JPH07195693A - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク吐出口まわりへの接着剤のはみ出しを
防止し、正常なインク吐出が得られるインクジェット記
録ヘッドおよびその製造方法を提供する。 【構成】 感光性樹脂材料によって成形されるバリアー
（７）の上面（７Ａ）のインク吐出口（３）および液路
（２）に接する両端縁部に、バリアー上面（７Ａ）と天
板（１０６）との間からはみ出す接着剤（１０）の収容
が可能な溝（抑制溝８）を設けた。

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
ッドおよびその製造方法に関し、詳しくは、インク吐出
口から微小インク滴を吐出飛翔させ、被記録材上に着弾
させて記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来のこの種のインクジェット記
録ヘッドの構成例を示す。ここで、１００はインクジェ
ット記録ヘッドであり、その基板１０１上には互いに平
行する液路１０２が形成されていて各液路１０２の外端
部にはそれぞれインクを吐出するためのインク吐出口１
０３が設けられている。１０４は基板１０１上の各液路
１０２に配設された電気熱変換素子であり、これらの電
気熱変換素子に選択的にインク吐出信号が印加されるこ
とにより、インク吐出口１０３からインクが吐出され、
インク滴となって被記録材に向け飛翔する。１０５は各
液路１０２に連通する共通液室、１０６は天板、１０７
は各液路１０２間および共通液室１０５の周り等を仕切
っている仕切壁（バリアー）である。

【０００３】なお、これらのバリアー１０７は基板１０
１上に公知のフォトソグラフィー手法等によって形成さ
れるもので、一方、これらのバリアー１０７上面に接合
される天板１０６の方には例えば感光性樹脂材がパター
ニングされていて、このような天板１０６を上記のバリ
アー１０７上に重ね合せた上、感光性樹脂材上の接着剤
の溶融により双方を接合させるようにしている。

【０００４】図７は従来のこのような方法で構成された
インクジェット記録ヘッドの一例を示すもので、図７の
（Ａ）および（Ｂ）はインク吐出口１０３形成部を正面
から見た図、また、（Ｃ）は天板１０６とバリアー１０
７との接合面から液路１０３およびバリアー１０７を見
下した形の平面図、（Ｄ）は図（Ｃ）のＡ−Ａ線断面図
である。これらの図において、１０８は支切壁（バリア
ー）１０７の上面に形成されている溝（本例の場合は２
条）、また、１１０は天板１０６をバリアー１０７上に
接着した状態で液路１０２周りに固形化された接着剤で
ある。なお、上記の溝１０８は、接着剤１１０による接
着が行われるときに、未硬化の接着剤１１０の一部がこ
れらの溝１０８に侵入することで、天板１０６とバリア
ー１０７の頂面１０７Ａの間の密着が十分な状態に保た
れるようにするもので、以下では溝１０８を吸収溝１０
８と呼ぶこととする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のようなインクジェット記録ヘッドとその製造方法
では図７の（Ａ）,(Ｂ）および（Ｄ）に示したように、
吸収溝１０８に収容され切れず、バリアー１０７の頂面
１０７Ａと天板１０６との接合面からはみ出した接着剤
１１０がインク吐出口１０３から後方の液路１０２天井
にアーチ型に固着してしまう。そのために、インク吐出
口１０３から吐出されるインクのインク滴となって飛翔
する方向が図７の（Ｄ）に矢印Ｆで示すように基板１０
１寄りの方向に曲げられる。更にまた、図７の（Ａ）と
（Ｂ）とで比較して示すように接着剤１１０のはみ出し
量に差があると、記録にむらが生じたり印字よれの原因
となる。

【０００６】また、インク吐出口１０３が切断によって
形成される場合にはその接着剤１１０がばりとなって良
質記録の妨げとなる。更にまた、上述のような問題を無
くすために接着剤１１０の層を薄くすることも考えられ
るが、天板１０６やバリアー１０７側には僅かながらそ
の接着面に１μｍ程度の凹凸があり、未接着部分の発生
する虞があるために、パターニングされる接着剤１１０
の厚さを１μｍ以下にすることができないという問題が
ある。

【０００７】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、その解決を図るべく、インク吐出口周りへ
の接着剤のはみ出しを防止し、インク吐出口から正常に
インク吐出が行われるインクジェット記録ヘッドおよび
その製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明によるインクジェット記録ヘッドは、基板
上に複数のインク吐出口および液路を形成するために感
光性樹脂材料によって成形されたバリアーと、該バリア
ー上面に接着剤によって接合される天板とを有するイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記バリアー上面の前
記インク吐出口および液路に接する両端縁部に、前記バ
リアー上面と前記天板との間からはみ出す接着剤の収容
が可能な溝を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、バリアー上面のインク吐出口
および液路に接する両端縁部に設けた溝に、天板とバリ
アー上面とを接合する際の接着剤のはみ出した分が収容
されるのでインク吐出口や液路にはみ出す接着剤を抑制
することができ、固形化した接着剤のはみ出しによって
正常なインク吐出が妨げられるのを防止することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明によるインク
ジェット記録ヘッドとその製造方法について詳細かつ具
体的に説明する。

【００１１】図１は本発明によるインクジェット記録ヘ
ッドの構成例を示す。ここで、１は本発明によるインク
ジェット記録ヘッドであり、７は記録ヘッド１の基板１
０１上に形成されたバリアーである。バリアー７にはそ
の頂面７Ａに図７で示したと同様の吸収溝１０８が設け
られているが、更に頂面７Ａと液路２の側面ともなるバ
リアー側面７Ｂとの頂縁部に接着剤１０が液路２および
インク吐出口３側にはみ出すのを抑制するための溝（以
下では上述の吸収溝１０８と区別するために抑制溝とい
う）８が設けられている。

【００１２】そこで、このように構成したインクジェッ
ト記録ヘッド１では、図１の（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
に液路２およびインク吐出口３の天板１０６側にはみ出
してくる接着剤１０を上述の抑制溝８の周りにとどめ、
液路２やインク吐出口３のインク吐出にかかわるような
中心に固形化された接着剤１０が存在しないようにする
ことによって、図１の（Ｂ）,(Ｃ）に矢印ＦＡで示すよ
うにインク滴をインク吐出口３から真直ぐ飛翔させるこ
とができる。

【００１３】ついで、図１の（Ａ）に示すように、バリ
アー７に予め設けておく吸収溝１０８や抑制溝８の形成
について図２以下の各図を参照して説明する。

【００１４】図２において、その左側のＡ欄に示す
（１）（２）および（３）は本発明にかかるバリアー７
を形成するためにその頂面７Ａ上に露光前に置かれるフ
ォトマスク１１の各種形態例を、また、右側のＢ欄には
Ａ欄のフォトマスク１１によりそれぞれ露光、現像後作
成可能なバリアー７の断面をその形成溝８，１０８と共
に示すものである。このように線状パターンの幅の大小
に応じて端縁部に形成される溝の形状を変化させること
ができる。

【００１５】また、図３はフォトマスクに形成しておく
線状パターンの幅に応じて被露光体上に形成される溝の
形状を対応して示すもので、その仕上り寸法（幅：μ
ｍ）および深（μｍ）と溝自体の断面形状が示されてい
る。この図に示すように、線状パターンの幅を広くする
に連れて、形成される溝の仕上り寸法および深さを深く
することが可能であり、また図２（Ａ）に示す例のよう
に被露光体の端縁部近傍に線状パターンを設けると、光
の回り込みが生じるために、現像した後の感光樹脂の被
露光体に図２の（Ｂ）に示すような形状の溝８を形成す
ることができる。

【００１６】すなわち、バリアー７上に接着剤１０用の
吸収溝１０８やはみ出しの抑制溝８を形成するにあたっ
ては、そのマスク１１上の溝形成のための線パターンの
幅を適切に選定することで、自在な大きさの断面形状を
有する溝の形成が可能なことが分る。

【００１７】ついで、図１に示したようなインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法について説明する。

【００１８】まず、電気熱変換素子１０４や素子１０４
に信号を送給するための信号線、電源線等が形成された
ヒータボードとしての基板１０１（以上図６参照）上に
バリアー７を形成する。それには、上記の基板１０１上
に例えばネガタイプのドライフィルムとしたほぼ吐出口
高さに対応する所定厚さの感光性樹脂層をラミネート
し、しかる後その積層面上を図２のＡ−（３）に示した
ようなフォトマスク１１で被覆する。そして、例えばミ
ラープロジェクション方式のアライナと称される照射手
段により約６００ｍＪ／ｃｍ² 露光した後現像すること
によって、図２のＢ−（３）に示すような断面形状のバ
リアー８を基板１０１上に形成することができる。な
お、現像後の硬化は公知のように熱キュアあるいはＵＶ
キュアなどの光線による加熱硬化作用によって行えばよ
い。

【００１９】また、天板１０６の方にはその接合面に接
着剤１０を所定の均一な厚さが保たれるようロールコー
タで塗布する。なお、かかる接着剤１０の好適なものと
して本実施例の場合はノプコキュアＣＰＡ−４，ＣＰＡ
−５（商品名、サンノプコ製）を使用した。そして、接
着剤１０が均一に塗布された天板１０６（の感光性樹脂
パターン）と、基板１０１側に形成したバリアー７の頂
面とを熱をかけながら貼り合せた状態に保つことで、図
１の（Ａ）に示したようにインク吐出口３の形状を得る
ことができた。よって、このあと、上記の貼り合せた状
態のまま熱硬化作業を行うことで、接着剤１０を硬化さ
せ、理想的に接合され、しかも目的にかなう形のインク
吐出口３が形成されたインクジェット記録ヘッド１を製
造することができた。

【００２０】なお、上述の実施例ではインク吐出口３の
周りを図１に示す形状に保つために、図２のＡ−（３）
に示すようなマスクを使用したが、接着剤１０の使用に
あたっては、インク吐出口自体の断面積やピッチなどに
よりその厚さや使用量が異なるため、後述するような接
着剤使用量の算定と相俟ってバリアー上端縁に形成する
抑制溝８の形状あるいはそれに対応するマスクの設定を
行えばよい。図４はこのような各種抑制溝８形成のため
のマスク設定にかかわる更に他の実施例を示すものであ
る。

【００２１】図４において、その左欄Ａの（１）〜
（３）に示すフォトマスク１１は右欄Ｂの対応する
（１）〜（３）のそれぞれに示すようなバリアー７の断
面形状を得るためのものである。これらの（１）〜
（３）に示すように複数の幅が等しい線からなる並列線
状パターンをバリアー７上面の端縁部近傍に形成するこ
とで、Ｂ欄に示すような抑制溝８を得ることができる。
なお、この方法は、抑制溝８などの溝形成にあたって、
その深さを比較的浅くし、溝の幅を大きくとりたいよう
な時に有効である。また、図示はしないが様々な幅の線
状パターンを纏めて組合せたマスクを使用することによ
り自在な断面形状の溝を形成することが可能なことはい
うまでもない。

【００２２】次に、上述したような抑制溝８あるいは吸
収溝１０８の設定と、使用される接着剤１０との関係
で、硬化した接着剤１０をインク吐出口３の近傍に無用
にはみ出ささないようにするためには、双方向の断面積
の関係を知っておく必要がある。図５はこのような関係
を幾何学的に分り易くするために模式的に示した図であ
る。この図から分るように、上記の関係は次式で示すこ
とができる。

【００２３】すなわち、この図５に示すような天板１０
６とバリアー７との接合状態の断面で、その接合面間に
おける接着層の厚さが零となり接着剤１０がことごと
く、溝８および１０８とインク吐出口３形成部の天板上
面側に接して形成された円弧状の張出部１２に限定され
たとすると、

【００２４】

【数１】 Ｓ′＝（Ａ＋Ｂ）Ｃ−Ｓ …（１） 但しここで、Ｓは１つのバリアー７に対する抑制溝８お
よび吸収溝１０８の断面積の計であり、また、説明を分
り易くするためにバリアー７およびインク吐出口３の断
面は方形に置きかえられている。

【００２５】Ｓ′は上述した張出部１２の断面積：Ａは
インク吐出口３の幅：Ｂはバリアー７の幅：Ｃは接着剤
１０を均一に塗布した時の厚さ：また、近似的に

【００２６】

【数２】

【００２７】式（１）および（２）から溝の断面積の計
Ｓは次式（３）の範囲で設定すればよいことが分る。

【００２８】

【数３】

【００２９】すなわち、天板やバリアー頂面の凹凸を考
慮せずに理想的にこれら双方向の接合状態が得られるに
は式（３）の条件を満足するように接着剤の塗布量およ
び各溝８，１０８の断面形状を設定すればよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、基板上に複数のインク吐出口および液路を形成する
ために感光性樹脂材料によって成形されたバリアーと、
該バリアー上面に接着剤によって接合される天板とを有
するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記バリアー
上面の前記インク吐出口および液路に接する両端縁部
に、前記バリアー上面と前記天板との間からはみ出す接
着剤の収容が可能な溝を設けたので、インクの吐出方向
が安定し、また、吐出口の高さが接着剤のはみ出しによ
って不揃いとなるのを防止でき、吐出口面形成のための
切断によっても吐出の妨げとなるばりを生じることがな
いばかりでなく、ほぼ均一な接着剤層による強固な接合
状態が得られ、記録品位の向上と共に記録ヘッド自体の
耐久性を高めることができ、また、製品の歩留り向上に
貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による構成の一例を正面図（Ａ）、天板
接合面から見た平面図（Ｂ）および（Ｂ）のＢ−Ｂ線断
面図（Ｃ）によって示す説明図である。

【図２】本発明によるバリアー上面への溝形成にかかわ
る説明図である。

【図３】マスクの線状パターンと形成溝の寸法とを対照
して示す比較図である。

【図４】本発明による他のバリアー上面への溝形成例を
示す説明図である。

【図５】本発明にかかる溝寸法設定のための関係式にか
かわる説明図である。

【図６】本発明の適用が可能なインクジェット記録ヘッ
ドの構成例を示す斜視図である。

【図７】従来例による構成を（Ａ）および（Ｂ）の２例
の正面図、天板接合面から見た平面図（Ｃ）ならびに
（Ｃ）のＡ−Ａ線断面図（Ｄ）によって示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド ２，１０２ 液路 ３，１０３ インク吐出口 ７，１０７ 支切壁（バリアー） ７Ａ，１０７Ａ 頂面 ７Ｂ バリアー側面 ７Ｃ 頂縁部 ８ 溝（抑制溝） １０，１１０ （感光性樹脂による）接着剤 １１ フォトマスク １２ （接着剤）はり出し部 １０１ 基板 １０４ 電気熱変換素子 １０５ 共通液室 １０６ 天板 １０８ 溝（吸収溝）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に複数のインク吐出口および液路
   を形成するために感光性樹脂材料によって成形されたバ
   リアーと、該バリアー上面に接着剤によって接合される
   天板とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記バリアー上面の前記インク吐出口および液路に接す
   る両端縁部に、前記バリアー上面と前記天板との間から
   はみ出す接着剤の収容が可能な溝を設けたことを特徴と
   するインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記液路に、インクを吐出するためのエ
   ネルギーを発生する素子としてインクに膜沸騰を生じさ
   せる熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を有するこ
   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。
3. 【請求項３】 基板上に複数のインク吐出口および液路
   を形成するために感光性樹脂材料によってバリアーを成
   形し、成形されたバリアー上面に接着剤によって天板を
   接合するインクジェット記録ヘッドの製造方法におい
   て、 前記バリアーを成形するにあたり、前記インク吐出口お
   よび液路に接するバリアー上面の両端縁部と対応する位
   置に線状パターンを有するフォトマスクにより前記感光
   性樹脂材料の上面を被覆して前記線状パターンにより前
   記バリアー上面の両端縁部に溝を形成し、該バリアー上
   面に前記天板を接合するにあたり、接合される面からは
   み出す接着剤を前記溝に収容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。