JP3305041B2 - インクジェットヘッド、その製造方法および前記インクジェットヘッドを備えたインクジェット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出させて被
記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドと、その製
造方法と、前記インクジェットヘッドを備えたインクジ
ェット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式に適用されるイ
ンクジェットヘッド（以下、「記録ヘッド」という）に
は、一般に、図１１に示すように、インクが吐出される
ための吐出口１１６と、前記吐出口１１６に供給するた
めのインクを貯える液室１１１と、前記吐出口１１６と
前記液室１１１とを連通する液流路（個別液流路）１１
５と、前記液流路１１５の一部位に設けられたインクを
吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素
子（電気熱変換体）１０２と、前記液室１１１に外部か
らインクを供給するための供給口１０６とが設けられて
いる。

【０００３】そして、従来の前記記録ヘッドの製造方法
としては、以下に示すようなものが知られる。

【０００４】まず、エネルギー発生素子１０２が設けら
れた第１の基板１０１にポジ型もしくはネガ型の感光性
ドライフィルムを貼り、前記感光性ドライフィルムのう
ち吐出口１１６、液流路１１５および液室１１１の一部
に相当するパターンをマスクしもしくは露出させて露光
し、現像して前記吐出口１１６、液流路１１５および液
室１１１の一部に相当するパターンの固体層（不図示）
を第１の基板１０１上に設ける。次に、前記固体層およ
び第１の基板１０１の上に活性エネルギー線により硬化
する活性エネルギー線硬化性材料を適宜厚さに塗布す
る。次に、液室１１１の他の一部を形成するための凹部
１０５および供給口１０６が設けられた活性エネルギー
線透過性の第２の基板１０４を前記活性エネルギー線硬
化性材料の上に前記凹部１０５を液室１１１が形成され
る予定位置に合わせて貼り付け積層体を作る。さらに、
前記活性エネルギー線硬化性材料のうち液室１１１が形
成される予定部分を隠すように第２の基板１０４をマス
クして活性エネルギー線をその第２の基板１０４を通し
て活性エネルギー線硬化性材料に照射し硬化させる。つ
いで、前記活性エネルギー線硬化性材料が硬化された積
層体を吐出口１１６を形成する位置で切断して前記固体
層の端面を露出させたのち前記固体層と未硬化の活性エ
ネルギー線硬化性材料とを溶解する溶剤中に浸漬し、前
記積層体から前記固体層および未硬化の活性エネルギー
線硬化性材料を溶解除去して内部に液流路１１５および
液室１１１を形成する空間を設ける方法である（特開昭
６１−１５４９４７号公報及び特開昭６２−２５３４５
７号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の記録ヘ
ッドは、インクを吐出口へ安定して供給するために、液
流路の断面積は吐出口の断面積より大きなものとなって
いるこのため、インク中に不純物粒子等のゴミが存在す
る場合には、記録に際してインクが液流路に供給された
ときに、前記ゴミが吐出口近傍に達することがあった。
前記ゴミが吐出口近傍に達すると、インク吐出の際に、
インクの吐出方向がずれたり、インクの吐出量が変化し
てむらが生じる等、正常な吐出が行われなくなるという
問題点があった。また、場合によっては前記ゴミが吐出
口を塞いでしまい、インクが吐出されなくなってしまう
という問題点があった。

【０００６】さらに、記録ヘッドに強い振動等が与えら
れると、吐出口よりインクが漏れたり、逆に、インクが
液室側に逆流して、インクの正常な吐出が行われなくな
る場合があるという問題点もあった。

【０００７】そして、上述した各問題点を解決するため
には、液流路にフィルタ等を設けるとよいが、フィルタ
等を設けることによって、記録ヘッドを構成する部品点
数が増えたり、記録ヘッドの製造工程が増えるため、記
録ヘッドの製造コストが上ったり、さらには部品点数が
増えたり製造工程が増えることによって、かえってゴミ
の発生につながるおそれがあるという問題点があった。

【０００８】また場合により、フィルタを設けることに
よりインク供給が妨げられ吐出の応答周波数が低下する
ことも起りうる。

【０００９】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、部品点数や製造工程を増
やさずに、インク中のゴミを吐出口近傍に達しにくくす
る改良されたインクジェットヘッド、その製造方法およ
び前記インクジェットヘッドを備えたインクジェット装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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ヘッドは、インクが吐出され
る吐出口と、前記吐出口からインクを吐出するためのエ
ネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネル
ギー発生素子に対応して設けられ、前記吐出口にインク
を供給する液流路と、を備えたインクジェットヘッドに
おいて、前記液流路の前記エネルギー発生素子が設けら
れた部位より反吐出口側の開口部に流路形成部材により
形成されているフィルタを備えるとともに、該フィルタ
の幅は前記流路の開口幅よりも大きく、少なくとも該流
路の全幅に対応して延在していることを特徴とする。

【００１１】また、インクが吐出される吐出口と、前記
吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生す
るエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対
応して設けられ、前記吐出口にインクを供給する液流路
と、を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記液流
路の前記エネルギー発生素子が設けられた部位より反吐
出口側の開口部に流路形成部材により形成されているフ
ィルタを備えるとともに、該フィルタの幅は前記流路の
開口幅よりも小さく、高さが前記流路の開口高さよりも
小さいことを特徴とする。

【００１２】エネルギー発生素子は、インクを吐出する
ための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。

【００１３】 吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅に
わたって形成されているフルラインタイプであるインク
ジェットヘッド。前記インクジェットヘッドを備えるイ
ンクジェット記録装置であって、記録信号に基づいてイ
ンクを前記インクジェットヘッドの吐出口から吐出して
記録を行うことを特徴とするインクジェット装置を提供
する。

【００１４】 エネルギー発生素子は、インクを吐出す
るための熱エネルギーを発生する電気熱変換体である前
記のインクジェット装置を提供する。吐出口が被記録媒
体の記録領域の全幅にわたって形成されているフルライ
ンタイプである前記のインクジェット装置提供する。

【００１５】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、記録
に際し、インクジェットヘッド外部から供給されたイン
クはフィルタ構造を通って吐出口より吐出される。この
とき、インク中に吐出口の断面または巾より大きいゴミ
が存在すると、前記フィルタ構造がフィルタとして作用
し、前記ゴミは前記フィルタ構造で遮られるため、前記
ゴミが吐出口近傍に詰まること等によるインクの吐出不
良が抑えられる。

【００１６】フィルタ構造によって、インクの吐出不良
の発生する確率が極端に押さえられる。これは以下の理
由によるものと考えられる。すなわち、インク中のゴミ
の形状、大きさは不定であり、一つのゴミについて考え
ても見る角度によりその形状（以下投影形状と言うこと
にする）は、種々の形状を取りうる。たとえば、ゴミと
して直径１０μｍ、長さ５０μｍの円筒状ものを考え、
フィルタ構造として幅１５μｍ、高さ２５μｍのもの
を、１つは図１２の様に曲路を有しないもの、もう１つ
は図１３の様に千鳥状に設け曲路を有するものを考え
る。図１２，１３で斜線部は柱で、斜線部間が高さ２５
μｍの液路である。図１２の配置では前記のゴミが通過
する可能性があるのに対し、図１３の曲路を有するもの
では通過する事ができない。ゴミの形状、大きさは不定
で、上の例は一例にしかすぎないが、曲路を設ける事
で、ゴミの通過する確率が著しく小さくなる事が理解で
きる。

【００１７】またフィルタ構造の別の例を模式的に説明
したのが図２５（Ａ）及び（Ｂ）である。吐出口の巾×
高さは２０×２５μｍと仮定し、図２５（Ａ）の開口部
は同じく２２×２５μｍとする。図２５（Ｂ）は２２×
２５μｍの開口部の中央に上部寸法がφ２μｍで下に行
く程細くなり高さ５μｍの所まで伸びる逆円錐形をした
突起が形成されている。ゴミとして球状のものを仮定し
た場合、吐出口に詰まるゴミはインク流路を通過したも
ののうち径が２０μｍより大のものである。図２５
（Ａ）の開口部は径が２２μｍより小のゴミは捕えきれ
ず、吐出口詰まりを発生する可能性がある。一方図２５
（Ｂ）では径が約１１μｍのゴミまで捕ることができ、
１１μｍ以下のゴミはたとえ通過しても、吐出口を詰ま
らせる事はない。以上は、ゴミを球と仮定した場合で、
実際のゴミは、角度により様々な形状、寸法を有する。
したがって、実際は図２５（Ｂ）の様な突起を設けても
完全なゴミ捕りになるとは言えないが非常に効果のある
事が理解できる。更に突起を設けても開口部断面積があ
まり小さくならずインクの流れがスムーズで吐出周波数
低下の要因となり難いという特徴も有する。

【００１８】フィルタ構造では、前述のフィルタとして
の作用の他に、第２の作用として図３３に模式的に示す
様に、細長いゴミ５１に対し、向きをそろえるという作
用である。細長いゴミは開口部ではインクの流れ５２に
沿って吐出側（図３３の下側）に向く。本発明では開口
部の吐出側に凹部を有する柱が設けられているので、こ
の整列されたゴミに対し錠と錠穴の関係の様に凹部にゴ
ミを捕捉する事ができ、開口部を通過してしまう様な細
長いゴミも効率的に遮る事ができるのである。

【００１９】また、インクは前記フィルタ構造を必ず通
ることにより、液流路内でのインクの流動性が抑えられ
るので、インクジェットヘッドに強い振動等が与えられ
た際に、吐出口からのインクの漏れや、インクのインク
貯蔵部側への逆流の発生が抑えられる。

【００２０】また、別のフィルタ構造では、通常ゴミ取
り用のフィルタを取り付ける場合に問題となるその液路
抵抗の問題を解決する。すなわち、フィルタはゴミ等を
とらえる為のゴミが通過するところに、障害を設ける事
に相当するが、これがインクの流れに対しても障害とな
る為、吐出の応答周波数が低下し、高速印字ができなく
なってしまう。インクジェットヘッドでは、このフィル
タに相当する突起は針状のものであり、インクの流れを
ほとんど妨げることがなく、かつその配置については、
インク液流路形成時にパターニングで行なえるので、設
計者の考える理想のフィルタが形成できる。

【００２１】本発明の、インクジェットヘッドの製造方
法においては、基板の素子面に、吐出口と、エネルギー
発生素子の位置に対応する液流路と、前記液流路のエネ
ルギー発生素子が設けられた部位より反吐出口側の少な
くとも一部に形成されるフィルタ構造において、フィル
タは流路形成部材により形成されているので、吐出口
と、液流路とが形成されるとともに、製造工程や部品点
数を増やすことなく、フィルタとして作用するフィルタ
構造が一体的に形成される。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２３】まず、上記フィルタ構造ａを有するインク
ジェットヘッド（以下、「記録ヘッド」という）の一実
施例について説明する。

【００２４】図１に示すように、ガラス、セラミック、
プラスチックあるいは金属等からなる第１の基板１の一
面には、エネルギー発生素子としての電気熱変換体２
が、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造
プロセスにより成膜形成されて所定の間隔をおいて並ん
でおり、前記一面が素子面１ａとなっている。各電気熱
変換体２には、それぞれ各電気熱変換体２を動作させる
ための制御信号入力用電極（不図示）が接続されてお
り、前記各電極からの信号入力によって、各電気熱変換
体２がその近傍のインクを加熱することで吐出エネルギ
ーを発生するようになっている。

【００２５】素子面１ａには、活性エネルギー線の照射
により硬化した１つの部材からなる構造部材１０が積層
されている。構造部材１０の、素子面１ａに対向する面
には、各電気熱変換体２の位置に対応する複数個の個別
溝部が形成され、前記各個別溝部と素子面１ａとにより
囲まれる空間がそれぞれ個別液流路１５を構成する。前
記各個別溝部の一端は、構造部材１０の一端面に開放
し、それぞれが吐出口１６を構成している。前記各個別
溝部の他端の、素子面１ａに対向する面には、前記各個
別溝部に連通する共通溝部が形成され、前記共通溝部と
素子面１ａとにより囲まれる空間が共通液流路１４を構
成する。これら共通液流路１４および各個別液流路１５
で液流路を構成している。また、共通液流路の中間部に
は複数の柱部１２が所定の間隔をおいて形成されてお
り、隣りあう柱部１２の間は吐出口１６の断面積より小
さい断面積を有する複数の開口部１３が、液の流れが曲
がるように設置されている。

【００２６】構造部材１０の、共通液流路１４の一端に
は、素子面１ａを底壁とする開口が形成されており、前
記開口は、構造部材１０に積層された第２の基板４に形
成された凹部５とあわせて液室１１を構成する。液室１
１は、吐出口１６にインクを安定して供給する目的で設
けられているが、本発明において、液室１１は必ずしも
必要なものではない。

【００２７】一方、第２の基板４には、液室１１と記録
ヘッドの外部とを連通する開口が形成されて供給口６と
なっている。供給口６には、インクタンク（不図示）等
に接続された供給管（不図示）が接続されており、イン
クが前記供給管を介してインクタンクから液室１１に供
給される構成となっている。

【００２８】ここで、前記各吐出口１６からインクが吐
出されるときの動作について説明すると、液室１１に供
給されて一時的に貯えられたインクは毛管現象により開
口部１３を通って個別液流路１５に侵入し、吐出口１６
でメニスカスを形成して個別液流路１５を満たした状態
を保つ。このとき、電極（不図示）を介して電気熱変換
体２が通電されて発熱すると、電気熱変換体２上のイン
クが急激に加熱されて個別液流路１５内に気泡が発生
し、この気泡の膨張により吐出口１６からインクが吐出
される。

【００２９】このとき、インク中にゴミが存在しても開
口部１３の断面が吐出口１６の断面積より小さくかつ、
流路が曲がっているので、効率良くゴミが補捉される。
ここで補捉されないゴミは極めて小さいものであり、吐
出口からインクと共にヘッドの外に排出されてしまうと
考えられる。

【００３０】本実施例では、液流路を共通液流路１４と
個別液流路１５とで構成し、吐出口１６の断面積より小
さい断面積を有し、曲路を形成する開口部１３を共通液
流路１４内に設けたが、共通液流路１４は必ずしも設け
る必要はなく、開口部１３も前記液流路の少なくとも一
部に設けられていればよい。

【００３１】また、インクを吐出するためのエネルギー
を発生するエネルギー発生素子として、前記電極に電気
熱変換体２を設けた例を示したが、これに限らず、イン
クに瞬間的に吐出圧力を加える機械的エネルギーを発生
する圧電素子などを用いてもよい。

【００３２】さらに、前記吐出口１６は、１６個／mmと
いった高密度で１２８個もしくは２５６個形成すること
ができ、さらに被記録媒体の記録領域の全幅にわたるだ
けの数を形成してフルラインタイプとすることもでき
る。

【００３３】次にフィルタ構造ｂを有する記録ヘッドの
一実施例を図１８に示す。フィルタ構造以外の構造、作
用は図１に示したものと同様である。該フィルタ構造で
は、共通液流路１４の中間には、各吐出出口１６の並び
方向と平行に複数の柱部１２が所定の間隔をおいて形成
されており、隣合う柱部１２の間は、開口部１３となっ
ている。さらにこの開口部１３の間には突起８が形成さ
れている。そして開口部１３と突起８で形成される間隔
が吐出口の巾より小さい。

【００３４】ここで、インク中に吐出口に詰まる様な大
きいゴミが存在すると、開口部１３及び突起８がフィル
タとして作用し、前記ゴミは遮られるため、吐出口近傍
に詰まって吐出不良となることがなくなる。

【００３５】本実施例では、液流路を共通液流路１４と
個別液流路１５とで構成し、開口部１３及び突起８を共
通液流路１４内に設けたが、共通液流路１４は必ずしも
設ける必要はなく、開口部１３及び突起８も前記液流路
の少なくとも一部に設けられていればよい。

【００３６】フィルタ構造ｃを有する記録ヘッドの一実
施例を図２８に示す。フィルタ構造以外の構造、作用は
図１に示したものと同様である。該フィルタ構造では、
共通液流路１４の中間には、各吐出出口１６の並び方向
と平行に複数の柱部１２が所定の間隔をおいて形成され
ており、隣合う柱部１２の間は、吐出口１６の断面積よ
り小さい断面積を有する開口部１３となっている。また
この開口部の吐出口側には凹部を有する柱８’が形成さ
れている。

【００３７】本実施例では、液流路を共通液流路１４と
個別液流路１５とで構成し、吐出口１６の断面積より小
さい断面積を有する開口部１３を共通液流路１４内に設
けたが、共通液流路１４は必ずしも設ける必要はなく、
開口部１３も前記液流路の少なくとも一部に設けられて
いればよい。

【００３８】フィルタ構造ｄを有する記録ヘッドの一実
施例を図３６に示す。フィルタ構造以外の構造、作用は
図１に示したものと同様である。該フィルタ構造では、
共通液流路。には複数の突起１２が、所定の間隔をおい
て形成されており、隣りあう突起の間隔は吐出口の巾よ
り狭くなっている。ここでいう吐出口の巾とは基板の素
子面１ａと平行な平面と吐出口断面の交線方向を言う。
また後述する吐出口の高さは吐出口断面で第１の基板、
構造部材及び第２の基板の積層方向を言う。

【００３９】ここで、インク中に吐出口１６に詰まる様
な大きいゴミが存在すると、突起１２がフィルタとして
作用し、前記ゴミは突起１２に遮られるため、吐出口近
傍に詰まって吐出不良となることがなくなる。突起は碁
盤目配列（方形配列）や千鳥配列（三角配列）等により
配置することができる。

【００４０】本実施例では、液流路を共通液流路１４と
個別液流路１５とで構成し、吐出口１６の巾より狭い間
隔を有する突起１２を共通液流路１４内に設けたが、共
通液流路１４は必ずしも設ける必要はなく、突起１２も
前記液流路の少なくとも一部に設けられていればよい。

【００４１】次に、フィルタ構造ａを有する記録ヘッド
の製造方法の一実施例について説明する。

【００４２】まず、図２に示すように、ガラス、セラミ
ック、プラスチックあるいは金属等からなる第１の基板
１の素子面１ａには、それぞれ電極（不図示）が接続さ
れた２つの電気熱変換体２が、エッチング、蒸着、スパ
ッタリング等の半導体製造プロセスにより成膜形成され
て、所定の間隔をおいて設けられている。本実施例で
は、エネルギー発生素子が２個設けられたものについて
説明を進めるが、エネルギー発生素子ならびにそれに対
応する液流路および吐出口の数を前記２個に限るもので
はなく、その他の数に適宜変更して設けることができる
ことはいうまでもない。

【００４３】また、図示されていないが、耐久性の向上
などを目的として、前記各電極、各電気熱変換体２を含
めて素子面１ａに、保護膜などの各種の機能層を設ける
ことが一般的である。本実施例は、これら機能層の有
無、材質に関わりなくその効果を発揮するものである。

【００４４】第１の基板１は、液流路および液室構成材
料の一部として機能し、また後述する固体層および構造
部材の支持体として機能させるものである。本実施例の
ように液室を設ける場合、後述する活性エネルギー線照
射の工程を第１の基板１側から行う場合には、第１の基
板１は活性エネルギー線透過性であることが必要である
が、その他の場合には、その形状、材質等、特に限定さ
れることなく使用することができる。

【００４５】次に、図３に示すように、素子面１ａ上
の、各電気熱変換体２を含む個別液流路形成部位、液室
形成部位、および各個別液流路形成部位と液室形成部位
とを連絡し、吐出口の断面積より小さい断面積を有し曲
路を形成する開口部（以下、「フィルタ」という）を有
する共通液流路形成部位に、固体層３を積層する。ま
た、説明が前後するが、図４に、第２の基板４の一例を
示す。本実施例では、第２の基板４は、液室予定部位に
凹部５および１つの供給口６を有したものとして構成さ
れている。尚液室凹部に対応するプロセスについては前
記した特開昭６２−２５３４５７号公報に詳細に記載さ
れている。又、以後図５〜図８は図３のＡＡ及び図４の
ＡＡ′に対応する断面図を示す。

【００４６】固体層３は、後述する各工程を経た後に除
去され、該除去部分に液流路、液室およびフィルタが構
成される。もちろん、液流路、液室およびフィルタの形
状は所望のものとすることが可能であり、固体層３も該
液流路、液室およびフィルタの形状に応じたものとする
ことができる。因に、本実施例では、２つの電気熱変換
体２に対応して設けられる２つの吐出口のそれぞれから
インク小滴を吐出させることが可能なように、液流路は
２つに分岐され、液室は該流路の各々にインクを供給し
得るようにこれらと連通したものとされている。

【００４７】このような固体層３を構成するに際して用
いられる材料および手段としては、例えば下記に列挙す
るようなものが具体的なものとして挙げられる。 感光性ドライフィルムを用い、所謂ドライフィルムの
画像形成プロセスに従って固体層３を形成する。 第１の基板１上に所望の厚さの溶剤可溶性ポリマー層
およびフォトレジスト層を順に積層し、該フォトレジス
ト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択的
に除去する。 樹脂を印刷する。

【００４８】に挙げた感光性ドライフィルムとして
は、ポジ型のものもネガ型のものも用いることができる
が、例えばポジ型ドライフィルムであれば、活性エネル
ギー線照射によって、現像液に可溶化するポジ型ドライ
フィルム、またネガ型ドライフィルムであれば、光重合
型であるが塩化メチレンあるいは強アルカリで溶解ある
いは剥離除去し得るネガ型ドライフィルムが適してい
る。

【００４９】ポジ型ドライフィルムとしては、具体的に
は、例えば「OZATEC R225 」〔商品名、ヘキストジャパ
ン（株）〕等、またネガ型ドライフィルムとしては、
「OZATEC Tシリーズ」〔商品名、ヘキストジャパン
（株）〕、「PHOTEC PHTシリーズ」〔商品名、日立化成
工業（株）〕、「RISTON」〔商品名、デュ・ポン・ド・
ネモアース・ Co 〕等が用いられる。

【００５０】もちろん、これらの市販材料のみならず、
ポジティブに作用する樹脂組成物、例えばナフトキノン
ジアジド誘導体とノボラック型フェノール樹脂を主体と
する樹脂組成物、及びネガティブに作用する樹脂組成
物、例えばアクリルエステルを反応基とするアクリルオ
リゴマーと熱可塑性高分子化合物および増感剤を主体と
する組成物、あるいはポリチオールとポリエン化合物お
よび増感剤とからなる組成物等を同様に用いることがで
きる。

【００５１】に挙げた溶剤可溶性ポリマーとしては、
それを溶解する溶剤が存在し、コーティングによって被
膜形成し得る高分子化合物であればいずれでも用い得
る。ここで用い得るフォトレジスト層としては、典型的
にはノボラック型フェノール樹脂とナフトキノンジアジ
ドから成るポジ型液状フォトレジスト、ポリビニルシン
ナメートから成るネガ型液状フォトレジスト、環化ゴム
とビスアジドから成るネガ型液状フォトレジスト、ネガ
型感光性ドライフィルム、熱硬化型および紫外線硬化型
のインキ等が挙げられる。

【００５２】に挙げた印刷法によって固体層３を形成
する材料としては、例えば蒸発乾燥型、熱硬化型あるい
は紫外線硬化型等のそれぞれの乾燥方式で用いられてい
る平板インキ、スクリーンインキならびに転写型の樹脂
等が用いられる。

【００５３】以上に挙げた材料群の中で、加工精度や除
去の容易性あるいは作業性等の面から見て、の感光性
ドライフィルムを用いる手段が好ましく、その中でもポ
ジ型ドライフィルムを用いるのが特に好ましい。すなわ
ち、ポジ型感光性材料は、例えば解像度がネガ型の感光
性材料よりも優れている、レリーフパターンが垂直かつ
平滑な側壁面を持つ、あるいはテーパ型ないし逆テーパ
型の断面形状が容易につくれるという特長を持ち、液流
路を形づくる上で最適である。また、レリーフパターン
を現像液や有機溶剤で溶解除去できる等の特長も有して
おり、本発明における固体層形成材料として好ましいも
のである。特に、例えば先に挙げたナフトキノンジアジ
ドとノボラック型フェノール樹脂を用いたポジ型感光性
材料では、弱アルカリ水溶液あるいはアルコールで完全
溶解できるので、エネルギー発生素子の損傷を何ら与え
ることがなく、かつ後工程での除去もきわめて速やかで
ある。このようなポジ型感光性材料の中でも、ドライフ
ィルム状のものは、１０〜１００μｍの厚膜のものが得
られる点で、最も好ましい材料である。

【００５４】固体層３が形成された第１の基板１には、
図５に示されるように、固体層３を覆うように、活性エ
ネルギー線により硬化して構造部材となる、活性エネル
ギー線硬化性材料７が積層される。

【００５５】構造部材としては、固体層３を覆設し得る
ものであれば好適に使用することができるが、該部材
は、液流路、液室およびフィルタを形成して記録ヘッド
としての構造材料と成るものであるので、基板との接着
性、機械的強度、寸法安定性、耐蝕性の面で優れたもの
を選択し用いることが好ましい。そのような材料を具体
的に示せば、液状で、紫外線硬化および電子ビーム硬化
などの活性エネルギー線硬化性材料が適しており、中で
もエポキシ樹脂、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、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノー
ル樹脂、尿素樹脂等が用いられる。特に、光によってカ
チオン重合を開始することのできるエポキシ樹脂、光に
よってラジカル重合できるアクリルエステル基を持った
アクリルオリゴマー類、ポリチオールとポリエンを用い
た光付加重合型樹脂、不飽和シクロアセタール樹脂等
は、重合速度が大きく、重合体の物性も優れており、構
造部材として適している。

【００５６】活性エネルギー線硬化性材料７の積層方法
としては、例えば基板形状に即したノズルを用いた吐出
器具、アプリケータ、カーテンコータ、ロールコータ、
スプレコータ、スピンコータ等の手段で積層する方法が
具体的なものとして挙げられる。尚、液状の硬化性材料
を積層する場合には、該材料の脱気を行った後、気泡の
混入を避けながら行うのが好ましい。

【００５７】次に、図６に示すように、第１の基板１の
活性エネルギー線硬化性材料７上に第２の基板４を積層
する。尚、第２の基板４は、本発明に必ずしも必要なも
のではない。この際、第２の基板４には、所望の液室容
積を得るための液室凹部５を必要に応じて液室形成部位
に設けてもよい。もちろん第２の基板４も第１の基板１
と同様に、ガラス、プラスチック、感光性樹脂、金属、
セラミックス等の所望の材質のものを用いることができ
るが、後述する活性エネルギー線照射の工程を第２の基
板４側から行なう場合は、活性エネルギー線透過性であ
ることが必要である。また、第２の基板４には、インク
供給用の供給口６が予め設けられていてもよい。

【００５８】上記においては特に示さなかったが、活性
エネルギー線硬化性材料７の積層は、第２の基板４を固
体層３に積層した後に行なってもよい。この場合の積層
方法としては、第２の基板４を第１の基板１と圧着した
後、内部を減圧にし、その後、活性エネルギー線硬化性
材料７を注入する等の方法が好ましく用いられる。ま
た、第２の基板４を積層するに際しては、活性エネルギ
ー線硬化性材料７を所要の厚さにするべく、例えば各基
板１、４間にスペーサーを設けたり、第２の基板４の端
部に凸部を設ける等の工夫をしてもよい。

【００５９】こうして第１の基板１、固体層３、活性エ
ネルギー線硬化性材料７および第２の基板４が順次積層
された積層体を得た後、図７に示すように、活性エネル
ギー線透過性の基板側（本実施例では第２の基板４）か
ら活性エネルギー線９を照射する。この活性エネルギー
線９の照射により、該照射部分の活性エネルギー線硬化
性材料７（図６参照）が硬化して構造部材１０が形成さ
れるとともに、該硬化によって第１の基板１と第２の基
板４の接合も行なわれる。

【００６０】活性エネルギー線９としては、紫外線、電
子線、可視光線等が利用できるが、基板を透過させての
露光であるので紫外線、可視光線が好ましく、また重合
速度の面から紫外線が最も適している。紫外線の線源と
しては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、
キセノンランプ、メタルハライドランプ、カーボンアー
ク等のエネルギー密度の高い光源が好ましく用いられ
る。光源からの光線は、平行性が高く、熱の発生が少な
いもの程精度の良い加工が行なえるが、印刷製版ないし
プリント配線板加工あるいは光硬化型塗料の硬化に一般
に用いられている紫外線光源であれば概ね利用可能であ
る。

【００６１】次いで、例えば吐出口面が露出していない
場合等、必要に応じてダイヤモンドブレードを用いたダ
イシングソー等によって、活性エネルギー線９の照射に
よる硬化を終了した積層体を所要の位置で切断し、吐出
口面を露出させる。しかし、このような切断の操作は、
本発明の実施のために必ずしも必要ではなく、例えば液
状の硬化性材料を用い、該材料を積層する際に型を使用
し、吐出口が閉じて覆われてしまうことがなく、且つ吐
出口面が平滑に成型されるようにした場合等には、切断
は不要である。

【００６２】次いで、活性エネルギー線照射を終了した
上記積層体から、固体層３を図８に示すように除去し
て、開口部（フィルタ）１３を有する共通液流路１４
（図１参照）および個別液流路１５を形成する。

【００６３】固体層３の除去手段としては特に限定され
るものではないが、具体的には例えば固体層３を溶解ま
たは膨潤あるいは剥離する液体に浸漬して除去する等の
方法が好ましいものとして挙げられる。この際、必要に
応じて超音波処理、スプレー、加熱、攪拌、振とう、加
圧循環、その他の除去促進手段を用いることも可能であ
る。

【００６４】上記除去手段に対して用いられる液体とし
ては、例えば含ハロゲン炭化水素、ケトン、エステル、
芳香族炭化水素、エーテル、アルコール、Ｎ−メチルピ
ロリドン、ジメチルホルムアミド、フェノール、水、酸
あるいはアルカリを含む水、等が挙げられる。これら液
体には、必要に応じて海面活性剤を加えても良い。ま
た、固体層３としてポジ型ドライフィルムを用いる場合
には、除去を容易にするために固体層３に改めて紫外線
照射を施すのが好ましく、その他の材料を用いた場合
は、４０〜６０℃に液体を加温するのが好ましい。

【００６５】図８には、上記のような固体層３の除去を
行なった後の状態が示されているが、本実施例の場合、
固体層３は、これを溶解する液体中に浸漬され、記録ヘ
ッドの吐出口１６（図１参照）と液供給口６を通して溶
解除去されている。

【００６６】次に、フィルタ構造ｂを有する記録ヘッド
の製造方法の一実施例について説明する。このものも基
本的には上述フィルタ構造ａの場合と同様にして製造す
ることができる。但し、固体層を形成するには図１９に
示すように、素子面１ａ上の、各電気熱変換体２を含む
個別液流路形成部位、液室形成部位、および各個別液流
路形成部位と液室形成部位とを連絡し、開口部及び突起
に対応する凹部を有する共通液流路形成部位に、固体層
３を積層する。また、図２０に、第２の基板４の一例を
示す。図２１〜図２４は前述図５〜図８に対応するもの
であり、図１９のＡＡおよび図２０のＡ’Ａ’に対応す
る断面図を示す。固体層３を構成するに際して用いられ
る材料および手段としては、例えば以下に列挙するよう
なものが具体的なものとして挙げられる。 感光性レジストと用い、半導体製造で一般的に行われ
ている画像形成プロセスに従って固体層３を形成する。 第１の基板１上に所望の厚さの溶剤可溶性ポリマー層
およびフォトレジスト層を順に積層し、該フォトレジス
ト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択的
に除去する。

【００６７】に挙げた感光性レジストの中でも特に一
定の厚さに形成された感光性ドライフィルムが特に有効
である。感光性ドライフィルムとしては、前述フィルタ
構造ａを有する記録ヘッドで述べたと同じものを用いる
ことができる。

【００６８】フィルタ構造ｂによる態様では、突起に対
応する部分を、固体層のパターン形成時に同一プロセス
で作り込むという特徴を有している。具体的には、固体
層としての感光性レジストを用いる場合では、突起部
に対応するマスクパターンを感光性レジストの解像力以
上の細かさで作成するか、又は露光・現像等のいわゆる
パターニング条件を適正に選択する事で容易に形成され
る。又固体層としてに挙げた溶剤可溶性ポリマーを用
いフォトレジストを積層後、該フォトレジスト層のパタ
ーン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択的に除去する
場合では、突起に対応するパターンを細かいものとし、
溶剤が入り込みにくくする事で、溶解除去スピードを他
のインク液流路の壁やヘッド外周の壁に相当する部分よ
り相対的に遅くできるので、突起に相当する部分は貫通
する事なく、他の部分のパターン形成が行なえる。これ
により突起に相当する固体層が形成できる。固体層３は
図２４に示すように除去して、開口部１３および突起８
（フィルタ）を有する共通液流路１４（図１８参照）お
よび個別液流路１５を形成する。

【００６９】次に、フィルタ構造ｃを有する記録ヘッド
の製造方法の一実施例について説明する。このものも基
本的には上述フィルタ構造ａの場合と同様にして製造す
ることができる。但し、固体層を形成するには図２９に
示すように、素子面１ａ上の、各電気熱変換体２を含む
個別液流路形成部位、液室形成部位、および各個別液流
路形成部位と液室形成部位とを連絡し、吐出口の断面積
より小さい断面積を有する開口部及び凹部を有する柱
８’を有する共通液流路形成部位に、固体層３を積層す
る。また、図３０に、第２の基板４の一例を示す。図３
１〜図３２は前述図７〜図８に対応するものであり、図
２９のＡＡおよび図３０のＡ’Ａ’に対応する断面図を
示す。これらは凹部を有する柱８’に対応する断面であ
るが開口部についても同一プロセスで行われる。固体層
３は図３２に示すように除去して、開口部１３および凹
部を有する柱８’を有する共通液流路１４（図２８参
照）および個別液流路１５を形成する。

【００７０】次に、フィルタ構造ｄを有する記録ヘッド
の製造方法の一実施例について説明する。このものも基
本的には上述フィルタ構造ａの場合と同様にして製造す
ることができる。但し、固体層を形成するには図３７に
示すように、素子面１ａ上の、各電気熱変換体２を含む
個別液流路形成部位、液室形成部位、および各個別液流
路形成部位と液室形成部位とを連絡し、吐出口の巾より
狭い間隔を有する突起（フィルタ）を有する共通液流路
形成部位に、固体層３を積層する。また、図３８に、第
２の基板４の一例を示す。図３９〜図４２は前述図５〜
図８に対応するものであり、図３７のＡＡおよび図３８
のＡ’Ａ’に対応する断面図を示す。固体層３を構成す
るに際して用いられる材料および手段としては、例えば
以下に列挙するようなものが具体的なものとして挙げら
れる。 感光性レジストと用い、半導体製造で一般的に行われ
ている画像形成プロセスに従って固体層３を形成する。 第１の基板１上に所望の厚さの溶剤可溶性ポリマー層
およびフォトレジスト層を順に積層し、該フォトレジス
ト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択的
に除去する。

【００７１】に挙げた感光性レジストの中でも特に一
定の厚さに形成された感光性ドライフィルムが特に有効
である。感光性ドライフィルムとしては、前述フィルタ
構造ａを有する記録ヘッドで述べたと同じものを用いる
ことができる。

【００７２】フィルタ構造ｄによる態様では、突起に対
応する部分を、固体層のパターン形成時に同一プロセス
で作り込むという特徴を有している。具体的には、固体
層としての感光性レジストを用いる場合では、突起部
に対応するマスクパターンを感光性レジストの解像力以
上の細かさで作成するか、又は露光・現像等のいわゆる
パターニング条件を適正に選択する事で容易に形成され
る。又固体層としてに挙げた溶剤可溶性ポリマーを用
いフォトレジストを積層後、該フォトレジスト層のパタ
ーン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択的に除去する
場合では、突起に対応するパターンを細かいものとし、
溶剤が入り込みにくくする事で、溶解除去スピードを他
のインク液流路の壁やヘッド外周の壁に相当する部分よ
り相対的に遅くできるので、突起に相当する部分は貫通
する事なく、他の部分のパターン形成が行なえる。これ
により突起に相当する固体層が形成できる。固体層３は
図４２に示すように除去して、突起１２（フィルタ）を
有する共通液流路１４（図３６参照）および個別液流路
１５を形成する。

【００７３】つぎに、フィルタ構造ａ、ｂ、ｃまたはｄ
を有するインクジェット装置の第１実施例について説明
する。

【００７４】図９において、所定の記録信号に基づいて
インクを吐出し、所望の画像を記録する記録ヘッド２１
は、前述した記録ヘッドの実施例に示したものと同様の
構成のものであり、また、前述した記録ヘッドの製造方
法の実施例の方法により製造されたものである。

【００７５】前記記録ヘッド２１を搭載したキャリッジ
２２は、２本のガイド軸２３、２４に矢印Ｂ方向に摺動
自在に嵌合され、キャリッジモータ２５の出力軸に固着
されたプーリ２７と回転自在に軸支されたプーリ２６と
にかけまわされたタイミングベルト２８の一部位に結合
されている。記録ヘッド２１は、キャリッジモータ２５
の駆動力によりプーリ２７が正転、逆転することにより
タイミングベルト２８が正転、逆転し、矢印Ｂ方向に往
復移動する構成となっている。

【００７６】被記録媒体である記録紙２９は、ペーパー
パン３０によってガイドされ、ピンチローラで圧接させ
られている図示しない紙送りローラによって搬送され
る。この搬送は、紙送りモータ３６を駆動源として行な
われる。搬送された記録紙２９は、排紙ローラ３３と拍
車３４とによりテンションを加えられていて、弾性部材
で形成される紙押え板３２によってヒータ３１に圧接さ
せられているため、ヒータ３１に密着させられながら搬
送される。記録ヘッド２１により噴射されたインクが付
着した記録紙２９は、ヒータ３１によって温められ、付
着したインクはその水分が蒸発して記録紙２９に定着す
る。

【００７７】回復ユニット３５は、記録ヘッド２１の吐
出口（図示せず）に付着した異物や粘度の高くなったイ
ンクを除去することにより、吐出特性を正規の状態に維
持するためのものである。

【００７８】前記回復ユニット３５にはキャップ３８ａ
が設けられており、記録ヘッド２１の吐出口をキャッピ
ングして、目詰まりの発生を防止するためのものであ
る。前記キャップ３８ａの内部にはインク吸収体３８が
配設されている。

【００７９】また、前記回復ユニット３５の記録領域側
には、記録ヘッド２１の吐出口が形成された面と当接
し、前記吐出口が形成された面に付着した異物やインク
滴をクリーニングするためのクリーニングブレード３７
が設けられている。

【００８０】つぎに、インクジェット装置の第２実施例
について説明する。

【００８１】図１０は、インクジェット装置の第２実施
例の要部のみを示す概略斜視図であり、所定の記録信号
に基づいてインクを吐出し、所望の画像を記録する記録
ヘッド４１は、前述した記録ヘッドの実施例に示したも
のと同様の構成を有するフルラインタイプであり、ま
た、前述した記録ヘッドの製造方法の実施例の方法によ
り製造されたものである。

【００８２】前記記録ヘッド４１は、図示しないインク
ジェット装置本体に装着されており、複数個の吐出口が
列設された吐出口面４１ａが搬送ベルト４２の搬送面４
２ａと所定の間隙だけ離反した位置にある。

【００８３】前記搬送ベルト４２は、インクジェット装
置本体にそれぞれ回転自在に軸支された２個のローラ４
３ａ、４３ｂにかけまわされており、少なくとも１個の
ローラが強制回転されることにより、矢印Ｃ方向に回転
するものである。

【００８４】本実施例のインクジェット装置は、図示し
ない給紙部（図示右側）から搬送ベルト４２に向けて送
り出された被記録媒体が前記搬送ベルト４２の搬送面４
２ａに吸着されて記録ヘッド４１の吐出口面４１ａと搬
送面４２ａとの間隙を通過し、このとき、前記記録ヘッ
ド４１の各吐出口からインクが吐出されて記録が行なわ
れる構成となっている。

【００８５】次に、フィルタ構造ａを有する記録ヘッド
の実験例について説明する。

【００８６】本実験に先立ち、図２〜図８に示した記録
ヘッドの製作手順に準じて、表１に示す５種類の記録ヘ
ッドを各１００個ずつ作成した。各試料の吐出口の断面
積は、５００μｍ² （巾２０μｍ×高さ２５μｍ）であ
る。

【００８７】図１４〜１６のフィルタは開口部断面積が
吐出口断面積より小さくかつ曲路となっている本発明の
実施形態である。図１７は比較例１として曲路のないも
の、比較例２としてはフィルタのないものを用いた。

【００８８】

【表１】 以下に、本実験に使用した記録ヘッドの試料の製作手順
を説明する。

【００８９】まず、エネルギー発生素子としての電気熱
変換体（材質ＨｆＢ₂ ）を、第１の基板としてのガラス
基板（厚さ１．１mm）上に形成した後、該第１の基板上
にポジ型ドライフィルム「OZATEC R225 」〔ヘキストジ
ャパン（株）〕から成る厚さ２５μｍの感光層をラミネ
ーションによって形成した。この感光層に各試料の液流
路開口部及び曲路、液室等の形状に相当するパターンの
マスクを重ね、５０mJ/cm²の紫外線照射を行なった。

【００９０】次に５％のメタケイ酸ナトリウム水溶液に
てスプレー現像を行ない、上記電気熱変換体を含むガラ
ス基板上の液流路および液室形成予定部分に厚さ約２５
ミクロンのレリーフの固体層を形成した。

【００９１】上記同様の操作手順で、上記同様の固体層
を積層した基板を各試料ごとに１００個ずつ合計５００
個作成した後、該固体層が形成されている基板のそれぞ
れに、液状の活性エネルギー線硬化性材料としてエポキ
シ樹脂「Cyracure UVR-6110」〔日本ユニオンカーバイ
ト（株）製〕を積層した。その積層手順は以下のように
行なった。

【００９２】活性エネルギー線硬化性材料を、触媒（ト
リフェニルホニウムヘキサフルオロアンチモネート）と
混合し、真空ポンプを用いて脱泡した。その後、上記脱
泡した活性エネルギー線硬化性材料を前記固体層が積層
されている第１の基板のそれぞれにアプリケータを用い
て、該基板の上面から７０ミクロンの厚さに塗布した。

【００９３】次に、この活性エネルギー線硬化性材料を
積層した第１の基板のそれぞれに、その厚さが１．１mm
で、液室形成予定部位に深さ０．３mmの凹部と、該凹部
の中央に記録液供給のための貫通孔（供給口）を持つ第
２の基板としてのガラス基板を、液室形成予定部位の位
置を合わせて積層した。

【００９４】次に、この積層体の第２の基板の上方から
超高圧水銀灯「ユニアーク」〔ウシオ電機（株）製〕に
よる照射を行なった。このときの３６５nm付近の光の積
算強度は、１０００mW/cm²であた。次いで、電気熱変換
体が、吐出口から０．１mmの位置となるように切断し、
吐出口面を形成した。

【００９５】吐出口面を露出させた５００個の積層体を
それぞれエタノール中に浸漬し、液室中にエタノールを
充填し、かつ吐出口面をエタノールに接触した状態で超
音波洗浄槽中にて約３分間溶解除去操作を行なった。溶
解除去が終了した後、５％のＮａＯＨ水溶液及び純水で
洗浄を行なった。洗浄後これら積層体を乾燥し、高圧水
銀灯を用いて１０J/cm² の後露光を行ない活性エネルギ
ー線硬化性材料を完全硬化させた。

【００９６】このようにして作成された５００個の記録
ヘッドの液流路中には、いずれの場合にも固体層の残渣
が全く存在しなかった。更に、これら記録ヘッドをイン
クジェット装置に装着し、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
（重量部）から成るインクジェットインクを用いて吐出
試験を５×１０⁸ パルス行なった。結果は表２に示す。

【００９７】

【表２】 表２において、ノズル詰まり」とは、個別液流路にゴミ
が詰っているのが顕微鏡で観察される場合をいい、ノズ
ル詰まり発生率は、ノズル詰まりが発生している個別液
流路の数／記録ヘッドの数で表わしたものである。ま
た、「不吐」は、個別液流路に詰ったゴミが、個別液流
路を狭くして、インクが吐出されなかった回数、そし
て、「ヨレ」は、個別液流路に詰ったゴミにより吐出力
が低下して、インクがまっすぐに吐出されなかった回数
を示す。

【００９８】従来例１ａのフィルタのないヘッドでは半
数にノズル詰まりが発生し、１／５の割合で不吐やヨレ
が発生した。比較例１ａではフィルタを設けた事でノズ
ル詰まり発生率、不吐、ヨレの割合が改善されている
が、これらと比較して、実施例１ａ，２ａ及び３ａでは
表中にある様に曲路の効果が非常に顕著に表われてい
る。

【００９９】次に、フィルタ構造ｂを有する記録ヘッド
の実験例について説明する。

【０１００】本実験に先立ち、図２、図１９〜図２４に
示した記録ヘッドの製作手順に準じて、表３に示す５種
類の記録ヘッドを各１００個ずつ作成した。各試料の吐
出口の断面積は、５００μｍ² （巾２０μｍ×高さ２５
μｍ）である。

【０１０１】試料１ｂ、２ｂは突起が形成された本発明
の実施例を示すもので、図２６、２７のフィルタを有し
ている。突起の長さはいづれも長さ約２０μｍで形成さ
れていた。試料No．３ｂ、４ｂは比較例として図２６、
２７の中で突起８がないものをあげた。又開口部突起共
にない図１１のタイプを従来例としてあげた。

【０１０２】

【表３】 本実験に使用した記録ヘッドの試料の製作手順は前述し
たフィルタ構造ａの場合と同様であった。

【０１０３】このようにして作成された５００個の記録
ヘッドの液流路中には、いずれの場合にも固体層の残渣
が全く存在しなかった。更に、これら記録ヘッドをイン
クジェット装置に装着し、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
（重量部）から成るインクジェットインクを用いて吐出
試験を１０⁹ パルス行なった。結果は表４に示す。

【０１０４】

【表４】 表から判るように、フィルタ構造ｂによる突起を有する
フィルタは、ノズル発生率、不吐、ヨレに対して著しい
効果がみられる。

【０１０５】次に、フィルタ構造ｃを有する記録ヘッド
の実験例について説明する。

【０１０６】本実験に先立ち、図２、５、６、２９〜３
２に示した記録ヘッドの製作手順に準じて、表５に示す
７種類の記録ヘッドを各１００個ずつ作成した。全て吐
出口寸法は巾２５μｍ×高さ２５μｍ＝断面積６２５μ
ｍ² である。試料No．１ｃ、２ｃは本発明の実施例で図
３４で示されるタイプの開口部及び凹部を有する記録ヘ
ッドである。試料No．３ｃ、４ｃは開口部の断面積が大
きいもの、試料No．５ｃ、６ｃは凹部がないもの（フィ
ルタ構造ａに包含される参考例）、試料No．７ｃは柱が
全くない従来例（図１１に示されるタイプのヘッド）で
ある。

【０１０７】

【表５】 ａ＝開口部の巾寸法 Ｓ＝開口部断面積 高さは全て２５μｍ 本実験に使用した記録ヘッドの試料の製作手順は基本的
に前述フィルタ構造ａの場合と同様であった。但し、感
光層に重ねるマスクは各試料の液流路、液室、開口部、
凹部を有する柱それぞれの形状に相当するパターンであ
り５０mJ/cm²の紫外線照射を行った。

【０１０８】このようにして作成された７００個の記録
ヘッドの液流路中には、いずれの場合にも固体層の残渣
が全く存在しなかった。更に、これら記録ヘッドをイン
クジェット装置に装着し、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
（重量部）から成るインクジェットインクを用いて吐出
試験を１０⁹ パルス行なった。吐出試験の結果を表６に
示す。

【０１０９】

【表６】 表６から判るように、液流路中に吐出口より断面積の小
さい開口部を設けかつ、開口部の吐出口側に凹部を有す
る柱を設けたフィルタ構造ｃ有するものではノズル詰ま
りが大幅に減少し、印字における不吐やヨレの発生も少
なくなることがわかる。

【０１１０】次に、フィルタ構造ｄを有する記録ヘッド
の実験例について説明する。

【０１１１】本実験に先立ち、図２、図３６〜４２に示
した記録ヘッドの製作手順に準じて表７に示す、６種類
の記録ヘッドを各１００個づつ作製した。各試料の吐出
口の断面積は、６２５μｍ² （巾２５μｍ×高さ２５μ
ｍ）である。

【０１１２】試料１ｄ〜４ｄは、図４３に示す配置で突
起が形成された記録ヘッドで、試料No．１ｄ、２ｄは突
起の間隔ａが吐出口の巾２５μｍより狭く配置された、
本発明の実施例で、試料No．３ｄ、４ｄは突起の間隔ａ
は吐出口の巾２５μｍより広い本発明の比較例として示
した。尚突起は上部がφ２μｍで先端が第１の基板に向
かって伸びる逆円錐形で、長さは流路高さの２／３〜４
／５であった。試料No．５ｄは図４４に示す柱８''によ
り形成される開口部を共通液流路に有する記録ヘッドで
ある。柱と柱の間のすき間は２０μｍである。本発明の
比較例として示した。試料No．６ｄは図１１で示される
従来タイプ記録ヘッドである。

【０１１３】

【表７】 本実験に使用した記録ヘッドの試料の製作手順は前述し
たフィルタ構造ａの場合と同様であった。但し、感光層
に重ねるマスクは各試料の液流路、突起、液室等に相当
するパターンのマスクであり６０mJ/cm²の紫外線照射を
行った。

【０１１４】このようにして作成された６０個の記録ヘ
ッドの液流路中には、いずれの場合にも固体層の残渣が
全く存在しなかった。更に、これら記録ヘッドをインク
ジェット装置に装着し、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
（重量部）から成るインクジェットインクを用いて吐出
試験は２×１０⁸ パルス行なった。又、吐出応答周波数
を見るため、７ｋＨｚから０．５ｋＨｚ刻みで吐出周波
数を上げて印字を行なった。文字のかすれ等の印字不良
が発生しない周波数を吐出応答周波数とした。結果を表
８に示す。

【０１１５】

【表８】 表８からわかるようにフィルタを設ける事で不吐出の発
生はなく、ノズル詰まり発生率、ヨレに対して効果があ
る。特にフィルタ構造ｄを有するものではその効果が著
しく、更に、吐出応答周波数の低下も僅かである。

【０１１６】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもキヤノン（株）が提唱している、熱エネルギーを
利用してインクを吐出する方式の記録ヘッド、インクジ
ェット記録装置に於いて、優れた効果をもたらすもので
ある。

【０１１７】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
行なうものが好ましい。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てい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える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させて、
結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内
の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、
収縮により吐出要開口を介して液体（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４
３４５２６２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
の米国特許第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。

【０１１８】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、液路、電気熱変換体
の組合わせ構成（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４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に有効であ
る。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するス
リットの電気熱変換体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部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とし
ても本発明は有効である。

【０１１９】更に、インクジェット記録装置が記録でき
る最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルライン
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。

【０１２０】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を用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【０１２１】又、本発明のインクジェット記録装置の構
成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、
予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一
層安定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、電気熱変換体或
はこれとは別の加熱素子或はこれらの組合わせによる予
備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モード
を行なうことも安定した記録を行なうために有効であ
る。

【０１２２】更に、インクジェット記録装置の記録モー
ドとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではな
く、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わ
せによってでもよいが、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にも
本発明は極めて有効である。

【０１２３】以上説明した本発明各実施例においては、
インクを液体として説明しているが、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或い
は、上述のインクジェットではインク自体を３０℃以上
７０℃以下の範囲内で温度調整を行なってインクの粘性
を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的
であるから、使用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
ネルギーとして使用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は適用可能で
ある。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。

【０１２４】また本発明は、布等に対してプリント（記
録）を行う装置に対しても好ましく適用することができ
る。

【０１２５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。

【０１２６】まず、本発明のインクジェットヘッドは、
インクの吐出の際に、インク中に存在する、吐出口に詰
まるような大きいゴミは前記フィルタ構造で遮られるの
で、前記ゴミが吐出口近傍に達することがなくなり、吐
出不良を大幅に減少させることができる。

【０１２７】そして、本発明の、インクジェットヘッド
の製造方法は、吐出口や液流路の形成時に、それらと同
じ方法でフィルタとして作用する開口部や突起が一体的
に形成されるので、従来の製造方法に対して工程を増や
したり、部品点数を増やすことなく、インクジェットヘ
ッドとしての機能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの一実施例の一部を破断した斜視図である。

【図２】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図を示し、
固体層形成前の第１の基板の斜視図である。

【図３】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形成
後の第１の基板の平面図である。

【図４】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形成
後の第２の基板の平面図である。

【図５】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固体
層および活性エネルギー線硬化性材料積層後の第１の基
板の断面図を示し、図３に示すＡＡ断面図である。

【図６】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、第２
の基板積層後の積層体の断面図を示し、図３に示すＡＡ
断面図である。

【図７】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、図３
及び図４に示すＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図であ
る。

【図８】本発明の、フィルタ構造ａを有するインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固体
層除去後の積層体の断面図を示し、図３及び図４に示す
ＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図である。

【図９】本発明のインクジェット装置の第１実施例の要
部斜視図である。

【図１０】本発明のインクジェット装置の第２実施例の
要部斜視図である。

【図１１】従来のインクジェットヘッドの一部を破断し
た斜視図である。

【図１２】本発明のフィルタ構造ａによる効果を説明す
る為の図である。

【図１３】本発明のフィルタ構造ａによる効果を説明す
る為の図である。

【図１４】本発明のフィルタ構造ａに係る実施例のフィ
ルタ形状、寸法を示す平面図であり、（Ａ）は要部全体
図、（Ｂ）は部分拡大図である。

【図１５】本発明のフィルタ構造ａに係る他の実施例の
フィルタ形状、寸法を示す平面図であり、（Ａ）は要部
全体図、（Ｂ）は部分拡大図である。

【図１６】本発明のフィルタ構造ａに係る他の実施例の
フィルタ形状、寸法を示す平面図であり、（Ａ）は要部
全体図、（Ｂ）は部分拡大図である。

【図１７】比較例のフィルタ形状、寸法を示す平面図で
あり、（Ａ）は要部全体図、（Ｂ）は部分拡大図であ
る。

【図１８】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの一実施例の一部を破断した斜視図であ
る。

【図１９】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第１の基板の平面図である。

【図２０】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第２の基板の平面図である。

【図２１】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固
体層および活性エネルギー線硬化性材料積層後の第１の
基板の断面図を示し、図１９に示すＡＡ断面図である。

【図２２】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、第
２の基板積層後の積層体の断面図を示し、図１９に示す
ＡＡ断面図である。

【図２３】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、図
１９及び図２０に示すＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図
である。

【図２４】本発明の、フィルタ構造ｂを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固
体層除去後の積層体の断面図を示し、図１９及び図２０
に示すＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図である。

【図２５】本発明のフィルタ構造ｂによる効果を説明す
る為の図であり、（Ａ）は突起なし（Ｂ）は突起ありを
示す。

【図２６】本発明のフィルタ構造ｂに係る実施例のフィ
ルタ形状、寸法を示す平面図である。

【図２７】本発明のフィルタ構造ｂに係る実施例のフィ
ルタ形状、寸法を示す平面図である。

【図２８】本発明の、フィルタ構造ｃを有するインクジ
ェットヘッドの一実施例の一部を破断した斜視図であ
る。

【図２９】本発明の、フィルタ構造ｃを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第１の基板の平面図である。

【図３０】本発明の、フィルタ構造ｃを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第２の基板の平面図である。

【図３１】本発明の、フィルタ構造ｃを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固
体層および活性エネルギー線硬化性材料積層後の第１の
基板の断面図を示し、図２９に示すＡＡ断面図である。

【図３２】本発明の、フィルタ構造ｃを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、第
２の基板積層後の積層体の断面図を示し、図２９に示す
ＡＡ断面図である。

【図３３】本発明のフィルタ構造ｃによる効果を説明す
る為の図である。

【図３４】本発明のフィルタ構造ｃに係る実施例のフィ
ルタ形状、寸法を示す平面図である。

【図３５】比較例のフィルタ形状、寸法を示す平面図で
ある。

【図３６】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの一実施例の一部を破断した斜視図であ
る。

【図３７】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第１の基板の平面図である。

【図３８】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する固体層形
成後の第２の基板の平面図である。

【図３９】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固
体層および活性エネルギー線硬化性材料積層後の第１の
基板の断面図を示し、図３７に示すＡＡ断面図である。

【図４０】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、第
２の基板積層後の積層体の断面図を示し、図３７に示す
ＡＡ断面図である。

【図４１】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、図
３７及び図３８に示すＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図
である。

【図４２】本発明の、フィルタ構造ｄを有するインクジ
ェットヘッドの製造方法の一実施例を説明する図で、固
体層除去後の積層体の断面図を示し、図３７及び図３８
に示すＡＡ及びＡＡ′に相当する断面図である。

【図４３】本発明のフィルタ構造ｃに係る実施例のフィ
ルタ形状、寸法を示す平面図である。

【図４４】比較例のフィルタ形状、寸法を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 第１の基板 ２ 電気熱変換体 ３ 固体層 ４ 第２の基板 ５ 凹部 ６ 供給口 ７ 活性エネルギー線硬化性材料 ８ 突起 ８’ 凹部を有する柱 ８'' 柱 ９ 活性エネルギー線 １０ 構造部材 １１ 液室 １２ 柱部 １３ 開口部 １４ 共通液流路 １５ 個別液流路 １６ 吐出口 ２１、４１ 記録ヘッド ２２ キャリッジ ２３、２４ ガイド軸 ２５ キャリッジモータ ２６、２７ プーリ ２８ タイミングベルト ２９ 記録紙 ３０ ペーパーパン ３１ ヒータ ３２ 紙押え板 ３３ 排紙ローラ ３４ 拍車 ３５ 回復ユニット ３６ 紙送りモータ ３７ クリーニングブレード ３８ インク吸収体 ３８ａ キャップ ４１ａ 吐出口面 ４２ 搬送ベルト ４２ａ 搬送面 ４３ａ、４３ｂ ローラ ５１ 細長いゴミ ５２ インクの流れ

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが吐出される吐出口と、前記吐出
   口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエ
   ネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応し
   て設けられ、前記吐出口にインクを供給する液流路と、
   を備えたインクジェットヘッドにおいて、 前記液流路の前記エネルギー発生素子が設けられた部位
   より反吐出口側の開口部に流路形成部材により形成され
   ているフィルタを備えるとともに、 該フィルタの幅は前記流路の開口幅よりも大きく、少な
   くとも該流路の全幅に対応して延在していることを特徴
   とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 インクが吐出される吐出口と、前記吐出
   口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエ
   ネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応し
   て設けられ、前記吐出口にインクを供給する液流路と、
   を備えたインクジェットヘッドにおいて、 前記液流路の前記エネルギー発生素子が設けられた部位
   より反吐出口側の開口部に流路形成部材により形成され
   ているフィルタを備えるとともに、 該フィルタの幅は前記流路の開口幅よりも小さく、高さ
   が前記流路の開口高さよりも小さいことを特徴とするイ
   ンクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 エネルギー発生素子は、インクを吐出す
   るための熱エネルギーを発生する電気熱変換体である請
   求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅に
   わたって形成されているフルラインタイプである請求項
   １または２に記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載のインク
   ジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置であっ
   て、記録信号に基づいてインクを前記インクジェットヘ
   ッドの吐出口から吐出して記録を行うことを特徴とする
   インクジェット装置。
6. 【請求項６】 エネルギー発生素子は、インクを吐出す
   るための熱エネルギーを発生する電気熱変換体である請
   求項５に記載のインクジェット装置。
7. 【請求項７】 吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅に
   わたって形成されているフルラインタイプである請求項
   ５または６に記載のインクジェット装置。