JPH04369547A - インクジェットヘッド - 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、詳しくは、インクジェット記録方式に用いる、記
録用小滴を発生させるためのインクジェットヘッドの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式に適用されるイ
ンクジェットヘッドは、一般に、インク吐出口（オリフ
ィス）、インク通路及びこのインク通路の一部に設けら
れるインク吐出圧発生部を備えている。

【０００３】従来、この様なインクジェットヘッドを作
成する方法として、例えば、ガラスや金属の板に切削や
エッチング等により、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。

【０００４】この記録ヘッド製造上におけるインク流路
の形成の精度、正確さの高低は作成された記録ヘッドの
液滴発生効率、省エネルギー率、液滴発生の安定性及び
均一性、さらにヘッド自体の耐久性に大きく影響するも
ので、特に、高密度マルチオリフィスタイプの記録ヘッ
ドの場合には、その製造法には精密且つ正確な超微細加
工技術が要求され、さらには、大量生産の点からはコス
トの低減の意味で歩留まりの良さが要求される。

【０００５】しかしながら、かかる従来法によって作成
されるヘッドでは、切削加工されるインク通路内壁面の
荒れが大きすぎたり、エッチング率の差からインク通路
に歪が生じたりして、精度のよいインク通路が得難く、
製作後のインクジェットヘッドのインク吐出特性にバラ
ツキがでやすい。また、切削加工の際に、板の欠けや割
れが生じやすく、製造歩留まりが悪いという欠点もある
。そして、エッ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招くといった不利がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑み成されたもので、精密であり、しかも信頼性の高い
インクジェット記録ヘッ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。また、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
クジェットヘッドを、簡略な方法により歩留まり良く製
造する方法を提供することも本発明の別の目的である。 さらに、使用耐久性に優れたインクジェットヘッドの製
造法を提供することも本発明の他の目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この様な諸目的を達成し
た本発明のインクジェットヘッドは、基板上に感光性樹
脂で形成されたインク流路を形成し、そのインク流路の
上に蓋部材を張り合わせることにより、閉溝を形成し、
該インク流路に沿って前記蓋部材上に、液滴を吐出する
ための能動素子を設けることでインク流路を形成して成
る。

【０００８】このような構成とされるインクジェットヘ
ッドは、製造に際する従来法の諸問題を解決するもので
あり、さらに、インク流路壁面が平滑であるので液体の
流れがスムーズであり、液体を吐出するためのエネルギ
ーの損失が殆ど問題に成らず、液滴発生効率、省エネル
ギー率、液滴発生の安定性、均一性に極めて優れた特性
を有するものである。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１から図４は、本発明のインクジェットヘ
ッドの構成とその製作手順を説明するための模式図であ
る。　　まず図１は、ガラス、セラミック、プラスチッ
クなど、適当な基板１上に、８０℃〜１５０℃程度に加
温された感光性フィルムであるドライフィルムレジスト
２（膜厚、約２５μ〜３００μ）を１０〜１００ｍｍ／
ｍｉｎの速度、１〜３ｋｇ／ｃｍ２　加圧条件下でラミ
ネートを行なう。次に、基板１に設けたドライフィルム
レジスト２上に所定のパターン（インク吐出圧発生部３
Ｐ−１，インク供給路部３Ｐ−２，インク吐出路部３Ｐ
−３）を有するフォトマスク３の上部から光源４によっ
て露光（図中、矢印）を行う。このとき、上記パターン
３Ｐは、基板１上のインク流路の領域を充分に覆うもの
で、このパターン３Ｐは光を透過しない。従って、パタ
ーン３Ｐで覆われている領域のドライフィルムレジスト
２は露光されていない。

【００１０】以上のごとく露光を行うと、パターン３Ｐ
外のドライフィルムレジスト２が重合反応を起こして硬
化し、溶液不溶性になる。他方、露光されなかったドラ
イフィルムレジスト２は硬化せず、溶解可溶性のまま残
る。露光操作を経た後、ドライフィルムレジスト２を揮
発性有機溶剤、例えば、トリクロルエタン中に浸積して
、未重合（未硬化）のレジストを溶解除去（以下、現像
）すると、図２に示されるように、基板１上には硬化レ
ジスト壁２Ｈがインク流路溝として形成される。

【００１１】その後、図３に示されるように、該硬化レ
ジスト壁２Ｈ上に上蓋部材（以下、振動板）６を接合し
てインク流路７が形成される。上記インク流路形成硬化
レジスト壁２Ｈは、現像段階では、完全硬化しておらず
、自己接着作用があるため、再露光を行うことにより、
レジスト壁２Ｐと振動板６が密着し接着される。このと
き、レジスト壁２Ｐと振動板６の接着させるほかに、耐
溶剤性を向上させる目的で、高エネルギー露光（紫外線
照射１０〜３０Ｊ／ｃｍ２）を行うか、熱重合（１３０
℃〜１６０℃で１０分程度、加熱）工程をおこなう、ま
たは、それらを、併用するのがよい。

【００１２】以上のようにして、硬化レジストが流路壁
となり、且つ、溝の上面および下面が、それぞれ、振動
板６面、基板１面からなるインク流路５が形成される。

【００１３】図４に、上記工程終了後のインクジェット
ヘッドの外観を、模式的斜視図で示す。図４中、５Ａ，
５Ｂ，５Ｃは、それぞれ、該インク流路の、インク供給
路、インク吐出圧発生部、インク吐出路部である。該キ
ャビテイ部に位置する振動板上には、インク吐出エネル
ギー発生体である圧電素子７が、所望の方法で接着され
ている。　　この様にして溝を形成した基板と振動板と
の接合が完了した後、図４のＯ−Ｏ’線に沿って切断す
る。これは、インク流路に於て、圧電素子７とノズル路
５後の間隔を最適化するために行うものであり、ここで
切断する領域は、適宣決定される。この切断に際しては
、半導体で通常採用されているダイシング法が採用され
る。

【００１４】図５および図６は、本発明における別の実
施例である。基板１の両面に、インク流路壁形成用ドラ
イフィルムレジスト２を前記の適正条件下においてラミ
ネートを行ない、基板の両面に各々の所定のパターンを
要するフォトマスクを用いて前記の手法により露光、現
像工程を行なう。このことにより、前記基板の両面にイ
ンク流路を形成することが可能になり、基板厚、ヘッド
傾きに応じたノズル配列を基板の両面に配置することに
より、前記実施例に比べて、高密度のヘッドの製造加工
が容易となる。

【００１５】上記の方法において作成された本発明のイ
ンクジェットヘッドは、形成されるインク流路の内壁面
が平滑であって液体の流れがスムーズであり、液滴吐出
に支障をきたさないこと、高密度微細加工が容易である
ために、高特性を有する高密度マルチオリフィス記録ヘ
ッドを低コストで歩留まり良く生産することができるな
どの利点を有し製造される記録ヘッドは液滴吐出効率、
省エネルギー率、液滴の安定、均一吐出性に優れ、且つ
小型化が計れて安価であるという利点も具備するもので
ある以上図面に基づいて説明した実施例においては、溝
作成用の感光性組成物（フォトレジスト）としてドライ
フィルムタイプ、つまり固体のものを利用したが、本発
明では、これのみに限定されるものではなく、液状の感
光性組成物ももちろん利用することができる。

【００１６】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、液状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
光性組成物膜厚に相当する高さの壁を基板の周囲におき
、スキージによって余分の組成物を排除する方法である
。この場合、感光性組成物の粘度は１００ｃｐ〜３００
ｃｐの範囲が望ましく、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。

【００１７】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、本発明において
は、その取扱上、厚さの制御が容易且つ正確にできる点
で、固体のフィルムタイプのものを利用する方が有利で
ある。

【００１８】この様な固体のシートとしては、たとえば
、デュポン社製パーマネントフォトポリマーコーテング
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シートがある。この他、本発
明において使用できる感光性組成物としては、感光性樹
脂、フォトレジストなどの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組成物の多くのも
のがかかげられ、たとえば、ジアゾレジン、Ｐ−ジアゾ
キノン、更にはたと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ォトポリマー、ポリビニルシンナメ
ートなどと増感剤を使用する二量化型フォトポリマー、
オルソナフトキノン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、４ー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合さ
せたポリエーテル型フォトポリマー、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）、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、環化ゴムーアジド系フォトレ
ジスト、等が掲げられる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明した本発明の効果としては次
の通り、列挙することができる。

【００２０】（１）精密であり、しかも信頼性の高いイ
ンクジェットヘッドを製造するか目の新規な方法を提供
する。

【００２１】（２）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要するインクジェット記録ヘ
ッドを、簡略な方法により歩留まり良く製造する方法を
提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を示
した説明図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を示
した説明図である。

【図３】本発明のインクジェットヘッドの製造方法を示
した説明図である。

【図４】本発明のインクジェットヘッドの模式図である
。

【図５】本発明のインクジェットヘッドの別の実施例の
模式図である。

【図６】本発明のインクジェットヘッドの別の実施例の
断面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　基板 ２　　　　　　　　　　ドライフィルム２Ｐ，２Ｈ　　
硬化レジスト壁 ３　　　　　　　　　　フォトマスク ３Ｐ　　　　　　　　フォトマスクパターン４　　　　
　　　　　　光源 ５　　　　　　　　　　インク流路 ５Ａ　　　　　　　　ノズル ５Ｂ　　　　　　　　キャビテイ ５Ｃ　　　　　　　　供給路 ６　　　　　　　　　　振動板 ７　　　　　　　　　　圧電素子 ８　　　　　　　　　　ホルダー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に感光性樹脂の硬化層で形成さ
   れたインク流路溝が形成され、そのインク流路溝上に蓋
   部材を設け該インク流路を閉溝とし、該蓋部上に、該イ
   ンク流路に沿って、液滴を吐出するための能動素子が設
   置されることでインク流路を形成してなることを特徴と
   するインクジェットヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】　　前記インク流路が前記基板の両面に形
   成された請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方
   法。
3. 【請求項３】　　前記インク流路がオリフィス部、イン
   ク吐出部、作用部、インク供給路部で構成されている請
   求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】　　前記作用部位置に前記能動素子が設け
   てある請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法
   。
5. 【請求項５】　　前記能動素子が圧電素子である請求項
   １記載のインクジェットヘッドの製造方法。