JP2831485B2 - 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
なインク吐出孔（オリフィス）、インク液流路及び該液
流路の一部に設けられるインク吐出エネルギー発生素子
とを備えている。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
と接合して液流路の形成を行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、切削加工される液流路
内壁面の荒れが大き過ぎたり、エッチング率の差から液
流路に歪が生じたりして、流路抵抗の一定した液流路が
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、製造歩留まりが悪い
という欠点もあった。また、エッチング加工を行う場合
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、液流路を形成した溝付き板と、記録液小滴を吐出さ
せるための吐出エネルギーを発生する、圧電素子や電気
熱変換素子等の駆動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、記録液（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。それゆ
え、液体噴射記録ヘッドを構成するヘッド構造材料は、
記録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、記録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が、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】これら問題を解決するため、特開昭６１−
１５４９４７に記載される、液体噴射記録ヘッドの製造
方法が考案された。即ち、インク吐出エネルギー発生素
子を形成した基板上に溶解可能な樹脂パターンを形成
し、該パターンを被覆する樹脂層を形成した後、前記溶
解可能な樹脂パターンを溶出せしめてインク流路及びイ
ンク吐出孔を作製する方法である。また一般的には該溶
解可能な樹脂パターンは、高精度の位置精度及び寸法精
度が要求されるため、ポジ型フォトレジストを使用する
ことが有効である。

【０００６】ポジ型フォトレジストは、ノボラック樹脂
とナフトキノンジアジド誘導体との混合系が一般的であ
るが、該レジストは溶解特性が極めて高いため、該パタ
ーンを被覆する樹脂層を積層する工程において、該レジ
ストが被覆樹脂に溶解してしまうという弊害が生じる場
合があった。例えば、インク供給孔等を形成するため、
該被覆樹脂は感光性樹脂を使用する場合があるが、感光
性材料は一般的にはアクリル系不飽和二重結合やエポキ
シ基等を含有する極性物質であり、該物質に対して前記
ポジ型フォトレジストは極めて高い溶解特性を示す。例
えば、アクリル系不飽和二重結合を有するトリメチロー
ルプロパントリアクリレートを含有する感光性樹脂材料
を該ポジ型レジストパターン上に被覆しようとすると、
レジストパターンは瞬時にトリメチロールプロパントリ
アクリレートに溶解してしまう。この現象は分子構造中
にカルボニル結合（Ｃ＝Ｏ）を有するアクリル系樹脂に
共通に発現する。したがって、一般的に感度が良好なア
クリル系ポリマーあるいはオリゴマーを被覆材料として
使用できないわけである。

【０００７】このような現象は他の不飽和二重結合を有
する樹脂である、不飽和ポリエステル、ジアリール樹脂
においても同様に表れる。

【０００８】エポキシ系樹脂においては、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂は比較的良好な特性を示し、ポジレ
ジストの溶解は極めて微小である。しかし、微細なパタ
ーン部においては、パターンの変形等が起こる。このた
め、該被覆樹脂の選択の範囲は極めて狭く、機械的強
度、基板との密着性、感度、コスト等の特性を満足する
材料が獲得し難い等の問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の諸点に
鑑みなされたものであって、安価、精密であり、また信
頼性も高い高解像度（吐出孔が、高密度にて実装された
もの）の液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び記録
装置を提供することを目的とする。

【００１０】また、液流路が精度良く正確に、かつ歩留
ま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の
製造方法、及び記録装置を提供することも目的とする。

【００１１】また、記録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の製造方法、及び記録装
置を提供することも目的とする。

【００１２】また、被覆樹脂液に溶解し難い溶解可能樹
脂パターンを形成することにより、被覆樹脂選択の範囲
を拡げ、ヘッドの強度、基板との密着性、コスト、感度
等の特性を高め得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この問題に対して本件出
願人らが鋭意検討した結果、ポジ型レジストパターンを
形成した後、波長１５０〜３００ｎｍの遠紫外線の照射
を行うことが有効であることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１４】即ち、前記波長範囲の紫外線はポジ型フォ
トレジストのベースレジンであるノボラック樹脂を架橋
せしめる効果がある。一方ノボラック樹脂は該紫外線の
透過性が極めて低く、パターン内部層までは架橋されな
い。即ち、ポジ型レジストパターンの表面層１μｍ以下
の領域のみ架橋して溶剤に対する耐性を向上できるの
で、このレジストパターン上に被覆樹脂層を形成して
も、パターンが溶解されず、一方内部層は未架橋であり
溶出できるためインク流路を形成できるわけである。

【００１５】更に、ノボラック樹脂の架橋は電子線やＸ
−線でも可能であるが、これら電離放射線のノボラック
樹脂の透過性は高いので本目的には使用できないこと、
前記遠紫外線の波長領域に関しては、波長が３００ｎｍ
以上では、ノボラック樹脂を架橋できず、また１５０ｎ
ｍ以下の波長では露光手段が極めて高価となるが、該波
長範囲では、より短波長程、架橋領域がパターン表面に
限定されるので好ましい結果を得られること、またノボ
ラック樹脂としてポリヒドロキシスチレンを使用すれ
ば、より高感度にて架橋がなされること、及び樹脂の溶
解性が高くパターンの溶出時間が短縮化されること等を
本発明者は知得した結果、通常のアクリル系及びエポキ
シ系感光性材料が被覆物質として使用できるようにな
り、良好な機械的強度、基板との密着性、コスト及び感
度を有する被覆材料が使用できることに想到したもので
ある。

【００１６】即ち、本発明は、インク吐出孔と、インク
供給孔と、及び前記インク吐出孔とインク供給孔とを連
通するインク液流路と、前記インク液流路内に配設され
たインク吐出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、（Ａ）基板上にインク吐
出エネルギー発生素子を配設すると共に、前記基板及び
インク吐出エネルギー発生素子上にノボラック樹脂系ポ
ジ型のフォトレジストからなる感光性材料層を形成後、
前記インク吐出エネルギー発生素子に沿ってインク吐出
孔及びインク液流路形成用パターン露光を行い、次いで
露光を行った感光性材料層を現像することにより、イン
ク吐出孔及びインク液流路の各相当部分を有する溶解可
能な樹脂パターンを得る工程、（Ｂ）前記溶解可能な樹
脂パターンに波長が１５０〜３００ｎｍの遠紫外線を照
射することにより、表面をゲル化した溶解可能な樹脂パ
ターンを得る工程、（Ｃ）表面をゲル化した溶解可能な
樹脂パターンを形成した基板上に被覆樹脂層を積層する
と共にインク供給孔及びインク液室を形成し、又は感光
性材料よりなる被覆樹脂を積層すると共にインク供給孔
及びインク液室を形成した天板を被覆樹脂層に積層して
インク供給孔形成用パターン露光を行う工程、（Ｄ）基
板をインク吐出エネルギー発生素子の前方、インク液流
路と交差する方向にて切断し、インク吐出孔部を形成す
る工程、（Ｅ）表面をゲル化した溶解可能な樹脂パター
ンを溶解除去すると共に、必要により被覆樹脂層のパタ
ーン現像を行う工程、上記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ），（Ｅ）の各工程を順次実施することを含むもの
で、またこのようにして製造した記録ヘッド、及び同ヘ
ッドを備えた記録装置に関するものである。

【００１７】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。

【００１８】図１から図８は、本発明の基本的な態様を
示す模式図であり、図１から図８の夫々には、本発明の
方法に係わる液体噴射記録ヘッドの構成と、その製作手
順の一例が示されている。なお、本例では、２つの吐出
孔を有する液体噴射記録ヘッドが示されるが、勿論これ
以上の吐出孔を有する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であることは、いうまでもない。

【００１９】まず、本態様においては、例えば図１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１が用いられる。

【００２０】このような基板１は、液流路構成部材の一
部として機能し、また後述の感光性材料層の支持体とし
て機能し得るものであれば、その形状、材質等、特に限
定されることなく使用できる。上記基板１上には、電気
熱変換素子あるいは圧電素子等のインク吐出エネルギー
発生素子２が所望の個数配置される（図１では２個にて
例示）。このような、液体吐出エネルギー発生素子２に
よって記録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、記録が行われる。因に、例えば、
上記インク吐出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、吐出エネルギーを発生する。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、吐出エネルギーを発生する。

【００２１】なお、これらの素子２には、これら素子を
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、一般にはこれら吐出エネルギー発
生素子の耐用性の向上を目的として、保護層等の各種機
能層が設けられるが、勿論本発明においてもこのような
機能層を設けることは一向に差し支えない。

【００２２】次いで、図２に示すように、上記インク吐
出エネルギー発生素子２を含む基板１上に、溶解可能な
レジストからなる感光性材料層３を形成する。溶解可能
なレジストとは、前記したノボラック樹脂とナフトキノ
ンジアジドとの混合系及びこれを含むポジ型フォトレジ
ストが好ましい。

【００２３】感光性材料層３の形成方法としては、該感
光性材料を溶解した溶液を、ソルベントコート法によっ
て塗布するのが一般的である。

【００２４】上記のようにして基板１上に形成した感光
性材料層３にインク液流路及びインク吐出孔形成用マス
クを介して露光を行い、次いで、これを現像することに
より、図３に示すようにインク液流路相当部分４、イン
ク吐出孔相当部分５を有する溶解可能な樹脂パターンを
基板１上に形成するものである。露光は例えば、高圧水
銀灯等を用いて紫外線等を照射することにより行う。ま
た、現像は、例えば、アルカリ性水溶液等が用いられ、
これにより良好なポジ型レジストパターン（溶解可能な
樹脂パターン）が形成できる。

【００２５】次いで、このようにして形成された溶解可
能な樹脂パターンに対して遠紫外線の照射を行うもの
で、これにより図４に示すように、溶解可能な樹脂パタ
ーンの表面層１μｍ以下の領域のみを架橋した架橋層６
が形成される。露光は波長が１５０〜３００ｎｍの遠紫
外線で行うことが好ましく、例えば、露光は一般的に使
用されるＤｅｅｐ−ＵＶ光源であるＸｅーＨｇランプを
使用し２９０ｎｍや２５０ｎｍのコールドミラーにて得
られる遠紫外光、あるいはエキシマレーザー（Ｆ２：波
長１５７ｎｍ，ＡｒＦ：波長１９３ｎｍ，ＫｒＦ：２４
８ｎｍ）等いずれでも使用できる。ノボラック樹脂の遠
紫外線に対するゲル化感度は高くないため、より強度の
大きい露光源が好ましい。また、前記したようにノボラ
ック樹脂としてポリヒドロキシスチレンを使用すれば、
高感度にて架橋が行われる。

【００２６】次いで図５に示すように、表面に架橋層６
を形成した溶解可能な樹脂パターン上に被覆樹脂層７を
積層する。これらの樹脂は、基本的には通常使用される
樹脂のいずれも使用可能であるが、液体噴射記録ヘッド
においては、インク供給孔等の精密加工も該被覆樹脂に
対して施されるため、これらを考慮して選択される。フ
ォトリソグラフィーによって後述するインク液室９等を
形成する場合には、被覆樹脂層７として感光性樹脂を用
いる。感光性樹脂を用いて被覆樹脂層７を積層する方法
としては、（１）感光性樹脂を接合する方法と、（２）
モノマー、オリゴマーを塗布して、これを基板１上で重
合する方法とがある。

【００２７】モノマー、オリゴマーを塗布してこれを重
合する（２）の方法の場合には、モノマーやオリゴマー
としては一般的に使用される、分子構造中に不飽和二重
結合を有する、アクリルあるいはメタクリル系モノマー
あるいはオリゴマー、アリールあるいはメタアリール系
モノマーあるいはオリゴマー、分子構造中にエポキシ環
を有するエポキシ樹脂等が使用できる。これらのモノマ
ーあるいはオリゴマーはバインダー、光重合開始剤、フ
ィラー、シランカップリング剤等と配合して基板上に塗
布する。

【００２８】なお、前記したように、従来のポジ型フォ
トレジストを使用した場合には、これら被覆樹脂が塗布
あるいは射出されたときに、溶解可能なレジストパター
ンが溶解してしまうが、本発明における感光性樹脂は表
面をゲル化したためこれら被覆樹脂には溶解せず、良好
なパターンが形成されたままである。

【００２９】次いで、図６に示すように、インク供給孔
８を形成したガラス等による天板１０をモノマー又はオ
リゴマー層上に載置し、インク液室９等のパターン形成
用マスク１１を通して露光を行う。これにより、モノマ
ー又はオリゴマーはインク供給孔８、インク液室９等の
部分を除いて硬化し、被覆樹脂層７が形成される。

【００３０】次いで、図７に示すＡ−Ａ線に沿って、該
基板を、インク吐出圧力発生素子前方（インクの吐出方
向）のインク液流路相当部の位置にて切断し、図７に示
すようにインク吐出口形成面１２を出す、切断はダイシ
ングソー、レーザー他いずれの手段にて行っても構わな
い。また、切断面に対して研磨、他の処理を施すことも
構わない。

【００３１】その後、図８に示すように、被覆樹脂層７
の未硬化部分を溶剤で除去した後、インク液流路相当部
分４、インク吐出孔相当部分５等よりなる溶解可能な樹
脂パターンを溶出液によって溶解除去し、これによりイ
ンク液流路１３、インク吐出孔１４を形成し、本発明に
係わる記録ヘッドを得るものである。溶出液はレジスト
パターン現像時に使用したアルカリ性現像液を使用して
もよいし、また、更に樹脂の溶解性が高い有機溶剤等を
使用しても構わない、なお、インク流路は、その内面は
ゲル化したポジ型フォトレジストの薄膜である、架橋層
６が存在する。該薄膜の膜厚は前記波長の光の透過性に
よって決まる。膜表面の平滑性はそのままで十分使用に
耐えるが、更に平滑にするために、加熱あるいは有機溶
剤への浸漬等の操作を行っても構わない。

【００３２】加熱操作はクレゾールノボラック樹脂がベ
ースレジンとして使用されている場合は１３０℃以上、
ポリヒドロキシスチレンの場合は１７０℃以上が好まし
く、該温度以上の加熱操作によって樹脂が軟化し、更に
熱硬化が行われ、極めて強固で平滑な膜表面が形成でき
る。一方有機溶剤としては、アルコールやエステル、ケ
トン等が使用可能である。これらの溶剤は樹脂を膨潤せ
しめるため、溶剤除去の後は極めて平滑な膜表面が形成
できる。

【００３３】また、図面では、被覆樹脂層の表面を平坦
化し、また液体噴射記録ヘッドの強度を高めるためにガ
ラス板等の部材を貼り合わせた例を示しているが、本発
明はこれら手段には限定されない。光照射は従来使用さ
れる紫外線露光手段を使用しても構わない。

【００３４】また、上記のモノマー、又はオリゴマーを
塗布する代わりに、被覆樹脂層７として感光性樹脂を積
層する場合には、この感光性樹脂の上面に天板１０を接
着した後、マスク１１を介して露光を行い、以下上記と
同様にして本発明に係わる記録ヘッドを得ることができ
る。

【００３５】更に、図示していないが、インク供給孔８
等の加工を射出成形法によって行う場合には、被覆樹脂
層としてエポキシ樹脂、ポリスルフォン樹脂、アクリル
樹脂、スチレン樹脂等をベースにして、これに硬化剤、
フィラー、離型剤、シランカップリング剤等が配合さ
れ、予め基板上に圧着された型内に熱及び圧力を付与し
て注入することにより、被覆樹脂層７を積層するととも
に、インク供給孔を形成することができる。

【００３６】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、記録装置において、優れた効果をもたらすもので
ある。

【００３７】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基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。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こさせ、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）内に形成できるので有効である。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４３４
５２６２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。

【００３８】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孔、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孔に
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。

【００３９】更に、記録紙の全幅にわたり同時に記録が
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、一体的に形
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。

【００４０】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。

【００４１】また、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、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体素子ある
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う予備吐
出モードを行う手段等を付加することも安定した記録を
行うために有効である。

【００４２】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、異なる色の複色カラー又は、
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。

【００４３】また、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、あるいは、インクジェットにおいて一般的に行われ
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５４−５６
８４７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。

【００４４】図９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。

【００４５】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、互いに平行に配設された
２本のガイドシャフト１９Ａ及び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。

【００４６】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う。このヘッド回復装置２
６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引もしくは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。

【００４７】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコ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３１はブレード保持部材３１
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２及び伝動機構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切なタイミング
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３１をＩＪＣ２０の移動経路中に突出さ
せ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴ってＩＪＣ２０の吐出面
における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものであ
る。

【００４８】

【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８に示す操作手順に準じて、図８の構成の液
体噴射記録ヘッドを作製した。

【００４９】まず、インク吐出エネルギー発生素子とし
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上に、ノボラック樹脂とナフトキ
ノンジアジドとの混合系から成るポジ型フォトレジスト
（ヘキスト社：ＡＺ−４９０３）をスピナーにて塗布し
た。９０℃にてプリベークを行った。該被膜の膜厚は２
５μｍであった。

【００５０】該レジストにキャノン製マスクアライナー
（ＭＰＡ−５００ＦＡ）にてインク流路パターンを形成
した。露光時間は２００秒である。露光終了後、アルカ
リ性現像液（ヘキスト社：ＭＩＦ−３１２）を脱イオン
水にて２倍に希釈した溶液に１０分間浸漬して現像を行
いインク流路パターンを形成した。

【００５１】該パターン上に遠紫外線の照射を行った。
露光装置はウシオ電機製２ｋＷ，Ｄｅｅｐ−ＵＶ照射装
置を使用し、ミラーは２５０ｎｍコールドミラー、露光
時間は２分間である。

【００５２】次いでアクリル系フォトレジストを被覆し
た。レジストは東京応化社製、ＯＰｌ−レジストＳＸ５
００であり、１００番のワイヤーバーにて基板上に塗布
し、８０℃真空中にて２時間加熱して溶剤の除去及び脱
気を行った。インク供給口を形成したガラス基板上に同
じレジストをスクリーン印刷にて塗布したものを、真空
中にて該基板と１００℃にて圧着して貼り合わせた。基
板上に形成した被覆材の膜厚は７０μｍ、ガラス板上に
形成したレジストの膜厚は２０μｍであった。

【００５３】マスクアライメント装置（ミカサ社製：Ｍ
Ａ−１０）にて６００秒の露光を行い、。ネガレジスト
を硬化させた。露光後、東京精密社製ダイジングソーに
てインク吐出圧力発生素子前方８０μｍの箇所にて基板
を切断した。

【００５４】次いで、クロロベンゼンに浸漬してインク
供給口を形成した。この後、アルカリ性現像液（ＭＩＦ
−３１２現像液）に３０分間浸漬してポジ型レジストを
除去して液体噴射記録ヘッドを形成した。これらネガレ
ジストの現像及びポジ型レジストの溶出は２段階にて行
ってもよいし、一括にて実施しても同様の結果を得た。
一括にて行う場合はメチルイソブチルケトンに２０分間
基板を浸漬した。

【００５５】形成したインク吐出口面を電子顕微鏡にて
観察したところ、上面に膜厚０．８μｍ、側面０．３μ
ｍの硬化したポジ型フォトレジスト層が形成されてい
た。

【００５６】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と同様に基板上にインク吐出圧力発生素子を形
成し、ポジ型フォトレジスト（ＡＺ−４９０３）パター
ンを形成した後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光を行った。該パタ
ーン上に被覆樹脂としてエポキシ樹脂を塗布した。

【００５７】エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキ
シ社製エピコート８３４：７０部、カチオン重合開始剤
としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート（ミドリ化学試薬）５部、光重合開始剤として２−
クロロチオキサントン２部を２５部のトルエンに溶解し
たものを使用した。

【００５８】該エポキシ系光重合性材料を１００番のワ
イヤーバーにて塗布し、真空中８０℃にて２時間加熱し
て溶剤を除去した。

【００５９】インク供給口を形成した厚さ５ｍｍのガラ
ス板を真空中にて貼り合わせた後、実施例１と同様に紫
外線照射を行った。露光時間は１０分間行い、そのまま
８０℃にて１時間加熱して硬化を促進した。

【００６０】実施例１と同様にして基板を切断した後、
クロロベンゼンに浸漬して未架橋のエポキシ樹脂を溶出
した。次いでイソプロピルアルコールに浸漬してポジ型
フォトレジストを溶出せしめ、１５０℃にて３０分間加
熱してエポキシ樹脂の硬化反応の促進とインク流路内部
に存在するノボラック樹脂の熱硬化を行った。

【００６１】実施例１と同様にインクを充填して吐出を
行ったところ、良好な印字が可能であった。実施例３ 実施例１と同様にインク吐出圧力発生素子を形成した基
板上にポジ型フォトレジストパターンを形成した。

【００６２】次いで、ＡｒＦエキシマレーザー装置２０
０Ａ（ルモニクス社製）から放出される波長１９３ｎｍ
のレーザ光を照射した。照射量は５Ｊ／ｃｍ² である。

【００６３】実施例１と同様にアクリル系光硬化性樹脂
を塗布し、ガラス板を貼り合わせた後紫外線にて被覆樹
脂を硬化せしめた。基板の切断後、メチルイソブチルケ
トンにてアクリル系光硬化性樹脂の未露光部及びポジ型
フォトレジストを溶解しインクの吐出を行ったところ良
好な印字が可能であった。

【００６４】なお、本ヘッドのインク吐出口には、上面
に膜厚０．３ μｍ、側面に０．２μｍのポジ型フォト
レジスト層が形成されていた。実施例４ インク吐出圧力発生素子を形成した基板上にポジ型フォ
トレジストパターンを形成した。ポジ型フォトレジスト
は、ポリヒドロキシスチレン（丸善石油化学社製：Ｍｗ
＝９０００）８０部に対して、ナフトキノンジアジド誘
導体（シンコー技研社：Ｄ−０２２）を２０部混合した
ものを、シクロヘキサノンに３０ｗｔ％の濃度で溶解し
て作製した。

【００６５】スピナーにて塗布した後、９０℃にて２０
分間ベーキングし、キャノン製マスクアライナーＭＰＡ
−５００ＦＡにて３００秒間露光した。現像はＭＩＦ−
３１２現像液を４倍に脱イオン水にて希釈したものを使
用した。

【００６６】該パターン上に遠紫外線を照射した、キャ
ノン製マスクアライナーＰＬＡ−５２１ＦＡｂを使用
し、露光時間は５分間行ったところパターンの有機溶剤
に対する溶解性ななくなった。比較のため検討したとこ
ろ、本露光装置にてＡＺ−４９０３ポジ型フォトレジス
トの溶剤に対する溶解性をなくすためには２０分間の露
光を要した。

【００６７】実施例１と同様に被覆樹脂を被覆し、露
光、切断、レジストの溶出を行いインク吐出を行ったと
ころ良好な印字が可能であった。

【００６８】

【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。

【００６９】１）ポジ型フォトレジストパターン表面の
短波長の遠紫外線にて硬化するため、被覆樹脂層に対す
る耐性が向上し、微細な吐出孔が安定に形成できると共
に、良好な特性を実現できる被覆樹脂の選択の範囲を広
めることが可能となる。

【００７０】２）ヘッド製作のための主要工程が、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
フィー技術によるため、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。

【００７１】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
が歩留まりよく製造できる。

【００７２】４）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。

【００７３】５）接着剤による微細部の接着が必要ない
ため、接着剤がインク流路や吐出孔を塞ぐことがなく、
ヘッドの機能低下を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】インク吐出エネルギー発生素子を設けた基板を
示す模式的斜視図である。

【図２】（ａ）は溶解可能な感光性材料層を形成した基
板を示す模式的断面側面図、（ｂ）は同正面図である。

【図３】（ａ）は溶解可能な樹脂パターンを形成した基
板を示す模式的断面図、（ｂ）は同正面図である。

【図４】（ａ）は架橋層を形成した樹脂パターンを有す
る基板の模式的断面側面図、（ｂ）は同正面図である。

【図５】（ａ）は被覆樹脂層を形成した基板の模式的断
面側面図、（ｂ）は同正面図である。

【図６】（ａ）は天板を積層した基板を示す模式的断面
図、（ｂ）は同正面図である。

【図７】（ａ）はＡ−Ａ線に沿って切断した基板を示す
模式的断面側面図、（ｂ）は同正面図。

【図８】（ａ）は本発明に係わる記録ヘッドを示す模式
的断面側面図、（ｂ）は同正面図である。

【図９】本発明に係わる記録ヘッドを備えた記録装置を
示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ インク吐出エネルギー発生素子 ３ 感光性樹脂層 ４ インク液流路相当部分 ５ インク吐出孔相当部分 ６ 架橋層 ７ 被覆樹脂層 ８ インク供給孔 ９ インク液室 １０ 天板 １１ マスク １２ インク吐出口形成面 １３ インク液流路 １４ 吐出孔 １６ キャリイジ 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

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出孔と、インク供給孔と、及び
   前記インク吐出孔とインク供給孔とを連通するインク液
   流路と、前記インク液流路内に配設されたインク吐出エ
   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、（Ａ）基板上にインクエネルギー発生素
   子を配設すると共に、前記基板及びインク吐出エネルギ
   ー発生素子上にノボラック樹脂系ポジ型のフォトレジス
   トからなる感光性材料層を形成後、前記インク吐出エネ
   ルギー発生素子に沿ってインク吐出孔及びインク液流路
   形成用パターン露光を行い、次いで露光を行った感光性
   材料層を現像することによりインク吐出孔、及びインク
   液流路の各相当部分を有する溶解可能な樹脂パターンを
   得る工程、（Ｂ）前記溶解可能な樹脂パターンに波長が
   １５０〜３００ｎｍの遠紫外線を照射することにより、
   表面をゲル化した溶解可能な樹脂パターンを得る工程、
   （Ｃ）表面をゲル化した溶解可能な樹脂パターンを形成
   した基板上に被覆樹脂層を積層すると共にインク供給孔
   及びインク液室を形成し、又は感光性材料よりなる被覆
   樹脂層を積層すると共にインク供給孔及びインク液室を
   形成した天板を被覆樹脂層に積層してインク供給孔形成
   用パターン露光を行う工程、（Ｄ）基板をインク吐出エ
   ネルギー発生素子の前方、インク液流路と交差する方向
   にて切断し、インク吐出孔部を形成する工程、（Ｅ）表
   面をゲル化した溶解可能な樹脂パターンを溶解除去する
   と共に、必要により被覆樹脂層のパターン現像を行う工
   程、上記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の各
   工程を順次実施することを含む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】 ノボラック樹脂系ポジ型フォトレジスト
   がポリヒドロキシスチレンを含有する請求項１記載の記
   録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１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】 インク吐出エネルギー発生素子が電気熱
   変換体である請求項３記載の記録ヘッド。
5. 【請求項５】 記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
   出孔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を
   吐出する吐出孔が設けられている請求項３記載の記録ヘ
   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記録装置。