JPH07137263A - 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法

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JPH07137263A
JPH07137263A JP29056393A JP29056393A JPH07137263A JP H07137263 A JPH07137263 A JP H07137263A JP 29056393 A JP29056393 A JP 29056393A JP 29056393 A JP29056393 A JP 29056393A JP H07137263 A JPH07137263 A JP H07137263A
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JP
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jet recording
recording head
liquid
liquid jet
flow path
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JP29056393A
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Shoji Shiba
昭二 芝
Akihiko Shimomura
明彦 下村
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い微細ノズルを有する液体噴射記
録ヘッド及びその製造方法及び液体噴射記録装置を提供
する。 【構成】 エッジシュータタイプの液体噴射記録ヘッド
において、基板と樹脂材料の界面に弾性樹脂層を設けて
なる液体噴射記録ヘッド及びその製造法並びに液体噴射
記録装置。

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方
式に用いる記録液小滴を発生するための液体噴射記録ヘ
ッドおよびその製造方法に関し、特にエッジシュータタ
イプの液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方式(液体噴射記録
方式)に適用される液体噴射記録ヘッドは、一般に微細
な記録液吐出口(オリフィス)、液流路および液流路の
一部に設けられる液体吐出エネルギー発生部を備えてい
る。従来このような液体噴射記録ヘッドを作成する方法
としては、例えば特開昭61−154947,特開昭6
2−253457に記載の次のような工程が知られてい
る(図1参照)。
【0003】まず、被処理基板1上に感光性樹脂層(ポ
ジ型フォトレジスト2)を形成し(図1(a))、これ
をマスク3を介して露光(図1(b))、現像処理を施
して感光性樹脂層をパターニングし、被処理基板上に液
流路となる型材を形成する(図1(c))。次に、パタ
ーニングされた型材上に活性エネルギー線硬化型あるい
は熱硬化型液流路形成用材料5を被覆し(図1
(d))、活性エネルギー線照射、あるいは加熱により
上記活性エネルギー線硬化型あるいは熱硬化型の液流路
形成用材料を硬化させる(図1(e))。さらに、上記
パターニングされた型材を、含ハロゲン炭化水素、ケト
ン、エステル、エーテル、アルコール等の有機溶剤ある
いは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水
溶液を用いて溶解除去し、液流路6を形成する(図1
(f))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】該方法において液体噴
射記録ヘッドを製造する場合、活性エネルギー線あるい
は熱硬化型の液流路形成用材料と液体吐出エネルギー発
生部を有する基板との接着面積は、ノズルの高密度化が
進むにつれて小さくなる。このため、高密度記録を達成
するために吐出口間隔を狭く配置した液体噴射記録ヘッ
ドにおいては、樹脂材料と基板との接着面積が小さくな
り接着力が不足してしまう。このため、基板と樹脂材料
との線膨張率の差、あるいは樹脂材料の硬化収縮により
発生する応力がノズル間の隔壁に集中し、樹脂材料の剥
離が発生する。また、最悪の場合には印字中に液流路を
形成する樹脂構造物が基板から剥離してしまうという問
題が発生する。そこで本発明の目的は、このような障害
の発生しない信頼性の高い液体噴射記録ヘッドおよびそ
の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、次に示す
手段により達成することができる。即ち、液体吐出エネ
ルギー発生部を有する基板上に、樹脂材料を積層して吐
出口および液流路を形成した構造を有するエッジシュー
タタイプの液体噴射記録ヘッドにおいて、基板と樹脂材
料の界面に弾性樹脂層を設けることにより、基板と樹脂
材料との線膨張率の差、あるいは樹脂材料の硬化収縮に
より発生する応力を緩和することができるため、十分な
接着力を得ることが可能となる。
【0006】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。図2の(1)〜(10)は、本発明における液体
噴射記録ヘッドの液流路形成方法を模式的に示したもの
であり、本発明にかかる液体噴射記録ヘッドの構成の一
例を示す。なお、本例においては2つの吐出口を有する
液体噴射記録ヘッドが示されるが、これ以上の吐出口を
有する。例えば記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
出口が多数個設けられるフルラインタイプの高密度液体
噴射記録ヘッドにおいても同様である。また液体噴射記
録ヘッドは多色用の吐出口が一体成形されたものでもよ
い。吐出口は記録媒体の被記録面に対向して設けられ
る。
【0007】本発明においては、例えば、ガラス、セラ
ミックス、プラスチック、金属等からなる基板が用いら
れる。図2の(1)は基板7上に弾性樹脂層8を形成し
た模式図である。このような基板は液流路および液室構
成材料の一部として機能し、また、後述の型材および硬
化性材料形成時の支持体として機能させるものであり、
この場合は、その形状、材質等特に限定されることなく
使用することができる。
【0008】また、本発明に用いられる弾性樹脂層とし
ては、セメダイン(株)製EP−001、SUPER−
X等の弾性接着剤が好適に用いられる。さらに、弾性樹
脂層の膜厚は任意に設定することが可能であるが、液流
路間の隔壁の一部として機能させることを考慮すると、
械的衝撃による隔壁の変形が生じない程度の膜厚とする
こと必要であり、液流路の幅以下の膜厚とすることが好
ましい。
【0009】上記の基板7上には、電気熱変換体あるい
は圧電素子等の液体吐出エネルギー発生素子が所望の個
数配置される(不図示)。このような液体吐出エネルギ
ー発生素子によって記録液小滴を吐出するための吐出エ
ネルギーが記録液に与えられ、記録が行われる。上記液
体吐出エネルギー発生素子として電気熱変換体が用いら
れる場合には、この素子が近傍の記録液を加熱すること
により吐出エネルギーを発生する。また、上記液体吐出
エネルギー発生素子として圧電素子が用いられる場合
は、この素子の機械的振動によって吐出エネルギーが発
生される。
【0010】なお、これらの素子には、これらの素子を
作動させるための制御信号入力用電極が接続されている
(不図示)。また、一般にこれら吐出口エネルギー発生
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、本発明においてもこのような機
能層を設けることは差し支えない。
【0011】次いで、弾性樹脂層8上に弾性樹脂層をパ
ターニングするための第一の感光性樹脂層9を塗布し
(図2の(2))、第一のマスク10を介してパターン
露光を行う(図2の(3))。その後、第一の感光性樹
脂層の現像(図2の(4))、弾性樹脂層のエッチン
グ、第一の感光性樹脂層の除去を行い、基板と硬化性樹
脂材料の接着部分に弾性樹脂のパターン11を形成する
(図2の(5))。なお、本例においては感光性樹脂材
料を用いて弾性樹脂層のパターニングを行っているが、
感光性を有する弾性樹脂材料を用いて直接パターニング
を行っても何ら差し支えない。
【0012】次に、パターニングされた弾性樹脂上に第
二の感光性樹脂層12を塗布し(図2の(6))、第二
のマスク13を介してパターン露光を行った後(図2の
(7))、引き続き現像処理を行って液流路形成用の型
材14を形成する(図2の(8))。上記型材は、後述
する各工程を経た後に除去され、該除去部分に液流路が
形成される。もちろん、型材の大きさは所望ものとする
ことが可能であり、弾性樹脂のパターンも該液流路の大
きさに応じたものとすることができる。
【0013】次いで、型材のパターン上に硬化性樹脂材
料15を被覆し、硬化させた後(図2の(9))、型材
を溶解除去することにより液流路16を形成する(図2
の(10))。ここで用いられる硬化性材料としては、
光照射または熱処理により硬化可能であり、上記型材を
被覆し得るものであれば使用することができるが、該材
料は液流路を形成して液体噴射記録ヘッドとしての構成
材料となるものであるので、基板との密着性、機械的強
度、耐蝕性の面で優れたものを選択することが好まし
い。
【0014】また、弾性樹脂層の曲げ弾性率は、基板と
硬化性樹脂材料との線膨張率の差あるいは硬化性樹脂材
料の硬化収縮により発生する応力を緩和させ、硬化性樹
脂材料の基板からの剥離を防止するために1〜350k
gf/mm2、好ましくは10〜250kgf/mm2
ものが好適に使用される。弾性樹脂層の弾性率が高い場
合、上記の目的が達成されず、また極端に低い場合には
機械的衝撃による液流路の変形、あるいはインクによる
弾性樹脂層の溶解といった問題が発生する。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例 液体吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換体を形
成したガラス被処理基板上に弾性接着剤EP−001
(セメダイン(株)社製)を膜厚5μmとなるように塗
布し、オーブン中80℃で30分間の熱処理を行って硬
化させた。この硬化膜上に、ポジ型フォトレジストAZ
−4903(ヘキスト社製)を膜厚10μmとなるよう
塗布し、オーブン中90℃で40分間のプリベークを行
ってレジスト層を形成した。次いで、ノズルパターンの
マスクを介して所定の露光、現像処理を行いレジスト層
をパターニングした後、酸素プラズマにより弾性接着剤
層をエッチングし、アセトン中に浸漬してレジストパタ
ーンを剥離することにより弾性接着剤のパターンを得
た。
【0016】次に、AZ−4903を膜厚30μm(平
板上での塗布条件)となるように塗布し、オーブン中9
0℃で40分間のプリベークを行った。次いで、液流路
のマスクパターンを介してパターン露光した後、水酸化
ナトリウム水溶液を用いて現像処理、引き続きイオン交
換水によるリンス処理を行って型材のレジストパターン
を得た。
【0017】次に、レジストパターン上に1.0J/c
2 の露光量で全面露光を行い、0.1mmHgの真空
条件下で30分間の脱気処理を行った後、日本ユニオン
カーバイト社製エポキシ樹脂 Cyracure UVR−6110 40重量部 Cyracure UVR−6200 20重量部 Cyracure UVR−6351 40重量部 および トリフェニルスルホニウムヘキサフル オロアンチモネート 1重量部 から成る光硬化性材料を被覆し、全面露光および熱処理
を行って硬化させた後、アセトン中で超音波処理を行い
レジストパターンを除去して600dpi相当のノズル
を有する液体噴射記録ヘッドを得た。
【0018】このようにして作成されたノズルを光学顕
微鏡により観察したところ、樹脂材料の基板からの剥離
は全く観察されなかった。さらに、このようにして作成
された液体噴射記録ヘッドは、安定な印字が可能であっ
た。
【0019】比較例 液体吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換体を形
成したガラス被処理基板上にポジ型フォトレジストAZ
−4903(ヘキスト社製)を膜厚30μmとなるよう
スピンコートし、オーブン中90℃で40分間のプリベ
ークを行ってレジスト層を形成した。このレジスト層上
にノズルのマスクパターンを介して露光した後、水酸化
ナトリウム水溶液を用いて現像、ついでイオン交換水で
リンス処理を施し、オーブン中70℃で30分のポスト
ベークを行い、レジストパターンを得た。
【0020】次に、レジストパターン上に1.0J/c
2 の露光量で全面露光を行い、0.1mmHgの真空
条件下で30分間の脱気処理を行った後、日本ユニオン
カーバイト社製エポキシ樹脂 Cyracure UVR−6110 40重量部 Cyracure UVR−6200 20重量部 Cyracure UVR−6351 40重量部 および トリフェニルスルホニウムヘキサフル オロアンチモネート 1重量部 から成る光硬化性材料を被覆し、全面露光および熱処理
を行って硬化させた後、アセトン中で超音波処理を行い
レジストパターンを除去して600dpi相当のノズル
を有する液体噴射記録ヘッドを得た。
【0021】このようにして作成されたノズルを光学顕
微鏡により観察したところ、ノズル間において樹脂材料
の基板からの剥離が観察された。
【0022】
【発明の効果】本発明による液体噴射記録ヘッドの製造
方法を採用することにより、信頼性の高い微細ノズルを
有する液体噴射記録ヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のノズルの形成方法を示す図。
【図2】本発明によるノズルの形成方法を示す図。
【符号の説明】
1 被処理基板 2 ポジ型フォトレジスト 3 マスク 4 レジストパターン 5 液流路形成用材料 6 液流路 7 基板 8 弾性樹脂層 9 第一の感光性樹脂層 10 第一のマスク 11 弾性樹脂のパターン 12 第二の感光性樹脂層 13 第二のマスク 14 型材 15 硬化性樹脂材料 16 液流路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体吐出エネルギー発生部を有する基板
    上に、樹脂材料を積層して吐出口および液流路を形成し
    た構造を有するエッジシュータタイプの液体噴射記録ヘ
    ッドにおいて、基板と樹脂材料の界面に弾性樹脂層を設
    けることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 弾性樹脂層の曲げ弾性率が1〜350k
    gf/mm2 以下、好ましくは10〜250kgf/m
    2 以下であることを特徴とする請求項1に記載の液体
    噴射記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 感光性樹脂をパターニングして液流路形
    成用型材を形成し、該型材上の活性エネルギー線硬化型
    材料もしくは熱硬化型材料を被覆し硬化させた後、液流
    路形成用型材を溶解除去することにより液流路を作成す
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射記
    録ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 液体吐出エネルギー発生部が、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1又は2に記載の液体噴射記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
    出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射記
    録ヘッド。
  6. 【請求項6】 多色用の吐出口が一体成形されたもので
    あることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射
    記録ヘッド。
JP29056393A 1993-11-19 1993-11-19 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 Pending JPH07137263A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001225477A (ja) * 2000-02-18 2001-08-21 Brother Ind Ltd インクジェットヘッドの製造方法
GB2410466A (en) * 2004-01-29 2005-08-03 Hewlett Packard Development Co A method of making an inkjet printhead
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