JPH04347650A - インクジェット記録ヘッドの製作方法 - 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
ッド及びその製作方法に関する。なかでも、高密度に配
列された圧電素子を用いるピエゾ型ドロップオンデマン
ド式インクジェットや、シリコンウエハ、ガラス、アル
ミナ基板等の上に発熱体を形成し、この発熱体に通電す
ることによってインクに熱による状態変化を生じさせ、
インク吐出口からインクの小滴を吐出させる所謂サーマ
ル方式のインクジェット記録ヘッド及びその製作方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視できる程度に極めて小さいという点
で、最近関心を高めている。その中で、高速記録が可能
であり、しかも、所謂普通紙に特別の定着処理を必要と
せずに記録の行える所謂インクジェット記録法は極めて
有力な記録法であって、これまでにも、様々な方式が提
案され、又は、既に製品化されて実用されている。

【０００３】このようなインクジェット記録法は、所謂
インクと称される記録液体の小滴を飛翔させ、被記録体
に付着させて記録を行うもので、この記録液体小滴の発
生法及び発生した記録液体小滴の飛翔方向を制御するた
めの制御方法により、幾つかの方式に大別される。

【０００４】第１の方式は、例えば米国特許第３０６０
４２９号明細書に開示されているものである。これは、
Ｔｅｌｅｔｙｐｅ方式と称され、記録液体小滴の発生を
静電吸引的に行い、発生した記録液体小滴を記録信号に
応じて電界制御し、被記録体上にこの記録液体小滴を選
択的に付着させて記録を行うものである。

【０００５】より詳細には、ノズルと加速電極間に電界
をかけて、一様に帯電した記録液体小滴をノズルより吐
出させ、吐出した記録液体小滴を記録信号に応じて電気
制御可能なように構成されたｘｙ偏向電極間を飛翔させ
、電界の強度変化によって選択的に記録液体小滴を被記
録体上に付着させて記録を行うものである。

【０００６】第２の方式は、例えば米国特許第３５９６
２７５号明細書、米国特許第３２９８０３０号明細書等
に開示されているものである。これは、Ｓｗｅｅｔ方式
と称され、連続振動発生法によって帯電量を制御された
記録液体小滴を発生させ、この帯電量を制御された記録
液体小滴を、一様の電界がかけられている偏向電極間を
飛翔させることで、被記録体上に記録を行うものである
。

【０００７】具体的には、ピエゾ振動素子の付設されて
いる記録ヘッドを構成する一部であるノズルのオリフィ
ス（吐出口）の前に記録信号が印加されるように構成し
た帯電電極を所定距離離間させて配置し、前記ピエゾ振
動素子に一定周波数の電気信号を印加することでピエゾ
振動素子を機械的に振動させ、前記オリフィスより記録
液体小滴を吐出させる。この時、前記帯電電極によって
吐出する記録液体小滴には電荷が静電誘導され、記録液
体小滴は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電量
を制御された記録液体小滴は、一定の電界が一様にかけ
られている偏向電極間を飛翔する時、付加された帯電量
に応じて偏向を受け、記録信号を担う記録液体小滴のみ
が被記録液体上に付着するようにされている。

【０００８】第３の方式は、例えば米国特許第３４１６
１５３号明細書に開示されているものである。これは、
Ｈｅｒｔｚ方式と称され、ノズルとリング状の帯電電極
間に電界をかけ、連続振動発生法によって、記録液体小
滴を発生霧化させて記録する方法である。即ち、ノズル
と帯電電極間にかける電界強度を記録信号に応じて変調
することによって記録液体小滴の霧化状態を制御し、記
録画像の階調性を出して記録するものである。

【０００９】第４の方式は、例えば米国特許第３７４７
１２０号明細書に開示されているものである。これは、
Ｓｔｅｍｍｅ方式と称され、前記第１〜第３の方式とは
根本的に原理が異なるものである。即ち、前記第１〜第
３の方式が、何れもノズルより吐出された記録液体小滴
を飛翔している途中で電気的に制御し、記録信号を担っ
た記録液体小滴を選択的に被記録体上に付着させて記録
を行うのに対し、このＳｔｅｍｍｅ方式では、記録信号
に応じて吐出口より記録液体小滴を吐出飛翔させて記録
するものである。

【００１０】つまり、Ｓｔｅｍｍｅ方式は、記録液体小
滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドに付設されてい
るピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を印加し、この
電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、
この機械的振動に従って吐出口より記録液体小滴を吐出
飛翔させて被記録体に付着させることで記録を行うもの
である。

【００１１】これらの４方式は、各々に特徴を有するも
のであるが、同時、解決すべき課題点をも有する。

【００１２】まず、第１〜第３の方式は、記録液体小滴
を発生させるための直接的エネルギーが電気的エネルギ
ーであり、かつ、記録液体小滴の偏向制御も電界制御で
ある。このため、第１の方式は、構成上はシンプルであ
るが、記録液体小滴の発生に高電圧を要し、かつ、記録
ヘッドのマルチノズル化が困難で高速記録には不向きで
ある。

【００１３】第２の方式は、記録ヘッドのマルチノズル
化が可能で高速記録にむいているが、構成上複雑であり
、かつ、記録液体小滴の電気的制御が高度で困難であり
、被記録体上にサテライトドットが生じやすい。

【００１４】第３の方式は、記録液体小滴を霧化するこ
とにより階調性に優れた記録が可能であるが、他方、霧
化状態の制御が困難である。また、記録画像にカブリが
生ずるとか、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で高速
記録には不向きであるといった欠点がある。

【００１５】第４の方式は、第１〜第３の方式に比べて
多くの利点を有する。まず、構成がシンプルである。ま
た、オンデマンドで記録液体小滴をノズルの吐出口から
吐出させて記録を行うため、第１〜第３の方式のように
吐出飛翔する記録液体小滴のうち、画像記録に要しなか
った記録液体小滴を回収するということが不要となる。 また、第１及び第２の方式のように、導電性の記録液体
を使用する必要がなく、記録液体の物質上の自由度が大
きいという利点を有する。しかし、記録ヘッドの加工上
に問題があること、及び、所望の共振周波数を有するピ
エゾ振動素子の小型化が極めて困難である等の理由から
、記録ヘッドのマルチノズル化が難しい。また、ピエゾ
振動素子の機械的振動という機械的エネルギーによって
記録液体小滴の吐出飛翔を行わせるので、上記のマルチ
ノズル化の困難さと相俟って高速記録には不向きなもの
となっている。

【００１６】このように、従来の液体噴射記録方法には
、構成上、高速記録化上、記録ヘッドのマルチノズル化
上、サテライトドットの発生及び記録画像のカブリ発生
等の点において、一長一短があり、その長所が発揮され
る用途にしか適用し得ないという制約がある。

【００１７】しかし、このような不都合も本出願人によ
り提案された特公昭５６ー９４２９号公報に開示のイン
クジェット記録方式を採用することによってほぼ解消す
ることができる。これは、液室内のインクを加熱して気
泡を発生させることによりインクに圧力上昇を生じさせ
、微細な毛細管ノズルからインクを飛び出させて記録を
行うものである。そして、この原理を利用して多くの発
明がなされている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特開昭５６ー
１２３８６９号公報に開示されたものがある。この発明
は、セラミックス、金属、プラスチックス等を形成して
得られる基板にインクを噴射するためのエネルギー源と
しての発熱素子、圧電素子等の駆動素子を設置し、その
基板上に、感光性組成物を塗布法，ラミネート法等によ
って層状に設けた後、通常行われているフォトリソグラ
フィーの手段によってインク流路溝を形成する。その後
、インク流路溝が形成された基板に上蓋を接合してイン
クジェット記録ヘッドを製造するというものである。 しかし、この発明は、感光性組成物を使用してフォトリ
ソグラフィーの手段によってインク流路溝を形成すると
いう概念を示しただけであり、具体的に上蓋をどのよう
に接合するのか、あるいは、その後、どのようにしてイ
ンク吐出口を形成するのかという記載が不十分であり、
このままでは、実際の記録ヘッドを製作することは困難
である。

【００１９】また、特開昭５７ー４３８７６号公報に開
示された発明がある。この発明は、前述の特開昭５６ー
１２３８６９号公報に開示された発明から一歩進んで、
上蓋を接合した後、ダイシング法により切断することに
よってインク吐出口を形成するという点にまで言及して
いる。しかし、上蓋の接合方法として開示されている具
体的方法は、エポキシ系接着剤による方法、あるいは、
上蓋となる平板をアクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエ
チレン製の熱可塑性樹脂とし、インク流路溝を形成した
感光性樹脂に直接熱融着させる方法であり、この方法に
よって実際に接合を行う場合、感光性樹脂とエポキシ系
接着剤のぬれ、あるいは、感光性樹脂と上記樹脂材料と
のぬれ等に問題があり、必ずしも満足すべき接合状態が
得られない。その理由の一つは、異種材料の接合が困難
なためである。一方、エポキシ系接着剤がインク流路溝
を詰まらせるという問題もある。また、上記発明は、ダ
イシング法によって切断するという記載はあるものの、
これらの基板と感光性樹脂と上蓋との接合体、いいかえ
れば、複合材料を精度良く切断する方法については言及
しておらず、充分な発明であるとはいえない。

【００２０】つぎに、特開昭５７ー２１２０６７号公報
、特開昭５７ー２１２０６８号公報、特開昭５７ー２１
２０６９号公報に開示されている発明がある。これらの
発明では、インク流路溝を形成するための感光性樹脂組
成物を基板上に設ける際、基板と感光性樹脂組成物との
間に接着剤を介在させることにより、感光性樹脂組成物
と基板との密着性を向上させることができ、さらに、イ
ンク流路溝内にある接着剤を除去することによって接着
剤によりインク流路溝が塞がれるという不具合をなくし
た旨の記載はあるものの、インク流路溝が形成された感
光性樹脂組成物と平板との接合方法やダイシング法に関
しては、前述の特開昭５７ー４３８７６号公報に開示さ
れた発明からは何ら進展していない。

【００２１】また、特開昭５８ー２２０７５６号公報に
開示された発明があり、この発明では、インク流路溝を
形成した感光性樹脂膜の重合が充分行われていない状態
の残量接着性を利用して平板を接合する技術の開示が行
われているが、その接合力は充分とはいえない。

【００２２】また、特開昭５８ー２２０７５４号公報に
おいては、インク流路を形成した感光性樹脂であるドラ
イフィルムフォトレジストに、感光性樹脂であるドライ
フィルムフォトレジストをラミネートした平板を貼付け
た発明が開示されている。そして、この発明によりはじ
めて、従来のように、感光性樹脂とエポキシあるいは感
光性樹脂と樹脂材料という異種材料間の接合ではなく、
感光性樹脂（フォトレジスト）同志の接合が行われるよ
うになり、接合が実施されやすくなったといえる。しか
しながら、この特開昭５８ー２２０７５４号公報におい
ても、単に、平板にドライフィルムフォトレジストをラ
ミネートするという記載がなされているだけで、具体的
には、どのような平板にどのような方法でラミネートす
るのかが明確ではなく、このままでは印字ヘッドを実際
に完成させることが困難である。

【００２３】一方、平板にドライフィルムフォトレジス
トをラミネートする代わりに、液状フォトレジストを平
板にコーティングする方法もあるが、液状であるため、
インク流路内へのタレ込みが問題となる。なお、インク
流路内への感光性樹脂のタレ込みに関して、特開昭６０
ー１９０３６３号公報においては、平板の感光性樹脂の
体積をインク流路の容積の１／１０以下とすることによ
りこのようなタレ込みが発生してもインクジェット記録
ヘッドの応答周波数、着弾点精度等の吐出特性に影響を
与えないとしている。しかし、インク流路内へのタレ込
みがあるということは、インク吐出口サイズが変わると
いうことであり、応答周波数や着弾点精度等にそれほど
影響は与えないかもしれないが、飛翔インク質量にバラ
ツキが生ずるという不具合がある。また、平板に液状フ
ォトレジストをコーティングした場合、図１８に示すよ
うに、平板（平板状部材）８の周辺のエッジ部、あるい
は、平板状部材８に形成されたインク流入口１３のエッ
ジ部において、液状フォトレジスト１９が盛り上がるた
めに平板状部材８の全体にわたって液状フォトレジスト
１９の厚さを均一にすることができず、インク流路溝を
形成した感光性樹脂に接合する際に浮きが生じる。そし
て、この浮きを無くすためには一定の圧力で平板状部材
８を押圧しなければならず、この押圧によりインク流路
やインク吐出口が変形したり、浮きが残った場合にはイ
ンクの洩れが発生するという問題がある。

【００２４】以上のように、基板上に設けた感光性樹脂
にフォトリソグラフィーの技術によってインク流路溝を
形成するようにしたインクジェット記録ヘッドにおいて
は、種々の改良が試みられているもののいまだ完成され
た技術とはいいがたい。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、エネルギー作用部を設けた第一基板と、前記第一基板
上に設けられるとともにインク流路溝と共通液室領域と
が形成された感光性樹脂層と、前記インク流路溝と前記
共通液室領域とを覆うとともに前記感光性樹脂層に接合
されるドライフィルムタイプの感光性樹脂層がラミネー
トされた第二基板と、前記第二基板に形成されるととも
に前記共通液室領域内に連通されたインク流入口と、前
記第一基板と前記第二基板とを積層した積層体の切断面
に形成されたインク吐出口とより構成した。

【００２６】請求項２記載の発明では、第一基板上にエ
ネルギー作用部を設けるとともに感光性樹脂層を設け、
前記感光性樹脂層にフォトリソグラフィー技術によって
インク流路溝と共通液室領域とを形成し、インク流入口
を形成した第二基板における前記感光性樹脂層に対向す
る面にドライフィルムタイプの感光性樹脂層をラミネー
トし、前記第一基板と前記第二基板とを積層するととも
に前記感光性樹脂層同志を接合させ、前記第一基板と前
記第二基板とを積層した積層体を前記インク流路溝と略
直交する向きに切断してインク吐出口を形成した。

【００２７】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第二基板における第一基板に対向すると
ともにインク流入口を含む領域に凹部を形成した。

【００２８】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
発明において、第二基板におけるインク流入口を含む領
域に凹部を形成し、前記第二基板の前記凹部を形成した
側にドライフィルムタイプの感光性樹脂層をラミネート
した。

【００２９】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
発明において、ドライフィルムタイプの感光性樹脂層を
インク流入口を避けてラミネートした。

【００３０】請求項６記載の発明では、請求項３記載の
発明において、ドライフィルムタイプの感光性樹脂層を
インク流入口と凹部とを避けてラミネートした。

【００３１】請求項７記載の発明では、請求項２記載の
発明において、両面にフィルムが貼付けられたドライフ
ィルムタイプの感光性樹脂層を設け、一方の前記フィル
ムを剥がすことによって露出した前記感光性樹脂層を第
二基板に接触させてラミネートし、ラミネートされた前
記感光性樹脂層と他方の前記フィルムとに前記第二基板
から剥離させる向きの外力を同時に加えることによって
インク流入口以外の領域にラミネートされた前記感光性
樹脂層のみを残した。

【００３２】請求項８記載の発明では、請求項４記載の
発明において、両面にフィルムが貼付けられたドライフ
ィルムタイプの感光性樹脂層を設け、一方の前記フィル
ムを剥がすことによって露出した前記感光性樹脂層を第
二基板の凹部が形成された側に接触させてラミネートし
、ラミネートされた前記感光性樹脂層と他方の前記フィ
ルムとに前記第二基板から剥離させる向きの外力を同時
に加えることによって前記凹部以外の領域にラミネート
された前記感光性樹脂層のみを残した。

【００３３】請求項９記載の発明では、請求項１，３，
５又は６記載の発明において、インク流路溝と共通液室
領域とが形成される感光性樹脂層を液状フォトレジスト
によって形成した。

【００３４】

【作用】請求項１及び２記載の発明では、第二基板にド
ライフィルムタイプの感光性樹脂層をラミネートするこ
とにより、ラミネートされた感光性樹脂層が表面に凹凸
のない均一な厚さとなり、この感光性樹脂層と第一基板
の感光性樹脂層とを対向させて第一基板と第二基板とを
積層させた際にこれらの感光性樹脂層の表面同志が隙間
を生ずることなく密着され、従って、これらの感光性樹
脂層同志を接合させる際にはほとんど加圧することなく
熱を加えるだけでよく、このため、感光性樹脂層同志を
接合させる際の加圧によって生ずるインク流路溝やイン
ク吐出口の変形が防止され、しかも、感光性樹脂層同志
の接合部からのインクの洩れが防止される。

【００３５】また、請求項３及び４記載の発明では、共
通液室領域を第二基板で覆うことにより形成される共通
液室の容積が凹部の分だけ大きくなったインクジェット
記録ヘッドが得られる。

【００３６】また、請求項５及び６記載の発明では、感
光性樹脂層によってインク流入口や凹部が閉塞されると
いうことがない。

【００３７】また、請求項７及び８記載の発明では、感
光性樹脂層を形成する際に感光性樹脂層が変形すること
がなく、しかも、感光性樹脂層によってインク流入口や
凹部が閉塞されるということがない。

【００３８】また、請求項９記載の発明では、インク流
路を高密度に配列することが可能となり、しかも、第二
基板と第一基板との積層時にほとんど加圧しなくとも感
光性樹脂層同志の接合が行われるため、インク流路溝や
インク吐出口の変形が防止されるとともに感光性樹脂層
同志の接合部からのインクの洩れが防止される。

【００３９】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１乃至図１３に基
づいて説明する。まず、図２乃至図９は本実施例のイン
クジェット記録ヘッドの製作手順を説明するための模式
図である。図２に示す工程では、シリコン，ガラス，セ
ラミックス等の材料よりなる第一基板１上に発熱素子や
ピエゾ素子等のエネルギー作用部であるインク吐出圧発
生素子２を所定の個数配置し、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，Ｔａ
２Ｏ５，ガラス等の薄膜層３を被覆する。なお、前記イ
ンク吐出圧発生素子２には信号入力用電極（図示せず）
が接続されている。

【００４０】図３に示す工程では、図１の工程を経て得
られた前記薄膜層３の表面を清浄化するとともに乾燥さ
せた後、この薄膜層３に重ねて感光性樹脂層であるドラ
イフィルムタイプのフォトレジスト層４（膜厚、約２５
μｍ〜１００μｍ）を、８０〜１０５℃程度に加熱する
とともに、０．５〜４ｆ／分の速度，１〜３ｋｇ／ｃｍ
２の加圧条件下でラミネートする。このとき、フォトレ
ジスト層４は薄膜層３に融着する。続いて、所定のパタ
ーンを有するフォトマスク５をフォトレジスト層４の上
に重ね、フォトマスク５の上方から露光を行う。このと
き、前記インク吐出圧発生素子２の設置位置とフォトマ
スク５のパターンとの位置合わせを周知の手法で行って
おく。

【００４１】図４は、露光済みのフォトレジスト層４に
おける未露光部分をトリクロルエタン等の所定の有機溶
剤からなる現像液にて溶解除去した工程を示す説明図で
ある。この工程により、フォトレジスト層４は露光され
た部分のみが残ることとなり、未露光部分が溶解除去さ
れることによってこのフォトレジスト層４にはインク流
路溝６と図７及び図８において示す共通液室領域７とが
形成される。ついで、フォトレジスト層４の残された部
分の耐インク性向上のため、熱硬化処理（例えば、１５
０〜２５０℃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）を行い、充分に重号硬化反応を進める。な
お、上記の熱硬化処理と紫外線による硬化処理との双方
を行うことも効果的である。

【００４２】なお、以上はドライフィルムタイプのフォ
トレジスト層４にインク流路溝６と共通液室領域７とを
形成した例を示したが、例えば、インク流路溝６が１６
本／ｍｍより高密度に配列される高密度，高精細のイン
クジェット記録ヘッドを製作する場合には、液状フォト
レジストに対するフォトリソグラフィーの技術によって
インク流路溝を形成することが望ましい。液状フォトレ
ジストを使用する場合、そのコーティング方法としては
、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップ
コーティング、スクリーンスプレー、印刷等が用いられ
る。また、その粘度は、５００〜２０００ｃｐのものが
コーティング厚さに応じて使用される。

【００４３】つぎに、図５は、前記インク流路溝６や共
通液室領域７の覆いを構成する第二基板である平板状部
材８の片面に、ドライフィルムタイプの感光性樹脂層で
あるドライフィルムフォトレジスト層９をラミネートし
た工程を示すものである。なお、前記平板状部材８は、
電磁波を透過する材料（例えば、透紫外光材料）により
形成されている。

【００４４】図６は、第一基板１と平板状部材８とを積
層するとともに対向したフォトレジスト層４とドライフ
ィルムフォトレジスト層９とを接合させた工程を示した
ものである。なお、この接合に際しては、積層した第一
基板１と平板状部材８とをホットプレート上で１００〜
１２０℃に加熱し、０．０３ｋｇ／ｃｍ２の圧力を２秒
間かけることにより行う。そして、接合終了後、透紫外
光材料からなる平板状部材８にラミネートされたドライ
フィルムフォトレジスト層９に、非酸素雰囲気下で紫外
線照射（例えば、５０〜２００ｍＷ／ｃｍ２又はそれ以
上の紫外線強度）を行うことによりドライフィルムフォ
トレジスト層９を充分に硬化させる。さらに、熱硬化処
理（例えば、１３０〜２５０℃で３０分〜６時間）する
のも有効である。

【００４５】ここで、図７は図６に示した工程終了後の
インクジェット記録ヘッドの外観を示すものであり、イ
ンク流路溝６を平板状部材８で覆うことによりインク流
路１０が形成され、共通液室領域７を平板状部材８で覆
うことにより共通液室１１が形成されている。

【００４６】以上のようにして、第一基板１と平板状部
材８との積層、及び、フォトレジスト層４とドライフィ
ルムフォトレジスト層９との接合が完了した後、図７及
び図８に示すようにインク流路１０と直交するａ−ａ線
にそって切断を行い、その切断面上であってインク流路
１０の先端にインク吐出口１２を形成する。なお、この
ような切断を行う理由は、インク流路１０において、イ
ンク吐出圧発生素子２とインク吐出口１２との間隔を最
適化するためであり、切断する領域は適宜決定される。 また、この切断は半導体工業で通常採用されているダイ
シング法によって行うものであり、このダイシング法は
以下の条件のもとで行う。ダイシングソーとしてはディ
スコ社製の商品名ＤＡＤ−２Ｈ／５を用い、ブレードは
ディスコ社製の商品名ＮＢＣ−Ｚ６００（外径５２ｍｍ
×厚さ０．２７ｍｍ×内径４０ｍｍ）を用い、ブレード
を３００００ｒｐｍで回転させるとともに０．５ｍｍ／
ｓの速度で送り、０．２μｍフィルターで濾過された純
水を冷却水として用いる。

【００４７】図８は、図７におけるｂ−ｂ線断面図を示
すものであり、ついで、ａ−ａ線にそった切断面を研磨
して平滑化し、前記平板状部材８に形成されたインク流
入口１３にインク供給管１４を取付けることにより図１
に示すインクジェット記録ヘッドが完成する。

【００４８】ここで、本発明において使用できる感光性
樹脂は紫外線硬化型に限定されるものではなく、可視光
，ｘ線，電子線，レーザー等の電磁波に感応する組成物
であれば、いかなるものであってもよい。

【００４９】また、本発明において使用できるドライフ
ィルムフォトレジスト層としては、例えば、デュポン社
製のパーマネントフォトポリマーコーティングＲＩＳＴ
ＯＮ、ソルダーマスク７３０Ｓ、同７４０Ｓ、同７３０
ＦＲ、同７４０ＦＲ、同ＳＭ１、日立化成工業（株）製
のＰｈｏｔｅｃＳＲ−１０００、同ＳＲ−２０００、同
ＳＲ−３０００、東京応化工業（株）製のオーディルＳ
Ｅ−２５０、同ＳＥ−２３８、同ＳＥ−２２５、同ＳＰ
−７５０、同ＳＰ−７４０、同ＳＰ−７２５、同ＳＸ−
３５０、同ＳＹ−３２５等の商品名で市販されているも
のが挙げられる。この他、本発明において使用される感
光性樹脂としては、通常のフォトリソグラフィーの分野
において使用されている感光性樹脂組成物の多くのもの
が挙げられる。これ等の感光性樹脂組成物としては、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号開始剤を使用する光重合型フォト
ポリマー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用す
る二量化型フォトポリマー、オリソナフトキノジアジド
とノボラックタイプのフェ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との混合物、４−グリシ
ジルエチレンオキシドとベンゾフェノンやグリシジルカ
ルコンとを共重号させたポリエーテル型フォトポリマー
、Ｎ−ジメチルメタクリルアミドと例えばアクリルアミ
ドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエステル系
感光性樹脂〔例えば、ＡＰＲ（旭化成製）、テビスタ（
帝人製）、ゾンネ（関西ペイント製）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
に光重合開始剤を混合した感光性樹脂組成物、重クロム
酸系フォトレジスト、非クロム系水溶性フォトレジスト
、ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト、酸化ゴム−ア
ジド系フォトレジスト等が挙げられる。

【００５０】また、第一基板１上の感光性樹脂層を液状
フォトレジストによって形成する場合には、本発明にお
いて使用しているドライフィルムフォトレジストを溶媒
に溶かしたものを使用してもよい。液状フォトレジスト
の商品としては、東京応化工業（株）製のＢＭＲＳ１０
００等が知られている。

【００５１】つぎに、図９は本実施例において使用され
る平板状部材８を示した斜視図であり、この平板状部材
８は上述したように透紫外光部材の一つであるパイレッ
クスガラスにより形成されている。なお、前記平板状部
材８には前記インク供給管１４を取付けるためのインク
流入口１３が形成されており、このインク流入口１３は
、超音波加工やエッチング等の手段によって形成されて
いる。

【００５２】図１０は、本発明において使用されるドラ
イフィルムフォトレジスト層９の一例として、東京応化
工業（株）から市販されているオーディルＳＹ−３２５
（商品名）のフィルム構造を示したものである。なお、
このオーディルＳＹ−３２５は、ドライフィルムフォト
レジスト層９の一方の面にフィルムである離型フィルム
１５が貼付けられ、他方の面にフィルムである保護フィ
ルム１６が貼付けられている。

【００５３】以下、本実施例におけるドライフィルムフ
ォトレジスト層９の平板状部材８へのラミネート法につ
いて説明する。まず、離型フィルム１５を剥がし、露出
したドライフィルムフォトレジスト層９を平板状部材８
に接触させ、ラミネートさせる。なお、図１１はラミネ
ートさせている過程を示すものであり、図１２はラミネ
ートが終了した状態を示すものである。この場合、熱と
圧力とを加えながらラミネートする市販のラミネータを
使用する。また、このラミネータを使用してラミネート
する際の条件としては、図２において説明したものと同
じ条件が適用される。

【００５４】一方、市販のラミネータを使用しない場合
には、例えば、次にようにしてラミネートすることがで
きる。まず、平板状部材８をホットプレート等の加熱手
段によって９０〜１１０℃の加熱状態にしておく。次に
、平板状部材８よりやや大きめに切断したフィルム１５
，１６付きのドライフィルムフォトレジスト層９を準備
し、離型フィルム１５を剥がしてドライフィルムフォト
レジスト層９を露出させ、露出したドライフィルムフォ
トレジスト層９を加熱された平板状部材８に接触させる
。この際、前述のホットラミネータを使用する場合のよ
うに加圧する必要はなく、ドライフィルムフォトレジス
ト層９の自重と熱とにより平板状部材８の表面に均一に
付着し、ラミネートされる。

【００５５】以上のようにして、保護フィルム１６が貼
付けられたドライフィルムフォトレジスト層９の平板状
部材８へのラミネートが終了した後、平板状部材８の温
度が室温まで下がるのを待って図１２に示したＡ部をつ
かみ、保護フィルム１６とドライフィルムフォトレジス
ト層９との２層に対して平板状部材８から剥離させる向
き（矢印ｃ方向）の外力を加える。

【００５６】その結果、図１３に示すように、保護フィ
ルム１６がドライフィルムフォトレジスト層９から剥離
されるとともに、ドライフィルムフォトレジスト層９に
おけるインク流入口１３の領域に対応する部分は保護フ
ィルム１６に付着したまま除去され、インク流入口１３
以外の領域にラミネートされたドライフィルムフォトレ
ジスト層９のみがラミネートされた状態のまま残る。従
って、インク流入口１３がドライフィルムフォトレジス
ト層９によって閉塞されるということがなく、しかも、
ラミネートされた状態で残ったドライフィルムフォトレ
ジスト層９は表面に凹凸のない均一な厚さとなる。そし
て、このようにしてドライフィルムフォトレジスト層９
がラミネートされた平板状部材８を図５において説明し
たように第一基板１に積層することによりインクジェッ
ト記録ヘッドの形成が行われる。

【００５７】ついで、本発明の第二の実施例を図１４乃
至図１７に基づいて説明する。なお、図１乃至図１３に
おいて説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明
も省略する。まず、図１乃至図１３において説明したイ
ンクジェット記録ヘッドは、インク使用量が比較的少な
いタイプのインクジェット記録ヘッド（ノズル数が２４
〜２５６の小アレイヘッド）に適用されるものである。 一方、インク使用量が多いインクジェット記録ヘッド（
ノズル数が２５６より多い中〜大アレイヘッド）では、
インク供給を充分行うことができるようにするため、共
通液室１７の容積を大きくすることが必要である。そこ
で、共通液室１７の容積を大きくするため、本実施例に
おいては、平板状部材８における第一基板１に対向する
とともにインク流入口１３を含む領域に凹部１８を形成
し、平板状部材８と第一基板１とを積層した際に、この
凹部１８と共通液室領域７とによって囲まれた部分を容
積の大きい共通液室１７としたものである。

【００５８】図１４はこのような大きな容積の共通液室
１７を備えたインクジェット記録ヘッドを示した断面図
であり、図１５は凹部１８を形成した平板状部材８を示
した斜視図である。なお、このような凹部１８及びイン
ク流入口１３は、第一の実施例の場合と同様に、超音波
加工やエッチング等を単独で又は併用することにより形
成することができる。

【００５９】つぎに、図１６は、一方の面から離型フィ
ルム１５を剥がすとともに他方の面には保護フィルム１
６を貼付けたままのドライフィルムフォトレジスト層９
を平板状部材８にラミネートした状態を示すものであり
、ラミネートが終了した後にＡ部をつかみ、保護フィル
ム１６とドライフィルムフォトレジスト層９との２層に
対して平板状部材８から剥離させる向き（矢印ｃ方向）
の外力を加える。すると、図１７に示すように、保護フ
ィルム１６がドライフィルムフォトレジスト層９から剥
離されるとともに、ドライフィルムフォトレジスト層９
における凹部１８の領域に対応する部分は保護フィルム
１６に付着したまま除去され、凹部１８以外の領域にラ
ミネートされたドライフィルムフォトレジスト層９のみ
がラミネートされた状態のまま残る。従って、凹部１８
やインク流入口１３がドライフィルムフォトレジスト層
９によって閉塞されるということがなく、しかも、ラミ
ネートされた状態で残ったドライフィルムフォトレジス
ト層９は表面に凹凸のない均一な厚さとなる。そして、
このようにしてドライフィルムフォトレジスト層９がラ
ミネートされた平板状部材８を図１４に示すように第一
基板１に積層することにより、大きな容積の共通液室１
７を備えたインクジェット記録ヘッドの形成が行われる
。

【００６０】ここで、図１９は凹部１８を形成した平板
状部材８にドライフィルムフォトレジスト層９に代えて
液状フォトレジスト１９をコーティングした状態を示し
たものである。この場合にも、発明が解決しようとする
課題の欄で図１８を用いて説明した場合と同様に凹部１
８のへりや平板状部材８のへりにおいて液状フォトレジ
スト１９が盛り上がってしまい、第一基板１と積層した
際に液状フォトレジスト１９と第一基板１のフォトレジ
スト層４との接合を精度良く行えない。

【００６１】つぎに、図２０及び図２１は、ドライフィ
ルムフォトレジスト層９をラミネートする際において、
本発明で用いたラミネート方法を用いない例を示したも
のである。具体的には、離型フィルム１５と保護フィル
ム１６とを貼付けた状態のドライフィルムフォトレジス
ト層９に対し、平板状部材８のインク流入口１３や凹部
１８に対応する位置にそのインク流入口１３や凹部１８
の形状に合わせてくり抜き部２０を形成し、ついで、離
型フィルム１５を剥がしてラミネートを行い、ついで、
保護フィルム１６を剥がすという方法である。しかし、
このような方法の場合、２つの難点がある。１つは、イ
ンク流入口１３や凹部１８に対してくり抜き部２０を位
置合わせし、ラミネートするということが困難である。 他の１つは、このようなくり抜き部２０を形成する際に
くり抜き部２０の近傍のドライフィルムフォトレジスト
層９が変形を起こし、平板状部材８を第一基板８に積層
した際に第一基板１のフォトレジスト層４とこのドライ
フィルムフォトレジスト層９との接合が精度良く行えな
いという点である。

【００６２】しかし、このような点に関しても、本発明
のラミネート法を用いることにより、事前にドライフィ
ルムフォトレジスト層９にくり抜き部２０を形成する必
要がなく、さらに、インク流入口１３や凹部１８に対応
する領域にドライフィルムフォトレジスト層９が残って
これらのインク流入口１３や凹部１８を閉塞するという
ことがなく、しかも、ラミネートした後に表面に凹凸の
ない均一な厚さのドライフィルムフォトレジスト層９が
得られる。従って、図５に示すように、インク流路溝６
を形成した第一基板１のフォトレジスト層４と接合させ
る際に、ほとんど加圧することなく（０．１ｋｇ／ｃｍ
２以下）、熱を加えるだけでフォトレジスト層４とドラ
イフィルムフォトレジスト層９との接合を行え、インク
流路１０やインク吐出口１２の変形やくずれの発生が防
止され、さらに、フォトレジスト層４とドライフィルム
フォトレジスト層９との接合部からのインク洩れが確実
に防止される。

【００６３】つぎに、フォトレジスト層４を液状フォト
レジストを用いて形成することにより、インク流路１０
を１６本／ｍｍ以上の高密度配列した高精細なインクジ
ェット記録ヘッドを製作する場合においては、本発明に
おいて用いた方法によりドライフィルムフォトレジスト
層９をラミネートすることにより、その製作を極めて有
利に行える。これは、インク流路１０の数が多くなるに
伴ってインク流路１０及びインク吐出口１２のサイズが
小さくなり、インク流路１０やインク吐出口１２の僅か
の変形がインクの吐出性能を著しく低下させるのに対し
、本発明の方法によりドライフィルムフォトレジスト層
９をラミネートした場合には、ドライフィルムフォトレ
ジスト層９が表面に凹凸のない均一な厚さとなり、フォ
トレジスト層４とドライフィルムフォトレジスト層９と
をほとんど加圧することなく接合させることができ、イ
ンク流路１０やインク吐出口１２の変形がほとんど生じ
ないためである。

【００６４】以下、フォトレジスト層４を液状フォトレ
ジストを用いて形成した場合におけるインクジェット記
録ヘッドの製作方法の一例について説明する。なお、説
明中において使用する符号は、図１乃至図１７の説明に
おいて用いたものを援用する。まず、上述した商品名Ｂ
ＭＲＳ１０００の液状フォトレジストであって粘度を１
０００ｃｐとしたものをスピンコーティング（７５０ｒ
ｐｍ）により第一基板１上に２０μｍの厚さにコーティ
ングしてフォトレジスト層４を形成し、このフォトレジ
スト層４に６００ｄｐｉ（２４本／ｍｍ相当）の密度で
インク流路溝６を形成する。平板状部材８にはパイレッ
クスガラスを用いるとともに図１５に示したような凹部
１８をエッチングにより形成するとともにインク流入口
１３を超音波加工により形成する。また、平板状部材８
へのドライフィルムフォトレジスト層９のラミネートは
、上述した商品名ＳＹ−３２５（厚さ２５μｍ）を図１
６及び図１７に示した方法でラミネートする。そして、
第一基板１と平板状部材８とを積層したものをホットプ
レート上で１００〜１２０℃に加熱し、０．０３ｋｇ／
ｃｍ２の圧力を２秒かけることにより、ＢＭＲＳ１００
０とＳＹ−３２５とを接合する。接合終了後には、１５
０℃の雰囲気中で１２０分放置することにより、ＳＹ−
３２５の硬化処理を行う。また、第一の実施例において
説明したダイシング法の条件と同じ条件でインク吐出口
１２を形成する。

【００６５】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明のように第二
基板にドライフィルムタイプの感光性樹脂層をラミネー
トしたことにより、この感光性樹脂層を表面に凹凸のな
い均一な厚さとすることができ、このため、この感光性
樹脂層を第一基板上に設けた感光性樹脂層に対向させて
第二基板を第一基板に積層させた際において、対向する
感光性樹脂層の表面同志が隙間を生ずることなく密着さ
れるため、これらの感光性樹脂層同志を接合させる際に
はほとんど加圧することなく熱を加えるだけでよく、従
って、接合時の加圧によって生ずるインク流路溝やイン
ク吐出口の変形を防止することができ、また、感光性樹
脂層同志の接合が確実に行われるためにこの接合部から
のインクの洩れを防止することができ、従って、インク
吐出性能の高いインクジェット記録ヘッドを得ることが
でき、また、請求項３及び４記載の発明のように第二基
板に凹部を形成したことにより、共通液室領域を第二基
板で覆うことにより形成される共通液室の容積を凹部の
分だけ増大させることができ、従って、インクを大量消
費する中〜大アレイのインクジェット記録ヘッドにおい
てもインク吐出口の変形や感光性樹脂層同志の接合部か
らのインクの洩れを防止することができ、また、請求項
５及び６記載の発明のように第二基板に形成されたイン
ク流入口や凹部を避けてドライフィルムタイプの感光性
樹脂層を第二基板にラミネートしたことにより、ラミネ
ートした感光性樹脂層によってインク流入口や凹部が閉
塞されるということを防止することができ、また、請求
項７及び８記載の発明のように片面にフィルムが貼付ら
れたドライフィルムタイプの感光性樹脂層を第二基板に
ラミネートし、ついで、感光性樹脂層とフィルムとに対
して第二基板から剥離させる向きの外力を同時に加え、
インク流入口や凹部以外の領域にラミネートされた感光
性樹脂層のみを残したことにより、インク流入口や凹部
を避けて行う感光性樹脂層のラミネートを簡単に行うこ
とができ、さらに、ラミネートされた感光性樹脂層を表
面に凹凸のない均一な厚さとすることを確実に行うこと
ができ、また、請求項９記載の発明のように第一基板上
に設けた感光性樹脂層を液状フォトレジストによって形
成したことにより、インク流路溝及びインク吐出口を高
密度に形成することができ、しかも、インク流路溝及び
インク吐出口を高密度に形成した場合であってもインク
吐出口の変形や感光性樹脂層同志の接合部からのインク
の洩れを防止した高精細なインクジェット記録ヘッドを
得ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドを示す縦断側面図である。

【図２】第一基板上にインク吐出圧発生素子を設けると
ともに薄膜層を被覆した状態を示す正面図である。

【図３】フォトリソグラフィーの技術によってインク流
路溝と共通液室領域とを形成する状態を示す正面図であ
る。

【図４】フォトリソグラフィーの技術によってインク流
路溝と共通液室領域とを形成した状態を示す正面図であ
る。

【図５】平板状部材にドライフィルムフォトレジスト層
をラミネートした状態を示す正面図である。

【図６】第一基板と平板状部材とを積層した状態を示す
正面図である。

【図７】第一基板と平板状部材とを積層した状態を示す
斜視図である。

【図８】図７におけるｂ−ｂ線断面図である。

【図９】平板状部材を示す斜視図である。

【図１０】両面にフィルムが貼付けられたドライフィル
ムフォトレジスト層のフィルム構造を示す側面図である
。

【図１１】片面に保護フィルムが貼付けられた状態のド
ライフィルムフォトレジスト層を平板状部材にラミネー
トする状態を示す側面図である。

【図１２】片面に保護フィルムが貼付けられた状態のド
ライフィルムフォトレジスト層を平板状部材にラミネー
トした状態を示す側面図である。

【図１３】保護フィルムを剥がすことにより平板状部材
へのドライフィルムフォトレジスト層のラミネートが終
了した状態を示す側面図である。

【図１４】本発明の第二の実施例におけるインクジェッ
ト記録ヘッドを示す縦断側面図である。

【図１５】凹部を形成した平板状部材を示す斜視図であ
る。

【図１６】片面に保護フィルムが貼付けられた状態のド
ライフィルムフォトレジスト層を平板状部材にラミネー
トした状態を示す側面図である。

【図１７】保護フィルムを剥がすことにより平板状部材
へのドライフィルムフォトレジスト層のラミネートが終
了した状態を示す側面図である。

【図１８】平板状部材へ液状フォトレジストをラミネー
トした場合における液状フォトレジストの盛り上がりを
説明する側面図である。

【図１９】凹部を形成した平板状部材へ液状フォトレジ
ストをラミネートした場合における液状フォトレジスト
の盛り上がりを説明する側面図である。

【図２０】ドライフィルムフォトレジスト層へラミネー
トする前にくり抜き部を形成して行うラミネート法につ
いて説明する平面図である。

【図２１】ドライフィルムフォトレジスト層へラミネー
トする前にくり抜き部を形成して行うラミネート法につ
いて説明する平面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　第一基板 ２　　　　　　エネルギー作用部 ４　　　　　　感光性樹脂層 ６　　　　　　インク流路溝 ７　　　　　　共通液室領域 ８　　　　　　第二基板 ９　　　　　　ドライフィルムタイプの感光性樹脂層１
２　　　　　　インク吐出口 １３　　　　　　インク流入口 １５，１６　　フィルム １７　　　　　　凹部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エネルギー作用部を設けた第一基板と
   、前記第一基板上に設けられるとともにインク流路溝と
   共通液室領域とが形成された感光性樹脂層と、前記イン
   ク流路溝と前記共通液室領域とを覆うとともに前記感光
   性樹脂層に接合されるドライフィルムタイプの感光性樹
   脂層がラミネートされた第二基板と、前記第二基板に形
   成されるとともに前記共通液室領域内に連通されたイン
   ク流入口と、前記第一基板と前記第二基板とを積層した
   積層体の切断面に形成されたインク吐出口とよりなるこ
   とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】　　第一基板上にエネルギー作用部を設け
   るとともに感光性樹脂層を設け、前記感光性樹脂層にフ
   ォトリソグラフィー技術によってインク流路溝と共通液
   室領域とを形成し、インク流入口を形成した第二基板に
   おける前記感光性樹脂層に対向する面にドライフィルム
   タイプの感光性樹脂層をラミネートし、前記第一基板と
   前記第二基板とを積層するとともに前記感光性樹脂層同
   志を接合させ、前記第一基板と前記第二基板とを積層し
   た積層体を前記インク流路溝と略直交する向きに切断し
   てインク吐出口を形成したことを特徴とするインクジェ
   ット記録ヘッドの製作方法。
3. 【請求項３】　　第二基板における第一基板に対向する
   とともにインク流入口を含む領域に凹部を形成したこと
   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
   。
4. 【請求項４】　　第二基板におけるインク流入口を含む
   領域に凹部を形成し、前記第二基板の前記凹部を形成し
   た側にドライフィルムタイプの感光性樹脂層をラミネー
   トしたことを特徴とする請求項２記載のインクジェット
   記録ヘッドの製作方法。
5. 【請求項５】　　ドライフィルムタイプの感光性樹脂層
   をインク流入口を避けてラミネートしたことを特徴とす
   る請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】　　ドライフィルムタイプの感光性樹脂層
   をインク流入口と凹部とを避けてラミネートしたことを
   特徴とする請求項３記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】　　両面にフィルムが貼付けられたドライ
   フィルムタイプの感光性樹脂層を設け、一方の前記フィ
   ルムを剥がすことによって露出した前記感光性樹脂層を
   第二基板に接触させてラミネートし、ラミネートされた
   前記感光性樹脂層と他方の前記フィルムとに前記第二基
   板から剥離させる向きの外力を同時に加えることによっ
   てインク流入口以外の領域にラミネートされた前記感光
   性樹脂層のみを残したことを特徴とする請求項２記載の
   インクジェット記録ヘッドの製作方法。
8. 【請求項８】　　両面にフィルムが貼付けられたドライ
   フィルムタイプの感光性樹脂層を設け、一方の前記フィ
   ルムを剥がすことによって露出した前記感光性樹脂層を
   第二基板の凹部が形成された側に接触させてラミネート
   し、ラミネートされた前記感光性樹脂層と他方の前記フ
   ィルムとに前記第二基板から剥離させる向きの外力を同
   時に加えることによって前記凹部以外の領域にラミネー
   トされた前記感光性樹脂層のみを残したことを特徴とす
   る請求項４記載のインクジェット記録ヘッドの製作方法
   。
9. 【請求項９】　　インク流路溝と共通液室領域とが形成
   される感光性樹脂層を液状フォトレジストによって形成
   したことを特徴とする請求項１，３，５又は６記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。