JPH04265752A - インクジェット記録ヘッド、その製造方法、及びその記録ヘッドを備えた記録装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式に用いるインク小滴を発生するためのインクジェット
記録ヘッドの製造方法に関し、更に詳述すれば内部にフ
ィルターを備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法
、同製造方法により製造したインクジェット記録ヘッド
、及び同ヘッドを備えた記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドはプリンタ等
の記録装置に多用されているが、図１０はこのようなイ
ンクジェット記録ヘッドの概略構成図であり、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工程
を経て、基板１１０２上に成膜された電気熱変換体１１
０３、電極１１０４、液路壁１１０５、天板１１０６か
ら構成されているインクジェット記録ヘッドが示されて
いる。記録用液体１１１２は図示していない液体貯蔵室
から液体供給管１１０７を通して記録ヘッド１１０１の
共通液室１１０８内に供給される。図中１１０９は液体
供給管用コネクタである。共通液室１１０８内に供給さ
れた液体１１１２は所謂毛管現象により液路１１１０内
に供給され、液路先端の吐出口面（オリフィス面）でメ
ニスカスを形成することにより安定に保持される。ここ
で電気熱変換体１１０３に通電することにより、電気熱
変換体面上の液体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生
起されその気泡の膨脹・収縮により吐出口１１１１から
液体を吐出し液滴が形成される。上述したような構成に
より、吐出口密度１６ノズル／ｍｍといった高密度の吐
出口配列で１２８吐出口あるいは２５６吐出口という、
更には、記録幅内全域にわたって吐出口が配置されたマ
ルチノズルのインクジェット記録ヘッドが形成できる。

【０００３】上記のようにして製造された従来のインク
ジェット記録装置を振動試験にかけると、振動によって
吐出口あるいは吐出エネルギー発生素子付近のインクが
インク貯蔵部側へ移動してしまったり、あるいは振動に
よって吐出口から泡をとり込んでしまったり、また逆に
インクが吐出口を覆ってしまったりして印字不能に陥る
場合があることから明らかなように、従来の記録ヘッド
は振動に対して問題があった。このような場合、印字さ
せるためには、例えば吐出口からポンプで吸引する等の
回復操作をすることが必要であった。更に振動によって
吐出口からインクが外部に垂れてしまい周囲を汚すとい
う欠点もあった。

【０００４】更に、従来の構造では、インク供給系内に
ゴミがあった場合、ゴミがノズルにつまることにより生
じる、所謂インクのヨレ、ムラ、不吐出等の吐出不良を
生じていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、インクジェット記録ヘッド内に３次
元フィルターを設けることにより、ノズルにつまるゴミ
の進入を防止し、インク供給特性を変化させずに振動等
の振れや衝撃直後にも良好な印字を行なうことができる
インクジェット記録ヘッド、その製造方法、及び記録装
置を提供することを目的とするものである。なお、本発
明に類似したインクジェット記録ヘッドの製造方法とし
ては、特開昭６２−２５３４５７，６１−１５４９４７
がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はインク吐出エネルギー発生素子を配設した
基板上に液路及び液室の各相当部を有する固体層を前記
素子に液路を一致させて形成し、次いで前記固体層を覆
って活性エネルギー線硬化性材料層を積層して硬化処理
後現像することにより前記固体層を溶出除去して液路及
び液室を形成する工程を有するインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法において、前記固体層を形成する際に前記
固体層の液路相当部と液室相当部との間にフィルター形
成用空隙部を設けると共に前記フィルター形成用空隙部
内にフィラーを含有した活性エネルギー線感応性樹脂を
充填し前記活性エネルギー線感応性樹脂にフィルター形
成孔を設けた第２固体層を形成するもので、記録ヘッド
が熱エネルギーを利用してインク吐出口からインクを吐
出させるもので、熱エネルギーを発生する手段として電
気熱変換体を有するものであることを含む。

【０００７】更に、本発明のインクジェット記録ヘッド
は、内部にインク吐出エネルギー発生素子を設けた液路
と、前記液路と順次連通するフィルター形成部、及び液
室とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記
フィルター形成部内にフィラーによる網目状フィルター
を形成するもので、エネルギー発生素子が電気熱変換体
であること、記録媒体の記録領域の全幅にわたって、吐
出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
ることを含むものである。

【０００８】また更に、本発明のインクジェット記録装
置は、記録媒体の被記録面に対向してインクを吐出する
吐出口が設けられている上記インクジェット記録ヘッド
と、該ヘッドを載置するための部材とを少なくとも具備
するものである。

【０００９】以下、図面を参照して本発明の実施態様に
つき詳細に説明する。

【００１０】図１乃至図８は、本発明の基本的な態様を
説明するための模式図であり、図１乃至図８のそれぞれ
には、本発明の方法に係るインクジェット記録ヘッドの
構成とその製作手順の一例が示されている。なお、本例
では、２つの吐出口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吐出口を有する高密
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つの吐出口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。

【００１１】本発明においては、例えばガラス、セラミ
ックス、プラスチックあるいは金属等からなり、少なく
ともその一方が活性エネルギー線透過性である２枚の基
板が用いられる。図１は固体層形成前の第１の基板の一
例の模式的斜視図である。

【００１２】このような第１の基板１は、流路及び液室
構成材料の一部として機能し、また後述の固体層及び活
性エネルギー線硬化性材料積層時の支持体として機能さ
せるものであり、後述する活性エネルギー線照射の工程
を該第１の基板１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が、その他の場合は、
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。上記第１の基板１上には、電気熱変換体あ
るいは圧電素子等のインク吐出エネルギー発生素子２が
所望の個数配設される（図１では２個）。このようなイ
ンク吐出エネルギー発生素子２によってインク小滴を吐
出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、記
録が行なわれる。因に、例えば上記インク吐出エネルギ
ー発生素子２として電気熱変換体が用いられるときには
、この素子が、近傍のインクを加熱することにより、吐
出エネルギーを発生する。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よって、吐出エ
ネルギーが発生される。

【００１３】なお、これらの素子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、もちろん本発明においてもこの
ような機能層を設けることは一向に差し支えない。

【００１４】本発明においては、次いで上記基板１上に
図２に示すように第１固体層３を形成するものである。 前記固体層３は、液路相当部４と、フィルター形成部相
当部５と、液室相当部６とが順次連接して一体に形成し
てなる。

【００１５】前記液路相当部４は基板１上に配設した吐
出エネルギー発生素子２上面の液路形成部位に帯状に形
成すると共に、その一端側７が前記フィルター形成部相
当部５に連結している。また、フィルター形成部相当部
５には長方形状の空隙部８が形成してあり、この部分に
は固体層は存在しない。

【００１６】このような固体層３を構成するに際して用
いられる材料及び手段としては、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。

【００１７】（１）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したがって固体層
を形成する。

【００１８】（２）基板１上に所望の厚さの溶剤可溶性
ポリマー層及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。

【００１９】（３）樹脂を印刷する。

【００２０】（１）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。

【００２１】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）〕、「ＲＩＳ
ＴＯＮ」〔商品名、デュ・ポン・ド・ネモアース・Ｃｏ
〕等が用いられる。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及び増感剤を主体
とする組成物、あるいはポリチオールとポリエン化合物
及び増感剤とからなる組成物等も同様に用いることがで
きる。

【００２２】（２）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
ジドからなるポジ型フォトレジスト、ポリビニルシンナ
メートからなるネガ型液状フォトレジスト、環化ゴムと
ビスアジドからな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、熱硬化型及び紫外線硬化型のイ
ンキ等が挙げられる。

【００２３】（３）に挙げた印刷法によって固体層を形
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、スクリーンインクならびに転写型の樹
脂等が用いられる。

【００２４】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、（１）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解除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、吐出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極めて速や
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。

【００２５】本発明においては、上記のようにして形成
した第１固体層３の空隙部８内にフィラーを含有させた
活性エネルギー線感応性樹脂を充填し、次いで所定数（
図３においては３個）のフィルター形成孔９を穿設し、
これにより第２固体層１０を形成するものである。

【００２６】第２固体層１０を構成する材料は上記固体
層３の材料にフィラー（繊維状）を入れたものであり、
構成する際の手段としては、上記固体層３と同様の手段
を用いることができる。固体層１０中のフィラーとして
は、次のものが好ましい。

【００２７】（１）形状は、アスペクト比の大きい繊維
状のものが好ましく、長さはノズルの径より小さいか又
は極端に長くし、フィラーの一部が後述する活性エネル
ギー線硬化性材料層１４の材料に取り込まれ固定される
長さ（フィルターピッチ以上）にする。

【００２８】上記フィラーの長さは、第２固体層１０の
除去時にフィラーが活性エネルギー線硬化性材料層から
脱落してゴミとなり、ノズルにつまらない長さが好まし
い。フィラーの径としては、インク供給の関係からノズ
ル径の１／５以下が望ましい。

【００２９】（２）材質は、ガラス繊維、ロックウール
、カーボンファイバー、各種ウィスカー、樹脂繊維、金
属繊維、鉱物繊維が例示できるが、固体層３または固体
層３の除去液、活性エネルギー線硬化性材料層、及び活
性エネルギー線硬化性材料層の除去液で変形または溶解
及び反応するものであってはならない。

【００３０】上記に挙げたフィラーとしては具体的には
、例えば「アルマックス」〔商品名、三井鉱山〕、「サ
イファー」〔商品名、株式会社神戸製鋼所〕、「ＹＡＲ
Ｎ」〔旭ファイバーグラス〕等がある。

【００３１】フィラーの配合量としては、樹脂に対して
０．１〜５０重量％とすることが好ましい。

【００３２】なお、本発明おいては液路及び液室形成部
位の双方に固体層を設けることは必ずしも必要ではなく
、固体層は少なくとも液路形成部位及びフィルター形成
部位に設ければよい。また、説明が前後するが、図３（
Ｂ）に第２の基板の一例を示す。本例では、第２の基板
１１は、液室形成予定部位に凹部１２及び２ヶの液供給
口１３を有したものとして構成されている。以後、図４
乃至図７のそれぞれ（Ａ）は、図３のＡ−Ａ’線で切断
した第１及び第２の基板の模式的断面図を示し、図４乃
至図７のそれぞれ（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’線で切断し
た第１及び第２の基板の模式的断面図を示し、図４乃至
図７のそれぞれ（Ｃ）は、フィルター形成部を示し、図
３のＣ−Ｃ’線で切断した第１及び第２の基板の模式的
断面図を示すものである。

【００３３】なお、上記固体層３及び１０は、後述する
各工程を経た後に除去され、固体層３除去部に液路及び
液室が、固体層１０除去部にフィルターが構成される。 もちろん、液路及び液室、フィルターの形状は所望のも
のとすることが可能であり、固体層３及び固体層１０も
該液路及び液室、フィルターの形状に応じたものとする
ことができる。因に本例では、２つの吐出エネルギー発
生素子に対応して設けた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、液路は２つ
に分散してあり、液室は該液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にしてある。

【００３４】本発明においては、次いで上記固体層３及
び固体層１０を形成した第１の基板に、図４（Ａ），（
Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、前記固体層３及び前記固
体層１０を覆うように活性エネルギー線硬化性樹脂層１
４を積層する。このとき図４（Ｃ）に示すように、固体
層１０の形成時に、現像されないフィラー１５の一部が
固体層１０から突き出た状態になっている。

【００３５】活性エネルギー線硬化性材料としては、上
記固体層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、該材料は、液路及び液室、フィルターを形
成して液体噴射記録ヘッドとしての構造材料となるもの
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
硬化及び電子ビーム硬化等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、構造材料として適している。

【００３６】活性エネルギー線硬化性材料の積層方法と
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。なお、液状の硬化性材料
を積層する場合には、該材料の脱気を行なった後、気泡
の混入を避けながら行なうのが好ましい。

【００３７】次に、図５（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）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
料層１４上に第２の基板１１（天板）を積層する。この
際、該第２の基板１１には、所望の液室容積を得るため
の凹部１２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１１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、活性エ
ネルギー線照射の工程を該第２の基板１１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１１には、インク供給用の液供給
口が予め設けられていてもよい。

【００３８】なお、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層１４の積層は、第２の
基板を固体層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１１を第１の基板１と
圧着した後、内部を減圧にし、その後、該硬化性材料を
注入する等の方法が好ましく用いられる。また、第２の
基板１１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、例えば基板間にスペ
ーサーを設けたり、第２の基板１１の端部に凸部を設け
る等の工夫をしてもよい。

【００３９】こうして第１の基板１、固体層３，１０、
活性エネルギー線硬化性材料層１４及び第２の基板１１
が順次積層された積層体を得た後、図６（Ａ），（Ｂ）
及び（Ｃ）に示すように、液室形成予定部位に対して、
それを活性エネルギー線Ｘから遮蔽するように、活性エ
ネルギー線透過性の基板側（本例では第２の基板１１）
にマスク１６を積層し、該マスク１６の上方から活性エ
ネルギー線Ｘを照射する（図中に示したマスク１６の黒
塗りの部分が活性エネルギー線を透過しない部分であり
、黒塗りの部分以外が活性エネルギー線を透過する部分
である）。この活性エネルギー線Ｘ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が硬化して硬化樹
脂層（図中に符号１７にて示す斜線部分）が形成される
と共に、該硬化によって第１の基板１と第２の基板１１
の接合も行なわれる。

【００４０】活性エネルギー線としては、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
のほど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
。

【００４１】活性エネルギー線に対するマスクとしては
、特に紫外線もしくは可視光線を用いる場合、メタルマ
スク、銀塩のエマルジョンマスク、ジアゾマスク等が挙
げられ、その他、単に液室形成部位に黒色のインクの印
刷もしくはシールを貼りつける等の方法でもかまわない
。

【００４２】次いで、例えば吐出口端面が露出していな
い場合等、必要に応じてダイヤモンドブレードを用いた
がダイシングソー等によって、上記活性エネルギー線照
射による硬化を終了した積層体を所要の位置で切断し、
吐出口端面を露出させる。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、吐出口先端部が閉じて覆われてしまうことが
なく、かつ吐出口先端部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。

【００４３】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及び固体層１０及び未硬化の
活性エネルギー線硬化性材料層１４を図７（Ａ），（Ｂ
）及び（Ｃ）に示すように除去して、液路１８及び液室
１９、及びフィルター部２０を形成する。

【００４４】固体層３及び固体層１０及び活性エネルギ
ー線硬化性材料層１４の未硬化部分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と未硬化の活性エネルギー線硬化性材料とを溶解ま
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ことも可能である
。

【００４５】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、必要に応じて界面活性剤を加えてもよい。また
、固体層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。

【００４６】図６（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）には、上記
のような固体層３及び固体層１０及び未硬化の活性エネ
ルギー線硬化材料の除去を行なった後の状態が示されて
いるが、本例の場合、固体層３及び固体層１０及び未硬
化の活性エネルギー線硬化性材料は、これを溶解する液
体中に浸漬され、ヘッドの吐出口と液供給口１３を通し
て溶解除去されている。

【００４７】また、図７（Ｃ）にあるように、フィルタ
ー部２０には、繊維状フィラー１５が液路１８に飛び出
した形になり、硬化した活性エネルギー線硬化性材料と
フィラー１５とで３次元フィルターを形成する。

【００４８】図８には、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。 なお、以上の各工程を終了した後、インク吐出エネルギ
ー発生素子２と吐出口２１との間隔を最適化するために
、必要に応じて吐出口の切断、研磨、平滑化を行なって
もよい。

【００４９】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法の工業的価値をまとめれば、下記の通りである。

【００５０】（１）精密な加工ができること、（２）流
路形状、液室形状、フィルター形状に対し加工上の制限
が少ないこと、（３）加工上、特に熟練を要せず、量産
性に優れていること、（４）活性エネルギー線硬化性材
料の選択範囲が広く、構造材料としての機能に優れたも
のを用いることができること、（５）安価であること、
（６）高密度マルチアレイタイプの記録ヘッドに要求さ
れる大きな液室が容易に形成可能であること、加えて加
工工程が簡易で量産に適していること、（７）３次元フ
ィルターが一体成形でできること、等である。

【００５１】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ 図１乃至図７に示した製作手順に準じて、図８の構成の
液体噴射記録ヘッドを作成した。

【００５２】まず、液体吐出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）〕からなる厚さ
５０μｍの感光層をラミネーションによって形成した。 次いで、フィルター形成部を有するマスクを介して３０
０ｍＪ／ｃｍ２　の紫外線照射を行なった後、１％苛性
ソーダで現像した。このようにして形成した第１固体層
の空隙部に前記ポジ型ドライフィルムをアセトンに溶解
し、その中に繊維長４０μｍ程度に切断した高純度アル
ミナ繊維「アルマックス」〔三井鉱山〕を混合した混合
物をディスペンサーで塗布し形成した。

【００５３】この感光層に図８に相当するパターンのマ
スクを重ね、液路及びフィルター及び液室形成予定部位
を除く部分に７０ｍＪ／ｃｍ２　の紫外線照射を行なっ
た。液路の長さは３ｍｍとした。

【００５４】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
ス基板上の液路及び液室形成予定部分に厚さ約５０ミク
ロンのレリーフの固体層を形成した。

【００５５】上記同様の操作手順で、上記同様の固体層
を積層した基板を合計３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、表１に示す液状の活性エ
ネルギー硬化性材料を積層した。操作手順は以下のよう
に行なった。

【００５６】表１のイ〜ハの活性エネルギー線硬化性材
料のそれぞれを、触媒と混合し、真空ポンプを用いて脱
泡した。その後、上記脱泡した３種の活性エネルギー線
硬化性材料のそれぞれ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。

【００５７】次に、これら３種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（液供
給口）を持つ第２の基板としてのガラス基板（天板）を
、液室形成予定部位の位置を合わせて積層した。

【００５８】次に、この積層体の第２の基板の上面にフ
ィルムマスクを密着させ、液室形成予定部位に対して活
性エネルギー線を遮蔽して、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、１０
００ｍＷ／ｃｍ２　であった。次いで、フィルムマスク
を取り外し、電気熱変換体が、吐出口先端から０．７ｍ
ｍ　　の位置となるように切断し吐出口を形成した。

【００５９】吐出口を露出させた３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。

【００６０】このようにして作成された３個のインクジ
ェット記録ヘッドの液路中には、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、これらインクジ
ェット記録ヘッドを記録装置に装着し、純水／グリセリ
ン／ダイレクトブラック１５４（水溶性黒色染料）＝６
５／３０／５（重量部）からなるインクジェットインク
を用いて記録を行なったところ、安定な印字が可能であ
った。なお、得られた記録ヘッドの液路高さは約５０μ
ｍ，液室高さは約０．３７ｍｍであった。また、長時間
の吐出試験を行なっても２次元フィルターがあるため、
ゴミが吐出口につまり不吐出、ヨレ、ムラ等の吐出不良
を生じることがなかった。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【化１】 本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネ
ルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を行なうイン
クジェット記録方式の記録ヘッド、記録装置において、
優れた効果をもたらすものである。

【００６３】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おり、本発明はこれら基本的
な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方式は
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。

【００６４】この記録方式を簡単に説明すると、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液体（
インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるよう
な急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動
信号を印加することによって、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を生じさせる。この
ように液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆動
信号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオン
デマンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、
収縮により吐出口を介して液体（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４３４
５２６２号明細書に記載されているようなものが適して
いる。なお、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
。

【００６５】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孔、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液路又は直角液路）の他に、
米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５
９６００号明細書に開示されているように、熱作用部が
屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発明に含
まれる。

【００６６】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出口とする構成を開
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。

【００６７】更に、本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に
対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがある。 このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示されて
いるような記録ヘッドを複数組み合わせることによって
、フルライン構成にしたものや、一体的に形成された一
個のフルライン記録ヘッドであってもよい。

【００６８】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。

【００６９】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対しての回復手段や、予備的な補助手段等を付加するこ
とは、本発明の記録装置を一層安定にすることができる
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、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいは
これとは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出
モードを行なう手段を付加することも安定した記録を行
なうために有効である。

【００７０】更に、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、複数個を組み合わせて構成した
ものかのいずれでもよいが、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。

【００７１】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を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よい
。

【００７２】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
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こともできる。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。

【００７３】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又
は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対し
て対向するような形態としてもよい。

【００７４】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。

【００７５】図９は本発明により得られた記録ヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を示
す外観斜視図である。

【００７６】図において、２０はプラテン２４上に送紙
されてきた記録紙の記録面に対向して吐出を行なうノズ
ル群を備えたインクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪ
Ｃ）である。１６はＩＪＣ２０を保持するキャリッジＨ
Ｃであり、駆動モータ１７の駆動力を伝達する駆動ベル
ト１８の一部と連結し、互いに平行に配設された２本の
ガイドシャフト１９Ａ及び１９Ｂと摺動可能とすること
により、ＩＪＣ２０の記録紙の全幅にわたる往復移動が
可能となる。

【００７７】２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ２０
の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する
位置に配設される。伝動機構２３を介したモータ２２の
駆動力によって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、Ｉ
ＪＣ２０のキャッピングを行なう。このヘッド回復装置
２６のキャッピング部２６ＡによるＩＪＣ２０へのキャ
ッピングに関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた
適宜の吸引手段によるインク吸引もしくはＩＪＣ２０へ
のインク供給経路に設けた適宜の加圧手段によるインク
圧送を行ない、インクを吐出口より強制的に排出させる
ことによりノズル内の増粘インクを除去する等の吐出回
復処理を行なう。また、記録終了時等にキャッピングを
施すことによりＪＩＣが保護される。

【００７８】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３１はブレード保持部材３１
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２及び伝動機構２３によって動作し、
ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これにより
、ＩＪＣ２０の記録動作における適切なタイミングで、
あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理後に
ブレード３１をＩＪＣ２０の移動経路中に突出させ、Ｊ
ＩＣ２０の移動動作に伴ってＪＩＣ２０の吐出面におけ
る結露、濡れ、あるいは塵埃等をふき取るものである。

【００７９】

【発明の効果】本発明においてはインクジェット記録ヘ
ッド内にフィラー突起物を設けたので、振動等の衝撃直
後にも不吐出等の不良の少ない良好な印字が可能になる
。また、振動等の衝撃によって、インクが吐出口から外
部に洩出してヘッドを汚すことを防ぐことができる。

【００８０】構造的には、繊維質フィラーが入ることに
よりヘッド自体が機械的に強化される。

【００８１】更に、前記のような３次元フィルター構造
により、インク中の吐出口につまるゴミを確実に除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体層形成前の第１の基板の模式的斜視図であ
る。

【図２】第１の基板に第１固体層を形成した状態を示す
平面図である。

【図３】（Ａ）は固体層形成後の第１の基板の模式的平
面図、（Ｂ）は第２の基板の模式的平面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ固体層及
び活性エネルギー線硬化性材料積層後の第１の基板の図
３における各切断線に沿った模式的切断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ第２の基
板積層後の状態を示す、図３の各切断線に沿った模式的
切断面図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれマスクを
介して露光している状態を示す、図３の各切断線に沿っ
た模式的切断面図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ固体層、
及びエネルギー線硬化性材料除去後の積層体を示す、図
３の各切断線に沿った模式的切断面図である。

【図８】完成された状態における本発明に係るインクジ
ェット記録ヘッドを示す模式的斜視図である。

【図９】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを備え
た記録装置を示す説明図である。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す部分説明図である。

【符号の説明】

１　　　　基板 ２　　　　吐出エネルギー発生素子 ３　　　　第１固体層 ４　　　　液路相当部 ５　　　　フィルター形成相当部 ６　　　　液室相当部 ７　　　　一端側 ８　　　　空隙部 ９　　　　フィルター形成孔 １０　　　　第２固体層 １１　　　　第２の基板 １２　　　　凹部 １３　　　　液供給口 １４　　　　活性エネルギー線硬化性材料層１５　　　
　フィラー １６　　　　マスク １７　　　　硬化樹脂層 １８　　　　液路 １９　　　　液室 ２０　　　　フィルター部 ２１　　　　吐出口 Ｘ　　　　活性エネルギー線 １１６　　　　キャリッジ １１７　　　　駆動モータ １１８　　　　駆動ベルト １１９Ａ，１１９Ｂ　　　　ガイドシャフト１２０　　
　　インクジェットヘッドカートリッジ１２２　　　　
クリーニング用モータ １２３　　　　伝動機構 １２４　　　　プラテン １２６　　　　キャップ部材 １３０　　　　ブレード １３０Ａ　　　　ブレード保持部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インク吐出エネルギー発生素子を配設
   した基板上に液路及び液室の各相当部を有する固体層を
   前記素子に液路を一致させて形成し、次いで前記固体層
   を覆って活性エネルギー線硬化性材料層を積層して硬化
   処理後現像することにより前記固体層を溶出除去して液
   路及び液室を形成する工程を有するインクジェット記録
   ヘッドの製造方法において、前記固体層を形成する際に
   前記固体層の液路相当部と液室相当部との間にフィルタ
   ー形成用空隙部を設けると共に前記フィルター形成用空
   隙部内にフィラーを含有した活性エネルギー線感応性樹
   脂を充填し前記活性エネルギー線感応性樹脂にフィルタ
   ー形成孔を設けた第２固体層を形成することを特徴とす
   るフィラーよりなるフィルターを内部に有するインクジ
   ェット記録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】　　記録ヘッドが熱エネルギーを利用して
   インク吐出口からインクを吐出させるもので、熱エネル
   ギーを発生する手段として電気熱変換体を有することを
   特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
3. 【請求項３】　　内部にインク吐出エネルギー発生素子
   を設けた液路と、前記液路と順次連通するフィルター形
   成部、及び液室とを有するインクジェット記録ヘッドに
   おいて、前記フィルター形成部内にフィラーによる網目
   状フィルターを形成してなることを特徴とするインクジ
   ェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】エネルギー発生素子が電気熱変換体である
   ことを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。
5. 【請求項５】　　記録媒体の記録領域の全幅にわたって
   、吐出口が複数設けられているフルラインタイプのもの
   であることを特徴とする請求項３記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】　　記録媒体の被記録面に対向してインク
   を吐出する吐出口が設けられている請求項３記載のイン
   クジェット記録ヘッドと、該ヘッドを載置するための部
   材とを少なくとも具備することを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。