JPH07164639A

JPH07164639A - インクジェット記録ヘッド、その製造方法、およびその記録ヘッドを備えた記録装置

Info

Publication number: JPH07164639A
Application number: JP31297893A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kobayashi; 順一小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】インク流路等でのゴミ詰まりによる吐出不良
が生じないインクジェット記録ヘッド、およびその様な
記録ヘッドを特別な工程を経ることなく容易に製造でき
る方法を提供する。【構成】インク供給口（９）を取り囲むように配列さ
れた柱状構造よりなるフィルター（１３）をインク液室
（１０）内に有することを特徴とするインクジェット記
録ヘッド、および、レジスト等を用いて、吐出口、流路
および液室相当部に固体層を形成すると共に、フィルタ
ー形成用の空孔を固体層中に形成しておき、トランスフ
ァーモールド等で成型し、その後固体層を除去する工程
を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法。

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
式に用いるインクジェット記録ヘッド、その製造方法、
および、その記録ヘッドを具備する記録装置に関する。

【０００２】

【従来技術】インクジェット記録方式に使用するインク
ジェット記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」という）に
は、一般に、インクを吐出するための吐出口と、この吐
出口に供給するためのインクを貯える液室と、吐出口と
液室とを連通するインク流路と、インク流路の一部に設
けられたインクを吐出するためのエネルギーを発生する
エネルギー発生素子と、液室に外部からインクを供給す
るためのインク供給口が設けられている。

【０００３】従来の記録ヘッドの製造方法としては次の
ようなものが知られている。

【０００４】（１）エネルギー発生素子が設けられた第
１の基板を用意し、一方、ガラスや金属などから成る第
２の基板に切削やエッチングなどの加工手段により吐出
口、流路および液室を形成するための凹部ならびに液室
と外部とを連通するための供給口を設け、この第１の基
板に第２の基板をエネルギー発生素子と流路との位置を
合わせて接着剤により貼り合わせる方法。

【０００５】（２）エネルギー発生素子が設けられたガ
ラス等からなる第１の基板にポジ型またはネガ型の感光
性ドライフィルムを貼り、この感光性ドライフィルムの
うち吐出口、流路および液室に相当するパターンをマス
クまたは露出させて露光し、現像して吐出口、流路およ
び液室に相当するパターン状の固体層を第１の基板上に
設ける。次いで、この固体層および第１の基板の上に硬
化剤が混合された液状の硬化性材料を適当な厚さに塗布
し、所定の温度で長時間放置して硬化性材料を硬化させ
る。次いで、硬化性材料が硬化した第１の基板を吐出口
を形成する位置で切断して固体層の端面を露出させたの
ち固体層を溶解する溶剤中に浸漬し、硬化性材料が硬化
した第１の基板から固体層を溶解除去して内部に流路お
よび液室を構成する空間を設ける方法（特開昭６１−１
５４９７号公報等参照）。

【０００６】（３）エネルギー発生素子が設けられた第
１の基板にポジ型またはネガ型の感光性ドライフィルム
を貼り、この感光性ドライフィルムのうち吐出口、流路
および液室に相当するパターンをマスクまたは露出させ
て露光し、現像して吐出口、流路および液室に相当する
パターンの固体層を第１の基板上に設ける。次いで、こ
の固体層および第１の基板の上に活性エネルギー線によ
り硬化する活性エネルギー線硬化性材料を適当な厚さに
塗布し、液室の一部を構成するための凹部および供給口
が設けられた活性エネルギー線透過性の第２の基板を活
性エネルギー線硬化性材料の上に凹部を液室が形成され
る予定位置に合わせて貼り付け積層体を作る。次いで、
活性エネルギー線硬化性材料のうち液室が形成される予
定部分を隠すように第２の基板をマスクして、この第２
の基板を介して活性エネルギー線硬化性材料に活性エネ
ルギー線を照射し硬化させる。次いで、活性エネルギー
線硬化性材料が硬化した積層体を吐出口を形成する位置
で切断して固体層の端面を露出させたのち、固体層と未
硬化の活性エネルギー線硬化性材料とを溶解する溶剤中
に浸漬し、積層体から固体層および未硬化の活性エネル
ギー線硬化性材料を溶解除去して内部に液流路および液
室を構成する空間を設ける方法（特開昭６２−２５３４
５７号公報等参照）。

【０００７】（４）エネルギー発生素子が設けられたガ
ラス等からなる第１の基板上に、除去可能な材料からな
る固体層を、吐出口、流路および液室に相当する部分に
形成する。次いでトランスファーモールド法により、液
室相当部の一部分（インク供給口となる部分）等を除く
他の部分の固体層および第１の基板上をモールド樹脂で
被覆する。次いで、第１の基板を吐出口を形成する位置
で切断して固体層の端面を露出させた後、固体層を溶解
する溶剤中に浸漬し、モールド樹脂で被覆された第１の
基板から固体層を溶解除去して、内部に流路および液室
を形成する空間を設ける方法。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の（１）から
（４）の方法により製造した従来の記録ヘッドでは、イ
ンク供給系内に異物やゴミ等が流入したり、あるいはヘ
ッド作製工程途中でゴミ等が進入したりして、インク流
路等に詰まることに起因する、いわゆるインクのヨレ、
ムラ、不吐出等の吐出不良が生じることがある。

【０００９】本発明の第一の目的は、インク供給特性等
を維持しつつ、インク流路等でのゴミ詰まり等が無く、
インクのヨレ、ムラ、不吐出等の吐出不良が生じないイ
ンクジェット記録ヘッドおよび記録装置を提供すること
にある。

【００１０】また本発明の第二の目的は、その様な優れ
た記録ヘッドを特別な工程を経ることなく容易に形成で
きる製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、インク吐出口と、該インク吐出口に供給
するためのインクを貯えるインク液室と、該インク液室
内にインクを供給するためのインク供給口と、該インク
吐出口と該インク液室とを連通するインク流路と、該イ
ンク流路内のインクに吐出エネルギーを付与するための
インク吐出エネルギー発生素子とを少なくとも備えるイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク供給口を
取り囲むように配列された柱状構造よりなるフィルター
を前記インク液室内に有することを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッドである。

【００１２】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法は、インク吐出エネルギー発生素子が設けられた基
板上の少なくともインク吐出口、インク流路およびイン
ク液室に相当する部分に、除去可能な部材から成る固体
層を形成する工程と、前記固体層を被覆することにより
少なくとも前記インク吐出口、インク流路およびインク
液室の壁部となる樹脂を成型する工程と、前記固体層を
除去する工程とを有するインクジェット記録ヘッドの製
造方法において、前記固体層のインク液室に相当する部
分にインク供給口を取り囲むように配列された柱状構造
よりなるフィルターに相当する空間を形成しておき、前
記成型工程を行うことによって、前記樹脂より成る前記
フィルターを前記インク液室内に形成することを特徴と
するインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

【００１３】本発明の記録装置は、記録媒体の被記録面
に対してインクを吐出する吐出口が設けられている前記
本発明の記録ヘッドと、該ヘッドを載置するための部材
とを少なくとも具備することを特徴とする記録装置であ
る。

【００１４】

【作用】本発明においては、インクジェット記録ヘッド
の液室内に特定構造のフィルターを形成するので、これ
によってインク流路内へのゴミ等の進入を防止するとい
う作用を奏し、上記目的を達成するものである。

【００１５】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００１６】図１は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの実施態様を示す模式的斜視図である。この図に示す
態様においては、基板１上に、モールド樹脂６を壁材と
した空間からなるインク吐出口７、インク液路８、イン
ク液室１０が設けられている。また、液室１０の上部に
はインク供給口９が設けられている。インク液室１０
は、インク吐出口７に供給するためのインクを貯えるも
のであり、また外部からインク供給口９を介してインク
が補充される。インク吐出口７とインク液室１０とはイ
ンク流路８で連通されている。このインク流路８内のイ
ンクは、インク吐出エネルギー発生素子（不図示）から
付与される吐出エネルギに応じてインク吐出口７から小
滴として吐出する。

【００１７】そして本発明においては、インクをろ過す
るためのフィルター１３がインク液室１０内に設けられ
ている。このフィルター１３は、インク供給口９を取り
囲むように配列された柱状構造よりなる。また、この図
に示す態様において柱状構造は、インク液室１０の上面
から下面に連なる柱である。ここで柱と柱の間の空間の
幅（フィルター構造の開口径）は、インク吐出口７およ
びインク流路８の幅以下にしてある。この様な構造のフ
ィルター１３によって、たとえインク供給口９から補充
するインク中にゴミ等が入っている場合でも、インク流
路８内へのゴミ等の流入を阻止できる。このフィルター
の開口径（柱と柱の間の幅）は、インク吐出口およびイ
ンク液路の幅以下とすればよく特に限定されないが、そ
の幅の１／２以下にすることが更に好ましい。

【００１８】この態様の様に柱状構造を、インク液室１
０の上面から下面に連なる柱とすることによって、フィ
ルター機能と同時に液室部の機械的強度が向上し、さら
に上部に接続するインク供給系との圧接続も可能となり
信頼性も向上するという効果も得られる。

【００１９】また、図１に示す態様においては、３つの
吐出口を有するインクジェット記録ヘッドを示したが、
勿論これ以上の多数の吐出口を有する高密度マルチアレ
イインクジェット記録ヘッドとしてもよい。

【００２０】図２〜図５は、本発明の方法の実施態様に
おける工程を順次示した図であり、各図において（ａ）
は模式的平面図、（ｂ）は模式的断面図である。

【００２１】まず図２に示す様に、基板１上にインク吐
出エネルギー発生素子２および電極３を配設する。基板
１としては、例えばガラス、セラミックス、プラスチッ
ク、金属等を使用できる。ただし、インク流路等の構成
部材の一部として機能し、また後述する固体層４の支持
体として機能し得るものであれば、基板１の形状、材質
等は特に限定されない。

【００２２】インク吐出エネルギー発生素子２は、イン
ク小滴を吐出させるエネルギーをインク液に与えるため
に基板１上に所望の個数配置したものであり、例えば、
電気熱変換素子、圧電素子などを使用できる。電気熱変
換素子を用いた場合は、この素子の近傍のインクが加熱
されることにより吐出エネルギーが発生する。また圧電
素子を用いる場合は、この素子の機械的振動によって吐
出エネルギーが発生する。

【００２３】電極３は、インク吐出エネルギー発生素子
２を動作させるための制御信号を入力するために接続し
たものであり、例えば、導電材（アルミニウム等）を蒸
着、スパッタリング、エッチングなどの半導体製造プロ
セスにより成膜形成して得ることができる。また一般に
は、インク吐出エネルギー発生素子２と電極３の一部の
耐久性を向上させる目的で、保護膜層等の各種機能層が
設けられる場合があるが、勿論本発明においてもこの様
な各種機能層を設けることには一向に差し支えない。

【００２４】次いで図３に示す様に、インク吐出エネル
ギー発生素子２等を配設した基板１上に、除去可能な固
体層４を形成する。この固体層４は、除去可能なもので
あれば材料は特に限定されない。また、この固体層４
は、少なくともインク吐出口、インク流路およびインク
液室に相当する部分に配設されたパターン状の層であ
る。また、フィルターを形成するための空孔５も同時に
形成しておく。後のトランスファーモールド工程におい
て、この空孔５の中にモールド樹脂が流入充填し、柱状
構造が形成される。また、このフィルターを形成するた
めの空孔５の配置は、図３（ａ）に示す様に、インク吐
出口相当部の幅ｄ₁ およびインク流路相当部の幅ｄ₂ よ
りも、各空洞孔の間隔ｄ₃ を狭くする。これによってフ
ィルターの開口径をインク吐出口およびインク流路の幅
以下とすることができ、良好なフィルター機能を得るこ
とができる。

【００２５】固体層４をパターン状に形成する方法とし
ては、基板１上に例えばポジ型もしくはネガ型の感光性
レジストを所定の厚さにスピンナーコーティングした
り、また例えばポジ型もしくはネガ型の感光性ドライフ
ィルム等をラミネーターにより積層するなどして感光層
を形成し、流路および液室に相当する部分のパターンを
マスクまたは露出させて露光し、現像する方法がある。
ただし固体層４をパターン状に形成する方法はこれに限
定されず、所望のパターンが得られる方法であればどの
様な方法を採用してもよい。

【００２６】なお本発明において、ヘッドの製造の為の
主要工程をフォトレジストやドライフィルム等を用いた
フォトリソグラフィー技術による工程にした場合は、記
録ヘッドの細密部を所望のパターン（配置、形状、寸
法）で、精度良く、再現性の優れた形成を極めて容易に
形成できるばかりか、同構成の多数の記録ヘッドを同時
に加工することも容易となる。そして、使用するフォト
マスクに空孔パターンを設けることで、特別な工程を設
けること無くインク流路相当部、液室相当部、空孔部等
のパターンを有する固体層を一度に形成できる。

【００２７】次いで図４に示す様に、トランスファーモ
ールドを行い、固体層４を被覆することにより少なくと
もインク吐出口、インク流路、インク液室ならびにイン
ク供給口の壁部、およびフィルターを構成する柱状構造
を同時に成型する。この様な同時成型する態様は、特別
な工程を設ける必要が無い等の点から好ましい方法であ
る。

【００２８】ここで固体層を被覆するとは、流路など前
記各構成部分の機能を奏する様に被覆すれば充分であ
り、必ずしも固体層４の全ての部分を被覆する必要はな
い。この図に示す態様においては、インク供給口１０と
なる部分を残して被覆した状態で、かつ記録ヘッドの外
形をも構成する様にモールド樹脂６を成型したものであ
る。即ち、上型１１には、インク供給口１０となるべき
部分の凸部を含み、かつ両型は外形を形成するためのキ
ャビティを有する。

【００２９】このトランスファーモールド法は通常の方
法により行えばよい。すなわち、固体層４が形成された
基板１を、適当なランナー、ゲート、エア抜き構造を備
えたキャビティーからなる上型１１、下型１２のいずれ
かへ挿入したのち型締めを行う。例えば、熱硬化性のエ
ポキシ樹脂をモールド樹脂６の材料として用いた場合、
樹脂の予備加熱温度６０〜９０℃、注入圧力２０〜１４
０ｋｇｆ／ｃｍ² 、成型型温度１００〜１８０℃、保圧
硬化時間１〜１０分および成型後のポストキュアという
一般的な成型条件、工法に従って行えばよい。これら条
件は、成型性（形状、樹脂内の気泡、バリ、フラッシュ
など）を確認し、それぞれ適切なポイントを設定すれば
良い。一般に、成型温度を高くすれば硬化時間は短くて
済む。また注入圧力が高いほど、形状の安定性、気泡の
発生が無くなるが、過剰な圧力は製品へのダメージ、樹
脂のバリ、フラッシュの問題を起こす。また、ポストキ
ュアを行う時期としては、必ずしも成型と連続して行う
必要はなく、製品が完成するまでのどの時点で行っても
良い。従って、工程の都合の良い段階で行うことができ
る。もちろん製品の使用状態によっては、前記工程を除
くことも可能である。また、成型後に型から製品を離型
する場合の離型性を良くする目的で、金型などに離型剤
を用いてもよい。

【００３０】モールド樹脂６の成型手段としては、量産
性、精度、成型タクト等の点から、トランスファーモー
ルド法が本発明に最も適している。ただし、他の方法、
例えば、射出成型、ポッティング、注型等の方法を用い
ても差し支えない。モールド樹脂６の材料としては、各
種の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用できる。また、
成型手段に応じて、液状であって常温硬化、熱硬化、紫
外線硬化などが可能な樹脂を用いることができる。具体
的には、例えばアリル系樹脂、ジアリルフタレート系樹
脂、シリコン系樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、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、尿素樹脂等
が挙げられる。

【００３１】次いで図５に示す様に、固体層４を除去し
て、インク吐出口、インク流路およびインク液室となる
空間を形成する。固体層４を除去する手法としては、例
えば固体層４をポジ型ドライフィルムレジストとした場
合は、苛性ソーダ５重量％水溶液、またはアセトン等の
有機溶剤を用いることができる。この除去用の溶剤とし
ては、モールド樹脂との選択性のあるものであれば、前
記するもの以外でも制限無く使用可能である。さらに、
この工程において、溶剤の攪拌、超音波等の除去促進手
段を併用することで、より効果的に除去することもでき
る。本発明においては、固体層４を除去した後は空孔５
に流入したモールド樹脂６が柱状構造となって残ってお
り、この構造がフィルターの作用を奏する。

【００３２】また、インクの吐出特性はインク流路の長
さにより変化するので、最適な位置を決めるために吐出
口付近を所定位置で切断する場合もある。なお、吐出口
部の切断を行ってから固体層を除去することも可能であ
る。この様に吐出口部を切断する際にインクジェットの
重要な役割を占めるインク流路内等に固体層を存在させ
ておけば、切削粉、ゴミ等によるインク流路内の詰まり
といった問題をさらに防止できる。しかも、固体層の除
去性も向上する利点がある。

【００３３】以上、図１に示した態様のインクジェット
記録ヘッドに基づいて本発明を説明したが、本発明にお
いて柱状構造は、インク液室の上面から下面に連なる柱
に限定されない。例えば、前記インク液室の上面から下
方に伸びるが下面には至っていない柱（所謂、つらら状
の構造）であってもよい。この様な構造は、例えば図６
（ａ）、（ｂ）に示す様な方法で形成できる。この方法
においては、例えば固体層４にポジ型の感光レジストを
用い、フォトマスク２枚を用いた２回露光によりパター
ニングする。１回目の露光では、流路、液室部に相当す
るパターンを形成する適正露光量で露光する。２回目の
露光では、フィルター構造を形成するパターンのフォト
マスクを本来の適正露光量よりも少ない露光量で露光を
行う。この露光量でディンプル１４の深さ（Ｄ）が制御
できる。この後、現像を行うことで第一のマスクの露光
量と第二のマスクの露光量に差があることから第一のマ
スクパターン（流路、液室部に相当する）が現像完了す
る時点では第二のパターンは現像不足状態となり、現像
途中の形成状態が得られ、図７（ａ）に示す様なディン
プル１４が形成できる。このディンプル１４とは、言い
換えるならば、固体層のインク液室に相当する部分の上
面から下方に伸びるが下面には至っていない空孔であ
る。この後モールド成型すると、モールド樹脂６はディ
ンプル１４に入り基板とは連通しない。次いで固体層４
を除去すれば図７（ｂ）に示す様にモールド樹脂６より
なるつらら状の柱状構造が形成できる。

【００３４】フィルター構造の開口径は、出来るだけ細
かく小さい方が性能上好ましいが、インクの通過性が悪
くなりインク供給能力低下により、リフィル周波数低
下、不吐出が懸念される。しかし、この様なつらら状の
柱状構造を採用すれば、同じ開口径であってもインクの
通過面積が増すことから、供給能力問題とフィルター能
力を有効に活用できる。すなわち、つらら状の構造によ
り流抵抗を減少し、インク供給不足を解消できる。ま
た、本構造はインク供給口から流路までの液室内全域に
形成することでゴミの捕獲によるフィルターつまりによ
るインク供給不足にも対応可能となる。

【００３５】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飛躍液滴を形成し、記録
を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装置
に於て、優れた効果をもたらすものである。

【００３６】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
４９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行うものが好ましい。この記録方式
は所謂オンデマンド型、コンティニュアンス型のいずれ
にも適用可能である。

【００３７】この記録方式を簡単に説明すると、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液体
（インク）に該沸騰現象を越え、沸騰現象を生じるよう
な急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動
信号を印加することによって、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を生じさせる。この
様に液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆動信
号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオンデ
マンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、収
縮により吐出口を介して液体（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
形状にすると、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４３４５
２６２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。

【００３８】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、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されている様に、熱作
用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発
明に含まれる。

【００３９】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口とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
においても本発明は有効である。

【００４０】更に、本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に
対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがある。
このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示されて
いるような記録ヘッドを複数組み合わせることによって
フルライン構成にしたものや、一体的に形成された一個
のフルライン記録ヘッドであっても良い。

【００４１】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でも本発明は有効で
ある。

【００４２】又、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対
する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
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手段
を付加することも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００４３】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせて
構成したものかのいずれでも良いが、異なる色の複色カ
ラー又は、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。

【００４４】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、室温で軟化状態になるイ
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であれば良い。

【００４５】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いることもできる。いずれにし
ても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイン
クが液化してインク液状として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、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
持つインクの使用も本発明には適用可能である。

【００４６】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７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又は貫通孔に液状
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良い。

【００４７】本発明において、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。

【００４８】図７は本発明により得られた記録ヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ(IJC) として装着し
たインクジェット記録装置(IJRA)の一例を示す外観斜視
図である。

【００４９】図において、２０はプラテン２４上に送紙
されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行な
うノズル群を備えたインクジェットヘッドカートリッジ
(IJC) である。１６はIJC ２０を保持するキャリッジＨ
Ｃであり、駆動モータ１７の駆動力を伝達する駆動ベル
ト１８の一部と連結し、互いに平行に配設された２本の
ガイドシャフト１９Ａおよび１９Ｂと摺動可能とするこ
とにより、IJC ２０の記録紙の全幅にわたる往復移動が
可能となる。

【００５０】２６はヘッド回復装置でありIJC ２０の移
動経路の一端、例えばホームポジションと対向する位置
に配設される。伝動機構２３を介したモータ２２の駆動
力によって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、IJC ２
０のキャッピングを行なう。このヘッド回復装置２６の
キャップ部２６ＡによるIJC ２０のキャッピングに関連
させて、ヘッド回復装置２６内に設けた適宜の吸引手段
によるインク吸引もしくはIJC ２０へのインク供給経路
に設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、イ
ンクを吐出口より強制的に排出させることによりノズル
内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を行なう。
また、記録終了時等にキャッピングを施すことによりIJ
C が保護される。

【００５１】３０はヘッド回復装置２６の側面に配置さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３０は、ブレード保持部材３
０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２
６と同様、モータ２２および伝導機構２３によって動作
し、IJC ２０の吐出面との係合が可能となる。これによ
り、IJC ２０の記録動作における適切なタイミングで、
あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理後
に、ブレード３０をIJC ２０の移動経路中に突出させ、
IJC ２０の移動動作に伴ってIJC ２０の吐出面における
結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものである。

【００５２】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明する。

【００５３】＜実施例１＞図２〜図５に示した工程に従
い、次の様に記録ヘッドを作製した。基板１にシリコン
ウエハーを用い、基板１上には、電気熱変換体２（材質
ＨｆＢ₂ からなるヒーター）と電気熱変換体２に対応す
る電極３（材質Ａ１）を所定の間隔を置いて並んだ状態
とした。また図示していないが、耐久性の向上などを目
的として、各電極３、各電気熱変換体２を含む面に保護
膜（ＳｉＯ₂ 、Ｔａ）などの各種の機能層を設けた。

【００５４】次いで、基板１上にポジレジストを所定の
厚さにスピンナーコーティングし、各電気熱変換体２に
相対するインク流路および液室のパターンのマスクを介
して露光し、現像することによって固体層４を形成し
た。また同時に、このマスクパターンには柱状構造とな
る空孔５が固体層４に形成されるような所定のパターン
を設けた。

【００５５】次いで、固体層形成後の基板をトランスフ
ァーモールド成型機に入れ、熱硬化性のエポキシ樹脂で
成型した。この成型によりインク流路等の壁部やヘッド
外形が得られた。またこれと同時に、空孔５内に充填さ
れたモールド樹脂６によって柱状構造からなるフィルタ
ーも得られた。

【００５６】次いで、所定のインク流路長さに吐出部を
ウエハーを切断する公知のダイシング法により切断し
た。これは、インク流路の長さを調製して吐出性能を向
上させる為に行ったものである。この後、苛性ソーダ５
重量％水溶液を使用して固体層４を除去した。

【００５７】この様にして得た記録ヘッドは、インク吐
出口７の幅４０μｍ、高さ４０μｍ、インク流路８の数
が６４本、インク流路８の断面の幅６０μｍ、高さ４０
μｍ、液室の大きさが６ｍｍ×４ｍｍ×厚さμｍ、フィ
ルター構造１３の柱の直径が３０μｍ、フィルター構造
の開口径（柱と柱の間の空間の幅）が３０μｍのもので
ある。

【００５８】このインクジェット記録ヘッドをプリンタ
ーに搭載し、Ａ４用紙に全流路インク吐出で５０００枚
の連続記録を行ったところ、インクのヨレ、ムラ、不吐
出等の吐出不良は全く生じなかった。

【００５９】＜比較例１＞フィルターを全く設けなかっ
た以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録ヘ
ッドを作製した。この記録ヘッドを使用し、実施例１と
同様の条件で連続記録を行ったところ、５００枚にイン
ク流路のゴミ詰まりによるヨレ、ムラ、不吐出等の吐出
不良が生じた。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下に列
挙する効果が得られる。

【００６１】（１）本発明の記録ヘッドによれば、イン
ク液室内にフィルター構造を設けたことにより、外部か
ら進入する異物、ゴミ等を防止でき、インクジェット記
録ヘッドの致命的な不良である不吐出、ヨレが発生しな
い品質の良いものである。また、インクからのゴミ、異
物のみならず、インクジェット記録ヘッド作製工程途中
でのゴミ進入による不良もあるが、本発明によれば流路
と液室が完成した時点からフィルターが形成されている
ので前記する工程中の不良は発生しない。

【００６２】（２）本発明の記録ヘッドの製造方法によ
れば、特別な工程を経ることなくフィルター構造を容易
に形成できる。

【００６３】（３）本発明は、吐出口および流路のが高
密度に配された高精細な記録ヘッドに適し、製造歩留
り、信頼性の高い記録ヘッドが得られる。

【００６４】（４）本発明におけるフィルターとして、
インク液室の上面から下面に連なる柱を複数本設けた構
成を採用することによって、フィルター機能と同時に液
室部の機械的強度が向上し、さらに上部に接続するイン
ク供給系との圧接続も可能となり信頼性も向上するとい
う効果も得られる。

【００６５】（５）本発明におけるフィルターとして、
インク液室の上面から下方に伸びるが下面には至ってい
ない柱（つらら状の柱）を複数本設けた構成を採用する
ことによって、流抵抗を減少し、インク供給不足を解消
できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの一態様を
示す模式的斜視図である。

【図２】本発明の方法の実施態様における一工程におい
て、基板上に吐出エネルギー発生素子と電極を配設した
状態を示す図であり、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は
模式的断面図である。

【図３】本発明の方法の実施態様における一工程におい
て、固体層及びフィルター構造となる空洞孔を形成した
した状態を示す図であり、（ａ）は模式的平面図、
（ｂ）は模式的断面図である。

【図４】本発明の方法の実施態様における一工程におい
て、トランスファーモールド法による成型を行った状態
を示す図であり、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は模式
的断面図である。

【図５】本発明の方法の実施態様における一工程におい
て、固体層を除去して、インク吐出口、インク流路およ
びインク液室となる空間を形成した状態を示す図であ
り、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は模式的断面図であ
る。

【図６】本発明の記録ヘッドにおいて、つらら状の柱状
構造を形成するための方法を例示する模式的断面図であ
る。

【図７】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを備え
た記録装置を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】１基板２インク吐出エネルギー発生素子３電極４固体層５空孔６モールド樹脂７インク吐出口８インク液路９インク供給口１０インク液室１１上型１２下型１３フィルター１４ディンプル１６キャリッジ１７駆動モータ１８駆動ベルト１９Ａ、１９Ｂガイドシャフト２０インクジェットヘッドカートリッジ２２クリーニング用モータ２３伝導機構２４プラテン２６キャップ部材３０ブレード３０Ａブレード保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク吐出口と、該インク吐出口に供給
するためのインクを貯えるインク液室と、該インク液室
内にインクを供給するためのインク供給口と、該インク
吐出口と該インク液室とを連通するインク流路と、該イ
ンク流路内のインクに吐出エネルギーを付与するための
インク吐出エネルギー発生素子とを少なくとも備えるイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク供給口を取り囲むように配列された柱状構造
よりなるフィルターを前記インク液室内に有することを
特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】前記柱状構造は、前記インク液室の上面
から下面に連なる柱、または、前記インク液室の上面か
ら下方に伸びるが下面には至っていない柱である請求項
１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】前記フィルターの開口径は、前記インク
吐出口および前記インク液路の幅以下である請求項１ま
たは２記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】前記フィルターは、前記インク吐出口、
インク流路およびインク液室の壁部の材料と同じ材料か
ら成る請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。
【請求項５】記録媒体の被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
ある請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット
記録ヘッド。
【請求項６】インク吐出エネルギー発生素子が設けら
れた基板上の少なくともインク吐出口、インク流路およ
びインク液室に相当する部分に、除去可能な部材から成
る固体層を形成する工程と、前記固体層を被覆することにより少なくとも前記インク
吐出口、インク流路およびインク液室の壁部となる樹脂
を成型する工程と、前記固体層を除去する工程とを有するインクジェット記
録ヘッドの製造方法において、前記固体層のインク液室に相当する部分にインク供給口
を取り囲むように配列された柱状構造よりなるフィルタ
ーに相当する空間を形成しておき、前記成型工程を行う
ことによって、前記樹脂より成る前記フィルターを前記
インク液室内に形成することを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】前記固体層のフィルターに相当する空間
は、前記インク液室に相当する部分の上面から下面に連
なる複数の空孔、または、前記インク液室に相当する部
分の上面から下方に伸びるが下面には至っていない複数
の空孔である請求項６記載のインクジェット記録ヘッド
の製造方法。
【請求項８】前記成型をトランスファーモールド法に
より行う請求項６または７記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法。
【請求項９】記録媒体の被記録面に対してインクを吐
出する吐出口が設けられている請求項１に記載の記録ヘ
ッドと、該ヘッドを載置するための部材とを少なくとも
具備することを特徴とする記録装置。