JPH0326137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、インクジエツトヘツドの製造方法に
関する。 インクジエツ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
１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、この様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、
この溝を形成した板を他の適当な板と接合してイ
ンク通路の形成を行なう方法が知られている。 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
いと言う問題点もある。そして、エツチング加工
を行なう場合は、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。 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、上記目的を達成する本発明のインクジ
エツトヘツドの製造方法は、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
感光性樹脂の硬化層であるインク通路壁を有する
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、前記インク通路内部に対応する
前記接着剤を前記接着剤層上の前記インク通路壁
の形成と共に除去する工程を有することを特徴と
する。 以下、図面を用いた実施例に就いて本発明を詳
細に説明する。 先ず、第１図乃至第８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を有する基板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。 更に、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
示されれば特に限定されないが、本発明に於て
は、とりわけ、光硬化性樹脂接着剤が製造上の便
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光硬化性樹脂接着
剤としては、例えば不飽和ポリエステル樹脂と、
分子中に少なくとも１つの不飽和二重結合を有す
るモノマー、ダイマー或はオリゴマー化合物（メ
チルメタアクリレート、スチレン、ジアリルフタ
レート等）；又は不飽和ポリエステルと少なくと
も１つの不飽和二重結合を未端基或は主鎖中持つ
ように変性したシリコン、ウレタン、エポキシ等
の樹脂単独或はこれと、前記モノマー、ダイマ
ー、オリゴマー等の組み合わせ等から成るもので
ある。 又、本発明に於て、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を紫
外線を照射して本硬化させる。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
フオトマスタ６を重ね合せた後、このフオトマス
タ６の上部から露光を行う。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）を行
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、インク通路を目詰らせたり、或は、インク吐
出圧発生素子２の機能を損う恐れがあるので、本
発明に於ては、ドライフイルムフオトレジスト５
に対するパターン露光時（第３図示工程）に接着
剤層４も同時に光硬化させ、続く、有機溶剤によ
る現像段階で未硬化の接着剤層４をフオトレジス
ト５と共に溶解除去する。（第４図） 第５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５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、セラミツクス、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
の厚さに塗布したアクリル樹脂系光硬化型接着剤
である場合（…実施例１）、又、2μの厚さに塗布
したアクリル樹脂系光硬化型接着剤である場合
（…実施例２）そして、比較の為、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）の各々に就いて、
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５図示の工程終了後のヘツド外観を
第６図に、模式的斜視図で示す。 第６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６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７図は第６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トヘ
ツドが完成する。（第８図） 叙上の図示実施例に於ては、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
成方法として、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が適当である。又、基板の周囲
におく壁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方が有利ではある。
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、フオトレジス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
グリシジル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。 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
が極めて簡単に行なえる。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トヘツドが
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トヘツドの耐久性が
極めて良好である。 10 インク通路内部に対応する接着剤を接着剤層
上のインク通路壁の形成と共に除去するもので
あるため、工程の短縮と製造スピードの向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明のインクジエツト
ヘツド製造法の説明図である。 図に於て、１は基板、２はインク吐出エネルギ
ー発生素子、４は接着剤層、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感光性樹脂の硬化層であ
   るインク通路壁を有する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、 前記インク通路内部に対応する前記接着剤を前
   記接着剤層上の前記インク通路壁の形成と共に除
   去する工程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。