JPH04279355A - インクジェット記録ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 - 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ヘ
ッドおよび該記録ヘッドの製造方法に関し、詳しくは吐
出口が形成された吐出口形成部材（以下、オリフィスプ
レートともいう）を有する記録ヘッドおよびその製造方
法に関する。

【０００２】

【背景の技術】最近、この種の記録ヘッドの吐出口部分
を加工するのにエキシマレーザ光を用いるようになりつ
つある。このエキシマレーザ光による吐出口加工は、オ
リフィスプレートとなる樹脂フィルムを液路に連通する
開口が配された開口面に接合した後、エキシマレーザ光
を照射することによって行っていた。

【０００３】このような装置構成によってオリフィスが
加工されたインクジェット記録ヘッド本体５の詳細を図
８に示す。図８はヘッド本体の断面図である。この図に
おいて、７はインク液路を構成するための溝が形成され
た天板、８はインク吐出のために利用されるエネルギを
発生する素子をパターニングしてある基板、９はインク
液路に連通する開口、１０は樹脂フィルムよりなるオリ
フィスプレート、１１はオリフィスプレート１０に形成
されたオリフィスである。

【０００４】また、１４はインク液路、１５は上記エネ
ルギ発生素子としての電気熱変換体である。

【０００５】このような従来のエキシマレーザによる吐
出口加工では、吐出口部分の形状は前方側が広がったテ
ーパ状となる。

【０００６】しかしながら、このような前方側に広がっ
たテーパ状の吐出口を有するインクジェット記録ヘッド
では、次のような問題点があった。

【０００７】すなわち、吐出口が上述したような形状で
あると、文字，画像等の良好な記録（以下印字ともいう
）を行うのに必要なインク液の量およびインク吐出速度
が十分に得られない場合が生じるなど吐出特性が不安定
となり、記録画像の品位の低下を招来することがあった
。　　そこで、本発明者らは、かかる問題点を解決する
ために、特願平１−７４１０号（特開平２−１８７３４
６号）において、吐出口のテーパ形状を吐出口側が狭く
なるよう形成することにより記録の際に必要なインク液
滴の量および吐出速度を安定して十分に得ることができ
るインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提案
した。

【０００８】当該提案では、インクを吐出するために利
用される吐出エネルギを発生する素子を形成した基板と
、基板と接合することにより前記素子の配設部位に対応
して液路を形成するための凹部を有する天板と、液路に
連通してインクを吐出するための吐出口が形成された吐
出口形成部材と、を具えたインクジェット記録ヘッドの
製造方法において、天板と吐出口形成部材とを一体の樹
脂として形成した後、凹部側からエキシマレーザ光を照
射して吐出口を形成することが開示されている。

【０００９】かかる方法によって製造した記録ヘッドを
用いて記録を行ったところ、吐出口部分は前方に向って
断面積が漸減して行く断面形状を有するため、安定した
吐出が行われ、良好な記録品位が得られた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして製造された記録ヘッドでは、次のような問題が
生じることがあった。

【００１１】すなわち、エキシマレーザ光を照射して、
吐出口となるべきオリフィスプレート部分の樹脂を除去
する際、レーザ光によって樹脂が分解し、その一部がた
とえばカーボンとなって照射部の周囲に堆積する。この
ため、照射後に超音波洗浄等の手段で、堆積したカーボ
ン層を除去していたが、天板上へのカーボンの付着力が
強固であることがあり、完全な除去を行うことが困難で
あった。しかしながら、カーボンの除去が不十分なまま
、この天板を用いて記録ヘッドを組立てて種々の印字耐
久テストを行なったところ、前記のカーボン層が天板か
ら剥離，浮遊し、最終的にそのカーボン片が吐出口に目
詰りし、吐出不良または吐出不能となって印字不良を引
き起こすことがあった。

【００１２】さらに、カーボンの一部は、吐出口となる
べき周辺部にも堆積していた。このような状態で印字を
行うと以下のような問題点があった。

【００１３】オリフィスプレートの表面で、上記のよう
な堆積物が存在すると、堆積物のある部分と、ない部分
での物理的な性質、特にインクに対する濡れが変化する
。一般に、オリフィスプレートの表面は、不要なインク
溜まりが存在しないように均一であることが望ましいと
されている。しかるに、従来の加工による記録ヘッドで
は、堆積物が存在する部分にインク溜まりが存在してい
た。このインク溜まりにより、液的に飛翔方向が安定せ
ず、良好な記録が行えなくなる。またインクの溜まりが
大きくなると、液滴の吐出が不能になり記録が行えなく
なる状態に陥ることがあった。

【００１４】本発明は、上述した問題点を解決し、カー
ボン層を完全に除去することによってカーボン片による
吐出口の目詰りがなく、オリフィスプレート表面にイン
ク溜まりのない信頼性の高い記録ヘッドを得ることので
きるようにすることを目的とする。

【００１５】本発明の他の目的は、記録ヘッドの記録品
位の一層の向上に資することができるようにすることに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する
素子を形成した基板と、該基板と接合することにより前
記素子の配設部位に対応して液路を形成するための天板
部材と、前記液路に連通してインクを吐出するための吐
出口が形成された吐出口形成部材と、を具えたインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記天板部材と
前記吐出口形成部材とが一体とされた素材の少なくとも
一部に対し、被膜を形成する工程と、レーザ光を照射し
て前記吐出口を形成する工程と、前記被膜を除去する除
去工程とを具えたことを特徴とする。

【００１７】ここで、前記天板は前記液路を形成するた
めの凹部を有し、該凹部側よりエキシマレーザ光を照射
して前記吐出口を形成するものとすることができる。

【００１８】そして、前記一部は、前記レーザ光の照射
による前記吐出口の形成工程によってカーボンが付着す
る部位を含むことができる。

【００１９】また、前記被膜は撥液性を有する材料で形
成され、当該材料でなる膜は、少なくとも前記部位と、
前記吐出口が配置される表面の周辺とに形成され、前記
除去工程では前記部位の被膜のみを選択的に除去するこ
とができる。

【００２０】

【作用】本発明によれば、例えばエキシマレーザ光が照
射されて発生したカーボンの堆積層を、被膜の除去工程
を設けることにより完全に除去することができる。従っ
て、記録ヘッドの使用時にカーボン片の脱落がなく、そ
れによる目詰まりによる本吐出等がない、長期の信頼性
を満足するインクジェットヘッドの供給が可能になる。

【００２１】また、吐出口周辺の撥液処理工程をも同時
に行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施例に係るインクジェ
ット記録ヘッドを示し、インクタンクを一体としたカー
トリッジ形態のものとしてある。

【００２４】図に示すインクジェット記録ヘッドは、イ
ンク液路および共通液室を構成するための凹部（以下、
溝という）、さらにはオリフィスプレート１０を一体に
形成した天板と、インク吐出のために利用されるエネル
ギとして、インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発
生するための電気熱変換体（以下、吐出ヒータという）
およびこれに電気信号を供給するためのＡｌ配線とが成
膜技術によってＳｉ基板上に形成された基板（以下、ヒ
ータボード）とを接合することによって構成される記録
ヘッド本体（不図示）を具える。

【００２５】また、図中６００は記録ヘッド本体に隣接
して配設されるサブインクタンクであり、このサブイン
クタンク６００および上記本体は蓋３００および８００
によって支持される。さらに、１０００はカートリッジ
本体、１１００はカートリッジ本体の蓋部材である。カ
ートリッジ本体内部にはインクタンクが内蔵され、サブ
インクタンク６００に適宜インクを供給する。

【００２６】図２は、天板部分７に対しオリフィスプレ
ート１０を一体に形成した天板５に対して、液路側から
エキシマレーザ光を照射してオリフィス加工を行う様子
を示したものである。同図において、１はＫｒＦエキシ
マレーザ光を発振するレーザ発振装置、２はレーザ発振
装置１から発振される波長２４８ｍｍ，パルス幅約１５
ｎｓｅｃのパルスレーザビーム、３はレーザビーム２を
収光するための合成石英レンズ、４はレーザビーム２に
対して遮蔽可能なアルミニウムを蒸着した投影マスクで
あり、直径１３３μｍの穴が２１２μｍピッチで複数配
設されてオリフィスパターンを構成している。

【００２７】図３および図４は本実施例に係る基板（ヒ
ータボード）８の平面図およびその部分拡大図である。

【００２８】図３において１０１は本例に係るヒータボ
ード基体、１０３は吐出ヒータ部である。１０４は端子
であり、ワイヤボンディングにより外部と接続される。 １０２は温度センサであり、吐出ヒータ部１０３等と同
じ成膜プロセスにより吐出ヒータ部１０３の両側に形成
してある。図４は図３におけるセンサ１０２を含む部分
Ｂの拡大図であり、１５および１０６は、それぞれ、吐
出ヒータおよび配線である。また、１０８はヘッドを加
熱するための保温ヒータである。

【００２９】センサ１０２は、他の部分と同様に、半導
体同様の成膜プロセスによって形成してあるため極めて
高精度であり、他の部分の構成材料であるアルミニウム
，チタン，タンタル，５酸化タンタル，ニオブ等、温度
に応じて導電率が変化する材料で作成できる。例えば、
これらのうち、チタンは電気熱変換素子を構成する発熱
抵抗層と電極との接着性を高めるために両者間に配置可
能な材料、タンタルは発熱抵抗層上の保護層の耐キャビ
テーション性を高めるためにその上部に配置可能な材料
である。また、プロセスのばらつきを小とするために線
幅を太くし、配線抵抗等の影響を少なくするために蛇行
形状として高抵抗化を図っている。

【００３０】また、同様に保温ヒータ１０８は、吐出ヒ
ータ１５の発熱抵抗層と同一材料（例えばＨｆＢ２　）
を用いて形成できるが、ヒータボードを構成する他の材
料、例えばアルミニウム，タンタル，チタン等を用いて
形成しても良い。

【００３１】図５は本例に係る天板５の構成例を示す。

【００３２】本例に係る天板７は、液路溝１４と、これ
に連通した共通液室溝２０と、各液路に対応してオリフ
ィスプレート１０に形成したインク吐出口１１とを有し
（図においては簡略のために液路および吐出口を２個示
してある）、オリフィスプレート１０を一体に設けた構
成としてある。

【００３３】そして、図５に示した構成例においては、
天板５は耐インク性に優れたポリサルフォン，ポリエー
テルサルフォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプロ
ピレンなどの樹脂を用い、オリフィスプレート１０と共
に金型内で一体に同時成型してある。

【００３４】ここで、液路溝１４や吐出口１１の形成方
法を含め、天板７の形成工程を説明する。

【００３５】Ｉ　　まず、液路溝については、それと逆
パターンの微細溝を切削等の手法により形成した金型に
より、上記樹脂を成型し、これによって天板素材に液路
溝１４を形成する。

【００３６】ＩＩ　　次に、このように液路溝１４が形
成された天板素材を例えば有機溶剤中に浸漬し、有機溶
剤のコーティングを施した。この有機溶剤は、後の工程
で除去可能なものであれば基本的には所望のものを用い
ることができるが、本例の場合天板の材質が樹脂である
ので、除去工程において有機溶剤を使用すると天板の材
質によっては溶剤クランク等を起こすおをれがあり、従
って水等の除去剤で除去しうるコーティング剤を用いる
のが好ましい。

【００３７】ＩＩＩ　　次に、図２で説明したように、
吐出口を形成すべき位置にオリフィスプレート１０の液
路側からレーザ装置によりエキシマレーザ光を照射し、
天板の樹脂を部分的に除去・蒸発せしめて吐出口１１を
形成する。

【００３８】図６は吐出口形成の詳細を示す。同図から
明らかなように、エキシマレーザ光２はオリフィスプレ
ート１０に対して液路１４側から前述のマスク４を介し
て照射される。また、エキシマレーザ光２は、光軸１３
に関して片側θ１　＝２度で収光され、オリフィスプレ
ート１０の鉛直方向から光軸１３をθ２　＝１０度傾け
て照射される。

【００３９】このように、インク液路側からレーザ光を
照射することにより、テーパ形状を有するオリフィスの
断面積は吐出方向に向って縮少した形状となる。

【００４０】ここで、本例に用いられるエキシマレーザ
光について説明する。

【００４１】このエキシマレーザは紫外光を発振可能な
レーザであり、高強度である、単色性が良い、指向性が
ある、短パルス発振できる、レンズで集光することでエ
ネルギ密度を非常に大きくできるなどの利点を有する。

【００４２】エキシマレーザ発振器は希ガスとハロゲン
の混合気体を放電励起することで、短パルス（１５〜３
５ｎｓ）の紫外光を発振できる装置であり、Ｋｒ−Ｆ，
Ｘｅ−Ｃｌ，　Ａｒ−Ｆレーザがよく用いられる。これ
らの発振エネルギは数１００ｍＪ／パルス，パルス繰返
し周波数は３０〜１０００Ｈｚである。

【００４３】このエキシマレーザ光のような高輝度の短
パルス紫外光をポリマー樹脂表面に照射すると、照射部
分が瞬間的にプラズマ発光と衝撃音を伴って分解，飛散
するＡｂｌａｔｉｖｅ　　Ｐｈｏｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ（ＡＰＤ）過程が生じ、この過程によってポ
リマー樹脂の加工が可能となる。

【００４４】このようにエキシマレーザによる加工精度
と他のレーザによるそれとを比較した場合、例えばポリ
イミド（ＰＩ）フィルムにエキシマレーザとしてのレー
ザと、他のＹＡＧレーザおよびＣＯ２　レーザを照射す
ると、ＰＩの光を吸収する波長がＵＶ領域であるためＫ
ｒＦレーザによってきれいな穴が開くが、ＵＶ領域にな
いＹＡＧレーザでは穴が開くもののエッジ面が荒れ、赤
外線であるＣＯ２　レーザでは穴の周囲にクレータを生
じてしまう。

【００４５】また、ＳＵＳ等の金属，不透明なセラミッ
クス，Ｓｉ等は大気の雰囲気において、エキシマレーザ
光の照射によって影響を受けないため、エキシマレーザ
による加工におけるマスク材として用いることができる
。

【００４６】ＩＶ　　次に、そのように吐出口を設けた
天板素材を適宜の溶剤等を用いて洗浄し、コーティング
層上に堆積したカーボン層を、コーティング層ごと、い
わばリフトオフ的に除去する。

【００４７】図７（ａ）に有機溶剤のコーティングを施
した後、エキシマレーザ加工を行なった際のカーボン層
の付着の状況を模式的に示した。同図において、１６が
有機溶剤のコーティング層、１７がその上に堆積したカ
ーボン層である。なお、カーボン層は、エキシマレーザ
光が直接照射されるオリフィスプレート１０の吐出口１
１周辺で最も厚く堆積しており、遠くへ離れるほど薄く
なる傾向がある。

【００４８】これに対して、具体例は後述するが、適宜
の洗浄工程を施すことにより、図７（ｂ）に示すように
、カーボン層１７の存在しない天板５を得ることができ
る。

【００４９】図８は上述した工程によって得た天板５と
ヒータボード８とを接合して構成される記録ヘッド本体
の斜視図である。

【００５０】同図に示すように、吐出ヒータ１５等を有
するヒータボード８をオリフィスプレート１０に突き当
てて接合し、記録ヘッド本体を得る。

【００５１】以上の如き構成では、従来のように天板と
オリフィスプレートとの位置合わせや接着が不要である
ので、位置合わせ誤差や接着時の位置ずれ等が全く無く
なり、不良品の低減および工程の短縮によって、記録ヘ
ッドの量産性並びに低廉化に資することができた。また
、従来のような天板とオリフィスプレートとの接着工程
が存在しないので、接着剤が流れ込むことによるオリフ
ィスやインク流路の閉塞の恐れがない。さらに、ヒータ
ボード８とオリフィスプレート１０を一体とした天板７
との接合時に、オリフィスプレート１０の吐出側端面と
逆側の端面にヒータボード８を突き当てることにより流
路方向の位置決めができるので、全体的な位置決め工程
や組み立て工程が容易となる。加えて、従来のようなオ
リフィスプレートの剥離のおそれも全く生じないもので
ある。

【００５２】以上説明した記録ヘッド本体は、図１に示
したようなカートリッジ形態で得ることができ、さらに
これを用いて図９のようなインクジェットプリンタを構
成することができる。

【００５３】なお、図９において８０は図１に示したカ
ートリッジであり、このカートリッジ８０は、押え部材
８１によりキャリッジ５１の上に固定されており、これ
らはシャフト２１に沿って長手方向に往復動可能となっ
ている。また、キャリッジ５１に対する位置決めは、例
えば蓋３００に設けた穴と、キャリッジ１５側に設けた
ダボ等により行うことができる。さらに、電気的接続は
配線基板に設けた接続パッドに、キャリッジ５１上のコ
ネクタを結合させればよい。

【００５４】記録ヘッドにより吐出されたインクは、記
録ヘッドと微少間隔をおいて、プラテン１９に記録面を
規制された記録媒体１８に到達し、記録媒体１８上に画
像を形成する。

【００５５】記録ヘッドには、ケーブル１６およびこれ
に結合する端子を介して適宜のデータ供給源より画像デ
ータに応じた吐出信号が供給される。カートリッジ８０
は、用いるインク色等に応じて、１ないし複数個（図で
は２個）を設けることができる。

【００５６】また、図９において、１７はキャリッジ５
１をシャフト２１に沿って走査させるためのキャリッジ
モータ、２２はモータ１７の駆動力をキャリッジ５１に
伝達するワイヤである。また、２０はプラテンローラ１
９に結合して記録媒体１８を搬送させるためのフィード
モータである。

【００５７】次に、種々のコーティング工程（上記（Ｉ
Ｉ））および除去工程（上記（ＩＶ））により形成した
天板５に対してカーボン層１７の付着状態を観察すると
ともに、その天板を用いて構成した記録ヘッドの印字状
態を評価した実施例について述べる。

【００５８】〈実施例１〉工程（ＩＩ）におけるコーテ
ィング剤として、いわゆるフォトリソグラフィで用いる
ポジ型の液体レジスト（例えば東京応化工業（株）のＯ
ＦＰＲ−８００の０．５％溶液）を用い、この溶液中に
天板素材を浸漬し、引き上げた後、３０分自然乾燥した
。また天板素材は前述した工程（Ｉ）で形成したが、材
質としてポリサルフォンを用いた。

【００５９】次に、工程（ＩＩＩ）にて吐出口の加工を
行った後、工程（ＩＶ）として現像液（例えば東京応化
工業（株）のＮＭＤ３）中に浸漬し、超音波洗浄を５分
行った。

【００６０】〈実施例２〉工程（ＩＩ）におけるコーテ
ィング剤として〈実施例１〉と同じくフォトリソグラフ
ィで用いるネガ型液体レジスト（東京応化工業（株）の
ＯＭＲ−８３の０．５％溶液）を用い、この溶液中に天
板素材を浸漬し、引き上げた後に３０分自然乾燥した。 なお、天板材質には、ポリプロピレンを用いた。

【００６１】工程（ＩＩＩ）による吐出口の加工を行っ
た後、工程（ＩＶ）としてキシレン中への浸漬を行い、
超音波洗浄を５分行った。

【００６２】〈実施例３〉工程（ＩＩ）におけるコーテ
ィング剤としてポリビニルアルコール（重合度５００，
ケン化度８０％）を用い、０．５％の水溶液として、こ
の水溶液中に天板素材を浸漬し、その後、３０分自然乾
燥した。天板材質には、ポリサルフォンを用いた。

【００６３】同様に吐出口の加工を行った後、工程（Ｉ
Ｖ）として水中への浸漬を行い、超音波洗浄を５分行っ
た。

【００６４】〈実施例４〉次に、特にオリフィスプレー
トの表面のカーボン等を除去する方法として、金属膜を
被膜に用いた実施例について説明する。

【００６５】天板素材としては、ポリエーテルサルフォ
ンを用いた。

【００６６】本実施例においては、オリフィスプレート
の表面に厚さ約０．３〜０．５μｍのアルミニウム（Ａ
ｌ）を、スパッタにより設けた。次に、工程（ＩＩＩ）
にて吐出口の加工を行った後、工程（ＩＶ）として、リ
ン酸溶液中に浸漬し、超音波洗浄を３分行った。ポリエ
ーテルサルフォンはリン酸に対する耐薬品性がよく、天
板にクラックなどが入りにくいため、より簡易に皮膜の
除去が行うことができた。

【００６７】〈比較例〉以上の実施例と比較を行うため
に、上記工程（ＩＩ）を経ず、工程（Ｉ）で得た天板素
材に吐出口の加工を施し、これを水中に浸漬して５分間
の超音波洗浄を施して天板を得た。なお、天板材質はポ
リサルフォンである。

【００６８】以上の実施例１〜４および比較例について
、その工程、天板のカーボン除去状態の評価、および印
字状態の評価をまとめると、表１に示す如くである。

【００６９】

【表１】

【００７０】この表から明らかなように、金属顕微鏡で
堆積したカーボンの除去程度を観察してみると実施例１
〜３ではいずれもカーボン残りが全く認められなかった
。一方比較例では、約半分程度除去されているものや、
ほとんど除去されていないものもあった。

【００７１】また、このようにして得た天板を用いて完
成した記録ヘッドに対して実際に印字耐久試験を行なっ
たところ、表１に示したように、比較例ではカーボン片
の目詰りによる不吐出が発生することがあったが、実施
例１〜３ではいずれも耐久試験（Ａ４サイズの記録媒体
に対し２０００枚までテスト）において、不吐出の発生
はなく、最後まで良好な印字状態を得た。また、オリフ
ィスプレートの表面にインクの溜まりが発生せず、イン
ク液滴の飛翔方向が安定し良好な記録が行えた。

【００７２】（他の実施例）以上の実施例は、洗浄工程
においてコーティング層をすべて除去することにより、
カーボンが一切残留しないようにするものであった。し
かしカーボンが存在しない部位、もしくは存在しても問
題とならない程度の量である部位であれば、その部位か
らはコーティング層の除去が行われないようにすること
もできる。これは、例えばフォトレジストのコーティン
グを行った場合には、洗浄に先立つ光の選択的な照射に
よって、洗浄工程において所望の部位からの選択的な除
去もしくは残留を行わしめることができる（例えば、ポ
ジ型のレジストを用いた場合には除去を行いたい部位の
みに光を照射してから洗浄を行えばよく、ネガ型のレジ
ストを用いた場合には残留させたい部位のみに光を照射
してから洗浄を行えばよい）。

【００７３】このことは、洗浄液の量，洗浄時間の低減
化にも寄与しうるが、インクジェット記録ヘッドにあっ
ては次の点に関し有効となる。

【００７４】すなわち、インクジェット記録ヘッドにあ
っては、吐出口が配列される面（吐出口配列面。上例の
ヘッドにおいてオリフィスプレート表面）に撥液処理が
施されることがある。これは、吐出口配列面の濡れ性が
高いと、インク吐出動作後にメニスカスが復帰するとき
にインクの一部が吐出口配列面に取り残され、これが次
回に吐出されるインクを引張り、吐出方向のよれを生じ
ることがあること等を考慮して行われるものである。

【００７５】本実施例においては、このような状況に対
処するため、撥液性を有する樹脂を工程（ＩＩ）におい
てコーティングし、工程（ＩＶ）の前にレジストに応じ
た吐出口配列面への光の照射または遮断を適切に行うよ
うにする。

【００７６】図１０はその後の洗浄によって得られた天
板５Ａを示すもので、オリフィスプレート１０の前面に
は撥液層として機能する膜１６Ａが残留している。本実
施例によれば、撥液層を別途設けたり、あるいは記録装
置において自動的に塗布したりする等の処理が不要とな
るわけである。

【００７７】なお、本例のような撥液層は、吐出口周辺
の必要部分のみに残留させてもよく、あるいは他の部位
（オリフィスプレート背面や流路内の所定部位）にも設
けることが望ましければその部位にも残留させてもよい
。いずれにしても、光の照射または遮断部位を適切に制
御することによって所望の残留が可能である。

【００７８】さらに、上例では樹脂のコーティングにあ
たって天板素材のレジスト溶液中への浸漬を行うように
したが、本発明のように機能する層の種類，積層または
配置部位等は上例にのみ限られず適宜定めることができ
るのは勿論である。

【００７９】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（
例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネ
ルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘ
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達
成できるからである。

【００８０】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１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て、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長
，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出
させて、少なくとも１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
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。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、さらに優れた記録を行うことがで
きる。

【００８１】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
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）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含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
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５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００８２】さらに、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を有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００８３】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【００８４】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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
対してのキャッピング手段、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
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段
、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げること
ができる。

【００８５】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００８６】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
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
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を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を用いてもよい
。加えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せしめ
ることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を
防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化する
インクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、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、熱エネルギの付与に
よって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本
発明は適用可能である。このような場合のインクは、特
開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１
２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部ま
た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
。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
。

【００８７】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光を照射して吐出口を形成する際に発生したカー
ボンの堆積層を完全に除去することができるため、記録
ヘッド使用に際してのカーボン片の脱落がなく、従って
これによる目詰りや画像品位の低下等の不都合が生じず
に、信頼性および良好な画像を長期にわたって維持でき
る記録ヘッドを提供できた。

【００８９】また、カーボン除去のために利用される被
膜の材料を撥液性を有するものとし、これを選択的に残
留させれば、吐出口配列面の撥液処理を別工程にて行う
必要がなく、製造工程の簡略化等にも寄与できるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドカートリッジの斜視図である。

【図２】エキシマレーザ光によるオリフィス加工装置の
模式的構成図である。

【図３】本発明の一実施例にかかるヒータボードのそれ
ぞれ平面図である。

【図４】その部分拡大図である。

【図５】本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドのオリフィスプレートを一体とした天板の斜視図で
ある。

【図６】その断面図である。

【図７】図７（ａ）および（ｂ）は天板の洗浄工程前後
の状態を示す側断面図である。

【図８】図３に示したヒータボードと図５に示した天板
とを接合して構成されるインクジェット記録ヘッド本体
の斜視図である。

【図９】本発明の実施例による記録ヘッドが搭載される
インクジェットプリンタの一例を示す斜視図である。

【図１０】本発明の他の実施例に係る天板を示す側断面
図である。

【符号の説明】

１　　レーザー発信装置 ２　　レーザービーム ３　　収光レンズ ４　　マスク ５，５Ａ　　天板 ７　　天板部分 ８　　基板（ヒータボード） １０　　オリフィスプレート １１　　オリフィス １３　　光軸 １４　　液路 １５　　吐出ヒータ １６　　樹脂層 １７　　カーボン層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インクを吐出するために利用されるエ
   ネルギを発生する素子を形成した基板と、該基板と接合
   することにより前記素子の配設部位に対応して液路を形
   成するための天板部材と、前記液路に連通してインクを
   吐出するための吐出口が形成された吐出口形成部材と、
   を具えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において
   、前記天板部材と前記吐出口形成部材とが一体とされた
   素材の少なくとも一部に対し、被膜を形成する工程と、
   レーザ光を照射して前記吐出口を形成する工程と、前記
   被膜を除去する除去工程とを具えた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。
2. 【請求項２】　　前記天板は前記液路を形成するための
   凹部を有し、該凹部側よりエキシマレーザ光を照射して
   前記吐出口を形成す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。
3. 【請求項３】　　前記一部は、前記レーザ光の照射によ
   る前記吐出口の形成工程によってカーボンが付着する部
   位を含む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。
4. 【請求項４】　　前記被膜は撥液性を有する材料で形成
   され、当該材料でなる膜は、少なくとも前記部位と、前
   記吐出口が配置される表面の周辺とに形成され、前記除
   去工程では前記部位の被膜のみを選択的に除去すること
   を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッ
   ドの製造方法。
5. 【請求項５】　　前記天板と前記吐出口形成部材とは予
   め一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記
   載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】請求項１または２に記載の製造方法によっ
   て製造されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッ
   ド。
7. 【請求項７】前記素子は前記インクに膜沸騰を生じさせ
   る熱エネルギを前記インクに作用させることを特徴とす
   る請求項６に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 【請求項８】前記素子は電気熱変換体であることを特徴
   とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。