JPH0326136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジエツトヘツドの製造方法に
関する。 ［従来の技術］ インクジエクト記録方式に適用されるインクジ
エツトヘツドは、一般に、微細なインク吐出口
（オリフイス）、インク通路及びこのインク通路の
一部に設けられるインク吐出エネルギー発生部を
具えている。 従来、このようなインクジエツトヘツドを作成
する方法として、例えば、ガラスや金属の板に切
削やエツチング等により、微細な溝を形成した
後、この溝を形成したた板の適当な板と接合して
インク通路の形成を行う方法が知られている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、斯かる従来法によつて作成されるヘツ
ドでは、切削加工されるインク通路内壁面の荒れ
が大き過ぎたり、エツチング率の差からインク通
路に歪が生じたりして、精度の良いインク通路が
得難く、製作後のインクジエツトヘツドのインク
吐出特性にバラツキが出易い。又、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
いという問題点もある。そして、エツチング加工
を行う場合は、製造工程が多く、製造コストの上
昇をまねくと言う不利がある。更に、上記した従
来法に共通する問題点としては、インク通路溝を
形成した溝付板と、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圧電素子、発熱素子
等の吐出エネルギー発生素子（駆動素子）が設け
られた蓋板と貼合せの際に夫々の位置合せを精度
良く行なうことが困難であつて量産性に欠ける点
が挙げられる。従つて、これ等の問題点が解決で
きる新たなインクジエツトヘツドの製造法の開発
が熱望されている。 ［発明の目的と問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点に鑑み成されたもので、
精密であり、しかも、信頼性の高いインクジエツ
トヘツドを製造するための新規な方法を提供する
ことを目的とする。 又、インク通路が精度良く且つ、設計に忠実に
微細加工された構成を有するインクジエツトヘツ
ドを簡略な方法により歩留り良く製造する方法を
提供することも本発明の目的である。 更に、使用耐久性に優れたインクジエツトヘツ
ドの製造法を提供することも本発明の他の目的で
ある。 そして、この様な諸目的を達成する本発明のイ
ンクジエツトヘツドの製造法は、 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が設置された基体
に接着剤の層を介してインク通路を形成するイン
クジエツトヘツドの製造方法であつて、前記基体
に接着剤の第１層を形成する工程と、前記接着剤
層上に前記接着剤層とは異なる特性の感光性樹脂
の第２層を形成する工程と、前記第２層に感光性
樹脂の硬化層であるインク通路の壁を露出形成す
る工程と、前記インク通路内に位置する前記第１
層の接着剤を、前記硬化層との特性の差を利用し
てインク通路内から除去する工程と、を有するこ
とを特徴とする。 ［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。 先ず、第１図乃至第９図に示した作成工程に従
つて、本発明の実施例を説明する。 第１図の工
程では、ガラス、セラミツク、プラスチツク、或
は金属等の基板１上に発熱素子やピエゾ素子等の
インク吐出エネルギー発生素子２を所望の個数配
置し、更に必要に応じて耐インク性、電気絶縁性
を付与する目的で、SiO₂，Ta₂O₅，ガラス等の薄
膜３を被覆する。尚、インク吐出エネルギー発生
素子２には、図示されていないが、信号入力用電
極が接続してある。 第２図に示す工程では、上記インク吐出エネル
ギー発生素子２を有する基体１の表面に接着剤層
４を約1μ〜5μ程度の厚さに形成する。 このとき、所望の液状接着剤を周知の手法、例
えばスピンナーコート法、デイツプコート法、ロ
ーラーコート法によつて、基板表面に塗工した後
半硬化させておく。 尚、具体的には、スピンナーコート法の場合、
粘度２〜15CPの接着剤を1000〜5000rpmで塗布
する。又、デイツプコート法の場合は、粘度20〜
30CPの接着剤中に基板１を浸漬した後、20〜50
cm／分の一定速度で引き揚げる。 さらに、ローラーコート法の場合には、粘度
100〜300CPの接着剤をローラー周速60〜200cm／
分で塗布する。 ここで使用する接着剤の種類は所定の接着力が
示されれば特に制限されるものではないが、とり
わけ、熱硬化性樹脂接着剤が、取り扱い上、又は
製造上の便宜から推奨されるものである。 この様に本発明に於て好適な熱硬化性樹脂接着
剤としては、フエノール、レゾルシノール、尿
素、エチレン尿素、メラミン、ベンゾグアナミ
ン、フラン、キシレンなどのホルムアルデヒド系
樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ポリ
ウレタン、シリコン樹脂、ポリジアリルフタレー
トまたはこれらの共縮合体、があげられる。 又、本発明に於いて、これらの接着剤の被接着
界面がSiを基本とする化合物で形成されている場
合は上記接着剤にシランカツプリング剤を混合す
るか前もつて基板１の表面をシランカツプリング
剤で処理することも有効である。 続く第３図に示す工程では、第２図示の工程を
経て得られた基板１の接着剤層４の表面を清浄化
すると共に乾燥させた後、接着剤層４に重ねて、
80℃〜105℃程度に加温されたドライフイルムフ
オトレジスト５（膜厚、約25μ〜100μ）を0.5〜
0.4f／分の速度、１〜３Kg／cm²の加圧条件下でラ
ミネートする。このとき、ドライフイルムフオト
レジスト５は、接着剤層４に融着する。この後、
使用した接着剤の性状に合せて接着剤層４を加熱
して本硬化させる。以後、ドライフイルムフオト
レジスト５に相当の外圧が加わつた場合にも基板
１から剥離することはない。続いて、第３図に示
す様に、基板面に設けたドライフイルムフオトレ
ジスト５上に所定のパターンを有するフオトマス
ク６を重ね合せた後、このフオトマスク６の上部
から露光を行なう。このとき、インク吐出エネル
ギー発生素子２の設置位置と上記パターンの位置
合せを周知の手法で行つておく必要がある。 第４図は、上記露光済みのドライフイルムフオ
トレジスト５の未露光部分を所定の有機溶剤から
成る現像液にて溶解除去した工程を示す説明図で
ある。 次に基板１に残されたドライフイルムフオトレ
ジストの露光された部分5Pの耐インク性向上の
ため、熱硬化処理（例えば150〜250℃で30分〜６
時間加熱）又は、紫外線照射（例えば50〜
200mW／cm²又はそれ以上の紫外線強度で）行い、
充分に重合硬化反応を進める。 上記熱硬化と紫外線による硬化の両方を兼用す
るものも効果的である。 ところで、使用した接着剤層４が溝９内に残存
すると、インク中に溶出してインクを変質させた
り、インク通路を目詰まらせたり、或は、インク
吐出エネルギー発生素子２の機能を損う恐れがあ
るので、溝９内に露出している接着剤層４を、適
当な溶剤を用いて溶解させるか又は酸素プラズマ
によつて灰化させることにより除去する。（第５
図） 第６図は、上記の充分な重合を終え硬化したド
ライフイルムフオトレジスト５Ｐでインク通路と
なる溝９の形成された基板１に覆い部材（天井）
を構成する平板８を接着するか単に圧着して固定
したところを示す図である。 第６図に示す工程に於て、天井を構成するため
の具体的方法としては、 １ ガラス、セラミツク、金属、プラスチツク等
の平板８にエポキシ系接着剤を厚さ３〜4μに
スピンナーコートした後、予備加熱して接着剤
７を所謂、Ｂステージ化させ、これを硬化した
フオトレジスト膜５Ｐ上に貼り合せて前記接着
剤を本硬化させる。或は、 ２ アクリル系樹脂、ABC樹脂、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂の平板８を硬化したフオトレ
ジスト膜５Ｐ上に、直接熱融着させる方法があ
る。 因に叙上の工程に於いて、接着剤層４が1μの
厚さに塗布したエキポキシ樹脂系熱硬化型接着剤
である場合（…実施例１）、そして比較のため、
1μ厚のSiO₂薄膜３上に直接、ドライフイルムフ
オトレジスト膜５Ｐを設けた場合（…比較例）
各々に就いて、フオトレジスト硬化膜５Ｐの基板
１からの剥離強度（試験Ａ）と、基板１に形成し
たフオトレジスト硬化膜５Ｐ（１mm×１mm）を50
℃の水中に１週間浸漬したときの基板１面に於け
る残存率（試験Ｂ）を測定した処、下表に記載し
たとおりの結果であつた。

【表】 ここで、第６図示の工程終了後のヘツド外観を
第７図に模式斜視図で示す。 第７図中、９−１はインク供給室、９−２はイ
ンク細流路、１０はインク供給室９−１に不図示
のインク供給管を連結させる為の貫通孔を示して
いる。 以上のとおり、溝を形成した基板と平板との接
合が完了した後、第７図のＣ，C′線に沿つて切断
する。これは、インク細流路９−２に於いて、イ
ンク吐出エネルギー発生素子２とインク吐出口９
−３との間隔を最適化する為に行うものであり、
ここで切断する領域は適宜決定される。 この切断に際しては、半導体工業で通常、採用
されているダイシング法が採用される。 第８図は第７図のｚ，z′線切断面図である。そ
して、切断面を研磨して平滑化し、貫通孔１０に
インク供給管１１を取り付けてインクジエツドヘ
ツドが完成する。（第９図） 叙上の図示実施例に於いては、溝作成用の感光
性組成物（フオトレジスト）としてドライフイル
ムタイプ、つまり固体のものを利用したが、本発
明では、これのみに限るものではなく、液状の感
光性組成物も勿論、利用することができる。そし
て、基板上へのこの感光性組成物塗膜の形成法と
して、液体の場合にはレリーフ画像の製作時に用
いられるスキージによる方法、すなわち所望の感
光性組成物膜厚と同じ高さの壁を基板の周囲にお
き、スキージによつて余分の組成物を除去する方
法である。この場合感光性組成物の粘度は100CP
〜300CPの高さは感光性組成物の溶剤分の蒸発の
減量を見込んで決定する必要がある。 他方、固体の場合は、感光性組成物シートを基
板上に加熱圧着して貼着する。 尚、本発明に於いては、その取扱い上及び厚さ
の制御が容易且つ精確にできる点で、固体のフイ
ルムタイプのものを利用する法が有利ではある。
このような固体のものとしては、例えば、デユポ
ン社製パーマネントフオトポリマーコーテイング
RISTON、ソルダーマスク730S、同740S、同
730FR、同740FR、同SM1等の商品名で市販され
ている感光性樹脂がある。その他、本発明におい
て使用される感光性組成物としては、感光性樹
脂、フオトレジシト等の通常のフオトリソグラフ
イーの分野において使用されている感光性組成物
の多くのものが挙げられる。これ等の感光性組成
物としては、例えば、ジアゾレジン、Ｐ−ジアゾ
キノン、更には例えばビニルモノマーと重合開始
剤を使用する光重合型フオトポリマー、ポリビニ
ルシンナメート等と増感剤を使用する二量化型フ
オトポリマー、オルソナフトキノンジアジドとノ
ボラツクタイプのフエノール樹脂との混合物、ポ
リビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物、４−
グリシジルエチレンオキシドとベンゾフエノンや
グリシジカルコンとを共重合させたポリエーテル
型フオトポリマー、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリル
アミドと例えばアクリルアミドベンゾフエノンと
の共重合体、不飽和ポリエステル系感光性樹脂
〔例えばAPR（旭化成）、テビスタ（帝人）、ゾン
ネ（関西ペイント）等〕、不飽和ウレタンオリゴ
マー系感光性樹脂、二官能アクリルモノマーに光
重合開始剤とポリマーとを混合した感光性組成
物、重クロム酸系フオトレジスト、非クロム系水
溶性フオトレジスト、ポリケイ皮酸ビニル系フオ
トレジスト、環化ゴム−アジド系フオトレジスト
等が挙げられる。 ［発明の効果］ 以上に詳しく説明した本発明の効果としては次
のとおり、種々列挙することができる。 １ ヘツド製作の主要工程が、所謂、印写技術に
因る為、所望のパターンでヘツド細密部の形成
が極めて簡単に行える。しかも、同構成のヘツ
ドを多数、同時加工することもできる。 ２ 製作工程数が比較的少ないので、生産性が良
好である。 ３ 主要構成部位の位置合わせ及び接合を容易に
して確実に為すことができ、寸法精度の高いヘ
ツドが歩留り良く得られる。 ４ 高密度マルチアレイインクジエツドヘツドが
簡略な方法で得られる。 ５ インク通路を構成する溝壁の厚さの調整が極
めて容易であり、感光性（樹脂）組成物層の厚
さに応じて所望の寸法（例えば、溝深さ）のイ
ンク通路を形成することができる。 ６ 連続、且つ大量生産が可能である。 ７ エツチング液（フツ化水素酸等の強酸類）を
使用する必要がないので、安全衛生の面でも優
れている。 ８ 未硬化の接着剤がインク通路に残存すること
がないので、接着剤が流動してインク通路が塞
がれたり、インク吐出エネルギー発生素子に付
着して、機能低下を引き起こすことがない。 ９ 構成部材の剥離や変形又は位置ズレが生ぜ
ず、得られたインクジエツドヘツドの耐久性が
極めて良好である。 10 本発明は、感光性樹脂の硬化層であるインク
通路の壁を露出形成する工程と、前記インク通
路内に位置する接着剤を、前記硬化層との特性
の差を利用してインク通路内から除去する工程
とを有し、全く別の工程からなる。すなわち、
インク通路の壁を露出形成した後に、インク通
路内に位置する接着剤を前記硬化層との特性の
差を利用して、たとえばインク通路壁の形成に
使用した溶剤とは異なる、接着剤の除去に最適
な溶剤を用いてインク通路内から除去すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は、本発明のインクジエツド
ヘツド製造法の説明図である。 図において、１は基板、２はインク吐出エネル
ギー発生素子、４は接着剤、５はドライフイルム
フオトレジスト、５Ｐはフオトレジスト硬化膜、
８は平板、９は溝である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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が設置された基
   体に接着剤の層を介してインク通路を形成するイ
   ンクジエツトヘツドの製造方法であつて、前記基
   体に接着剤の第１層を形成する工程と、 前記接着剤層上に前記接着剤層とは異なる特性
   の感光性樹脂の第２層を形成する工程と、 前記第２層に感光性樹脂の硬化層であるインク
   通路の壁を露出形成する工程と、 前記インク通路内に位置する前記第１層の接着
   剤を、前記硬化層との特性の差を利用してインク
   通路内から除去する工程と、 を有することを特徴とするインクジエツトヘツド
   の製造方法。 ２ 前記エネルギー発生素子は、発熱素子であ
   る、特許請求の範囲第１項に記載のインクジエツ
   トヘツドの製造方法。 ３ 前記エネルギー発生素子は、ピエゾ素子であ
   る、特許請求の範囲第１項に記載のインクジエツ
   トヘツドの製造方法。