JPH07314681A - 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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JPH07314681A
JPH07314681A JP10940394A JP10940394A JPH07314681A JP H07314681 A JPH07314681 A JP H07314681A JP 10940394 A JP10940394 A JP 10940394A JP 10940394 A JP10940394 A JP 10940394A JP H07314681 A JPH07314681 A JP H07314681A
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JP
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liquid
flow path
recording head
jet recording
liquid flow
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JP10940394A
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English (en)
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Shoji Shiba
昭二 芝
Isao Imamura
功 今村
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 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T字型の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、(1)第一の硬化性樹脂を用いて
液流路の一部を構成するための溝を形成し、(2)該硬
化性樹脂上に、溶解除去可能な感光性樹脂を被覆し、
(3)該感光性樹脂をパターニングして液流路を形成す
るための型材を形成し、(4)パターニングされた型材
上に第二の硬化性樹脂を被覆して硬化せしめ、(5)該
型材を溶解除去することによりT字型形状を有する吐出
口および液流路を形成する液体噴射記録ヘッドの製造方
法および液体噴射記録ヘッド。 【効果】 液流路を形成する樹脂構造物が印字中に基板
から剥離することもなく信頼性の高い微細ノズルを有す
る記録ヘッドが製造できる。

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
は熱硬化型の液流路形成用材料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。また、液体吐出エネルギー発
生部に熱エネルギーを発生する電気熱変換体を用いるバ
ブルジェット型の液体噴射記録ヘッドにおいては、動作
中にヘッド温度が上昇する。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力が不足する
ことから、線膨張係数の大きく異なる基板と樹脂材料と
の界面において剥離が生じ、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。この問題を解決するためには、基
板と樹脂材料との接着面積を大きくすることができるT
字型のノズルを作成することが有効な手段である。
【0005】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。
【0006】
【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T
字型の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、
(1)第一の硬化性樹脂を用いて液流路の一部を構成す
るための溝を形成し、(2)該硬化性樹脂上に、溶解除
去可能な感光性樹脂を被覆し、(3)該感光性樹脂をパ
ターニングして液流路を形成するための型材を形成し、
(4)パターニングされた型材上に第二の硬化性樹脂を
被覆して硬化せしめ、(5)該型材を溶解除去すること
によりT字型形状を有する吐出口および液流路を形成す
ることにより、吐出口間隔を狭く配置した液体噴射記録
ヘッドにおいても、吐出口および液流路を形成する樹脂
材料と基板との接着面積を広く取ることができ、十分な
接着力を得ることが可能となる。
【0007】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0008】図2の(1)〜(8)は、本発明における
T字型吐出口および液流路の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
口を有する高密度液体噴射記録ヘッドにおいても同様で
ある。
【0009】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上に第一の硬化性樹脂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。
【0010】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させるための吐出
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。
【0011】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。
【0012】次いで、第一の硬化性樹脂8の液流路の一
部を形成するための型材形成部位に、第一のマスク9を
介してパターン露光を行い(図2の(2))、第一の硬
化性樹脂をパターニングして液流路の一部を形成するた
めの溝を形成する(図2の(3))。なお、本例におい
ては、第一の硬化性樹脂として光硬化型の樹脂を用い、
液流路の一部を形成するための溝の形成を直接行ってい
るが、これは熱硬化型の樹脂を用い、フォトレジストを
用いた一連のフォトリソグラフィ工程により行っても差
し支え無い。
【0013】次いで、パターニングされた第一の硬化性
樹脂8上にポジ型フォトレジスト11を塗布し(図2の
(4))、第一の硬化性樹脂8と同様に液流路の一部を
形成するための型材の形成部位に第二のマスク12を介
してパターン露光を行う(図2の(5))。
【0014】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、
液流路の大きさは所望のものとすることが可能であり、
型材も該液流路の大きさに応じたものとすることができ
る。
【0015】次いで、ポジ型フォトレジスト層11を現
像し、液流路となる型材12を形成する(図2の
(6))。
【0016】次いで、型材上に第二の硬化性樹脂14を
被覆し、硬化させた後(図2の(7))、型材を溶解除
去する(図2の(8))。ここで用いられる硬化型材料
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、該材料は液流路および液室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、下地
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。
【0017】上記の方法により製造される製品は液体噴
射記録ヘッドとして有用であり、またこの液体噴射記録
ヘッドにおける液体吐出エネルギー発生部は熱エネルギ
ーを発生する電気熱変換体であることが好ましく、また
記録媒体の全幅にわたって吐出口が複数設けられている
所謂フルラインタイプのものであることがより好まし
く、更に多色用の吐出口が一体成形されたものであるこ
とが好ましい。
【0018】上記した本発明の液体噴射記録ヘッドは記
録媒体の被記録面に対向してインクを吐出する吐出口が
設けられていることが好ましく、かかる液体噴射記録ヘ
ッドを載置するための部材を利用して通常の液体噴射記
録装置に組込むことができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【0020】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感光性ポリイミドを膜厚5
μmとなるようスピンコートし、オーブン中90℃で2
0分間のプリベークを行って第一の硬化性樹脂層を形成
した。この樹脂層上にT字型ノズルの下層部分を形成す
るマスクパターンを介してパターン露光し、現像後、N
2 雰囲気下150℃で30分、350℃で1時間の熱処
理を行って液流路の一部を形成するための溝を形成し
た。
【0021】次に、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25μm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、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分間のポストベークを行い、液流路を形成するため
の型材のレジストパターンを得た。
【0022】次に、レジストパターン上に、1.0J/
cm2 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。
【0023】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。
【0024】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、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
分間のポストベークを行い、レジストパターンを得た。
【0025】次に、レジストパターン上に、1.0J/
cm2 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。
【0026】このようにして作成されたノズルを光学顕
微鏡により吐出口面から観察したところ、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。また、光
硬化性樹脂材料の上面より観察したところ、液流路間に
おいて、剥離を示す干渉縞が観察された。
【0027】さらに、このノズルを用いて連続10時間
の印字を行った後に再度光学顕微鏡により観察したとこ
ろ、ノズル間における剥離の進行および液流路間へのイ
ンクの混入が確認された。
【0028】
【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】従来法によるノズルの形成方法を示す。
【図2】本発明によるノズルの形成方法の1例を示す。
【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 第一の硬化性樹脂 9 第一のマスク 10 パターニングされた第一の硬化性樹脂 11 ポジ型フォトレジスト 12 第二のマスク 13 型材 14 第二の硬化性樹脂 15 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T字型の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、 (1)第一の硬化性樹脂を用いて液流路の一部を構成す
    るための溝を形成し、 (2)該硬化性樹脂上に、溶解除去可能な感光性樹脂を
    被覆し、 (3)該感光性樹脂をパターニングして液流路を形成す
    るための型材を形成し、 (4)パターニングされた型材上に第二の硬化性樹脂を
    被覆して硬化せしめ、 (5)該型材を溶解除去することによりT字型形状を有
    する吐出口および液流路を形成することを特徴とする液
    体噴射記録ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の工程により製造された
    T字型の吐出口および液流路を有することを特徴とする
    液体噴射記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 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2に記載の液体噴射記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 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2に記載の液体噴射記録ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 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2に記載の液体噴射記録ヘ
    ッド。
  6. 【請求項6】 記録媒体の被記録面に対向してインクを
    吐出する吐出口が設けられていることを特徴とする請求
    項2に記載の液体噴射記録ヘッドおよび該ヘッドを載置
    するための部材を少なくとも具備することを特徴とする
    液体噴射記録装置。
JP10940394A 1994-05-24 1994-05-24 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 Pending JPH07314681A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018712A (ja) * 2006-04-27 2008-01-31 Canon Inc インクジェットヘッドおよびその製造方法
JP2012051382A (ja) * 2006-04-27 2012-03-15 Canon Inc インクジェットヘッドおよびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018712A (ja) * 2006-04-27 2008-01-31 Canon Inc インクジェットヘッドおよびその製造方法
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