JPH08276594A

JPH08276594A - 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法ならびに前記液体噴射記録ヘッドを搭載する液体噴射記録装置

Info

Publication number: JPH08276594A
Application number: JP10467295A
Authority: JP
Inventors: Takumi Suzuki; 工鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】液流路の断面が台形になるのを防ぐ。【構成】Ｎｉの保護層１８を有する基板１０にレジス
ト４０ａを塗布し、マスク４０ｄを当接してシンクロト
ロン放射光を照射し、レジスト４０ａの未硬化の部分を
除去してネガ型パターン４０を得る。保護層１８を電極
としてネガ型パターン４０のパターン開口に金属層２０
ａをメッキしたうえで液流路２１のネガ型パターン４０
を除去する。シンクロトロン放射光は平行光であるから
液流路２１の断面が台形にあるおそれはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吐出口（オリフィス）
から記録液（インク）を液滴として吐出するバブルジェ
ット方式等の液体噴射記録装置に用いられる液体噴射記
録ヘッドおよびその製造方法ならびに前記液体噴射記録
ヘッドを搭載する液体噴射記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】バブルジェット方式等の液体噴射記録装
置は、外乱に強く、滴化周波数も充分であり、印字の高
速化および高精細化やカラー化などが容易であるため、
その将来性が大きく期待されている。

【０００３】このような液体噴射記録装置の液体噴射記
録ヘッドは、一般的に、吐出エネルギー発生素子を有す
る基板と、その上に吐出口（オリフィス）に連通する液
流路や液室を形成する樹脂製あるいは金属製のノズル層
（液流路形成層）を有し、前記基板の表面には、ＳｉＯ
₂ 、ＳｉＣ，Ｓｉ₃ Ｎ₄ 等からなる電気的絶縁層と、記
録液を吐出するときの機械的衝撃による吐出エネルギー
発生素子の損傷（キャビテーションエロージョン）等を
防ぐためのＴａ膜等の保護層が設けられており、必要で
あれば、電気的絶縁層とＴａ膜の間に両者の密着性を強
化するためのＴａ₂ Ｏ₃ 膜等を設ける。また、ノズル層
の上には、ノズル層にインク等の記録液を供給する記録
液供給口を備えたガラス天板等が載置され、接着剤等に
よってノズル層に結合される。

【０００４】液体噴射記録ヘッドの製造方法は以下の４
種類に大別される。

【０００５】（１）ドライフィルムとガラス天板を貼り
合わせたものを基板に接合する。

【０００６】（２）ポリエーテルサルフォン等の樹脂製
の天板を溝加工して基板に接合する。

【０００７】（３）トランスファーモールドによって樹
脂製のノズル層を直接基板上に形成する。

【０００８】（４）基板上にレジストのネガ型パターン
を設けて金属をメッキするいわゆる電鋳法によって金属
製のノズル層を形成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、（１）ないし（４）のいずれの方法を
採用してもノズル層と基板の位置合わせが困難であった
り、液流路の断面が台形になりやすい等の難点がある。

【００１０】すなわち、（１）の方法は紫外線露光によ
ってドライフィルムをパターニングするものであるた
め、露光量が少ないと液流路の底面が開口部より拡大し
た台形断面となり、逆に露光量が多すぎると液流路の開
口部が底面より拡大した逆形状の台形断面となり、液流
路の上部と下部との間に著しい流路抵抗の差が発生す
る。このために、記録液の吐出方向が水平にならずに上
向きあるいは下向きに傾斜し、印字品位等が劣化する。
これは、印字の高速化およびドット密度の増加（高精細
化）やカラー化等を促進するうえでの大きな障害とな
る。

【００１１】（２）の方法は、ポリエーテルサルフォン
等のノズル層と基板の熱膨張係数が大きく異なるため、
ドット密度が増加すると液流路と吐出エネルギー発生素
子の間の位置ずれが大きな問題となる。

【００１２】（３）の方法は、耐熱性のレジストを用い
るため、これを完全に除去するのが難しいうえに、ノズ
ル層が樹脂製であるため、記録液に対する耐久性が不充
分になる傾向を有する。この点は、（１）および（２）
の方法についても同様である。

【００１３】（４）の方法は、記録液に対する耐久性が
高く吐出口の高密度化にも適応できるものとして注目さ
れているが、基板にレジシストのネガ型パターンを形成
する工程で（１）の方法と同様に紫外線露光を必要とす
るため、液流路の断面が台形になりやすく、例えば高さ
３０μｍの液流路の場合にはその上端と下端において液
流路の幅に１〜２μｍの差が発生し、前述のように印字
品位が著しく低下して印字の高精細化や高速化あるいは
カラー化等が障まれるという未解決の課題がある。加え
て、ページ印刷等のために液体噴射記録ヘッドが大型化
すると、金属製のノズル層の応力のために基板に反りが
発生し、ノズル層の金属が基板とともにえぐられて剥離
するおそれもある。

【００１４】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、液流路の断面が液
流路形成層の厚さ方向に一定で吐出方向が安定してお
り、吐出口の高密度化やカラー化に好適であるうえに、
ページ印刷等のための大型化も容易である液体噴射記録
ヘッドおよびその製造方法ならびに前記液体噴射記録ヘ
ッドを搭載する液体噴射記録装置を提供することを目的
とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドは、吐出エネルギー発
生手段を有する基板と、該基板上に液流路を形成する液
流路形成層と、これに結合された天板を有し、前記液流
路形成層が、Ｘ線によってパターニングされたネガ型パ
ターンを用いて電鋳されたものであることを特徴とす
る。

【００１６】Ｘ線がシンクロトロン放射光であるとよ
い。

【００１７】天板が金属製の表面を有し、該表面と液流
路形成層が共晶結合しているとよい。

【００１８】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法
は、吐出エネルギー発生手段を有する基板にレジストを
塗布しこれをＸ線によってパターニングすることでネガ
型パターンを製作する工程と、製作されたネガ型パター
ンを用いて液流路形成層を電鋳する工程と、電鋳された
液流路形成層に天板を結合させる工程を有することを特
徴とする。

【００１９】また、吐出エネルギー発生手段を有する基
板にモールドを当接してネガ型パターンを成形する工程
と、成形されたネガ型パターンを用いて液流路形成層を
電鋳する工程と、電鋳された液流路形成層に天板を結合
させる工程を有し、前記モールドが、Ｘ線によってパタ
ーニングされたレジストパターンを用いて電鋳されたも
のであることを特徴とするものでもよい。

【００２０】天板に金属膜を被着させておき、これに液
流路形成層を共晶結合させるとよい。

【００２１】また、液流路形成層の厚さがネガ型パター
ンの厚さを越えるまで電鋳するとよい。

【００２２】

【作用】レジストをシンクロトロン放射光等のＸ線によ
って露光し現像することでパターニングを行なうと、Ｘ
線が平行光であるために、レジストの厚さ方向に均一な
断面を有するパターンを得ることができる。そこで、Ｘ
線によってパターニングされたネガ型パターンを用いて
液流路形成層を電鋳し、その厚さ方向に断面が一定であ
る液流路を形成する。幅が狭くて高さの大きいいわゆる
アスペクト比が大である液流路を形成する場合でも、そ
の断面が台形になるおそれがないために吐出方向が安定
し、吐出口の高密度化やカラー化等に好適な液体噴射記
録ヘッドを実現できる。

【００２３】天板が金属製の表面を有し、該表面と液流
路形成層が共晶結合していれば、天板と液流路形成層の
結合力を強化して液流路形成層の剥れ等を防ぐことがで
きる。特に、大型の液体噴射記録ヘッドにおいては、金
属製の液流路形成層の応力が増大して剥れやすい傾向が
あるため、上記のように天板と液流路形成層の結合力を
強化すれば液体噴射記録ヘッドの大型化も容易である。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は一実施例による液体噴射記録ヘッド
Ｅ₁ を示すもので、（ａ）はその外観を示す斜視図、
（ｂ）は（ａ）のノズル層の厚さ方向の断面の一部分を
示す部分断面図である。

【００２６】液体噴射記録ヘッドＥ₁ は、後述する吐出
エネルギー発生手段である電気熱変換素子（吐出エネル
ギー発生素子）や接続配線を有する基板１０と、基板１
０の上に積層された液流路形成層である金属製のノズル
層２０と、これを覆う天板３０を有し、ノズル層２０
は、後述する方法で電鋳（メッキ）によって製作された
もので、複数の液流路２１とこれらに連通する共通液室
２２を有し、各液流路２１の末端にはオリフィス（吐出
口）２３が形成されており、また、天板３０はガラス製
で共通液室２２に記録液であるインクを供給するための
注入口３０ａを有する。

【００２７】基板１０は、シリコン基板１１と、その表
面にＳｉＯ₂ の熱酸化によって成膜された蓄熱層１２
と、蓄熱層１２の所定の部分にスパッタ法等によって成
膜されたＨｆＢ₂ の発熱抵抗層１３と、その上に被着さ
れた接続配線１４を有し、接続配線１４は、発熱抵抗層
１３の表面にＡｌ膜を成膜してこれを公知のリソグラフ
ィによってパターニングすることで形成されたもので、
発熱抵抗層１３の一部分は発熱部分として接続配線１４
の中断部に露出し、電気熱変換素子１５を構成する。

【００２８】接続配線１４、電気熱変換素子１５および
温度センサ接続配線１６等の表面はバイアススパッタ法
によって成膜されたＳｉ₃ Ｎ₄ の絶縁層１７によって覆
われており、該絶縁層１７には電気熱変換素子１５の接
続配線１４のワイヤーボンディングパッドを接続する部
分等に図示しないスルーホールが設けられる。絶縁層１
７の表面は、インクのキャビテーションによる損傷を防
ぐためのＮｉの保護層１８によって覆われている。

【００２９】液体噴射記録ヘッドＥ₁ の天板３０の注入
口３０ａから共通液室２２に供給されたインクは、各液
流路２１内においてその一部が電気熱変換素子１５によ
って加熱気化され、液滴としてオリフィス２３から吐出
される。このとき、保護層１８は電気熱変換素子１５を
インクのキャビテーションから保護する。

【００３０】金属製のノズル層２０の製作は、図２の
（ａ）に示すように、基板１０の表面にレジストを塗布
し、これを、荷電粒子蓄積リング放射光（シンクロトロ
ン放射光）等のＸ線によって露光することによって形成
されたネガ型パターン４０を用いて電鋳によって行なわ
れる。電鋳によってネガ型パターン４０の間の空間にＮ
ｉ（ニッケル）やＡｕ（金）等の金属層を被着させたう
えでネガ型パターン４０を除去すると、（ｂ）に示すよ
うに液流路２１を有するノズル層２０が形成される。

【００３１】シンクロトロン放射光等のＸ線は平行光で
あるために、レジストの塗膜が厚肉であってもその厚さ
方向に均一に露光され、紫外線露光のようにネガ型パタ
ーンの側面が傾斜してその断面が台形になるおそれがな
い。従って、幅が狭くて高さの大きい高アスペクト比の
液流路を極めて高い寸法精度で製作することができる。

【００３２】液体噴射記録ヘッドの吐出口の高密度化を
促進するためには、ノズル層の液流路をこのように高ア
スペクト比にして必要な吐出量を確保することが不可欠
であるが、紫外線露光を採用すると前述のように液流路
の上部と下部の断面寸法が大きく異なり、吐出方向が不
安定になる。本実施例はＸ線露光を用いることでこのよ
うな難点を克服し、液体噴射記録ヘッドの高精細化、高
速化およびカラー化等を大きく促進するものである。

【００３３】なお、Ｘ線露光を用いて高いアスペクト比
のパターンを形成する電鋳法は、例えば、ドイツのマイ
クロパーツ社のＬＩＧプロセス等が知られており、この
ような市販のプロセスを応用するとよい。

【００３４】天板３０のノズル層２０に接触する側の表
面には、予めノズル層２０を構成するＮｉ等の金属と共
晶結合するＡｕ等の金属膜をスパッタ法等によって成膜
しておくとよい。このようにノズル層２０と天板３０を
共晶結合させることで両者の結合力を強化すれば、ペー
ジ印刷等のために液体噴射記録ヘッドが大型化しても、
金属製のノズル層２０の応力によって基板１０が反った
り、ノズル層２０が剥離するおそれのない、極めて耐久
性にすぐれた液体噴射記録ヘッドを実現できる。

【００３５】また、ノズル層２０を電鋳する工程で、ネ
ガ型パターン４０の開口部のみならず、ネガ型パターン
４０の上面全体を覆うように金属層を被着すれば、ノズ
ル層２０と天板３０の接合面積が大幅に増大し、両者を
より一層強固に結合させることができる。

【００３６】本実施例は吐出エネルギー発生素子を有す
る基板上にネガ型パターンをパターニングする工程でＸ
線露光を行なうものであるが、別の基板上にＸ線露光に
よってレジストパターンを形成しこれを用いた電鋳によ
って金属製のモールドを製作し、該モールドを吐出エネ
ルギー発生素子を有する基板に当接してレジストを注入
し、ネガ型パターンを成形する方法を用いてもよい。

【００３７】次に図３に基づいて液体噴射記録ヘッドＥ
₁ の製造工程を詳しく説明する。

【００３８】（ａ）に示すように、基板１０の表面にＸ
線露光用のレジスト４０ａを塗布し、これにベリリウム
基板４０ｂと金の吸収体４０ｃからなるマスク４０ｄを
重ねてシンクロトロン放射光等のＸ線を照射し、未硬化
のレジストを除去して（ｂ）に示すようにネガ型パター
ン４０を製作する。基板１０のＮｉの保護層１８を電極
としてニッケルメッキ（電鋳）を行ない、（ｃ）に示す
ように、ネガ型パターン４０の開口部に金属層２０ａを
被着させる。続いて、（ｄ）に示すようにネガ型パター
ン４０を溶出し液流路２１を有するノズル層２０を得
る。（ｅ）に示すように、金属膜３０ａを設けた天板３
０を重ねて加熱、加圧し、天板３０とノズル層２０を共
晶結合させる。このとき、天板３０に金属膜を設ける替
わりに公知の接着剤を介在させてもよい。また、図４に
示すように、電鋳工程において金属層５０ａがネガ型パ
ターン６０の上面を覆うまでニッケルメッキを継続すれ
ば、図示しない天板との接合面を増大させて天板とノズ
ル層の結合を強化することができる。

【００３９】本実施例の具体例を説明する。

【００４０】第１具体例熱酸化膜付のシリコン基板上にＨｆＢ₂ 、Ａｌを順次ス
パッタし、Ａｌ、ＨｆＢ₂ の順にフォトリソ法によって
パターニングする。次いで絶縁層としてＳｉ₃Ｎ₄ 、保
護層としてＮｉをスパッタする。外部接続が必要な部分
はエッチングによって前記絶縁層を除去する。Ｘ線レジ
ストＰＭＭＡを５００μｍ程度塗布する。金を吸収体に
したベリリウム基板のマスクを用いてシンクロトロン放
射光による露光を行なう。露光された部分を酢酸イソブ
チルで溶解する。シンクロトロン放射光等のＸ線は十分
な平行光と考えられ、ほぼ垂直の側面を有するネガ型パ
ターンが得られる。

【００４１】保護層のＮｉを電極としてニッケル溶媒
（塩化ニッケル＋硫酸ニッケル）中で電解メッキを行な
う。ネガ型パターンの厚さと同じになるまでメッキが成
長したら電流を切り、Ｎｉメッキを終了する。続いてＡ
ｕメッキをＡｕ溶媒（シアン化金カリ）中で行なう。膜
厚は時間と電流の積算で管理可能であり今回は２００ｎ
ｍとした。厚さ１ｍｍのガラス製の天板にインク導入用
の穴を開け、接合面にＴｉ、Ａｕをスパッタする。この
天板と前述のＮｉ，Ａｕメッキを施した基板とを合わせ
て３５０℃に加熱し加圧する。前述のインク導入口にフ
ィルターを接着してダイシングによって各液体噴射記録
ヘッドごとに切り離したうえで、ＰＭＭＡのネガ型パタ
ーンをシクロヘキサン等の溶剤で溶解する。

【００４２】第２具体例Ｎｉメッキを終了するまでは第１具体例と同様の工程で
行なう。続いて、ＰＭＭＡのネガ型パターンをシクロヘ
キサン等の溶剤で溶解する。１ｍｍのガラス製の天板に
インク導入用の穴を開け、接合面に接着剤を塗布する。
この天板と前述のＮｉメッキを施した基板とを合わせて
１５０℃に加熱し加圧する。前述のインク導入口にフィ
ルターを接着してダイシングにて各液体噴射記録ヘッド
ごとに切り離す。

【００４３】第３具体例ネガ型パターンを製作するまでは第１具体例と同様の工
程で行なう。続いて、保護層のＮｉを電極としてＡｕ溶
媒（シアン化金カリ）中で電解メッキを行なう。ネガ型
パターンの厚さと同じになるまでメッキが成長したら電
流を切り、Ａｕメッキを終了する。厚さ１ｍｍのガラス
製の天板にインク導入用の穴を開け、接合面にＴｉ、Ａ
ｕをスパッタする。この天板と前述のＡｕメッキを施し
た基板とを合わせて３５０℃に加熱し加圧する。前述の
インク導入口にフィルターを接着してダイシングにて各
液体噴射記録ヘッドごとに切り離す。ＰＭＭＡのネガ型
パターンをシクロヘキサン等の溶剤で溶解する。

【００４４】第４具体例ネガ型パターンを製作するまでは第１具体例と同様の工
程で行なう。続いて、保護層のＮｉを電極としてニッケ
ル溶媒（塩化ニッケル＋硫酸ニッケル）中で電解メッキ
を行なう。ネガ型パターンの厚さと同じになりさらにメ
ッキが成長し、ネガ型パターンの上面を３μｍ以上覆う
ようになったら電流を切り、Ｎｉメッキを終了する。続
いてＡｕメッキをＡｕ溶媒（シアン化金カリ）中で行な
う。膜厚は時間と電流の積算で管理可能であり今回は２
００ｎｍとした。厚さ１ｍｍのガラス製の天板にインク
導入用の穴を開け、接合面にＴｉ、Ａｕをスパッタす
る。この天板と前述のＮｉ，Ａｕメッキを施した基板と
を合わせて３５０℃に加熱し加圧する。前述のインク導
入口にフィルターを接着してダイシングにて各液体噴射
記録ヘッドごとに切り離し、ＰＭＭＡのネガ型パターン
をシクロヘキサン等の溶剤で溶解する。

【００４５】第５具体例Ｎｉメッキを終了するまでは第４具体例と同様の工程で
行なう。続いて、ＰＭＭＡのネガ型パターンをシクロヘ
キサン等の溶剤で溶解する。厚さ１ｍｍのガラス製の天
板にインク導入用の穴を開け、接合面に接着剤を塗布す
る。この天板と前述のＮｉメッキを施した基板とを合わ
せて１５０℃に加熱し加圧する。前述のインク導入口に
フィルターを接着してダイシングにて各液体噴射記録ヘ
ッドごとに切り離す。

【００４６】第６具体例熱酸化膜付のシリコン基板上にＨｆＢ₂ 、Ａｌを順次ス
パッタし、Ａｌ、ＨｆＢ₂ の順にフォトリソ法によって
パターニングする。次いで絶縁層としてＳｉ₃Ｎ₄ 、保
護層としてＮｉをスパッタする。外部接続が必要な部分
はエッチングによって前記絶縁層を除去する。Ｘ線レジ
ストＰＭＭＡによって形成されたネガ型パターンを用い
て電鋳によって金属製のモールド（成形型）を製作す
る。このモールドを前記基板に密着させＰＭＭＡを５０
０μｍ程度ポジ型パターンの中に注入し減圧硬化してレ
ジストパターンを製作する。モールドを取り去り、基板
の保護層のＮｉを電極としてニッケル溶媒（塩化ニッケ
ル＋硫酸ニッケル）中で電解メッキを行なう。ネガ型パ
ターンの厚さと同じになりさらにメッキが成長したら電
流を切り、Ｎｉメッキを終了する。ＰＭＭＡのネガ型パ
ターンをシクロヘキサン等の溶剤で溶解する。厚さ１ｍ
ｍのガラス製の天板にインク導入用の穴を開け、接合面
に接着剤を塗布する。この天板と前述のＮｉメッキを施
した基板とを合わせて１５０℃に加熱し加圧する。前述
のインク導入口にフィルターを接着してダイシングにて
各液体噴射記録ヘッドごとに切り離す。

【００４７】次に、本発明によって製造された液体噴射
記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置について図５を
参照して説明する。

【００４８】液体噴射記録ヘッド（以下、「記録ヘッ
ド」という）１０３とインク容器とを接合した記録ヘッ
ドユニットを搭載したキャリッジ１０１はガイド軸１０
４および螺旋溝１０５ａをもつリードスクリュ１０５に
案内され、キャリッジ１０１上には、インク容器が内装
されたインク容器カセット１０２を装着することが可能
である。ちなみに、記録ヘッド１０３側には、図示しな
い棒体が設けられており、インク容器カセット１０２を
一体化した際に、前記棒体の先端部が容器本体１の排出
口内に挿入されてボールを押圧し、排出口を解放するよ
うに構成されている。

【００４９】リードスクリュ１０５は、正逆回転する駆
動モータ１０６によって歯車列１０６ａ，１０６ｂ，１
０６ｃ，１０６ｄを介して正逆回転され、その螺旋溝１
０５ａに先端部が係合したキャリッジ１０１に設けられ
ているピン（図示せず）を介してキャリッジ１０１を矢
印方向および反矢印方向へ往復移動させる。駆動モータ
１０６の正逆回転の切換は、キャリッジ１０１がホーム
ポジションにあることをキャリッジ１０１に設けられた
レバー１１５とフォトカプラ１１６とで検出することに
より行なう。

【００５０】他方、被記録媒体である記録紙１０９は、
プラテン１０７に押え板１０８によって押圧され、被記
録媒体を吐出口に対向するように搬送する搬送装置であ
る紙送りモータ１１０によって駆動される紙送りローラ
（図示せず）によって記録ヘッド１０３に対向するよう
に搬送される。

【００５１】回復ユニット１１１は、記録ヘッド１０３
の吐出口に付着した異物や粘度の高くなったインクを除
去して、吐出特性を正規の状態に維持するために設けら
れたものである。

【００５２】回復ユニット１１１は、吸引手段（図示せ
ず）に連通されたキャップ部材１１３を有し、記録ヘッ
ド１０３の前記吐出口をキャッピングして吸引すること
により、吐出口に付着した異物や粘度の高くなったイン
クを除去する。また、回復ユニット１１１とプラテン１
０７の間には、案内部材１１２に案内されて記録ヘッド
１０３の吐出口面の走行経路上に向けて前進、後退する
クリーニングブレード１１４が配設されており、該クリ
ーニングブレード１１４の先端で前記吐出口面に付着し
た異物やインク滴をクリーニングできるように構成され
ている。

【００５３】本発明は、特に液体噴射記録方式の中で熱
エネルギを利用して飛翔液滴を形成し、記録を行なう、
いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置において、優れた効果をもたらすものである。

【００５４】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
７９６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なうものが好ましい。この記録方
式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれ
にも適用可能である。

【００５５】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
（インク）が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている吐出エネルギ発生素子である電気熱変換
体に電気信号を供給する手段である駆動回路より吐出信
号を供給する、つまり、記録情報に対応して記録液（イ
ンク）に核沸騰現象を越え、膜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
ように記録液（インク）から電気熱変換体に付与する駆
動信号に一対一に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記録液（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
をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行
なわれるので、特に応答性に優れた記録液（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４３４５２６２号明細書に記載されているようなもの
が適している。なお、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、さらに優れた記録を行なうこ
とができる。

【００５６】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ように、熱
作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものにも
本発明は有効である。

【００５７】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孔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
を有するものにおいても本発明は有効である。

【００５８】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録可能である被記録媒体の
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よい。

【００５９】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にも本発明は有効で
ある。

【００６０】また、記録ヘッドに対する回復手段や予備
的な補助手段を付加することは、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、加圧または吸引手段、電気熱
変換体或はこれとは別の加熱素子、あるいはこれらの組
み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行な
う予備吐出モード手段を付加することも安定した記録を
行なうために有効である。

【００６１】さらに、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
で構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、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。

【００６２】本発明において、上述した各インクにたい
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。

【００６３】さらに加えて、本発明のインクジェット記
録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器
の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と
組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するフ
ァクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。

【００６４】以上説明した本発明の実施例においては、
インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で
固化するインクであって、室温で軟化もしくは液体とな
るもの、或いは、インクジェットにおいて一般的に行な
われている温度調整の温度範囲である３０℃以上７０℃
以下の温度範囲で軟化もしくは液体となるものでもよ
い。すなわち、使用記録信号付与時にインクが液状をな
すものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギーに
よる昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化の
エネルギーとして使用せしめることで防止するか、また
は、インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、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、熱エネルギーによ
って初めて液化する性質のインク使用も本発明には適用
可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５
６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報
に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に
液状また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よい。本発明に
おいては、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。

【００６５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００６６】液流路の断面が液流路形成層の厚さ方向に
一定で吐出方向が安定しており、吐出口の高密度化やカ
ラー化に好適であるうえに、ページ印刷等のための大型
化も容易である液体噴射記録ヘッドを実現できる。この
ような液体噴射記録ヘッドを用いることで、液体噴射記
録装置の高性能化や大型化あるいはカラー化等を大きく
促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による液体噴射記録ヘッドの一部分を
示すもので、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は断面図を示
す。

【図２】図１の液体噴射記録ヘッドを製造する工程の主
要部分を説明するものである。

【図３】図１の液体噴射記録ヘッドを製造する工程の全
体を説明するものである。

【図４】一変形例を説明するものである。

【図５】液体噴射記録装置の全体を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０基板２０ノズル層２０ａ，５０ａ金属層２１液流路３０天板４０，６０ネガ型パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出エネルギー発生手段を有する基板
と、該基板上に液流路を形成する液流路形成層と、これ
に結合された天板を有し、前記液流路形成層が、Ｘ線に
よってパターニングされたネガ型パターンを用いて電鋳
されたものであることを特徴とする液体噴射記録ヘッ
ド。
【請求項２】Ｘ線がシンクロトロン放射光であること
を特徴とする請求項１記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項３】天板が金属製の表面を有し、該表面と液
流路形成層が共晶結合していることを特徴とする請求項
１または２記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項４】吐出エネルギー発生手段を有する基板に
レジストを塗布しこれをＸ線によってパターニングする
ことでネガ型パターンを製作する工程と、製作されたネ
ガ型パターンを用いて液流路形成層を電鋳する工程と、
電鋳された液流路形成層に天板を結合させる工程を有す
る液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】吐出エネルギー発生手段を有する基板に
モールドを当接してネガ型パターンを成形する工程と、
成形されたネガ型パターンを用いて液流路形成層を電鋳
する工程と、電鋳された液流路形成層に天板を結合させ
る工程を有し、前記モールドが、Ｘ線によってパターニ
ングされたレジストパターンを用いて電鋳されたもので
あることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】Ｘ線がシンクロトロン放射光であること
を特徴とする請求項４または５記載の液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法。
【請求項７】天板に金属膜を被着させておき、これに
液流路形成層を共晶結合させることを特徴とする請求項
４ないし６いずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの製
造方法。
【請求項８】液流路形成層の厚さがネガ型パターンの
厚さを越えるまで電鋳することを特徴とする請求項４な
いし７いずれか１項記載の液体噴射記録ヘッドの製造方
法。
【請求項９】基板がニッケルの保護層を有し、液流路
形成層の材料がニッケルおよび金の少なくとも一方であ
ることを特徴とする請求項４ないし８いずれか１項記載
の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】請求項１ないし３いずれか１項記載の
液体噴射記録ヘッドを搭載するキャリッジと、該液体噴
射記録ヘッドの吐出エネルギー発生手段に電気信号を供
給する手段と、前記液体噴射記録ヘッドに対向するよう
に被記録媒体を搬送するための搬送装置を備えた液体噴
射記録装置。