JPH0698773B2

JPH0698773B2 - インクジェットヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH0698773B2
Application number: JP9198185A
Authority: JP
Inventors: 孝一佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS61249766A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、インクジェットヘッド、詳しくは、インク等
の記録液の小滴を発生させ、それを紙などの被記録材に
付着させて記録を行なう液体噴射記録方式に用いる記録
液の小滴発生用のヘッドの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

インク等の記録液の小滴を発生させ、それを紙などの被
記録材に付着させて記録を行なう液体噴射（インクジェ
ット）記録方式は、記録時の騒音の発生が無視できる程
度に極めて小さく、かつ高速記録が可能であり、しかも
普通紙に定着などの特別な処理を必要とせずに記録を行
なうことのできる記録方式として注目され、最近種々の
タイプのものが活発に研究されている。

インクジェット記録方式に用いられる記録装置のヘッド
部は、一般に、記録液（インク）を吐出するための液体
吐出口（オリフィス）と、該オリフィスに連通し、イン
クを吐出するためのエネルギーがインクに作用する部分
を有するインク通路と、該インク通路に供給するインク
を貯留するためのインク室とを有して構成されている。

記録の際に、インクを吐出するためのエネルギーは、イ
ンク通路の一部を構成するインクに吐出エネルギーを作
用させる部分（エネルギー作用部）の所定の位置に配設
された発熱素子、圧電素子等の種々のタイプのエネルギ
ー発生素子によって発生される。

このような構成のインクジェットヘッドを製造する方法
としては、例えば、ガラス、金属等の平板に切削やエッ
チング等によって、微細の溝を形成し、更にこの溝を形
成した平板に他の適当な板を接合してインク通路を形成
する工程を含む方法、あるいは例えば吐出エネルギー発
生素子の配置された基板上に硬化した感光性樹脂の溝壁
をフォトリソグラフィー工程を用いて積層して溝を形成
し、このようにして形成された溝付き板に、他の平板
（覆い）を接合してインク通路を設けた接合体を形成
し、その後、インク通路の下流側の所定の位置で、イン
ク通路に対して垂直に接合体を、超薄型のダイヤモンド
ブレードを回転させて切削を行なうダイシング法等によ
って切削加工して切削面にオリフィスを形成する工程を
含む方法が知られている。

これらのインクジェットヘッドの製造方法のなかで、感
光性樹脂を使用した後者の方法は、（基板に切削やエッ
チングによって溝を形成する）前者の方法に対して、イ
ンク通路を精度良く、かつ歩留り良く微細加工でき、し
かも量産化が容易であるので、品質が良く、より安価な
インクジェットヘッドを提供することができるという利
点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、より高解像度、高品質の画像の提供というイ
ンクジェット記録方式への種々の方面からの要請に対応
する上で、インクジェットヘッドには、より良好な着弾
点精度やドットの均一性等のより高度な記録性能が要求
されている中で、上述した感光性樹脂を用いた従来法に
よって作成した記録ヘッドにおいては、上記のような要
求に十分に対応した着弾点精度が得られない、あるいは
ヘッドの長期間の使用に際して、インクの着弾点精度の
低下がみられ、初期の良好な記録状態が得られ難くなる
場合が多かった。

本発明者は、このような従来のヘッドにおける問題点の
要因を鋭意検討したところ、前記したような接合体の切
削工程に際して、特に、形成された切削面にある各部材
の結合部での部材の微細な欠けや割れ、更には感光性樹
脂硬化膜の基板もしくは覆いからの微小な剥離等の欠陥
が生じて、あるいは、これらの欠陥部に更に長期的にイ
ンクが接触すると、そこに感光性樹脂硬化膜の基板や覆
いからの新たな剥離やすでにある微細な剥離の進行拡大
を誘発して、オリフィスやインク通路の所定形状に変形
を生じさせ、この変形がインクの吐出方向（例えばイン
ク滴の直進性）を乱す結果、良好な着弾点精度が得られ
なくなることを見い出し本発明に到達した。

本発明の目的は、高精度で、品質が良く、かつ安価なイ
ンクジェットヘッドを提供することにある。

本発明の他の目的は、長期使用に際しての耐久性に優
れ、常に初期の良好な記録性能を維持することのできる
信頼性の高いインクジェットヘッドを製造することので
きる方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、以下の本発明の方法によって達成するこ
とができる。

すなわち本発明のインクジェットヘッドの製造法は、基
板上に感光性樹脂膜を積層する工程と、該感光性樹脂膜
をインク通路のパターンに対応して露光処理する工程
と、前記露光された感光性樹脂膜を現像することにより
感光性樹脂硬化膜中にインク通路となる溝を形成する工
程と、該溝を覆う覆いを前記感光性樹脂硬化膜上に積層
する工程と、前記基板、感光性樹脂硬化膜及び覆いとか
らなる積層体の前記インク通路下流側を切削してオリフ
ィスを形成する工程とを有するインクジェットヘッドの
製造方法において、前記切削工程の後、前記切削によっ
て形成された切削面をカップリング剤で処理することを
特徴とする。

以下、図面を用いて本発明のインクジェットヘッド（液
体噴射記録ヘッド）の製造方法の一例を詳細に説明す
る。

第１図〜第７図は、本発明のインクジェットヘッドの製
作手順を説明するための模式図である。

本発明の方法においては、まず、第１図に示すように、
ガラス、セラミック、プラスチックあるいは金属等の基
板１上に発熱素子やピエゾ素子等のインク吐出エネルギ
ー発生素子２が所望の個数配置され、更に必要に応じて
耐インク性及び／または電気絶縁性を基板１面に付与す
る目的で、SiO₂、Ta₂O₅、ガラス等の保護層３が被覆さ
れる。なお、インク吐出圧発生素子２には、図示されて
いないが、記録信号入力用電極が接続してある。

次に、第１図の工程を経て得られた基板１の保護層３の
表面を清浄化すると共に乾燥させた後、保護層３に重ね
て、80℃〜105℃程度に加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0.5〜0.4f
/min.の速度、１〜3Kg/cm³の加圧条件下でラミネートす
る。

続いて、第２図に示すように、基板１面上に設けたドラ
イフィルムフォトレジスト４上に、所定の形状の光を透
過しないパターンを有するフォトマスク５を重ね合わせ
た後、このフォトマスク５の上部から露光（図中、矢
印）を行なう。

なお、フォトマスク５の基板１との位置合わせは、露
光、現像処理等の工程を経て、最終的に形成されるイン
ク通路領域中に上記素子２が設けられるように行なわ
れ、例えば、位置合せマークを、基板１とマスク５のそ
れぞれに予め描いておき、そのマークに従って位置合わ
せする方法等によって実施できる。

このように露光を行うと、前記パターンに覆われた領域
以外、すなわちフォトレジスト４の露光された部分が重
合硬化し、露光されなかった部分が、溶剤可溶性のまま
であるのに対して溶剤不溶性となる。

フォトレジスト４のパターン露光を終了したら、次に、
露光済みのフォトレジスト４を、例えばトリクロルエタ
ン等の揮発性有機溶剤中に浸漬するなどして現像処理
し、溶剤可溶性であるドライフィルムフォトレジスト４
の未重合（未硬化）部分を基板１上から溶解除去し、第
３図に示すように基板１上に残存した硬化フォトレジス
ト膜4Pによって最終的にインク通路及びインク供給室
（第３図では図示されていない）となる溝８を形成す
る。

次に基板１上に硬化フォトレジスト膜4Pを、該膜4Pの耐
インク性を向上させる目的で、これを例えば150℃〜250
℃で30分〜６時間程度加熱して更に熱重合させる、ある
いはこれに50〜200mW/cm²の強度ので紫外線を照射する
等して更に硬化させる。なお、これらの方法を併用する
とより効果的である。

なお、以上説明した本発明の方法の一例では、インク通
路及びインク供給室となる溝の形成に、感光性樹脂（フ
ォトレジスト）としてドライフィルムタイプ、つまり固
体状のものを使用しているが、本発明の方法に於いて使
用できる感光性樹脂としては、固体状のもののみに限ら
れるものではなく、液状のものももちろん使用可能であ
る。

基板上に感光性樹脂膜を形成する方法として、液状の感
光性樹脂組成物を使用する場合には、例えばレリーフ画
像の作製時に用いられるスキージによる方法、すなわち
所望の感光性樹脂組成物の塗膜の厚さに相当する高さの
壁を基板の周囲に設け、スキージによって余分な樹脂組
成物を除去する方法等を挙げることができる。

この場合、感光性樹脂組成物の粘度は、100cp〜300cpが
適当である。また、基板の周囲に置く壁の高さは、感光
性樹脂組成物の含有する溶剤分の蒸発による減量分を見
込んで決定する必要がある。

他方、固体状の感光性樹脂を用いる場合には、感光性樹
脂シートを基板上に加熱圧着して貼着する方法が好適で
ある。

これらのうち、本発明の方法に適用するものとしては、
取扱い上で、あるいは厚さの制御が容易かつ正確にでき
る点に於いて、固体状のフィルムタイプのものが便利で
ある。

このような固体状のものとしては、例えばパーマネント
ポリマーコーティングリストン（RISTON）ソルダーマ
スク730S、同740S、同730FR、同740FR、同SM1、カプト
ン（KAPTON）XA-A3、同XA-B3、同XA-A1、同XA-M3、同XA
-C3（以上、デュポン社製）;Photec PHTシリーズ、同SP
シリーズ（以上、日立化成社製）;DFRE-15、同P-25、同
P-38同T-50（以上、旭化成製）；ネオトロック（NEOTOR
OCK）Ｅタイプ、同Ｔタイプ（以上、日東電工社製）；
チオコール（Thiokol）ラミターGT、同GSI、同TO、同TA
（以上、東京応化社製）などの商品名で市販されている
ものを使用することができる。

この他に、本発明の方法においては、感光性樹脂とし
て、通常のフォトリソグラフィーの分野で用いられてい
るものの多くを使用することができ、そのようなものと
しては、例えばジアゾレジン、Ｐ−ジアゾキノン若しく
はビニルモノマー等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等と増感材を使
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、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（旭化成製）、テビ
スタ（帝人社製）、ゾンネ（関西ペイント社製）等〕、
不飽和ウレタンオリゴマー系感光性樹脂、二感能アクリ
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、環化ゴム−アジド系フォトレジスト等を挙げ
ることができる。

このようにして、硬化フォトレジスト膜4Pによって最終
的にインク通路及びインク供給室を構成する溝８を形成
した後、第４図に示すように、溝８の覆いとなる平板７
を硬化フォトレジスト膜4P上に接着剤６によって接着固
定し、接合体11を形成する。

第４図に示した工程に於いて、覆い７を付設する具体的
な方法としては、１）ガラス、セラミック、金属、プラスチック等の平
板７にエポキシ樹脂系接着剤を厚さ３〜４μｍにスピン
コートした後、予備加熱して接着剤層６を、いわゆるＢ
ステージ化させ、これを硬化したフォトレジスト4P上に
貼り合わせた後前記接着剤層６を、本硬化させる、等の方法があるが、２）アクリル系樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂の平板７を硬化フォトレジスト膜4P上に、直
接、熱融着させる等の接着剤を使用しない方法でも良い。

ここで、第４図の工程終了後の接合体11の外観を第５図
の模式的斜視図に示す。第５図に於いて、8-1はインク
供給室、8-2はインク通路、９はインク供給室8-1に不図
示のヘッド外部から内部へインクを供給するためのイン
ク供給管（不図示）を連結するための貫通孔を示す。

このようにして、溝８の形成された基板１と平板７との
接合が完了した後、この接合体11を第５図のインク通路
の下流側にあたるＣ−Ｃ′に添って切削して、切削面に
於けるインク通路の開口部である、インクを吐出するた
めのオリフィスを形成する。

この工程は、第７図に示すインク吐出エネルギー発生素
子２とオリフィス8-3との間隔を適正化するために行な
うものであり、ここで切削する領域は適宜選択される。
この切削に際しては、半導体工業で通常採用されている
ダイジング法等を採用することができる。

なお、本発明でいうインク通路下流部とは、ヘッドを用
いて記録を行なっている際のインクの流れ方向に於ける
下流領域、具体的には、吐出エネルギー発生素子２の設
置位置より下流のインク通路の部分を言う。

従来のヘッドの製造方法では、この接合体の切削工程に
よってオリフィスを形成し、必要に応じて切削面に所定
の面精度を付与する目的で研磨処理し、更に、第７図で
示すようにインク供給管10を貫通孔８に接合してヘッド
の作成を完了していた。しかしながら、これをこのまま
完成品として使用した場合、切削工程によって、特に、
各部材の接合部での微細な欠けや割れ、あるいは微細な
剥離等が生じ易く、先に述べたように、このような欠陥
がオリフィスの形状やインク通路の変形の要因となり、
着弾点精度の低下を招く原因となっていた。

しかも、このような切削工程で生じるの切削面での微少
欠陥、特に感光性樹脂硬化膜の基板からの剥離は、感光
性樹脂が基板上で硬化する際に収縮変形するために基板
との密着性を多少低下させてしまう。あるいは、インク
との長期接触によって、基板との密着性が低下するなど
の要因も付加されて、従来の方法では防止することが困
難であった。

そこで、本発明の方法においては、上記の切削工程終了
後に、切削面のカップリング剤による処理が実施され、
その結果上記のような欠陥が補修されるので、ヘッドの
着弾点精度の低下の原因を取り除くことができる。

本発明における切削面のカップリング剤による処理は、１）カップリング剤を適当な濃度で溶媒に溶解した溶
液に切削面を浸漬する、２）カップリング剤自身を、あるいはカップリング剤
を適当な濃度で溶媒に溶解した溶液を切削面にスプレー
する、３）カップリング剤自身を、あるいはカップリング剤
を適当な濃度で溶媒に溶解した溶液を切削面にハケ等を
溶いて塗布する等の方法により実施することができる。

本発明の方法において使用することができるカップリン
グ剤としては、通常カップリング剤として使用されてい
るもならばどれも使用可能であり、代表的には、以下に
官能基別に分類例示したものが挙げられる。

１）ビニル基を有するもの；ａ）ビニルトリクロルシラン〔CH₂＝CHSiCl₃〕ｂ）ビニルトリメトキシシラン〔CH₂＝CHSi（OCH₃）_３〕ｃ）ビニルトリエトキシシラン〔CH₂＝CHSi（OC₂H₅）_３〕ｄ）ビニルトリアセトキシシランｅ）ビニルトリス（β‐メトキシエトキシ）‐シラン〔CH₂＝CHSi（OCH₂CH₂OCH₃）_３〕ｆ）N-β‐（N-ビニルベンジルアミノエチル）‐γ‐ア
ミノプロピル‐トリメトキシシラン２）メタクリル基を有するもの；ａ）γ‐メタクリロキシプロピル‐トリメトキシシランｂ）γ‐メタクリロキシプロピル‐‐トリス‐（β‐メ
トキシエトキシ）シランｃ）３）エポキシ基を有するもの；ａ）β‐（3,4-エポキシシクロヘキシル）‐エチルトリ
メトキシシランｂ）γ‐グリシドキシプロピル‐トリメトキシシラン４）メルカプト基を有するもの；ａ）γ‐メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔HSCH₂CH₂CH₂Si（OCH₃）_３〕ｂ）γ‐メルカプトプロピル‐メチルジメトキシシラン〔HSCH₂CH₂CH₂Si（CH₃）（OCH₃）_２〕５）アミノ基を有するもの；ａ）γ‐アミノブロピルトリメトキシシラン〔NH₂CH₂CH₂CH₂Si（OCH₃）_３〕ｂ）γ‐アミノプロピルトリエトキシシラン〔NH₂CH₂CH₂CH₂Si（OC₂H₅）_３〕ｃ）N-β‐（アミノエチル）‐γ‐アミノプロピル‐ト
リメトキシシラン〔NH₂（CH₂）₂NH（CH₂）₃Si（OCH₃）_３〕ｄ）N-β‐（アミノエチル）‐γ‐アミノプロピル‐メ
チルジメトキシシラン〔H₂NCH₂CH₂NH（CH₂）₃Si（CH₃）（OCH₃）_２〕ｅ）N-（ジメトキシメチルシリルイソブチル）‐エチレ
ンアミン〔H₂NCH₂CH₂NHCH₂CH（CH₃）CH₂Si（OCH₃）₂CH₃〕ｆ）γ‐［ビス（β‐ヒドロキシエチル）］‐アミノプ
ロピルトリエトキシシラン〔（HOCH₂CH₂）₂N（CH₂）₃Si（OC₂H₅）_３〕ｇ）γ‐ユレイドプロピルトリエトキシシラン〔NHCONH（CH₂）₃Si（OC₂H₅）_３〕ｈ）γ‐アニリノプロピルトリメトキシシランｉ）ｊ）ｋ）６）メチル基を有するもの；ａ）メチルトリクロロシラン〔CH₃SiCl₃〕ｂ）ジメチルジクロロシラン〔（CH₃）₂SiCl₂〕ｃ）トリメチルクロロシラン〔（CH₃）₃SiCl〕ｄ）メチルトリメトキシシラン〔CH₃Si（OCH₃）_３〕ｅ）メチルトリエトキシシラン〔CH₃Si（OC₂H₅）_３〕ｄ）ヘキサメチルジシラザン〔（CH₃）₃SiNHSi（CH₃）_３〕５）クロロ基を有するもの；ａ）γ‐クロロプロピルトリメトキシシラン〔Cl（CH₃）₃Si（OCH₃）_３〕ｂ）γ‐クロロプロピルメチルジメトキシシラン〔Cl（CH₃）₃Si（CH₃）（OCH₃）_２〕６）フェニル基を有するもの；ａ）フェニルトリメトキシシランｂ）フェニルトリエトキシシラン更に、これらの化合物の他にも、以下のようなチタン含
有化合物を用いることができる。

ａ）テトライソプロピルチタネート〔Ti［OCH（CH₃）_２］_４〕ｂ）テトラノルマルブチルチタネート〔Ti（OC₄H₉）_４〕ｃ）テトラ（2-エチルヘキシル）チタネート〔Ti［OCH₂CH（C₂H₅）C₄H₉］_４〕ｄ）テトラステアリルチタネート〔Ti（OC₁₇H₃₅）_４〕ｅ）ジイソプロポキシ‐‐ビス‐（アセチルアセトナ
ト）チタン〔Ti［OCH（CH₃）_２］_２［OC（CH₃）CHCOCH₃］_２〕ｆ）ジノルマルブトキシ‐ビス‐（トリエタノールアミ
ナト）チタン〔Ti（OC₄H₉）_２［OC₂H₄N（C₂H₄OH）_２］_２〕ｇ）ジヒドロキシ‐ビス‐（ラクタト）チタン〔Ti（OH）_２［OCH（CH₃）COOH］_２〕ｈ）イソプロポキシチタントリイソステアレート〔Ti［OCH（CH₃）_２］（OCOC₁₇H₃₅）_３〕ｉ）チタニウムイソプロポキシオクチレン‐グリコレー
トｊ）チタニウムノルマルブトキシオクチレン‐グリコレ
ートｋ）チタンラクテートエチルエステル〔Ti（OC₃H₇）（C₅H₉O₃）_２〕ｌ）チタントリエタノールアミネート〔Ti（C₆H₁₃O₃N）_２〕ｍ）イソプロピルトリドデシルベンゼン‐スルホニルチ
タネートｎ）イソプロピル‐トリス‐（ジオクチルパイロ‐ホス
フェート）チタネートｏ）テトライソプロピル‐ビス‐（ジオクチルホスファ
イト）チタネート〔［（CH₃）₂CHO］₄Ti［Ｐ（OC₈H₁₇）₂OH］_２〕ｑ）テトラオクチル‐ビス‐（ジトリデシルホスファイ
ト）チタネート〔（C₈H₁₇O）₄Ti［Ｐ（OC₁₃H₂₇）₂OH］_２〕ｒ）テトラ（2,2-ジアリルオキシメチル‐1-ブチル）‐
ビス‐（ジ‐トリデシル）‐ホスファイトチタネートｓ）ビス‐（ジオクチルパイロホスフェート）‐オキシ
アセテートチタネートｔ）ビス‐（ジオクチルパイロホスフェート）‐エチレ
ンチタネートなお、これらの化合物を本発明の方法に使用する際して
は、インク通路壁の形成に用いる感光性樹脂と反応する
適当な官能基を有しているものを適宜選択して使用する
のが良い。

このようにして、切削面をカップリング剤によって処理
すると、切削面に形成された、各部材の微細な欠けや割
れ、あるいは感光性樹脂硬化膜と基板あるいは覆いとの
微細な剥離部分にカップリング剤が充填され、これらの
欠陥が補修されるとともに、これらの部分の耐インク性
が向上し、ヘッドの特に着弾点精度の低下を防止するこ
とができる。

切削面のカップリング処理が終了したところで、切削面
を研磨して平滑化し、貫通孔９にインク供給管10を取付
けてインクジェットヘッドを完成する。

なお、第７図に示したヘッドに於いては、インク通路8-
2とインク供給室8-1の側壁が硬化フォトレジスト膜4Pに
よって一体成形されているが、インク通路とインク供給
室を別々に成形した後接合して形成されるヘッドについ
ても本発明の方法を適用することができる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に従って本発明の方法を更に詳
細に説明する。

実施例１第１図〜第７図を用いて先に明細書中で説明した本発明
の方法により、インク吐出エネルギー発生素子として発
熱素子［ハフニウムボライド（HfB₂）］10個のオリフィ
ス（オリフィス寸法;75μｍ×50μｍ、ピッチ0.125mm）
を有するオンデマンド型インクジェットヘッドの作成を
以下のようにして実施した。

まず、シリコンからなる基板上に発熱素子の複数を所定
の位置に配設し、これらに記録信号印加用電極を接続し
た。

次に、発熱素子が配設された基板面上に保護膜としての
SiO₂層（厚さ1.0μｍ）を設け、保護層の表面を清浄化
すると共に乾燥させた後、保護層に重ねて、80℃に加温
された膜厚75μｍのリンストン（RISTON）730Sドライフ
ィルムフォトレジスト（商品名、デュポン社製）を0.4f
/min.の速度、1Kg/cm³の加圧条件下でラミネートした。

続いて、基板面上に設けたドライフィルムフォトレジス
ト上に、インク通路インク供給室の形状に対応したパタ
ーンを有するフォトマスクを重ね合わせ、最終的に形成
されるインク通路中に上記素子が設けられるように位置
合せを行なった後、このフォトマスクの上部から8.2mW/
cm²の強度の紫外線を用いてフォトレジストを露光し
た。

次に、露光済みのフォトレジストを、トリクロルエタン
中に浸漬して現像処理し、フォトレジストの未重合（未
硬化）部分を基板上から溶解除去して、基板上に残存し
た硬化フォトレジスト膜によって最終的にインク通路及
びインク供給室となる溝を形成した。

現像処理を終了した後、基板上の硬化フォトレジスト膜
を、250℃で１時間加熱し、更に、これに50mW/cm²の強
度の紫外線を２分間照射して更に硬化させた。

このようにして、硬化フォトレジスト膜によってインク
通路及びインク供給室となる溝を基板上に形成した後、
形成した溝の覆いとなるソーダガラスからなる貫通孔の
設けられた平板にエポキシ系樹脂接着剤を厚さ３μｍに
スピンコートした後、予備加熱してＢステージ化させ、
これを硬化したフォトレジスト上に貼り合わせ、更に、
接着剤を本硬化させて接着固定し、接合体を形成した。

続いて、接合体のインク通路の下流側、すなわ吐出エネ
ルギー発生素子の設置位置から下流側へ0.150mmのとこ
ろをインク通路に対して垂直に、市販のダイシング・ソ
ー（商品名;DAD2H/6型、DISOCO社製）を用いて切削し、
インクを吐出するためのオリフィスを形成した。

この切削工程を終了した後、切削面をγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランをエタノールに１重量％の
濃度で溶解した溶液に１分間浸漬処理した。

最後に、切削面を乾燥させ、更に、切削面を研磨して平
滑化し、貫通孔にインク供給管を取付けてインクジェッ
トヘッドを完成した。

このようにして本発明の方法により作成したヘッドの品
質及び長期使用に際しての耐久性を以下のようにして試
験した。

まず、得られた20個のヘッドのオリフィス形成面を金属
顕微鏡（オリンパス社製）を用いて観察し、硬化フォト
レジスト膜と基板または覆いとの間に剥離が生じている
かどうかを調べた。剥離が認められたヘッドの個数を表
２に示した。

次に、剥離の認められなかったヘッドを、インクとほぼ
同様の物性を有する水20重量％、エチレングリコール80
重量％からなる溶液に1000時間浸漬処理し、長期使用時
に相当する環境を作り出して、浸漬処理後のヘッドのオ
リフィス形成面を上記と同様にして観察し、硬化フォト
レジスト膜の剥離が生じるかどうかを調べた。剥離が認
られたヘッドの個数を表１に示した。

これとは別に、形成したヘッドを記録装置に取付け、水
20重量％、エチレングリコール重量％及び黒色染料重量
％の組成からなるインクを使用し、10⁸パルスの記録信
号を14時間連続的にヘッドに印加して印字を行ない、印
字の開始直後と、14時間経過後についてのインク着弾点
精度を測定比較して、長期間の連続使用時における耐久
性を評価した。

本実施例で得られたヘッドは、連続使用期間全般にわた
って、±12μm/mm飛翔距離と良好な着弾点精度が維持さ
れた。

なお、インク着弾点精度は、以下のようにして測定され
た。

まず、ヘッドをオリフィス配列方向が垂直になるように
固定して、オリフィスより2mmの距離に垂直にセットさ
れ、かつオリフィス配列方向と直交する方向、すなわち
水平方向に0.25m/sec.で走査する紙面上に、2.0kHzでオ
リフィス１本おきに５本同時に上記インクを吐出させ
た。

次に、得られた記録物から着弾点誤差を算出した。

すなわち、得られた記録物のオリフィスの配列方向に相
当する方向をＸ軸、これに直交する方向をＹ軸とし、紙
面上の任意の１ドットを原点に取り、Ｘ−Ｙ座標を設定
した。次にこの座標内での記録された各ドットのＸ座標
値わ、各ドットの両端のＸ座標値の相加平均値から求
め、同様の操作をＹ座標方向についても行ない各ドット
のＸ−Ｙ座標値を求めこれを着弾点とした。そして、Ｘ
軸方向に隣接する２つのドットの着弾点のＸ座標値の差
を算出し、これとオリフィスのピッチの２倍、すなわち
0.25mmとの差をＸ軸方向の着弾点誤差とした。また、Ｘ
軸方向に隣接する２つのドットのＹ座標値の差をＹ軸方
向での着弾点誤差とした。これらの計算を、１ヘッドに
ついて50パルス分のドットについて行なった。

このようにして得られた着弾点誤差の１ヘッドごとに得
られた最大値を20ヘッド分について平均した。

実施例２〜12 保護層の材質と、カップリング剤の種類を表１に示すよ
うにそれぞれ代え、実施例９〜12については、吐出エネ
ルギー発生素子としてピエゾ振動子（PbZrO₃-PbTiO
₃系）を用いる以外は実施例１と同様にしてインクジェ
ットヘッドの作成を実施し、実施例１と同様にしてヘッ
ドの品質と耐久性とを評価した。

剥離が認められたヘッドの個数を表１に示した。

また、耐久性評価における着弾点精度については、これ
らの実施例で得られたヘッドは、いずれも連続使用期間
全般にわたって、±11〜±15μm/mm飛翔距離と良好な着
弾点精度が維持された。

比較例１〜４カップリング剤による切削面の処理を行なわない以外
は、実施例１〜３及び実施例12と同様にしてインクジェ
ットヘッドの作成を実施し、実施例１と同様にしてヘッ
ドの品質と耐久性とを評価した。

剥離が認められたヘッドの個数を表１に示した。

また、耐久性評価における着弾点精度については、これ
らの比較例で得られたヘッドは、印字開始初期において
は、±10〜±16μm/mm飛翔距離程度であったものが、連
続印字後±31〜±140μm/mm飛翔距離程度にまで低下し
た。

〔発明の効果〕以上のような本発明のインクジェットヘッドの製造方法
によれば、高精度で、品質が良く、かつ安価なインクジ
ェットヘッドを提供することができる。

しかも、本発明のインクジェットヘッドの製造方法によ
れば、オリフィスを形成するための切削工程によって切
削面に生じた、特に各部材の接合部に生じた微細の欠け
や割れ、更には微細な剥離等の欠陥部分にカップリング
剤が充填されて、これらの欠陥が補修されるとともに、
これらの部分の耐インク性が向上するので、従来の方法
によって形成されたヘッドにおいて認められた感光性樹
脂硬化膜の基板からの剥離が原因となるオリフィスやイ
ンク通路の変形、あるいはインクとの長期接触による上
記欠陥部分からの感光性樹脂硬化膜の新たな剥離や、す
でにある微細剥離部からの剥離の進行が防止され、その
結果オリフィスやインク通路の所定形状の変形がなく、
良好な着弾点精度を有し、しかも長期使用に際しても初
期の良好な記録性能を維持できる耐久性に優れた、信頼
性の高いインクジェットヘッドを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明のインクジェットヘッドの製造
方法を説明するための模式図である。 1:基板 2:吐出エネルギー発生素子 3:保護膜 4:ドライフィルムフォトレジスト 4P:硬化フォトレジスト膜 5:フォトマスク 6:接着剤層 7:覆い 8:インク通路を形成する溝 8-1:インク供給室 8-2:インク通路 8-3:オリフィス 9:インク供給孔 10:インク供給用パイプ 11:接合体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に感光性樹脂膜を積層する工程と、該感光性樹脂膜をインク通路のパターンに対応して露光
処理する工程と、前記露光された感光性樹脂膜を現像することにより感光
性樹脂硬化膜中にインク通路となる溝を形成する工程
と、該溝を覆う覆いを前記感光性樹脂硬化膜上に積層する工
程と、前記基板、感光性樹脂硬化膜及び覆いとからなる積層体
の前記インク通路下流側を切削してオリフィスを形成す
る工程とを有するインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、前記切削工程の後、前記切削によって形成された切削面
をカップリング剤で処理することを特徴とするインクジ
ェットヘッドの製造方法。