液体吐出ヘッドおよびその製造方法
【課題】 インク流路を含んでレーザー光を照射することにより、インク流路を形成する部材を溶着する場合に、インク流路内のレーザー光によるダメージを低減する。
【解決手段】 インク流路に到達するレーザー光を反射するために、レーザー光に対して吸収性を有する流路形成部のうちインク流路の一部を形成する流路部は傾斜面を有する。
【解決手段】 インク流路に到達するレーザー光を反射するために、レーザー光に対して吸収性を有する流路形成部のうちインク流路の一部を形成する流路部は傾斜面を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインク等の液体を吐出させて記録媒体に記録を行うための液体吐出ヘッドとその製造方法に関し、特にインクジェット記録を行う液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドとして、一般的にインクジェット記録ヘッドが知られている。
【０００３】
図８を参照して、インクジェット記録ヘッドの構成について簡単に説明する。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、タンクホルダユニットＨ１００３と、インクを吐出するための記録素子ユニットＨ１００２で構成されている。
【０００５】
インクはインクタンク（不図示）からタンクホルダユニットＨ１００３に形成されたインク流路を経由して、記録素子ユニットＨ１００２に導かれる構成となっている。
【０００６】
タンクホルダユニットＨ１００３には、図８（ｂ）に示すタンクホルダＨ１５００と、図８（ｃ）に示す流路プレートＨ１６００とが接合されることによりインク流路が形成されている。
【０００７】
タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを接合する方法としては、超音波溶着による方法（特許文献１）やレーザー溶着による方法（特許文献２）などが知られている。
【０００８】
これらの方法のうち、レーザー溶着による方法について説明する。
【０００９】
一般にレーザー溶着とは、レーザー光に対して透過性を有する部材と、レーザー光に対して吸収性を有する部材とを接合する際に、溶着すべき部分を当接させた状態でレーザー光を照射することにより接合させる方法である。
【００１０】
レーザー溶着は、超音波溶着に比して溶着部分からゴミが発生しにくいという利点を有しており、インク流路を形成する有効な手段として用いられている。
【００１１】
特許文献２に記載のレーザー溶着を用いたタンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを接合する方法について図９や、図９の模式断面図である図１０を参照して説明する。
【００１２】
レーザー光に対して吸収性を有するようにしたタンクホルダＨ１５００と、レーザー光に対して透過性を有するようにした流路プレートＨ１６００とを、押さえ治具５１０を用いて当接させる（図９（ａ）、図１０（ａ））。その後、タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とが当接した状態で当接面６００に対してレーザー光を照射し（図９（ｂ）、図１０（ｂ））、インク流路Ｈ１６０１を形成する（図１０（ｃ））。
【００１３】
ところで、レーザー照射の方式には特許文献２に記載のスキャン方式と一括照射方式とがある。
【００１４】
スキャン方式とは、図９（ｂ）や図１０（ｂ）に示すように、レーザー光照射機５００からのレーザー光のスポット径を絞り込んで、所望する溶着領域Ｈ１６０２（図８（ｂ）、（ｃ）参照）の軌跡に沿って走査させ、レーザー光を照射する方式である。
【００１５】
一方、一括照射方式とは、所望する溶着領域に対して一括でレーザー光を照射する方式である。
【特許文献１】特開２００７−２８３６６８号公報
【特許文献２】特開２００５−０９６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したインク流路は、微細な構造をしており、溶着領域も微細となる。このような場合には、スキャン方式、一括照射方式ともに以下に示すような問題点がある。
【００１７】
スキャン方式の場合には、レーザー光を微細な所望する溶着領域の軌跡に沿って走査させて溶着するのに非常に多くの時間を要するという問題点がある。
【００１８】
例えば、図８（ｂ）および（ｃ）に示すように、インクジェット記録ヘッドの所望する溶着領域Ｈ１６０２やインク流路Ｈ１６０１の幅は、非常に狭く微細な構造となっている。したがって、図１０（ｂ）に示すように、インク流路Ｈ１６０１を避けてレーザー光を照射させる方法では多くの数量のインクジェット記録ヘッドを組立てるには時間がかかりすぎるため不向きである。
【００１９】
一方、一括照射方式を用いた場合には、溶着に要する時間を短縮することが可能である。しかしながら、溶着領域の構造が微細な場合には、微細なインク流路に対応する部分にマスクを設けて、溶着領域のみにレーザー光を照射することは難しい。
【００２０】
タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを溶着する方法として、図１１に一括照射方式を用いた場合を説明する。図１１（ｂ）に示すように当接面６００もインク流路Ｈ１６０１となる領域も一括でレーザー光が照射されるため、図１１（ｃ）のようにインク流路Ｈ１６０１の表面にレーザー光によってダメージ部分６２０を形成してしまうことが考えられる。
【００２１】
インク流路Ｈ１６０１内にダメージ部分６２０がある場合には、インクの流れを阻害し、その結果、インクジェット記録ヘッドＨ１００１の信頼性を低下させるおそれがある。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、インク流路を含んでレーザー光を照射してレーザー溶着することにより、インク流路を形成する部材を接合する場合に、インク流路内のレーザー光によるダメージを低減可能なインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザー光によって流路に与えられるダメージが低減されるため、ダメージ部に起因する問題を低減した信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本実施形態で用いられる液体吐出ヘッドについて、一般的なインクジェット記録ヘッドを例として説明する。
【００２６】
なお、本明細書において「記録」とは、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。さらに、広く記録媒体上に画像、模様、パターンなどを形成する場合、または媒体の加工を行う場合をも包含する。
【００２７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革などのインクを受容可能な物をも含むものである。
【００２８】
さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様に広く解釈されるべきであり、記録媒体に付与されることによって、画像、模様、パターンなどの形成または記録媒体の加工あるいはインクの処理に供され得る液体を含む。したがって、記録に関して用いることが可能なあらゆる液体を包含している。
【００２９】
本発明のインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）は、インクを吐出するための吐出口と、その吐出口に連通してインクを供給するためのインク流路とを少なくとも有する。このような記録ヘッドの一例として、記録ヘッドカートリッジを構成する一構成要素となっている記録ヘッドについて、図６を参照して説明する。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、記録ヘッドカートリッジ１０は、記録ヘッド２０と、記録ヘッド２０に着脱自在に設けられたインクタンク４０とから構成されている。
【００３１】
この記録ヘッドカートリッジ１０は、インクジェット記録装置（不図示、以下、記録装置とする）に設置されているキャリッジ（不図示）の位置決め手段および電気的接点によって固定され、支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。
【００３２】
記録ヘッド２０は、記録装置から伝達される電気信号に応じて記録素子を駆動させることにより、インクを収容するインクタンク４０から供給されるインクを記録素子基板Ｈ１１０１に設けられた吐出口から吐出する。記録素子としては例えば、発熱抵抗素子やピエゾ素子などが挙げられるが、ここでは発熱抵抗素子を用いたものについて説明する。
【００３３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した記録ヘッド２０の分解斜視図である。
【００３４】
記録ヘッド２０は、電気配線基板３４０と記録素子基板Ｈ１１０１とを含む記録素子ユニット３００とタンクホルダユニット２００で構成されている。
【００３５】
電気配線基板３４０は、記録装置との電気的接続を行う接続端子３４１と、記録素子基板Ｈ１１０１との電気的接続を行う電極端子（不図示）と、接続端子３４１と電極端子とを接続する配線と、記録素子基板Ｈ１１０１を組み込むための開口部とを有している。
【００３６】
電気配線基板３４０と記録素子基板Ｈ１１０１との接続は、例えば次のように行われる。記録素子基板Ｈ１１０１に設けられた電極部と電気配線基板３４０の電極端子に、導電性を有する熱硬化接着樹脂を塗布後、電極部と電極端子をヒートツールにて一括で加熱とともに加圧して、電気的に一括接続する。なお、電極部と電極端子との電気接続部分は、封止剤により封止されることによりインクによる腐食や外的衝撃から保護されている。
【００３７】
図７は、インクを吐出するための液体吐出基板としての記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部を切断した斜視図である。
【００３８】
記録素子基板Ｈ１１０１は、インクを吐出するための吐出口Ｈ１１０７、吐出口と連通して吐出口にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１１０２とを有し、吐出口は吐出口形成部材Ｈ１１０６に形成され、インク供給口はシリコン基板Ｈ１１１０に形成される。
【００３９】
シリコン基板Ｈ１１１０は、厚さ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍを有しており、異方性エッチングによりインク供給口Ｈ１１０２が形成される。また、シリコン基板Ｈ１１１０上には、発熱抵抗素子Ｈ１１０３が形成され、その発熱抵抗素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７とが対応するように、シリコン基板Ｈ１１１０上にフォトリソグラフィー技術を用いて、吐出口Ｈ１１０７が形成される。さらにシリコン基板Ｈ１１１０上には発熱抵抗素子Ｈ１１０３を駆動するための電気信号や電力を供給するための電極部としてＡｕ等からなるバンプＨ１１０５が設けられている。
【００４０】
次に本発明の特徴部分であるインク流路が形成される流路部材２０１を含むタンクホルダユニット２００について、図６（ｂ）を参照して詳しく説明する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すようにタンクホルダユニット２００は、インクタンク４０を保持するためのタンクホルダ２１０と、タンクホルダ２１０に対して接合されてインク流路となる空間を形成する流路プレート２２０とで構成される。タンクホルダ２１０には、流路プレート２２０と接合される部分である流路形成部２１１が一体的に形成されおり、流路部材２０１は、流路形成部２１１および流路プレート２１１で構成される。流路プレート２２０には、図６（ｂ）で説明した記録素子ユニット３００のうち記録素子基板Ｈ１１０１に連通する開口２２０ａが形成されている。
【００４２】
タンクホルダユニット２００はインクタンク４０と記録素子基板Ｈ１１０１との間に配置されており、インクタンク４０に収容されているインクを、インク流路および開口２２０ａを介して記録素子基板Ｈ１１０１に供給する。
【００４３】
図６（ｂ）に示すように流路形成部２１１に、インク流路２２４の壁の一部を構成する流路部として溝が形成されている場合もあれば、溝が形成されていない場合もある。流路形成部２１１と流路プレート２２０とが接合されてインク流路２２４となる空間が形成されるため、流路形成部２１１および流路プレート２２０のどちらか一方または両方に、適宜、インク流路の壁の一部を形成するための溝を設ければ良い。
【００４４】
レーザー光により流路形成部２１１と流路プレート２２０とを溶着して接合させるためには、どちらか一方の流路部材がレーザー光に対して透過性を有し、他方の流路部材がレーザー光に対して吸収性を有する必要がある。
【００４５】
本発明の実施形態においては、レーザー光を容易に照射できるという観点から、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材を流路プレート２２０とし、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材を流路形成部２１１とした。
【００４６】
また、本発明の実施形態においては、流路形成部２１１がタンクホルダ２１０と一体となって形成されている。しかしながら流路形成部２１１をタンクホルダ２１０とは別体で形成し、流路形成部２１１と流路プレート２２０とを接合した流路部材２０１をタンクホルダ２１０に対して取り付けるようにしても良い。
【００４７】
なお、本発明においてレーザー光に対して透過性を有する透過性部材とは、厚さ２．０ｍｍの部材に対してレーザー光を照射した場合の透過率が３０％以上の部材を意味する。また、本発明においてレーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材とは、厚さ２．０ｍｍの部材に対してレーザー光を照射した場合の吸収率が９０％以上の部材を意味する。上述のような透過率および吸収率の部材を用いることで、透過性部材と吸収性部材とのレーザー溶着が可能となる。
【００４８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図１は記録ヘッドの製造工程のうち、流路形成部２１１が形成されているタンクホルダ２１０に流路プレート２２０を取り付ける工程を示す斜視図である。なお、図１においては後述する流路形成部２１１に設けられる傾斜面の構成は省略している。
【００５１】
図１（ａ）は流路プレート２２０と、タンクホルダ２１０と一体成形されている流路形成部２１１とを用意して、溶着させる領域であるインク流路の周辺で、流路部を内側にして両者を当接させる工程を示す。
【００５２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の工程の後、レーザー光を照射可能にした押さえ治具５３で流路プレート２２０を押さえて、流路形成部および流路プレートとを密着させて、レーザー光照射機５１からレーザー光を照射する工程を示す。この際、溶着すべきインク流路の周辺の領域２２３の他に、流路形成部２１１のうちインク流路を形成する流路部へ向けて、透過性部材側からレーザー光が照射される。
【００５３】
図１（ｃ）は、流路プレート２２０と流路形成部２１１とが接合された状態（タンクホルダユニット２００）を示す。
【００５４】
図２は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図であり、図１の（ａ）〜（ｃ）のそれぞれが図２の（ａ）〜（ｃ）に対応している。流路形成部および流路プレートの具体的な構成について、図２を用いて説明する。
【００５５】
第１の実施形態においては、インク流路２２４のうち流路プレート２２０を介してレーザー光が間接照射される流路部２１２（図１（ａ）参照）に対するレーザー光によるダメージを低減する構成を示す。流路部２１２は、流路形成部２１１と流路プレート２２０との溶着面に沿って配置されるインク流路２２４の一部である。
【００５６】
図２に示すように第１の実施形態においては、レーザー光５２ａを反射するために、流路部２１２はレーザー光５２ａの照射方向に対して傾斜した傾斜面２２５で構成されている。なお、第１の実施形態においては、流路部２１２のうち流路プレート２２０（透過性部材）を透過したレーザー光５２ａの照射方向に対して実質的に平行な部分については、傾斜面２２５に含めないものとする。後述する第２、第３の実施形態についても同様である。
【００５７】
本実施形態では、傾斜面２２５は２つの平面で構成され、それぞれの面は、流路プレート２２０を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜している。言い換えると図２（ｃ）に示すように、傾斜面２２５は、流路プレート２２０と流路形成部２１１との溶着面２３０に対して傾斜している。
【００５８】
また、本実施形態では、流路プレート２２０の主面および流路プレート２２０のうちインク流路の壁の一部となる流路部は、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光に対してほぼ垂直となっており、溶着面２３０に対して平行となっている。よって、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光は、流路プレート２２０を透過する際に屈折や反射がほとんど生じず、流路形成部２１１に照射される。しかしながら、流路プレート２２０を透過する際に屈折や反射を生じさせると、流路プレート２２０を透過して流路形成部２１１に照射されるレーザー光の照射方向と、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光とが平行ではない場合がある。このような場合であっても、傾斜面２２５が流路プレート２２０を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜している構成であれば、本発明に含まれる。
【００５９】
一般に、レーザー光を照射する場合、入射角θ（０°以上９０°未満、図２（ｂ）参照）に応じて、レーザー光は反射面において反射する性質を持っている。この反射する割合（反射率）は、入射角が大きいほど増加する。例えば、反射面に対する入射角が０°であれば、レーザー光はほぼ全量が吸収され、入射角が４５°以上になれば、吸収される割合よりも反射される割合が上回る。
【００６０】
したがって、図２（ｂ）に示すように、傾斜面２２５におけるレーザー光の入射角は、０°とはならないようにすれば良く、４５°以上とすることが、インク流路に与えられるダメージを低減する上でより望ましい。なお、傾斜面２２５に到達したレーザー光５２ａは、図２（ｂ）に示すように、一部は反射され反射光５２ｂとなり、残りは傾斜面２２５に吸収される。なお、反射光５２ｂが再度、傾斜面２２５に到達して反射光５２ｂの全量が吸収されたとしても、反射光５２ｂはレーザー光５２ａよりも減衰しているため、流路部２１２に与えるダメージはレーザー光５２ｂが与えるダメージよりもさらに小さくなる。このように、入射角を４５°以上とすることで、レーザー光５２ａの５０％以上を反射し、インク流路２２４に与えられるダメージが低減可能となる。
【００６１】
以上説明したように、流路部を傾斜面で構成することで、反射率を大きくし、流路部に吸収されるレーザー光の割合を減少させることができる。その結果、微細なインク流路に対応するマスクを設けなくても、図１１（ｃ）で説明したようなインク流路内のダメージを低減することが可能となる。
【００６２】
また、流路形成部２１１の流路部のうち、レーザー光によるダメージが大きい部位にのみ傾斜面を設けても良い。
【００６３】
また、図３に示すように流路部２１２を３面以上の複数の傾斜面２２５で構成することもできる。なお、図２で説明した実施形態では、傾斜面２２５が平面で構成される場合について説明したが、傾斜面２２５が曲面で構成されていても、図２で説明した実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、流路部２１２を３面以上の複数の傾斜面で構成することにより、２面以下の傾斜面で構成する場合に比べて、流路部２１２の溝が深くなることを抑制しつつ、レーザー光の傾斜面に対する入射角を大きくすることができる。よって、流路形成部２１１の厚みを低減することができ、記録ヘッドの小型化、ひいては記録装置の小型化に対して有効な構成となる。
【００６５】
なお、図２（ｂ）に示すように流路形成部２１１と流路プレート２２０とを溶着する際に、流路形成部２１０と流路プレート２２０とは、流路部の周辺２２３のみで当接させ、溶着している。
【００６６】
このように当接する部分と当接しない部分とを設けることで、流路形成部２１１と流路プレート２２０と当接させた際に、当接する部分（流路部の周辺２２３）のみに圧力が集中し、当接する部分における密着性を向上させることができる。
【００６７】
図２（ｂ）に示すように、レーザー光が流路部の周辺２２３に照射されると、流路形成部２１１（吸収性部材）が含有している染料または顔料が発熱して樹脂が溶融し、そのとき発生した熱が流路プレート２２０に伝達される。その伝達された熱により流路プレート２２０も溶融し、溶着部２３０が形成される。その際、流路部の周辺２２３では効率良く溶融熱が伝達され、また密着性が高いため、図２（ｃ）に示す溶着部２３０は強固なものとなる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、透過性部材の材料として、透明ノリル「型番ＴＰＮ９２２１」（ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社＜旧ＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社＞製）を採用した。この透明ノリルは、レーザー光を透過する性質を有しつつ、耐インク性にも優れた透明材料である。他に、透過性部材の材料として、色材を含まない透明ノリルである「型番ＴＮ３００」（同社製）を使用することも可能である。
【００６９】
ここでノリルとは、変性ポリフェニレンエーテル（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ）または変性ポリフェニルオキサイド（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）の通称名である。ノリルは耐熱性および強度を上げるためにポリフェニレンエーテル（ポリフェニレンオキサイド）を変性させたものであり、熱可塑性樹脂に属し、酸・アルカリに強い耐性を持つ特徴を有する。
【００７０】
吸収性部材の材料としては、レーザー光を吸収する染料または顔料を含有した黒色ノリルである「型番ＳＥ１Ｘ」（同社製）を採用した。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７２】
第１の実施形態と同様の構成については対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。また、レーザー溶着の方法、流路形成部および流路プレートに用いられる材料については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
図４（ａ）は、流路部の構成について説明するための図１（ｃ）のＩＶ−ＩＶ断面図であり、図４（ｂ）は本実施形態の構成を採用しない場合にインク流路に与えられるダメージについての説明図である。
【００７４】
図４（ｂ）に示すように、インク流路２２４のうち、流路プレート２２０に形成された開口２２０ａを通過してレーザー光が照射される流路部２１２ａには、レーザー光の照射により、ダメージ部分６２０が形成される場合がある。すなわち流路部２１２ａに形成されるダメージ部分６２０は、第１の実施形態で説明した流路部２１２に比べて、透過性部材である流路プレート２２０を介さずにレーザー光５２ａが直接照射されるため、レーザー光により与えられるダメージが大きい。また、第１の実施形態で説明した流路部２１２に与えられるダメージが小さく、流路部２１２を傾斜面で構成する必要が小さい場合であっても、流路部２１２ａに与えられるダメージは大きいため、流路部２１２ａに与えられるダメージを低減する必要がある。
【００７５】
そこで、第２の実施形態においては流路部２１２ａにおけるレーザー光によるダメージを低減する構成を示す。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、本実施形態では、インク流路２２４のうち、レーザー光が直接照射される流路部２１２ａを、傾斜面２２５ａおよびレーザー光の照射方向に対してほぼ平行な面で構成している。このような構成とすることで、第１の実施形態と同様に、流路部２１２ａに直接照射されるレーザー光５２ａのうち、一部が反射され、流路部２１２ａがレーザー光から与えられるダメージを低減することができる。
【００７７】
なお、この傾斜面２２５ａの構成は図４（ａ）の形状に限られず、傾斜面２２５ａがレーザー光５２ａを反射可能構成であれば、図４（ａ）で示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、第１の実施形態および第２の実施形態を両方とも記録ヘッドに適用することで、インク流路のダメージをさらに低減することができ、
以上説明したように、流路部が傾斜面を有することで、反射率を大きくし、流路部に吸収されるレーザー光の割合を減少させることができる。その結果、図４（ｂ）で説明したようなインク流路内のダメージを低減することが可能となる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について説明する。
【００８０】
第１の実施形態および第２の実施形態と同様の構成については対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。また、レーザー溶着の方法、流路形成部および流路プレートに用いられる材料については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
本実施形態においては、図５に示すように、流路部はレーザー光の照射方向に対してほぼ平行な面と傾斜面とで構成されており、流路部を構成する傾斜面２２６に対して鏡面加工が施されていることを特徴としている。このように鏡面加工を施すことで、傾斜面における反射率を大きくすることが可能となる。したがって、レーザー光の照射方向に対して、傾斜面の傾斜が小さくても、つまり傾斜面に対するレーザー光の入射角が小さくても、流路部におけるレーザー光よるダメージを低減することができる。したがって、傾斜面を形成するために流路部の溝が深くなることを抑制することができる。
【００８２】
なお、傾斜面２２６に対する鏡面加工は、流路形成部２１１を成形する際の成形金型面における傾斜面の対応部分にラップ仕上げ等を施すことにより行うことができる。
【００８３】
また、第２の実施形態で説明したように流路部２１２ａは、実施形態１で説明した流路部２１２に比べて、レーザー光により与えられるダメージが大きい。したがって、レーザー光の入射角度が同じ場合でも傾斜面２２５ａにのみ鏡面加工を施すことにより、流路部２１２ａを構成する傾斜面２２５ａの反射率を、流路部２１２を構成する傾斜面２２５の反射率よりも大きくすることができる。このような構成とすることにより、流路部２１２ａの溝が深くなることを抑制しつつ、流路部２１２および２１２ａに与えられるダメージを低減することができる。
【００８４】
以上、第１〜第３の実施形態で説明した通り、吸収性部材で構成されるインク流路の壁の一部を傾斜面で構成することにより、レーザー光によってインク流路に与えられるダメージが低減される。よって、ダメージ部に起因する問題が小さい信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態のインクジェット記録ヘッドをレーザー溶着する際の工程を示す模式図である。
【図２】本発明の一例である第１の実施形態の説明図である。
【図３】本発明の一例である第１の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の一例である第２の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の一例である第３の実施形態の説明図である。
【図６】本発明を適用可能な一般的な記録ヘッドの説明図である。
【図７】一般的な記録ヘッドに設けられる記録素子基板の説明図である。
【図８】従来の記録ヘッドの説明図である。
【図９】従来のレーザー溶着方法の説明図である。
【図１０】スキャン方式のレーザー溶着方法の説明図である。
【図１１】一括照射方式のレーザー溶着方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
２０ インクジェット記録ヘッド
５１ レーザー光照射機
５２ レーザー光
２２４ インク流路
２０１ 流路部材
２１１ 流路形成部（吸収性部材）
２２０ 流路プレート（透過性部材）
２２５、２２５ａ 傾斜面
２２６ 鏡面加工が施された傾斜面
２２３ インク流路の周辺
Ｈ１００１ 記録素子基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインク等の液体を吐出させて記録媒体に記録を行うための液体吐出ヘッドとその製造方法に関し、特にインクジェット記録を行う液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドとして、一般的にインクジェット記録ヘッドが知られている。
【０００３】
図８を参照して、インクジェット記録ヘッドの構成について簡単に説明する。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、タンクホルダユニットＨ１００３と、インクを吐出するための記録素子ユニットＨ１００２で構成されている。
【０００５】
インクはインクタンク（不図示）からタンクホルダユニットＨ１００３に形成されたインク流路を経由して、記録素子ユニットＨ１００２に導かれる構成となっている。
【０００６】
タンクホルダユニットＨ１００３には、図８（ｂ）に示すタンクホルダＨ１５００と、図８（ｃ）に示す流路プレートＨ１６００とが接合されることによりインク流路が形成されている。
【０００７】
タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを接合する方法としては、超音波溶着による方法（特許文献１）やレーザー溶着による方法（特許文献２）などが知られている。
【０００８】
これらの方法のうち、レーザー溶着による方法について説明する。
【０００９】
一般にレーザー溶着とは、レーザー光に対して透過性を有する部材と、レーザー光に対して吸収性を有する部材とを接合する際に、溶着すべき部分を当接させた状態でレーザー光を照射することにより接合させる方法である。
【００１０】
レーザー溶着は、超音波溶着に比して溶着部分からゴミが発生しにくいという利点を有しており、インク流路を形成する有効な手段として用いられている。
【００１１】
特許文献２に記載のレーザー溶着を用いたタンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを接合する方法について図９や、図９の模式断面図である図１０を参照して説明する。
【００１２】
レーザー光に対して吸収性を有するようにしたタンクホルダＨ１５００と、レーザー光に対して透過性を有するようにした流路プレートＨ１６００とを、押さえ治具５１０を用いて当接させる（図９（ａ）、図１０（ａ））。その後、タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とが当接した状態で当接面６００に対してレーザー光を照射し（図９（ｂ）、図１０（ｂ））、インク流路Ｈ１６０１を形成する（図１０（ｃ））。
【００１３】
ところで、レーザー照射の方式には特許文献２に記載のスキャン方式と一括照射方式とがある。
【００１４】
スキャン方式とは、図９（ｂ）や図１０（ｂ）に示すように、レーザー光照射機５００からのレーザー光のスポット径を絞り込んで、所望する溶着領域Ｈ１６０２（図８（ｂ）、（ｃ）参照）の軌跡に沿って走査させ、レーザー光を照射する方式である。
【００１５】
一方、一括照射方式とは、所望する溶着領域に対して一括でレーザー光を照射する方式である。
【特許文献１】特開２００７−２８３６６８号公報
【特許文献２】特開２００５−０９６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したインク流路は、微細な構造をしており、溶着領域も微細となる。このような場合には、スキャン方式、一括照射方式ともに以下に示すような問題点がある。
【００１７】
スキャン方式の場合には、レーザー光を微細な所望する溶着領域の軌跡に沿って走査させて溶着するのに非常に多くの時間を要するという問題点がある。
【００１８】
例えば、図８（ｂ）および（ｃ）に示すように、インクジェット記録ヘッドの所望する溶着領域Ｈ１６０２やインク流路Ｈ１６０１の幅は、非常に狭く微細な構造となっている。したがって、図１０（ｂ）に示すように、インク流路Ｈ１６０１を避けてレーザー光を照射させる方法では多くの数量のインクジェット記録ヘッドを組立てるには時間がかかりすぎるため不向きである。
【００１９】
一方、一括照射方式を用いた場合には、溶着に要する時間を短縮することが可能である。しかしながら、溶着領域の構造が微細な場合には、微細なインク流路に対応する部分にマスクを設けて、溶着領域のみにレーザー光を照射することは難しい。
【００２０】
タンクホルダＨ１５００と流路プレートＨ１６００とを溶着する方法として、図１１に一括照射方式を用いた場合を説明する。図１１（ｂ）に示すように当接面６００もインク流路Ｈ１６０１となる領域も一括でレーザー光が照射されるため、図１１（ｃ）のようにインク流路Ｈ１６０１の表面にレーザー光によってダメージ部分６２０を形成してしまうことが考えられる。
【００２１】
インク流路Ｈ１６０１内にダメージ部分６２０がある場合には、インクの流れを阻害し、その結果、インクジェット記録ヘッドＨ１００１の信頼性を低下させるおそれがある。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、インク流路を含んでレーザー光を照射してレーザー溶着することにより、インク流路を形成する部材を接合する場合に、インク流路内のレーザー光によるダメージを低減可能なインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザー光によって流路に与えられるダメージが低減されるため、ダメージ部に起因する問題を低減した信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本実施形態で用いられる液体吐出ヘッドについて、一般的なインクジェット記録ヘッドを例として説明する。
【００２６】
なお、本明細書において「記録」とは、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。さらに、広く記録媒体上に画像、模様、パターンなどを形成する場合、または媒体の加工を行う場合をも包含する。
【００２７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革などのインクを受容可能な物をも含むものである。
【００２８】
さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様に広く解釈されるべきであり、記録媒体に付与されることによって、画像、模様、パターンなどの形成または記録媒体の加工あるいはインクの処理に供され得る液体を含む。したがって、記録に関して用いることが可能なあらゆる液体を包含している。
【００２９】
本発明のインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）は、インクを吐出するための吐出口と、その吐出口に連通してインクを供給するためのインク流路とを少なくとも有する。このような記録ヘッドの一例として、記録ヘッドカートリッジを構成する一構成要素となっている記録ヘッドについて、図６を参照して説明する。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、記録ヘッドカートリッジ１０は、記録ヘッド２０と、記録ヘッド２０に着脱自在に設けられたインクタンク４０とから構成されている。
【００３１】
この記録ヘッドカートリッジ１０は、インクジェット記録装置（不図示、以下、記録装置とする）に設置されているキャリッジ（不図示）の位置決め手段および電気的接点によって固定され、支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。
【００３２】
記録ヘッド２０は、記録装置から伝達される電気信号に応じて記録素子を駆動させることにより、インクを収容するインクタンク４０から供給されるインクを記録素子基板Ｈ１１０１に設けられた吐出口から吐出する。記録素子としては例えば、発熱抵抗素子やピエゾ素子などが挙げられるが、ここでは発熱抵抗素子を用いたものについて説明する。
【００３３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した記録ヘッド２０の分解斜視図である。
【００３４】
記録ヘッド２０は、電気配線基板３４０と記録素子基板Ｈ１１０１とを含む記録素子ユニット３００とタンクホルダユニット２００で構成されている。
【００３５】
電気配線基板３４０は、記録装置との電気的接続を行う接続端子３４１と、記録素子基板Ｈ１１０１との電気的接続を行う電極端子（不図示）と、接続端子３４１と電極端子とを接続する配線と、記録素子基板Ｈ１１０１を組み込むための開口部とを有している。
【００３６】
電気配線基板３４０と記録素子基板Ｈ１１０１との接続は、例えば次のように行われる。記録素子基板Ｈ１１０１に設けられた電極部と電気配線基板３４０の電極端子に、導電性を有する熱硬化接着樹脂を塗布後、電極部と電極端子をヒートツールにて一括で加熱とともに加圧して、電気的に一括接続する。なお、電極部と電極端子との電気接続部分は、封止剤により封止されることによりインクによる腐食や外的衝撃から保護されている。
【００３７】
図７は、インクを吐出するための液体吐出基板としての記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部を切断した斜視図である。
【００３８】
記録素子基板Ｈ１１０１は、インクを吐出するための吐出口Ｈ１１０７、吐出口と連通して吐出口にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１１０２とを有し、吐出口は吐出口形成部材Ｈ１１０６に形成され、インク供給口はシリコン基板Ｈ１１１０に形成される。
【００３９】
シリコン基板Ｈ１１１０は、厚さ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍを有しており、異方性エッチングによりインク供給口Ｈ１１０２が形成される。また、シリコン基板Ｈ１１１０上には、発熱抵抗素子Ｈ１１０３が形成され、その発熱抵抗素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７とが対応するように、シリコン基板Ｈ１１１０上にフォトリソグラフィー技術を用いて、吐出口Ｈ１１０７が形成される。さらにシリコン基板Ｈ１１１０上には発熱抵抗素子Ｈ１１０３を駆動するための電気信号や電力を供給するための電極部としてＡｕ等からなるバンプＨ１１０５が設けられている。
【００４０】
次に本発明の特徴部分であるインク流路が形成される流路部材２０１を含むタンクホルダユニット２００について、図６（ｂ）を参照して詳しく説明する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すようにタンクホルダユニット２００は、インクタンク４０を保持するためのタンクホルダ２１０と、タンクホルダ２１０に対して接合されてインク流路となる空間を形成する流路プレート２２０とで構成される。タンクホルダ２１０には、流路プレート２２０と接合される部分である流路形成部２１１が一体的に形成されおり、流路部材２０１は、流路形成部２１１および流路プレート２１１で構成される。流路プレート２２０には、図６（ｂ）で説明した記録素子ユニット３００のうち記録素子基板Ｈ１１０１に連通する開口２２０ａが形成されている。
【００４２】
タンクホルダユニット２００はインクタンク４０と記録素子基板Ｈ１１０１との間に配置されており、インクタンク４０に収容されているインクを、インク流路および開口２２０ａを介して記録素子基板Ｈ１１０１に供給する。
【００４３】
図６（ｂ）に示すように流路形成部２１１に、インク流路２２４の壁の一部を構成する流路部として溝が形成されている場合もあれば、溝が形成されていない場合もある。流路形成部２１１と流路プレート２２０とが接合されてインク流路２２４となる空間が形成されるため、流路形成部２１１および流路プレート２２０のどちらか一方または両方に、適宜、インク流路の壁の一部を形成するための溝を設ければ良い。
【００４４】
レーザー光により流路形成部２１１と流路プレート２２０とを溶着して接合させるためには、どちらか一方の流路部材がレーザー光に対して透過性を有し、他方の流路部材がレーザー光に対して吸収性を有する必要がある。
【００４５】
本発明の実施形態においては、レーザー光を容易に照射できるという観点から、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材を流路プレート２２０とし、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材を流路形成部２１１とした。
【００４６】
また、本発明の実施形態においては、流路形成部２１１がタンクホルダ２１０と一体となって形成されている。しかしながら流路形成部２１１をタンクホルダ２１０とは別体で形成し、流路形成部２１１と流路プレート２２０とを接合した流路部材２０１をタンクホルダ２１０に対して取り付けるようにしても良い。
【００４７】
なお、本発明においてレーザー光に対して透過性を有する透過性部材とは、厚さ２．０ｍｍの部材に対してレーザー光を照射した場合の透過率が３０％以上の部材を意味する。また、本発明においてレーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材とは、厚さ２．０ｍｍの部材に対してレーザー光を照射した場合の吸収率が９０％以上の部材を意味する。上述のような透過率および吸収率の部材を用いることで、透過性部材と吸収性部材とのレーザー溶着が可能となる。
【００４８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図１は記録ヘッドの製造工程のうち、流路形成部２１１が形成されているタンクホルダ２１０に流路プレート２２０を取り付ける工程を示す斜視図である。なお、図１においては後述する流路形成部２１１に設けられる傾斜面の構成は省略している。
【００５１】
図１（ａ）は流路プレート２２０と、タンクホルダ２１０と一体成形されている流路形成部２１１とを用意して、溶着させる領域であるインク流路の周辺で、流路部を内側にして両者を当接させる工程を示す。
【００５２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の工程の後、レーザー光を照射可能にした押さえ治具５３で流路プレート２２０を押さえて、流路形成部および流路プレートとを密着させて、レーザー光照射機５１からレーザー光を照射する工程を示す。この際、溶着すべきインク流路の周辺の領域２２３の他に、流路形成部２１１のうちインク流路を形成する流路部へ向けて、透過性部材側からレーザー光が照射される。
【００５３】
図１（ｃ）は、流路プレート２２０と流路形成部２１１とが接合された状態（タンクホルダユニット２００）を示す。
【００５４】
図２は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図であり、図１の（ａ）〜（ｃ）のそれぞれが図２の（ａ）〜（ｃ）に対応している。流路形成部および流路プレートの具体的な構成について、図２を用いて説明する。
【００５５】
第１の実施形態においては、インク流路２２４のうち流路プレート２２０を介してレーザー光が間接照射される流路部２１２（図１（ａ）参照）に対するレーザー光によるダメージを低減する構成を示す。流路部２１２は、流路形成部２１１と流路プレート２２０との溶着面に沿って配置されるインク流路２２４の一部である。
【００５６】
図２に示すように第１の実施形態においては、レーザー光５２ａを反射するために、流路部２１２はレーザー光５２ａの照射方向に対して傾斜した傾斜面２２５で構成されている。なお、第１の実施形態においては、流路部２１２のうち流路プレート２２０（透過性部材）を透過したレーザー光５２ａの照射方向に対して実質的に平行な部分については、傾斜面２２５に含めないものとする。後述する第２、第３の実施形態についても同様である。
【００５７】
本実施形態では、傾斜面２２５は２つの平面で構成され、それぞれの面は、流路プレート２２０を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜している。言い換えると図２（ｃ）に示すように、傾斜面２２５は、流路プレート２２０と流路形成部２１１との溶着面２３０に対して傾斜している。
【００５８】
また、本実施形態では、流路プレート２２０の主面および流路プレート２２０のうちインク流路の壁の一部となる流路部は、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光に対してほぼ垂直となっており、溶着面２３０に対して平行となっている。よって、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光は、流路プレート２２０を透過する際に屈折や反射がほとんど生じず、流路形成部２１１に照射される。しかしながら、流路プレート２２０を透過する際に屈折や反射を生じさせると、流路プレート２２０を透過して流路形成部２１１に照射されるレーザー光の照射方向と、レーザー光照射機５１から照射されたレーザー光とが平行ではない場合がある。このような場合であっても、傾斜面２２５が流路プレート２２０を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜している構成であれば、本発明に含まれる。
【００５９】
一般に、レーザー光を照射する場合、入射角θ（０°以上９０°未満、図２（ｂ）参照）に応じて、レーザー光は反射面において反射する性質を持っている。この反射する割合（反射率）は、入射角が大きいほど増加する。例えば、反射面に対する入射角が０°であれば、レーザー光はほぼ全量が吸収され、入射角が４５°以上になれば、吸収される割合よりも反射される割合が上回る。
【００６０】
したがって、図２（ｂ）に示すように、傾斜面２２５におけるレーザー光の入射角は、０°とはならないようにすれば良く、４５°以上とすることが、インク流路に与えられるダメージを低減する上でより望ましい。なお、傾斜面２２５に到達したレーザー光５２ａは、図２（ｂ）に示すように、一部は反射され反射光５２ｂとなり、残りは傾斜面２２５に吸収される。なお、反射光５２ｂが再度、傾斜面２２５に到達して反射光５２ｂの全量が吸収されたとしても、反射光５２ｂはレーザー光５２ａよりも減衰しているため、流路部２１２に与えるダメージはレーザー光５２ｂが与えるダメージよりもさらに小さくなる。このように、入射角を４５°以上とすることで、レーザー光５２ａの５０％以上を反射し、インク流路２２４に与えられるダメージが低減可能となる。
【００６１】
以上説明したように、流路部を傾斜面で構成することで、反射率を大きくし、流路部に吸収されるレーザー光の割合を減少させることができる。その結果、微細なインク流路に対応するマスクを設けなくても、図１１（ｃ）で説明したようなインク流路内のダメージを低減することが可能となる。
【００６２】
また、流路形成部２１１の流路部のうち、レーザー光によるダメージが大きい部位にのみ傾斜面を設けても良い。
【００６３】
また、図３に示すように流路部２１２を３面以上の複数の傾斜面２２５で構成することもできる。なお、図２で説明した実施形態では、傾斜面２２５が平面で構成される場合について説明したが、傾斜面２２５が曲面で構成されていても、図２で説明した実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、流路部２１２を３面以上の複数の傾斜面で構成することにより、２面以下の傾斜面で構成する場合に比べて、流路部２１２の溝が深くなることを抑制しつつ、レーザー光の傾斜面に対する入射角を大きくすることができる。よって、流路形成部２１１の厚みを低減することができ、記録ヘッドの小型化、ひいては記録装置の小型化に対して有効な構成となる。
【００６５】
なお、図２（ｂ）に示すように流路形成部２１１と流路プレート２２０とを溶着する際に、流路形成部２１０と流路プレート２２０とは、流路部の周辺２２３のみで当接させ、溶着している。
【００６６】
このように当接する部分と当接しない部分とを設けることで、流路形成部２１１と流路プレート２２０と当接させた際に、当接する部分（流路部の周辺２２３）のみに圧力が集中し、当接する部分における密着性を向上させることができる。
【００６７】
図２（ｂ）に示すように、レーザー光が流路部の周辺２２３に照射されると、流路形成部２１１（吸収性部材）が含有している染料または顔料が発熱して樹脂が溶融し、そのとき発生した熱が流路プレート２２０に伝達される。その伝達された熱により流路プレート２２０も溶融し、溶着部２３０が形成される。その際、流路部の周辺２２３では効率良く溶融熱が伝達され、また密着性が高いため、図２（ｃ）に示す溶着部２３０は強固なものとなる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、透過性部材の材料として、透明ノリル「型番ＴＰＮ９２２１」（ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社＜旧ＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社＞製）を採用した。この透明ノリルは、レーザー光を透過する性質を有しつつ、耐インク性にも優れた透明材料である。他に、透過性部材の材料として、色材を含まない透明ノリルである「型番ＴＮ３００」（同社製）を使用することも可能である。
【００６９】
ここでノリルとは、変性ポリフェニレンエーテル（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ）または変性ポリフェニルオキサイド（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）の通称名である。ノリルは耐熱性および強度を上げるためにポリフェニレンエーテル（ポリフェニレンオキサイド）を変性させたものであり、熱可塑性樹脂に属し、酸・アルカリに強い耐性を持つ特徴を有する。
【００７０】
吸収性部材の材料としては、レーザー光を吸収する染料または顔料を含有した黒色ノリルである「型番ＳＥ１Ｘ」（同社製）を採用した。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７２】
第１の実施形態と同様の構成については対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。また、レーザー溶着の方法、流路形成部および流路プレートに用いられる材料については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
図４（ａ）は、流路部の構成について説明するための図１（ｃ）のＩＶ−ＩＶ断面図であり、図４（ｂ）は本実施形態の構成を採用しない場合にインク流路に与えられるダメージについての説明図である。
【００７４】
図４（ｂ）に示すように、インク流路２２４のうち、流路プレート２２０に形成された開口２２０ａを通過してレーザー光が照射される流路部２１２ａには、レーザー光の照射により、ダメージ部分６２０が形成される場合がある。すなわち流路部２１２ａに形成されるダメージ部分６２０は、第１の実施形態で説明した流路部２１２に比べて、透過性部材である流路プレート２２０を介さずにレーザー光５２ａが直接照射されるため、レーザー光により与えられるダメージが大きい。また、第１の実施形態で説明した流路部２１２に与えられるダメージが小さく、流路部２１２を傾斜面で構成する必要が小さい場合であっても、流路部２１２ａに与えられるダメージは大きいため、流路部２１２ａに与えられるダメージを低減する必要がある。
【００７５】
そこで、第２の実施形態においては流路部２１２ａにおけるレーザー光によるダメージを低減する構成を示す。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、本実施形態では、インク流路２２４のうち、レーザー光が直接照射される流路部２１２ａを、傾斜面２２５ａおよびレーザー光の照射方向に対してほぼ平行な面で構成している。このような構成とすることで、第１の実施形態と同様に、流路部２１２ａに直接照射されるレーザー光５２ａのうち、一部が反射され、流路部２１２ａがレーザー光から与えられるダメージを低減することができる。
【００７７】
なお、この傾斜面２２５ａの構成は図４（ａ）の形状に限られず、傾斜面２２５ａがレーザー光５２ａを反射可能構成であれば、図４（ａ）で示した構成と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、第１の実施形態および第２の実施形態を両方とも記録ヘッドに適用することで、インク流路のダメージをさらに低減することができ、
以上説明したように、流路部が傾斜面を有することで、反射率を大きくし、流路部に吸収されるレーザー光の割合を減少させることができる。その結果、図４（ｂ）で説明したようなインク流路内のダメージを低減することが可能となる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について説明する。
【００８０】
第１の実施形態および第２の実施形態と同様の構成については対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。また、レーザー溶着の方法、流路形成部および流路プレートに用いられる材料については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
本実施形態においては、図５に示すように、流路部はレーザー光の照射方向に対してほぼ平行な面と傾斜面とで構成されており、流路部を構成する傾斜面２２６に対して鏡面加工が施されていることを特徴としている。このように鏡面加工を施すことで、傾斜面における反射率を大きくすることが可能となる。したがって、レーザー光の照射方向に対して、傾斜面の傾斜が小さくても、つまり傾斜面に対するレーザー光の入射角が小さくても、流路部におけるレーザー光よるダメージを低減することができる。したがって、傾斜面を形成するために流路部の溝が深くなることを抑制することができる。
【００８２】
なお、傾斜面２２６に対する鏡面加工は、流路形成部２１１を成形する際の成形金型面における傾斜面の対応部分にラップ仕上げ等を施すことにより行うことができる。
【００８３】
また、第２の実施形態で説明したように流路部２１２ａは、実施形態１で説明した流路部２１２に比べて、レーザー光により与えられるダメージが大きい。したがって、レーザー光の入射角度が同じ場合でも傾斜面２２５ａにのみ鏡面加工を施すことにより、流路部２１２ａを構成する傾斜面２２５ａの反射率を、流路部２１２を構成する傾斜面２２５の反射率よりも大きくすることができる。このような構成とすることにより、流路部２１２ａの溝が深くなることを抑制しつつ、流路部２１２および２１２ａに与えられるダメージを低減することができる。
【００８４】
以上、第１〜第３の実施形態で説明した通り、吸収性部材で構成されるインク流路の壁の一部を傾斜面で構成することにより、レーザー光によってインク流路に与えられるダメージが低減される。よって、ダメージ部に起因する問題が小さい信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態のインクジェット記録ヘッドをレーザー溶着する際の工程を示す模式図である。
【図２】本発明の一例である第１の実施形態の説明図である。
【図３】本発明の一例である第１の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の一例である第２の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の一例である第３の実施形態の説明図である。
【図６】本発明を適用可能な一般的な記録ヘッドの説明図である。
【図７】一般的な記録ヘッドに設けられる記録素子基板の説明図である。
【図８】従来の記録ヘッドの説明図である。
【図９】従来のレーザー溶着方法の説明図である。
【図１０】スキャン方式のレーザー溶着方法の説明図である。
【図１１】一括照射方式のレーザー溶着方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
２０ インクジェット記録ヘッド
５１ レーザー光照射機
５２ レーザー光
２２４ インク流路
２０１ 流路部材
２１１ 流路形成部（吸収性部材）
２２０ 流路プレート（透過性部材）
２２５、２２５ａ 傾斜面
２２６ 鏡面加工が施された傾斜面
２２３ インク流路の周辺
Ｈ１００１ 記録素子基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部および前記流路部の周辺の領域へ向けて照射されるレーザー光の前記傾斜面に対する入射角が４５°以上であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記傾斜面は複数の面で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記傾斜面は鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体吐出ヘッドは、前記タンクを保持するためのタンクホルダを有し、
前記吸収性部材は、前記タンクホルダと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有し前記流路が前記液体吐出基板と連通する開口が形成された透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部のうち、レーザー光が前記開口を通過してレーザー光が直接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記流路部のうち、前記透過性部材を透過してレーザー光が間接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記レーザー光が間接照射される部分が有する傾斜面よりも、前記レーザー光が直接照射される部分が有する傾斜面の方が、レーザー光に対する反射率が高いことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部の周辺の領域で、前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記透過性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部は、前記溶着面に対して平行な面を有し、
前記吸収性部材の前記流路部は、前記透過性部材と前記吸収性部材との溶着面に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を含む液体吐出ヘッドに用いられる流路部材であって、
レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする流路部材。
【請求項１０】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を含む液体吐出ヘッドに用いられる流路部材であって、
レーザー光に対して透過性を有し前記流路が前記液体吐出基板と連通する開口が形成された透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部のうち、レーザー光が前記開口を通過してレーザー光が直接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする流路部材。
【請求項１１】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、
レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備え、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記液体吐出基板に液体を供給するための流路となる空間が形成されている流路部材と、
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記透過性部材と、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有し前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域、を備える前記吸収性部材と、を前記流路部を内側にして当接させる工程と、
前記流路部および前記流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光を照射して、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とを溶着する工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部および前記流路部の周辺の領域へ向けて照射されるレーザー光の前記傾斜面に対する入射角が４５°以上であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記傾斜面は複数の面で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記傾斜面は鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体吐出ヘッドは、前記タンクを保持するためのタンクホルダを有し、
前記吸収性部材は、前記タンクホルダと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有し前記流路が前記液体吐出基板と連通する開口が形成された透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部のうち、レーザー光が前記開口を通過してレーザー光が直接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記流路部のうち、前記透過性部材を透過してレーザー光が間接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記レーザー光が間接照射される部分が有する傾斜面よりも、前記レーザー光が直接照射される部分が有する傾斜面の方が、レーザー光に対する反射率が高いことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を有する流路部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路部材は、レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部の周辺の領域で、前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記透過性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部は、前記溶着面に対して平行な面を有し、
前記吸収性部材の前記流路部は、前記透過性部材と前記吸収性部材との溶着面に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を含む液体吐出ヘッドに用いられる流路部材であって、
レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部は、前記透過性部材を透過したレーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする流路部材。
【請求項１０】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、該液体吐出基板に液体を供給するための流路を含む液体吐出ヘッドに用いられる流路部材であって、
レーザー光に対して透過性を有し前記流路が前記液体吐出基板と連通する開口が形成された透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備えており、
前記吸収性部材のうち前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光が照射されて、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とが溶着されることにより、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記流路となる空間が形成されており、
前記流路部のうち、レーザー光が前記開口を通過してレーザー光が直接照射される部分は、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする流路部材。
【請求項１１】
液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出基板と、
レーザー光に対して透過性を有する透過性部材と、レーザー光に対して吸収性を有する吸収性部材と、を備え、前記透過性部材と前記吸収性部材との間に前記液体吐出基板に液体を供給するための流路となる空間が形成されている流路部材と、
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記透過性部材と、レーザー光の照射方向に対して傾斜した傾斜面を有し前記流路の壁の一部を形成する流路部および該流路部の周辺の領域、を備える前記吸収性部材と、を前記流路部を内側にして当接させる工程と、
前記流路部および前記流路部の周辺の領域へ向けて、前記透過性部材を通してレーザー光を照射して、前記流路部の周辺の領域で前記透過性部材と前記吸収性部材とを溶着する工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１４３１４９（Ｐ２０１０−１４３１４９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４４７８（Ｐ２００８−３２４４７８）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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