JPH06191034A

JPH06191034A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH06191034A
Application number: JP34634992A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mashio; 英明真塩
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録ヘッドの吐出口を形成す
る部材の濡れ性に起因した吐出方向の偏向を防止する構
成を得る上で、製造歩留りを低下させず、また、吐出不
良を派生させないようにする。【構成】吐出のための熱エネルギーを発生するための
電気熱変換体２が設けられた基板１の先端に疎水性の部
材４を形成し、また、インク路９や共通液室１２を構成
する凹部構成部材６を疎水性の材料によって形成する。
これにより、記録ヘッド先端に形成される吐出口７の周
囲の面１１は疎水性の材料によって形成される。

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
ッドおよび該ヘッドを具えたインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式による記録ヘッ
ドは、一般に、微細なインク吐出口と、この吐出口に連
通するインク路と、このインク路の一部に設けられた吐
出エネルギー発生部とを備えている。従来、このような
インクジェット記録ヘッドを製造する方法として、本願
人は、例えば特開昭６１−１５４９４７号，特開昭６２
−２５３４５７号，特開平２−３３１８号において、活
性エネルギー線硬化性材料を上記インク路を形成する部
材として用いるインクジェット記録ヘッドの製造方法を
提案した。

【０００３】一方、インクジェット記録ヘッドにおいて
は、吐出口の周縁部等にインク滴や水滴が付着して安定
な吐出が行えなくなることがある。この傾向は、高精細
な記録を行う場合や、高速記録を行う場合などに顕著に
表われる。

【０００４】このような問題に対して、本願人は、例え
ば特開平１−２９０４３８号，特開平２−４８９５３号
の各公報において、少なくとも吐出口周縁部に撥水処理
を施すことを提案した。また、別の形態として、本願人
は特願平１−３２７２９１号において、吐出口面を撥水
性を有する吐出口形成部材によって形成し、吐出口を打
ち抜き法により開口することを提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示され、あるいは、出願において提案されている
構成は、記録ヘッドの製造歩留り，耐久性の点で必ずし
も充分ではなかった。以下に、その理由を説明する。

【０００６】（１）上記特開昭６１−１５４９４７号公
報等に開示される記録ヘッドでは、吐出口面が、無機材
料と有機材料との異種材料で形成されることになり、イ
ンクに対する濡れ性の違いによってインクが吐出される
際吐出が不安定になることがある。

【０００７】（２）上記撥水処理を施す構成にあって
は、撥水処理面すなわち吐出口面が無機材料と有機材料
との異種材料で形成されているため、撥水剤の付着性に
差を生じ、その結果、撥水層が剥れ製造の歩留りを低下
させたり、また、摩擦に対して耐久性を低下させること
があった。

【０００８】（３）撥水処理による撥水層が比較的薄膜
であるため、摩擦に対して耐久性が充分でない面があっ
た。

【０００９】（４）記録ヘッド製造後に撥水処理を実施
するため、吐出口内へ撥水剤が進入し、吐出口等の目詰
まりを生じることがあった。

【００１０】（５）上記吐出口形成部材を用いる構成に
あっては、吐出口を打ち抜き法により開口するため、吐
出口にバリ，傷等を生じやすく製造上の分留りを低下さ
せる。

【００１１】以上の問題点は、製造分留りの低下を生じ
たり、吐出不良による記録品位の低下を招来する重要な
問題である。

【００１２】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、吐出口を形成する部材の濡れ性の
違いに起因した吐出方向の偏向を防止する構成を得る上
で製造歩留りが良く、かつ吐出不良による記録品位の低
下を派生させることのないインクジェット記録ヘッドお
よび該ヘッドを用いたインクジェット記録装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクを吐出するための記録ヘッドにおいて、インクを
吐出するための吐出口と、該吐出口に連通するインク路
と、該インク路の少なくとも前記吐出口に連続する一部
および前記吐出口の周囲の面を疎水性材料で形成する部
材と、を具えたことを特徴とする。

【００１４】また、被記録媒体にインクを吐出して記録
を行うインクジェット記録装置において、インクを吐出
するための記録ヘッドであって、インクを吐出するため
の吐出口と該吐出口に連通するインク路と、該インク路
の少なくとも前記吐出口に連続する一部および前記吐出
口の周囲の面を疎水性材料で形成する部材とを有した記
録ヘッドを具えたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】以上の構成によれば、インクを吐出するための
吐出口の部分が同一の疎水性材料によって形成される。
これにより、この吐出口部分での濡れ性を同一とするこ
とができるとともに、吐出口の周囲の面を常に疎水性と
することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を
詳細に説明する。

【００１７】図１ないし図１０は、本発明の基本的な態
様を説明するための模式図であり、これら図のそれぞれ
には、本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘッ
ドの構成とその製造手順の各工程が示されている。な
お、本例では、２つの吐出口を有するインクジェット記
録ヘッドが示されるが、もちろん２つ以上の吐出口を有
する記録ヘッドの場合あるいは１つの吐出口を有する記
録ヘッドの場合でも本発明が同様に適用されることは言
うまでもない。

【００１８】以下、本実施例の記録ヘッドの製造工程を
順に追いながら、その構成を説明する。

【００１９】まず、本実施例においては、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成る基板１が用いられる。なお、図
１は、後述の溝や固体層が形成される前の基板の模式的
斜視図である。

【００２０】このような基板１は、吐出口およびインク
路等構成部材の一部として機能し、また後述の固体層お
よびインク路等構成部材積層時の支持体として機能し得
るものである。そのため、上記機能を満たすものであれ
ば、その形状，材質等、特に限定されることなく使用さ
れることができる。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吐出エネルギー発生素子２が吐出
口の数に対応して２個設けられる。このような吐出エネ
ルギー発生素子２によって、インク滴を吐出させるため
のエネルギーがインクに与えられる。因に、例えば、上
記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
ることによりインク中に気泡が発生し、吐出エネルギー
としてこの気泡の運動エネルギーが利用される。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
的振動によるインクの圧力変動エネルギーが、吐出エネ
ルギーに利用される。

【００２１】なお、基板１上には、これ等の素子２を動
作させるための制御信号入力用電極（不図示）が形成さ
れている。また、一般にはこれら吐出エネルギー発生素
子の耐用性の向上等を目的として、保護層等の各種の機
能層が設けられるが、もちろん本例においてもこのよう
な機能層を設けることは一向に差しつかえない。また、
本例においては、吐出エネルギー発生素子をインク路形
成前に基板上に配設したが、配設時期は所望とし得る。

【００２２】まず、図１に示したように吐出エネルギー
発生素子２が形成された基板１に対して、図２（Ａ）お
よび（Ｂ）に示すように溝３を形成する。

【００２３】ここで、図２（Ａ）は基板１の平面図であ
り、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ′線断面図であ
る。

【００２４】溝３を形成する方法としては、半導体製造
工程におけるシリコンウエハーの分離に用いられるダイ
シング法やレーザー加工法，超音波加工法等を挙げるこ
とができる。

【００２５】次に、基板１の上記溝３に図３（Ａ）およ
び（Ｂ）に示されるように、疎水性（撥水性）の部材４
が充填される。

【００２６】このような疎水性の部材としては、溝を充
填し得るものであれば好適に使用することができる。そ
のような材料としては、下記に列示されるものが挙げら
れる。

【００２７】疎水性を有する熱可塑性樹脂。例えば、ポ
リプロピレン，ポリエチレン，ポリサルフォン樹脂，ポ
リエーテルフォン樹脂，フッ素樹脂等である。

【００２８】また、疎水性を有する、あるいは疎水性の
物質を添加した液状の硬化性材料。例えば、熱硬化性材
料，紫外線硬化材料および電子ビーム硬化性材料等であ
る。

【００２９】さらに、疎水性の金属を挙げることができ
る。

【００３０】ところで、疎水性の部材としては、インク
路の一部を形成して、記録ヘッドの構造材料と成るもの
であるので、基板１との密着性，機械的強度，寸法安定
性，耐薬品性の優れたものを選択して用いることが好ま
しい。従って、上記に挙げた材料群の中でも、液状の硬
化性材料や疎水性の金属を用いることが好ましく、その
中でも液状の硬化性材料を用いるのが特に好ましい。

【００３１】このような疎水性を有するあるいは疎水性
の物質を添加した液状の熱硬化性，紫外線硬化性あるい
は電子ビーム硬化性の硬化性材料としては、下記に列示
するものを挙げることができる。

【００３２】疎水性を有する液状の硬化性材料として
は、「ディフェンサ７７００シリーズ」（大日本インキ
化学工業（株）製）、「パーフルオロアルキルメタクリ
レート」（大阪有機化学工業（株）製）、「ビスフェノ
ールＡＦ型エポキシ樹脂」（セントラルガラス（株）
製）、「反応性有機フッ素化合物ＭＦ−１２０」（三菱
金属（株）製）、「ＬＦ−４０」（綜研化学（株）
製）、「ルミフロン」（旭硝子（株）製）等がある。

【００３３】また、液状の硬化性材料に疎水性の物質を
適当量添加した材料としては、液状の硬化性材料とし
て、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，尿素樹脂等があり、これに添加される疎水性
の添加物質として、フッ素化合物，シリコーン化合物等
がある。さらに具体的には、疎水性を有する液状硬化性
材料として示される上記商品および「反応性有機フッ素
化合物ＭＦ−１５０」（三菱金属（株）製）、「ＫＰ−
８０１」，「ＫＰ−８ＦＴ」（信越化学工業（株）
製）、「ＦＳ−１１６」（ダイキン工業（株）製）、
「フロロコート」（旭硝子（株）製）等がある。

【００３４】また、上述した疎水性の金属としては、電
解メッキ，蒸着，スパッタリング等で被覆できる金属が
用いられ、これらの例としては、Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｔ
ａ等がある。また、これらの合金も用いることができ
る。

【００３５】上記液状の硬化性材料が溝３の充填部材と
して用いられる場合には、この材料は、例えばアプリケ
ータカーテンコート，ロールコート，スプレーコートス
クリーン印刷等の公知の手段を用い、これを塗布する等
の方法によって、所望の厚さで溝３に塗布される。塗布
に際しては、上記材料の脱気を行った後、気泡の混入を
避けながら行うのが好ましい。

【００３６】ここで、例えば図３に示すように部材４を
充填する際、上記のような液状の硬化性材料が用いられ
る場合には、該硬化性材料は、例えば液体の流出，流動
を抑制した状態で、必要ならば上部に抑え板を重ね、所
定の条件で硬化させられる（図４参照）。硬化条件が常
温または加熱硬化であれば、３０分〜２時間放置すれば
良く、紫外線硬化などの場合は、通常１０分以内の短時
間の照射によって硬化が可能である。

【００３７】次いで、上記吐出エネルギー発生素子２を
含む基板１上のインク路や共通液室の形成予定部分に、
図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように固体層５を積
層する。なお、図５（Ａ）は、固体層積層後の基板の模
式的平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ′
線で切断した基板の模式的断面図である。

【００３８】上記固体層５は、後述されるインク路等構
成部材が積層された後、基板１から除去され、この除去
部分にインク路や共通液室が構成される。従って、固体
層５はインク路等の形状に応じたものとされる。因に、
本例では、２つの吐出エネルギー発生素子に対応して設
けられる２つの吐出口のそれぞれからインク滴を吐出さ
せるため、これに対応してインク路は２つ設けられ、こ
れらインク路に連通するように共通液室が構成される。

【００３９】以上のような固体層５が形成するための材
料および方法としては、下記に列示されるうちの１つを
用いることができる。

【００４０】（１）感光性ドライフィルムを用い、公知
のドライフィルムを画像形成プロセスに従って固体層を
形成する。

【００４１】（２）基板上に所望の厚さの溶剤可溶性ポ
リマーおよびフォトレジスト層を順に積層し、フォトレ
ジスト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選
択的に除去して固体層を形成する。

【００４２】（３）硬化性を有するか、または非硬化性
の樹脂を印刷して固定層を形成する。

【００４３】上記（１）に挙げた感光性ドライフィルム
としては、ポジ型のものもネガ型のものも用いることが
できるが、例えばポジ型ドライフィルムであれば、活性
エネルギー線照射によって、現像液に可溶化するポジ型
ドライフィルム、また、ネガ型ドライフィルムであれ
ば、光重合型であるが塩化メチレンあるいは強アルカリ
で溶解あるいは剥離除去し得るネガ型ドライフィルムが
適している。

【００４４】上記ポジ型ドライフィルムの具体例として
は、例えば「ＯＺＡＴＥＣＲ２２５」（商品名、ヘキ
ストジャパン（株））等、またネガ型ドライフィルムと
しては、「ＯＺＡＴＥＣＴシリーズ」（商品名、ヘキ
ストジャパン（株））、「ＰＨＯＴＥＣＰＨＴシリー
ズ」（商品名、日立化成工業（株））。「ＲＩＳＴＯ
Ｎ」（商品名、デュ・ポン・ド・ネモアース・Ｃｏ）等
が用いられる。

【００４５】また、上記（２）に挙げた溶剤可溶性ポリ
マーとしては、それを溶解する溶剤が存在し、コーティ
ングによって被膜形成し得る高分子化合物であればいず
れでも用い得る。ここで用い得るフォトレジスト層とし
ては、典型的にはノボラック型フェノール樹脂とナフト
キノンジアジドから成るポジ型液状フォトレジスト，ポ
リビニルシンナメートから成るネガ型液状フォトレジス
ト，環化ゴムとビスアジドから成るネガ型液状フォトレ
ジスト，ネガ型感光性ドライフィルム，熱硬化型および
紫外線硬化型のインキ等が挙げられる。

【００４６】さらに、（３）に挙げた印刷法によって固
定層を形成する材料としては、例えば蒸発乾燥型，熱硬
化型あるいは紫外線硬化型等のそれぞれの乾燥方式で用
いられている平板インキ，スクリーンインキ等が用いら
れる。

【００４７】以上に挙げた（１）〜（３）に述べられた
材料および方法の中で、加工精度や除去の容易性あるい
は作業性等の面から見て、（１）に述べられた感光性ド
ライフィルムを用いる方法が好ましく、その中でもポジ
型ドライフィルムを用いるのが特に好ましい。すなわ
ち、ポジ型感光性材料は、例えば解像度がネガ型の感光
性材料よりも優れ、レリーフパターンが垂直かつ平滑な
側壁面を持ち、さらにレリーフパターンを現像液や有機
溶剤で溶解除去できる等の特長を有しており、本発明に
おける固体層形成材料として好ましいものである。その
中でも、ドライフィルム状のものは、１０〜１００μｍ
の膜厚のものが得られる点で、最も好ましい材料であ
る。

【００４８】固体層５が形成された次の行程では、図６
に示されるように、固体層５を覆うように上述した部材
４と同様の材料よりなる疎水性のインク路等構成部材６
が積層される。なお、図６はインク路等構成部材６の積
層後、図５と同様の位置で切断した基板の模式的断面図
である。

【００４９】このような疎水性のインク路等構成部材と
しては、固体層５を被覆し得るものであれば好適に使用
することができる。そのような材料としては、上記部材
４に関して説明した材料とすることができる。

【００５０】但し、この疎水性のインク路等構成部材６
と溝３を被覆するのに用いた前記の部材４とが、部材４
に関して上述した各材料グループの同一グループ内なら
ば、同一の材料でも異なった材料でもよい。

【００５１】その後、図７に示すように、インク路等構
成部材６の硬化を、部材４と同様にして行う。

【００５２】次の行程では、固体層５およびインク路等
構成部材６が積層された上記のような基板１から、固体
層５を除去してインク路および共通液室を形成する。

【００５３】固体層５の除去手段としては特に限定され
るものではないが、具体的には例えば固体層５を溶解ま
たは膨潤あるいは剥離する液体中に基板を浸漬して除去
する等の方法が好ましいものとして挙げられる。この
際、必要に応じて超音波処理，スプレー，加熱，撹拌，
その他の除去促進手段を用いることも可能である。

【００５４】上記除去手段において用いられる液体とし
ては、例えば含ハロゲン炭化水素，ケトン，エステル，
芳香族炭化水素，エーテル，アルコール，Ｎ−メチルピ
ロリドン，ジメチルホルムアミド，フェノール，水，強
アルカリを含む水、等が挙げられる。これら液体には、
必要に応じて界面活性剤を加えても良い。また、固体層
としてポジ型ドライフィルムを用いる場合には、除去を
容易にするために固体層に改めて紫外線照射を施すのが
好ましく、その他の材料を用いた場合は、４０〜６０℃
に液体を加温するのが好ましい。

【００５５】図１０は、上記のような固体層５の除去
を、溶解によって行った場合の例を示している。図１０
は、固体層の溶解除去に先立ってインク供給口８を設
け、その後に固体層を除去した後のインクジェット記録
ヘッドの模式的斜視図である。また、図８は、図１０に
示す固体層５除去後の記録ヘッドを図５と同様の位置で
切断して示す模式的断面図である。

【００５６】本例の場合、固体層５は、この固体層を溶
解する液体中に浸漬され、溶解した固体層形成材料は吐
出口７とインク供給口８を介して排出除去される。

【００５７】なお、この溶解除去に先立ち、吐出口先端
がインク路等構成部材に覆われて露出していなかった
り、吐出口面が平坦でない場合には、図９のＤ−Ｄ′の
線に沿って基板全体を切断し、吐出口面を形成してもよ
い。

【００５８】しかし、このような基板の吐出口先端部の
切断の操作は、本発明の実施のために必ずしも必要では
なく、例えば、インク路等構成部材として液状の硬化性
材料を用い、この材料を積層する際に型を使用し、吐出
口先端部が閉じて覆われてしまうことがなく、かつ吐出
口先端部が平坦に成型されるようにした場合等には、切
断は不要である。

【００５９】以上のようにして、吐出エネルギー発生素
子２が設けられた基板１上にインク路９および共通液室
１０が形成される。

【００６０】次に、インク路９および共通液室１２の内
表面を親水化処理し、インクに対する濡れ性を向上させ
る。図９は、上記親水化処理を行った後の状態を示す図
であって、図５に示すＣ−Ｃ′線で切断した模式的断面
図である。

【００６１】図９および図１０に示されるように、以上
の工程によって吐出口面１１は疎水性を有し、インク路
９や共通液室１２の内表面には親水層１０が形成され
る。

【００６２】上記親水化処理としては、インク路等構成
部材が有機高分子材料の場合には、強酸または強アルカ
リ処理などの薬品処理法，紫外線照射法，グラフト重合
法，コロナ放電処理あるいはグロー放電処理などのプラ
ズマ処理法等を挙げることができる。また、インク路等
構成部材が金属の場合には、高温処理等を伴なった酸化
反応等を用いることができる。

【００６３】上記親水化処理に際して吐出口面の疎水性
を保持するには、吐出口面をマスクし疎水層を保護する
方法を用いる。これに用いるマスクとしては、例えば金
属，セラミック，プラスチック，ゴム等によるマスク，
テープによる保護、有機高分子材料による被覆等を挙げ
ることができる。

【００６４】また、吐出口面に疎水層を新たに形成する
には、親水化処理後に図９に示すＤ−Ｄ′線に沿って切
断あるいは研削，研磨する方法を用いる。これは、場合
によっては、吐出エネルギー発生素子２と吐出口との距
離を最適化することおよび吐出口面を平坦化することを
同時に行われ得る。

【００６５】以上のようにして、本発明の一実施例に係
り、疎水性を有した吐出口面を具えたインクジェット記
録ヘッドが構成される。

【００６６】以下、上記実施例に係る記録ヘッドの具体
的製造方法の数例について説明する。

【００６７】（具体例１）図１ないし図９に示した製造
手順に準じて図１０に示す構成のインクジェット記録ヘ
ッドを製造した。

【００６８】（１）シリコンより成る基板１上面に、吐
出エネルギー発生素子２としてのＨｆＢ₂ 薄膜ヒータお
よび電極配線としてのＡｌを成膜パターニングした。

【００６９】（２）この基板１にダイシング法により深
さ２５μｍ，幅１００μｍの溝３を形成した。

【００７０】（３）上記基板１に形成された溝３に、以
下の表１の組成からなる液状の疎水性を有する硬化性材
料によって部材４を形成した。

【００７１】その形成手順は以下のように行った。ま
ず、表１に示される各材料を混合し、真空ポンプを用い
て脱泡する。その後、上記脱泡した硬化性材料を溝３に
スクリーン印刷することにより、部材４を形成した。

【００７２】

【表１】

【００７３】（４）部材４が形成された溝３の上方から
紫外線を６Ｊ／ｃｍ² で照射し、疎水性の部材を硬化さ
せた。

【００７４】（５）この基板上面にポジ型ドライフィル
ム「ＯＺＡＴＥＣＲ２２５」（ヘキスト社製）から成
る厚さ２５μｍの感光層をラミネーションにより形成し
た。この感光層に図５（Ａ）に示したパターンのマスク
を重ね、インク路等形成予定部分を除く部分に、３００
ｍＪ／ｃｍ² で紫外線照射を行った。

【００７５】次に、１％水酸化ナトリウム水溶液を用い
てスプレー現像を行い、基板上のインク路等形成予定部
分に厚さ２５μｍのレリーフの固体層５を形成した。

【００７６】（６）上記固体層が形成された基板上に、
上記工程（３）で用いた液状の硬化性材料（表１の組成
を有する材料）よりなるインク路等構成部材６を積層し
た。この積層は、上記硬化性材料をアプリケータを用い
て５０μｍの厚さに塗布することにより行った。

【００７７】（７）この基板に、紫外線を６Ｊ／ｃｍ²
の強さで上方から照射してインク路等構成部材６を硬化
させた。

【００７８】（８）次に、吐出口を形成するために基板
の先端部を切断し、吐出口および吐出口面を形成した。
さらに、この基板をエタノール中に浸漬して超音波洗浄
を３分間行い、固体層６の溶解除去を行った。

【００７９】（９）その後、吐出口面にテフロンテープ
を被覆し、プラズマアッシャー装置により酸素量１００
ＳＣＣＭ，１ｔｏｒｒ，６００秒の条件下でインク路等
の親水化処理を行い、その後テフロンテープを取りはず
した。

【００８０】以上のような構成によって製造されたイン
クジェット記録ヘッドを３個取り出し、これら記録ヘッ
ドの検査を行ったところ、いずれの記録ヘッドのインク
路等にも固体層の残渣が全く存在しなかった。さらに、
これら記録ヘッドに、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（重
量部）から成るインクを注入し記録ヘッド内の濡れ性を
調べたところ、インク路および共通液室内のこのインク
に対する濡れ性は良好であった。また、吐出口面は、イ
ンクに対し撥水性を有していた。また、シリコンゴムに
よる吐出口面の摩擦試験に対しても初期の撥水性を保持
することができた。

【００８１】さらに、上記記録ヘッドを記録装置に装着
し、上記インクを用いて記録を行ったところ、安定した
記録が可能であった。

【００８２】（具体例２）上記具体例１と同様図１０に
示す構成のインクジェット記録ヘッドを以下の工程によ
り製造した。

【００８３】（１）具体例１と同様の基板１に、深さ２
５μｍ，幅１００μｍの溝３を形成した。

【００８４】（２）溝３に、スクリーン印刷法を用い
て、以下の表２に示す組成によりなる液状の疎水性を有
した硬化性材料によって部材４を形成した。

【００８５】（３）この基板を１００℃で３時間放置
し、部材４を硬化させた。

【００８６】

【表２】

【００８７】（４）この基板上面にアルカリ水溶液に可
溶な樹脂であるスチレン／マレイン酸共重合体（共重合
比５０／５０，重量平均分子量５６０００）のＭＥＫ溶
液を塗布し、乾燥後２５μｍの厚さの層を形成した。こ
の層の上に弱アルカリ水溶液で現像可能なネガ型ドライ
フィルム「ＲＩＳＴＯＮ」（デュ・ポン・ド・ネモアー
ス・Ｃｏ）をラミネートした後、図５（Ａ）に示すパタ
ーンのマスクを重ねてインク路等形成予定部分に３００
ｍＪ／ｃｍ² で紫外線照射を行った。

【００８８】次に、２％炭酸ナトリウム水溶液を用いて
ネガ型ドライフィルムの現像およびスチレン／マレイン
酸共重合体層のエッチングを行い、基板上に厚さ５０μ
ｍのレリーフの固体層５を形成した。

【００８９】（５）この基板上に、上記工程（２）で用
いた液状の疎水性を有した硬化性材料よりなるインク路
等構成部材６を、アプリケータを用いて１００μｍの厚
さに塗布した。

【００９０】（６）この基板を１００℃で３時間放置
し、インク路等構成部材を硬化させた。

【００９１】（７）この基板の先端部を切断して吐出口
および吐出口面を形成した。次に、この基板を５％水酸
化ナトリウム水溶液中に浸漬して、１０分間超音波洗浄
し、固体層６の溶解除去を行うとともに、インク路等の
親水化処理を同時に行った。

【００９２】その後、切断によって形成された吐出口面
に研磨を行うことにより新たな疎水性を有する吐出口面
を形成した。

【００９３】以上の工程によって製造されたインクジェ
ット記録ヘッドを検査したところ、、そのインク路中な
どには、固体層の残渣が全く存在しなかった。さらに、
これら記録ヘッドに、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（重
量部）から成るインクを注入したところ、インク路およ
び共通液室内のインクに対する濡れ性は良好であり、吐
出口面はインクに対し撥水性（疎水性）を有していた。
また、シリコンゴムによる吐出口面の摩擦試験に対して
も初期の撥水性を保持していた。

【００９４】さらに、上記具体例２の記録ヘッドを記録
装置に装着し、上記インクを用いて記録を行ったとこ
ろ、安定な記録が可能であった。

【００９５】図１１は本発明の一実施例にかかる記録ヘ
ッドを装置して記録を行うことが可能なインクジェット
記録装置の要部を示す概略斜視図である。

【００９６】図１１において、記録ヘッド２１は、その
記録紙２７と対向する面に、記録紙２７の搬送方向に複
数のインク吐出口（不図示）を具える。また、記録ヘッ
ド２１には、これらの吐出口それぞれに連通してインク
路（不図示）が設けられ、それぞれのインク路に対応し
て、記録ヘッド２１を構成する基板にインク吐出のため
の熱エネルギーを発生する電気熱変換体が形成されてい
る。電気熱変換体は、駆動データに応じてこれに印加さ
れる電気パルスによって熱を発生し、これにより、イン
クに膜沸騰を生じこの膜沸騰による気泡の生成に伴なっ
て上記吐出口からインクが吐出される。各インク路に
は、これらに共通に連通する共通液室が設けられてお
り、これに貯留されるインクは、各インク路での吐出動
作に応じてそのインク路に供給される。

【００９７】キャリッジ２２は、記録ヘッド２１を搭載
し、また、記録紙２７の記録面と平行に延在する１対の
ガイドレール２３と摺動可能に係合する。これにより、
記録ヘッド２１は、ガイドレール２３に沿って移動する
ことができ、この移動に伴なって所定のタイミングで上
記記録面に向けてインクを吐出することにより記録を行
う。上記移動の後、記録紙２７を、図中矢印方向に所定
量搬送し、再び上記移動を行い記録を行う。このような
動作を繰り返すことにより、記録紙２７に、順次記録を
行っていく。

【００９８】上述した記録紙２７の搬送は、その記録面
の上下にそれぞれ配設された各々１対の搬送ローラ２４
および２５が回転することによって行われる。また、記
録紙２７の記録面の裏側には、記録面の平面性を保つた
めのプラテン２６が配設されている。

【００９９】なお、上述したキャリッジ２２の移動は、
これに取付けられる不図示の例えばベルトがモータによ
って駆動されることによって可能となり、また、搬送ロ
ーラ２４および２５の回転も同様にモータの回転がこれ
らに伝達されることによって可能となる。

【０１００】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【０１０１】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いる電気
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１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て、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。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１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。なお、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、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【０１０２】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
の組合せ構成（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４４
５９６００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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
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５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【０１０３】さらに、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を有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【０１０４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【０１０５】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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
対してのキャッピング手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【０１０６】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【０１０７】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、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、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
また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
よい。本発明においては、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。

【０１０８】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【０１０９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクを吐出するための吐出口の部分が同一
の疎水性材料によって形成される。これにより、この吐
出口部分での濡れ性を同一とすることができるととも
に、吐出口の周囲の面を常に疎水性とすることができ
る。

【０１１０】この結果、吐出口の周囲面を形成する材料
自体が疎水性を有するため、常に初期の疎水性を有効に
発揮できる。

【０１１１】また、吐出口形成時の加工対象が同質な材
料なので、歩留りよく加工ができ、廉価なインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
ヘッドの製造工程の一工程を示す斜視図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は上記工程の一工程を示す
それぞれ平面図および断面図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は上記工程の一工程を示す
それぞれ平面図および断面図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は上記工程の一工程を示す
それぞれ平面図および断面図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は上記工程の一工程を示す
それぞれ平面図および断面図である。

【図６】上記工程の一工程を示す正面図である。

【図７】上記工程の一工程を示す正面図である。

【図８】上記工程の一工程を示す正面図である。

【図９】上記工程の一工程を示す断面図である。

【図１０】上記工程により製造された記録ヘッドの斜視
図である。

【図１１】本発明を適用した記録ヘッドを装着したイン
クジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１基板２吐出エネルギー発生素子（電気熱変換体）３溝４部材５固体層６凹部構成部材７吐出口８インク供給口９インク路１０親水層１１吐出口１２共通液室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するための記録ヘッドにお
いて、インクを吐出するための吐出口と、該吐出口に連通するインク路と、該インク路の少なくとも前記吐出口に連続する一部およ
び前記吐出口の周囲の面を疎水性材料で形成する部材
と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
してインクに気泡を発生させ、該気泡の生成に基づいて
インクを吐出することを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
【請求項３】被記録媒体にインクを吐出して記録を行
うインクジェット記録装置において、インクを吐出するための記録ヘッドであって、インクを
吐出するための吐出口と該吐出口に連通するインク路
と、該インク路の少なくとも前記吐出口に連続する一部
および前記吐出口の周囲の面を疎水性材料で形成する部
材とを有した記録ヘッドを具えたことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項４】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
してインクに気泡を発生させ、該気泡の生成に基づいて
インクを吐出することを特徴とする請求項３に記載のイ
ンクジェット記録装置。