JPH04312855A - 液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び液体噴射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
式に用いる記録液小滴を発生するための液体噴射記録ヘ
ッド、その製造方法、及び液体噴射記録ヘッドを備えた
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式（液体噴射記録
方式）に適用される液体噴射記録ヘッドは、一般に微細
な記録液吐出口、インク液路及び該液路の一部に設けら
れるインク吐出エネルギー発生素子とを備えている。従
来、このような液体噴射記録ヘッドを作製する方法とし
て、例えば、ガラスや金属等の板を用い、該板に切削や
エッチング等の加工手段によって微細な溝を形成した後
、該溝を形成した板を他の適当な板と接合して液路の形
成を行なう方法が知られている。

【０００３】しかしながら、斯かる従来法によって作製
される液体噴射記録ヘッドでは、切削加工される液路内
壁面の荒れが大き過ぎたり、エッチング率の差から液路
に歪が生じたりして、流路抵抗の一定した液路が得難く
、製作後の液体噴射記録ヘッドの記録特性にバラツキが
出易いといった解決すべき課題があった。また、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
いという欠点もあった。また、エッチング加工を行なう
場合には、製造工程が多く、製造コストの上昇を招くと
いう不利もあった。更には、上記従来法に共通する欠点
として、液路を形成した溝付き板と、記録液小滴を吐出
させる為の吐出エネルギーを発生する、圧電素子や電気
熱変換素子等の駆動素子が設けられた蓋板とを貼り合わ
せる際に、これらの板の位置合わせが困難であり、量産
性に欠けるといった解決すべき課題があった。

【０００４】また、液体噴射記録ヘッドは、通常その使
用環境下にあっては、記録液（一般には、水を主体とし
多くの場合中性ではないインク液、あるいは有機溶剤を
主体とするインク液等）と常時接触している。それ故、
液体噴射記録ヘッドを構成するヘッド構造材料は、記録
液からの影響を受けて強度低下を起こすことがなく、ま
た逆に記録液中に、記録液適性を低下させるような有害
成分を与えることの無いものが望まれるが、上記従来法
においては、加工方法等の制約もあって、必ずしもこれ
ら目的にかなった材料を選択することができなかった。

【０００５】これら課題を解決する為、特開昭６１−１
５４９４７に記載される、液体噴射記録ヘッドの製造方
法が考案された。即ち、インク吐出エネルギー発生素子
を形成した基板上に溶解可能な樹脂パターンを形成し、
該パターンを被覆する樹脂層を形成した後、前記溶解可
能な樹脂パターンを溶出せしめてインク液路およびイン
ク吐出口を作製する方法である。また一般的には該溶解
可能な樹脂パターンは、高精度の位置精度および寸法精
度が要求される為、ポジ型フォトレジストを使用するこ
とが有効である。

【０００６】ポジ型フォトレジストは、ノボラック樹脂
とナフトキノンジアジド誘導体との混合系が一般的であ
るが、該レジストは溶解特性が極めて高いため、該パタ
ーンを被覆する樹脂層を積層する工程に於いて、該レジ
ストが被覆樹脂に溶解してしまうと言う弊害が生じる場
合があった。例えば、インク供給口等を形成する為、該
被覆樹脂は感光性樹脂を使用する場合があるが、感光性
材料は一般的にはアクリル系不飽和二重結合やエポキシ
基等を含有する極性物質であり、該物質に対して前記ポ
ジ型フォトレジストは極めて高い溶解特性を示す。例え
ば、アクリル系不飽和二重結合を有するトリメチロール
プロパントリアクリレートを含有する感光性樹脂材料を
該ポジ型レジストパターン上に被覆しようとすると、レ
ジストパターンは瞬時にトリメチロールプロパントリア
クリレートに溶解してしまう。この現象は分子構造中に
カルボニル結合（Ｃ＝Ｏ）を有するアクリル系樹脂に共
通に発現する。従って、一般的に感度が良好なアクリル
系ポリマーあるいはオリゴマーを被覆材料として使用で
きない訳である。該現象は不飽和ポリエステル樹脂やジ
アリール樹脂等でも同様であり、これら汎用的な光硬化
性樹脂が本プロセスでは使用できなかった。

【０００７】またエポキシ樹脂を使用した場合に於いて
も、エポキシ樹脂は序々にではあるがポジ型フォトレジ
ストのベースレジンであるノボラック樹脂を溶解する。 この為、微細なパターン部に於いては、フォトレジスト
パターンがエポキシ系被覆部材に溶解して無くなってし
まう場合があった。このため該被覆樹脂の選択の範囲は
極めて狭く、機械的強度、基板との密着性、感度、コス
ト等の特性を満足する材料が獲得し難い等の問題がある
。

【０００８】また該ポジ型フォトレジストパターンは微
細なパターンであればある程、被覆樹脂に溶解する影響
が顕著に表れる。この為、微細な吐出口を形成する場合
に於いては、被覆樹脂の硬化時間とパターン寸法の変化
を厳密に管理する必要があり、プロセス制御の不安定要
因となっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の諸点に
鑑み成されたものであって、安価、精密であり、また信
頼性も高い高解像度（吐出口が高密度にて実装された）
の液体噴射記録ヘッド、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。

【００１０】また、液流路が精度良く正確に、且つ歩留
り良く微細加工された構成を有する液体噴射記録ヘッド
を供給することが可能な新規な液体噴射記録ヘッドの製
造方法、及び記録装置を提供することも目的とする。

【００１１】また、記録液との相互影響が少なく、機械
的強度や耐薬品性に優れた液体噴射記録ヘッドを供給し
得る新規な液体噴射記録ヘッドの製造方法、及び記録装
置を提供することも目的とする。

【００１２】また、被覆樹脂液に溶解し難い溶解可能樹
脂パターンを形成することにより、被覆樹脂選択の範囲
を広げ、ヘッドの強度、基板との密着性、コスト、感度
等の特性を高め得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この問題に対して本発明
者が鋭意検討した結果、溶解可能な樹脂としてメタクリ
ル酸あるいはメタクリルアミドを３０ｍｏｌ　％以上共
重合したメタクリル樹脂が極めて有効であることを見出
した。即ち、メタクリル酸あるいはメタクリルアミドは
水溶解性を示し、これらのモノマーを分子構造中に共重
合せしめれば、形成した樹脂材料は水、アルカリ性水溶
液およびアルコールのみに溶解する特性を示し、カルボ
ニル結合を有するアクリル系モノマーやエポキシ系モノ
マーには最早溶解しなくなる。この為、通常のアクリル
系、エステル系、ジアリール系およびエポキシ系感光性
材料が被覆物質として使用できるようになり、良好な機
械的強度、基板との密着性、コストおよび感度を有する
被覆材料を得られる。またエポキシ系被覆部材を使用し
た場合に於いても、微細パターンまで良好に被覆できる
等の利点を有することを知得して本発明を完成するに至
ったものである。

【００１４】即ち、本発明はインク吐出口と、インク供
給口と、及び前記インク吐出口とインク供給口とを連通
するインク液路と、前記インク液路内に配設されたイン
ク吐出エネルギー発生素子とを有する液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法において、基板上に前記インク吐出エネル
ギー発生素子を配設すると共に、前記基板及び前記イン
ク吐出エネルギー発生素子上にメタクリル酸又はメタク
リルアミドを３０ｍｏｌ％以上共重合された電離放射線
感能型ポジレジストよりなるレジスト層を形成後、イン
ク吐出口及びインク吐出口から前記インク吐出エネルギ
ー発生素子に沿ってインク液路形成用パターン露光を行
ない、これを現像することによりインク吐出口及びイン
ク液路に相当する部分を有する溶解可能な樹脂パターン
を形成する工程と、前記樹脂パターンを形成した基板上
に被覆樹脂層を積層すると共にインク供給口を形成し、
前記溶解可能な樹脂パターンを溶解除去することによっ
てインク吐出口及びインク液路を形成する工程とを有す
るものであり、また上記方法で製造した記録ヘッド、及
び同ヘッドを備えた記録装置に関するものである。

【００１５】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００１６】図１から図８は、本発明の基本的な態様を
示すための模式図であり、図１から図８の夫々には、本
発明の方法に係わる液体噴射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。尚、本例では、２つの吐
出口を有する液体噴射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液体噴
射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。

【００１７】まず、本態様においては、例えば図１に示
されるような、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る基板１が用いられる。

【００１８】このような基板１は、インク液路構成部材
の一部として機能し、また後述するレジスト層の支持体
として機能し得るものであれば、その形状、材質等、特
に限定されることなく使用できる。上記基板１上には、
電気熱変換素子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が所望の個数配置される（図１では２個
にて例示）。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
ギーがインク液に与えられ、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
気熱変換素子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。

【００１９】尚、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（図示せず）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を目的として、保護層等の各種機能
層が設けられるが、もちろん本発明に於いてもこの様な
機能層を設けることは一向に差しつかえない。

【００２０】次いで図２に示すように、上記インク吐出
エネルギー発生素子２を含む基板１上に、溶解可能なレ
ジストから成るレジスト層３を形成する。溶解可能なレ
ジストとは、メタクリル酸あるいはメタクリルアミドの
ポリマー及びこれらのモノマーが３０ｍｏｌ　％以上が
共重合された電離放射線崩壊樹脂である。

【００２１】これらメタクリル酸およびメタクリルアミ
ドと共重合するモノマーとしては、分子構造中にケトン
を有するもの、ＳＯ２　ビニール系のモノマーであって
α位に水素原子以外の官能基が結合しているもの等が挙
げられる。分子構造中にケトンを有するものとしては、
メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、エ
チルビニルケトン、ｔｅｒｔ−プロペニルケトン、ビニ
ルフェニルケトン等のビニル基を有するケトン系化合物
が好ましい。

【００２２】ＳＯ２　ビニル系モノマーであって、α位
に水素原子以外の官能基が付加した化合物としては、メ
チルアクリレートの範疇が挙げられる。例えばメチルメ
タクリレート、エチルメタクリレート、プロピル（ｎ，
　ｉｓｏ）メタクリレート、ブチル（ｎ，　ｉｓｏ，　
ｔｅｒｔ−）メタクリレート等非常に多くの種類が挙げ
られる。またα位の官能基としては、前記したメチル基
以外にも、シアノ基、塩素、フッソ等のハロゲン等が付
加したモノマーも一般に入手可能であり、α−シアノ（
クロロ、フルオロ）アクリレート、α−シアノ（クロロ
、フルオロ）エチルアクリレート等も使用できる。更に
はα−メチル（クロロ、シアノ、フルオロ）スチレン、
α−メチル（クロロ、シアノ、フルオロ）スチレンのヒ
ドロキシ、メチル、エチル、プロピル、クロロ、フルオ
ロ等の誘導体等が使用できる。

【００２３】これらのモノマーをメタクリル酸あるいは
メタクリルアミドと混合して重合することにより光崩壊
型高分子化合物を得ることができる。

【００２４】メタクリル酸やメタクリルアミドとの共重
合比は、後述する被覆樹脂層の分子構造との関係によっ
て決定される。エポキシ樹脂を被覆樹脂として使用する
場合は、該モノマーの共重合比は３０ｍｏｌ　％以上あ
ればエポキシ樹脂には溶解しなくなる。またアクリル系
樹脂に対しては５０ｍｏｌ　％以上が必要である。この
ように該モノマーの共重合比は被覆する樹脂によって夫
々に適した比率が存在するが、一般的には分離構造中に
３０ｍｏｌ　％以上含有されることが好ましい。即ち、
共重合比が３０ｍｏｌ　％に満たない場合は前記した被
覆材料および該材料の溶液に溶解し、パターンがなくな
ってしまうか、あるいは被覆材料中に溶出可能なパター
ンを形成する材料が混入して、被覆材料の硬化物性を変
化させてしまう。

【００２５】３０ｍｏｌ　％以上共重合すれば、前記し
たエポキシ樹脂には全く溶解しない為、微細なパターン
を安定して被覆できる。

【００２６】このようにして重合した樹脂は、波長２６
０ｎｍ以下の光、即ちＤｅｅｐ−ＵＶ光や、電子線及び
Ｘ−線等の電離放射線の照射によって分子鎖が切断され
、現像液に対する溶解性が高まり、ポジ型レジストとし
ての特性を示す。また未露光部に於いても、現像液の強
度を高めれば溶解せしめることが可能であり、前記した
液体噴射記録ヘッドの製造に使用することができる。ま
た前記したように、メタクリル酸およびメタクリルアミ
ドは水、アルカリ性水溶液との親和性が高く、通常の有
機溶剤である、ケトン、芳香族、エステル、エーテル等
には溶解しない。さらには、分子構造中にケトン結合を
有するアクリル、メタクリル系モノマーやオリゴマー、
分子構造中にエポキシ環を有するエポキシ系モノマーや
オリゴマー等の溶液にも溶解しない。この為、前記した
ように多くの不飽和二重結合を有する反応性物質を被覆
樹脂として使用できる。

【００２７】レジスト層の形成の方法としては、該感光
性材料を溶解した溶液を、ソルベントコート法によって
基板に塗布することが一般的である。本発明に於ける樹
脂は水やアルカリ性水溶液およびアルコール等の極性の
高い溶剤に溶解するので、これらの溶剤に溶解してソル
ベントコートすることが望ましい。コート後は５０〜１
５０℃の温度にて乾燥、プリベークを行なう。特に本発
明による樹脂はメタクリル酸やメタクリルアミドを含有
している為、１７０℃以上の温度を付与すると、メタク
リル酸同志の脱水反応やメタクリルアミドの内部環化反
応がおこり溶剤に対する溶解性が変化し、溶出不可能と
なる場合があるので、これらの弊害を防止できる温度に
てプリベークが為されることが好ましい。

【００２８】前記手段により形成されたレジスト層３に
対して、図３に示すようにマスク４を用いてインク液路
形成用のパターン露光を行なう。これによりインク液路
及びインク吐出口形成用パターン潜像Ｘがレジスト層３
中に形成される。

【００２９】露光は一般的に使用されるＤｅｅｐ−ＵＶ
光源であるＸｅ−Ｈｇランプを使用し、２９０ｎｍや２
５０ｎｍのコールドミラーにて得られる遠紫外光、電子
線、Ｘ−線、エキシマーレーザー等いずれでも使用でき
るし、またマスクを介した一括露光、ステップ＆リピー
ト、電子線のビームスキャン方式のいずれでも構わない
。ただし、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光やエキシマーレーザー等の
短波長の光はレジスト膜の吸収によって厚膜の場合、光
が透過せずに均一露光できない場合がある。例えば、レ
ジストの分子構造中に芳香環が存在すると、特にレジス
ト膜の光吸収が大きくなり光を透過しなくなる。芳香環
を含まないレジストとするか、あるいは電子線やＸ−線
等の透過性の高い露光源を使用する等の回避が必要とな
る場合がある。現在の露光装置の形態から考えるとＤｅ
ｅｐ−ＵＶ露光が、一括露光でありまた広い露光面積を
得られること等から最も生産性が良いと考えられるが、
Ｘ−線露光はその高い透過性から材料選択の範囲が広く
なり本発明には最も適している。光源の高強度化、マス
ク、露光装置の低価格化が進めば適用が可能である。

【００３０】次いで、図４に示すようにレジスト層３中
に形成したパターン潜像Ｘを現像し、これによりレジス
ト層３のインク液路相当部分５及びインク吐出口に相当
する部分６以外の部分を溶解除去して前記インク液路及
びインク吐出口の各相当する部分からなる溶解可能な樹
脂パターンを得るものである。現像に用いる溶剤として
は、特に制限はないが、水やアルカリ性水溶液（テトラ
メチルアンモニウム塩や水酸化ナトリウム等の溶液）、
アルコール等が挙げられる。また露光部と未露光部との
コントラストを高くし、良好なパターンを形成する為、
これらの溶液を該樹脂を溶解しない溶剤にて薄め、現像
液の溶解強度を低めても構わない。

【００３１】またこれらポジ型レジストは分子量は比較
的高い方が、電離放射線が照射された箇所との溶解性の
差が生じてプロセス管理が容易となる場合があるが、分
子量をあまり大きくすると、後述する被覆樹脂を被覆、
硬化した後の溶出に極めて時間を要するようになる。こ
のような場合に於いては、該パターン形成後にパターン
に一括して電離放射線を照射せしめて分子量を低下して
おいても構わない。

【００３２】次いで、上記のようにして形成したインク
液路に相当する部分５、インク吐出口に相当する部分６
、及び基板１上に、図５に示すように被覆樹脂層７を積
層する。被覆樹脂層７に用いる樹脂は、基本的には通常
使用される樹脂のいずれも使用可能であるが、液体噴射
記録ヘッドに於いては、後述するインク供給口８等の精
密加工も該被覆樹脂に対して施される為、これらを考慮
して選択される。

【００３３】フォトリソグラフィーによってインク供給
口８、インク液室９等を形成する場合には、被覆樹脂層
７として感光性樹脂を用いて、これを基板１、インク液
路に相当する部分５、及びインク吐出口に相当する部分
６上に積層する。感光性樹脂の積層方法としては、樹脂
を積層する方法と、モノマーやオリゴマーを塗布してこ
れを基板１上で重合する方法等がある。

【００３４】モノマーやオリゴマーを塗布してこれを重
合する方法の場合には、モノマーやオリゴマーとしては
一般的に使用される、分子構造中に不飽和二重結合を有
する、アクリルあるいはメタクリル系モノマーあるいは
オリゴマー、アリールあるいはメタアリール系モノマー
あるいはオリゴマー、分子構造中にエポキシ環を有する
エポキシ樹脂等が使用できる。これらのモノマーあるい
はオリゴマーはバインダー、光重合開始剤、フィラー、
シランカップリング剤等と配合して基板上に塗布する。 次いで、図６に示すようにインク供給口８を形成したガ
ラス製天板１０をモノマー又はオリゴマー層上に載置し
、インク供給口８、インク液室９等のパターン形成用マ
スク１１を通して露光を行なう。これにより、モノマー
又はオリゴマーはインク供給口８、インク液室９等の部
分を除いて硬化した被覆樹脂層７が形成される。

【００３５】次いで、図６のＡ−Ａ線に沿って、パター
ンを形成した基板をインク吐出圧力発生素子２前方（イ
ンク吐出方向）のインク液路に相当する部分５で切断し
、図７に示すようにインク吐出口１１の吐出口面を形成
する。切断はダイシングソー、レーザー他何れの手段に
て行なっても構わない。また、さらに切断面に対して研
磨、他の処理を施してもよい。

【００３６】図８に示すように、被覆樹脂層７の未硬化
部分を溶剤にて除去した後、インク液路に相当する部分
５、インク吐出口に相当する部分６等からなる溶解可能
な樹脂パターンを溶出してインク液路１２、インク吐出
口１３等を形成することにより本発明に係る記録ヘッド
を得るものである。溶出液はレジストパターン現像時に
使用したものでも良いし、また更に樹脂の溶解性が高い
ものを使用しても構わない。溶出に時間を要する場合は
、前記したように、溶出可能な樹脂パターンを形成した
後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光等を照射し、樹脂の溶解性を高め
ておいても構わない。

【００３７】なお、図面では、被覆部材の表面を平坦化
し、また液体噴射記録ヘッドの強度を高めるためにガラ
ス板等の部材を貼り合わせた例を示しているが、本発明
はこれら手段には限定されない。光照射は従来使用され
る紫外線露光手段を使用しても構わない。

【００３８】また、上記のモノマー、又はオリゴマーを
塗布する代りに、被覆樹脂層７として感光性樹脂を積層
する場合には、この感光性樹脂の上面に天板１０を接着
した後、マスク１１を介して露光を行ない、以下上記と
同様にして本発明に係る記録ヘッドを得ることができる
。

【００３９】更に、図示していないがインク供給口８等
の加工を射出成型法によって行なう場合には、被覆樹脂
層としてエポキシ樹脂、ポリスルフォン樹脂、アクリル
樹脂、スチレン樹脂等をベースに硬化剤、フィラー、離
型剤、シランカップリング剤等が配合され、予め基板上
に圧着された型内に熱および圧力を付与して注入するこ
とにより、被覆樹脂層７を積層すると共に、インク供給
口を形成することができる。

【００４０】前記したように、従来のポジ型フォトレジ
ストをレジスト層に使用した場合には、被覆樹脂層が塗
布あるいは射出された時に、レジストパターンが溶解し
てしまうが、本発明に於ける感光性樹脂はこれら被覆樹
脂層には溶解せず、良好なパターンが保持される。

【００４１】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
を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装置
に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００４２】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おり、本発明はこれらの基
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。

【００４３】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様な
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。この様
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出来るため、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
により吐出孔を介して液体（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４３４５２
６２号明細書に記載されているようなものが適している
。尚、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。

【００４４】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、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されている様に、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。

【００４５】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孔とする構成を開
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
構成においても本発明は有効である。

【００４６】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良い。

【００４７】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。

【００４８】又、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対
する回復手段や、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。

【００４９】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせて
構成したものかのいずれでも良いが、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。

【００５０】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良い。

【００５１】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出来る。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
、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を持
つインクの使用も本発明には適用可能である。

【００５２】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、多孔質シートの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良い。

【００５３】本発明において、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。

【００５４】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。

【００５５】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インク吐出を行な
うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ
（ＩＪＣ）である。１６はＩＪＣ２０を保持するキャリ
ッジＨＣ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および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。

【００５６】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。伝導機構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のキャップ部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ＩＪＣが保護される。

【００５７】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３０はブレード保持部材３０
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および伝導機構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３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突出させ
、ＩＪＣ２０の移動動作に伴なってＩＪＣ２０の吐出面
における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものであ
る。

【００５８】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明する。

【００５９】実施例１ まず、液体吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換
素子（材質ＨｆＢ２　からなるヒーター）を形成したガ
ラス基板上に、ポリメタクリル酸（ゼネラルサイエンス
コーポレーション製）を水およびイソプロピルアルコー
ルの８：２混合液に２０％で溶解した溶液を７０番のワ
イヤーバーを使用して塗布した。９０℃にて３０分間加
熱して溶剤を除去した。本被膜の膜厚は３５μｍであっ
た。

【００６０】この基板をウシオ電機製のＸｅ−Ｈｇラン
プ（２ｋＷ）を使用した照射装置にて、インク流路パタ
ーンを含むマスクを介してコンタクト露光法によりＤｅ
ｅｐ−ＵＶ光の照射を行なった。露光時間は１０分間で
ある。現像は水に５分間浸漬して行ない、リンスはイソ
プロピルアルコールにて行なった。

【００６１】次いで該ポジ型レジスト膜上に、被覆材料
層を形成した。

【００６２】被覆材料はＯＰ−１レジストＳＸ５００（
東京応化製アクリル系ネガ型レジスト）をワイヤーバー
にて塗布し、８０℃にて３０分間ベークした。この感光
性材料層に対して、インク吐出口およびインク供給口に
相当するパターンのマスクを重ね、紫外線露光装置（ミ
カサ（株）製：マスクアライメント装置ＭＡ−１０）に
て３００秒間露光した。露光後、トリクロロエタンに浸
漬して現像した。

【００６３】現像後、さらに紫外線照射装置にて５分間
の全面露光を行なって、被覆樹脂層の架橋密度を高め、
基板との接着性、耐熱性、強度を高めた。

【００６４】次いで、吐出口形成のために、インク液路
においてインク吐出エネルギー発生素子の下流側で基板
を切断した。

【００６５】最後に、インク供給口にインク供給部材を
接着して液体噴射記録ヘッドを作製した。

【００６６】このようにして、作製した液体噴射記録ヘ
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）＝６５／３０／５
から成る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。

【００６７】実施例２ 実施例１と同様にして作製した基板上にポリメタクリル
アミド（ゼネラルコーポレーション製）を水に２０ｗｔ
％に溶解して７０番のワイヤーバーにて塗布した。該被
膜の膜厚は３５μｍであった。１００℃にて３０分間プ
リベークした後、実施例１と同様にウシオ電機製Ｄｅｅ
ｐ−ＵＶ照射装置にて１０分間露光を行なった。水とイ
ソプロピルアルコールの１：１混合液に５分間浸漬して
現像した後、再度Ｄｅｅｐ−ＵＶ光を１０分間全面露光
した。

【００６８】該パターン上に被覆樹脂層を形成した。被
覆樹脂は、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製：エ
ピコート８３４）８０部、光重合開始剤として２−クロ
ロチオキサントン２部、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロボーレート３部（ミドリ化学試薬）、トルエン
１５部を混合したものを使用した。１００番のワイヤー
バーにて塗布した後、真空中８０℃にて２時間加熱して
溶剤、ガス等を除去した。

【００６９】インク供給口を形成した厚さ５ｍｍのガラ
ス板を、被覆樹脂層上に真空中にて８０℃の温度にて貼
り合わせた。

【００７０】実施例１と同様にして、紫外線照射を５分
間行ない、硬化度を高める為８０度にて２時間加熱した
。

【００７１】実施例１と同様にして、基板を切断した。

【００７２】アセトンに３分間浸漬して、未硬化のエポ
キシ樹脂を除去した後、水に１時間浸漬してポリメタク
リルアミド樹脂を溶出した。

【００７３】実施例１と同様にインクを供給して吐出を
行なったところ、良好な印字が可能であった。

【００７４】実験例 レジストの合成 蒸留したテトラヒドロフラン１００ｇに対して、メチル
メタクリレートとメタクリル酸、又はメタクリルアミド
を、モル比にて仕込んだ。モノマーの合計は１ｍｏｌ　
とした。

【００７５】例えばメチルメタクリレートとメタクリル
酸の８：２共重合体を合成する場合に於いては、メチル
メタクリレート８０ｇ（１００ｇ（１ｍｏｌ　）＊０．
８）、メタクリル酸１７．２ｇ（８６ｇ（１ｍｏｌ　）
＊０．２）を添加し、重合開始剤としてＮ，Ｎ’−アゾ
ビスイソブチロニトリルを１ｇ添加し、窒素雰囲気下６
０℃にて４時間攪拌した。反応液をシクロヘキサンに投
入して樹脂を回収した後、テトラヒドロフラン−シクロ
ヘキサン系にて洗浄し、乾燥した。樹脂はテトラヒドロ
フラン、１，４−ジオキサン、ジメチルフォルムアミド
、水等の適切な溶剤に溶解してレジスト液とした。

【００７６】該樹脂をシリコン基板に７０番のワイヤー
バーにて塗布し、８０℃にて３０分間乾燥した後、実施
例１と同様にしてＤｅｅｐ−ＵＶ光を１０分間照射した
。現像後、実施例２にて使用したエポキシ系被覆剤を被
覆し、２４時間放置した後、トルエンにて被覆部材を洗
い流してパターンの溶解状態を観察した。

【００７７】その結果、メタクリル酸又はメタクリルア
ミドを２０ｍｏｌ　％共重合したものはパターンが溶解
し、パターンエッジがだれていた。一方、該モノマーを
３０ｍｏｌ％以上共重合したものは、全くパターンが溶
解しておらず、良好なパターン形状を保持していた。

【００７８】

【発明の効果】以上説明した本発明によってもたらされ
る効果としては、下記に列挙する項目が挙げられる。 １）ヘッド製作の為の主要工程が、フォトレジストや感
光性ドライフィルム等を用いたリソグラフィー技術によ
る為、ヘッドの細密部を、所望のパターンで、しかも極
めて容易に形成することができるばかりか、同構成の多
数のヘッドを同時に加工することも容易にできる。 ２）各種の光硬化性樹脂を被覆樹脂として適用できる為
、強度、耐熱性、基板との接着性に優れた液体噴射記録
ヘッドを作製でき、信頼性が向上する。 ３）溶解可能なノズルパターン形成樹脂の耐熱性は高く
、射出成型法等の手段によっても被覆樹脂を被覆できる
為、生産性が向上する。 ４）ノズルパターンを形成するレジスト層は水やアルコ
ール等のインク構成溶剤にも溶解する為、溶解し残した
樹脂が存在しても沈殿するようなことはなく、ノズルの
目詰りを誘発しない。このような水、アルコール等に溶
解する樹脂にて溶解可能なインク液路パターンを形成す
ることに大きな利点がある。即ち、ノボラック樹脂とナ
フトキノンジアジドとの混合系から成るポジ型フォトレ
ジストは、該パターンの溶出にはアルカリ性水溶液やエ
ステル、ケトン系溶剤が使用できる。これら溶剤にて十
分に洗浄を行なっても、微小な濃度でレジスト材料は溶
剤中に溶解している場合が多い。この状態にて、洗浄の
為の水や、記録の為のインクを導入すると、溶解してい
た樹脂が沈殿となって析出し、ヒーター表面やノズル内
部を汚染する原因となる。

【００７９】しかし本発明によるポジ型レジストに於い
ては、水あるいは水とアルコールとの混合系から成るイ
ンク液にも溶解する為、このような沈殿が生じることが
全くない。この為、ノズル内部やヒーター表面にゴミが
付着することなく、良好な印字が安定して行なえる。 ５）高密度マルチアレイ液体噴射記録ヘッドが簡単な手
段で得られる。 ６）接着剤による微細部の接着が必要ない為、接着剤が
インク流路やオリフィス部を塞ぐことがなく、ヘッドの
機能低下を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において、吐出エネルギー発
生素子を配設した基板を示す模式的斜視図である。

【図２】（ａ）　は本発明の一実施例において、レジス
ト層を形成した基板を示す模式的断面側面図、（ｂ）　
は同正面図である。

【図３】（ａ）　は本発明の一実施例において、レジス
ト層にパターン露光を施す状態を示す模式的断面側面図
、（ｂ）　は同正面図である。

【図４】（ａ）　は本発明の一実施例において、レジス
ト層を現像してパターン形成をした基板を示す模式的断
面側面図、（ｂ）　は同正面図である。

【図５】（ａ）　は本発明の一実施例において、被覆樹
脂層を形成した基板を示す模式的断面側面図、（ｂ）　
は同正面図である。

【図６】（ａ）　は本発明の一実施例において、天板を
接着し、インク供給口を形成するための露光を行なう状
態を示す模式的断面側面図、（ｂ）　は同正面図である
。

【図７】（ａ）　は本発明の一実施例において、図６の
Ａ−Ａ線に沿って切断した基板を示す模式的断面側面図
、（ｂ）　は同正面図である。

【図８】本発明の一実施例において製造した液体噴射記
録ヘッドを示す模式的側面断面図である。

【図９】本発明に係る液体噴射記録ヘッドを備えた記録
装置を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　基板 ２　　　　インク吐出エネルギー発生素子３　　　　レ
ジスト層 ４　　　　マスク ５　　　　インク液路に相当する部分 ６　　　　インク吐出口に相当する部分７　　　　被覆
樹脂層 ８　　　　インク供給口 ９　　　　インク液室 １０　　　　天板 １１　　　　マスク １２　　　　インク液路 １３　　　　インク吐出口 １６　　　　キャリッジ １７　　　　駆動モータ １８　　　　駆動ベルト １９Ａ，１９Ｂ　　　　ガイドシャフト２０　　　　イ
ンクジェットヘッドカートリッジ２２　　　　クリーニ
ング用モータ ２３　　　　伝導機構 ２４　　　　プラテン ２６　　　　キャップ部材 ３０　　　　ブレード ３０Ａ　　　　ブレード保持部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インク吐出口と、インク供給口と、及
   び前記インク吐出口とインク供給口とを連通するインク
   液路と、前記インク液路内に配設されたインク吐出エネ
   ルギー発生素子とを有する液体噴射記録ヘッドの製造方
   法において、基板上に前記インク吐出エネルギー発生素
   子を配設すると共に、前記基板及び前記インク吐出エネ
   ルギー発生素子上にメタクリル酸又はメタクリルアミド
   を３０ｍｏｌ％以上共重合された電離放射線感能型ポジ
   レジストよりなるレジスト層を形成後、インク吐出口及
   びインク吐出口から前記インク吐出エネルギー発生素子
   に沿ってインク液路形成用パターン露光を行ない、これ
   を現像することによりインク吐出口及びインク液路に相
   当する部分を有する溶解可能な樹脂パターンを形成する
   工程と、前記樹脂パターンを形成した基板上に被覆樹脂
   層を積層すると共にインク供給口を形成し、前記溶解可
   能な樹脂パターンを溶解除去することによってインク吐
   出口及びインク液路を形成する工程とを有することを特
   徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】　　前記被覆樹脂層が感光性材料で形成さ
   れており、パターン露光を行なうことによってインク供
   給口を形成する請求項１記載の液体噴射記録ヘッドの製
   造方法。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２記載の製造方法で製造
   した液体噴射記録ヘッド。
4. 【請求項４】　　インク吐出エネルギー発生素子が電気
   エネルギーを与えることによって発熱し、インクに状態
   変化を生ぜしめて吐出を行わせるための電気熱変換体で
   ある請求項３記載の記録ヘッド。
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記録装置。