JP2004209741A

JP2004209741A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2004209741A
Application number: JP2002380349A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Murakami; 修一村上; Makoto Terui; 真照井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】発一現象が抑制された信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】吐出口２６の近傍には、吐出口２６と同様に吐出口プレート５を貫通している６個の保湿穴２８が形成されている。保湿穴２８の直径は３μｍである。保湿穴２８の位置は、電気熱変換素子３１の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合、保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１の中心位置は、半径９．５μｍの円周と、この円を６０度で等分する線との交点上にある。電気熱変換素子３１に電気信号を与えると、吐出口２６からインクは吐出されるが、保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１からは、毛管力と流抵抗が極端に大きくなるため、インクは吐出されない。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出してインク液滴を形成し、記録を行うインクジェット記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日広く一般的に用いられているインクジェット記録方式のインク吐出方法にはインク滴を吐出するために用いられる吐出エネルギ発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方法と圧電素子（ピエゾ）を利用する方法があり、いずれも電気的な信号によってインク滴の吐出を制御することが可能である。例えば、電気熱変換素子を用いるインク滴吐出方法の原理は、電気熱変換素子に電気信号を与えることにより、電気熱変換素子近傍のインクを瞬時にして沸騰させ、そのときのインクの相変化により生じる急激な気泡の成長によってインク滴を高速に吐出させるものである。一方、圧電素子を用いるインク滴の吐出方法の原理は、圧電素子に電気信号を与えることにより、圧電素子が変位しこの変位時の圧力によってインク滴を吐出させるものである。ここで、前者の方法は吐出エネルギ発生素子のスペースをそれほど設けなくとも済み、インクジェット記録ヘッドの構造が単純で、ノズルの集積化が容易であること等の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近は、パソコンの処理速度の高性能化、インターネットなどの普及よりカラー画像に対する高速化の欲求もますます増大してきていて、高精細あるいは階調性のあるいわゆる非常に高品位な記録物を迅速に記録アウトする需要が高まっており、高画質でかつ高速であるプリンターが求められている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドの微細な吐出口から微小なインク滴を吐出して、紙やＯＨＰフィルムなどの被記録媒体に画像を記録する。そのため、非記録動作状態が続いて、記録ヘッドが長期にわたってインクを吐出していない場合には、吐出口内のインクが蒸発乾燥してしまい、増粘・固化したインクが吐出口内に詰まって、ヨレ（インクの吐出方向の変化）や吐出不良を引き起こすことが分かっている。この吐出不良現象を以下では発一現象と呼ぶこととする。
【０００４】
発一現象は、吐出していないノズルの吐出口からインクが蒸発乾燥することにより発生することから、吐出口周囲の湿度が大きく影響することが分かっている。発明者の検討では、２５℃／１０％と２５℃／４５％では、発一現象に大きな差があり、湿度が１０％の場合の方がかなり短時間で不吐出が発生していた。
【０００５】
そこで本発明は、上述したような従来の問題に着目し、吐出口からの蒸発による、不吐出、ヨレの課題に対して発一現象が無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を目的とする。
【０００６】
【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インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギにより気泡を発生させるための複数の熱エネルギ発生手段と、前記各熱エネルギ発生手段が設けられた複数の発泡室と、前記各発泡室にインクを導くための複数のインク流路と、前記各インク流路に連通し、インクを吐出するための複数の吐出口が、前記各熱エネルギ発生手段と対面する位置に形成された吐出口プレートとを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記吐出口プレートに、１つの前記電気熱変換素子に対応する、１つの吐出口と、前記インク流路に連通し、前記吐出口の直径よりも小さい直径の複数の保湿穴とが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記の通り構成された本発明のインクジェット記録ヘッドは、１つの前記電気熱変換素子に対して、１つの吐出口および複数の保湿穴が設けられている。すなわち１つの吐出口に対して、複数の保湿穴が設けられている構成となっている。この保湿穴が設けられることで、保湿穴からのインクの蒸発により吐出口周囲の雰囲気湿度を上昇させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、用いる寸法、数値等は一例を示したものであり、これに限定されるものではない。
【０００９】
図１に、本発明のインクジェット記録装置の概観斜視図を示す。
【００１０】
本発明のインクジェット記録装置１００は、インクジェットヘッドカートリッジを搭載するキャリッジ１１と、キャリッジ１１を走査移動させるキャリッジ駆動モータ１２と、インクジェット記録装置１００の図示しない制御部から電気信号をインクジェットカートリッジに送るためのフレキシブルケーブル１３と、インクジェットヘッドユニットの回復処理を行なうための回復手段１４と、紙などの記録媒体を積層状態で蓄える給紙トレイ１５と、キャリッジ１１の位置を光学式に読み取る光学式位置センサ１６、記録がなされ、排出された記録媒体を保持する排紙トレイ１７を有する。このような構成のインクジェット記録装置１００は、キャリッジ１１を記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する主走査方向にシリアルスキャンさせ、インクジェット記録ヘッドの吐出口（ノズル数）に対応した幅の記録を行なう一方、非記録時に記録媒体をすでに決められている量、間欠的に搬送する。
【００１１】
（第１の実施形態）
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図２は、図１に示したインクジェット記録装置に搭載されているインクジェット記録ヘッドの模式図であり、吐出口が形成されているインクジェット記録ヘッド基板の斜視図である。なお、本図およびこれ以下において、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は図示していない。本実施形態においては、例えば図２に示されるような、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等からなる基板３４が用いられるが、このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出発生素子および、後述するインク流路、インク吐出口を形成する材料層の支持体として機能し得るのであれば、特に限定されるものではない。そこで、本実施形態では、Ｓｉ基板（ウエハ）を用いた場合で説明する。
【００１３】
図３に、図２のＡ−Ａ´断面を示す。基板３４は電気熱変換素子３１およびインク供給口３を備えており、長溝状の貫通口からなるインク供給口３の長手方向の両側に熱エネルギ発生手段である電気熱変換素子３１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に電気熱変換素子３１の間隔が６００ＤＰＩのピッチで各列２５６個ずつ、２列で合計５１２個配列されている。さらに、複数の保湿穴２８が吐出口２６の近くに形成されている。また、２列の電気熱変換素子３１の中央間の距離は２１５μｍであり、インク供給口３の幅は１１５μｍである。
【００１４】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド基板１は、図４の正面図に示されるように６色一体ヘッドである。すなわち、吐出体積が２．８ｐｌの複数の吐出口２６からなる吐出口列２０が、各色毎に各２列づつ、計１２列の吐出口列が形成されている。６色とも吐出口の数は５１２個である。
【００１５】
一方、シアン、マゼンタの２ｐｌの吐出部を図５に示す。なお、図５（ｂ）は、平面図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）のＺ−Ｚ´線における側断面図である。本実施形態において、吐出口２６の直径はφ１１．０μｍであり、流路高さｊは１４．０μｍ、電気熱変換素子３１から吐出口プレート５の表面まで（ｉ＋ｊ）は２５．０μｍ、電気熱変換素子３１は一辺が２２μｍの正方形である。また、図５（ｂ）に示すように、本実施形態においては、供給路６の幅ａは３２μｍ、発泡室２の奥壁面２´の幅ｂは２２μｍ、供給路壁７の端部から奥壁面２´までの距離ｃは４７．５μｍ、供給路壁７の端部からフィルタ９の中心までの距離ｄは１２．８μｍ、フィルタ９の中心から、インク供給口３の壁面と供給路６の底面との交点であるインク供給口角部３´までの距離ｅは４．７μｍであり、フィルタ９の直径であるｆは１０μｍである。また、奥壁面２´から吐出口２６中心までの距離であるｇは１３μｍである。なお、寸法のａ〜ｇは、以下の各実施形態、および図７に示す比較のための従来例においても同じ箇所は同じ寸法である。
【００１６】
吐出口２６の近傍には、吐出口２６と同様に吐出口プレート５を貫通している複数の保湿穴２８が形成されている。本実施形態では、吐出口一つに対し、直径３μｍの保湿穴２８が６個吐出口２６の周辺を囲うように形成されている。
【００１７】
本実施形態の保湿穴２８の位置は、電気熱変換素子３１の中心位置、すなわち、吐出口２６の中心の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合、図５（ｂ）に示す保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１は、半径９．５μｍの円周上に中心位置がある。図６により、より詳細に説明する。すなわち、保湿穴Ａ_１の中心は、Ｘ軸と半径９．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｂ_１の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として６０度回転させた直線と半径９．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｃ_１の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として１２０度回転させた直線と半径９．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｄ_１の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として１８０度回転させた直線と半径９．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｅ_１の中心は、Ｘ軸を座標（０、０）を中心として２４０度回転させた直線と半径９．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｆ_１の中心は、Ｘ軸を座標（０、０）を中心として３００度回転させた直線と半径９．５μｍの円との交点である。つまり、保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１は、全て、電気熱変換素子３１の中心をとした中心半径９．５μｍの円周上に中心が位置するように形成されており、さらには、保湿穴２８の中心と吐出口２６の中心とを結んだ線の隣接したもの同士の角度がそれぞれ６０度となっている。
【００１８】
なお、本発明者が詳細に検討を行ったところ、電気熱変換素子３１が２２μｍの正方形であり、インク粘度が２．２×１０^−３Ｐａ・ｓ（２５℃において）、インク密度１．０５、インクの表面張力が３．０×１０^−４Ｎ／ｃｍ（２５℃において）において、穴の直径が４μｍ以下ではインクが吐出しないことを確認している。これは、吐出口の径が小さくなると、毛管力と流抵抗が極端に大きくなるためによるものである。検討においても直径５μｍの場合においては、温度上昇してインク粘度が低下した場合には、全イベントではないがインクが出ることを確認している。よって、本実施形態においては、吐出口２６からインクを吐出する際、保湿穴２８からインクが吐出してしまうことはない。
【００１９】
以上の構成のような保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較した。なお、図７（ｂ）は、従来のインクジェット記録ヘッドの一例の平面図であり、図７（ａ）は図７（ｂ）のＺ−Ｚ´線における側断面図である。この比較用のインクジェット記録ヘッドは、図に示すように、吐出口プレート１０５には、吐出口１２６のみが形成されており、保湿穴は形成されていない。この両者を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。
【００２０】
なお、穴の直径が４μｍ以下ではインクが吐出しないことを確認したことを記載したが、保湿穴２８の直径が４μｍより小さければ、あるいは保湿穴の直径が４μｍより大きい場合においても吐出口プレート５がさらに厚くなることで吐出しない場合もある。よって、保湿穴２８の直径は、インクが吐出しない構成となるものであれば、如何なる寸法であってもよいし、その個数も６個に限定するものではないし、また、その形状も円形に限定されるものではない。
【００２１】
（第２の実施形態）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、保湿穴が形成されている位置が、第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと異なる以外は、基本的に第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同じ構成である。よって、詳細の説明は省略するとともに、保湿穴以外の符号は第１の実施形態で用いた符号を用いて説明することとする。
【００２２】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドの吐出口プレート５に形成されている複数の保湿穴１２８の各直径は、第１の実施形態と同じ全て３μｍであるが、図８に示すように、各保湿穴１２８は、供給路６側で、吐出口２６とインク供給口３との間となる位置に、正方格子状に９個形成されている。
【００２３】
より詳細には、本実施形態の各保湿穴１２８の位置は、吐出口２６の中心位置、すなわち、電気熱変換素子３１（なお、図８では、簡単のため図示していない）の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合に、保湿穴Ａ_２（−９．５、−６）、保湿穴Ｂ_２（−１５．５、−６）、保湿穴Ｃ_２（−２１．５、−６）、保湿穴Ｄ_２（−９．５、０）、保湿穴Ｅ_２（−１５．５、０）、保湿穴Ｆ_２（−２１．５、０）、保湿穴Ｇ_２（−９．５、６）、保湿穴Ｈ_２（−１５．５、６）、保湿穴Ｉ_２（−２１．５、６）の位置となる。
【００２４】
以上の構成のような保湿穴Ａ_２〜Ｆ_２を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。このように、本実施形態においては、保湿穴１２８を発泡室２ではなく供給路６側の吐出口プレート５に設けることにより、保湿穴１２８からの蒸発による発泡室２内でのインクの粘度上昇を抑制することができ、より発一現象を抑制することができた。
【００２５】
（第３の実施形態）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、第１の実施形態の図５で示したインクジェット記録ヘッドが発泡室が奥壁面で仕切られた構成であるのに対し、発泡室が壁面で仕切られていない構成となっている点、および保湿穴が形成されている位置が、第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと異なる以外は、基本的に第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同じ構成である。
よって、詳細の説明は省略するとともに、保湿穴以外の符号は第１の実施形態で用いた符号を用いて説明することとする。
【００２６】
なお、各部寸法ａ〜ｆも図９（ｂ）に示すように、図５（ｂ）で示す位置に対応し、寸法も同じであるが、図９（ｂ）中の寸法ｂは、幅ａの供給路６が狭くなった部分の幅を指し、図５（ｂ）の奥壁面２´の幅ｂに対応するものであり、図９（ｂ）中の寸法ｇは、供給路６が幅ａから幅ｂとなる隅部から吐出口２６の中心までの距離であり、図５（ｂ）の奥壁面２´から吐出口２６中心までの距離ｇに対応するものである。
【００２７】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドの吐出口プレート５に形成されている複数の保湿穴２２８の各直径は、第１の実施形態と同じ全て３μｍであるが、図９に示すように、各保湿穴２２８は、吐出口２６中心を対称として両側に各３個ずつ、計６個設けられている。
【００２８】
より詳細には、図９に示すように、本実施形態の各保湿穴Ａ_３〜Ｆ_３の位置は、吐出口２６の中心位置、すなわち、電気熱変換素子の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合、保湿穴Ａ_３は（９．５、−６）、保湿穴Ｂ_３は（９．５、０）、保湿穴Ｃ_３（９．５、６）、保湿穴Ｄ_３（−９．５、−６）、保湿穴Ｅ_３（−９．５、０）、保湿穴Ｆ_３（−９．５、６）の位置となる。
【００２９】
以上の構成のような保湿穴Ａ_３〜Ｆ_３を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては６秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。
【００３０】
（第４の実施形態）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、保湿穴が形成されている位置および個数が、第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと異なる以外は、基本的に第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同じ構成である。よって、詳細の説明は省略するとともに、保湿穴以外の符号は第１の実施形態で用いた符号を用いて説明することとする。
【００３１】
図１０に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、吐出口プレート５に形成されている複数の保湿穴３２８の各直径が３μｍのものと４μｍのものとが各６個ずつ、計１２個の保湿穴３２８が吐出口２６の周囲に形成されている。本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける保湿穴３２８は、吐出口２６に対する２つの同心円である内側円３００、外側円３０１の円周上に形成されており、内側円３００の円周上に６個、外側円３０１の円周上に６個設けている。内側円３００の円周上の保湿穴３２８の直径が３μｍで、外側円３０１の保湿穴３２８の直径が４μｍである。これは、電気熱変換素子３１（図１０では簡単のため図示せず）からの距離が遠いほど、保湿穴３２８からインクが出にくくなるために保湿穴３２８の直径を大きくすることが可能であるので、外側の保湿穴３２８の直径を内側のものより大きくした。
【００３２】
より詳細には、図１０に示すように、本実施形態の各保湿穴Ａ_４〜Ｆ_４の位置は、吐出口２６の中心位置、すなわち、電気熱変換素子の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合、半径９．５μｍの円周上に中心位置がある。すなわち、保湿穴Ａ_４〜Ｆ_４は、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドに形成された保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１と同じ位置に、同じ直径で形成されている。
【００３３】
一方、保湿穴Ｇ_４〜Ｌ_４の位置は、以下の通りである。すなわち、保湿穴Ｇ_４の中心は、Ｘ軸と半径１１．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｈ_４の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として３０度回転させた直線と半径１１．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｉ_４の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として９０度回転させた直線と半径１１．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｊ_４の中心は、Ｘ軸を、座標（０、０）を中心として１５０度回転させた直線と半径１１．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｋ_４の中心は、Ｘ軸を座標（０、０）を中心として２１０度回転させた直線と半径１１．５μｍの円との交点であり、保湿穴Ｌ_４の中心は、Ｘ軸を座標（０、０）を中心として２７０度回転させた直線と半径１１．５μｍの円との交点である。つまり、保湿穴Ｇ_４〜Ｌ_４は、全て、電気熱変換素子３１の中心をとした中心半径１１．５μｍの円周上に中心が位置するように形成されている。
【００３４】
以上の構成のような保湿穴Ａ_４〜Ｌ_４を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては６秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。
【００３５】
（第５の実施形態）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、保湿穴が形成されている位置が、第２の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同様に、供給路６側で、吐出口２６とインク供給口３との間となる位置に正方格子状に９個形成されているが、吐出口２６から遠ざかるにつれ、その直径が大きくなっている点が第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドと異なる。それ以外は、基本的に第２の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同じ構成、すなわち、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドとも同じ構成である。よって、詳細の説明は省略するとともに、保湿穴以外の符号は第１の実施形態で用いた符号を用いて説明することとする。
【００３６】
より詳細には、図１１（ｂ）に示すように、本実施形態の各保湿穴４２８の位置は、吐出口２６の中心位置、すなわち、電気熱変換素子３１（なお、図１１では、簡単のため図示していない）の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合に、保湿穴Ａ_５（−９．５、−６）、保湿穴Ｂ_５（−１５．５、−６）、保湿穴Ｃ_５（−２１．５、−６）、保湿穴Ｄ_５（−９．５、０）、保湿穴Ｅ_５（−１５．５、０）、保湿穴Ｆ_５（−２１．５、０）、保湿穴Ｇ_５（−９．５、６）、保湿穴Ｈ_５（−１５．５、６）、保湿穴Ｉ_５（−２１．５、６）の位置となる。
【００３７】
そして、保湿穴Ｃ_５、Ｄ_５、Ｇ_５の各直径が３μｍ、保湿穴Ｂ_５、Ｅ_５、Ｈ_５の各直径が３．５μｍ、保湿穴Ａ_５、Ｆ_５、Ｉ_５の各直径が４μｍとなっている。
【００３８】
以上の構成のような保湿穴Ａ_５〜Ｆ_５を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては６秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。このように、本実施形態においては、保湿穴４２８を発泡室２ではなく供給路６側の吐出口プレート５に設けることにより、保湿穴４２８からの蒸発による発泡室２内でのインクの粘度上昇を抑制することができ、より発一現象を抑制することができた。
【００３９】
（第６の実施形態）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、図１２（ａ）に示すように、保湿穴５２８の断面形状が、吐出口プレート５の表面５ａ側の直径Ｄ_１が４μｍで、裏面５ｂ側の直径Ｄ_２が３μｍのテーパ形状となっている以外は、基本的に第１の実施形態で示したインクジェット記録ヘッドと同じ構成である。よって、詳細の説明は省略するとともに、保湿穴以外の符号は第１の実施形態で用いた符号を用いて説明することとする。
【００４０】
図１２（ｂ）に示すように、本実施形態の各保湿穴５２８の位置は、吐出口２６の中心位置、すなわち、電気熱変換素子（図１２には簡単のため、図示せず）の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合に保湿穴Ａ_６〜Ｆ_６は、半径９．５μｍの円周上に中心位置がある。すなわち、保湿穴Ａ_６〜Ｆ_６は、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドに形成された保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１と同じ位置に形成されている。
【００４１】
上述したように、保湿穴５２８の、吐出口プレート５の表面５ａ側の直径Ｄ_１を裏面５ｂ側の直径Ｄ_２よりも大きくすることにより、保湿穴５２８からのインクの蒸発が増加し保湿効果が上がるとともに、逆テーパ形状にすることにより保湿穴５２８からインクが吐出するのを抑制する効果があり、より大きな直径にすることができる。
【００４２】
以上の構成のような保湿穴Ａ_６〜Ｆ_６を設けた本実施形態のインクジェット記録ヘッドと、図７に示す比較のための従来例のように保湿穴が形成されていないインクジェット記録ヘッドとにより、インク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境における発一現象を比較したところ、保湿穴が無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本実施形態の構成においては６秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように保湿穴が形成された本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、発一現象を抑制することができる時間が約２倍となり、発一現象を抑制することが可能であることが確認できた。
【００４３】
なお、上述した各実施形態は、本発明の目的である発一現象の抑制のためであれば、どのように組み合わせて用いるものであってもよい。例えば、保湿穴を吐出口の周りの円周上に配列するのではなく、正方格子状に配列するものであってもよいし、あるいは、保湿穴を、供給路側に正方格子状に配列するのではなく、供給路側に、吐出口と同心円の円周上に配列するものであってもよい。
【００４４】
（第７の実施形態）
本実施形態では、吐出口プレート表面の直径が、吐出口プレート裏面の直径よりも小さなテーパ形状を有する吐出口と、保湿穴がストレート形状を有する場合を示す。
【００４５】
図１３はインクジェット記録装置に搭載されているインクジェットプリントヘッドの模式図である。なお、本図およびこれ以下において、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は図示していない。本実施形態においては、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等からなる基板が用いられる。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出発生素子および、後述するインク流路、インク吐出口を形成する材料層の支持体として機能し得るおのであれば、特に限定されるものではない。
【００４６】
また、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは図４の正面図に示されるように６色一体ヘッドであり、吐出体積は２．８ｐｌである。６色とも吐出部の数は５１２である。一方、Ｃ、Ｍの２ｐｌの吐出部を図１３に示す。オリフィスプレートにはテーパ２６´が設けられており、オリフィスプレート表面における吐出口２６はφ１１．０μｍであり、流路高さｊは１４．０μｍ、電気熱変換素子３１から吐出プレート５の表面まで（ｉ＋ｊ）は２５．０μｍ、電気熱変換素子は一辺が２２μｍの正方形である。また、奥側の壁から吐出口中心までの距離は１３μｍである。そして図１および図１３に示す通り、本発明の特徴である保湿穴を吐出口の近傍に設けている。本実施形態では、吐出口一つに対し、６個の保湿穴が囲うように構成されており、保湿穴は直径３μｍである。本発明者が詳細に検討を行ったところ、電気熱変換素子が２２μｍの正方形であり、インク粘度が２．２ｃｐ（２５℃において）、インク密度１．０５、インクの表面張力が０．０３Ｎ・ｍ（２５℃において）おいて、穴の直径が４μｍ以下ではインクが吐出しないことを確認している。これは、吐出口の径が小さくなると、毛管力と流抵抗が極端に大きくなるためである。検討においても直径５μｍの場合においては、温度上昇してインク粘度が低下した場合には、全イベントではないがインクが出ることを確認している。
【００４７】
本実施形態の保湿穴の位置は、電気熱変換素子の中心位置の座標を（０、０）（単位：μｍ）とした場合に保湿穴Ａ〜Ｆは、半径９．５μｍの円上に中心位置がある。なお、保湿穴Ａ〜Ｆの各位置は、図６に示した保湿穴Ａ_１〜Ｆ_１の各位置と同じであるため、詳細の説明は省略する。
【００４８】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００４９】
本実施形態では、保湿穴の直径が４μｍであったが４μｍより小さければ、もしくは吐出口プレートが厚くなり、より大きな径の穴においても吐出しない場合もあり、４μｍに限定するものではない。また、個数や配置に関しては、第２の実施形態から第５の実施形態に準ずるものであってもよい。
【００５０】
（第８の実施形態）
本実施形態では、吐出口プレート表面の直径が、吐出口プレート裏面の直径よりも小さなテーパ形状を有する吐出口と、吐出口プレート表面の直径が、吐出口プレート裏面の直径よりも大きなテーパ形状を有する保湿穴を有する場合の実施形態を示す。それを図１４に示す。
【００５１】
その他の部分は、第７の実施形態に準じている。
【００５２】
ただし、各保湿穴の断面形状は、吐出口プレート５の表面における直径Ｄ_３が４μｍ、吐出口プレート５の裏面側がＤ_４が３μｍとテーパ形状になっている。吐出口プレート表面の直径を大きくすることにより、保湿穴からのインクの蒸発が増加し保湿効果が上がるとともに、逆テーパ形状にすることにより保湿穴はより吐出しにくくなり、保湿穴をより大きな直径にすることが可能になるので、より保湿効果を高めることができる。
【００５３】
本実施形態では、保湿穴の直径が４μｍと３μｍの逆テーパであったが、寸法はこれに限定するものではない。また、個数や配置に関しては、第２から第５の実施形態に準ずるものであってもよい。
【００５４】
（第９の実施形態）
本実施形態では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、インク吐出圧力発生素子上方の被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、オリフィスプレートにネガ型の感光性を付与した被覆樹脂層を使用し、断面がストレート形状を有する吐出口および保湿穴を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。なお、吐出口および保湿穴の位置関係、大きさ等は、第１から第５の実施形態に示したいずれを用いても良い。
【００５５】
図１５にその工程を順に示す。
（１）には、シリコン基板２００表面上に、ヒータ１００が形成されている状態を示す。また、シリコン基板２００の裏面上には、後に述べる結晶異方性エッチングによってインク供給口を形成するための、ＳｉＯ_２よりなる異方性エッチングマスク３００が形成されている。
（２）には、シリコン基板２００上へ液流路型材４００を塗布・ベークし、これをパターニングした状態を示す。膜厚は１４μｍである。液流路型材は溶解可能な樹脂であり、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業）を使用することができる。
（３）には、液流路型材４００上へ、オリフィスプレートおよびインク流路壁となる樹脂、すなわちノズル材５００を塗布し、これを露光・現像した状態を示す。
【００５６】
この樹脂としては、例えば、▲１▼エポキシ樹脂、▲２▼光カチオン重合開始剤、▲３▼還元剤、▲４▼シランカップリング剤より、ネガ型の感光性を有するものを使用するものを用いることができる。
【００５７】
ノズル材の塗布は、液流路型材上において、基板表面とノズル材表面の距離が２５μｍとなる条件で実施した。硬化後の露光には、例えばＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン株式会社）を用いることができる。本実施形態においては、ＭＰＡ６００ＦＡのフォーカスがノズル材表面にあうように−２５μｍに設定し、吐出口および保湿口のパターンを有するマスクを用いて露光した。露光後、有機溶剤を用いてノズル材をパターニングすることで、吐出口および保湿穴が形成される。
（４）には、結晶異方性エッチングによって、インク供給口８００を形成した状態を示す。より具体的には、ノズル材表面に、例えば環化ゴムよりなる樹脂等を塗布した状態で、基板をＴＭＡＨ水溶液（例えば８３℃、２２％）に浸漬することによって、シリコン基板が結晶異方性エッチングされる。その後、環化ゴムをキシレンにて剥離し、インク供給口および吐出口、保湿口より液流路型材を溶解除去することにより、インクジェットヘッドが形成された。
【００５８】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００５９】
（第１０の実施形態）
本実施形態では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、インク吐出圧力発生素子上方の被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、オリフィスプレートにレジストを塗布し、これをエッチングマスクとしてドライエッチングを行い、断面がストレート形状を有する吐出口および保湿穴を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。なお、吐出口および保湿穴の位置関係、大きさ等は、第１から第５の実施形態に示したいずれを用いても良い。
【００６０】
図１６にその工程を順に示す。
（１）には、シリコン基板２００表面上に、ヒータ１００が形成されている状態を示す。また、シリコン基板２００の裏面上には、後に述べる結晶異方性エッチングによってインク供給口を形成するための、ＳｉＯ_２よりなる異方性エッチングマスク３００が形成されている。
（２）には、シリコン基板２００上へ液流路型材４００を塗布・ベークし、これをパターニングした状態を示す。膜厚は１４μｍである。液流路型材は溶解可能な樹脂であり、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業）を使用することができる。
（３）には、液流路型材４００上へ、オリフィスプレートおよびインク流路壁となる樹脂、すなわちノズル材５００を膜厚２５μｍ塗布した状態を示す。
【００６１】
この樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
（４）には、このノズル材５００の上に、シリコン含有レジスト９００を膜厚２μｍで塗布し、露光・現像した状態を示す。シリコン含有レジストとしては、例えば、ＦＨ−ＳＰ３ＣＳ（富士フイルムアーチ）を用いることができる。現像には、ＴＭＡＨ水溶液を使用することができる。
【００６２】
シリコン含有レジストとは、アルカリ可溶性のシリコーンポリマーであり、一般的なポジレジストと同じように、ナフトキノンジアジドを感光物として用いている。そのため、通常のポジレジストと同じプロセスにて、露光・現像することが可能である。そしてシリコン含有レジスト最大の特徴は、シリコン含有量が約２０％程度あるため、酸素プラズマに対する耐性の非常に高いことを上げることができる。従って、２層レジスト法において、上層のシリコン含有レジストを薄くし高解像にパターニングし、これを酸素プラズマによるドライエッチングすることにより、高アスペクト比で下層に転写することが可能になる。
（５）には、シリコン含有レジストをマスクとして、酸素プラズマにより、ノズル材５００をドライエッチングした状態を示す。エッチング条件は、約０．７Ｐａ、５０ｓｃｃｍ、である。ドライエッチングのオーバーエッチングにより、液流路型材もエッチングされているが、液流路型材は、後工程において除去するので、特に問題はない。なお、シリコン含有レジストは、表面のＳｉＯ_２を希沸酸でエッチングした後、一般的なノボラック系ポジレジストのリムーバ（例えば東京応化工業・１０４）で剥離することができる。
（６）には、第９の実施形態の（４）と同じ要領にて、結晶異方性エッチングによって、インク供給口８００を形成した状態を示す。より具体的には、ノズル材表面に、例えば環化ゴムよりなる樹脂等を塗布した状態で、基板をＴＭＡＨ水溶液（例えば８３℃、２２％）に浸漬することによって、シリコン基板を結晶異方性エッチングした。その後、環化ゴムをキシレンにて剥離し、インク供給口および吐出口、保湿口より液流路型材を溶解除去することにより、インクジェットヘッドが形成された。
【００６３】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００６４】
（第１１の実施形態）
本実施形態では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを前記溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、前記溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、オリフィスプレートにレジストを塗布し、これをエッチングマスクとしてドライエッチングを行い、断面がストレート形状を有する吐出口と、吐出口プレート表面の直径が吐出口プレートの裏面の直径よりも大きなテーパ形状を有する保湿穴を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。なお、吐出口および保湿穴の位置関係、大きさ等は、第１から第５の実施形態に示したいずれを用いても良い。
【００６５】
図１７にその工程を順に示す。
（１）には、シリコン基板２００表面上に、ヒータ１００が形成されている状態を示す。また、シリコン基板２００の裏面上には、後に述べる結晶異方性エッチングによってインク供給口を形成するための、ＳｉＯ_２よりなる異方性エッチングマスク３００が形成されている。
（２）には、シリコン基板２００上へ液流路型材４００を塗布・ベークし、これをパターニングした状態を示す。膜厚は１４μｍである。液流路型材は溶解可能な樹脂であり、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業）を使用することができる。
（３）には、液流路型材４００上へ、オリフィスプレートおよびインク流路壁となる樹脂、すなわちノズル材５００を膜厚２５μｍ塗布した状態を示す。
【００６６】
この樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
（４）には、このノズル材５００の上に、シリコン含有レジストを膜厚２μｍ塗布し、露光・現像した状態を示す。シリコン含有レジストとしては、例えば、ＦＨ−ＳＰ３ＣＳ（富士フイルムアーチ）を用いることができる。現像には、ＴＭＡＨ水溶液を用いることができる。
【００６７】
ただし、第１１の実施形態においては先の第１０の実施形態とは異なり、２枚のマスクを用いて、２回の露光、現像を行うことにより、保湿穴のマスクとなるシリコン含有レジストのパターン断面形状はテーパ形状とし、吐出口のマスクとなるシリコン含有レジストのパターン断面形状はストレート形状とした。ドライエッチング時のマスクとなるシリコン含有レジストの断面形状がストレート形状の場合、その被エッチング物の断面形状もやはりストレート形状となるが、シリコン含有レジスト９６０の断面形状がテーパ形状の場合（図２１（ａ）参照）は、エッチングすることで（図２１（ｂ）参照）、被エッチング物９７０の断面形状はテーパ形状となる（図２１（ｃ）参照）。
【００６８】
シリコン含有レジストのパターン断面形状をテーパとする方法としては、まず第一に、シリコン含有レジストに対する露光量を少なくする方法を挙げることができる。例えば、膜厚２μｍのシリコン含有レジストに対して、ＭＰＡ（キヤノン株式会社）を用いて露光する場合、６２５ｍＪ／ｃｍ^２の露光量において、約７５°のテーパ角であったものが、５５０ｍＪ／ｃｍ^２においては約４５℃のテーパ角となった。露光量以外の方法としては、シリコン含有レジストに対する露光において、フォーカスをずらす方法などを上げることができる。すなわち、シリコン含有レジスト表面に対してフォーカスをずらし露光することにより、断面形状をテーパとすることができる。
【００６９】
これらの方法によって、まず始めに、保湿穴となる部分のシリコン含有レジストだけに露光し、断面形状がテーパ形状となるようにパターニングする。次に、新たなマスクを用意し、吐出口となる部分だけに露光し、シリコン含有レジストを断面形状がストレート形状となるようにパターニングする（これら２回の露光において、ダイシングライン部分など、保湿穴、吐出口以外の部分をパターニングしても問題ない）。
【００７０】
なお、本実施形態においては、露光機のフォーカス（例えばＭＰＡ／キヤノン株式会社）をシリコン含有レジスト表面にあわせて露光することにより、吐出口部分におけるシリコン含有レジストの断面形状をストレート形状となるようにした。
（５）には、シリコン含有レジストをマスクとして、酸素プラズマにより、ノズル材５５０をドライエッチングした状態を示す。エッチング条件は、約０．７Ｐａ、５０ｓｃｃｍ、である。このドライエッチングにより、シリコン含有レジストの断面形状がテーパの保湿穴部分は、ノズル材も断面がテーパとなるようにエッチングされ、シリコン含有レジストの断面形状がストレートの吐出口部分は、ノズル材も断面がストレートとなるようにエッチングされた。ドライエッチングのオーバーエッチングにより、液流路型材もエッチングされているが、液流路型材は、後工程において除去するので、特に問題はない。なお、シリコン含有レジストは、表面のＳｉＯ_２を希沸酸でエッチングした後、一般的なノボラック系ポジレジストのリムーバで剥離することができる。
（６）には、第９の実施形態の（４）と同じ要領にて、結晶異方性エッチングによって、インク供給口８００を形成した状態を示す。より具体的には、ノズル材表面に、例えば環化ゴムよりなる樹脂等を塗布した状態で、基板をＴＭＡＨ水溶液（例えば８３℃、２２％）に浸漬することによって、シリコン基板を結晶異方性エッチングした。その後、環化ゴムをキシレンにて剥離し、インク供給口および吐出口、保湿口より液流路型材を溶解除去することにより、インクジェットヘッドが形成された。
【００７１】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００７２】
（第１２の実施形態）
本実施形態では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、インク吐出圧力発生素子上方の被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、オリフィスプレートにネガ型の感光性を付与した被覆樹脂層を使用し、断面がテーパ形状の吐出口およびストレート形状の保湿穴を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。なお、吐出口および保湿穴の位置関係、大きさ等は、第１から第５の実施形態に示したいずれを用いても良い。
【００７３】
図１９にその工程を順に示す。
（１）には、シリコン基板２００表面上に、ヒータ１００が形成されている状態を示す。また、シリコン基板２００の裏面上には、後に述べる結晶異方性エッチングによってインク供給口を形成するための、ＳｉＯ_２よりなる異方性エッチングマスク３００が形成されている。
（２）には、シリコン基板２００上へ液流路型材４００を塗布・ベークし、これをパターニングした状態を示す。膜厚は１４μｍである。液流路型材は溶解可能な樹脂であり、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業）を使用することができる。
（３）には、液流路型材４００上へ、オリフィスプレートおよびインク流路壁となる樹脂、すなわちノズル材５００を塗布し、これを露光・現像した状態を示す。
【００７４】
この樹脂としては、例えば、▲１▼エポキシ樹脂、▲２▼光カチオン重合開始剤、▲３▼還元剤、▲４▼シランカップリング剤より、ネガ型の感光性を有するものを使用するものを用いることができる。
【００７５】
ノズル材の塗布は、液流路型材上において、基板表面とノズル材表面の距離が２５μｍとなる条件で実施した。硬化後の露光には、例えばＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン株式会社）を用いることができる。露光機のフォーカスがノズル材表面にあっている時、吐出口の断面形状はストレートになる。例えばＭＰＡの場合、基板表面とノズル材表面の距離が２０μｍであればフォーカスが−２０μｍの時、吐出口の断面形状はストレートになる。しかし本実施形態においては、吐出口の断面形状をテーパ形状とするため、ＭＰＡのフォーカスを＋側に設定し、意図的にフォーカスをずらし、断面形状をテーパとした。なお、本実施形態においてはノズル材がネガ型であり、保湿口の部分のノズル材は、吐出口の露光時に光を照射し硬化させた。
（４）には、シリコン含有レジストを膜厚２μｍ塗布し、保湿穴となる部分のシリコン含有レジストの断面形状がテーパとなるように、露光・現像を行った状態を示す。露光・現像方法は、第１１の実施形態に準じた。なお、露光により既に吐出口が形成されているため、吐出口部分はシリコン含有レジストを塗布した状態とし、パターニングは行わない。
（５）には、シリコン含有レジストをマスクとして、酸素プラズマにより、ノズル材５５０をドライエッチングした状態を示す。エッチング条件は、約０．７Ｐａ、５０ｓｃｃｍ、である。このドライエッチングにより、シリコン含有レジストの断面形状がストレートの保湿穴部分は、ノズル材断面がストレートにエッチングされる。吐出口部分は、シリコン含有レジストで被覆されているため、露光・現像によって形成された形状が維持される。なお、ドライエッチングのオーバーエッチングにより、液流路型材もエッチングされているが、液流路型材は、後工程において除去するので、特に問題はない。なお、シリコン含有レジストは、表面のＳｉＯ_２を希沸酸でエッチングした後、一般的なノボラック系ポジレジストのリムーバ（例えば東京応化工業・１０４）で剥離することができる。
（６）には、第９の実施形態の（４）と同じ要領にて、結晶異方性エッチングによって、インク供給口８００を形成した状態を示す。より具体的には、ノズル材表面に、例えば環化ゴムよりなる樹脂等を塗布した状態で、基板をＴＭＡＨ水溶液（例えば８３℃、２２％）に浸漬することによって、シリコン基板を結晶異方性エッチングした。その後、環化ゴムをキシレンにて剥離し、インク供給口および吐出口、保湿口より液流路型材を溶解除去することにより、インクジェットヘッドが形成された。
【００７６】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００７７】
（第１３の実施形態）
本実施形態では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、インク吐出圧力発生素子上方の被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、オリフィスプレートにネガ型の感光性を付与した被覆樹脂層を使用し、断面がともにテーパ形状の吐出口および保湿穴を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す。なお、吐出口および保湿穴の位置関係、大きさ等は、第１から第５の実施形態に示したいずれを用いても良い。
【００７８】
図２０にその工程を順に示す。
（１）には、シリコン基板２００表面上に、ヒータ１００が形成されている状態を示す。また、シリコン基板２００の裏面上には、後に述べる結晶異方性エッチングによってインク供給口を形成するための、ＳｉＯ_２よりなる異方性エッチングマスク３００が形成されている。
（２）には、シリコン基板２００上へ液流路型材４００を塗布・ベークし、これをパターニングした状態を示す。膜厚は１４μｍである。液流路型材は溶解可能な樹脂であり、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業）を使用することができる。
（３）には、液流路型材４００上へ、オリフィスプレートおよびインク流路壁となる樹脂、すなわちノズル材５００を塗布し、これを露光・現像した状態を示す。
【００７９】
この樹脂としては、例えば、▲１▼エポキシ樹脂、▲２▼光カチオン重合開始剤、▲３▼還元剤、▲４▼シランカップリング剤より、ネガ型の感光性を有するものを使用するものを用いることができる。
【００８０】
ノズル材の塗布は、液流路型材上において、基板表面とノズル材表面の距離が２５μｍとなる条件で実施した。硬化後の露光には、例えばＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン株式会社）を用いることができる。露光機のフォーカスがノズル材表面にあっている時、吐出口の断面形状はストレートになる。例えばＭＰＡの場合、基板表面とノズル材表面の距離が２５μｍであればフォーカスが−２５μｍの時、吐出口の断面形状はストレートになる。しかし本実施形態においては、吐出口の断面形状をテーパ形状とするため、ＭＰＡのフォーカスを＋側に設定し、意図的にフォーカスをずらし、断面形状をテーパとした。なお、本実施形態においてはノズル材がネガ型であり、保湿口の部分のノズル材は、吐出口の露光時に光を照射し硬化させた。
（４）には、シリコン含有レジストを膜厚２μｍ塗布し、保湿穴となる部分のシリコン含有レジストの断面形状がテーパとなるように、露光・現像を行った状態を示す。露光・現像方法は、第１１の実施形態に準じた。なお、露光により既に吐出口が形成されているため、吐出口部分はシリコン含有レジストを塗布した状態とし、パターニングは行わない。
（５）には、シリコン含有レジストをマスクとして、酸素プラズマにより、ノズル材５５０をドライエッチングした状態を示す。エッチング条件は、約０．７Ｐａ、５０ｓｃｃｍ、である。このドライエッチングにより、シリコン含有レジストの断面形状がテーパの保湿穴部分は、ノズル材断面がテーパとなるようにエッチングされる。吐出口部分は、シリコン含有レジストで被覆されているため、露光・現像によって形成された形状が維持される。なお、ドライエッチングのオーバーエッチングにより、液流路型材もエッチングされているが、液流路型材は、後工程において除去するので、特に問題はない。なお、シリコン含有レジストは、表面のＳｉＯ_２を希沸酸でエッチングした後、一般的なノボラック系ポジレジストのリムーバで剥離することができる。
（６）には、第９の実施形態の（４）と同じ要領にて、結晶異方性エッチングによって、インク供給口８００を形成した状態を示す。より具体的には、ノズル材表面に、例えば環化ゴムよりなる樹脂等を塗布した状態で、基板をＴＭＡＨ水溶液（例えば８３℃、２２％）に浸漬することによって、シリコン基板を結晶異方性エッチングした。その後、環化ゴムをキシレンにて剥離し、インク供給口および吐出口、保湿口より液流路型材を溶解除去することにより、インクジェットヘッドが形成された。
【００８１】
本実施形態の構成のように、保湿穴を設けた場合と無い場合とで、発一現象をインク粘度が上昇し吐出しにくい１５℃／１０％の環境において比較したところ、インクが無い場合では３秒間吐出させないと、一部の吐出口が不吐出になったのに対し、保湿穴を設けた本発明の構成においては５秒間吐出させない場合に不吐出が発生した。このように約２倍の時間の効果があり、発一現象を抑制することができた。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１つの吐出口に対して、複数の保湿穴が設けられていることで、保湿穴からのインクの蒸発により吐出口周囲の雰囲気湿度が上昇し、吐出口からの蒸発が抑制されて発一現象が発生しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置の一例の概略斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置に搭載されているインクジェット記録ヘッドの模式図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線での側断面図である。
【図４】インクジェット記録ヘッドの吐出口面を模式的に示した正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図６】保湿穴の配置を説明するための平面図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドと比較するための従来のインクジェット記録ヘッドの一例の側断面図および平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの側断面図および平面図である。
【図１５】本発明の第９の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図１６】本発明の第１０の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図１７】本発明の第１１の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図１８】本発明の第１２の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図１９】本発明の第１３の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図２０】本発明の第１４の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法の各工程を示す図である。
【図２１】テーパ形状のシリコン含有レジストのマスクにより被エッチング物にテーパ形状部を形成する過程を説明する図である。
【符号の説明】
１インクジェット記録ヘッド基板
１電気熱変換素子
２´ 奥壁面
２発泡室
３インク供給口
３´ インク供給口角部
５吐出口プレート
５ａ表面
５ｂ裏面
６供給路
７供給路壁
９フィルタ
１１キャリッジ
１２キャリッジ駆動モータ
１３フレキシブルケーブル
１４回復手段
１５給紙トレイ
１６光学式位置センサ
１７排紙トレイ
２０吐出口列
２６、６００吐出口
２８、１２８、２２８、３２８、４２８、５２８、７００保湿穴
３１電気熱変換素子
３４基板
１００ヒータ
１０１インクジェット記録装置
２００シリコン基板
３００異方性エッチングマスク
４００液流路型材
５００ノズル材
８００インク供給口
９００レジスト
９５０ポジレジスト

Claims

熱エネルギにより気泡を発生させるための複数の熱エネルギ発生手段と、前記各熱エネルギ発生手段が設けられた複数の発泡室と、前記各発泡室にインクを導くための複数のインク流路と、前記各インク流路に連通し、インクを吐出するための複数の吐出口が、前記各熱エネルギ発生手段と対面する位置に形成された吐出口プレートとを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記吐出口プレートに、１つの前記電気熱変換素子に対応する、１つの吐出口と、前記インク流路に連通し、前記吐出口の直径よりも小さい直径の複数の保湿穴とが形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。