JP2781466B2 - 液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び液体噴射記録ヘッドを備えた記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式に用いる記録液小滴を発生するための液体噴射記録ヘ
ッド、その製造方法、及び液体噴射記録ヘッドを備えた
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式（液体噴射記録
方式）に適用される液体噴射記録ヘッドは、一般に微細
なインク吐出口（以下オリフィスと呼ぶ）、インク路及
びインク路の一部に設けられるインク吐出するために利
用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを
備えており、記録時においてはエネルギー発生素子の作
動により、インクの小滴がオリフィスから噴射されて被
記録紙に着滴し、これにより印字、記録が行なわれるも
のである。従来、このような液体噴射記録ヘッドを作製
する方法として、例えば、ガラスや金属等の板を用い、
該板に切削やエッチング等の加工手段によって微細な溝
を形成した後、該溝を形成した板を他の適当な板と接合
してインク路の形成を行なう方法が知られている。

【０００３】しかしながら、斯かる従来法によって作製
される液体噴射記録ヘッドでは、切削加工されるインク
路内壁面の平滑さが不充分であったり、エッチング率の
差からインク路に歪が生じたりして、流路抵抗の一定し
たインク路が得難く、製作後の液体噴射記録ヘッドの記
録特性にバラツキが出易いといった問題があった。ま
た、切削加工の際に、板の欠けや割れが生じ易く、製造
歩留りが悪いという欠点もあった。また、エッチング加
工を行なう場合には、製造工程が多く、製造コストの上
昇を招くという不利もあった。更には、上記従来法に共
通する欠点として、インク路を形成した溝付き板と、イ
ンク液小滴を吐出させる為の吐出エネルギーを発生する
ための圧電素子や電気熱変換素子等の駆動素子（エネル
ギー発生素子）が設けられた蓋板とを貼り合わせる際
に、これら板の位置合わせが困難であり、量産性に欠け
るといった問題もあった。

【０００４】また、液体噴射記録ヘッドは、通常その使
用環境下にあっては、インク液（一般には、水を主体と
し、多くの場合中性ではないインク液、あるいは有機溶
剤を主体とするインク液等）と常時接触している。それ
故、液体噴射記録ヘッドを構成するヘッド構造材料は、
インク液からの影響を受けて強度低下を起こすことがな
く、また逆に記録液中に、インク液適性を低下させるよ
うな有害成分を与えることの無いものが望まれる。しか
し、上記従来法においては、加工方法等の制約もあっ
て、必ずしもこれら目的にかなった材料を選択すること
ができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の諸点に
鑑み成されたものであって、安価、精密であり、また信
頼性も高い液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び本
ヘッドを備えた記録装置を提供することを目的とする。

【０００６】また、インク路が精度良く正確に、且つ歩
留り良く微細加工された構成を有する液体噴射記録ヘッ
ドを供給することが可能な新規な液体噴射記録ヘッド、
その製造方法及び本ヘッドを備えた記録装置を提供する
ことも目的とする。

【０００７】また、インク液との相互影響が少なく、機
械的強度や耐薬品性に優れた液体噴射記録ヘッドを供給
し得る新規な液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び
本ヘッドを備えた記録装置を提供することも目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インク吐出口と、インク供給口と、及び
前記インク吐出口とインク供給口とを連通するインク路
と、該インク路に対応して配設されインクを吐出するた
めに利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素
子とを有する液体噴射記録ヘッドの製造方法において、
前記エネルギー発生素子が配設された基板上にインク路
形成用第１感光性材料層を設けて該第１感光性材料層に
インク路形成用パターン露光を行ない、次いで前記第１
感光性材料層上に更に第２感光性材料層を設けた後、該
第１感光性材料層のパターン露光領域内で、該第２感光
性材料層にインク吐出口及びインク供給口形成用パター
ン露光を行ない、その後前記第１及び第２の感光性材料
層の現像を行なうもので、更にインク吐出口と、該イン
ク吐出口と連通するインク路と、該インク路に対応して
配設されインクを吐出するために利用されるエネルギー
を発生するエネルギー発生素子とを有する液体噴射記録
ヘッドの製造方法において、前記エネルギー発生素子が
配設され前記インク供給口が設けられた基板上にインク
路形成用第１感光性材料層を設けて該第１感光性材料層
にインク路形成用パターン露光を行ない、次いで前記第
１感光性材料層上に更に第２感光性材料層を設けた後、
該第１感光性材料層のパターン露光領域内で、該第２感
光性材料層にインク吐出口形成用パターン露光を行な
い、その後前記第１及び第２の感光性材料層の現像を行
なうものである。また、本発明は上記方法で製造された
液体噴射記録ヘッドに関するものである。

【０００９】更に、本発明は上記ヘッドを備えた記録装
置に関するものである。

【００１０】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００１１】図１乃至図７は本発明に係る製造方法の説
明図で、本発明に係るヘッドは図１中に示す基板１上に
製造する。この基板１は、例えばガラス、セラミック
ス、プラスチックス、又は金属等で構成され、後述する
インク液の液流路構成部材の一部として機能し、また後
述する感光性材料層の支持体として機能するもので、上
記目的に合致するものであれば、その形状、材質等、特
に制限されることなく使用できる。上記基板１上には、
電気熱変換素子又は圧電素子等のインクを吐出するため
に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子
２が所定数（本図においては２個）配設されている。こ
のような、エネルギー発生素子２によって、インク液小
滴を吐出させるための吐出エネルギーがインク液に与え
られ、記録が行なわれる。因に、例えば、エネルギー発
生素子２として電気熱変換素子が用いられるときには、
この素子が近傍の記録液を加熱することにより、吐出エ
ネルギーが発生される。また、例えば、圧電素子が用い
られるときは、この素子の機械的振動によって、吐出エ
ネルギーが発生される。

【００１２】尚、これらの素子２には、これら素子２を
動作させるための制御信号入力用電極（図示せず）が接
続されている。また、一般にはこれらエネルギー発生素
子の耐用性の向上を目的として、保護層等の各種機能層
を設けることもできる。

【００１３】次いで図２に示すように、上記エネルギー
発生素子２を配設した基板１上に、第１感光性材料層３
が形成される。感光性材料層３の形成方法としては、感
光性材料を溶解した溶液を、ソルベントコート法によっ
て塗布しても良いし、また感光性材料を塗布したドライ
フィルムを作製し、ラミネート法によって基板上に積層
しても良い。

【００１４】ソルベントコート法とは、該感光性材料溶
液をスピンコーター、ロールコーターあるいはワイヤー
バー等により基板上に塗布した後溶剤を乾燥除去し、感
光性材料層を形成する方法である。

【００１５】ここで感光性材料層３に使用される材料と
しては、通常使用される感光性樹脂が挙げられる。一般
的に感光性材料としては、現像後に光照射部が残存する
ネガ型と、光照射部が溶解するポジ型、および紫外線や
可視光に感光するタイプと遠紫外線、電子線およびＸ−
線等の電離放射線に感光するタイプの４種に大別でき
る。

【００１６】電離放射線用ネガ型レジスト材料として
は、分子構造内に不飽和二重結合を有する高分子化合
物、エポキシ基を有する化合物、シリコーン系高分子化
合物、α−位に水素原子を有するビニル系高分子化合物
が挙げられる。更に具体的に記載すれば、分子構造内に
不飽和二重結合を有する高分子化合物としては、ポリブ
タジエン、ポリイソプレン等のゴム系高分子化合物、お
よびそれらの環化物、ジアリールフタレート樹脂、アル
キルビニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体のア
リルエステル、ポリビニルシンナマート、不飽和ポリエ
ステル、および側鎖にアクリルやメタクリル系不飽和二
重結合を導入した高分子化合物が挙げられる。

【００１７】アクリルやメタクリル系不飽和二重結合の
導入は、ＯＨ基、イソシアナート基、水酸基、エポキシ
基を有する化合物とメタクリル酸やアクリル酸とを反応
せしめることによって合成できる。これらアクリル系化
合物は、高感度の為汎用的に使用されている。

【００１８】またエポキシ系化合物としては、フェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリビ
ニルフェノール等の高分子化合物とエピクロルヒドリン
との反応によって合成できるエポキシ樹脂、あるいはエ
ポキシ化ポリブタジエン等のエポキシ化ゴム、あるいは
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）ア
クリル酸等を共重合体した樹脂とエピクロルヒドリンと
の反応により合成されるエポキシ樹脂等を挙げることが
できる。

【００１９】またシリコーン系高分子化合物としては、
ポリメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポ
リビニルシロキサン等の直鎖状シリコーン樹脂、ポリメ
チルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキオキ
サン、ポリビニルシルセスキオキサン等の梯型シリーン
樹脂等が挙げられる。

【００２０】またα−位に水素原子を有するビニル系高
分子化合物としては、ポリ塩化ビニール、ポリスチレ
ン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルフェロセン、
ポリアクリルアミド、ポリビニルフェノールおよびポリ
スチレン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルナフタ
レン、ポリヒドロキシスチレン等のハロゲンあるいはハ
ロゲン化アルキル化物を挙げることができる。

【００２１】これら高分子化合物は電離放射線に対して
ゲル化特性を有するのでそのままネガ型レジストとして
使用できるが、後述するアジドおよびビスアジド化合
物、オニウム塩等を添加して高感度化して使用すること
も可能である。

【００２２】また紫外線や可視光用ネガ型レジストは、
前記したネガ型電離放射線材料に紫外線や可視光用光重
合開始剤、光架橋剤を添加したものである。

【００２３】分子構造中に不飽和二重結合を有する高分
子化合物には光重合開始剤、光架橋剤を添加することに
より紫外線や可視光に対する感度を付与できる。光重合
開始剤としては、ベンジル、４，４’−ジメトキシベン
ジル、４，４’−ジメチルベンジル、４，４’−ジヒド
ロキシベンジル等のジケトン系化合物、チオキサント
ン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサ
ントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジ
イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン誘導
体、７−ジエチルアミノ−３、３’−カルボニルビスク
マリン等の感光性色素、ミヒラーズケトン等何れを使用
しても構わない。

【００２４】また光架橋剤としては、アジドやビスアジ
ド化合物を挙げることができる。これらアジドおよびビ
スアジド化合物はナイトレンの水素引抜き反応により、
分子構造中に不飽和二重結合を有する高分子化合物やα
−位に水素原子を有するビニル系高分子化合物を架橋せ
しめネガ型特性を付与することができる。アジド、ビス
アジド化合物としては、Ｐ−アジドベンズアルデヒド、
Ｐ−アジドアセトフェノン、Ｐ−アジドベンゾイン酸、
Ｐ−アジドベンザルアセトフェノン、Ｐ−アジドベンザ
ルアセトン、４，４’−ジアジドカルコン、１，３−ビ
ス−４’−アジドベンザルアセトン、２，６−ビス−
４’−アジドベンザルシクロヘキサノン、２，６−ビス
−４’−アジドベンザル４−４メチルシクロヘキサノン
等を挙げることができる。

【００２５】また分子構造中にエポキシ環を有する高分
子化合物は、オニウム塩等の光カチオン重合開始剤を添
加することによりネガ型紫外線レジストとしての特性を
付与できる。オニウム塩としてはジフェニルヨードニウ
ム−ヘキサフルオロフォスフォネート、ジフェニルヨー
ドニウム−ヘキサフルオロアルセナート等のジフェニル
ヨードニウム塩を挙げることができる。

【００２６】ポジ型レジスト材料としては、ノボラック
樹脂やポリビニルフェノール等のアルカリ溶解性樹脂と
キノンジアジド化合物との混合系からなるポジ型フォト
レジストが挙げられる。

【００２７】また電離放射線用ポジ型レジストとして
は、ノボラック樹脂やポリビニルフェノール等のアルカ
リ溶解性樹脂と２−メチルペンテン−１−スルフォン等
のオレフィンスルフォン化合物との混合系から成るレジ
スト、あるいは電離放射線崩壊型樹脂から成るポジ型レ
ジストを挙げることができる。

【００２８】電離放射線崩壊型のポジ型レジストとして
は、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリ
レート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリヘキサ
フルオロブチルメタクリレート等のポリメタクリル酸エ
ステル系高分子化合物、ポリビニルケトン、ポリイソプ
ロペニルケトン、ポリフェニルケトン等のビニルケトン
系高分子化合物、ポリブテン−１−スルフォン、ポリ−
２−メチルペンテン−１−スルフォン等のオレフィンス
ルフォン系高分子化合物、ポリメタクリルアミド、ポリ
−α−シアノアクリレート、ポリ−α−メチルスチレン
等α−位に水素原子以外の原子、分子が付加した高分子
化合物を挙げることができる。

【００２９】本発明においては、前記手段により形成さ
れた第１感光性樹脂層３の上面に図３に示すようにイン
ク路形成用マスク４が重ねられて、図３中矢印Ａの方向
から光照射が行なわれ、これにより図４に示すように、
第１感光性樹脂層３中にインク路のパターン潜像形成部
６が形成される。露光手段としては、フォトマスクを介
しての一括露光であっても良いし、また電子線あるいは
イオンビーム等による直接描画でもよい。露光光源とし
ては、従来使用される紫外光のみならず、Ｄｅｅｐ−Ｕ
Ｖ光、エキシマーレーザー、電子線、Ｘ−線等感光性材
料をパターニングできるものであればいずれのものでも
構わない。

【００３０】このように、インク路の潜像がパターニン
グされた感光性材料層３上に、図４に示すように更に第
２感光性材料層５が形成される。

【００３１】第２感光性材料層５に使用できる材料とし
ては、前記した感光性材料の何れもが基本的には使用で
きる。しかし、第１および２層に使用する感光性材料
は、感光性材料層の形成工程および露光工程において相
互に影響を及ぼさない様に選択する必要がある。例え
ば、第１感光性材料層３上に第２感光性材料層５を形成
するに際しては、第１感光性材料層３に影響を及ぼさな
い為の手段が必要となる。例えば、第２感光性材料層５
の形成がドライフィルムによるラミネート法であれば極
めて第１感光性材料層３に対する影響が軽微である。ま
たソルベントコート法を使用する場合においても、第１
および第２感光性材料層の材料の溶解特性を若干でも変
化せしめれば形成可能となる。例えば、第１感光性材料
層３の材料として、水あるいはアルコール等の極性の強
い溶剤に溶解する材料を使用し、その上にソルベントコ
ートする感光性材料層５の樹脂材料として芳香族等の極
性の低い溶剤に溶解する材料を選択し、第１感光性材料
層３を溶解しないように塗布形成する等の方法がある。

【００３２】更に、第１感光性材料層３の表面にシラン
カップリング剤等を薄くコーティングする方法、第１感
光性材料層３に対して適当な加熱処理を施す方法、ある
いはシリコン化合物を含有する雰囲気下にて第１感光性
材料層３の加熱処理を行なう方法、等の手段を用いれ
ば、第１および第２感光性材料層が同一、あるいは同様
の特性を有する樹脂材料であっても、２層の構成を形成
することが可能である。

【００３３】前記手段により形成された、２層構成から
なる感光性材料層３，５に対して、更に図５に示すよう
に、インク吐出口及びインク供給口を形成するためのパ
ターン露光が行なわれる。即ち、感光性材料層５の上に
マスクが置かれ、マスク上方向（図５中矢印Ｂの方向）
から光照射が行なわれる。これにより、図６に示すよう
に感光性材料層５にインク吐出口のパターン潜像形成部
８、及びインク供給口のパターン潜像形成部９が形成さ
れる。このパターン露光は、前記第１感光性材料層３の
露光と同様にして行なうことができる。この場合、注意
点としては第２感光性材料層５の露光の際の照射光が第
１感光性材料層３に影響を及ぼさないか、及ぼしても実
質的に本発明に係るヘッドの製造に支障がないようにす
ることである。この点につき更に詳述すれば、インク吐
出口のパターン露光はインク路のパターン露光より小さ
い部分として施されるので、第２及び第１感光性材料層
５，３の樹脂材料をポジ型とすれば、吐出口の露光部に
照射された光が第１感光性材料層３に感光されても問題
はない。一方、上記以外の組合わせ、例えば、第１感光
性材料層３がポジ型で第２感光性材料層５がネガ型、第
１感光性材料層３がネガ型で第２感光性材料層５がポ
ジ、あるいはネガ型の場合には、インク吐出口のパター
ン露光が第１感光性材料層３に影響を及ぼさないよう
に、感光波長域を異なるものとしたり、あるいは極めて
光に対する感度の異なる材料を使用する等の手段が必要
となる。なお、図５に於いては、第１および第２感光性
材料層３，５ともポジ型を使用することを例として図示
している。

【００３４】上記のようにして、基板１上に順次第１感
光性材料３、第２感光性材料５を積層して形成したブロ
ック体１０は、次いで現像処理を施され、これにより上
記潜像形成部６，８，９が溶解除去されて、図７に示す
ようにそれぞれ対応するインク路１１、インク吐出口１
２、インク供給口１３が形成され、これにより本発明の
液体噴射記録ヘッドが得られる。現象は、第１及び第２
感光性材料層３，５の感光性材料が同一の溶剤によって
現象可能なときには一括して現像できるが、同一の溶剤
で現像されないときには、それぞれに適した溶剤で順次
現像できる。図７に図示した液体噴射記録ヘッドの場合
においては、液滴の吐出方向およびインクの供給口がい
ずれも基板１の同じ面側に存在する為、現像は上層の第
２感光性材料層５に対して行なった後に、下層の第１感
光性材料層３を現像することが望ましい。

【００３５】図７に示す液体噴射記録ヘッドに於いて
は、インク供給の為の接合部材１４を設けてインクの供
給を行なうことが可能である。

【００３６】一方、図８に示した液体噴射記録ヘッドに
於いては、インクの供給口１３が基板１を貫通して形成
されており、該構成を取る場合に於いては、予めインク
供給口とエネルギー発生素子を形成した基板上に、第１
層感光性材料層を形成せしめ、該感光性材料層にインク
供給口とエネルギー発生素子間を結ぶインク路をパター
ン露光した後、第２感光性材料層を形成し、該第２感光
性材料層にインク吐出口をパターン露光を施し、最後に
第１，２感光性材料層を現像せしめることによって作製
できる。この時、インク吐出口は概ねエネルギー発生素
子上に位置する様にパターン露光することが望ましい。

【００３７】この記録ヘッドにおいては、図９に示すよ
うなインク供給部材１５を設けてインクの供給を行なう
ことが可能であり、より簡便に液体噴射記録ヘッドの製
造が可能となる。もちろん、これ以外の手段、形状によ
ってインクの供給を行なうことも可能である。

【００３８】なお、本例では、２つの吐出口を有する液
体噴射記録ヘッドが示されているが、もちろんこれ以上
の多数の吐出口が並設された高密度マルチアレイ液体噴
射記録ヘッドの場合でも同様にして製造できるものであ
る。

【００３９】本発明は、特に液体噴射記録（インクジェ
ット記録）方式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッ
ド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものであ
る。

【００４０】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いる。この方式は所謂オン
デマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能
であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（イ
ンク）が保持されているシートや液路に対応して配置さ
れた電気熱変換体素子に、記録情報に対応した少なくと
も一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換
体に核沸騰を越える急速な温度上昇を与える熱エネルギ
ーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を起さ
せ、結果的にこの駆動信号に一対一に対応した気泡を液
体（インク）内に形成出来るので有効である。この気泡
の成長、収縮により吐出孔を介して液体（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液体（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４４６３３５９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。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明として米国特許第４３１３１２４号明細書に記載さ
れている条件を採用すると、更に優れた記録を行なうこ
とができる。

【００４１】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
体素子の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流
路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構
成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国
特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に
含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体素子
に対して、共通するスリットを電気熱変換体素子の吐出
部とする構成を開示する特開昭５９年第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口に
対応させる構成を開示する特開昭５９年第１３８４６１
号公報に基づいた構成にしても本発明は有効である。

【００４２】更に、記録紙の全幅に亘り同時に記録がで
きるフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した
明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合
わせによって、その長さを満たす構成や、一対的に形成
された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも良い
が、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮すること
ができる。

【００４３】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においても本発明は有効である。

【００４４】又、記録装置に記録ヘッドに対する回復手
段や予備的な補助手段等を付加することは、本発明によ
り得られる記録ヘッドの効果を一層安定にできるので、
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、キャピング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体素子、或はこれと
は別の加熱素子、或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を行
なう手段等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。

【００４５】更に、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、又は複数個を組み合わせて構
成したいずれでもよいが、異なる色の複数カラー又は、
混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置の
記録ヘッドにも本発明は極めて有効である。

【００４６】又、本発明により得られる記録ヘッドは、
インクが液体でなくとも、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、或
いは、インクジェットにおいて一般的に行なわれている
温度調整範囲である３０℃以上７０℃以下で軟化もしく
は液体となるものにも適用できる。すなわち、記録信号
付与時にインクが液状をなすものであれば良い。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吸収せ
しめることで防止するか、又は、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
インク使用も本発明に係る記録ヘッドには適用可能であ
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、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固
形物として保持された状態で、電気熱変換体素子に対し
て対向するような形態としても良い。本発明において
は、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。

【００４７】図１０は本発明により得られた記録ヘッド
をインクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として
装着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を
示す外観斜視図である。

【００４８】図において、２０はプラテン２４上に送紙
されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行な
うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ
（ＩＪＣ）である。１６はＩＪＣ２０を保持するキャリ
ッジＨＣであり、駆動モータ１７の駆動力を伝達する駆
動ベルト１８の一部と連結し、互いに平行配設された２
本のガイドシャフト１９Ａおよび１９Ｂと摺動可能とす
ることにより、ＩＪＣ２０の記録紙の全幅にわたる往復
移動が可能となる。

【００４９】２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ２０
の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する
位置に配設される。伝動機構２３を介したモータ２２の
駆動力によって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、Ｉ
ＪＣ２０のキャッピングを行なう。このヘッド回復装置
２６のキャップ部２６ＡによるＩＪＣ２０へのキャッピ
ングに関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた適宜
の吸引手段によるインク吸収もしくはＩＪＣ２０へのイ
ンク供給経路に設けた適宜の加圧手段によるインク圧送
を行ない、インクを吐出口より強制的に排出させること
によりノズル内の増粘インクを除去する等の吐出回復処
理を行なう。また、記録終了時等にキャッピングを施す
ことによりＩＪＣが保護される。

【００５０】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコーンゴムで形成されるワイピング部材として
のブレードである。ブレード３０はブレード保持部材３
０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２
６と同様、モータ２２および伝動機構２３によって動作
し、ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これに
より、ＩＪＣ２０の記録動作における適正なタイミング
で、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理
後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突出さ
せ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴なってＩＪＣ２０の吐出
面のおける結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるもので
ある。

【００５１】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ 図１から図７に示す操作手順に準じて、図７の構成の液
体噴射記録ヘッドを作製した。

【００５２】まず、エネルギー発生素子２としての電気
熱変換素子（材質ＨｆＢ２からなるヒーター）を形成し
たガラス基板１上に、ポジ型フォトレジスト「ＬＰ−１
０」（ヘキスト社製）を２５μｍ厚にて塗布し、８０℃
にて１時間ベーキングして第１感光性材料層３を形成し
た。尚上記ポジ型フォトレジストは一般に使用される、
ノボラック樹脂ナフトキノンジアジドとの混合系より成
るレジストである。次いで、該レジスト膜に対して、イ
ンク路に相当するパターンのマスク４を重ね、キヤノン
製ＰＬＡ−５２０マスクアライナーを用いてコンタクト
露光によって光照射を行ないインク路のパターン潜像形
成部６の形成をした。光照射量は正確には測定していな
いが、２００mj/cm²程度である。

【００５３】次いで該ポジ型レジスト膜上に、ポジ型ド
ライフィルム「OZATEC R255 」（ヘキスト社製）から成
る膜厚２５μｍの感光製材料層をラミネーションにより
積層し、第２感光性材料層５を形成した。この感光性材
料層５に対して、吐出口１２およびインク供給口１３に
相当するパターンのマスク７を重ね、下層の第１感光性
材料層３と同様にして光照射を施した。尚該層の露光量
は、約１００mj/cm²である。

【００５４】次いで、このようにして得られたブロック
体１０を現像液（１％のカセイソーダ水溶液）に浸漬
し、攪拌しながら約３０分間現像することにより、イン
ク路１１、吐出口１２およびインク供給口１３を形成し
た。選択するレジスト材料によってもことなるが、ポジ
型フォトレジストはパターニングのままでは、機械的強
度、耐溶剤性、耐熱性に劣る。そこで、３００nm以下の
Ｄｅｅｐ−ＵＶ光によるハードニングと加熱処理を施し
て前記特性を向上させた。ハードニングは、ウシオ電気
製、２kWＸｅ−Ｈｇ光源にて２０分間実施し、その後１
５０℃にて３０分間熱処理を行なった。最後に、インク
供給口にインク供給用接合部材１４を接着して液体噴射
記録ヘッドを作製した。

【００５５】このようにして、作製した液体噴射記録ヘ
ッドを記録装置に装着し、純水／グリセリン／ダイレク
トブラック１５４（水溶性黒色染料）＝６５／３０／５
から成るインクを用いて記録を行なったところ、安定な
印字が可能であった。 実施例２ 実施例１と同様にガラス基板上に電気熱変換素子を形成
し、更に該基板にインク供給口をドリルによって形成し
た。

【００５６】東京応化社製ネガ型電子線レジストＯＥＢ
Ｒ−８００（環化ポリイソプレン樹脂）を３倍に濃縮
し、ワイヤーバーにて膜厚２５μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルム（ＰＥＴ）上に塗布した後８０℃に
て３０分間乾燥した。該レジスト被膜の膜厚は３５μｍ
であった。基板に前記レジストを塗布したフィルムを貼
り合わせ、ラミネーターにてレジスト被膜を基板に転写
した。尚、ラミネート温度は１１０℃であった。本操作
によって、インク供給口にて陥没することのないレジス
ト被膜を基板上に形成できた。

【００５７】基板をエリオニクス社製電子線描画装置Ｅ
ＬＳ−３３００に装着し、電子線描画にてインク流路パ
ターンを描画した。尚電子線照射量は１０μＣ／cm² で
あった。

【００５８】次いで実施例１と同様にして第１層レジス
ト被膜上にポジ型ドライフィルム（OZATEC R255 ）をラ
ミネートし、インク吐出口をパターン露光した。露光は
キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ−５０１を使用し、
露光量は２００カウントで行なった。

【００５９】次いで基板をアルカリ性現像液（ヘキスト
社：ＭＩＦ−３１２）に浸漬してインク吐出口を現像
し、次いでトルエンに浸漬して第１層レジスト被膜の現
像を行なった。尚第１層レジスト被膜の現像は超音波を
付与しながら２０分間にわたって行なった。この後、実
施例１と同様にしてＤｅｅｐ−ＵＶ光にてレジスト被膜
のハードニングを行なった。

【００６０】最後にインクタンクを接着剤にて基板に接
着せしめ、実施例１と同様にしてインクを供給して印字
を行なったところ良好な印字が可能であった。

【００６１】

【発明の効果】以上説明した本発明によってもたらされ
る効果としては、下記に列挙する項目が挙げられる。

【００６２】 １）ヘッド製作の為の主要工程が、フォトレジストや感
光性ドライフィルム等を用いたリソグラフィー技術によ
る為、ヘッドの細密部を、所望のパターンで、しかも極
めて容易に形成することができるばかりか、同構成の多
数のヘッドを同時に加工することも容易にできる。

【００６３】 ２）吐出口の切断工程を必要とせず、且つエネルギー発
生素子と吐出口間の距離をレジスト膜の塗布膜厚を制御
することにより制御できるため、エネルギー発生素子と
吐出口間隔の一定で、吐出口内面の滑らかなヘッドを安
定に製造でき、歩留りの向上と印字品位の向上が図れ
る。

【００６４】 ３）主要構成部材の位置合わせを容易にして確実に成す
ことが可能であり、寸法精度の高いヘッドが歩留りよく
製造できる。

【００６５】 ４）少なくとも、２回のレジスト塗布と露光の工程と、
１回の現像工程にてヘッドの製造が可能であり、製造工
程の短縮により、生産性の向上と設備費の低減が図れ
る。

【００６６】 ５）高密度マルチアレイ液体噴射記録ヘッドが簡単な手
段で得られる。

【００６７】 ６）インク路の高さ、および吐出口の長さの制御は、レ
ジスト膜の塗布膜厚によって簡単且つ精度良く変えられ
る為、設計の変更と制御が容易に実施できる。

【００６８】 ７）接着剤による微細部の接着が必要ない為、接着剤が
インク流路や吐出口を塞ぐことがなく、ヘッドの機能低
下を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】インク路、吐出口形成前の基板の模式的斜視図
である。

【図２】第１感光性材料層を形成した基板の模式的斜視
図である。

【図３】第１感光性材料層に施すパターン露光の模式図
である。

【図４】第２感光性材料層の塗布と露光の状態を示す模
式図である。

【図５】第２感光性材料層の塗布と露光の状態を示す模
式図である。

【図６】形成されたインク路、吐出口等のパターン潜像
形成部を示す模式的斜視図である。

【図７】インク供給手段を設けたヘッドの模式図であ
る。

【図８】インクの供給を、インクの吐出方向に対して基
板の反対側より行なうヘッドの現像後の構成を示す模式
図である。

【図９】インクの供給手段を設けたヘッドの模式図であ
る。

【図１０】本発明に係るヘッドを取付可能な記録装置の
説明図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ エネルギー発生素子 ３ 第１感光性材料層 ４ マスク ５ 第２感光性材料層 ６ 潜像形成部 ７ マスク ８ 潜像形成部 ９ 潜像形成部 １０ ブロック体 １１ インク路 １２ インク吐出口 １３ インク供給口 １６ キャリッジ １７ 駆動モータ １８ 駆動ベルト １９Ａ，１９Ｂ ガイドシャフト ２０ インクジェットヘッドカートリッジ ２２ クリーニング用モータ ２３ 伝動機構 ２４ プラテン ２６ キャップ部材 ３０ ブレード ３０Ａ ブレード保持部材

フロントページの続き (72)発明者 乾 利治 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 滝沢 吉久 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 中島 一浩 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 城田 勝浩 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 (56)参考文献 特開 昭59−123672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−138470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−106260（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/05

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出口と、インク供給口と、及び
   前記インク吐出口とインク供給口とを連通するインク路
   と、該インク路に対応して配設されインクを吐出するた
   めに利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素
   子とを有する液体噴射記録ヘッドの製造方法において、
   前記エネルギー発生素子が配設された基板上にインク路
   形成用第１感光性材料層を設けて該第１感光性材料層に
   インク路形成用パターン露光を行ない、次いで前記第１
   感光性材料層上に更に第２感光性材料層を設けた後、該
   第１感光性材料層のパターン露光領域内で、該第２感光
   性材料層にインク吐出口及びインク供給口形成用パター
   ン露光を行ない、その後前記第１及び第２の感光性材料
   層の現像を行なう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】 インク吐出口と、該インク吐出口と連通
   するインク路と、該インク路に対応して配設されインク
   を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネ
   ルギー発生素子とを有する液体噴射記録ヘッドの製造方
   法において、前記エネルギー発生素子が配設され前記イ
   ンク供給口が設けられた基板上にインク路形成用第１感
   光性材料層を設けて該第１感光性材料層にインク路形成
   用パターン露光を行ない、次いで前記第１感光性材料層
   上に更に第２感光性材料層を設けた後、該第１感光性材
   料層のパターン露光領域内で、該第２感光性材料層にイ
   ンク吐出口形成用パターン露光を行ない、その後前記第
   １及び第２の感光性材料層の現像を行なうことを特徴と
   する液体噴射記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の製造方法で製造し
   た液体噴射記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記エネルギー発生素子が前記エネルギ
   ーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体であるこ
   とを特徴とする請求項３記載の液体噴射記録ヘッド。
5. 【請求項５】 記録媒体の記録領域の全幅にわたってイ
   ンク吐出口が複数設けられているフルラインタイプのも
   のであることを特徴とする請求項３記載の液体噴射記録
   ヘッド。
6. 【請求項６】 記録媒体の被記録面に対向してインク吐
   出口が設けられている請求項３記載の液体噴射記録ヘッ
   ドと、該ヘッドを載置するための部材とを少なくとも具
   備することを特徴とする液体噴射記録装置。