JP3290495B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させて
記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録ヘッド
の製造方法に関するものである。
記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録ヘッド
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドの吐出口形成
方法、特に発熱素子などの吐出手段を備えた基板の面に
対し垂直方向にインク滴を飛翔させるサイドシュート型
の記録ヘッドの吐出口形成方法としては、エッチング等
であらかじめ所定の位置に穴あけされた金属プレート、
あるいは電鋳で形成したプレートを用いることが一般的
であった。しかしながら、本来、吐出手段となる素子配
列をもった基板と、吐出口配列をもったオリフィスプレ
ート（この場合、金属プレート）が、別々の手法で形成
され、その後に接合されるということは、位置ずれの問
題、接着剤の吐出口へのはみ出しなど、吐出性能に大き
く影響を与えることになり、すなわち印字品位の劣化を
まねく結果となっていた。
方法、特に発熱素子などの吐出手段を備えた基板の面に
対し垂直方向にインク滴を飛翔させるサイドシュート型
の記録ヘッドの吐出口形成方法としては、エッチング等
であらかじめ所定の位置に穴あけされた金属プレート、
あるいは電鋳で形成したプレートを用いることが一般的
であった。しかしながら、本来、吐出手段となる素子配
列をもった基板と、吐出口配列をもったオリフィスプレ
ート（この場合、金属プレート）が、別々の手法で形成
され、その後に接合されるということは、位置ずれの問
題、接着剤の吐出口へのはみ出しなど、吐出性能に大き
く影響を与えることになり、すなわち印字品位の劣化を
まねく結果となっていた。
【０００３】こうした問題に対し、特開平３−１６９５
５９号にみられるように、基板に穴のない樹脂製のプレ
ートを貼り合わせた後、穴あけされた金属プレートを密
着マスクとして、レーザーを照射し、穴あけを行う改善
（いわゆるコンタクトマスク法）が提案されている。
５９号にみられるように、基板に穴のない樹脂製のプレ
ートを貼り合わせた後、穴あけされた金属プレートを密
着マスクとして、レーザーを照射し、穴あけを行う改善
（いわゆるコンタクトマスク法）が提案されている。
【０００４】一方、エキシマレーザー加工法の従来技術
に関しては、電子材料（１９９１年１０月号１２０ｐ．
〜）等にその記載があるが、被加工物に対し、コンフォ
ーマルマスクを別途形成しなければならないという問題
がある。
に関しては、電子材料（１９９１年１０月号１２０ｐ．
〜）等にその記載があるが、被加工物に対し、コンフォ
ーマルマスクを別途形成しなければならないという問題
がある。
【０００５】特開平３−１６９５５９号で提案される方
法は、貼り合わせた時点で穴が形成されていないため、
接着剤のはみ出し問題はなくなったものの、密着マスク
として用いる金属プレートは、すでに所定の穴があけら
れており、プレートと基板との位置合わせの問題は依然
として、解決されていない。こうした課題をもつ従来例
を説明する図が、図１である。
法は、貼り合わせた時点で穴が形成されていないため、
接着剤のはみ出し問題はなくなったものの、密着マスク
として用いる金属プレートは、すでに所定の穴があけら
れており、プレートと基板との位置合わせの問題は依然
として、解決されていない。こうした課題をもつ従来例
を説明する図が、図１である。
【０００６】図１は、従来のインクジェット記録ヘッド
におけるインク吐出口の形成方法を説明するためのイン
ク吐出口近傍の断面図であって、（ａ）はレーザアブレ
ーションにより吐出口となるべき穴の形成前の状態を示
し、（ｂ）は（ａ）の穴の形成後の状態を示している。
におけるインク吐出口の形成方法を説明するためのイン
ク吐出口近傍の断面図であって、（ａ）はレーザアブレ
ーションにより吐出口となるべき穴の形成前の状態を示
し、（ｂ）は（ａ）の穴の形成後の状態を示している。
【０００７】図１において、１はシリコン基板である。
シリコン基板１の一方の面上には、インクの吐出手段と
しての発熱素子または配線（以下、単に発熱素子とい
う）２が設けられている。また、シリコン基板１の一方
の面上には、エポキシ樹脂を有して構成される矩形のイ
ンク流路形成部材３が設けられている。このインク流路
形成部材３の下側には、シリコン基板１の発熱素子２上
に拡がる空間としてインク流路４が形成されている。ま
た、シリコン基板１には、その一方の面から他方の面へ
貫通すると共に上記インク流路４に連通するインク供給
口５が形成されている。このインク供給口５は、超音波
砥粒加工、サンドブラスト加工あるいはＹＡＧレーザ加
工等の周知の方法を用いて形成されることが知られてい
る。
シリコン基板１の一方の面上には、インクの吐出手段と
しての発熱素子または配線（以下、単に発熱素子とい
う）２が設けられている。また、シリコン基板１の一方
の面上には、エポキシ樹脂を有して構成される矩形のイ
ンク流路形成部材３が設けられている。このインク流路
形成部材３の下側には、シリコン基板１の発熱素子２上
に拡がる空間としてインク流路４が形成されている。ま
た、シリコン基板１には、その一方の面から他方の面へ
貫通すると共に上記インク流路４に連通するインク供給
口５が形成されている。このインク供給口５は、超音波
砥粒加工、サンドブラスト加工あるいはＹＡＧレーザ加
工等の周知の方法を用いて形成されることが知られてい
る。
【０００８】図１の（ａ）に示すように、インク吐出口
となるべき穴を開けるために、インク流路形成部材３の
上に、予め所定の大きさに開けられた開口部６ａを有す
る金属マスク６を載せる。このとき、シリコン基板１の
発熱素子２に対向する所望の位置に金属マスク６の開口
部６ａが正確に位置決めされることは、良好なインク吐
出性能を得るために必要である。
となるべき穴を開けるために、インク流路形成部材３の
上に、予め所定の大きさに開けられた開口部６ａを有す
る金属マスク６を載せる。このとき、シリコン基板１の
発熱素子２に対向する所望の位置に金属マスク６の開口
部６ａが正確に位置決めされることは、良好なインク吐
出性能を得るために必要である。
【０００９】しかしながら、上記発熱素子２に対する金
属マスク６の開口部６ａの位置決めは、その精度を高め
ることが困難である。このため、図１の（ａ）に示すよ
うに、上記発熱素子２に対する位置決めが正確でない金
属マスク６の開口部６ａを通じて、インク流路形成部材
３のうち、開口部６ａから露出する部分に対するレーザ
光Ｒａにより、その部分の樹脂を除去して穴３ａを形成
する。これら穴３ａ、すなわちインク吐出口７を形成し
ても、このインク吐出口７は（ｂ）に示すように、発熱
素子２の位置に正確に対応していないという不都合を有
している。
属マスク６の開口部６ａの位置決めは、その精度を高め
ることが困難である。このため、図１の（ａ）に示すよ
うに、上記発熱素子２に対する位置決めが正確でない金
属マスク６の開口部６ａを通じて、インク流路形成部材
３のうち、開口部６ａから露出する部分に対するレーザ
光Ｒａにより、その部分の樹脂を除去して穴３ａを形成
する。これら穴３ａ、すなわちインク吐出口７を形成し
ても、このインク吐出口７は（ｂ）に示すように、発熱
素子２の位置に正確に対応していないという不都合を有
している。
【００１０】また、エキシマレーザーを用いて吐出口を
形成する方法は、エネルギー密度分布を補正するための
光学系や、所定の配列をもった穴をあけるためのマス
ク、基板とマスク透過光とを位置合わせするメカ機構な
ど、設備投資のかかる方法であり、一度に大面積の加工
をすることは困難で、かつまた、光学系のレーザー耐久
性を考慮すると、ランニングコストもかかる手法となっ
ている。これは、光を使った製造方法ながら、実際に
は、メカ的なドリル加工に近い加工に持ち込まざるをえ
ない点が、原因となっている。
形成する方法は、エネルギー密度分布を補正するための
光学系や、所定の配列をもった穴をあけるためのマス
ク、基板とマスク透過光とを位置合わせするメカ機構な
ど、設備投資のかかる方法であり、一度に大面積の加工
をすることは困難で、かつまた、光学系のレーザー耐久
性を考慮すると、ランニングコストもかかる手法となっ
ている。これは、光を使った製造方法ながら、実際に
は、メカ的なドリル加工に近い加工に持ち込まざるをえ
ない点が、原因となっている。
【００１１】さらにまた、オリフィスプレートの吐出口
面にインクジェット記録ヘッドとして必要なインクに対
する撥水安定性を求めるとする場合、従来の製造方法で
は、以下の問題があった。すなわち、エキシマレーザー
で穴あけした後、撥水性樹脂を塗布する場合には、あけ
た穴に撥水剤が侵入し、吐出ヨレなどの印字不良をおこ
してしまう。また、逆にエキシマレーザーで穴あけする
前に、撥水性樹脂、多くはフッ素系ポリマーを塗布する
場合には、表面の撥水性樹脂がエキシマレーザーの紫外
光に対して吸収がないため、アブレーションがきれいに
進行せず、肝心な吐出口面に撥水性樹脂のバリが残っ
て、吐出ヨレ等の問題となる。
面にインクジェット記録ヘッドとして必要なインクに対
する撥水安定性を求めるとする場合、従来の製造方法で
は、以下の問題があった。すなわち、エキシマレーザー
で穴あけした後、撥水性樹脂を塗布する場合には、あけ
た穴に撥水剤が侵入し、吐出ヨレなどの印字不良をおこ
してしまう。また、逆にエキシマレーザーで穴あけする
前に、撥水性樹脂、多くはフッ素系ポリマーを塗布する
場合には、表面の撥水性樹脂がエキシマレーザーの紫外
光に対して吸収がないため、アブレーションがきれいに
進行せず、肝心な吐出口面に撥水性樹脂のバリが残っ
て、吐出ヨレ等の問題となる。
【００１２】撥水性樹脂を塗布するかわりに、図２の
（ａ）および（ｂ）に示すようにエキシマレーザーで穴
あけする前に、インク流路形成部材３の上に撥水性を示
す金属メッキ層８などを設けた場合には、エキシマレー
ザーのエネルギー密度が３〜１０倍程度必要となり、そ
のうえ熱を伴う穴あけ加工となるため、その熱の影響に
より期待したエッチング精度の穴は得られない。すなわ
ち、図２の（ｃ）に示すように、吐出口７の横断面は正
円とならず、楕円となったり、あるいは吐出口の周縁部
に凹凸が生じ、かつ吐出口の内面にも凹凸が生じたりす
る不都合が生じる。
（ａ）および（ｂ）に示すようにエキシマレーザーで穴
あけする前に、インク流路形成部材３の上に撥水性を示
す金属メッキ層８などを設けた場合には、エキシマレー
ザーのエネルギー密度が３〜１０倍程度必要となり、そ
のうえ熱を伴う穴あけ加工となるため、その熱の影響に
より期待したエッチング精度の穴は得られない。すなわ
ち、図２の（ｃ）に示すように、吐出口７の横断面は正
円とならず、楕円となったり、あるいは吐出口の周縁部
に凹凸が生じ、かつ吐出口の内面にも凹凸が生じたりす
る不都合が生じる。
【００１３】そしてまた、従来、エキシマレーザーで穴
あけした場合、その穴あけによるインク吐出口７はレー
ザー光の入射側よりも、光の進行方向に向って奥の方の
穴径が小さくなるようなテーパ形状になることが知られ
ており（前出 電子材料等参照）、インクの吐出速度が
吐出口の端面に向うに従って、遅くなるというインクジ
ェット記録ヘッドの吐出性能上の課題も抱えていた。
あけした場合、その穴あけによるインク吐出口７はレー
ザー光の入射側よりも、光の進行方向に向って奥の方の
穴径が小さくなるようなテーパ形状になることが知られ
ており（前出 電子材料等参照）、インクの吐出速度が
吐出口の端面に向うに従って、遅くなるというインクジ
ェット記録ヘッドの吐出性能上の課題も抱えていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
技術的課題を解決し、インクジェット記録ヘッドの吐出
口を形成するに際し、基板とオリフィスプレートとの位
置ズレおよび接着剤の上記吐出口内への侵入をそれぞれ
防止しうるイングシェット記録ヘッドの製造方法を提供
することにある。
技術的課題を解決し、インクジェット記録ヘッドの吐出
口を形成するに際し、基板とオリフィスプレートとの位
置ズレおよび接着剤の上記吐出口内への侵入をそれぞれ
防止しうるイングシェット記録ヘッドの製造方法を提供
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、（ａ） インクを吐出するために利用されるエネルギを
発生する素子を一方の面に有しかつ他方の面から一方の
面に達するインク供給口を有する基板の一方の面上に、
前記エネルギ発生素子および前記インク供給口を被うフ
ォトレジストを形成する工程と、 （ｂ） 前記基板に密着して設けられた高分子樹脂材料
を有して構成される天板に、金属を主成分とするメッキ
層を設ける工程と、 （ｃ） 前記メッキ層に開口部を設け、該開口部から前
記天板の一部を露出する工程と、 （ｄ） 前記メッキ層の前記開口部上から前記露出する
天板に向けてエキシマレーザ光を照射し、前記天板を貫
通しかつ前記フォトレジストに達するインク吐出口を形
成する工程と、 （ｅ） 前記フォトレジストを除去して前記インク供給
口と連通するインク流路を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする。
に、請求項１に記載の発明は、（ａ） インクを吐出するために利用されるエネルギを
発生する素子を一方の面に有しかつ他方の面から一方の
面に達するインク供給口を有する基板の一方の面上に、
前記エネルギ発生素子および前記インク供給口を被うフ
ォトレジストを形成する工程と、 （ｂ） 前記基板に密着して設けられた高分子樹脂材料
を有して構成される天板に、金属を主成分とするメッキ
層を設ける工程と、 （ｃ） 前記メッキ層に開口部を設け、該開口部から前
記天板の一部を露出する工程と、 （ｄ） 前記メッキ層の前記開口部上から前記露出する
天板に向けてエキシマレーザ光を照射し、前記天板を貫
通しかつ前記フォトレジストに達するインク吐出口を形
成する工程と、 （ｅ） 前記フォトレジストを除去して前記インク供給
口と連通するインク流路を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】ここで、次のようにすることができる。す
なわち、請求項１に記載の発明においては、前記エネル
ギ発生素子は、前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネ
ルギを発生する電気熱変換体でもよい。また、前記エキ
シマレーザ光は、エキシマレーザ発振器に設けられた光
学共振器のみを経て得られたものでもよい。前記エキシ
マレーザ光は、発散光成分を強める光学系のみを経て得
られたものでもよい。また、前記開口部が設けられた前
記金属メッキ層にＡｕまたはＰｔのメッキを施した後、
前記エキシマレーザ光を照射する工程を含んでもよい。
さらに前記エキシマレーザ光を照射した後、前記開口部
が設けられた前記金属メッキ層にＡｕまたはＰｔのメッ
キを施す工程を含んでもよい。また、これらの発明にお
いては、前記金属メッキ層の主成分は、フッ素ポリマま
たはフッ素オリゴマを包含するパーフロロカーボンと金
属との共析メッキあるいはフッ化グラファイトと金属と
の共析メッキによるものでもよい。
なわち、請求項１に記載の発明においては、前記エネル
ギ発生素子は、前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネ
ルギを発生する電気熱変換体でもよい。また、前記エキ
シマレーザ光は、エキシマレーザ発振器に設けられた光
学共振器のみを経て得られたものでもよい。前記エキシ
マレーザ光は、発散光成分を強める光学系のみを経て得
られたものでもよい。また、前記開口部が設けられた前
記金属メッキ層にＡｕまたはＰｔのメッキを施した後、
前記エキシマレーザ光を照射する工程を含んでもよい。
さらに前記エキシマレーザ光を照射した後、前記開口部
が設けられた前記金属メッキ層にＡｕまたはＰｔのメッ
キを施す工程を含んでもよい。また、これらの発明にお
いては、前記金属メッキ層の主成分は、フッ素ポリマま
たはフッ素オリゴマを包含するパーフロロカーボンと金
属との共析メッキあるいはフッ化グラファイトと金属と
の共析メッキによるものでもよい。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【作用】本発明においては、吐出口を形成すべき大面積
オリフィスプレートとなるべき金属プレートが、例えば
トランスファー成形法により、大面積基板と一体につく
り込まれているため、Ｓｉ基板等のアライメントマーク
を基準に、フォトリソグラフィー技術により高精度に上
記吐出口を形成可能となることから、該吐出口が形成さ
れた金属プレートであるとオリフィスプレートと基板と
が位置ズレすることなく接合可能となる。
オリフィスプレートとなるべき金属プレートが、例えば
トランスファー成形法により、大面積基板と一体につく
り込まれているため、Ｓｉ基板等のアライメントマーク
を基準に、フォトリソグラフィー技術により高精度に上
記吐出口を形成可能となることから、該吐出口が形成さ
れた金属プレートであるとオリフィスプレートと基板と
が位置ズレすることなく接合可能となる。
【００３５】また、オリフィスプレート自身が密着マス
クとなっているため、高精度の位置合わせ機構なしに、
エキシマレーザーの照射によりオリフィスプレートのも
つ穴の精度をそのまま生かして穴を形成できる。即ち、
コンフォーマルマスク法と呼ばれる加工法を用い、か
つ、マスク自身がヘッド部材であることで、位置合わせ
と接着というインクジェット記録ヘッドの従来の課題の
解決が図れる。
クとなっているため、高精度の位置合わせ機構なしに、
エキシマレーザーの照射によりオリフィスプレートのも
つ穴の精度をそのまま生かして穴を形成できる。即ち、
コンフォーマルマスク法と呼ばれる加工法を用い、か
つ、マスク自身がヘッド部材であることで、位置合わせ
と接着というインクジェット記録ヘッドの従来の課題の
解決が図れる。
【００３６】さらに、基板とオリフィスプレートが一体
となった被加工物とエキシマレーザー光とを相対的にス
キャンニングするため、エネルギー密度分布のムラによ
る加工精度の低下を解消できる。この場合、エネルギー
密度分布の補正光学系も不要となり、また大面積処理が
可能となるので加工コスト等の問題も解決できる。これ
は、同じ大面積処理の加工法としてステッパー等で採用
されているステップ・アンド・リピート法と比べても、
システムが簡便でかつそのステップ・アンド・リピート
法と同様の効果を得られるという点で優れている。
となった被加工物とエキシマレーザー光とを相対的にス
キャンニングするため、エネルギー密度分布のムラによ
る加工精度の低下を解消できる。この場合、エネルギー
密度分布の補正光学系も不要となり、また大面積処理が
可能となるので加工コスト等の問題も解決できる。これ
は、同じ大面積処理の加工法としてステッパー等で採用
されているステップ・アンド・リピート法と比べても、
システムが簡便でかつそのステップ・アンド・リピート
法と同様の効果を得られるという点で優れている。
【００３７】そしてまた、オリフィスプレート表面の撥
水処理を、エキシマレーザーの照射前に、メッキおよび
フォトリソエッチングの手法により行うため、高い撥水
性を示し、アルカリ域のインクに対しても長期安定な層
を、吐出口精度に影響を与えることなく、形成できる。
水処理を、エキシマレーザーの照射前に、メッキおよび
フォトリソエッチングの手法により行うため、高い撥水
性を示し、アルカリ域のインクに対しても長期安定な層
を、吐出口精度に影響を与えることなく、形成できる。
【００３８】また、エキシマレーザーの発散光成分を増
強することにより、吐出口の内部形状をコントロールし
てインクジェット記録ヘッドのインク滴を液吐出性能向
上に有利な逆テーパ形状とすることができる。
強することにより、吐出口の内部形状をコントロールし
てインクジェット記録ヘッドのインク滴を液吐出性能向
上に有利な逆テーパ形状とすることができる。
【００３９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００４０】（基本構成例１） 図３および図４は、本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造方法に係る基本構成としての一例を説明するため
の縦断面図である。図３および図４において、図１また
は図２に示した構成要素と同一であるものについては同
一符号を付し、その部分の説明を簡略化する。
の製造方法に係る基本構成としての一例を説明するため
の縦断面図である。図３および図４において、図１また
は図２に示した構成要素と同一であるものについては同
一符号を付し、その部分の説明を簡略化する。
【００４１】本基本構成例では、まずシリコン基板１上
に、シリコン基板１の発熱素子２およびインク供給口５
の一方の端部を被う厚さ４０ｕｍのポジ型フォトレジス
ト（図示略）を設ける。このレジストのついたシリコン
基板１と、オリフィスプレートとなるべき厚さ２０ｕｍ
のニッケル製の金属プレート１０とを、図３に示すトラ
ンスファー成形用金型内で対向させる。すなわち、図３
に示すように上記金型１１のうちの上部金型１１ａ内に
その内面との間に緩衝用ゴムシート１２ａを介して金属
プレート１０を収容する。同様に、下部金型１１ｂ内に
その内面との間に緩衝用ゴムシート１２ｂを介してレジ
ストのついたシリコン基板１を収容する。上下の両金型
１１ａおよび１１ｂを重ね合わせる前に、厚さ６０μｍ
のスペーサ１３ａおよび１３ｂを上記両プレートのそれ
ぞれの周縁部間に配して両プレートのギャップを決定す
る。これにより、シリコン基板１と金属プレート１０と
の間には所定の大きさの空間が形成され、両金型１１ａ
と１１ｂとの間にエア抜きポート１１ｃが形成される。
上部金型１１ａの内部には、例えばエポキシ樹脂を上記
空間内に流し込むための樹脂ポート１４が形成されてい
る。この樹脂ポート１４は、図示例ではスペーサ１３ａ
の内部を通って上記空間まで延びている。また、この成
形用金型１１には、図示しないが、金型の内部空間およ
び樹脂ポート内を所定温度に加熱するヒータおよびこの
ヒータに付設される温度調節機構が具備されている。次
に、いわゆるトランスファー成形法により、樹脂ポート
１４からエポキシ樹脂を流し込み、硬化させてシリコン
基板１と金属プレート１０との間にエポキシ樹脂を有し
て構成されるインク流路形成部材３を形成し、シリコン
基板１と金属プレート１０とを一体化する。次に、この
一体化した被加工物を金型１１から取り出した後、金属
プレート１０上にシリコン基板１のアライメントマーク
を基準にしてフォトレジスト（図示略）を設け、パター
ニングして金属プレート１０の所定位置にインク吐出口
７の一部をなす穴１０ａを形成する。上記パターニング
は、上記穴１０ａの底部にインク流路形成部材３の一部
が露出するまで続けられる。この後、金属プレート１０
上のフォトレジストを除去する。この段階でもシリコン
基板１上のポジ型フォトレジストは維持される。
に、シリコン基板１の発熱素子２およびインク供給口５
の一方の端部を被う厚さ４０ｕｍのポジ型フォトレジス
ト（図示略）を設ける。このレジストのついたシリコン
基板１と、オリフィスプレートとなるべき厚さ２０ｕｍ
のニッケル製の金属プレート１０とを、図３に示すトラ
ンスファー成形用金型内で対向させる。すなわち、図３
に示すように上記金型１１のうちの上部金型１１ａ内に
その内面との間に緩衝用ゴムシート１２ａを介して金属
プレート１０を収容する。同様に、下部金型１１ｂ内に
その内面との間に緩衝用ゴムシート１２ｂを介してレジ
ストのついたシリコン基板１を収容する。上下の両金型
１１ａおよび１１ｂを重ね合わせる前に、厚さ６０μｍ
のスペーサ１３ａおよび１３ｂを上記両プレートのそれ
ぞれの周縁部間に配して両プレートのギャップを決定す
る。これにより、シリコン基板１と金属プレート１０と
の間には所定の大きさの空間が形成され、両金型１１ａ
と１１ｂとの間にエア抜きポート１１ｃが形成される。
上部金型１１ａの内部には、例えばエポキシ樹脂を上記
空間内に流し込むための樹脂ポート１４が形成されてい
る。この樹脂ポート１４は、図示例ではスペーサ１３ａ
の内部を通って上記空間まで延びている。また、この成
形用金型１１には、図示しないが、金型の内部空間およ
び樹脂ポート内を所定温度に加熱するヒータおよびこの
ヒータに付設される温度調節機構が具備されている。次
に、いわゆるトランスファー成形法により、樹脂ポート
１４からエポキシ樹脂を流し込み、硬化させてシリコン
基板１と金属プレート１０との間にエポキシ樹脂を有し
て構成されるインク流路形成部材３を形成し、シリコン
基板１と金属プレート１０とを一体化する。次に、この
一体化した被加工物を金型１１から取り出した後、金属
プレート１０上にシリコン基板１のアライメントマーク
を基準にしてフォトレジスト（図示略）を設け、パター
ニングして金属プレート１０の所定位置にインク吐出口
７の一部をなす穴１０ａを形成する。上記パターニング
は、上記穴１０ａの底部にインク流路形成部材３の一部
が露出するまで続けられる。この後、金属プレート１０
上のフォトレジストを除去する。この段階でもシリコン
基板１上のポジ型フォトレジストは維持される。
【００４２】次に、図４に示すように、金属プレート１
０と一体化されたシリコン基板１を水平方向に二次元移
動可能なスキャンニング機構１５上に固定する。一方、
このスキャンニング機構１５に向けてその上方からエキ
シマレーザ光Ｒａを照射できるように、エキシマレーザ
発振器１６およびその光路上に配置された反射ミラー１
７の位置または姿勢を制御する。エキシマレーザ発振器
１６により、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎ
ｍ）をエネルギー密度１０００ｍＪ／ｃｍ2 で、金属プ
レート１０の穴１０ａ内のインク流路形成部材３の露出
部分を照射すると共に、上記スキャンニング機構１５に
より反射ミラー１７に対してシリコン基板１を水平移動
させてレーザ光の照射のスキャンを行う。このような操
作により、インク流路形成部材３の露出部分のエポキシ
樹脂のみをレーザアブレーションにより徐々に掘り込
み、穴３ａを形成する。レーザ照射は、シリコン基板１
上のポジ型フォトレジストに到達したところで終了す
る。これにより、金属プレート１０の穴１０ａとこれに
連続するインク流路形成部材３の穴３ａとを有するイン
ク吐出口７を完全に形成する。次に、シリコン基板１上
からポジ型フォトレジストを除去して厚さ４０μｍのイ
ンク流路４を形成することにより、インク供給口５から
インク流路４を経由してインク吐出口７に至るまでのパ
スを得ることができる。
０と一体化されたシリコン基板１を水平方向に二次元移
動可能なスキャンニング機構１５上に固定する。一方、
このスキャンニング機構１５に向けてその上方からエキ
シマレーザ光Ｒａを照射できるように、エキシマレーザ
発振器１６およびその光路上に配置された反射ミラー１
７の位置または姿勢を制御する。エキシマレーザ発振器
１６により、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎ
ｍ）をエネルギー密度１０００ｍＪ／ｃｍ2 で、金属プ
レート１０の穴１０ａ内のインク流路形成部材３の露出
部分を照射すると共に、上記スキャンニング機構１５に
より反射ミラー１７に対してシリコン基板１を水平移動
させてレーザ光の照射のスキャンを行う。このような操
作により、インク流路形成部材３の露出部分のエポキシ
樹脂のみをレーザアブレーションにより徐々に掘り込
み、穴３ａを形成する。レーザ照射は、シリコン基板１
上のポジ型フォトレジストに到達したところで終了す
る。これにより、金属プレート１０の穴１０ａとこれに
連続するインク流路形成部材３の穴３ａとを有するイン
ク吐出口７を完全に形成する。次に、シリコン基板１上
からポジ型フォトレジストを除去して厚さ４０μｍのイ
ンク流路４を形成することにより、インク供給口５から
インク流路４を経由してインク吐出口７に至るまでのパ
スを得ることができる。
【００４３】なお、上記スキャンニング機構１５の他の
例としてはエキシマレーザー１６とその被加工物となる
基板１とを連動して移動可能とした構成をも挙げること
ができるが、少なくとも一方が位置固定され、他方が単
独でスキャンニング可能な機構を有するものであれば本
発明に適用可能である。
例としてはエキシマレーザー１６とその被加工物となる
基板１とを連動して移動可能とした構成をも挙げること
ができるが、少なくとも一方が位置固定され、他方が単
独でスキャンニング可能な機構を有するものであれば本
発明に適用可能である。
【００４４】上記レーザー照射の終点は、アブレーショ
ンすべき樹脂層の厚さから実験的に必要パルス数が得ら
れるため、多少ポジ型フォトレジストに食い込むよう
に、必要パルス数＋αとすれば求められる。すなわち、
アブレーションすべき２０μｍのエポキシ樹脂層では、
スキャンニングしない固定照射換算で２００パルス程度
がよかった。
ンすべき樹脂層の厚さから実験的に必要パルス数が得ら
れるため、多少ポジ型フォトレジストに食い込むよう
に、必要パルス数＋αとすれば求められる。すなわち、
アブレーションすべき２０μｍのエポキシ樹脂層では、
スキャンニングしない固定照射換算で２００パルス程度
がよかった。
【００４５】本基本構成例において密着マスクとしての
金属プレート１０にＮｉを利用する方法は、金属Ｎｉ
と、エポキシ樹脂のアブレーションに必要なエネルギー
が大きく違う点を利用したものである。エポキシ樹脂で
は１Ｊ／ｃｍ２ 以下であるのに対し、Ｎｉでは１０Ｊ
／ｃｍ２ 程度以下である。しかも樹脂のアブレーショ
ンは化学結合切断による非熱加工であるのに対し、金属
では熱切断加工となる。また、この方法によると、レー
ザー光学系内に設けられたマスクを用いて、所定の位置
に吐出口を形成するわけではなく、すでに位置合わせさ
れた密着マスクを有するワークに対してレーザー照射が
行われるのであるから、レーザー光の位置合わせが不要
である。このように形成されたインク吐出口７の位置
は、基板１に対し、フォトリソグラフィー技術で形成さ
れているため、非常に高精度である。
金属プレート１０にＮｉを利用する方法は、金属Ｎｉ
と、エポキシ樹脂のアブレーションに必要なエネルギー
が大きく違う点を利用したものである。エポキシ樹脂で
は１Ｊ／ｃｍ２ 以下であるのに対し、Ｎｉでは１０Ｊ
／ｃｍ２ 程度以下である。しかも樹脂のアブレーショ
ンは化学結合切断による非熱加工であるのに対し、金属
では熱切断加工となる。また、この方法によると、レー
ザー光学系内に設けられたマスクを用いて、所定の位置
に吐出口を形成するわけではなく、すでに位置合わせさ
れた密着マスクを有するワークに対してレーザー照射が
行われるのであるから、レーザー光の位置合わせが不要
である。このように形成されたインク吐出口７の位置
は、基板１に対し、フォトリソグラフィー技術で形成さ
れているため、非常に高精度である。
【００４６】さらに、既出の特開平３−１６９５５９号
にあるように、従来例では、金属製の密着マスクは、繰
り返しエキシマレーザーの照射を受けるため、アブレー
ションに必要な３〜１０Ｊ／ｃｍ2 程度のエネルギー密
度には、達していないものの、ダメージが累積し、いず
れ吐出口形状の不良をおこす。しかし、本発明の方法で
は、被加工物自身の金属プレート１０を専用の密着マス
クとして使用するので、上記問題は解決される。
にあるように、従来例では、金属製の密着マスクは、繰
り返しエキシマレーザーの照射を受けるため、アブレー
ションに必要な３〜１０Ｊ／ｃｍ2 程度のエネルギー密
度には、達していないものの、ダメージが累積し、いず
れ吐出口形状の不良をおこす。しかし、本発明の方法で
は、被加工物自身の金属プレート１０を専用の密着マス
クとして使用するので、上記問題は解決される。
【００４７】本基本構成例のエキシマレーザー加工は、
スキャンニングしながら照射する手法を用いているた
め、大面積、たとえば８インチ径のＳｉウェハーを基板
としたものでも、一貫して加工できる。また、スキャン
ニングすることにより、エキシマレーザー本体から出射
されるエネルギー密度分布のバラツキを打ち消し（相
殺）ながら、オリフィスプレートの吐出口７をマスク
に、高精度な穴あけができる。
スキャンニングしながら照射する手法を用いているた
め、大面積、たとえば８インチ径のＳｉウェハーを基板
としたものでも、一貫して加工できる。また、スキャン
ニングすることにより、エキシマレーザー本体から出射
されるエネルギー密度分布のバラツキを打ち消し（相
殺）ながら、オリフィスプレートの吐出口７をマスク
に、高精度な穴あけができる。
【００４８】したがって、上記スキャンニングは、エキ
シマレーザー発振器にエネルギー密度分布を補正する光
学系や、エネルギー密度を上げる光学系を付設する必要
がないので、設備コスト、ランニングコストといった面
でも、従来の課題を解決している。もとのレーザービー
ムのエネルギー密度が低い場合には、レーザーの共振器
のリアミラーを短焦点の凹面鏡とするなどで、十分対応
が可能である。
シマレーザー発振器にエネルギー密度分布を補正する光
学系や、エネルギー密度を上げる光学系を付設する必要
がないので、設備コスト、ランニングコストといった面
でも、従来の課題を解決している。もとのレーザービー
ムのエネルギー密度が低い場合には、レーザーの共振器
のリアミラーを短焦点の凹面鏡とするなどで、十分対応
が可能である。
【００４９】なお、本基本構成例では、発熱素子による
吐出手段を備えた基板１に対し、垂直方向にインク滴を
飛翔させるいわゆるサイドシュート型を用いたが、吐出
手段としては、ピエゾ素子でもよく、また基板１に対
し、水平方向に飛翔するいわゆるエッジシュートであっ
てもよい。これらは、以下に述べる実施例でも同様であ
る。また、耐インク性の面で、インク流路形成部材３と
してエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を選定したが、こ
れに限るものではなく、熱可塑性樹脂または光硬化性樹
脂などの他の材料も使用可能である。例えば、アクリル
樹脂，ジグリコールジアルキルカーボネート樹脂，不飽
和ポリエステル樹脂，ポリウレタン樹脂，フェノール樹
脂などを使用することができる。そして、熱可塑性樹脂
をインク流路形成部材３に用いる場合には、インク流路
４を形成するレジストとして耐熱性に優れたものを用い
る必要があり、光硬化性樹脂をインク流路形成部材３に
用いる場合には、基板１にガラスなどの光透過性材料を
用いる必要がある。
吐出手段を備えた基板１に対し、垂直方向にインク滴を
飛翔させるいわゆるサイドシュート型を用いたが、吐出
手段としては、ピエゾ素子でもよく、また基板１に対
し、水平方向に飛翔するいわゆるエッジシュートであっ
てもよい。これらは、以下に述べる実施例でも同様であ
る。また、耐インク性の面で、インク流路形成部材３と
してエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を選定したが、こ
れに限るものではなく、熱可塑性樹脂または光硬化性樹
脂などの他の材料も使用可能である。例えば、アクリル
樹脂，ジグリコールジアルキルカーボネート樹脂，不飽
和ポリエステル樹脂，ポリウレタン樹脂，フェノール樹
脂などを使用することができる。そして、熱可塑性樹脂
をインク流路形成部材３に用いる場合には、インク流路
４を形成するレジストとして耐熱性に優れたものを用い
る必要があり、光硬化性樹脂をインク流路形成部材３に
用いる場合には、基板１にガラスなどの光透過性材料を
用いる必要がある。
【００５０】（実施例１） 図５は、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の一実施例を説明するための縦断面図である。図５にお
けるインクジェット記録ヘッドの構成要素のうち、図３
および図４の構成要素と同一のものについては、同一符
号を付し、その説明を省略する。
の一実施例を説明するための縦断面図である。図５にお
けるインクジェット記録ヘッドの構成要素のうち、図３
および図４の構成要素と同一のものについては、同一符
号を付し、その説明を省略する。
【００５１】本実施例では、金属プレート１０の穴１０
ａの形成工程後でレーザアブレーション工程前におい
て、オリフィスプレートとなるべき金属プレート１０の
上面と、金属プレート１０の穴１０ａの内壁面および底
面に電解メッキによるＡｕメッキ層２０を形成する。す
なわち、実施例１と同様にして金属プレート１０をパタ
ーニングして所定の位置にインク吐出口７の一部を構成
する穴１０ａを形成する。次に、金属プレート１０から
図示しないフォトレジストを除去した後、金属プレート
１０のニッケルを陰極として上記Ａｕメッキ層２０を形
成する。Ａｕメッキ液としては、通常の金濃度１４ｇ／
ｌのものでもよく、メッキ厚も０．５〜１μｍ程度でよ
い。
ａの形成工程後でレーザアブレーション工程前におい
て、オリフィスプレートとなるべき金属プレート１０の
上面と、金属プレート１０の穴１０ａの内壁面および底
面に電解メッキによるＡｕメッキ層２０を形成する。す
なわち、実施例１と同様にして金属プレート１０をパタ
ーニングして所定の位置にインク吐出口７の一部を構成
する穴１０ａを形成する。次に、金属プレート１０から
図示しないフォトレジストを除去した後、金属プレート
１０のニッケルを陰極として上記Ａｕメッキ層２０を形
成する。Ａｕメッキ液としては、通常の金濃度１４ｇ／
ｌのものでもよく、メッキ厚も０．５〜１μｍ程度でよ
い。
【００５２】次に、上記穴１０ａの底面に形成されたＡ
ｕメッキ２０およびその下側のインク流路形成部材３の
部分に対して順次ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４
８ｎｍ）を照射してゆき、インク流路形成部材３をポジ
型フォトレジストに達するまで掘り下げ、上記穴１０ａ
と共にインク吐出口７を構成する穴３ａを形成する。こ
の後は、実施例１と同様にして目的のインクジェット記
録ヘッドを得ることができる。本実施例では、Ａｕメッ
キ後にエキシマレーザー照射を行っているが、非シアン
系の金メッキ液を使用する場合には、ポジ型フォトレジ
ストの溶解は問題とならないため、エキシマレーザーを
照射し、穴をあけてからＡｕメッキしてもよい。なお、
インクジェット記録ヘッドの吐出口面は、ゴムブレード
等のクリーニング機構に対する摺擦性が望まれるため、
無電解メッキよりも電解メッキの方が、硬さ、密着性と
いった点で望ましい。
ｕメッキ２０およびその下側のインク流路形成部材３の
部分に対して順次ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４
８ｎｍ）を照射してゆき、インク流路形成部材３をポジ
型フォトレジストに達するまで掘り下げ、上記穴１０ａ
と共にインク吐出口７を構成する穴３ａを形成する。こ
の後は、実施例１と同様にして目的のインクジェット記
録ヘッドを得ることができる。本実施例では、Ａｕメッ
キ後にエキシマレーザー照射を行っているが、非シアン
系の金メッキ液を使用する場合には、ポジ型フォトレジ
ストの溶解は問題とならないため、エキシマレーザーを
照射し、穴をあけてからＡｕメッキしてもよい。なお、
インクジェット記録ヘッドの吐出口面は、ゴムブレード
等のクリーニング機構に対する摺擦性が望まれるため、
無電解メッキよりも電解メッキの方が、硬さ、密着性と
いった点で望ましい。
【００５３】ＮｉにＡｕないしはＰｔをメッキすると、
撥水性は非常に高いわけではないものの、インクに対し
て安定で、長期的に安定な撥水性が得られる。また、撥
水性樹脂の吐出口への侵入を防止できる。
撥水性は非常に高いわけではないものの、インクに対し
て安定で、長期的に安定な撥水性が得られる。また、撥
水性樹脂の吐出口への侵入を防止できる。
【００５４】（実施例２） 図６は、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。図６におい
て１８はエキシマレーザー光の発散光成分を強めるため
の増強用ミラーである。これらミラー１８を用いて、基
本構成例１と同じ加工を行えば、発散光成分があるた
め、密着マスクとなっている金属プレート１０の穴１０
ａはそのままで、奥に向って、アブレーションがより進
みむことにより、インク流路形成部材３の穴３ａを奥に
向かって拡径した逆テーパ形状とすることができる。こ
のような形状の穴３ａを含むインク吐出口７は、その吐
出端がインク吐出口７の内奥部よりも径が絞られている
ため、インク吐出速度を上げることができるなど、記録
性能の大幅向上が図れる。また、この逆テーパ角は、ミ
ラー配置等により、適宜、コントロールが可能である。
基本構成例１では、加工エネルギー密度の選択により、
ストレートがベストな状態であり、ポジ型フォトレジス
トとの組み合せで、逆テーパを形成しているが、本実施
例ではスムーズな逆テーパを得ることができる。
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。図６におい
て１８はエキシマレーザー光の発散光成分を強めるため
の増強用ミラーである。これらミラー１８を用いて、基
本構成例１と同じ加工を行えば、発散光成分があるた
め、密着マスクとなっている金属プレート１０の穴１０
ａはそのままで、奥に向って、アブレーションがより進
みむことにより、インク流路形成部材３の穴３ａを奥に
向かって拡径した逆テーパ形状とすることができる。こ
のような形状の穴３ａを含むインク吐出口７は、その吐
出端がインク吐出口７の内奥部よりも径が絞られている
ため、インク吐出速度を上げることができるなど、記録
性能の大幅向上が図れる。また、この逆テーパ角は、ミ
ラー配置等により、適宜、コントロールが可能である。
基本構成例１では、加工エネルギー密度の選択により、
ストレートがベストな状態であり、ポジ型フォトレジス
トとの組み合せで、逆テーパを形成しているが、本実施
例ではスムーズな逆テーパを得ることができる。
【００５５】（基本構成例２） 図４を用いて本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法に係る他の基本構成例を説明する。
方法に係る他の基本構成例を説明する。
【００５６】本基本構成例においては図４におけるイン
ク流路形成部材３をスピンコートにより形成する。すな
わち、シリコン基板１上のポジ型フォトレジストを覆う
ように厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層をスピンコート法
により形成したのち、オリフィスプレートとなるべき厚
さ２０μｍのＮｉ製の金属プレート１０を貼り合わせ、
エポキシ樹脂を硬化させてインク流路形成部材３を介し
てシリコン基板１と金属プレート１０とを一体化する。
そののち、実施例１と同様にシリコン基板１のアライメ
ントマークを基準に、フォトレジストを用い、金属プレ
ート１０をパターニングして、所定の位置に吐出口７を
形成し、上記フォトレジストを除去する。
ク流路形成部材３をスピンコートにより形成する。すな
わち、シリコン基板１上のポジ型フォトレジストを覆う
ように厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層をスピンコート法
により形成したのち、オリフィスプレートとなるべき厚
さ２０μｍのＮｉ製の金属プレート１０を貼り合わせ、
エポキシ樹脂を硬化させてインク流路形成部材３を介し
てシリコン基板１と金属プレート１０とを一体化する。
そののち、実施例１と同様にシリコン基板１のアライメ
ントマークを基準に、フォトレジストを用い、金属プレ
ート１０をパターニングして、所定の位置に吐出口７を
形成し、上記フォトレジストを除去する。
【００５７】以上により、吐出口の一部となる穴１０ａ
が形成された一体型の基板１が得られる。この吐出口
面、すなわち穴１０ａから、ＫｒＦエキシマレーザー光
（波長：２４８ｎｍ）を、エネルギー密度５００ｍＪ／
ｃｍ2 で照射すると共に、基板１をスキャンニング機構
１５により移動して、スキャンニングして穴１０ａから
露出する部分のエポキシ樹脂のみがアブレーションによ
り徐々に掘り込まれ穴３ａが形成される。はじめにシリ
コン基板１上に形成されたポジ型のフォトレジスト層に
届いたところでレーザー照射を終了する。これで吐出口
が完全に形成され、ポジ型レジストを除去すれば、イン
ク供給口から吐出口にいたるパスができる。
が形成された一体型の基板１が得られる。この吐出口
面、すなわち穴１０ａから、ＫｒＦエキシマレーザー光
（波長：２４８ｎｍ）を、エネルギー密度５００ｍＪ／
ｃｍ2 で照射すると共に、基板１をスキャンニング機構
１５により移動して、スキャンニングして穴１０ａから
露出する部分のエポキシ樹脂のみがアブレーションによ
り徐々に掘り込まれ穴３ａが形成される。はじめにシリ
コン基板１上に形成されたポジ型のフォトレジスト層に
届いたところでレーザー照射を終了する。これで吐出口
が完全に形成され、ポジ型レジストを除去すれば、イン
ク供給口から吐出口にいたるパスができる。
【００５８】上記レーザー照射の終点は、アブレーショ
ンすべき樹脂層の厚さから実験的に必要パルス数が得ら
れるため、多少ポジ型フォトレジストに食い込むよう
に、必要パルス数＋αとすれば求められる。アブレーシ
ョンすべき２０μｍのエポキシ樹脂層では、スキャンニ
ングしない固定照射換算で２００パルス程度がよかっ
た。
ンすべき樹脂層の厚さから実験的に必要パルス数が得ら
れるため、多少ポジ型フォトレジストに食い込むよう
に、必要パルス数＋αとすれば求められる。アブレーシ
ョンすべき２０μｍのエポキシ樹脂層では、スキャンニ
ングしない固定照射換算で２００パルス程度がよかっ
た。
【００５９】本基本構成例は基本構成例１とほぼ同様の
効果を得ることができる。
効果を得ることができる。
【００６０】（実施例３） 図７は、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。
【００６１】本実施例では、図３に示した金属Ｎｉプレ
ート１０を貼りつけ、その上にＡｕメッキ層８を施すと
いった手法を用いた実施例２とは異なり、図７に示すよ
うに、高い撥水性を示すフッ素系ポリマー、フッ素系オ
リゴマー、あるいはフッ化グラファイトをＮｉメッキ液
に分散させ、エポキシ樹脂からインク流路形成部材３の
上に共析メッキ層２１を形成している点に特徴がある。
ート１０を貼りつけ、その上にＡｕメッキ層８を施すと
いった手法を用いた実施例２とは異なり、図７に示すよ
うに、高い撥水性を示すフッ素系ポリマー、フッ素系オ
リゴマー、あるいはフッ化グラファイトをＮｉメッキ液
に分散させ、エポキシ樹脂からインク流路形成部材３の
上に共析メッキ層２１を形成している点に特徴がある。
【００６２】フッ素系ポリマとして用いられる低分子量
のポリテトラフルオロエチレンでは、セントラル硝子
（株）のセフラルループＶ、フッ化グラファイトでは、
同じくセフボンＣＭＡなどがよい。また、ニッケルメッ
キ液としては、上村工業（株）で市販している電解メッ
キ用複合メッキ液メタフロン、あるいは、無電解メッキ
用複合メッキ液ニムフロンそのものを使用してもよい。
のポリテトラフルオロエチレンでは、セントラル硝子
（株）のセフラルループＶ、フッ化グラファイトでは、
同じくセフボンＣＭＡなどがよい。また、ニッケルメッ
キ液としては、上村工業（株）で市販している電解メッ
キ用複合メッキ液メタフロン、あるいは、無電解メッキ
用複合メッキ液ニムフロンそのものを使用してもよい。
【００６３】以上説明したように、本発明のインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法によれば従来問題となった、
吐出口が形成されたオリフィスプレートと吐出手段を備
えた基板との貼り合わせ時の位置ズレおよび接着剤の吐
出口への侵入を確実に防止できる。
ット記録ヘッドの製造方法によれば従来問題となった、
吐出口が形成されたオリフィスプレートと吐出手段を備
えた基板との貼り合わせ時の位置ズレおよび接着剤の吐
出口への侵入を確実に防止できる。
【００６４】また、この方法は、エキシマレーザー加工
のコストを大幅に低減できるレンズレス穴あけが可能で
あり、吐出に有利な逆テーパ形状も簡単に得られ、そし
て、安定した撥水層を表面に精度よく設けることができ
る。
のコストを大幅に低減できるレンズレス穴あけが可能で
あり、吐出に有利な逆テーパ形状も簡単に得られ、そし
て、安定した撥水層を表面に精度よく設けることができ
る。
【００６５】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
装置の一実施例としては、図３に示したシリコン基板１
とオリフィスプレートとなる金属プレート１０との一体
化を行うためのトランスファー成形用金型と、同図に示
した一体化したシリコン基板１を水平方向に二次元移動
させるためのスキャンニング機構１５と、図４に示した
金属プレート１０に形成された穴１０ａを通してエキシ
マレーザによるアブレーションによりインク吐出口７を
形成するためのエキシマレーザ発振器１６および反射ミ
ラー１７とを少なくとも含む構成を挙げることができ
る。このような構成の製造装置を用いてインクジェット
記録ヘッドを製造すれば、前述のサイドシュート型のヘ
ッドの製造に際して、シリコン基板１上の発熱素子２に
対向する所望の位置にインク吐出口７を正確に形成する
ことができる。
装置の一実施例としては、図３に示したシリコン基板１
とオリフィスプレートとなる金属プレート１０との一体
化を行うためのトランスファー成形用金型と、同図に示
した一体化したシリコン基板１を水平方向に二次元移動
させるためのスキャンニング機構１５と、図４に示した
金属プレート１０に形成された穴１０ａを通してエキシ
マレーザによるアブレーションによりインク吐出口７を
形成するためのエキシマレーザ発振器１６および反射ミ
ラー１７とを少なくとも含む構成を挙げることができ
る。このような構成の製造装置を用いてインクジェット
記録ヘッドを製造すれば、前述のサイドシュート型のヘ
ッドの製造に際して、シリコン基板１上の発熱素子２に
対向する所望の位置にインク吐出口７を正確に形成する
ことができる。
【００６６】さらに、上記構成の製造装置に、図６に示
した簡便名方法として発散光成分増強用ミラー１８を付
加した構成とすることにより、インク吐出方向に対して
逆テーパ状の断面形状を有するインク吐出口７を形成す
ることができる。これにより、前述したように高いイン
ク吐出性能を有するインクジェット記録ヘッドを得るこ
とができる。
した簡便名方法として発散光成分増強用ミラー１８を付
加した構成とすることにより、インク吐出方向に対して
逆テーパ状の断面形状を有するインク吐出口７を形成す
ることができる。これにより、前述したように高いイン
ク吐出性能を有するインクジェット記録ヘッドを得るこ
とができる。
【００６７】なお、上記の実施例では、インク吐出口７
の形成にエキシマレーザを用いているが、これはエキシ
マレーザを用いれば、インク吐出口７の内部形状を上か
ら見て逆テーパ状とすることができるからである。逆テ
ーパ状の加工は不可能であるが、インク吐出口７の形成
にはプラズマエッチングも用いることができる。異方性
エッチングによる場合には、図８の（ａ）に示すように
インク吐出口７はストレートに近い順テーパ状となる
が、等方性エッチングによる場合には図８の（ｂ）に示
すように金属プレート１０の下側も削られてしまう。
の形成にエキシマレーザを用いているが、これはエキシ
マレーザを用いれば、インク吐出口７の内部形状を上か
ら見て逆テーパ状とすることができるからである。逆テ
ーパ状の加工は不可能であるが、インク吐出口７の形成
にはプラズマエッチングも用いることができる。異方性
エッチングによる場合には、図８の（ａ）に示すように
インク吐出口７はストレートに近い順テーパ状となる
が、等方性エッチングによる場合には図８の（ｂ）に示
すように金属プレート１０の下側も削られてしまう。
【００６８】また、上記のように、本発明のインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法により得られたインクジェッ
ト記録ヘッドは、インク吐出性能に優れたものとなる。
ット記録ヘッドの製造方法により得られたインクジェッ
ト記録ヘッドは、インク吐出性能に優れたものとなる。
【００６９】さらに、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドは、該ヘッドにインクを供給するインクタンクに装着
して使用することができる。そして得られるインクジェ
ット記録カートリッジはコンパクトでインク吐出性能に
優れたものとなる。
ドは、該ヘッドにインクを供給するインクタンクに装着
して使用することができる。そして得られるインクジェ
ット記録カートリッジはコンパクトでインク吐出性能に
優れたものとなる。
【００７０】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
またはインクジェット記録カートリッジは、例えば米国
特許５，１３２，７１１号明細書に記載のプリンタに搭
載可能である。当該米国特許明細書の記載内容は、その
特許番号がここに参照されることによって本明細書の一
部を構成するものとする。
またはインクジェット記録カートリッジは、例えば米国
特許５，１３２，７１１号明細書に記載のプリンタに搭
載可能である。当該米国特許明細書の記載内容は、その
特許番号がここに参照されることによって本明細書の一
部を構成するものとする。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェット記録ヘッドの製造方法によれば従来問題
となった、吐出口が形成されたオリフィスプレートと吐
出手段を備えた基板との貼り合わせ時の位置ズレおよび
接着剤の吐出口への侵入を確実に防止できる。
インクジェット記録ヘッドの製造方法によれば従来問題
となった、吐出口が形成されたオリフィスプレートと吐
出手段を備えた基板との貼り合わせ時の位置ズレおよび
接着剤の吐出口への侵入を確実に防止できる。
【００７２】また、この方法は、エキシマレーザー加工
のコストを大幅に低減できるレンズレス穴あけが可能で
あり、吐出に有利な逆テーパ形状も簡単に得られ、そし
て、安定した撥水層を表面に精度よく設けることができ
る。
のコストを大幅に低減できるレンズレス穴あけが可能で
あり、吐出に有利な逆テーパ形状も簡単に得られ、そし
て、安定した撥水層を表面に精度よく設けることができ
る。
【図１】従来のインクジェット記録ヘッドにおける吐出
口の形成方法を説明するための吐出口近傍の縦断面図で
あって、（ａ）レーザーアブレーション前、（ｂ）はレ
ーザーアブレーション後を示すものである。
口の形成方法を説明するための吐出口近傍の縦断面図で
あって、（ａ）レーザーアブレーション前、（ｂ）はレ
ーザーアブレーション後を示すものである。
【図２】他の従来のインクジェット記録ヘッドにおける
吐出口の形成方法を説明するための吐出口近傍の縦断面
図であって、（ａ）レーザーアブレーション前、（ｂ）
はレーザーアブレーション後、（ｃ）は（ｂ）において
レーザーアブレーションにより形成された吐出口状態を
示す概略断面図である。
吐出口の形成方法を説明するための吐出口近傍の縦断面
図であって、（ａ）レーザーアブレーション前、（ｂ）
はレーザーアブレーション後、（ｃ）は（ｂ）において
レーザーアブレーションにより形成された吐出口状態を
示す概略断面図である。
【図３】本発明に適用されるトランスファー成形法を説
明するための成形金型の構成を示す縦断面図である。
明するための成形金型の構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
に係る一基本構成例を示す構成図である。
に係る一基本構成例を示す構成図である。
【図５】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の一実施例を示す構成図である。
の一実施例を示す構成図である。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の他の実施例を示す構成図である。
の他の実施例を示す構成図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の他の実施例を示す構成図である。
の他の実施例を示す構成図である。
【図８】プラズマエッチングにより形成したインク吐出
口の断面図であって、（ａ）は異方性エッチングによる
場合を示し、（ｂ）は等方性エッチングによる場合を示
す図である。
口の断面図であって、（ａ）は異方性エッチングによる
場合を示し、（ｂ）は等方性エッチングによる場合を示
す図である。
１ 吐出手段を備えた基板 ２ 発熱素子 ３ インク流路形成部材 ４ インク流路 ５ インク供給口 ６ 金属マスク ６ａ 開口部 ７ インク吐出口 １０ 金属製オリフィスプレート １０ａ 穴 １１ａ トランスファー成形用上部金型 １１ｂ トランスファー成形用下部金型 １１ｃ エア抜きポート １２ あらかじめ穴があけられた金属マスク １２ａ，１２ｂ 緩衝用ゴムシート １３ａ，１３ｂ ギャップ決めスペーサ １４ 樹脂ポート １５ 基板１等を一体でスキャンニングするための機構 １６ エキシマレーザ発振器 １７ 反射ミラー １８ エキシマレーザー光の発散光成分増強用ミラー ２１ 共析メッキ層 Ｒａ エキシマレーザー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/135
Claims (7)
- 【請求項１】 （ａ） インクを吐出するために利用さ
れるエネルギを発生する素子を一方の面に有しかつ他方
の面から一方の面に達するインク供給口を有する基板の
一方の面上に、前記エネルギ発生素子および前記インク
供給口を被うフォトレジストを形成する工程と、 （ｂ） 前記基板に密着して設けられた高分子樹脂材料
を有して構成される天板に、金属を主成分とするメッキ
層を設ける工程と、 （ｃ） 前記メッキ層に開口部を設け、該開口部から前
記天板の一部を露出する工程と、 （ｄ） 前記メッキ層の前記開口部上から前記露出する
天板に向けてエキシマレーザ光を照射し、前記天板を貫
通しかつ前記フォトレジストに達するインク吐出口を形
成する工程と、 （ｅ） 前記フォトレジストを除去して前記インク供給
口と連通するインク流路を形成する工程と、 を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製
造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記エネルギ発生素子は、前
記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電
気熱変換体であることを特徴とするインクジェット記録
ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記エキシマレーザ光は、エ
キシマレーザ発振器に設けられた光学共振器のみを経て
得られたものであることを特徴とするインクジェット記
録ヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記エキシマレーザ光は、発
散光成分を強める光学系のみを経て得られたものである
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項５】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記開口部が設けられた前記
金属メッキ層にＡｕまたはＰｔのメッキを施した後、前
記エキシマレーザ光を照射する工程を含むことを特徴と
するインクジ ェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、前記エキシマレーザ光を照射
した後、前記開口部が設けられた前記金属メッキ層にＡ
ｕまたはＰｔのメッキを施す工程を含むことを特徴とす
るインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 請求項５または６に記載のインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、前記金属メッキ層の
主成分は、フッ素ポリマまたはフッ素オリゴマを包含す
るパーフロロカーボンと金属との共析メッキあるいはフ
ッ化グラファイトと金属との共析メッキによるものであ
ることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09284793A JP3290495B2 (ja) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
| US08/925,617 US5948290A (en) | 1992-04-21 | 1997-09-09 | Method of fabricating an ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123392 | 1992-04-21 | ||
| JP4-101233 | 1992-04-21 | ||
| JP09284793A JP3290495B2 (ja) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
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