JPH1134334A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各ヒータボード（ＨＢ）を独立に支持するた
めの支持部を支持体してのベースプレート３００に設
け、この支持部に吸引用開口３１３及び凹部３１１を設
けたインクジェット記録ヘッドにおいて、各ＨＢをベー
スプレート３００に仮止めするときの接着剤が、前記支
持部の間を伝って各ＨＢすきまに流入し、インク中に溶
け込んで印字不良を生ずる問題点を解消するための製造
方法を提供する。 【解決手段】 このため、前記支持部に仮止め溶接着剤
注入開口３１３を囲むように凹部３１１を設けて各ＨＢ
を接合するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体インクを吐出
させてプリントを行なうインクジェット記録ヘッドにお
いて、素子基板を複数並設して長尺化が図られたインク
ジェット記録ヘッド及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年に到り、インクジェットプリント方
式は、低騒音での高速記録が可能であることから多くか
ら利用されるようになってきた。中でも、熱エネルギー
をインクに作用させることにより、インクに状態変化を
生起させ、生じた気体の熱膨張による圧力を利用してイ
ンクを吐出させる方式（“バブルジェット方式”とも称
する）のインクジェット記録ヘッドは、プリント信号に
対する応答性が良く、吐出口の高密度化が容易であるな
どの利点を有している。

【０００３】また、最近では、プリントされるデータ量
も増大しており、特にグラフィック画像等もプリントア
ウトされるようになると、そのデータ量の多さから、よ
り一層の高速プリントが要求されるようになってきてい
る。

【０００４】そして、上述のバブルジェット方式のイン
ジェット記録ヘッドであって、被プリント材の全幅に亘
って吐出口及び電気熱変換体を長尺に配列させるいわゆ
るフルラインタイプのインクジェット記録ヘッド及びこ
のインクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット記
録装置は上述のプリント速度を向上させるものとして大
いに期待されている。

【０００５】このようなフルラインタイプのインクジェ
ット記録ヘッドとしては、前記電気熱変換体の全数を一
枚の基板（以下、“ヒータボード”もしくはＨＢと略称
する）に全て形成する方法が考えられるが、この方法で
は、基板上に設けられた電気熱変換体のうち、一つでも
欠陥が生じた場合に、その基板は使用できなくなってし
まうため、歩留（ぶどまり）が非常に悪くなる。よっ
て、従来よりこの種のフルラインタイプのインクジェッ
トヘッドにおいては、複数のヒータボードに分割して電
気熱変換体を設ける構成が採られている。

【０００６】すなわち、ノズル数が３２〜１２８個とな
るような比較的電気熱変換体の数の少ない複数のヒータ
ボードを、一つの支持体上にノズルの配列密度を合わせ
て高精度に並設することによって、たとえ電気熱変換体
の一つに欠陥が生じても、その部分のヒータボードを取
替えてやるだけで済み、また、ヒータボード自体が小さ
くなることにより製造しやすくなるため、従来に比べ歩
留が格段に向上するものである。前述の構成としては、
例えば、特開平２−２１２１６２号公報等に記載の構成
を挙げることができる。

【０００７】しかしながら、このような構成にすること
により、複数のヒータボードを支持体上に配列するた
め、その配列精度が印字品位に大きく影響する。

【０００８】しかしながら、従来、前記支持体とヒータ
ボードもしくは各ヒータボード同士を直接接合すること
により、その配列精度化決定されていたため、各構成部
材の加工精度を厳密に管理する必要があり、歩留の向上
を妨げる要因となっていた。

【０００９】さらに、各構成部材間にごみ等が付着して
いた場合には、配列精度が低下し、印字品位に影響を及
ぼす場合もあった。そして、特にヒータボードとベース
プレートとの間にごみが付着していた場合には、ヒータ
ボードが形成するヒータ面に段差が生じてしまい、この
段差によってヒータボードと天板との接合面に隙間が生
ずる。この隙間は、隣接するノズルからのクロストーク
を招く結果となり、印字不良を起こす場合もある。

【００１０】そこで、各ヒータボードを独立に支持する
ための支持部を支持体に設け、この支持部に貫通穴及び
凹部を設けることで、ヒータボードと天板との間に隙間
が生じず、クロストロークのない安定した印字が可能と
なった（後述図４参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、支持体は前記基板（ＨＢ）を支持する
ための支持部に仮止め接着剤注入開口を有し、そこに仮
止め用接着剤を設けて前記基板を支持体上に仮止めする
ことで、仮止め用接着剤が前記基板と支持体の支持部の
間を伝って各ヒータボード間のすきまに流れ込んでしま
うことがある。

【００１２】その結果、インクと仮止め用接着剤とが接
し、インク中に溶け込みインクの物性を変化させること
により、印字不良の原因となるといった欠点があった。

【００１３】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、叙上の問題点を解消するためのインク
ジェット記録ヘッドの製造方法の提供を目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項（１）〜（５）のいずれか記載のイン
クジェット記録ヘッドまたはその製造方法を提供するこ
とにより、前記目的を達成しようとするものである。

【００１５】（１）インクを吐出するためのエネルギー
を発生する吐出エネルギー発生素子を備える基板を複数
有し、該基板を支持体上に配列し、配列された前記各基
板上に、前記複数の基板すべてを覆う天板を接合するこ
とにより、インク流路を形成するインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記支持体は、前記基板を支
持するための支持部に仮止めを行うための仮止め接着剤
用注入開口部を有し、その回りの支持部に凹部を有し、
前記接着剤を注入することを特徴とするインクジェット
記録ヘッドの製造方法。

【００１６】（２）前記指示体は、前記指示部に前記基
板に対応した開口部を供え、該開口部より前記基板を吸
引して仮固定を行うことを特徴とする前項（１）に記載
のインクジェット記録の製造方法。

【００１７】（３）前記仮止め接着剤の注入後に前記凹
部の接着剤注入が行われることを特徴とする前項（１）
に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。

【００１８】（４）インクを吐出するためのエネルギー
を発生する吐出エネルギー発生素子を備える複数の基板
と、該複数の基板が配置される支持体と前記複数の基板
とを一体に覆い前記基板と接合されることでインク流路
を形成する天板とを備えるインクジェットヘッドにおい
て、前記支持体は仮止めを行うための仮止め接着剤用注
入開口を有し、その回りの支持部に凹部を有する支持部
によって前記基板を支持することを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッド。

【００１９】（５）前記支持部が、前記支持体に一体に
形成されていることを特徴とする前項（４）に記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。

【００２０】

【作用】以上のような本発明構成により、仮止め接着剤
がインクに混入することなく、高品位の印字が可能とな
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
好適な一実施例に基づき、図面を用いて詳細に説明す
る。

【００２２】

【実施例】図１に、本発明に係る一実施例を示すインク
ジェット記録ヘッドの模式的斜視図を示す。図２は、図
１のベースプレートの模式図的平面図、図３は、図２の
台座部分の拡大図である。また、図４に、従来例の台座
部分の図３相当図を、比較対照用として示す。

【００２３】図１において、２００は天板、３００はベ
ースプレート、４００は配線基板（ＰＣＢ）、６００は
押えバネ、８００はインク供給口を示す。

【００２４】また図５に、本実施例におけるインクジェ
ット記録ヘッドの製造工程シーケンスフローチャートを
示す。

【００２５】本実施例においては、１１個の配列したヒ
ータボード（ＨＢ）に対して１個の溝付き天板２００を
用いた長尺マルチヘッドの製造方法について述べる。

【００２６】図２は、ダイキャスト成型されたベースプ
レートを示す模式図であり、図３は、図２の台座部分の
拡大図である。

【００２７】まず、アルミ基板をダイキャスト成型する
ことにより、ＨＢを支持するためのＨＢ支持部や配線基
板（ＰＣＢ）４００位置決め用の突起部３１４を有する
支持体としてのベースプレート３００を作成する。前記
支持部には、接着剤注入用の凹部３１４とＨＢとを仮固
定するために用いられる吸引用の開口３１３と、仮固定
するための仮止め用接着剤注入開口３１６とが設けられ
ている。

【００２８】図２，３において、３１０はＨＢ支持部と
しての台座、３１１は、この台座３１０に設けられる凹
部、３１２はこの凹部３１１に連絡する接着剤注入溝、
３１５は、接着剤注入溝３１２と凹部３１１とを連絡す
るくぼみである。

【００２９】このようなベースプレート３００の斜線部
分及び支持部の表面を研磨する。これにより、支持部の
平面度が増し、各ＨＢを配列する際の段差の確率を減ら
すことができる。またベースプレート３００の両端部分
は、装置への位置決め部分であり、装置への組み立て精
度を向上させることができる。

【００３０】ベースプレート３００を作成する一方で、
シリコン基板上に薄膜形成技術により電気熱変換素子化
したヒータボード（ＨＢ）を複数用意しておく。

【００３１】次に、用意された複数のＨＢを前述したベ
ースプレート３００のＨＢ支持部３１０に位置決め工具
等を使用して高精度に配列位置決めを行う。ここで、位
置決めされた各ＨＢは、ベースプレート３００下部に配
置されたバキューム工具によって、前述の吸引用開口３
１３より吸引され仮固定される。このように各ＨＢを、
順にベースプレート３００上に配置していく（図５工程
（ａ））。

【００３２】次にＨＢ仮止め接着剤注入用開口３１６よ
り、仮止め接着剤を流し込む。仮止め接着剤の硬化が確
認できたら次にベースプレートの接着剤注入溝３１２よ
り接着剤を流し込む。このとき注入された接着剤は、接
着剤注入溝３１２と各凹部３１１とを連絡するくぼみに
入り込み、このくぼみより各凹部３１１に毛細管現象に
よって入り込んで行く。この様に接着剤注入溝３１２と
各凹部３１１とを連絡する箇所にくぼみ３１５を設ける
ことによって、このくぼみ３１５に接着剤が溜まり、各
凹部３１１に接着剤がスムーズに流れ込んでいくもので
ある。その後、接着剤を放置乾燥させ各ＨＢを完全に固
定した後、前記バキューム工具の吸引を停止する。更に
前述の吸引用開口３１３より接着剤を注入して固定する
（図５工程（ｂ））。

【００３３】こうすることで、仮止め接着剤の回りの凹
部３１１が、接着剤で埋まり、仮止め接着剤が各ＨＢ間
のすきまに流れ込むのを防ぐ。

【００３４】次にＰＣＢ（配線基板）４００をベースプ
レート３００に前述の位置決め用突起部３１４により位
置決めされた状態で接着する。これによりＰＣＢ４００
に設けたられた電極パッドとＨＢに設けられた電極パッ
ドとが、個々に対応する所定の位置関係となる。そし
て、ＰＣＢ４００に設けられた電気パッドとＨＢに設け
られた電極パッドとをワイヤボンディングすることによ
り、ＨＢとＰＣＢ４００とを電気的に接続する。この時
にワイヤボンディングの導通チェックも行う（図５工程
（ｃ））。

【００３５】次に天板２００をベースプレート３００上
のＨＢに密着させる役目を果たす圧説ユニットの取り付
けを行う。この圧接ユニットは、ヒータボードを押圧す
る板ばね部材とこの板ばね部材を固定支持するばね固定
部材とから成り、板ばね部材には、長手方向に複数の切
り欠き部を有し、複数の押圧部に分割されている。また
それぞれの押圧部には貫通口を有し、この貫通口に治具
を差し込み、各押圧部の付勢力の規制、解除を行う。

【００３６】この圧接ユニットをＢＰに固定する場合
は、圧接ユニットの固定部材をＰＣＢを介してＰＢに接
合し、ねじや熱カシメ等によって固定することができる
（図５工程（ｄ））。

【００３７】この天板２００を構成する材料としては、
正確に溝を形成できる樹脂であれば良く、さらには機械
的強度や寸法安定性並びに耐インク性に優れたものであ
ればより望ましい。このような材料としては、エポキシ
樹脂やアクリル樹脂、ジグリルコール、ジアルキルカー
ボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、ポリイミド樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹
脂、尿素樹脂等が望ましく、特に成型性や耐液性の観点
よりポリサルフォンやポリエーテルポリサルフォン等の
樹脂が望ましい。

【００３８】天板ヒータボード上に接合するために、各
押圧部の付勢力を治具によって規制する（図５工程
（ｅ））。

【００３９】このようにして、ヒータボード上に充分な
スペースを確保した後、インク流路と吐出エネルギー発
生素子とが対応するように位置合わせを行い、天板２０
０をＨＢ上に接合する（図５工程（ｆ））。

【００４０】そして前述の押圧部の付勢力を解放するこ
とにより、天板２００の固定を行う。このとき、押圧部
の付勢力の解放（押圧部での固定）は、中央の押圧部か
ら両端に向かって順に行っていく。このように付勢力を
解放することにより、天板２００の反りを矯正すること
ができ、撓みが外側に逃げるので各ＨＢ全体にわたって
良好な接合状態が確保できる。押圧部の付勢力の解放後
は、治具はヘッド本体から全て取り外される（図５工程
（ｇ））。

【００４１】次に、天板２００の両端にインク供給管が
接合する位置で、インク供給ユニットがベースプレート
３００に熱溶着等により固定される。このインク供給ユ
ニットにより天板２００内にインクが供給される。イン
クの供給方向は、両方向から供給しても構わないし、ま
た、いずれか一方より循環させるように供給しても差支
えない。また、インク供給ユニットのコネクタ部には、
気泡をトラップするためのフィルタが設けられている
（図５工程（ｈ））。

【００４２】最後に、ベースプレート３００上を覆うよ
うに、ヘッドカバーが取り付けられ、ヘッドカバーの前
記押圧部に対応する箇所に設けられた窓部より、天板接
合部及びワイヤボンディング部に封止剤を注入しインク
ジェットヘッドが完成する（図５工程（ｉ），
（ｊ））。

【００４３】なお、本実施例において、ＨＢ仮止め接着
剤注入用開口３１６（図２，３）の回りを、穴と同じ形
にＨＢ支持部として残し、その回りを接着剤で埋めた
が、ＨＢ支持部の形はこれに限らず、さらにそのまわり
が接着剤で埋まっていればよい。

【００４４】以上のような工程によって製造された本実
施例のインクジェット記録ヘッドは、いずれも、プリン
ト幅全域に亘って良好なプリントが行えるものであっ
た。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持体（ベースプレート）上に各基板（ヒータボード）
を独立に支持するための支持部を支持体に設け、この支
持部に仮止め接着剤注入開口を囲むように凹部を設けて
ヒータボードを接合するようにしたので、仮止め接着剤
が凹部にある接着剤により流れ出さない耐目、ヒータボ
ード間のすきま部に達せずインクに混入しないので印字
不良のない信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のインクジェット記録ヘッドの模式的
斜視図

【図２】 実施例のベースプレートを示す模式図

【図３】 図２の台座部分の拡大図

【図４】 従来例の台座部分の拡大図（図３相当）

【図５】 実施例のインクジェット記録ヘッドの製造工
程シーケンスフローチャート

【符号の説明】

２００ 天板 ３００ ベースプレート（支持体） ３１０ 台座 ３１１ 凹部 ３１２ 接着剤注入溝 ３１３ 吸引用開口 ３１４ ＰＣＢ位置決め溶突起 ３１５ くぼみ ４００ ＰＣＢ（配線基板） ６００ 押えバネ ８００ インク供給口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するためのエネルギーを発
   生する吐出エネルギー発生素子を備える基板を複数有
   し、該基板を支持体上に配列し、配列された前記各基板
   上に、前記複数の基板すべてを覆う天板を接合すること
   により、インク流路を形成するインクジェット記録ヘッ
   ドの製造方法において、 前記支持体は、前記基板を支持するための支持部に仮止
   めを行うための仮止め接着剤用注入開口部を有し、その
   回りの支持部に凹部を有し、前記接着剤を注入すること
   を特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記指示体は、前記指示部に前記基板に
   対応した開口部を供え、該開口部より前記基板を吸引し
   て仮固定を行うことを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録の製造方法。
3. 【請求項３】 前記仮止め接着剤の注入後に前記凹部の
   接着剤注入が行われることを特徴とする請求項１に記載
   のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 インクを吐出するためのエネルギーを発
   生する吐出エネルギー発生素子を備える複数の基板と、
   該複数の基板が配置される支持体と前記複数の基板とを
   一体に覆い前記基板と接合されることでインク流路を形
   成する天板とを備えるインクジェットヘッドにおいて、 前記支持体は仮止めを行うための仮止め接着剤用注入開
   口を有し、その回りの支持部に凹部を有する支持部によ
   って前記基板を支持することを特徴とするインクジェッ
   ト記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記支持部が、前記支持体に一体に形成
   されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。