JPH1178033A - 液体噴射記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストかつ短タクトで、精度の高い位置合
わせを行なうことができ、高精度で信頼性の高い液体噴
射記録ヘッドを製作することができる液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法を提供する。 【解決手段】 素子基板２０の第１のヒーター２１ａか
ら切断端面２２までの距離Ｂと天板１０の第１の流路溝
１１ａから突き当て基準１３までの距離Ａとの差Ｃを演
算し、そして、実際に位置合わせした状態の位置精度の
ズレ量を測定してその分布状態から算出した補正値Ｅを
前記演算結果Ｃにフィードバックして補正戻し量Ｃ＋Ｅ
を定め、押し込み治具３１によって天板１０の突き当て
基準１３を素子基板の切断端面２２に突き当てた後に、
前記補正戻し量に基づいて、戻し治具３２により天板１
０を素子基板２０に対して逆方向に移動させる戻しを行
ない、天板１０と素子基板２０を位置合わせする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録装置
等に使用される液体噴射記録ヘッドの製造方法に関し、
特に、吐出エネルギー発生素子列を有する素子基板と、
吐出口列および流路溝列を有する天板を組合わせて構成
する液体噴射記録ヘッドの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液体噴射記録装置等に使用される液体噴
射記録ヘッドは、複数の吐出エネルギー発生素子（例え
ば、電気熱変換素子）を所定の間隔をおいて形成した素
子基板と、インク等の液体を吐出する複数の吐出口およ
び各吐出口にそれぞれ連通する複数の流路溝が形成され
た天板とからなり、吐出エネルギー発生素子と吐出口お
よび流路溝を正確に位置合わせした状態で素子基板と天
板とを組み合わせて接合し、吐出エネルギー発生素子に
より流路溝内の液体に吐出エネルギーを付与することに
よって吐出口から液体を液滴として噴射させて印字記録
を行なうように構成されている。

【０００３】この種の液体噴射記録ヘッドは、図８の
（ａ）および（ｂ）に図示するように、超精密エッチン
グ技術等を用いて所定の高精度で形成される複数の吐出
エネルギー発生素子（電気熱変換素子またはヒーター）
５２を所定の間隔をおいて配列しかつ両端に切断面５１
ａ、５１ａを有する素子基板（ヒーターボード）５１
と、レーザ加工等の精密加工方法により所定の高精度で
形成される複数の吐出口５４および複数の吐出口５４に
それぞれ連通する複数の流路溝５５を有し、さらに共通
液室５６や液受け口５７が形成された天板５３とから構
成され、素子基板５１の吐出エネルギー発生素子５２と
天板５３の吐出口５４および流路溝５５をそれぞれ対応
するように位置決めした状態で素子基板５１と天板５３
とを接合し、接着剤またはばね等により固定して形成し
ている。

【０００４】ところで、このような素子基板と天板の組
み合わせにおいて、素子基板の吐出エネルギー発生素子
と天板の吐出口および流路溝の位置決めはミクロンオー
ダーの正確性が要求されている。そして、素子基板と天
板の組み合わせや位置決めを精密に位置調整しうる液体
噴射記録ヘッドの製造方法は、特開平４−１７１１２６
号公報、特開平４−１７１１３０号公報、特開平４−１
７１１６３号公報等に開示されており、これらの液体噴
射記録ヘッドの製造方法は、先ず素子基板（ヒーターボ
ード）上に形成されている吐出エネルギー発生素子（ヒ
ーター）の位置を画像処理等で計測し、次に該素子基板
上に天板を移載し、その後、天板に形成されている吐出
口または流路溝を画像処理等でその位置を計測しなが
ら、天板の吐出口または流路溝が素子基板の吐出エネル
ギー発生素子に一致するように天板を素子基板に対して
相対的に移動させて、素子基板と天板の位置合わせを行
ない、吐出エネルギー発生素子と吐出口または流路溝を
合致させたうえで、接着剤またはばね等で接合固定する
ようにしている。

【０００５】また、素子基板と天板を迅速に位置合わせ
することができる方法として、素子基板上に形成される
複数の吐出エネルギー発生素子（ヒーター）の間に、天
板の流路溝を構成する流路壁と係合する凹部を設けてお
き、天板に予め設けられた基準面に素子基板の端面を突
き当てた後に振動を与えることで天板を移動させ、天板
の流路壁を素子基板の凹部に係合させることにより、素
子基板と天板との位置合わせを迅速に行なうことができ
る方法が、本出願人による特開平７−８９０７３号公報
に開示され、さらに、天板側に素子基板との接合時の基
準となる突き当て基準を予め設けておき、天板を素子基
板に移載した後に、素子基板の端面を天板の突き当て基
準に突き当てることによって、素子基板と天板の位置合
わせを迅速にかつ容易に行なうことができるようにした
方法もまた本出願人により提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の液体噴射記録ヘッドの製造方法において
は、次のような未解決な課題があった。

【０００７】すなわち、素子基板上に形成されている吐
出エネルギー発生素子の位置を画像処理等で計測し、そ
して天板の吐出口の位置を画像処理等で計測しながら、
天板と素子基板を相対的に移動させて素子基板と天板の
位置合わせを行なう方法では、素子基板上の吐出エネル
ギー発生素子の位置を一旦計測してから天板を移載する
という操作を必要とし、さらに、素子基板の吐出エネル
ギー発生素子と天板の吐出口が合致するまで数回にわた
り天板の吐出口の位置の計測と天板の移動を繰り返し行
なわなければならず、タクトが増加するという問題点が
あり、また、画像処理等の非接触法により測定しながら
位置決めを行なっているために、その装置構成が複雑と
なって、装置コストも高くなり、素子基板の切断精度等
によるバラツキにより調整量が異なるために各部品毎に
調整する時間が異なりラインタクトのバランスに支障を
きたすことがあり、さらに、短時間での位置合わせは困
難であった。

【０００８】また、素子基板上の複数の吐出エネルギー
発生素子（ヒーター）の間に位置合わせ用の凹部を設け
て素子基板と天板の位置合わせを行なう方法、あるいは
天板に突き当て基準を設け素子基板の端面を天板の突き
当て基準に突き当てることによって、素子基板と天板の
位置合わせを行なう方法においては、迅速にかつ容易に
位置合わせを行なうことができるけれども、例えば６０
０ dpi以上のような高密度の記録ヘッドに対応する素子
基板に位置合わせ用の凹部を高配列密度の吐出エネルギ
ー発生素子の間に形成することは困難であり、また、天
板の突き当て基準に素子基板の端面を突き当てる方法で
は、素子基板の切断精度によって素子基板の吐出エネル
ギー発生素子と天板の吐出口または流路溝の間に位置ズ
レが生じてしまうために、６００ dpi以上のような高密
度の記録ヘッドの組み立てには採用できないという問題
があった。

【０００９】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、低コス
トでかつ短タクトでより精度の高い位置合わせを行なう
ことができ、そしてより高精度で信頼性の高い高密度化
された液体噴射記録ヘッドを製作することができる液体
噴射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法は、吐出エ
ネルギー発生素子列を有する素子基板と吐出口列および
流路溝列を有する天板とからなり、前記素子基板の前記
吐出エネルギー発生素子列と前記天板の前記流路溝列が
所定の位置関係になるように位置合わせを行なった後
に、前記素子基板と前記天板を接着剤またはばね等で固
定して、液体噴射記録ヘッドを組み立てる液体噴射記録
ヘッドの製造方法において、前記素子基板の所定の吐出
エネルギー発生素子から吐出エネルギー発生素子列並び
方向の素子基板端面までの距離を測長し、予め設定され
ている天板についての距離との差を演算する演算工程
と、前記素子基板と前記天板とを重ね合わせ、そして、
前記天板の流路溝列並び方向の突き当て基準と前記素子
基板端面とを突き当てる突き当て工程と、前記演算工程
において得られた演算結果に基づき、前記天板の突き当
て基準に突き当たっている前記素子基板端面を前記突き
当て基準から離れる方向に相対的に移動させる戻し工程
とからなり、前記素子基板と前記天板を位置合わせして
組み立てることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
方法は、吐出エネルギー発生素子列を有する素子基板と
吐出口列および流路溝列を有する天板とからなり、前記
素子基板の前記吐出エネルギー発生素子列と前記天板の
前記流路溝列が所定の位置関係になるように位置合わせ
を行なった後に、前記素子基板と前記天板を接着剤また
はばね等で固定して、液体噴射記録ヘッドを組み立てる
液体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記素子基板
の所定の吐出エネルギー発生素子から吐出エネルギー発
生素子列並び方向の素子基板端面までの距離を測長し、
予め設定されている天板についての距離との差を演算し
記憶する演算工程と、前記素子基板と前記天板とを重ね
合わせ、そして、前記天板の流路溝列並び方向の突き当
て基準と前記素子基板端面とを突き当てる突き当て工程
と、前記演算工程において得られた演算結果および前記
突き当てによる潰れや位置ズレ等を考慮した補正値に基
づき、前記素子基板端面に突き当たっている前記天板の
突き当て基準を前記素子基板端面から離れる方向に相対
的に移動させる戻し工程とからなり、前記素子基板と前
記天板を位置合わせして組み立てることを特徴とする。

【００１２】そして、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、予め設定されている天板についての
距離を素子基板の所定の吐出エネルギー発生素子に対応
する所定の流路溝または吐出口から流路溝列並び方向の
突き当て基準までの距離とすることが好ましい。

【００１３】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
方法においては、突き当てによる潰れや位置ズレ等を考
慮した補正値を、素子基板と天板とを位置決めして固定
した後の素子基板と天板の測定値の分布から算出し、該
補正値をフィードバックして戻し量を決定することが好
ましい。

【００１４】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、突き当てによる潰れや位置ズレ等を
考慮した補正値を、素子基板と天板とを重ね合わせた後
に、前記天板の流路溝列並び方向の突き当て基準と前記
素子基板端面とを突き当て、そして、前記素子基板の所
定の吐出エネルギー発生素子から素子基板端面までの第
１の距離と予め設定されている天板についての距離とか
ら演算により得られた演算結果に基づき、前記素子基板
端面と前記天板の突き当て基準とを離間する方向に相対
的に移動させて前記天板と前記素子基板を位置決め固定
した後に、前記素子基板端面から所定の流路溝までの距
離を測定し、該測定値と前記第１の距離とから位置精度
を演算して、その位置精度の分布から算出するようにな
し、該補正値を前記演算結果にフィードバックして突き
当て戻し量を決定することが好ましい。

【００１５】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
方法においては、天板の突き当て基準に素子基板の端面
を突き当てた際の前記天板または前記素子基板を押圧す
る押し込み治具の位置を計測して記憶し、前記素子基板
端面を前記天板の突き当て基準から離れる方向に相対的
に移動させる戻し工程を行なう際に、前記押し込み治具
の位置を連続的に計測し、前記計測され記憶された押し
込み治具の位置との差が、所定の戻し量と等しくなった
ときもしくは近似した値となったときに、戻し移動を停
止するように構成することができ、また、天板の突き当
て基準に素子基板端面を突き当てた後に、前記素子基板
端面を前記天板の突き当て基準から離れる方向に相対的
に移動させる戻し工程を行なう際に、戻しを行なうため
の戻し治具に加重センサを付設し、該加重センサを連続
的に読み取り、加重の変化が所定の量以上に増加した地
点から、所定の戻し量と略等しい距離分だけ戻し治具を
移動させて戻しを行なうように構成することもできる。

【００１６】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法においては、天板を固定して、該天板に素子基板
を移載し、該素子基板を前記天板の突き当て基準に対し
て突き当て、その後に戻しを行なうようにすることがで
き、あるいは、素子基板を固定して、該素子基板に天板
を移載し、該天板の突き当て基準を前記素子基板に対し
て突き当て、その後に戻しを行なうようにすることもで
きる。

【００１７】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
方法においては、吐出エネルギー発生素子が電気熱変換
素子であることが好ましい。

【００１８】

【作用】素子基板の吐出エネルギー発生素子列と天板の
流路溝列が所定の位置関係になるように素子基板と天板
とを位置合わせして、素子基板と天板を接着剤等で固定
して液体噴射記録ヘッドを組み立てる液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法において、素子基板の所定の吐出エネルギ
ー発生素子から吐出エネルギー発生素子列並び方向の素
子基板端面までの距離を測長し、予め設定されている天
板についての所定の流路溝または吐出口から突き当て基
準までの距離との差を演算し記録する演算工程と、記素
子基板と天板とを重ね合わせて、天板の流路溝列並び方
向の突き当て基準と素子基板端面とを突き当てる突き当
て工程と、演算工程において得られた演算結果に基づ
き、天板の突き当て基準に突き当たっている素子基板端
面を天板の突き当て基準から離れる方向に相対的に移動
させる戻し工程とからなり、押し込み治具によって、天
板の突き当て基準と素子基板端面とを突き当てた後に、
その位置から天板の突き当て基準と所定の吐出口または
流路溝までの距離と素子基板の端面と所定の吐出エネル
ギー発生素子までの距離の差分だけ、戻し治具によっ
て、素子基板を天板の突き当て基準から離れる方向へ移
動させることにより位置合わせを行なう。したがって、
低コストでかつ短タクトで、さらに精度の良い位置合わ
せを行なうことができ、そして信頼性の高い高密度化さ
れた液体噴射記録ヘッドを製作することができる。

【００１９】また、液体噴射記録ヘッドの製造方法にお
ける天板の突き当て基準に突き当たっている素子基板端
面を天板の突き当て基準から離れる方向に相対的に移動
させる戻し工程において、実際に突き当てそして演算工
程での演算結果に基づく戻しによって位置合わせした後
の状態の位置精度のズレ量を測定して、そのズレ量の分
布状態から戻し量に対する補正値を算出し、この補正値
をフィードバックして補正戻し量を決定して、この補正
戻し量に基づいた戻しを行なって位置合わせを行なうよ
うにすることによって、高精度の位置合わせを低コスト
でかつ短タクトで行なうことができ、高精度で信頼性の
高い高密度化された液体噴射記録ヘッドを製作すること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２１】図１の（ａ）は、本発明の製造方法に関す
る液体噴射記録ヘッドを構成する天板の模式的な正面図
であり、同図（ｂ）は、同じく液体噴射記録ヘッドを構
成する素子基板の模式的な平面図である。

【００２２】図１の（ａ）において、天板１０は、複数
の流路溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……（図において、最
も右側に位置する流路溝を第１の流路溝１１ａとす
る。）と複数の吐出口１２ａ、１２ｂ、１２ｃ……（同
じく最も右側に位置する吐出口を第１の吐出口１２ａと
する。）が形成されており、第１の流路溝１１ａおよび
第１の吐出口１２ａに隣接した箇所に、素子基板２０の
端面に当接してその位置を規制する突き当て基準１３が
形成されている。そして天板１０の両側面の内、突き当
て基準側の側面を１４とし、他方の側面を１５とする。
第１の流路溝１１ａまたは第１の吐出口１２ａの中心か
ら突き当て基準１３までの距離Ａは、設計値で決められ
ており、精度としては±２μｍ以下程度に作製される。

【００２３】一方、素子基板２０は、図１の（ｂ）に示
すように、複数の吐出エネルギー発生素子（以下、単に
ヒーターという。）２１ａ、２１ｂ、２１ｃ……（図に
おいて、最も右側に位置するヒーターを第１のヒーター
２１ａとする。）が形成され、両切断端面２２、２３に
おいて、第１のヒーター側の切断端面を２２とすると
き、この第１のヒーター側の切断端面２２から素子基板
２０の第１のヒーター２１ａの中心までの距離Ｂは、素
子基板２０をウエハ状態から切断分離する際の切断精度
により、各素子基板毎に、±１０μｍぐらいのバラツキ
が生じており、この距離Ｂは画像処理等の方法により個
々に計測することができる。

【００２４】次に、天板１０と素子基板２０の位置合わ
せおよび組み立て手順について説明する。図２は、本発
明の液体噴射記録ヘッドの製造方法の一実施例に基づく
位置合わせを工程順に図示する工程図である。

【００２５】先ず、素子基板２０における第１のヒータ
ー２１ａの中心から第１のヒーター側の切断端面２２ま
での距離Ｂを画像処理等の方法で個々に計測し、そして
設計値として設定されている第１の流路溝１１ａ（また
は第１の吐出口１２ａ）の中心から突き当て基準１３ま
での距離Ａと計測された距離Ｂとの差Ｃ（＝Ａ−Ｂ）を
演算し、その距離の差Ｃを該素子基板２０のデータとし
て記録する。

【００２６】次に、図２の（ａ）に示すように、天板１
０を素子基板２０上に移載する。このときの天板１０と
素子基板２０の位置関係は、素子基板２０の切断端面２
２が天板１０の突き当て基準１３から０．１〜０．２ｍ
ｍ程度（距離Ｄ）離れた位置となるようにセットする。
これは、天板１０を素子基板２０上に移載する際に素子
基板２０を確実に天板１０の突き当て基準１３の内側に
入れることが必要であり、そして天板１０を移載する搬
送用フィンガー等の部材の移載精度を考慮するためであ
る。

【００２７】その後、図２の（ｂ）に示すように、天板
１０の突き当て基準側の側面１４を押圧しうるように配
設された押し込み治具３１によって、天板１０の側面１
４を押圧し、天板１０の突き当て基準１３が素子基板２
０の第１のヒーター側の切断端面２２に突き当たるまで
押し込む。なお、押し込み治具３１の位置は図示しない
位置センサによって計測しうるように構成されており、
図２の（ｂ）に図示するように突き当て基準１３を切断
端面２２に当接させた状態における押し込み治具３１の
位置〈Ｆ〉を計測して記憶する。

【００２８】この状態において、素子基板２０の第１の
ヒーター２１ａから切断端面２２までの距離Ｂと天板１
０の第１の流路溝１１ａから突き当て基準１３までの距
離Ａとが同じであって差Ｃ（＝Ａ−Ｂ）が０である場合
には、ヒーター２１（２１ａ、２１ｂ……）の位置と流
路溝１１（１１ａ、１１ｂ……）の位置は合致して、良
好な吐出特性をもった記録ヘッドが得られることとな
る。しかしながら、通常は前述したように、素子基板２
０の第１のヒーター２１ａから切断端面２２までの距離
Ｂは、その切断精度により、素子基板毎に±１０μｍぐ
らいのバラツキがあるために、距離Ａと距離Ｂとが完全
に一致していることは極く稀であり、距離Ａと距離Ｂを
完全に一致させることは非常に困難な事項である。

【００２９】そこで、本実施例においては、各素子基板
２０について、第１のヒーター２１ａの中心から切断端
面２２までの距離Ｂを計測するとともに、予め設定され
ている天板１０の距離Ａと距離Ｂの差Ｃ（＝Ａ−Ｂ）を
演算し、各素子基板２０のデータとして記録する距離の
差Ｃを用いて、素子基板２０と天板１０の位置関係を修
正するものである。

【００３０】図２の（ｃ）に示すように、押し込み治具
３１の反対側に相対向して配設されている戻し治具３２
によって、天板１０の突き当て基準１３が素子基板２０
の第１のヒーター側の切断端面２２に突き当たり当接し
ている状態から、距離の差Ｃ（＝Ａ−Ｂ）だけ、天板１
０の突き当て基準１３が素子基板２０の切断端面２２か
ら離れる方向へ天板１０を移動させて戻しを行なう。こ
の戻し治具３２の作動時に押し込み治具３１の位置を図
示しない位置センサにより連続的に計測し、押し込み治
具３１が〈Ｆ−Ｃ〉の位置に達するまで、戻し治具３２
を作動させて天板１０を移動させる。例えば、位置セン
サにより押し込み治具３１の移動量を計測して、その移
動量が距離Ｃに等しくなったときあるいは距離Ｃに近似
した値になったときに、戻し治具３２の作動を停止させ
る。かくすることによって、天板１０の流路溝１１と素
子基板２０のヒーター２１の位置は合致し、良好な吐出
特性をもった記録ヘッドを得ることができる。なお、押
し込み治具３１にばね性をもたせておき、戻し治具３２
の押し込み量に応じて移動しうるように構成しておくこ
とが好ましい。

【００３１】上述した実施例においては、天板１０の突
き当て基準１３を素子基板２０の切断端面２２から離れ
る方向へ天板１０を移動させる際に、その移動量を制御
するために、押し込み治具３１の位置を位置センサによ
って検出することにより前記移動量を決定しているけれ
ども、天板１０の突き当て基準１３を素子基板２０の切
断端面２２から離れる方向へ天板１０を移動させて戻し
を行なう戻し治具３２に、戻し治具３２が天板１０の側
面１５に当接するときに大きく増加する加重の変化によ
ってその当接した位置を検出することができる加重セン
サ（図示しない）を付設して、この加重センサによって
前記移動量を制御するように構成することもできる。す
なわち、天板１０の突き当て基準１３が素子基板２０の
切断端面２２に突き当っている状態から天板１０の突き
当て基準１３が切断端面２２から離れる方向へ天板１０
を移動させる際に、戻し治具３２を作動させることとな
るが、戻し治具３２に付設された図示しない加重センサ
によって戻し治具３２の加重の変化を連続的に検出し、
戻し治具３２の移動により、天板１０の側面１５に当接
して加重の変化が所定の量以上に増加する位置を検出
し、この位置を基準とし、その位置から予め演算されて
いる距離の差Ｃ分だけ戻し治具３２を移動させるように
して、前記移動量を制御する。

【００３２】本実施例において、素子基板２０について
の第１のヒーター２１ａの中心から切断端面２２までの
距離Ｂの計測は、上述したように、天板１０を素子基板
２０上へ移載する前に行なう必要があるけれども、素子
基板２０の位置がその後の工程で変化しても位置合わせ
精度には影響を与えないために、素子基板２０の計測を
その後の工程と切り離して行なうことができる。すなわ
ち、素子基板２の第１のヒーター２１ａから切断端面２
２までの距離Ｂを計測し、その計測データならびに天板
１０の予め設定されている距離Ａとの演算データを各素
子基板にそれぞれ付け、素子基板を演算データ等ととも
に次の工程ステーションに送るようにすることができ、
計測および演算工程をその後の工程から分離することが
可能となる。

【００３３】また、以上の説明においては、素子基板２
０を固定し、天板１０を移動しうるようにして、押し込
み治具３１および戻し治具３２によって天板１０を移動
調整しているけれども、図３に図示するように、固定さ
れた天板１０に素子基板２０を移載した後に、押し込み
治具３１および戻し治具３２を素子基板２０の切断端面
２３、２２にそれぞれ対応するように配置して、これら
の治具により、素子基板２０を天板１０に対して前述し
た手法で相対的に移動させることによっても同様に素子
基板と天板の位置合わせを精度良く行なうことができ
る。

【００３４】ところで、図２および図３に関連して説明
した実施例においては、素子基板の切断精度のバラツキ
を考慮することによって、位置合わせ精度を向上させ、
迅速にかつ容易に位置合わせを行なうことができるけれ
ども、演算によって求められる戻し量に基づいて戻しを
行なって組み立てた液体噴射記録ヘッドにおいて、素子
基板のヒーターと天板の流路溝（あるいは吐出口）の間
に位置ズレが生じているケースがあった。

【００３５】そこで、本発明者らはさらに鋭意研究した
ところ、上記のような突き当ておよび戻しによる位置合
わせ手法において生じる天板と素子基板の位置ズレは、
次のような理由によって生じていることを見出だした。

【００３６】すなわち、（１） 天板１０の突き当て基
準１３は、その機能や構成上から、さらにはその形状や
材質の関係から、図４に示すように、素子基板２０の切
断端面２２に突き当てられた時に押し潰され、その押し
潰された量δだけ突き当ての基準位置がずれてしまうこ
とがあり、そのために戻し量Ｃ（＝Ａ−Ｂ）をもって戻
しを行なった位置もその押し潰された量δだけずれてし
まう。

【００３７】（２） 押し込みや戻しを行なうために用
いる治具等の機構はその機構のバックラッシュや剛性等
である一定量の位置ズレが生じる。

【００３８】（３） 戻し量を求める演算に使用される
数値は前述のように通常測定によって得られているが、
その測定値は測定方法によってある傾向をもってずれる
可能性がある。

【００３９】そして、このような理由から、演算によっ
て求められる戻し量に基づいて戻しを行なって天板と素
子基板の位置合わせをするときに、天板と素子基板の位
置が所定の位置に対してある傾向をもってずれているこ
とが判明した。したがって、このように天板と素子基板
の位置のズレ量がある傾向をもって生じるとき、そのズ
レ量の分布状態から求められる補正値を採用して戻し量
を補正することによって、上記のような理由に基づく位
置ズレをなくすることができ、位置合わせ精度を大きく
向上させることが可能となる。

【００４０】そこで、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法の他の実施例は、天板と素子基板の位置のズレ量
の分布状態から求められる補正値を用いて戻し量を補正
することによって、天板と素子基板の位置ズレをなくし
位置合わせ精度を大きく向上させるものであり、図４な
いし図７を参照して説明する。

【００４１】先ず、突き当ておよび戻しによる位置ズレ
に対する戻し量の補正値の算出方法を説明する。

【００４２】素子基板２０の切断端面２２と天板１０の
突き当て基準１３との突き当てにより、素子基板２０と
天板１０は、図４に示すように、天板１０の突き当て基
準１３が押し潰された状態で当接しており、この状態か
ら、前記した演算により求められる戻し量Ｃ（＝Ａ−
Ｂ）だけ戻しを行なう。この状態を図５に図示する。こ
のように突き当ておよび戻しを行なって位置決めして固
定した後に、その素子基板２０の第１のヒーター側の切
断端面２２と天板１０の第１の流路溝１１ａとの間の距
離Ｊを計測する。そして、この計測された距離Ｊと素子
基板２０について予め計測されている第１のヒーター２
１ａと切断端面２２間の距離Ｂとの差（Ｂ−Ｊ）を求め
る。この差（Ｂ−Ｊ）が、位置ズレすなわち位置精度で
あり、突き当て基準１３の押し潰された量δ、押し込み
治具等の機構の有する特性による誤差や測定方法に基づ
くズレ量等に対応する。そして、この位置精度の傾向が
判断できる程度の個数について距離Ｊの計測を行ない、
位置精度（Ｂ−Ｊ）の分布を調べる（図６参照）。そし
て、位置精度（Ｂ−Ｊ）の分布の平均値の偏りＥを補正
値として採用する。

【００４３】このように算出される補正値Ｅを前述した
通常の戻し量Ｃに加えた数値（Ｃ＋Ｅ）を補正戻し量と
し、この補正戻し量（Ｃ＋Ｅ）をもって、図７に示すよ
うに、戻しを行なうようにする。すなわち、図７の
（ａ）および（ｂ）においては、図２に関連して説明し
たと同様に、天板１０を素子基板２０上に移載し、押し
込み治具３１によって、天板１０の基準側の側面１４を
押圧し、天板１０の突き当て基準１３が素子基板２０の
第１のヒーター２１ａ側の切断端面２２に突き当たるま
で押し込む。その後、予め設定されている天板１０の距
離Ａと各素子基板２０について予め計測によって得られ
ている距離Ｂとから計算される差Ｃ（＝Ａ−Ｂ）と、位
置決め固定した素子基板と天板の実際の位置ズレの測定
値に基づく位置精度の分布から予め決定されている補正
値Ｅとを加えた補正戻し量（Ｃ＋Ｅ）だけ、戻し治具３
２によって、天板１０の当接面が素子基板２０の第１の
ヒーター側の切断端面２２から離れる方向へ天板１０を
移動させる。このように戻し量Ｃを補正することによっ
て、天板１０の流路溝１１と素子基板２０のヒーター２
１とを精度良く位置合わせすることができ、そして、こ
の状態で天板１０と素子基板２０を接着剤またはばね等
で接合固定して、液体噴射記録ヘッドを形成する。な
お、戻し治具３２により補正戻し量（Ｃ＋Ｅ）だけ戻し
移動させる際の移動量の制御は、前述した実施例と同様
に、押し込み治具の位置を位置センサにより検出して行
なう方法、あるいは戻し治具に加重センサを付設してこ
の加重センサを用いて検出する方法等によって行なうこ
とができる。

【００４４】以上のように、本実施例によれば、素子基
板と天板の突き当ておよび戻しによる位置合わせ方法を
行なうにあたり、その形状、材質、機能や測定方法等に
より、ある傾向をもって位置ズレが生じており、実際に
位置合わせをして固定した後の状態の位置精度のズレ量
を測定し、そのズレ量の分布状態から補正値を判定し
て、これをフィードバックして補正戻し量を決定するこ
とにより、より精度の高い素子基板と天板の位置合わせ
を可能なものとすることができる。

【００４５】また、画像処理装置を使用して位置のフィ
ードバックによる位置決め方法も知られているが、この
方法では、高価な画像処理装置を必要とし、さらに毎回
ワークに対して画像処理フィードバックするためにタク
トも伸びるけれども、本実施例の方法によれば、低コス
トでかつ短タクトで位置合わせを実現させることができ
る。

【００４６】なお、本実施例における以上の説明におい
ては、素子基板２０を固定し、天板１０を移動しうるよ
うにして、押し込み治具３１および戻し治具３２によっ
て天板１０を移動調整しているけれども、図３に図示す
るように、固定された天板１０に素子基板２０を移載し
た後に、押し込み治具３１および戻し治具３２を素子基
板２０の両切断端面にそれぞれ当接するように配置し
て、これらの押し込み治具３１および戻し治具３２によ
り、素子基板２０を天板１０に対して相対的に移動させ
ることによっても、素子基板と天板の位置合わせを高精
度に行なうことができる。

【００４７】また、本発明は、特に液体噴射記録方式の
中で熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を
行なう、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッ
ド、記録装置において、優れた効果をもたらすものであ
る。

【００４８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のい
ずれにも適用可能である。

【００４９】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
（インク）が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている吐出エネルギー発生素子である電気熱変
換体に駆動回路より吐出信号を供給する、つまり、記録
情報に対応して記録液（インク）に核沸騰現象を越え、
膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるため
の少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、
熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜
沸騰を生じさせる。このように記録液（インク）から電
気熱変換体に付与する駆動信号に一対一に対応した気泡
を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出口を介して
記録液（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を
形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適
切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた記録液（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４
４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に
記載されているようなものが適している。なお、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３
１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さ
らに優れた記録を行なうことができる。

【００５０】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されているように、熱
作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものにも
本発明は有効である。

【００５１】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出口とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
を有するものにおいても本発明は有効である。

【００５２】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録可能である被記録媒体の
最大幅に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッド
がある。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開
示されているような記録ヘッドを複数組み合わせること
によってフルライン構成にしたものや、一体的に形成さ
れた一個のフルライン記録ヘッドであってもよい。

【００５３】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００５４】また、記録ヘッドに対する回復手段や予備
的な補助手段を付加することは、記録装置を一層安定に
することができるので好ましいものである。これらを具
体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キャッピング
手段、クリーニング手段、加圧または吸引手段、電気熱
変換体あるいはこれとは別の加熱素子、あるいはこれら
の組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を
行なう予備吐出モード手段を付加することも安定した記
録を行なうために有効である。

【００５５】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせ
で構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５６】以上の説明においては、インクを液体とし
て説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクで
あって、室温で軟化もしくは液体となるもの、あるい
は、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温
度調整の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範
囲で軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をイン
クの固形状態から液体状態への態変化のエネルギーとし
て使用せしめることで防止するか、または、インクの蒸
発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いる
かして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じ
た付与によってインクが液化してインク液状として吐出
するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始
めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化
する性質のインクの使用も可能である。このような場合
インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開
昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質
シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持
された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形
態としてもよい。上述した各インクに対して最も有効な
ものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

【００５７】さらに加えて、インクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミ
リ装置の形態を採るものであってもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天板と素子基板の位置合わせにおいて、突き当て基準に
対する突き当てと演算結果に基づく戻しを行なうことに
より、さらに、戻しを行なうときに戻し量に対して補正
値を加えて補正しこの補正戻し量に基づいて戻しを行な
うことにより、位置合わせを精度良く行なうことがで
き、低コストでかつ短タクトで天板と素子基板の位置合
わせ精度を向上させることが可能となり、さらに、高精
度化および高密度化される液体噴射記録ヘッドの製造に
対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は液体噴射記録ヘッドを構成する天板の
模式的な正面図であり、（ｂ）は同じく液体噴射記録ヘ
ッドを構成する素子基板の模式的な平面図である。

【図２】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法の一実
施例に基づく位置合わせを工程順に図示する工程図であ
る。

【図３】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法の他の
実施例に基づく位置合わせを工程順に図示する工程図で
ある。

【図４】素子基板の切断端面に天板の突き当て基準を突
き当てた際に生じる突き当て基準の押し潰された状態を
示す部分拡大図である。

【図５】図４に示す状態から通常の戻し量だけ戻し移動
させた状態を示す部分拡大図である。

【図６】図５に示す状態に固定された天板と素子基板に
おける位置精度の分布状態から補正値を決めるための位
置精度の分布図である。

【図７】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法の他の
実施例に基づく位置合わせを工程順に図示する工程図で
ある。

【図８】液体噴射記録ヘッドの構成を模式的に図示する
図面であって、（ａ）は分解して示す斜視図であり、
（ｂ）は断面図である。

【符号の説明】

１０ 天板 １１（１１ａ、１１ｂ……） 流路溝 １２（１２ａ、１２ｂ……） 吐出口 １３ 突き当て基準 １４、１５ 側面 ２０ 素子基板 ２１（２１ａ、２１ｂ……） 吐出エネルギー発生素
子 ２２、２３ 切断端面 ３１ 押し込み治具 ３２ 戻し治具 ５０ 液体噴射記録ヘッド ５１ 素子基板 ５２ 吐出エネルギー発生素子 ５３ 天板 ５４ 吐出口 ５５ 流路溝 ５６ 共通液室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林崎 公之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 深井 恒 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小野 敬之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大川 雅由 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出エネルギー発生素子列を有する素子
   基板と吐出口列および流路溝列を有する天板とからな
   り、前記素子基板の前記吐出エネルギー発生素子列と前
   記天板の前記流路溝列が所定の位置関係になるように位
   置合わせを行なった後に、前記素子基板と前記天板を接
   着剤またはばね等で固定して、液体噴射記録ヘッドを組
   み立てる液体噴射記録ヘッドの製造方法において、 前記素子基板の所定の吐出エネルギー発生素子から吐出
   エネルギー発生素子列並び方向の素子基板端面までの距
   離を測長し、予め設定されている天板についての距離と
   の差を演算する演算工程と、 前記素子基板と前記天板とを重ね合わせ、そして、前記
   天板の流路溝列並び方向の突き当て基準と前記素子基板
   端面とを突き当てる突き当て工程と、 前記演算工程において得られた演算結果に基づき、前記
   天板の突き当て基準に突き当たっている前記素子基板端
   面を前記突き当て基準から離れる方向に相対的に移動さ
   せる戻し工程とからなり、前記素子基板と前記天板を位
   置合わせして組み立てることを特徴とする液体噴射記録
   ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 吐出エネルギー発生素子列を有する素子
   基板と吐出口列および流路溝列を有する天板とからな
   り、前記素子基板の前記吐出エネルギー発生素子列と前
   記天板の前記流路溝列が所定の位置関係になるように位
   置合わせを行なった後に、前記素子基板と前記天板を接
   着剤またはばね等で固定して、液体噴射記録ヘッドを組
   み立てる液体噴射記録ヘッドの製造方法において、 前記素子基板の所定の吐出エネルギー発生素子から吐出
   エネルギー発生素子列並び方向の素子基板端面までの距
   離を測長し、予め設定されている天板についての距離と
   の差を演算し記憶する演算工程と、 前記素子基板と前記天板とを重ね合わせ、そして、前記
   天板の流路溝列並び方向の突き当て基準と前記素子基板
   端面とを突き当てる突き当て工程と、 前記演算工程において得られた演算結果および前記突き
   当てによる潰れや位置ズレ等を考慮した補正値に基づ
   き、前記素子基板端面に突き当たっている前記天板の突
   き当て基準を前記素子基板端面から離れる方向に相対的
   に移動させる戻し工程とからなり、前記素子基板と前記
   天板を位置合わせして組み立てることを特徴とする液体
   噴射記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 予め設定されている天板についての距離
   は、素子基板の所定の吐出エネルギー発生素子に対応す
   る所定の流路溝または吐出口から流路溝列並び方向の突
   き当て基準までの距離であることを特徴とする請求項１
   または２記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 突き当てによる潰れや位置ズレ等を考慮
   した補正値は、素子基板と天板とを位置決めして固定し
   た後の素子基板と天板の測定値の分布から算出し、該補
   正値をフィードバックして戻し量を決定することを特徴
   とする請求項２記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 突き当てによる潰れや位置ズレ等を考慮
   した補正値は、素子基板と天板とを重ね合わせた後に、
   前記天板の流路溝列並び方向の突き当て基準と前記素子
   基板端面とを突き当て、そして、前記素子基板の所定の
   吐出エネルギー発生素子から素子基板端面までの第１の
   距離と予め設定されている天板についての距離とから演
   算により得られた演算結果に基づき、前記素子基板端面
   と前記天板の突き当て基準とを離間する方向に相対的に
   移動させて前記天板と前記素子基板を位置決め固定した
   後に、前記素子基板端面から所定の流路溝までの距離を
   測定し、該測定値と前記第１の距離とから位置精度を演
   算して、その位置精度の分布から算出するようになし、
   該補正値を前記演算結果にフィードバックして突き当て
   戻し量を決定することを特徴とする請求項２記載の液体
   噴射記録ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 天板の突き当て基準に素子基板の端面を
   突き当てた際の前記天板または前記素子基板を押圧する
   押し込み治具の位置を計測して記憶し、 前記素子基板端面を前記天板の突き当て基準から離れる
   方向に相対的に移動させる戻し工程を行なう際に、前記
   押し込み治具の位置を連続的に計測し、前記計測され記
   憶された押し込み治具の位置との差が、所定の戻し量と
   等しくなったときもしくは近似した値となったときに、
   戻し移動を停止するようになし、前記素子基板と前記天
   板を位置合わせして組み立てることを特徴とする請求項
   １ないし５のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。
7. 【請求項７】 天板の突き当て基準に素子基板端面を突
   き当てた後に、前記素子基板端面を前記天板の突き当て
   基準から離れる方向に相対的に移動させる戻し工程を行
   なう際に、戻しを行なうための戻し治具に加重センサを
   付設し、該加重センサを連続的に読み取り、加重の変化
   が所定の量以上に増加した地点から、所定の戻し量と略
   等しい距離分だけ戻し治具を移動させて戻しを行なうよ
   うになし、前記素子基板と前記天板を位置合わせして組
   み立てることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   １項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
8. 【請求項８】 天板を固定して、該天板に素子基板を移
   載し、該素子基板を前記天板の突き当て基準に対して突
   き当て、その後に戻しを行なうことを特徴とする請求項
   １ないし７のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。
9. 【請求項９】 素子基板を固定して、該素子基板に天板
   を移載し、該天板の突き当て基準を前記素子基板に対し
   て突き当て、その後に戻しを行なうことを特徴とする請
   求項１ないし７のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッ
   ドの製造方法。
10. 【請求項１０】 吐出エネルギー発生素子が電気熱変換
    素子であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
    か１項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。