JPH05513A - 液体噴射記録ヘツドの製造方法及び該製造方法によつて製造された液体噴射記録ヘツド並びに該ヘツドを具備する液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板と蓋板との接合を行う際に固体層や液体
通路壁形成部材に圧力が過度に集中することを防止する
ことにより、液体の通路の寸法及び形状の精度を格段に
高めることができる液体噴射記録ヘッドの製造方法及び
該製造方法によって製造された液体噴射記録ヘッド並び
に該ヘッドを具備する液体噴射記録装置を提供する。 【構成】 液体の通路のパターンに対応しない領域に固
体層より厚いスペーサ部材を設け、該スペーサ部材と通
路壁形成部材とを介して、基板と蓋板との接合がなされ
る方向に圧力を加えながら該接合を行うことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体噴射記録ヘッドの製
造方法及び該製造方法によって製造された液体噴射記録
ヘッド並びに該ヘッドを具備する液体噴射記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液体噴射記録ヘッドは、一般に微細な記
録液の吐出口、該吐出口に連通する液路及び該液路の一
部に対応して設けられる液体を吐出するために利用され
るエネルギーを発生するエネルギー発生体とを備えてい
る。従来、このような液体噴射記録ヘッドを製造する方
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製造
された液体噴射記録ヘッドでは、切削加工される液路内
壁面の荒れが大きすぎたり、エッチング率の差から液路
に歪が生じたりして、液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液吐出特性にバ
ラツキが出易いといった問題があった。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
いう問題もあった。また、エッチング加工を行う場合に
は、製造工程が比較的多く、製造コストの上昇を招くと
いう問題もあった。更には、上記従来法に共通する問題
として、液路を形成するための溝が設けられた溝付板
と、記録液を吐出するために利用されるエネルギーを発
生する圧電素子や電気熱変換体等の駆動素子からなるエ
ネルギー発生体が設けられた基板とを貼り合せる際に、
これら板の位置合せが困難であり、量産性に欠ける場合
があるといった問題もあった。

【０００４】これらの問題を解決するための代表例とし
て、特開昭５７−４３８７６号公報（対応するＵＳＰ
４，４１７，２５１）には、図１に概略が示された様な
液体噴射記録ヘッドの製造方法が開示されている。即
ち、エネルギー発生体７が設けられた基板１（同図
（ａ））に感光性樹脂組成物層１６（例えばネガ型感光
性樹脂フィルムであるＬＡＭＩＮＡＲ（ＤＹＮＡ ＣＨ
ＥＭ製）、ＳＲ−１０００Ｇ−５０（日立化成製）、Ｓ
Ｒ−１０００Ｎ（日立化成製）等）を設け、所定のパタ
ーン露光を行い、感光性樹脂組成物層１６に硬化領域を
形成する。その後感光性樹脂組成物層から未硬化の組成
物を除去することにより、吐出口１３に連通する流路１
４と液室１５とを含むインクの通路を形成するための溝
を形成する（同図（ｂ））。更にインクの供給口６に連
通する掘り込み部（凹部）９が設けられた蓋板４を接着
剤層３を介して接合することにより、液体噴射記録ヘッ
ドを形成するものである（同図（ｃ））。この方法によ
れば、インクの通路の形成にフォトリソグラフィー技術
を使用するため、通路の形状が均一となり、量産性も向
上する。

【０００５】しかしながら、この方法にも次の様な問題
があった。

【０００６】１）インクの通路パターンを形成する工程
から蓋板を接合する工程までにおいて、ゴミが通路に入
り、歩留りの低下を招くことがある。

【０００７】２）蓋板を接合するために接着剤を使用し
ているが、これがインクの通路へたれ込んでしまうこと
がある。

【０００８】３）上記１）、２）の問題は吐出口が多
数、高密度に配設されればされる程顕現している。

【０００９】斯かる従来法の問題点を解消するため、特
開昭６２−２５３４５７号公報（対応するＵＳＰ５，０
３０，３１７）には図２に概略が示された様な方法が開
示されている。即ち、基板１のインク通路形成予定部位
に固体層８を設け（同図（ａ））、その上に固体層８を
覆う通路壁形成部材２として活性エネルギー線硬化材料
の層（同図（ｂ））とインクの供給口６に連通する掘り
込み部（凹部）９が設けられた蓋板４とを順次積層する
（同図（ｃ））。然る後、フォトマスク１２を設けてか
ら活性エネルギー線（矢印１１）を照射して、活性エネ
ルギー線硬化材料の一部（共通液室対応部）を硬化せし
める（同図（ｄ））。そしてインクの供給口６等から固
体層除去液を導入して（同図（ｅ））固体層８を除去す
ることにより、吐出口１３に連通するインクの通路を形
成する（同図（ｆ））。

【００１０】しかしながらこの様な方法では、特に蓋板
４の接合を行う際に、次の様な問題が生じることがあっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】１）蓋板４を接合する
際、蓋板４に固体層８が破壊されない程度に圧力を加え
るが、この圧力が強過ぎるとこれによって通路壁形成部
材２の通路天井部の厚さが薄くなり、その後の工程にお
いて通路天井部の剥離や通路へのたれ込みが生じること
がある。

【００１２】２）蓋板４を接合する際、蓋板４に加える
圧力が弱過ぎると、蓋板４の接合状態が不良となって、
蓋板４に反りが生じ、これによって通路壁形成部材２の
厚さが不均一になることがある。この結果、通路壁形成
部材２の厚い部分では硬化時の収縮応力が大きくなっ
て、ヘッド自体の反りや通路壁形成部材２の剥離を引き
起こすことがある。また、通路壁形成部材２の薄い部分
では、１）と同様の問題が生じる恐れがある。

【００１３】この様な課題は、吐出口の数が比較的少な
くそれらの配設密度があまり高くないヘッドの場合に
は、さほど問題視されなくてそれなりに妥協できるとこ
ろではあったが、吐出口が多数、高密度に配されるに従
って軽視し難い問題となってきた。とりわけ、記録がな
される被記録部材の記録領域の全幅にわたって例えば数
千個といった多数、高密度に吐出口が設けられ、該多数
の吐出口に対応してエネルギー発生体が多数、高密度に
基板に配された所謂フルライン型の液体噴射記録ヘッド
においては、このことは顕著な技術課題となる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的の一つは、
上記した従来技術に係る技術課題を解決し、高密度マル
チ吐出口タイプの液体噴射記録ヘッドを製造するのに特
に有効な新規な製造方法を提供することである。

【００１５】本発明の他の目的は、インクの通路の寸法
及び形状の精度を格段に高めることができる液体噴射記
録ヘッドの製造方法を提供することである。

【００１６】本発明の更に他の目的は、基板上に設けら
れ液体を吐出する吐出口に連通する液体の通路のパター
ンを有する固体層を、通路壁形成部材によって被覆する
被覆工程と、前記通路壁形成部材を介して前記基板に蓋
板を接合する接合工程と、前記固体層を除去することに
よって前記通路を形成する通路形成工程と、を有する液
体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記接合工程で
は、前記通路のパターンに対応しない領域に設けられ前
記固体層より厚いスペーサ部材と、前記通路壁形成部材
とを介して、前記基板と前記蓋板との接合がなされる方
向に圧力を加えながら前記接合を行うことを特徴とする
液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することである。

【００１７】本発明は、以上記載した液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法によって製造された液体噴射記録ヘッド並
びに液体噴射記録装置を包含するものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、通路壁形成部材の厚さが均一
になると共に、通路天井部も加圧による悪影響を受けず
に精度よく適切な厚さを確保できるため、高密度マルチ
吐出口タイプの液体噴射記録ヘッドであっても歩留り良
く高品質のものを製造出来るようになる。

【００１９】

【実施例】図３は、本発明の実施態様の一つに係る液体
噴射記録ヘッドの製造方法において、蓋板４を通路壁形
成部材２を介して基板１に接合する代表的工程を模式的
に示す斜視図である。

【００２０】図２（ａ）、（ｂ）までの製造工程におい
て形成されたところの固体層８及び通路壁形成部材２
（この材料としては当初液体である材料も好ましく用い
られる）が積層された基板と、接合面にスペーサ部材５
０が設けられた蓋板４とを、接合装置１００によって圧
力Ｆ（接合がなされる方向に蓋板を押圧する圧力）を加
えながら接合する。この後の工程は、図２（ｄ）〜
（ｆ）と同様に行う。この様な製造方法において、通路
壁形成部材２は蓋板４と基板１とを接着する役割を有す
る。図３ではスペーサ部材５０が通路壁形成部材上に位
置するため、スペーサ部材と基板を通路壁形成部材を介
して接合することになる（スペーサ部材に対応する位置
の通路壁形成部材は接合時の圧力につぶされて、厚みが
例えば１０μｍ以下となるので実質的には無視し得
る）。

【００２１】そこで、スペーサ部材は通路壁形成部材と
は勿論基板とも接着性の良いものであることが望まし
い。但し、例えば後述する図６及び図７に示す態様で
は、Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′の位置で最終的に切断がなされ
るため、スペーサ部材と基板との接着性は必ずしも良好
である必要はない。図３の態様においては、通路壁形成
部材と同一の材料でスペーサ部材を構成すれば、スペー
サ部材と通路壁形成部材との接着性を格段に向上させる
ことができる。

【００２２】スペーサ部材は蓋板側に設けるのが好まし
いが、その理由は、高密度の配線がなされていないの
で、付与するに当たっての精度がラフでよいためであ
る。即ち、フォトリソグラフィ工程によるパターニング
などのコストのかかる付与方法を採る必要は必ずしもな
く、スクリーン印刷法、ディスペンサーによる定量塗布
法でもって十分な精度のあるスペーサ部材を再現性良く
形成することができる。

【００２３】スペーサ部材を設けることによって、蓋板
を通路壁形成部材に圧力を加えて接合する際、スペーサ
部材が蓋板から固体層に加えられる過度な応力発生を回
避し、全体的に均一な接合を実施することが可能とな
る。このため、蓋板の剥離や固体層の乱れもなくなり、
精度よく容易にインクの通路を形成することができる。

【００２４】スペーサ部材は固体層よりも厚いことが必
要であり、好ましくは１０μｍ以上厚いとよい。例えば
固体層の厚さ（インクの通路の高さに相当する）が２０
μｍのときは、スペーサ部材の厚さを３０μｍ以上にす
るとよく、通常３０〜５０μｍ程度の厚さであることが
好ましい。

【００２５】スペーサ部材の形状としては、図３に示し
た様に角材状であってもよいし、或いは半円状であって
もよい。スペーサ部材の付設位置は、液路をさえぎらず
蓋板をバランスよく接合できる位置であれば限定されな
い。例えば、図３に示した様に通路壁形成部材に重なる
様に蓋板の両端に１本ずつ設置してもよいし、或いは図
５に示す様に複数のスペーサ部材を一定間隔で掘り込み
凹部９の周囲に並べて設置してもよい。後者の場合、ス
ペーサ部材とスペーサ部材との間にも通路壁形成部材が
入り込むため互いの接着面積が増大し、より確かな信頼
性を確保することができる。また、２つのヘッドを吐出
口対向状態で一つの基板を用いて一度に作製し、途中工
程で吐出口面の位置で２つに切断する製法の場合は、吐
出口面と反対側の両端部に位置する様に１つずつスペー
ス部材を設けてもよい。

【００２６】更に、図６に示す様に、スペーサ部材を設
ける位置を、通路壁形成部材と重ならない様な位置、即
ち該部材の存在しない位置に設置してもよい。この場
合、基板と蓋板の接合後、活性エネルギー線を照射し
て、通路壁形成部材を硬化させた後に、図７のＡ−Ａ′
及びＢ−Ｂ′の位置において例えばダイヤモンドブレー
ド等により切断する態様とすれば、スペーサ部材と通路
壁形成部材と基板という三者の互いの接着による複雑な
界面状態が存在しなくなり、全体的な信頼性を更に向上
させることができる。尚、この態様において、スペーサ
部材を必ずしも上記の様に切断除去する必要はない。

【００２７】次に、スペーサ部材の材料としては、エポ
キシ樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。これ
をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等の手法によっ
て蓋板に設ければよい。スペーサ部材の材料が感光性を
有する場合には、蓋板を基板に接合する際に硬化してい
る方が好ましいので、予め活性エネルギー線を照射して
硬化させておく。尚、前述した様にスペーサ部材の材料
は主として接着性の観点から通路壁形成部材と同じ材料
からなることが好ましい。通路壁形成部材の材料として
は、例えば１００〜１００００ｃｐｓ程度の高い粘度を
有する液状の紫外線硬化型電子ビーム硬化型などの活性
エネルギー線硬化性材料が適しており、これを基板上か
らこぼれない様に囲うなどして用いる。活性エネルギー
線硬化性材料の中でも、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、
ジグリコールジアルキルカーボネート樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、メ
ラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等が好ましく用
いられる。特に、光によってカチオン重合を開始するこ
とのできるエポキシ樹脂、光によってラジカル重合でき
るアクリルエステル基を持ったアクリルオリゴマー類、
ポリチオールとポリエンを用いた光付加重合型樹脂、不
飽和シクロアセタール樹脂等は、重合速度が大きく重合
体の物性も優れているので、構造材料として適してい
る。

【００２８】蓋板を基板に接合する際に用いる接合装置
としては、例えば１×１０^-3〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²程
度の圧力が安定的に加えられるものがよい。

【００２９】以上説明した様にして蓋板を基板に接合し
た状態を図４に示す。同図は図３に示す態様に基づいて
接合された状態を示している。通路壁形成部材はスペー
サ部材によってブリッジされているため、接合時に圧力
を加えても固体層が破壊されることはなく、しかも蓋板
を基板に対して位置合せするために動かす場合も接合が
なされた状態で動かすことができるため、わざわざ微小
なすき間を開けてアライメントする様な高価な装置が必
要なく、例えばマイクロメータの付いた治具程度で十分
にアライメントが可能となる。また、適切で均一な圧力
を加えて接合することになるため、蓋板に初期的な反り
があっても通路壁形成部材の層厚が不均一になることは
ない。

【００３０】基板としてはＳｉ、ガラス、セラミック
等、固体層としてはポジ型感光性樹脂フィルム等（例え
ば「オザテックＲ２２５」（：商品名、ヘキスト社
製））、蓋板としては活性エネルギー線透過性のもので
ガラス、透明セラミック等を用いることができる。

【００３１】以下、本発明の別の好適な実施態様を図面
を参照して説明する。

【００３２】図８は、本実施態様に係る液体噴射記録ヘ
ッドの製造方法において、蓋板４を通路壁形成部材２を
介して基板１に接合する代表的工程を模式的に示す斜視
図である。本図では、固体層８の厚みより厚く形成され
た共通電極１１０がスペーサ部材を兼ねており、これに
より蓋板４を圧力（接合がなされる方向に蓋板を押圧す
る圧力）を加えて接合する際、固体層に応力を生じさせ
ることなく適格に接合を行うことができる。

【００３３】本実施態様で用いることのできる基板とし
ては、Ｓｉ、ガラス、セラミック等を挙げることができ
る。図１０に模式的に示す様に、基板１上には、液体を
吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数の
エネルギー発生体のエネルギー発生部（例えば電気熱変
換体の発熱部等）１００と、該エネルギー発生体のエネ
ルギー発生部と接続された配線電極１０１ａがスルーホ
ール部１０１で接続されて多層配線を形成する共通電極
１１０と、配線電極１０２ａがエネルギー発生体を駆動
するための不図示のドライバーＩＣと接線される個別電
極端子１０２とが設けられている。

【００３４】本実施態様においては、通路壁形成部材の
被覆工程の前に、基板上にスペーサ部材としての共通電
極を設けることによって、通路壁形成部材である活性エ
ネルギー線硬化材料層に蓋板を圧力を加えて接合する
際、スペーサ部材が蓋板をブリッジすることになるた
め、固体層等に過度な応力を加えることなく均一な接合
を実施することが可能となる。このため、蓋板の剥離や
固体層の乱れもなくなり、高い精度を有するインクの通
路を形成することができる。スペーサ部材の厚さや形
状、付与される位置に関しては、前述した実施態様の中
で述べた内容と同様であることが好ましい。

【００３５】エネルギー発生体としては、図１０に示し
た様な基板上に設けられているものに必ずしも限られな
いが、それを基板上に設けた場合には共通電極は図１０
に示した様な位置に設けられることが多い。共通電極
は、銅、金などをメッキすること等によって形成される
ものであるが、特に高密度マルチ吐出口タイプの液体噴
射記録ヘッドの場合、路間電圧降下のバラツキを均一に
し、しかも電圧降下値を小さくするために、１０〜１０
０μｍ程度の厚膜状にするとよい。

【００３６】この様に、厚膜化した共通電極にスペーサ
部材としての機能を付与することが、本実施態様の要旨
である。即ち、共通電極をスペーサ部材とすることによ
り、路間電圧降下値を小さく安定化させることができ、
しかも上述したスペーサ部材の作用効果を得ることがで
き、更に新たに別のスペーサ部材を設ける必要がないた
め工程の一層の簡略化を図ることができる。

【００３７】次に、この様に共通電極１１０が形成され
た基板１上に、図２に示した製造方法（但し図２は１ヘ
ッド状態、図８は２ヘッド対向状態として表わされてい
る）と同様にして、固体層８及び通路壁形成部材２を順
次積層し（図２（ａ）及び（ｂ））、蓋板４の基板接合
面の一部が共通電極１１０の一部にかかる様にして圧力
を加えながら（１×１０^-3〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²程
度）接合する。その後の工程は、図２（ｄ）〜（ｆ）と
同様に行うことができる（但し、図８の様に２ヘッド対
向状態の場合には、ダイヤモンドブレード等によるＡ−
Ａ′の位置における分離工程が、図２（ｅ）〜（ｆ）の
間或いは図２（ｆ）以後に入る）。この製造方法におい
て、通路壁形成部材は蓋板と基板とを接着する役割も果
たしている。

【００３８】本実施態様において、スペーサ部は通路壁
形成部材の被覆工程の前に基板上に形成されていればよ
い。即ち、固体層を設ける前にスペーサ部をフォトリソ
グラフィー技術等の手法によって形成する工程を別途設
けてもよいし、またエネルギー発生体の形成工程中に同
時に行ってもよい。好ましい形成工程としては、エネル
ギー発生体の共通電極形成時に銅、金等を材料として電
解メッキ、無電解メッキ等の手法によってスペーサ部を
設けるものである。この様に、スペーサ部の形成は、製
造するインクジェット記録ヘッドの製造工程に従って適
当な工程中へ組み込むか、または別途行うことにより実
施できるものである。

【００３９】図９（ａ）、（ｂ）は、蓋板４を接合した
状態を示す模式的断面図であり、それぞれ図８のＡ−
Ａ′断面図、Ｂ−Ｂ′断面図である。図９（ｂ）におい
て、共通電極１１０の上まで通路壁形成部材２がはみ出
して充填されたとしても蓋板４が接着される際には加圧
接合されるので、共通電極１１０上の通路壁形成部材２
は均一の厚さで実質的に無視できる程度までかなり薄い
ものとなるため、本実施態様の効果を得ることができ
る。図９（ｂ）で明らかな様に、インクの通路部は共通
電極１１０によりブリッジされているため、接合時に圧
力を加えても固体層が破壊されることはなく、しかも蓋
板を基板に対して位置合せするために動かす場合も接合
がなされた状態で動かすことができるため、わざわざ微
小なすき間を開けてアライメントする様な高価な装置が
必要なく、例えばマイクロメータの付いた治具程度で十
分にアライメントが可能となる。また、適切均一な圧力
を加えて接合することになるため、蓋板に初期的な反り
があっても、通路壁形成部材の層厚が不均一になること
はない。

【００４０】以上の実施態様を利用して製造されたイン
クジェット記録ヘッドを装着されたインクジェット記録
装置の一例について、図１１を用いて説明する。図１１
は、インクジェット記録装置の一例の主要部を示す模式
的斜視図である。

【００４１】図１１において、３２０はプラテン３２４
上に搬送された記録紙（不図示）の記録面に対向してイ
ンクの吐出口を複数具えた、記録液体貯溜部一体構造の
取り外し自在カートリッジ型のインクジェット記録ヘッ
ドである。３１６はインクジェット記録ヘッド３２０を
載置するためのキャリッジであり、駆動モータ３１７の
駆動力を伝達する駆動ベルト３１８の一部と連結され、
互いに平行に配設された２本のガイドシャフト３２９Ａ
及び３２９Ｂと摺動可能とされている。これにより、イ
ンクジェット記録ヘッド３２０は、記録紙の全幅にわた
る往復移動が可能とされている。

【００４２】３２６はインクジェット記録ヘッド３２０
からのインク吐出不良の回復及び予防を行う回復装置で
あり、インクジェット記録ヘッド３２０の移動範囲の所
定箇所、例えばホームポジションと対向する位置に配設
される。回復装置３２６は、伝動機構３２３を介したモ
ータ３２２の駆動力によってインクジェット記録ヘッド
３２０の吐出口のキャッピングを行う。この回復装置３
２６のキャップ３２６Ａによるインクジェット記録ヘッ
ド３２０の吐出口のキャッピング動作に関連して、回復
装置３２６に設けられた適宜の吸引手段（不図示）によ
る吐出口からのインク吸引、若しくはインクジェット記
録ヘッドへのインク供給経路に設けられた適宜の加圧手
段（不図示）によるインク圧送が行われる。これによ
り、インクを吐出口から強制的に排出させて、吐出口内
方の増粘インク等の異物を除去するといった回復処理が
なされる。

【００４３】３３０は回復装置３２６の側面に配設され
て、シリコンゴムで形成されたワイピング用部材として
のブレードである。このブレード３３０はブレード保持
部材３３０Ａに片持ち梁形態で保持され、回復装置３２
６と同様、モータ３２２及び伝動機構３２３によって動
作して、インクジェット記録ヘッド３２０の吐出口面と
の係合が可能となる。これにより、例えばインクジェッ
ト記録ヘッド３２０の記録動作中の適切なタイミング
で、或いは回復装置３２６を用いた回復処理の後等に、
インクジェット記録ヘッド３２０の移動範囲中にブレー
ド３３０を突出させ、インクジェット記録ヘッド３２０
の移動動作に伴って、インクジェット記録ヘッド３２０
の吐出口面に付着した結露、濡れ或いは塵埃等の異物を
ふきとることができる。

【００４４】このインクジェット記録装置の記録紙搬送
手段、キャリッジ及び回復装置の駆動、更に記録ヘッド
の駆動等は、例えば装置本体側のＣＰＵを含む制御手段
より出力された命令、信号に基づいて制御される。

【００４５】図１２は、フルライン型インクジェット記
録ヘッド３２が搭載されたインクジェット記録装置の概
略を示す模式的斜視図である。本図において、６５は紙
などの被記録部材を搬送するための搬送ベルトである。
この搬送ベルト６５は、搬送ローラ６４の回転に伴って
不図示の被記録部材を搬送する。インクジェット記録ヘ
ッド３２の下面は、被記録部材の記録領域に対応して吐
出口が複数配された吐出口面３１である。

【００４６】（実施例１）図２（ａ）、（ｂ）、図３、
図４及び図２（ｄ）〜（ｆ）に模式的に示された製造手
順に従って、インクジェット記録ヘッドを製造した。

【００４７】先ず、インクを吐出するために利用される
エネルギーを発生するエネルギー発生体７として、熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体が形成されたガラス基
板１上に、ポジ型感光性樹脂フィルム「ＯＺＡＴＥＣ
Ｒ２２５」（：商品名、ヘキストジャパン（株）製）か
らなる厚さ２０μｍの感光性樹脂層を１００℃において
３ｋｇ／ｃｍ²の圧力でラミネートした。この感光性樹
脂層に不図示のフォトマスクを重ね、インクの通路の形
成予定部位を除く部位に７０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線照射
を行い、感光性樹脂層に潜像を形成した。次に、１％Ｎ
ａＯＨ水溶液からなる現像液中に浸漬し、図２（ａ）に
示される様に現像を行った。続いて純水でリンスを行
い、しかる後自然乾燥させた。

【００４８】次に、図２（ｂ）に示される様に、現像処
理がなされたパターン状の感光性樹脂層８を覆う様にし
て、インクの通路の壁を形成するための通路壁形成部材
２の材料として「ＡＲＡＬＤＩＴＥ ＣＹ２３０／ＨＹ
９５６」（：商品名、チバガイギ（株）製）をアプリケ
ーターを用いて３０μｍの厚さに塗布した。３０℃で１
２時間放置して通路壁形成部材２を硬化させた。

【００４９】その次に、スペーサ部材５０の材料として
通路壁形成部材２の材料と同じ「ＡＲＡＬＤＩＴＥ Ｃ
Ｙ２３０／ＨＹ９５６」（：商品名、チバ ガイギ
（株）製）をアプリケーターを用いて蓋板４の両端に３
０μｍの厚さに塗布した。３０℃で１２時間放置してス
ペーサ部材５０を硬化させた。以上の様にして形成され
た蓋板側物品と基板側物品とを図３に示された接合装置
に装着し、３×１０^-2ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で蓋板４の
接合を行い、図４に示されるものを得た。

【００５０】更にその次に、図２（ｄ）に示される様に
（スペーサ部材は示されていない、以下の図面でも同
様）、基板の上側から３０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を
照射してパターン状の感光性樹脂層８を可溶化させた。

【００５１】次いで、図２（ｅ）に示される様に、５％
ＮａＯＨ水溶液からなる剥離液中に浸漬し供給口から剥
離液を導入して剥離を行った。続いて純水でリンスを行
い、しかる後自然乾燥させた。この様にして、図２
（ｆ）に模式的に示されるインクジェット記録ヘッドを
得た。

【００５２】このインクジェット記録ヘッドは２０μｍ
×２０μｍの矩形状の吐出口１３を有し、図面には全て
記載されていないが、実際には１２８個の吐出口とそれ
に連通するインクの通路とそれらに対応した数の電気熱
変換体とを有するものであった。

【００５３】このインクジェット記録ヘッドのインクの
通路の寸法及び形状の精度は優れたものであった。更に
このインクジェット記録ヘッドを図１１に示されたイン
クジェット記録装置に装着して実際にインクを吐出した
ところ、吐出特性が総合的に優れた安定的な記録を長期
間にわたって行うことができた。

【００５４】（実施例２）図２（ａ）〜（ｆ）を参考
に、図８及び図９を用いて本実施例に係るインクジェッ
ト記録ヘッドの製造工程を説明する。

【００５５】先ず、インクを吐出するために利用される
エネルギーを発生するエネルギー発生体７として、熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体が形成されたガラス基
板１を用意した。但し、共通電極１１０としては、スペ
ーサ部材としての機能も有する様に５０μｍの厚さにＡ
ｕメッキによって形成した。

【００５６】次に、共通電極１１０を避ける様にして基
板１上に（図８参照）、ポジ型感光性樹脂フィルム「Ｏ
ＺＡＴＥＣ Ｒ２２５」（：商品名、ヘキストジャパン
（株）製）からなる厚さ２０μｍの感光性樹脂層を１０
０℃において３ｋｇ／ｃｍ²の圧力でラミネートした。
この感光性樹脂層に不図示のフォトマスクを重ね、イン
クの通路の形成予定部位を除く部位に７０ｍＪ／ｃｍ²
の紫外線照射を行い、感光性樹脂層に潜像を形成した。
次に、１％ＮａＯＨ水溶液からなる現像液中に浸漬し、
図２（ａ）に示される様に現像を行った（１ヘッド分の
み示されている、またスペーサ部材は示されていない、
以下の図面でも同様）。続いて純水でリンスを行い、し
かる後自然乾燥させた。

【００５７】次に、図２（ｂ）に示される様に、現像処
理がなされたパターン状の感光性樹脂層８を覆う様にし
て、インクの通路の壁を形成するための通路壁形成部材
２の材料として「ＡＲＡＬＤＩＴＥ ＣＹ２３０／ＨＹ
９５６」（：商品名、チバガイギ（株）製）をアプリケ
ーターを用いて３０μｍの厚さに塗布した。３０℃で１
２時間放置して通路壁形成部材２を硬化させた。

【００５８】その次に、図８に示される様に、基板側物
品に対して３×１０^-2ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で蓋板４を
接合し、図９に示されるものを得た。

【００５９】この状態のものに対し、ダイアモンドカッ
ターによって図８のＡ−Ａ′の位置で切断を行った。

【００６０】更にその次に、図２（ｄ）に示される様
に、基板の上側から３０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照
射してパターン状の感光性樹脂層８を可溶化させた。

【００６１】次いで、図２（ｅ）に示される様に、５％
ＮａＯＨ水溶液からなる剥離液中に浸漬し供給口から剥
離液を導入して剥離を行った。続いて純水でリンスを行
い、しかる後自然乾燥させた。この様にして、図２
（ｆ）に模式的に示されるインクジェット記録ヘッドを
得た。

【００６２】このインクジェット記録ヘッドは２０μｍ
×２０μｍの矩形状の吐出口１３を有し、図面には全て
記載されていないが、実際には１２８個の吐出口とそれ
に連通するインクの通路とそれらに対応した数の電気熱
変換体とを有するものであった。

【００６３】このインクジェット記録ヘッドのインクの
通路の寸法及び形状の精度は優れたものであった。更に
このインクジェット記録ヘッドを図１１に示されたイン
クジェット記録装置に装着して実際にインクを吐出した
ところ、吐出特性が総合的に優れた安定的な記録を長期
間にわたって行うことができた。

【００６４】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インクを吐出する方式
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。

【００６５】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一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ーを発生せし
め、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこ
の駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡を形
成出来るので有効である。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４３４５２６２
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うことができる。

【００６６】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
の組み合わせ構成（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
４４５９６００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
構成としても本発明は有効である。

【００６７】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【００６８】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。

【００６９】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、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ピング手段、クリーニング手
段、加圧或いは吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは
別の加熱素子或い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う予備吐出モードを行うこ
とも安定した記録を行うために有効である。

【００７０】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ってでも
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。

【００７１】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した状態となる
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、インク自体の温度を３０℃以上７０℃
以下の範囲内で調整することにより、インクの粘性を安
定吐出範囲にあるように制御するのが一般的である。故
にその様なインクジェット装置では、記録信号が付与さ
れている装置使用時に液状であるインクを用いればよ
い。加えて、インクの固形状態から液体状態への態変化
のエネルギーとして熱エネルギーを積極的に使用せしめ
ることで熱エネルギーによるヘッド昇温を防止するため
に、または、放置状態でインクを固化させることによっ
てインクの蒸発を防止するために、記録信号に応じて熱
エネルギーを付与することによってインクが液化して液
状で吐出するものや、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、熱エネルギーによって
初めて液化する性質のインクも本発明では使用可能であ
る。このようなインクを、特開昭５４−５６８４７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または貫通孔に液状物また
は固形物として保持させ、これを電気熱変換体に対して
対向するような形態として配置してもよい。本発明にお
いて、上述した各インクに対して最も有効な吐出方式
は、上述した膜沸騰方式である。

【００７２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るインク
ジェット記録ヘッドの製造方法によれば次の主たる効果
が得られ、本発明は実用上非常に有用な優れたものであ
る。

【００７３】１）インク通路壁形成部材をその厚さが均
一になる様に形成でき、高密度マルチ吐出口タイプの液
体噴射記録ヘッドの製造が容易となる。

【００７４】２）蓋板に反りがあっても問題にならない
ため、蓋板の品質等をさほど考慮せずに幅広く選択する
ことができる。

【００７５】３）基板と蓋板との複雑なアライメント装
置が必要なく、治具レベルで対応できるため、製造を簡
略化することができ、コスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドの従来の製造方法を
工程順に示す模式的斜視図である。

【図２】インクジェット記録ヘッドの従来の製造方法を
工程順に示す模式的斜視図である。

【図３】本発明の一実施態様に係るインクジェット記録
ヘッドの製造方法における代表的一工程を示す模式的斜
視図である。

【図４】図３の態様に係り蓋板を基板と接合した状態を
示す模式的断面図である。

【図５】他の態様に係りスペーサ部材を設けた蓋板を接
合面側からみた模式的斜視図である。

【図６】更に他の態様を説明するための模式的斜視図で
ある。

【図７】更に他の態様を説明するための模式的断面図で
ある。

【図８】本発明の別の態様に係るインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法における代表的一工程を示す模式的一部
透視斜視図である。

【図９】蓋板と基板とを接合した状態を示す模式的断面
図であり、（ａ）は図８中のＡ−Ａ′断面、（ｂ）は図
８中のＢ−Ｂ′断面を示す。

【図１０】本態様に用いる基板の配線状態を示す模式的
平面図である。

【図１１】液体噴射記録装置の一例の主要部を示す模式
的斜視図。

【図１２】フルライン型液体噴射記録ヘッドが搭載され
た液体噴射記録装置の概略を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 通路壁形成部材 ４ 蓋板 ６ 供給口 ７ エネルギー発生体 ８ 固体層 ９ 凹部 １２ フォトマスク １３ 吐出口 ４６ 通路 ５０ スペーサ部材 １００ 接合装置 １０１ スルーホール部 １１０ 共通電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に設けられ液体を吐出する吐出口
   に連通する液体の通路のパターンを有する固体層を、通
   路壁形成部材によって被覆する被覆工程と、前記通路壁
   形成部材を介して前記基板に蓋板を接合する接合工程
   と、前記固体層を除去することによって前記通路を形成
   する通路形成工程と、を有する液体噴射記録ヘッドの製
   造方法において、前記接合工程では、前記通路のパター
   ンに対応しない領域に設けられ前記固体層より厚いスペ
   ーサ部材と、前記通路壁形成部材とを介して、前記基板
   と前記蓋板との接合がなされる方向に圧力を加えながら
   前記接合を行うことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。 【請求項２】 前記スペーサ部材が前記蓋板に設けられ
   てから前記接合がなされることを特徴とする請求項１の
   液体噴射記録ヘッドの製造方法。 【請求項３】 前記スペーサ部材が前記被覆工程の前に
   前記基板に設けられることを特徴とする請求項１の液体
   噴射記録ヘッドの製造方法。 【請求項４】 前記接合工程では、前記スペーサ部材と
   前記通路壁形成部材とが重なる様にして前記接合がなさ
   れることを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。 【請求項５】 前記接合工程では、前記スペーサ部材と
   前記通路壁形成部材とが重ならない様にして前記接合が
   なされることを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッ
   ドの製造方法。 【請求項６】 前記通路壁形成部材が活性エネルギー線
   硬化性を有し、前記接合工程の後で前記通路形成工程の
   前に、前記通路壁形成部材に活性エネルギー線を照射し
   て該通路壁形成部材を硬化させる工程を有することを特
   徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの製造方法。 【請求項７】 前記スペーサ部材が前記通路壁形成部材
   と同じ材料からなることを特徴とする請求項６の液体噴
   射記録ヘッドの製造方法。 【請求項８】 前記固体層がポジ型感光性樹脂からなる
   ことを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの製造
   方法。 【請求項９】 前記蓋板が活性エネルギー線を透過する
   材料からなることを特徴とする請求項１の液体噴射記録
   ヘッドの製造方法。 【請求項１０】 前記スペーサ部材が前記固体層より１
   ０μｍ以上厚いことを特徴とする請求項１の液体噴射記
   録ヘッドの製造方法。 【請求項１１】 前記スペーサ部材が３０μｍ〜５００
   μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１０の液体
   噴射記録ヘッドの製造方法。 【請求項１２】 前記接合工程における前記接合のなさ
   れる圧力が、１×１０^-3ｋｇ／ｃｍ²〜１００ｋｇ／ｃ
   ｍ²の範囲内であることを特徴とする請求項１の液体噴
   射記録ヘッドの製造方法。 【請求項１３】 前記基板上には前記通路に対応して前
   記吐出口から液体を吐出するために利用されるエネルギ
   ーを発生するエネルギー発生体が設けられることを特徴
   とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの製造方法。 【請求項１４】 前記エネルギー発生体が前記エネルギ
   ーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体であるこ
   とを特徴とする請求項１３の液体噴射記録ヘッドの製造
   方法。 【請求項１５】 前記基板上には前記通路に対応して前
   記吐出口から液体を吐出するために利用されるエネルギ
   ーを発生するエネルギー発生体が設けられ、前記スペー
   サ部材が前記エネルギー発生体に接続される共通電極で
   あることを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。 【請求項１６】 前記共通電極はメッキ法によって形成
   されることを特徴とする請求項１５の液体噴射記録ヘッ
   ドの製造方法。 【請求項１７】 前記エネルギー発生体が前記エネルギ
   ーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体であるこ
   とを特徴とする請求項１５の液体噴射記録ヘッドの製造
   方法。 【請求項１８】 前記接合工程と前記通路形成工程との
   間に、前記スペーサ部材を含む部分を切断する工程を有
   することを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。 【請求項１９】 前記接合工程と前記通路形成工程との
   間に、前記接合工程によって形成された物品を切断する
   ことによって前記吐出口が配される面を形成する工程を
   有することを特徴とする請求項１の液体噴射記録ヘッド
   の製造方法。 【請求項２０】 請求項１の液体噴射記録ヘッドの製造
   方法によって製造されたことを特徴とする液体噴射記録
   ヘッド。 【請求項２１】 請求項２０の液体噴射記録ヘッドと該
   液体噴射記録ヘッドを載置するための部材とを有するこ
   とを特徴とする液体噴射記録装置。