JPH03207660A

JPH03207660A - インクジェット記録ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH03207660A
Application number: JP108090A
Authority: JP
Inventors: Masami Yokota; 横田　雅実; Minoru Nozawa; 実野沢; Tadaki Inamoto; 忠喜稲本; Hideaki Mashio; 真塩　英明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1991-09-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、吐出エネルギー発生素子が発生する吐出エネ
ルギーを利用してインク液滴を吐出し記録を行なうため
のインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のインクジェット記録ヘッドの液流路等の形成方法
として、例えば特開昭５６−　１２３８６９には、イン
ク流路を感光性組成物でパターニングした後、覆いを設
ける方法が提案されている。

また、例えば特開昭５８−　１３６４７８には、基体上
に液流路部に対応したパターンの固体層を設け、しかる
後、活性エネルギー線硬化性材料層を積層し、その後活
性エネルギー線硬化性材料層を硬化させた後、固体層を
除去する方法が提案されている。

さらに、インク（記録液）を供給するための共通液室等
の内側に活性エネルギー線しゃ断材料層を積層して共通
液室内の活性エネルギー線硬化性材料層の硬化を防ぐ方
法も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の第１の方法は、液流路壁をパター
ニング形成した後覆いを設けるため、覆いを貼合せる工
程におけるごみの混入が大きな問題となっていた。

また、第２．第３の方法において、液流路壁を形成する
ために用いられる活性エネルギー線硬化性材料の種類に
よっては後に除去されてインク流路となる固体層、例え
ばボジ型ドライフィルムを溶かしてしまうことがあり、
活性エネルギー性硬化性材料の選択が極めて限定されて
しまう。この結果、他の必要な性能、例えば耐熱性，密
着力，耐久性等が得られないという問題点があった。

本発明は、上述の様な問題点を解決するためになされた
ものであり、吐出エネルギー発生素子を設けた基体と、
活性エネルギー線硬化性材料層と、液流路の形状に対応
し部分的に設けられた活性エネルギー線しゃ断層と、活
性エネルギー線透過性を有する覆いとを積層した後、こ
の覆いの上面より活性エネルギー線を照射し、しかる後
に未硬化部分の活性エネルギー線硬化性材料を除去する
ことにより、ごみ混入の問題および活性エネルギー線硬
化性材料の選択の問題を解決することができるインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明では、吐出エネルギー発生素子が発生
する吐出エネルギーを利用してインク液滴を吐出し記録
を行なうためのインクジェット記録ヘッドの製造方法に
おいて、前記吐出エネルギー発生素子が設けられた基体
と、活性エネルギー線硬化性材料層と、前記吐出エネル
ギー発生素子をその一部に有して吐出エネルギーをイン
クに作用させるための液流路に対応したパターンの活性
エネルギー線遮断層と、活性エネルギー線透通性の覆い
とを積層し、該覆い側より活性エネルギー線を照射し、
当該照射によって硬化しない前記活性エネルギー線硬化
性材料層を除去する各工程からなることを特徴とする。

〔作　用〕

以上の構成によれば、基体と、活性エネルギー線硬化性
材料と、液流路に対応したパターンの活性エネルギー線
遮断層と、活性エネルギー線透過性の覆いとが積層され
た後、活性エネルギー線照射による硬化によって液流路
壁の部分が形成され、液流路の部分は未硬化材料を除去
することによって形成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図〜第３図は、本発明の一実施例を説明するための
模式図であり、第１図〜第３図のそれぞれには、本発明
の製造方法に係るインクジェット記録ヘッドの構成とそ
の製造手順の一例が示されている。

尚、木例では、２つの吐出口（以下、オリフィス）を有
するインクジェット記録ヘッドが示されるが、もちろん
これ以上のオリフィスを有する高密度マルチアレイイン
クジェット記録ヘッドの場合あるいは１つのオリフィス
を有するインクジェット記録ヘッドの場合でも同様であ
ることは言うまでもない。

第１図は、ガラス，シリコン．セラミックス，プラスチ
ックあるいは、金属等の材料からなる基体１を示す斜視
図である。

基体１上には、電気熱変換素子あるいは圧電素子等の液
体吐出エネルギー発生素子２が所望の個数配設される（
第１図では２個）。このような液体吐出エネルギー発生
素子２によって記録液滴を吐出させるための吐出エネル
ギーが記録液に与えられ、記録が行なわれる。因に、例
えば液体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気泡を発生させ、この気泡の変化に
伴なう圧力変動によって吐出を行なう。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伴
なう圧力変動によって、吐出が行なわれる。

尚、これ等の素子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（不図示）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
向上等を目的として、保護層等の各種の機能層が設けら
れるが、もちろん本実施例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つかえない。

次いで、第２図（Ａ）に示す様に、吐出エネルギー発生
素子２が配設された基体１上に、活性エネルギー線硬化
性材料層３を所定の厚さに積層する。

活性エネルギー線硬化性材料としては、基体１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、この
材料は、液流路および共通液室を形成してインクジェッ
ト記録ヘッドとしての構造材料と威るものであるので、
基体との接着性、機械的強度、寸法安定性、耐蝕性及び
後工程での不要部分の除去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．可視光線硬化，Ｘ線硬化，赤
外線硬化，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、ボリイセド樹脂
、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（よってカチオン重合を開始することのできる
エボキシ樹脂、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、ボリチオー
ルとボ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、重合速度が犬き〈、重合体の物性
も優れており、構造材料として適している。

活性エネルギー線硬化性材料を所定の厚さで積層する方
法としては、例えば基体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、ラくネーター、印刷機
、ポッティング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。

次に、第２図（Ｂ）に示す様に、活性エネルギー線に対
して透過性を有する覆い４（例えば、活性エネルギー線
が紫外線の場合、ガラス，アクリル樹脂等）に、活性エ
ネルギー線をしゃ断する材料よりなる層５を液流路とな
る部分に対応して部分的に積層する。

ここで、活性エネルギー線しゃ断材料層５の材質として
は、活性エネルギー線をしゃ断すれば、いかなるもので
も可能であるが、好ましくは、クロム等の金属あるいは
、写真フィルムに使用される銀塩，ジアゾ等の一般的な
フォトマスク材料に用いられる材料が好ましい。また、
この層を部分的に積層する方法としては、金属薄膜等の
いゎゆるフォトリソグラフィ．銀塩材料による写真法，
印刷，メッキ等が好ましい。

以上の様な、活性エネルギー線透過性材料よりなる覆い
に活性エネルギー線しゃ断材料層を部分的に積層したも
のの例として、ＩＣ製造等に使用するフォトマスクが好
適な例としてある。（以下、本実施例では、覆い４はフ
ォトマスクとして記す。）従って、市販のフォトマスク
を本発明のインクジェット記録ヘッドの液流路のフォト
マスク４として用いる事は非常に有用である。

また、覆い４に共通液室の堀込み部が必要な場合は、フ
ォトマスクを作成あるいは購入後、堀込み加工を行なう
か、あるいは、堀込み加工を行った基板にフォトパター
ンを作成する事も有効である。

次に第２図（Ｃ）に示す様に、吐出エネルギー発生素子
が配設された基体１に活性エネルギー線硬化性材料層３
が所定の厚さで積層された後に、第２図（Ｂ）に示した
液流路の覆いとなるフォトマスク４を積層する。

１１次に、第２図（Ｄ）は、液流路の覆いとなるフォトマス
ク４の上面より活性エネルギー線を照射した図であり、
この図において３ａは、活性エネルギー線により活性エ
ネルギー線硬化性材料層が硬化した部分、３ｂは、活性
エネルギー線がしゃ断されたため未硬化の部分を表わし
ている。

次に、第２図（Ｅ）は、活性エネルギー線が照射されな
かった部分３ｂを有機溶剤，アルカリ溶液等により除去
し、液流路３ｂが形成された事を表わしている。

ここで、活性エネルギー線照射によって未硬化部分を除
去する手段としては、特に限定されるものではないが、
具体的には例えば未硬化の活性エネルギー線硬化性材料
３ｂ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
、振どう、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。

上記除去手段に対して用いられる液体とじて１　２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−メチルビロ
リドン、ジメチルホルムアくド、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、必要に応じて界面活性剤を加えても良い。

尚、本実施例では、第３図に示すインク供給口７より除
去液を加圧しながら注入すると共に、記録ヘッド全体を
除去液に浸漬しながら超音波振動を加えて溶解除去した
。

尚、本実施例中では、活性エネルギー線しゃ断材料層５
が記録ヘッド完成後も残るが、必ずしも残存している必
要はなく、例えば、覆いとなるフォトマスク４をいわゆ
るエマルジョンタイプを使用すれば、未硬化部分の活性
エネルギー線材料層３ｂを除去する液により同時に除去
できる場合もある。

また、液流路内部を観察する必要がある場合は、液流路
形成後も活性エネルギー線しゃ断材料層を溶解する工程
を設けても良い。

第３図は、以上の各工程を経て得られたインクジェット
記録ヘッドの模式的斜視図を示している。尚、以上の各
工程を終了しｋ後、吐出エネルギー発生素子２とオリフ
ィス９との間隔を最適化するために、必要に応じてオリ
フィス先端の切断、研磨、平滑化を行なってもよい。

尚、上述の実施例に於いては、基体１上に活性エネルギ
ー線硬化性材料層３を積層したが、必ずしもこのような
順序である必要はなく液流路の覆い（フォトマスクを兼
ねる）側に活性エネルギー線硬化性材料層３を積層した
後基体１と貼合せても良い。

さらに、基体１と覆い４を積層した後に活性エネルギー
線硬化性材料を注入しても良い。

この場合の積層方法としては、覆い４を基体１と圧着し
た後、内部を減圧にし、その後、硬化性材料を注入する
等の方法が好ましく用いられる。また、覆い４を積層す
るに際しては、活性エネルギー線硬化性材料層を所要の
厚さにするべく、例えば基体と覆いとの間にスベーサー
を設けたり、覆い４の端部に凸部を設ける等の工夫をし
てもよい。

また、上述の実施例では、液流路の覆い４に液流路に対
応したパターンの形成方法については特に詳しく記述し
なかったが、一般に、フォトマスクを作成する方法、す
なわちマスターパターンを写真縮写法、ＥＢ露光法、フ
ォトプロツター法等により作威し、このマスターパター
ンより液流路の覆い４に転写する方法が考えられる。

また、スクリーン印刷，フレキソ印刷等もパターン精度
，コスト等に応じて選ぶことも可能である。

さらに、液流路の覆い４の材質としては、通常のフォト
マスクの場合、青板ガラス，白板ガラス，石英ガラス等
が用いられるが、基体との熱膨張やコスト等を考慮した
上で最適なものを選ぶことが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、基体と、１　５活性エネルギー線硬化性材料と、液流路に対応したパタ
ーンの活性エネルギー線遮断層と、活性エネルギー線透
過性の覆いとが積層された後、活性エネルギー線照射に
よる硬化はよって液流路壁の部分が形成され、液流路の
部分は未硬化材料を除去することによって形成される。

この結果、基体に液流路壁をパターニングした後、液流
路の覆いを積層する工程をとらないため、液流路壁パタ
ーニングから覆いを接合する工程の間に液流路内にごみ
が混入することを防ぐ事ができ、特に、吐出口数が多数
になった場合のごみ混入による不良がほとんどなくなる
。

また、液流路に対応する固体層を基体に設ける工程がな
いため、固体層と活性エネルギー線硬化材料層のマッチ
ング（活性エネルギー性硬化性材料層が固体層を溶解さ
せたり変質させたりすること。あるいは活性エネルギー
線硬化性材料層自身が固体層との接解周囲部で硬化され
ないこと等）を考える必要がなく、本来インクジェット
ヘッドの液流路構造材料として必要な諸特性を持った材
１６料を自由に選ぶことができる。

さらに、同様に固体層を基体上に設ける工程がないため
、基体及び液流路の覆いに密着向上剤を使用でき、基体
と活性エネルギー線硬化性材料層で作られた液流路壁の
密着力が大きく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に関するインクジェット記
録ヘッドを構成する基体の斜視図、第２図（Ａ）〜（Ｅ
）は本発明の一実施例に関し、第１図に示した基体に基
づいた記録ヘッドの製造方法を工程順に説明するための
断面図、第３図は、第２図に示す製造方法によって得ら
れる記録ヘッドの斜視図である。１・・・基体、２・・・吐出エネルギー発生素子、３・・・活性エネルギー線硬化性材料層、３ａ・・・活
性エネルギー線硬化部分、３ｂ・・・活性エネルギー線
未硬化部分（液流路）、４・・・液流路の覆い（フォトマスク）、５・・・活性
エネルギー線しゃ断材料層、６・・・共通液室、７・・・インク供給口、９・・・オリフィス（吐出口）。第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１）吐出エネルギー発生素子が発生する吐出エネルギー
を利用してインク液滴を吐出し記録を行なうためのイン
クジェット記録ヘッドの製造方法において、前記吐出エネルギー発生素子が設けられた基体と、活性
エネルギー線硬化性材料層と、前記吐出エネルギー発生
素子をその一部に有して吐出エネルギーをインクに作用
させるための液流路に対応したパターンの活性エネルギ
ー線遮断層と、活性エネルギー線透過性の覆いとを積層
し、該覆い側より活性エネルギー線を照射し、当該照射によって硬化しない前記活性エネルギー線硬化
性材料層を除去する各工程からな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。