JPH0445952A - インクジェット記録ヘッド - 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】 政術欠互 本発明は、インクジェット記録ヘッドに関し、より詳細
には、インクジェットプリンタのヘッドの製造方法に基
づく液体噴射能８装置に関する。

特に、高密度に配列された圧電素子を用いるピエゾ型オ
ンデマント式インクジェットや、シリコンウェハ、ガラ
ス、アルミナ基板等の上に発熱体を形成し、該発熱体に
通電することによってインク中に気泡を発生させ、その
気泡の作用力しこよってインクを噴射するいわゆるバブ
ルジェット型インクジェットのヘッド製造方法に基づく
インクジェット記録ヘラ１くに関する。

従来技生 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
而も所謂等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、改良が
加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお実用
化への努力が続けられているものもある９゜この様なイ
ンクジェッＩ−記録法は、所謂インクと称される記録液
体の小滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、記録部材に付
着させて記録を行うものであって、この記録液体の小滴
の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向を制御す
る為の制御方法によって幾つかの方式に大別される。

先ず第１の方式は、例えば米国特許第３０６０４２９号
明細書に開示されているもの（Ｔｅｌｅ　ｔｙｐｅ力式
）であって、記録液体の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
、記録部材上に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。

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成された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小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。

第２の方式は、例えは米国特許第３５９６２７５号明細
書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開示されて
いる方式（Ｓｔｉｅｅｔ方式）であって、連続振動発生
法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生さ
せ、この発生された帯電量の制御された小滴を、−様の
電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、
記録部材上に記録を行うものである。。

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［１
）の前に記録信号が印加されている様シコ構成した帯電
電極を所定距離だけ離して配置し、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、前記吐出［１より記録液体の小
滴を吐出させる。この時前記帯電電極によって吐出する
記録液一 体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に応じ
た電荷量で帯電される。帯電量の制御された記録液体の
小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏向電極間
を飛翔する時、伺加された帯電量に応じて偏向を受け、
記録信号を担う小満のみが記録部材上に付着し得る様に
されている。

第３の方式は、例えば米国特許第３４１６１．５３号明
細書に開示されている方式（ｌｌｅｒｔｚ方式）であっ
て、ノズルとリング状の帯電電極間に電界を掛け、連続
振動発生法によって、記録液体の小滴を発生霧化させて
記録する方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電
極間に掛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。

第４の方式は、例えば米国特許第３７４７１２０号明細
書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍｅ方式）で、この
方式は前記３つの方式とは根本的に原理が異なるもので
ある。

即ち、前記３つの方式は、何れもノズルより吐出された
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小滴を選択的しこ記録部材」二に付
着させて記録を行うのに対して、このＳ　ｔ　ｅ　ｍ　
ｍ　ｅ方式は、記録信号に応じて吐出口より記録液体の
小滴を吐出飛翔させて記録するものである。

つまり、Ｓｔｅｍｍｅ方式は、記録液体を吐出する吐：
１＋　ＬＪを有する記録パット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、該機械的
振動に従って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔
させて記録部材に付着させることで記録を行うものであ
る。

これ等、従来の４つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。

即ち、前記第１から第３の方式は記録液体の小滴の発生
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。

その為、第１の方式は、構成上はシンプルであるが、小
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。

第２の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。

第３の方式は、記録液体小滴を霧化することによって階
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること、記録画像にカブリが
生ずること及び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こと等の諸問題点が存する。

第４の方式は、第１乃至第３の方式に比べ利点を比較的
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に、第１乃至第３の方式
の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなかっ
た小滴を回収することが不要であること及び第］乃至第
２の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性が
なく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大き
な利点を有する。面乍ら、一方において、記録ヘッドの
カロエ上に問題があること、所望の共振数を有するピエ
ゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由か
ら記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振
動素子の機械的振動という機械的エネルキーによって記
録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かない
こと、等の欠点を有する。

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」−、サテライ
トドツトの発生及び記録画像のカブリ発生等の点におい
て、一長一短があって、その長所を利する用途にしか適
用し得ないという制約が存在していた。

しかし、この不都合も水出原人が先に提案したインフジ
エラ１−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。かかるインクジェット記録方式は、特公
昭５６−９４２９号公報にそ＝７ の詳細が説明されているが、ここにそれを要約すれば、
液室内のインクを加熱して気泡を発生させてインクに圧
力上昇を生じさせ、微細な毛細管ノズルからインクを飛
び出させて記録するものである。その後、この原理を利
用して多くの発明がなされた。その中の１つとして、た
とえば、特開昭５６−１２３８６９号公報に記載されて
いる発明が知られている。これは、アルミナ等のセラミ
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
素子や圧電素子等の駆動素子を設置し、その基板」二に
、感光性組成物を塗布法やラミネート法等によって設け
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し、その後インク流路溝の設
けられた基板に上蓋を接合して、インクジェット記録ヘ
ッドが製造されるというものであるが、この発明はこの
ような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、上蓋をどの一 ように接合するのか、あるいは、その後、どのようにイ
ンク吐出口を形成するのかの記載が不充分であり、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っ
た。又、特開昭５７−４．３８７６号公報に記載されて
いる発明が知られている。

これは前述の特開昭５７−１２３８６９号公報の発明か
ら一歩進んで、１−々んを接合した後、ダ、イシング法
によって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、−」二蓋となる”Ｆ　＋Ｎを、ア
クリル系樹脂、Ａ　ｎ　Ｓ　＋Ｍ脂、ポリエチレン等の
熱可塑性樹脂とし、フォトレジスト流路に直接熱融着さ
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、フォトレジスＩ・材料とエポキシ系接着剤のぬれ、
フォトレジスト林料と」二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ていない
。

これは１つには、異種材料の接合という困難さがあるか
らである。一方、エポキシ系接着剤がフォトレジスト流
路をつまらせるという問題もある。

又、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、これらの接合体、いいかえるならば
、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、まだ充分な発明であるとはいいがたい。

特開昭５’７−２１２０６７号公報、特開昭５７２１２
０６８号公報、特開昭５７−２１２０６９号公報に開示
されている発明では、感光性樹脂組成物で基板上に流路
を形成する際に、それらの間に接着剤を介在させ感光性
樹脂組成物と基板の密着性を向」二でき、さらに、イン
ク通路内にある接着剤を除去することにより接着剤によ
るインク通路をふさぐという不具合をなくした旨の記載
はあるものの、流路を形成した基板と平板との接合方法
、あるいはダイシング法に関しても、前述の特開昭５７
−４３８７６号公報に記載の発明からは何ら進展してい
ない。又、特開昭５８−２２０７５６号公報では、イン
ク通路の感光性樹脂膜の重合が充分行われていない状態
の残留接着性を利用して平板を接合する技術の開示がな
されているが、その接合力は充分とはいいがたい。

これらの発明に対して、特開昭５８−２２０７５４公報
に記載の発明では、ドライフィルムフォトレジストのイ
ンク通路に感光性樹脂膜（ドライフィルム）をラミネー
トした平板を貼り付けた点が開示されている。この発明
によりはじめて、従来のようにフォ１−レジス１へ利料
とエポキシ、あるいはフォトレジスト材料と」−記の樹
脂材料という異種材料間の接合でなく、フォトレジスト
材料間の接合が行われるようになり、接合が実施しやす
くなったと言える。しかしながら、時開１１１５８２２
０７５４号公報においても、川に平板にドライフィルム
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
的にどの程度の厚さにするのかという記載はなく最良の
状態で実施するにははなはだ不十分である。又、接合後
の切断に関する記載も十分とはいいがたく、最良なイン
ク吐出口を形成することは困難である。

特開昭６０−１８３１５８号公報、特開昭６１一９８５
５１号公報にも、ドライフィルムフォトレジストのイン
ク通路に感光体樹脂膜（ドライフィルム）をラミネー１
−　した平板を接合する技術の記載があるが、接合層と
してのドライフィルムの厚さや、あるいは、接合後の切
断の条件等に関する詳細な記載はなく、技術的には特開
昭５８−２２０７５４号公報の発明からはそれほど進展
していない。特開昭６０−１９０３６３号公報に記載の
発明では、接合層となる感光性樹脂膜の体按をインク通
路の容積の１／１０以下となるようにしたものであるが
、トライフィルムを接合層として使用した場合、非常に
薄いドライフィルムを使用することになり、ドライフィ
ルム製造」二のコスト高、又、非常に薄いが故のドライ
フィルムラミネート時の作業の難しさ、ラミネーＩ・時
の歩留りの低下等解決すべき問題が多々あり得策ではな
い。

液状レジストを用いればその点は解決され得るが、イン
ク通路内へのタレ込みが問題となる。特開昭６０−１９
０３６３号公報ではタレ込む量は、高々インク通路の容
積の］／１０以下であり、インクジエツト記録ヘッドの
応答周波数、着弾点精度等の吐出特性に影響を与えない
としているが、インク通路内へタレ込みがあるというこ
とは、インク吐出Ｌ−１サイズが変わるということであ
り、応答周波数、着弾点粘度等にそれほど影響は与えな
り１かもしれないか、飛翔インク質量にバラツキが出る
という不具合かある。

以」二、感光性樹脂膜のフォトリソ技術によってインク
通路を形成するようにしたイングジエツ１〜記録ヘッ１
−においては種々の改良が試みられてはいるものの、未
だ完成された技術とはいいがたし八〇 胛−ｍ＝的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
精密で、しかも信頼性の高いインクジェット記録ヘッド
を提供すること、また、インク通路が精度良く、かつ設
計しコ忠実に微細加工された構成を翁するインクシエン
ド記録ヘットを提供すること、また、飛翔インク滴が吐
出されるインク吐出［１が欠け、クラック、あるいは端
部のダレ等のない非常に精密に製造する方法に基づくイ
ンクジェット記録ヘッドを提供すること、更には、構成
部材の剥離や変形、位置ずれ等が生じにくく、耐久性に
俣れたインクジェット記録ヘッドを提供すること、更に
は、インク吐出口サイズ、形状等力＼均一で吐出インク
量のバラツキがなくインク飛翔方向も精度が良く、しか
も安定している高品位のインクジェット記録ヘッドを精
度良く、安価に、しかも大量に製造する方法に基づくイ
ンクシェツト記録ヘッドを提供することを目的どしてな
されたものである。

貴−」 本発明は、」１記目的を達成するために、エネルキー作
用部を設けた第１の基板と、該基板面にインク通路を形
成する感光性樹脂膜と、前記インク通路を前記感光性樹
脂膜の接合層を介して覆う第２の基板とを積層して積層
体を形成した後、］油記第１の基板及び第２の基板の積
層体を切断することによりインク吐出［１を形成するイ
ンクジェット記録ヘットにおいて、前記第１の基板がシ
リコン、ガラス、セラミックスのうちから選ばれる材料
であり、前記接合層を形成する感光性樹脂膜の厚さが、
前記インク通路の感光性樹脂膜の厚さと同等もしくはそ
れ以下の厚さであり、前記第１の基板及び第２の基板の
厚さの和が、前記インク通路及び接合層の感光性樹脂膜
の厚さの和の２０倍以上であり、前記積層体の吐出口面
の切断部において、切断開始位置から印写に使用する吐
出口までの距離が前記インク通路及び接合層の感光性樹
脂膜の厚さの和以」二であることを特徴としたものであ
る。

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図〜第８図は、本発明によるインクジェット記録ヘ
ットの製作工程の一実施例を説明するための図で、図中
、］−は基板、２はインク吐出圧発生素子、３は薄膜、
４はドライフィルムフカ１−レジス１−１４Ｐは露出部
分、Ｓはフォトマスク、６は平板状部制、７は感光性樹
脂膜、８はインク通路、８ａはインク供給室、８ｂはイ
ンク細流路、８ｃはインク吐出［１，９は貫通孔、工○
はインク供給管である。

第１図の工程では、シリコン、ガラス、セラミックスの
材料よりなる基板１上に発熱素子やピエゾ素子等のイン
ク吐出圧発生素子２を所望の個数配置し、更に必要に応
じて耐インク性、電気ｋＵＲ性を付与する目的で、Ｓ　
ｊＯ，、、Ｔ　ａ２０５．ガラス等の薄膜３を被覆する
。なお、インク吐出圧発生素子２には、図示されていな
いが、信号人力用電極が接続しである。

続く第２図に示す工程では、第１図に示す工程を経て得
られた基板１の薄膜層３の表面を清浄化すると共に乾燥
させた後、薄膜層３に重ねて、８０°Ｃ〜１０５℃程度
に力［１温されたドライフィルムフォトレジスト４（膜
厚、約２５μｍ〜１００μｍ）を０．５−４ｆ／分の速
度、１−３　ｋｇ　／　ｃｍ２の加圧条件下でラミネー
トする。このとき、ドライフィルムフォトレジス１−４
は、薄膜層３に融着する。続いて、第２図に示すように
、基板面に設けたドライフィルムフォＩ−レジスｌ−４
上に所定のパターンを有するフォトマスク５を重ね合せ
た後、このフォトマスク５の上部からの露光を行う。こ
のとき、インク吐出圧発生素子２の設置位置と上記パタ
ーンの位置合せを周知の手法で行っておく必要がある。

第３図は、」二記露光済みのドライフィルムフォトレジ
ス１−４の未露光部分を１−リクロルエタン等の所定の
有機溶剤から成る現像液にて溶解除去した工程を示す説
明図である。次に基板１に残された１−ライフィルムフ
オｌ−レジストの露光された部分４Ｐの耐インク性向上
のため、熱硬化処理（例えば１５０〜２５０°Ｃで３０
分〜６０時間加熱）又は、紫外線照射（例えば５０５０
−２Ｏ０＋ｌ／ｃｕｔ２又はそれ以上の紫外線強度）を
行い、充分に重合硬化反応を進める。上記熱硬化と紫外
線による硬化の両方を兼用するのも効果的である。

第４図は、インク通路８の覆いを構成する電磁波を透過
する材料、例えば透紫外光材料よりなる平板状部材６の
表面に感光性樹脂膜７、例えば紫外線硬化型樹脂膜を前
記インク通路８の高さ、つまり、前記Ｉヘライフィルム
フォトレジス１−４の厚さと同等もしくはそれ以下とな
るように積層した場合の説明図である。該感光性組成物
の積層方法は、前記ドライフィルムと同じ物を同様の方
法でラミネートするのがよい。ただし、その厚さは後で
詳述するが、インク通路８を形成したドライフィルムフ
第１・レジスト４と同等もしくはそれ以−Ｆになるよう
に選定する。ドライフィルムフォトレジストを使用する
ほかに、液状のフォトレジス］〜を使用してもよい。そ
の際、その組成は、インク通路８を形成したドライフィ
ルムフォ］−レジス［〜４と同等もしくは類似のものが
接合を行ううえで望ましい。液状のフォトレジストを使
用する場合、通常スピンコード、ロールコート、ディッ
プコーＩ−スクリーンスプレー、印刷等の方法が用いら
れる。第５図は、第４図について説明した方法により作
成した前記インク通路８の覆いを構成する平板状部材６
および紫外線硬化型樹脂７を抑圧貼付した場合の説明図
である。

次に、透紫外光材料から成る平板状部材６にラミネー１
〜されたドライフィルム７に非酸素雰囲気下で紫外線照
射（例えば５０〜２００　ｍＷ／　ｃｍ２又はそれ以上
の紫外線強度）を行ない、ドライフィルム７を充分に硬
化させる。更に熱硬化処理（例えば１３０〜２５０　’
Ｃで３０分〜６時間加熱）するのも有効である。

ここで、第５図の工程終了後のヘット外観斜視図に第６
図に示す。第６図中、８ａはインク供紹室、８１）はイ
ンク細流路、９はインク供給室８ａに不図示のインク供
給管を連結させるための貫通孔を示している。

以上のとおり、溝を形成した基板とインク通路の用いど
の接合が完了した後、第６図のＣ−Ｃ’線に沿って切断
する。これは、インク細流路８ｂに於て、インク吐出圧
発生素子２とインク吐出「１８ｃと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宜決定
される。この切断に際しては、半導体重［業で通常採用
されているダイシングｄｉが採用される。

第７図は、第６図のｚ−ｚ’線切断面図である。

次いで、切断面を研磨して平滑化し、貫通孔９にインク
供給管１０を取り付けて第８図に示すインクジエツト記
録ヘッドが完成する。

本発明に使用する感光体樹脂は、紫外線硬化型に限定さ
れる訳ではなく、可視光、Ｘ線、電子線、レザー等の電
磁波に感応する組成物であれば、いかなるものでも使用
できる。

本発明の方法に使用できるドライフィルムタイプのフォ
トレジストとじては、例えば、デュポン社ｆＪ　ハーマ
ネン！−フォＩ−ポリマーコーティングＲＩＳＴＯＮ、
ソルダーマスク７３０Ｓ、同７４０ｓ、同７３０ＦＲ１
同７４０Ｆ１１、同ＳＭＩ、Ｅｉ立化成工業（株）　製
Ｐ　ｈ　ｏ　ｌ；　ｅ　ｃＳＲ−１０００、同５Ｒ−２
０００、同５Ｒ−３０００、東京応化工業（株）製、オ
ーディルＳｒ、ニー２５０、同５Ｅ−２３８、同５ＩＥ
−２２５、同５Ｐ−７５０、同５Ｐ−７４０、同５Ｐ−
７２５、同５Ｘ−３５０、同５ｙ３２５等の商品名で市
販されているものが挙げられる。この他、使用される感
光性組成物としては感光性樹脂、フォトレジスト ゲラフイーの分野において使用されている感光性組成物
の多くのものが挙げられる。これらの感光性組成物とし
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ど重合間始剤を使用する光重合型
フォＩ〜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］〜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、ポリビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物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合させたポリエーテル型フォ１
−ポリマー、Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリルアミドど例え
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（、Ｊｔｌ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 水溶性フォ［・レジスト、ポリケイ度酸ビニル系フォ１
ーレジスト、環化ゴム−アジド系フォトレジスト、等が
挙げられる。

また、上記実施例のように、インク通路を形成する材料
としても感光性ドライフィルムレシス１−を用いた場合
、インク通路の漏れ性を均一にするために、前記インク
通路の覆いを構成する平板状部材に積層される感光性組
成物どして、前記ドライフィルムレシス１−を溶媒に溶
かしたものを積層するのも良い方法である。

また、感光性樹脂膜を平板状部材」二に＠層する方法も
加圧圧着に限定される訳ではなく、感光性樹脂の膜を均
一に積層できればいかなる方法でも良く、例えば、スビ
ンコ−１・、ディソプコ−１−、スジ１ノー、印刷、ロ
ーラーコーＩ−等の方法を用いることができる。更に前
記実施例に於いては、感光性樹脂膜の裏面のみに軟い層
を残すため、酸素減感を利用したが、透紫外光材料から
なる平板状部材を介して、感光性樹脂膜の裏面より露光
し、その露光量を制御することより裏面にのみ軟かい層
を残すのも良い方法である。更にインク流路の覆いの支
持体となる平板状部月の材部材しては、覆いを形成する
感光性樹脂を光重合させるのに有効な波長の電磁波に苅
して透過性を示し、かつ感光性樹脂の収縮応力によって
は容易に変形しないものであれば特に限定されないが、
製造」二の便宜及び経済性から、ガラス、エポキシ樹脂
、アクリル樹脂、ビニル樹脂等が推奨される。

次に本発明のより特徴的な点について詳述する。

ｉ！ｌ′ｌＪ述のように本発明では溝を形成した基板と
インク通路の覆いとの接合が完了した後、第６図のＣ（
ソ線に治って切断する。この切断に関しては、半導体重
１−業で通常使用されているダイシング時が球圧される
わけであるが、ＩＣチップの切断と本発明に適用される
切断との大きな違いは、前者は。

シリコン単体の切断（シリコン」二に各種薄膜パターン
が形成されているが、それは厚さにして、シリコンの０
．５％以下であり、シリコン単体と考えてよい）である
のに対し、後者は、シリコン、ガラス、感光体樹脂層等
の積層物であるという点である。つまり、前者のシリコ
ン単体の切断に対して、後者、つまり本発明の場合は、
異種材料の積層物、いうならば、硬質な材料（シリコン
、ガラス等）と軟質な材ネ：１（感光性樹脂Ｍ）の複合
材料の切断てあり、その条件の設定のしかたによっ＝２
３ ては、チッピング、クラック、積層物の分離等、難しい
問題が発生する。又、ＩＣチップの切断の場合は、単純
に各チップに分離できれば良いか、本発明の場合は、切
断面が、インフジエラ［・記録ヘッドの最も重要な部分
の１つであるインク吐出１−１を形成するので、その切
断には、細心の注意を払う必要がある。以上の点に鑑み
、本発明者らは、入念な実験をくり返し、本発明のごと
き異種ＡＡ料の積層物を精度良く切断し、チッピングや
クランクあるいは、端面でのダレのない良好な形状のイ
ンク吐出［１、又、吐出口を形成する条件を見い出した
。以下、具体的な例で説明する。

インクジェット記録ヘッドを構成する材利としては、世
の中には無数の材料があり、それらすべての材料に対し
て、普遍的な条件を見い出して良好なインク吐出口を切
断、形成することは困難である。従って、本発明では、
その発明が適用できる範囲を特定の材料に限定する。本
発明が良好に適用される材利け、エネルギー作用部を設
けた第１の基板は、その一部が直接インク吐出「ｌの１
辺を構成することからダイシング時の切断条件が特に重
要なので、切断特性が比較的類似しているシリコン、ガ
ラス、セミックスの材料に限定される。

又、インク通路の覆いを構成するＸ［ｌ板状部材（蓋板
）は、感光性樹脂膜の接合層を介してインク通路をお才
９うたぬ、直接インク吐出１コの辺を構成していない。

従って、第１の↓（板利料と同じシリコン、ガラス、セ
ラミックスの材料で構成することが最も好ましいが、金
属材料、あるいは、一部のプラスチック）昌料も利用可
能である。

次に、接合Ｗ）を形成する感光性樹脂膜についてである
が、これは、インク通路を形成する感光性樹脂膜ととも
に、本発明のインクジェット記録ヘッド、別の表現をす
るならば、本発明の１λ層物の中の軟質な部分であり、
これらの存在により、ダイシング時の切断条件が大きく
左右される。従って、これらの感光体樹脂膜月料は、前
述のシリコン、ガラス、セラミックスで形成される硬質
な材料よりなる第１の基板や蓋板に対して、できるだけ
切断部に占める割合がノ」飄さいことが望まれる。

しかしながら、前述の特開昭５８−２２０７５６号公報
に記載の発明のように接合層を全く設けない構造では、
接合信頼性が不充分である。よって、適度な厚さの感光
性樹脂膜の接合層が必要である。

基板の材料に対して軟質な材料であることがら、できる
だけその占める領域を小さくする必要がある点、インク
通路を形成するもう１つの感光性樹脂膜との接合時の熱
応力や切断時の機械的応力のバランス面、膜厚が厚いほ
ど熱あるいは機械的ひずみの影響をうけやすい点等を考
慮すると、感光性樹脂膜の接合層の厚さを、インク通路
を形成する感光性樹脂膜の厚さより厚くすることは、は
なはだ不利である。従って、本発明では接合層を形成す
る感光性樹脂膜の厚さは、インク通路の感光性樹脂膜の
厚さと同等、あるいはそれ以下としている。−・方、接
合層の厚さが極度に薄い場合は、前述のようにドライフ
ィルム製造上のコスト高、ラミネート時の作業の困難さ
、歩留りの低下等の問題があるので、適度な厚さが選ば
れる。一般には、その厚さの下限は、ドライフィルムの
場合１、＋−０μｍ前後である。

次に、感光性樹脂膜が、切断面の領域に占める割合につ
いての検削結果について述べる。第９図は、第６図に示
したｃ−ｃ’線に沿って切断して、インク吐出口部を形
成する方法について示したもので、インク吐出に１面か
ら見た図である。ただし、第６図は、図を簡略にするた
めインク吐出口を３個の例で示したが、実際には、第９
図のように多数個ある。これは、インクシエソｌ−プリ
ンターの仕様にもよるが、通常はインク吐出りは２４個
以」ある。他に、第９図では簡略のために、インクジェ
ッＩ−記録ヘッドから切断分離された部材が省略されて
いることに注意されたい。第１−表は、第９図に示した
ような本発明の積層物をダイシングソーで切断した時の
各部材の厚さを変えて、その切断後、インク吐出［１の
良否を評価した結果の一例である。第９図中、６は平板
状部材（蓋板）であり、その厚さは１．ｃ、］−はエネ
ルギー作用部を設置すた基十反であり、その厚さはｔ、
　ｓ、４ｐばパタニングされたドライフィルムフォト１
ノジ゛ス１−てあり、インク通路壁を形成しており、そ
の厚さはｔ、　ｐ、７は接合層を形成する感光性樹脂膜
であり、その厚さはしａである。８ｃは形成されたイン
ク吐出口である。

第１表のサンプルで実際に使用した材料は、平板状部組
６はパイレックスガラス、基板１は（１００）面の単結
晶シリコン、４ｐ及び７に関し、サンプルＮ（１，６と
Ｎｏ、　１０の接合層は高粘度の液状フォトレジスＩ−
であり、それ以外は、ドライフィルムフォトレジス１−
である。これより、硬質な材料つまり、基板及び蓋板材
料の厚さの占める割合が、軟質な利料、つまり接合層と
通路の感光性樹脂膜の厚さの占める割合の２０倍以」二
あると、良好なインク吐出［Ｉが得られることがわかる
。

（以下余白） ダイシングソーの切断条件は、以下のとおりである。

ダイシングソー二ディスコ社製　ＤＡＤ−２Ｈ１５ブレ
ード　　　：ディスコ社製　Ｎ　丁３　ＣＺ　６００５
２ｍｍ（外径）Ｘｏ、２７ｍｍ（厚さ）Ｘ４０ｍｕ＋（
内径）ブレード回転数＝３００００　ｒｐ＋ｎブレード
送り速度：０．５ｍｍ／ｓ 冷却水　　　　＝０．２μＩｎ　　　フィルターろ過さ
れた純水第１表のサンプルＮα２　、　Ｎｏ、　３のイ
ンク飛翔方向が劣化したのは、吐出１０部にＬｉに見え
る（あるいは見えない）クラックがあり、その部分がイ
ンク噴射中に脱落したためと考えられる。

第９図におけるＸは、吐出口面の切断部において、切断
開始位置か１ら印写に使用する吐出Ｌ１までの距離であ
り、Ｘがあまりに小さいと切断開始時の不安定さにより
良好な吐出口が形成されない。

本発明者らの実験結果によると、このＸの値は、インク
通路壁の厚さ１、Ｐとした時には不充分であり、吐出口
形状どして微小な欠けが見られ／七。この時のその他の
条件は、第１表のサンプルＮ〔１４の条イ′１のものを
使用した。その後、Ｘの（ｌｌ′ｌを２　＋、、　ｐ（
≠ｔａ＋ｔｐ）どしたところ、吐出口形状としてはクラ
ンク、あるいは欠けが見られない良好なものか得られた
。次に、第１表のサンプルＮα６の条件のもので、Ｘの
値を１０．２０，３０．４０部ｍと変えて、同様に吐出
口形状を観察したところ、３０μｍと４０μｍのものは
良好な形状が１（↑られ、」−〇μｒｎと２０μｍのも
のは欠りが見られた。以」二より、吐出［１面の切断部
において、切断開始位：１“ｔから印゛す′１．こ使用
する吐出［−１までの距離Ｘは、はぼ接合層と通常の１
１７さの和以−１−にしておけば、良好な吐出口が得ら
れることがわかった。

匁□−−米− 以−にの説明から明らかなように、本発明によると、以
Ｆのような効果がある、。

（］）感光・目樹脂のフカ１−リソ技術によってインク
通路等を製作するので、精度が高く、かつ設ａ１に忠実
に微細加工されたインクジェット記録ヘラ１くを得るこ
とができる。又、同技術を駆使することにより安価に大
量に製造することが可能である。

（２）基板を構成する硬質十才料として、シリコン、３
］− ガラス、セラミックスに限定し、接合層あるいはインク
通路を構成する軟質イ４料どして、感光性１１′→脂膜
を用い、それらの厚さ等を明確にすることにより、良好
なインク吐出口を得ることかできた８゜（３）接合層と
インク通路を同種もしくは類似の感光性樹脂膜を用いる
ことにより、両者の接合性が良く、従って吐出口形状も
良好なものを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造工程の一実施例を説明するための図、第９図は
、インク吐出口部を形成する方法を示す図である。 ■・・基板、２　インク吐出圧発生素子、３・薄膜、４
　トライフィルムフカ１ヘレジス［・、４Ｐ・・露出部
分、５　フォトレジス］ヘマスク、６　・平板状部材、
７　感光性樹脂膜、８・・・インク通路、８ａインク供
給室、８ｂ・インク細流路、８ｃ・インク吐出［１，９
・・・貫通孔、１０・・・インク供給管。 第 図 第 区 光 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エネルギー作用部を設けた第１の基板と、該基板面
   にインク通路を形成する感光性樹脂膜と、前記インク通
   路を前記感光性樹脂膜の接合層を介して覆う第２の基板
   とを積層して積層体を形成した後、前記第１の基板及び
   第２の基板の積層体を切断することによりインク吐出口
   を形成するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記第
   １の基板がシリコン、ガラス、セラミックスのうちから
   選ばれる材料であり、前記接合層を形成する感光性樹脂
   膜の厚さが、前記インク通路の感光性樹脂膜の厚さと同
   等もしくはそれ以下の厚さであり、前記第１の基板及び
   第２の基板の厚さの和が、前記インク通路及び接合層の
   感光性樹脂膜の厚さの和の２０倍以上であり、前記積層
   体の吐出口面の切断部において、切断開始位置から印写
   に使用する吐出口までの距離が前記インク通路及び接合
   層の感光性樹脂膜の厚さの和以上であることを特徴とす
   るインクジェット記録ヘッド。