樹脂１０４は、滲み出た先で硬化する。カバー部材１０３の一方の表面への封止用樹脂１０４の滲み出しは毛管現象によるものであるので、滲み出て硬化した封止用樹脂１０４は、微細な大きさであり、カバー部材１０３から剥離しやすい。液体吐出ヘッドでは、吐出用の液体が記録素子基板１０１の表面に残存するときに、クリーニング処理の一環として、表面に残存する液体をゴムワイパーで拭き取る拭き取り処理が行われる。このとき、拭き取り動作における助走距離を確保するためにカバー部材１０３の一方の表面から拭き取り動作を開始すると、カバー部材１０３の一方の表面に存在する硬化した封止用樹脂１０４が剥離し、ゴムワイパーとともに移動することがある。ゴムワイパーとともに移動した封止用樹脂１０４は吐出口を詰まらせ、その結果、液体吐出ヘッドからの液体の正常な吐出ができなくなり、記録媒体への記録を行えなくなるおそれが生ずる。

そこで本発明に基づく液体吐出ヘッドは、板状のカバー部材１０３の側面のうち記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に面する側面の少なくとも一部が、封止用樹脂１０４以外の固体物で被覆されていることを特徴とする。記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に面する側面は、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間から見れば、この隙間部を構成する側壁の一部であり、カバー部材１０３に形成されている開口部の側壁の一部であるということができる。さらにこの側面は、隙間を介して記録素子基板１０１に対向している側面でもある。このように固体物によってカバー部材１０３の少なくとも一部の側面を被覆することで、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に液状の封止用樹脂１０４を塗布した際に、封止用樹脂１０４のメニスカスの端部がカバー部材１０３にまで到達しなくなる。その結果、樹脂成型品であるカバー部材１０３に形成されている溝を伝わって封止用樹脂１０４がカバー部材１０３の一方の表面にまで滲み出ることも防止される。以下、本発明に基づく液体吐出ヘッドの各実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
図３は、本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドを示す断面図である。図３（ａ）は、図１（ｂ）のＩＩ－ＩＩ線での断面に対応して本実施形態の液体吐出ヘッドの断面構成を示し、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、液体吐出ヘッドの製造工程を示している。この液体吐出ヘッドでは、図１及び図２に示した同様に、カバー部材１０３は接着剤１０５を介して支持基板１０２に接合している。しかしながら本実施形態では、図２（ｃ）に示したものに比べて接着剤１０５はカバー部材１０３の縁部よりはみ出しており、カバー部材１０３の側面のうち記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に面する側面の少なくとも一部を被覆している。接着剤１０５は、カバー部材１０３の側面の少なくとも一部を被覆する固体物として機能する。ただし接着剤１０５は、カバー部材１０３の一方の表面にまでは到達していない。記録素子基板１０１とカバー部材１０３との間にある隙間には封止用樹脂１０４が充填されるが、封止用樹脂１０４は、隙間のカバー部材１０３側の領域において、接着剤１０５には接しているがカバー部材１０３自体の側面には接していない。

上述のようにカバー部材１０３の側面の少なくとも一部を接着剤により被覆するために、液体吐出ヘッドの製造工程において支持基板１０２における接着剤１０５の塗布位置は、カバー部材１０３の開口部に対応する位置にできるだけ近づける。接着剤１０５としては、後工程で塗布する液状の封止用樹脂１０４に対する濡れ性が悪いものを選択する。濡れ性を液体状態での封止用樹脂１０４の接触角で評価するとして、接着剤１０５に対する接触角が７０°以上、好ましくは８０°以上、より好ましくは９０°以上であるように、封止用樹脂１０４と接着剤１０５との組み合わせを選択することが好ましい。このように接着剤１０５に対する濡れ性が悪い、すなわち接着剤１０５に撥かれるという性質は、樹脂材料がそれぞれ持つ表面自由エネルギーによるものである。そのため、接着剤１０５に対する液体状態での封止用樹脂１０４の濡れ性を事前に確認しておくことが好ましい。本実施形態では封止用樹脂１０４として、イソシアネート系化合物とフェノール系化合物を混合して得られる常温硬化型のウレタン樹脂を用いている。ウレタン樹脂である封止用樹脂１０４ｎ濡れ性が悪い樹脂組成物としては、フルオロカーボンやジメチルシロキサン結合を有する化合物、すなわちフッ素樹脂やシリコーン樹脂が挙げられる。本実施形態では、接着剤１０５として、ジメチルシロキサン構造を有し常温で縮合反応による硬化が可能なシリコーン樹脂組成物を用いる。接着剤１０５にはある程度の粘度とチキソ比が必要である。接着剤１０５の粘度は、４０～１０００Ｐａ・ｓが好ましく、５０～３００Ｐａ・ｓがより好ましい。接着剤１０５のチキソ比は、１．０～３．０程度が好適である。液体吐出ヘッドの製造では、図３（ａ）に示すように、ジメチルシロキサン構造を有するシリコーン樹脂からなる接着剤１０５をカバー部材１０３の開口部の縁部からせり出させ、カバー部材１０３の側面の少なくとも一部を接着剤１０５により被覆する。以下、本実施形態の液体吐出ヘッドを製造する際のこの具体的なプロセスについて説明する。

まず、図３（ｂ）に示すように、図２（ａ）の状態よりもカバー部材１０３の側面に近い位置において支持基板１０２の第１の表面に接着剤１０５を塗布する。次に、図３（ｃ）に示すように、カバー部材１０３を接着剤１０５の層の上に載せるようにして、カバー部材１０３の支持基板１０２に対する接着を行う。このとき、支持基板１０２における接着剤１０５の塗布位置がカバー部材１０３の側面に近い位置となっているので、接着剤１０５がカバー部材１０３の縁からカバー部材１０３の側面に沿ってせり上がる。その後、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に封止用樹脂１０４を塗布する。封止用樹脂１０４はこの隙間を埋める必要があるので、液体状態におけるその粘度は低いことが望ましい。具体的には液体状態における封止用樹脂１０４の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下が好ましく、５Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、１Ｐａ・ｓがさらに好ましい。封止用樹脂１０４のこのような粘度範囲は、液体状態での接着剤１０５の粘度に比べてかなり低いものである。

カバー部材１０３の側面を接着剤１０５が被覆しており、接着剤１０５に対して液体状態の封止用樹脂１０４の濡れ性が悪いので、本実施形態では、図２（ｃ）に示したような封止用樹脂１０４のカバー部材１０３の開口部の縁までのせり上がりは生じない。液体状態での粘度が４Ｐａ・ｓであるウレタン樹脂からなる封止用樹脂１０４を用いて液体吐出ヘッドを製造したところ、封止用樹脂１０４がカバー部材１０３自体の側面に触れることもカバー部材１０３の表面に滲み出ることもなかった。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態の応用例として、より大きなカバー部材１０３を有する液体吐出ヘッドに対して本発明を適用したものである。第１の実施形態においては、カバー部材１０３を支持基板１０２に接合するときに接合用の接着剤１０５がカバー部材１０３の開口部の側面にせり出すように、支持基板１０２に接着剤１０５を塗布している。しかしながらカバー部材１０３のサイズが大きくなるとその寸法公差も大きくなるので、カバー部材１０３の開口部における側面に接着剤１０５がせり出すように接着剤を塗布するときに塗布位置の制御が難しくなる。例えば長さが１００ｍｍであるカバー部材であれば寸法公差は０．３ｍｍであるが、長さ１０００ｍｍのカバー部材ではその寸法公差は０．８ｍｍとなり、長さが１００ｍｍの場合に比べて寸法公差は２倍以上となる。接着剤１０５の塗布位置の制御は、０．５ｍｍでも部品がゆがんだり位置がずれたりしただけで困難になる。以下では、カバー部材１０３の長さが例えば１０００ｍｍであるものとして本実施形態の液体吐出ヘッドを説明する。

ここでカバー部材１０３のゆがみや位置のずれによる影響について説明するが、最初に接着剤１０５の塗布量の違いによる影響を説明する。図４は、支持基板１０２への接着剤１０５の塗布量の違いによるカバー部材１０３の側面への接着剤１０５のせり出しの違いを示す断面図である。図４（ａ）は接着剤１０５の塗布量が少ない場合を示しており、カバー部材１０３の側面のほぼ全面が接着剤で覆われていない。この場合には、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に封止用樹脂１０４を塗布した場合、封止用樹脂１０４がカバー部材１０３自体の側面に接することとなる。カバー部材１０３自体の側面に封止用樹脂１０４が接した場合、カバー部材１０３に一方の表面にまで封止用樹脂１０４の滲み出しが生じる恐れがある。一方、図４（ｂ）は、接着剤１０５の塗布量が多すぎる場合を示している。接着剤１０５の塗布量が多すぎる場合には、カバー部材１０３の側面への接着剤１０５のせり出し量が多すぎて、カバー部材１０３の一方の表面に接着剤１０５が乗り上げてしまう。カバー部材１０３の一方の表面に乗り上げた接着剤１０５は、封止用樹脂１０４と同様に、ゴムワイパーによってカバー部材１０３の一方の表面の拭き取りを行ったときに剥離し、吐出口の詰まりなどの原因となる。したがって、接着剤１０５の塗布量は、接着剤１０５がカバー部材１０３の側面の主要な部分を被覆するがカバー部材１０３の一方の表面に乗り上がることがないように管理する必要がある。

図４は、接着剤１０５の塗布量の違いによる接着剤のせり上がりの形態の違いを説明しているが、接着剤１０５の塗布量は同じであってもカバー部材１０３の開口部の縁部と接着剤１０５の塗布位置との関係によって、図４に示したものと同様の問題が生ずる。すなわち、塗布位置とカバー部材１０３の開口部の縁部との距離が大きすぎれば、図４（ａ）に示したように、カバー部材１０３の側面での接着剤１０５の十分な被覆面積を確保できなくなる。塗布位置とカバー部材１０３の開口部の縁部とが近すぎる場合には、図４（ｂ）に示したように、カバー部材１０３の一方の表面上に接着剤が乗り上がる。

本実施形態では、カバー部材１０３の側面が十分に接着剤１０５によって覆われるとともにカバー部材１０３の一方の表面への接着剤１０５の乗り上げを防ぐように、支持基板１０２へのカバー部材１０３の接合の際に圧着板１０６を使用する。図５は第２の実施形態における液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。まず、通常であれば接着剤１０５がカバー部材１０３の第１の表面の上に乗り上がるような量の接着剤１０５を支持基板１０２の第１の表面に塗布する。接着剤１０５としては、第１の実施形態で用いたものと同様のものが使用される。そして支持基板１０２との接合のためにカバー部材１０３を接着剤１０５に向けて押し付けるときに、図５（ａ）に示すように、カバー部材１０３の一方の表面に対して圧着板１０６を押し当て、圧着板１０６を介してカバー部材１０３が押圧されるようにする。圧着板１０６は、カバー部材１０３の開口部の縁部から開口部に向かってはみ出す形状を有している。すなわち圧着板１０６は、カバー部材１０３の側面の位置から張り出す部分を含んでいる。その結果、押圧されたことにより接着剤１０５の層がせり上がったとしても、圧着板１０６によって阻止されて、カバー部材１０３の一方の表面に接着剤１０５が回り込むことが防止される。圧着板１０６は、カバー部材１０３の一方の表面の全面を押圧するものであることが好ましく、このため弾性変形する材料で構成されることが好ましい。圧着板１０６を構成する材料は、一般的なゴム材料で十分である。

本実施形態では、図５（ａ）に示すように。押圧の過程において圧着板１０６に対して接着剤１０５が接触するが、接触した接着剤１０５が圧着板１０６の表面に付着することがある。この付着を防止するためには、付着防止フィルムとして圧着板１０６とカバー部材１０３の間に使い捨てのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルムなどを挟めばよい。ＰＴＦＥフィルムを挟むことによって、圧着板１０６への接着剤１０５の付着を防ぎながら、カバー部材１０３の側面における接着剤１０５の所望の被覆状態を得ることができる。接着剤１０５が硬化したら、圧着板１０６によるカバー部材１０３の押圧を停止する。

以上のように支持基板１０２に対して接着剤１０５を介してカバー部材１０３を接合したのち、図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態の場合と同様に記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に封止用樹脂１０４を塗布し硬化させる。その結果、カバー部材１０３の側面が接着剤１０５によって被覆されていることによりカバー部材１０３の一方の表面に封止用樹脂が滲み出ることがない液体吐出ヘッドを得ることができる。

［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に面するカバー部材１０３の側面に接着剤１０５をせり上げることにより、カバー部材１０３の側面に封止用樹脂１０４が接触することを防いでいた。封止用樹脂１０４の接触を防ぐためにカバー部材１０３の側面を被覆する固体物は、カバー部材１０３を支持基板１０２に接合するために設けられる接着剤１０５に限られるものではない。封止用樹脂１０４とは異なるとともにカバー部材１０３の接合に用いられる接着剤１０５でもない固体物によってカバー部材１０３の側面を被覆してもよい。第３の実施形態では、封止用樹脂１０４でもなく接着剤１０５でもない被覆用の樹脂材料を用いてカバー部材１０３の側面を被覆することによって、封止用樹脂１０４のせり上がりとカバー部材１０３の一方の表面への滲み出しを防止した例を説明する。図６は、第３の実施形態の液体吐出ヘッドを示す図であり、図６（ａ）は、カバー部材１０３を支持基板１０２に接合した後の液体吐出ヘッドの要部の断面構成を示している。図において符号Ｘはカバー部材１０３の一方の表面を示し、符号Ｙは、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に面するカバー部材１０３の側面を示している。

図示されるように、第３の実施形態の液体吐出ヘッドでは、カバー部材１０３の一方の表面Ｘと側面Ｙとに被覆用の樹脂材料１０７が塗布されている。樹脂材料１０７は、封止用樹脂１０４とも接着剤１０５とも異なるものであり、第１の実施形態の場合と同様に、この樹脂材料１０７に対する液体状態の封止用樹脂１０４の濡れ性がよくないような材料からなっている。本実施形態では封止用樹脂１０４としてウレタン樹脂を用いるが、ウレタン樹脂が低い濡れ性を示す材料としては、撥水性を有する樹脂があり、撥水性を有する樹脂を樹脂材料１０７に用いることができる。特に、撥水性を有する樹脂として、ジメチルシロキサン構造を有するアルコキシシラン化合物、パーフルオロ基を有するフッ素系化合物などが樹脂材料１０７として好適に用いられる。濡れ性を液体状態での封止用樹脂１０４の接触角で評価するとして、樹脂材料１０７に対する接触角が７０°以上、好ましくは８０°以上、より好ましくは９０°以上であるように、封止用樹脂１０４と樹脂材料１０７との組み合わせを選択することが好ましい。樹脂材料１０７としてカバー部材１０３に対して高い密着性を有するものを使用することは当然のことである。本実施形態では、ジメチルシロキサン構造を有するアルコキシシラン化合物を含む樹脂組成物を被覆用の樹脂材料１０７として用い、その膜厚が０．１μｍ以下となるように樹脂材料１０７をカバー部材１０３に塗布する。さらに薄く樹脂材料１０７を塗布すれば、液体吐出ヘッドの完成後に樹脂材料１０７が剥離したときであっても、記録素子基板１０１に設けられる吐出口への影響を低減できる。記録素子基板１０１に設けられる吐出口の直径を１０～２０μｍとするのが主流であり、このような大きさの吐出口に対して０．１μｍの厚さの樹脂層が混入しても特に問題とはならない。本実施形態では、密着性の高い材料からなる樹脂材料１０７を用いることを前提とし、樹脂材料１０７が万が一剥がれたとしても吐出口への影響を最小限にする。目安としては、剥離片の大きさが吐出口の直径の１／１００程度であれば、問題は生じない。被覆用の樹脂材料１０７の塗布方法としては、樹脂材料１０７を溶媒で希釈した液体にカバー部材１０３を浸漬する方法や、カバー部材１０３に対して直接描画する方法、スプレー塗布による方法がある。

樹脂材料１０７の溶液にカバー部材１０３を浸漬することにより塗布を行う場合、塗布後のカバー部材１０３はその全体が撥水性を帯びる。その結果、接着剤１０５によってカバー部材１０３を支持基板１０２に接合することが、撥水性のために困難になる。そこで本実施形態では、カバー部材１０３に塗布した樹脂材料１０７を所望の領域だけ残し、その他の部位に塗布されている樹脂材料１０７の除去を行う。ここでいう所望の領域とは、後工程で塗布する封止用樹脂１０４が接触するおそれがある領域であり、具体的にはカバー部材１０３の側面Ｙのことである。側面Ｙ以外の部位に塗布された樹脂材料１０７の除去方法としては、常圧プラズマなどを用いるプラズマ照射による方法、ＵＶ（紫外線）照射による方法などが挙げられる。本実施形態では常圧プラズマを用いて樹脂材料１０７を除去する。常圧プラズマによる方法は、プラズマ噴出口から高い直進性をもってプラズマを照射するので、照射部のみがプラズマ処理がされるという特徴を有する。照射部以外の領域はプラズマ処理されない。以下、常圧プラズマによる処理を説明する。

板状のカバー部材１０３を樹脂材料１０７の溶液に浸漬して樹脂材料１０７の層をカバー部材１０３の全体に形成した後、図６（ｂ）に示すようにカバー部材１０３の他方の表面に常圧プラズマを照射すると、他方の表面の樹脂材料１０７が除去される。加えてカバー部材１０３の他方の表面は、プラズマ処理により、接着性が向上した状態となる。その後、第１の実施形態と同様に接着剤１０５によってカバー部材１０３を支持基板１０２に接合し、そののち封止用樹脂１０４を塗布することによって、図６（ａ）に示すような断面構成を有する液体吐出ヘッドが形成される。記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に封止用樹脂１０４を塗布するときに、重力により封止用樹脂１０４はカバー部材１０３の側面Ｙに多少の接触はする。しかしながらカバー部材１０３の側面Ｙに被覆用の樹脂材料１０７の層が形成されているので、樹脂成型物であるカバー部材１０３に形成されている微細な溝をつたってカバー部材１０３の一方の表面Ｘに封止用樹脂１０４が滲み出すことは抑制される。

本実施形態に基づく液体吐出ヘッドを製造した例を説明する。ジメチルシロキサン構造を有するアルコキシシラン化合物を溶媒に溶解させた液体にカバー部材１０３を浸漬することにより、樹脂材料１０７をカバー部材１０３の全体に塗布し、その後、上述のように常圧プラズマによる処理を行った。その結果、カバー部材１０３の一方の表面Ｘに封止用樹脂１０４が滲み出ることのない液体吐出ヘッドを作成することができた。

［第４の実施形態］
第４の実施形態では、第３の実施形態の応用例として、カバー部材１０３の側面において段差が形成されている液体吐出ヘッドを説明する。図７は第４の実施形態の液体吐出ヘッドを示す図である。図７（ａ）に示すように、板状のカバー部材１０３の図示右側の側面には段差が形成されている。図において符号Ｄはカバー部材１０３の他方の表面であり、符号Ｂは、段差が形成されていることによってカバー部材１０３の他方の表面と平行なものとして現れた面を示している。符号Ａは、カバー部材１０３の側面における、段差とカバー部材１０３の一方の表面との間の領域を示し、同様に符号Ｃは、段差とカバー部材１０３の他方の表面との間の領域を示している。段差が形成されていることにより、カバー部材１０３の他方の表面は一方の表面よりも狭くなっている。このように側面に段差が形成されているカバー部材１０３を、第３の実施形態と同様に被覆用の樹脂材料１０７を溶媒に溶解させた液体に浸漬することにより、カバー部材１０３の全体に樹脂材料１０７が塗布される。樹脂材料１０７としては、例えばジメチルシロキサン構造を有するアルコキシシラン化合物が用いられる。図７（ａ）は、カバー部材１０３の全体に樹脂材料１０７が塗布された状態を示している。

樹脂材料１０７を塗布した後、図７（ｂ）に示すように、カバー部材１０３の他方の表面Ｄに対して常圧プラズマを照射する。その結果、カバー部材１０３の他方の表面Ｄと段差部の小さな面Ｂにおいて樹脂材料１０７が除去される。段差における面Ｂは、プラズマ処理を受けることにより、より高い接着性を有する表面状態になる。次に図７（ｃ）に示すように、第１の実施形態と同様に支持基板１０２の第１の表面に接着剤１０５を塗布し、接着剤１０５を介してカバー部材１０３を支持基板１０２に接合する。さらに、記録素子基板１０１とカバー部材１０３との隙間に封止用樹脂１０４を塗布することによって、図７（ｄ）に示す断面構成を有する液体吐出ヘッドが得られる。本実施形態において封止用樹脂１０４及び接着剤１０５には、それぞれ、第１の実施形態において使用したものと同様のものを使用することができる。

常圧プラズマによる処理を行ったことによって接着性が高められた面Ｂは、図７（ｄ）に示す状態において、支持基板１０２の側を向いている。これに対しカバー部材１０３の側面である領域Ａ及び領域Ｃは、封止用樹脂１０４の濡れ性が悪い樹脂材料１０７によって被覆されている。図ではカバー部材１０３の側面において封止用樹脂１０４が接触するのは領域Ａに限られているが、封止用樹脂１０４の量が多くなった場合、面Ｂにも封止用樹脂１０４が接触するようになる。封止用樹脂１０４が面Ｂに接触した場合、高い接着力で面Ｂに封止用樹脂１０４が接着することになるが、領域Ｃに対しては封止用樹脂１０４の濡れ性が悪いため、領域Ｃの部分を封止用樹脂１０４が這い上がることはない。したがって、この液体吐出ヘッドにおいても、封止用樹脂１０４がカバー部材１０３の一方の表面に滲み出ることはない。

さらに、カバー部材１０３の側面部分の一部である面Ｂに対して封止用樹脂１０４が高い接着力で接着していると、封止用樹脂１０４がカバー部材１０３の側面から剥がれることを抑制することができる。封止用樹脂１０４がカバー部材１０３の側面から剥離すると、剥離後の隙間に記録液などの液体が溜まり、溜まった液体が記録媒体などに落下する場合がある。実施形態によれば、この液体の落下のおそれを払拭することができる。したがって、液体の落下のおそれを低減するために、隙間に液体状態の封止用樹脂１０４を塗布する際に、封止用樹脂１０４を面Ｂに接触させるようにしてもよい。

１０１記録素子基板
１０２支持基板
１０３カバー部材
１０４封止用樹脂
１０５接着剤

Claims

支持基板と、
液体を吐出する吐出口を少なくとも備えて前記支持基板の第１の表面に接合された記録素子基板と、
前記第１の表面において前記記録素子基板を取り囲むように配置されて前記第１の表面に接合された板状のカバー部材と、
前記第１の表面において前記記録素子基板と前記カバー部材との隙間を充填するように設けられ、ウレタン樹脂を含む封止用樹脂と、
を有する液体吐出ヘッドであって、
前記隙間に面する前記カバー部材の側面の少なくとも一部が、前記封止用樹脂とは異なる固体物によって被覆されており、
前記固体物はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはアルコキシシラン化合物のいずれかを含む、液体吐出ヘッド。
前記カバー部材は樹脂成型品によって構成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記カバー部材は接着剤を介して前記第１の表面に接合し、前記固体物は前記接着剤である、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
前記固体物は、前記封止用樹脂とは異なる樹脂材料からなり、前記カバー部材における前記第１の表面に対向する表面には設けられていない、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
前記第１の表面に向く面を有するように前記カバー部材において前記側面に段差が形成され、前記段差において前記第１の表面を向く面には前記固体物が設けられていない、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
前記段差において前記第１の表面を向く面に前記封止用樹脂が接触している、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
前記固体物は、前記カバー部材の表面の内、前記支持基板とは反対側となる表面の少なくとも一部を覆う、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
支持基板と、液体を吐出する吐出口を少なくとも備えて前記支持基板の第１の表面に接合された記録素子基板と、前記第１の表面において前記記録素子基板を取り囲むように配置されて前記第１の表面に接合された板状のカバー部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記第１の表面において前記カバー部材の前記記録素子基板に対向する側面の少なくとも一部を固体物によって被覆する工程と、
前記記録素子基板と前記固体物によって被覆されている前記カバー部材との間に形成される隙間に、前記固体物とは異なる封止用樹脂を塗布する工程と、
を有し、
前記封止用樹脂は、液体状態において、前記固体物に対する７０°以上の接触角を有する、液体吐出ヘッドの製造方法。
前記カバー部材は樹脂成型品によって構成されている、請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記被覆する工程は、前記第１の表面に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤に向けて前記カバー部材を押圧する工程と、を有し、
前記押圧する工程により、前記接着剤を介して前記カバー部材を前記第１の表面に接合するとともに前記側面において前記接着剤をせり上げさせ、前記固体物として、せり上げられた前記接着剤によって前記側面を被覆する、請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記押圧する工程において、前記カバー部材における前記第１の表面とは反対側となる表面に対し、前記側面の位置から張り出す部分を含む圧着板を押し付ける、請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記押圧する工程において、前記圧着板と前記カバー部材との間に、前記接着剤の前記圧着板への付着を防ぐ付着防止フィルムを挟む、請求項１１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記固体物は、前記封止用樹脂とは異なる樹脂材料からなり、前記カバー部材における前記第１の表面に対向する面には設けられていない、請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記固体物を前記カバー部材の全体に設ける工程と、
前記カバー部材における前記第１の表面に対向する面から前記固体物を除去する工程とを有し、
前記除去する工程ののち、前記カバー部材を前記第１の表面に接合し、前記塗布する工程を実施する、請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記除去する工程はプラズマ処理により前記固体物を除去する工程である、請求項１４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記第１の表面に向く面を有するように前記カバー部材において前記側面に段差が形成されており、前記プラズマ処理によって、前記段差において前記第１の表面を向く面から前記固体物を除去する、請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
前記塗布する工程において、前記封止用樹脂を前記第１の表面に向く面に接触させる、請求項１６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。