JPH09123455A - 液体噴射ヘッドおよびその製造方法ならびに液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平行性の高い高価な活性エネルギー線照射装
置を用いることなく、高精度でパターン露光を行うこと
が可能で、それによって、非常に良好な吐出特性を有す
る液体噴射ヘッドを作製して、そのヘッドを搭載した信
頼性の高い液体噴射装置を得る。 【解決手段】 液路および液室のパターンを活性エネル
ギー線硬化性材料の照射部および未照射部のパターンで
形成し、未硬化部を除去して液体噴射ヘッドを製造する
際に、活性エネルギー線が照射される面が前記パターン
に対応して凹凸状になっている蓋板を用いて活性エネル
ギー線照射を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式に用いる記録液滴を発生するための液体噴射ヘッドお
よびその製造方法、ならびに液体噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式に適用される液体噴
射ヘッドは、一般に微細な記録液の吐出口（以下はオリ
フィスと呼ぶ）と、インク流路、その流路の一部に設け
られる液体吐出エネルギー発生部とを備えている。

【０００３】従来、このような液体噴射ヘッドを作製す
る方法として、例えば、ガラスや金属等の板を用い、蓋
板に切削やエッチング等の加工手段によって微細な溝を
形成した後、その溝形成した板を他の適当な板と接合し
て、インク流路の形成を行う方法が知られている。

【０００４】しかしながら、かかる方法によって作成さ
れる液体噴射ヘッドでは、切削加工されるインク流路内
壁面の荒れが大きすぎたり、エッチング率の差からイン
ク流路に歪が生じたりして、インク流路の流路抵抗が一
定のものを得ることが困難で、作製後の液体噴射ヘッド
の記録液吐出特性にばらつきが出やすいといった問題が
あった。

【０００５】また、切削加工の際に板の欠けや割れが生
じ易く、製造歩留りが悪いという欠点もあった。さら
に、エッチング加工を行う場合には、製造工程が多く、
製造コストの上昇を招くという不利もあった。

【０００６】一方、上記従来法に共通する欠点として、
インク流路を形成した溝付き板を、記録液滴を吐出させ
るための吐出エネルギーを発生する圧電素子や電気熱変
換対等の駆動素子が設けられた蓋板とを貼り合わせる際
に、これら板の位置合わせが困難であり、量産性に欠け
るという問題もあった。

【０００７】また、液体噴射ヘッドは、通常その使用環
境下においては、記録液（一般には、水を主体とし、多
くの場合中性ではないインク液、あるいは有機溶剤を主
体とするインク液等）と常時接触している。従って、液
体噴射ヘッドを構成するへッド構造材料は、記録液から
の影響を受けて強度低下を起こすことがなく、また逆に
記録液に対して、記録液適性を低下させるような有害成
分を与えないものであることが望まれる。しかしなが
ら、上記の従来法においては、加工法等の制約もあっ
て、必ずしもこれらの要件を満足する材料を選択するこ
とができなかった。

【０００８】そこで、これらの問題を解決する技術とし
て、特開昭５７−４３８７６号公報に液体噴射ヘッドの
製造方法が開示されている。

【０００９】すなわちその公報の記載によると、図５に
示したように、吐出エネルギー発生体７が設けられた基
板面１に感光性組成物層（例えば、ネガ型ドライフィル
ムＳＲ−１０００Ｎ（日立化成製））１６等を設け、所
定のパターン露光を行い、硬化領域を形成する。

【００１０】その後、前記層から未硬化の組成物を除去
することにより、基板面１にインクの流路となる溝（ノ
ズル１４、オリフィス７０、液室９）を形成する。さら
に、液室（液室９、インク供給口４０）形成部材４を、
その基板面に接着層３を介して接合することにより、液
体噴射ヘッドを形成するものである。

【００１１】この方法によれば、ノズル形成にフォトリ
ソ技術を使用するため、ノズル形状を均一にすることが
でき、量産性も向上する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示の方法にも、以下のような欠点があった。 （１）ノズルパターン形成から蓋板接合までの工程にお
いて工程中のゴミがノズルに入り、歩留りの低下を招
く。 （２）蓋板接合時に蓋板側に接着剤を使用しているが、
これがノズルに垂れこんでしまうことがある。 （３）小ノズルヘッドにおいては、これら（１）および
（２）の欠点を、工程のゴミ管理あるいは蓋板接合時の
条件の適性化によって克服して、実用上問題のない液体
噴射ヘッドを生産することは可能である。

【００１３】しかしながら、高密度マルチアレイタイプ
のヘッド（すなわち、Ａ４〜Ａ３幅にノズルを配列する
タイプのヘッド）においては、全ノズルを正常に形成す
ることはほとんど不可能である。

【００１４】かかる従来法の問題点を解消するため、特
開昭５８−１３６４７８号公報には図４に示すような方
法が開示されている。

【００１５】即ち、基板面のノズル形戒部位に固体層１
０を設け、その上に、固体層１０を覆うノズル形成部材
である活性エネルギー線硬化性材料層２０と液室形成部
材（蓋板）３０を順次形成した後に、活性エネルギー線
を部分的に照射してから現像し、活性エネルギー線硬化
性材料２０を部分的に硬化せしめる。そして最後に、固
体層１０を除去してヘッドを形成する。

【００１６】しかしながら、その方法では、活性エネル
ギー線を照射して、部分的に活性エネルギー線硬化性材
料を硬化させる際、次のような問題があった。 （１）ヘッドは蓋板と活性エネルギー線硬化性材料との
積層構造になっており各々屈折率が異なるため、活性エ
ネルギー線を照射する露光機の露光光線の平行度（コリ
メーション、デグリネーション）が低いと活性エネルギ
ー線硬化性材料層の断面パターン形状を著しく劣化させ
る。 （２）そのため、露光機の平行度を向上させる必要があ
り、装置コストが上がり、照度低下による装置タクト低
下を招く。 （３）蓋板および基板の平面度ならびに活性エネルギー
線に対する直角度を向上させる必要があり、蓋板および
基板のコストが高くなる。 （４）蓋板を基板上に形成する際、蓋板と基板との間隔
をきわめて高精度に保持する必要があり、その工程が技
術的に非常に困難である。 （５）上記の（１）で示した断面形状の劣化により、イ
ンク液室の形状が望ましい形状とは異なってしまうた
め、インク液滴の吐出特性が著しく阻害され、結果的に
は非常に印字特性の劣るものとなる。

【００１７】従って本発明の目的は、上記の従来技術の
問題点を解決できる液体噴射ヘッドの製造方法を提供
し、その方法によって信頼性の高い液体噴射ヘッドおよ
びそれを搭載した優れた液体噴射装置を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、吐出エネルギ
ー発生素子を形成した第１の基板上に、少なくとも液路
となる部分を占有する固体層、該固体層を覆う活性エネ
ルギー線硬化性材料層および第２の基板をこの順に積層
し、液路の壁となるべき部分を含めた該活性エネルギー
線硬化性材料層の所定の部分に、前記第１の基板側およ
び第２の基板側の少なくとも一方から活性エネルギー線
を照射した後、前記固体層および活性エネルギー線硬化
性材料層の未硬化部分とを、前記第１の基板と第２の基
板との間から除去し、当該基板間に少なくとも液路を形
成する工程を有する液体噴射ヘッドの製造方法におい
て、活性エネルギー線が照射される基板として照射面上
に活性エネルギー線硬化性材料層に形成するパターンに
対応した凹凸が施されたものを用いることを特徴とする
液体噴射ヘッドの製造方法、その方法によって製造され
る液体噴射ヘッドならびにその液体噴射ヘッドを搭載し
た液体噴射装置を提供する。

【００１９】さらに本発明は、吐出エネルギー発生素子
を形成した第１の基板上に、少なくとも液路となる部分
を占有する固体層と、該固体層を覆う活性エネルギー線
硬化性材料層と第２の基板をこの順に積層し、該活性エ
ネルギー線硬化性材料層の所定の部分に、前記第１の基
板側および第２の基板側の少なくとも一方から活性エネ
ルギー線を照射した後、前記固体層および活性エネルギ
ー線硬化性材料層の未硬化部分とを前記第１の基板と第
２の基板との間から除去し、当該基板間に少なくとも液
路を形成する工程を有する液体噴射ヘッドの製造方法に
おいて、少なくとも１方の面に活性エネルギー線硬化性
材料層に形成するパターンに対応した凹凸を持つ活性エ
ネルギー線透過性材料からなる層を、活性エネルギー線
源と照射される基板面との間に挿入して、活性エネルギ
ー線照射を行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造
方法、その方法によって製造される液体噴射ヘッドなら
びにその液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置を提供
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を詳細に説明する。

【００２１】図１に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方
法の１実施態様の工程を示した。

【００２２】液滴吐出エネルギーを発生し記録小液滴を
吐出させるための発熱抵抗素子およびその抵抗素子に通
電するための配線電極パターン（いずれも不図示）を形
成した、ガラス、セラミック、プラスチックあるいは金
属などからなる基板１（図１（Ａ））に、図２に示し
た、後に形成するインク流路９０およびインク液室８０
に相当する部位に固体層１０を形成する（図１
（Ｂ））。

【００２３】基板１は、インク流路および液室の構成の
一部として、また、固体層１０および後述する活性エネ
ルギー線硬化性材料２０を積層する際の支持体として機
能させるものである。

【００２４】さらに、上記のような素子には、その耐用
性向上等を目的として保護層等の各種の機能層を設ける
ことが一般に行われるが、本発明においてもそのような
機能層を設けることは一向に差し支えない。

【００２５】また、本発明においては、インク流路９０
と液室８０を形成する部位全体にわたって固体層１０を
設ける必要性は必ずしもなく、固体層１０は少なくとも
インク流路形成部位に設けられていれば良い。

【００２６】上記固体層１０の形成に用いられる材料お
よび手順としては、例えば次のようなものを挙げること
できる。 （１）感光性ドライフィルムを用い、そのドライフィル
ムの画像形成プロセスに従って固体層１０を形成する。 （２）基板１上に所望の厚みの溶剤可溶性ポリマー層お
よびフォトレジスト層をその順序で積層し、フォトレジ
スト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマー層を選択
的に除去する。 （３）樹脂を印刷する。

【００２７】（１）に挙げた感光性ドライフィルムとし
ては、ポジ型のものもネガ型のものも用いることができ
るが、例えばポジ型ドライフィルムであれば、活性エネ
ルギー線照射によって現像液に可溶化するポジ型ドライ
フィルムが好適である。また、ネガ型ドライフィルムで
あれば、光重合型ではあるが塩化メチレンあるいは強ア
ルカリで溶解または剥離除去し得るネガ型ドライフィル
ムが適している。

【００２８】ポジ型ドライフィルムとしては、例えば、
ＯＺＡＴＥＣ Ｔシリーズ（商品名、ヘキストジャパ
ン）、ＰＨＯＴＥＣ ＰＨＴシリーズ（商品名、日立化
成工業）等を用いることができる。

【００２９】当然のことながら、それらの市販材料のみ
ならず、ポジティブに作用する樹脂組成物として例えば
ナフトキノンジアジド誘導体とノボラック型フェノール
樹脂とを主体とする樹脂組成物、さらに、ネガティブに
作用する樹脂組成物として例えば、アクリルエステルを
反応基とするアクリルオリゴマーと熱可塑性高分子化合
物および増感剤を主体とする組成物、あるいはポリチオ
ールとポリエン化合物および増感剤とからなる組成物等
を同様に用いることができる。

【００３０】（２）に挙げた溶剤可溶性ポリマーとして
は、それを溶解する溶剤が存在し、コーティングによっ
て皮膜形成し得る高分子化合物であればいずれでも用い
ることができる。

【００３１】ここで用い得るフォトレジスト層として
は、典型的にはノボラック型フェノール樹脂とナフトキ
ンジアジドからなるポジ型液状フォトレジスト、ポリビ
ニルシンナメートからなるネガ型液状フォトレジスト、
環化ゴムとビスアジドからなるネガ型液状フォトレジス
ト、ネガ型感光性ドライフィルム、熱硬化型および紫外
線硬化のインキ等が挙げられる。

【００３２】（３）に挙げた印刷法によって固体層１０
を形成する材料としては、例えば、蒸発乾燥型、熱硬化
型あるいは紫外線硬化型等のそれぞれの乾燥方式で用い
られている平板インキ、スクリーンインキならびに転写
型の樹脂等が用いられる。以上に挙げた材料群の中で、
加工精度や除去の容易性あるいは作業性等の面から見
て、（１）もしくは（２）のポジ型ドライフィルムある
いはポジ型液状フィルムを用いるのが好ましい。

【００３３】ポジ型感光性材料は、ａ）解像度がネガ型
の感光性材料よりも優れており、ｂ）レリーフパターン
が垂直かつ平滑な側壁面を持ち、あるいは、ｃ）テーパ
ー型ないしは逆テーパー型の断面形状が容易に作れる等
の特徴を持ち、インク流路を形成する上で最適の材料で
ある。また、ポジ型感光性材料は、レリーフパターンを
現像液や有機溶剤で溶解除去できる等の特徴も有してお
り、その点からも、本発明における固体層１０の形成材
料として好適である。

【００３４】特に、例えば上記のナフトキノンジアジド
とノボラック型フェノール樹脂を用いたポジ型感光性材
料では、弱アルカリ水溶液あるいはアルコールで完全に
溶かすことができるので、吐出エネルギー発生素子に何
ら損傷を与えることなく、かつ後工程での除去もきわめ
て速やかである。

【００３５】次に、基板上もしくは蓋板上に蓋板と基板
との間隔を制御するためのスペーサー１５を形成する
（図１（Ｂ））。このスペーサー１５は、寸法精度が良
く安価なものであれば何でも良いが、好ましくは活性エ
ネルギー線硬化性材料と同一材料かもしくは蓋板あるい
は基板と同一材料とし、後の工程で除去するのであれ
ば、固体層と同一材料とすることが望ましい。

【００３６】次に、ノズル形成部材である活性エネルギ
ー線硬化性材料層２０を介して、基板１に蓋板３０を接
合する（図１（Ｃ））。

【００３７】蓋板３０は、活性エネルギー線硬化性材料
層に形成すべきパターンに対応して、活性エネルギー線
硬化性材料層の断面形状が最適となるように、その蓋板
表面は凹凸状に加工されている。具体的には例えば、活
性エネルギー線硬化性材料層のパターンに沿って蓋板表
面をテーパー状に形成しておく。

【００３８】すなわち、活性エネルギー線の蓋板表面の
垂直性が、活性エネルギー線を照射する露光装置の性能
により限界があり、露光領域内で例えば０〜３°程度傾
くことがある。この値は露光装置固有のものであるの
で、予め測定しておくことにより予測が可能である。ま
た、同一露光装置でも、露光領域内で分布を有する。

【００３９】一般には、露光領域の中心では垂直度は確
保されており、露光領域の周辺領域では垂直度は低下す
る。

【００４０】さて、本発明の要点である蓋板表面の形状
は、上記に記した活性エネルギー線の垂直度に対応する
ように、蓋板内を透過する活性エネルギー線の垂直性が
確保されるように蓋板上面の表面形状に凹凸を設ける。

【００４１】すなわち、蓋板に照射される活性エネルギ
ー線の垂直性を確保できないときに、蓋板内を透過する
活性エネルギー線の垂直性を確保するように、蓋板表面
の形状を変えて、蓋板表面で活性エネルギー線を屈折さ
せることにより、上記の垂直性を確保する。

【００４２】特に活性エネルギー線硬化性硬化性材料の
パターンエッジに当る蓋板表面のみを前述した蓋板表面
に凹凸を形成することにより活性エネルギー線の垂直性
を確保する。さらに、その活性エネルギー線硬化性材料
をテーパーをつけて形成した場合、上記の蓋板表面の凹
凸を調整して蓋板内を透過する活性エネルギー線の角度
を変えることにより形成可能である。

【００４３】また、このような凹凸の形成は、図１に示
したように、活性エネルギー線が照射される基板面に限
らない。すなわち、照射される活性エネルギー線を透過
する材料からなる層の少なくとも１方の面に上記のよう
な凹凸を施して、その活性エネルギー線透過性材料層
を、照射を受ける基板面と活性エネルギー線源の間に挿
入して、活性エネルギー線照射を行ってもよい。

【００４４】なお、上記の凹凸は、０．０１〜２μｍ／
ｍｍの範囲となるようにするのが、好適である。

【００４５】蓋板３０は、型形成可能な材料で均一な厚
みで形成でき、なおかつ活性エネルギー線を透過する物
質であれば良く、ガラスやＰＥＳ、ＰＥＴ、ＰＥ、Ｐ
Ｐ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂、尿素樹脂等が使用可能である。好適なも
のとしては、モールドにより形成されたガラスが挙げら
れる。

【００４６】上記の活性エネルギー線硬化材料層２０の
活性エネルギー線硬化性材料としては、上記固体層１０
を覆設し得るものであれば好適に使用することができる
が、その材料は、インク流路および液室などを形成する
構造材料となるものであることから、基板との接着性、
機械的強度、寸法安定性および耐食性などの面で優れた
ものを選択することが望ましい。

【００４７】そのような材料を具体的に示せば、液状で
あって、紫外線硬化、可視光線硬化、Ｘ線硬化、赤外線
硬化あるいは電子ビーム硬化等、活性エネルギー線で硬
化するタイプの材料が適している。とりわけ、エポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ジグリコールジアルキルカーボネ
ート樹脂、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、メラミン樹脂、フェノール樹脂、
尿素樹脂等が用いられる。

【００４８】特に、光によってカチオン重合を開始する
ことのできるエポキシ樹脂、光によってラジカル重合で
きるアクリルエステル基を持ったアクリルオリゴマー
類、ポリチオールとポリエンを用いた光重合型樹脂、不
飽和シクロアセタール樹脂等は、重合速度が大きく、重
合体の物性も優れており、構造材料として適している。

【００４９】活性エネルギー線硬化性材料の積層方法と
しては、例えば基板形状に即したノズルを用いた吐出器
具、アプリケーター、カーテンコーター、ロールコータ
ー、スプレーコーター、スピンコーター等の手段で積層
する方法等が挙げられる。

【００５０】次に、蓋板３０を接合した後、フォトマス
クを通して部分的に活性エネルギー線を照射（図１
（Ｄ））し、ノズル形成部材を硬化させ、同時に基板１
と蓋板３０とを接合する。

【００５１】本発明の方法においては、活性エネルギー
線を照射した部分のみが重合硬化し、フォトマスクのＣ
ｒパターンにより活性エネルギー線を遮られた部分は、
未硬化のまま残る。

【００５２】また活性エネルギー線としては、紫外線、
電子線、可視光線、赤外線、Ｘ線等が利用できるが、蓋
板３０を透過させての露光であることから、紫外線また
は可視光線が好ましく、重合速度の面からは紫外線が最
も適している。

【００５３】紫外線の光源としては、高圧水銀灯や超高
圧水銀灯、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハ
ライドランプ、カーボンアーク等のエネルギー密度の高
い光源が好ましく用いられる。

【００５４】光源からの光線は、熱発生の少ないものほ
ど高精度の加工を行うことができるが、印刷製版ないし
プリント配線板加工あるいは光硬化型塗料の硬化に一般
に用いられている紫外線光源であればおおむね利用可能
である。

【００５５】ここで光源としての露光機に応じて、特に
デグリネーション角度に応じて前述した蓋板の平面度を
調整することにより、特に良好な活性エネルギー線硬化
性材料の断面形状を得ることができる。

【００５６】次に、例えばオリフィス端面が露出してい
ない場合には、必要に応じてダイヤモンドブレードを用
いたダイシングソー等によって、上記活性エネルギー線
照射による硬化を完了した積層体を所望の位置で切断
し、オリフィス端面を露出させる。本発明の方法では、
このような切断操作の実施は必須ではなく、適宜選択す
る。例えば液状の硬化性材料を用い、その材料を積層す
る際に型を使用し、オリフィス先端部が平滑に成形され
るようにした場合には、この切断工程は不要である。

【００５７】次に、上記の積層体から、未硬化の活性エ
ネルギー線硬化性材料２０および固体層１０を順次もし
くは同時に除去する（図１（Ｅ））。

【００５８】上記材料の除去法としては特に限定される
ものではないが、具体的には例えば、その材料を溶解、
膨潤または剥離する液体に浸漬して除去する等の方法が
好ましいものとして挙げられる。この際、必要に応じて
超音波処理やスプレー、加熱、攪拌、浸透、加圧洗浄、
その他の除去促進操作を行うことも可能である。上記除
去法に用いられる液体としては、例えば含ハロゲン炭化
水素や、ケトン、エステル、芳香族炭化水素、エーテ
ル、アルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホル
ムアミド、フェノール、水あるいは酸またはアルカリを
含む水等が挙げられる。

【００５９】これらの液体には、必要に応じて界面活性
剤を加えても良い。

【００６０】図１（Ｅ）には、上記材料を除去した後の
状態が示されているが、この材料は、それを溶解する液
体中に浸漬し、ヘッドのオリフィスと液供給口を通して
溶解除去するのが通常の方法である。

【００６１】図２には、以上の各工程を経て得られる本
発明の液体噴射ヘッドの１例の模式的斜視図を示した。
図２中、４０はインク供給口、７０はオリフィス、８０
はインク液室、９０はインク流路である。

【００６２】なお、以上の各工程を終了した段階もしく
は途中段階で、発熱抵抗素子とオリフィスとの間隔を最
適化するために、必要に応じてオリフィス先端の切断、
研磨、平滑化を行っても良い。

【００６３】このような本発明の液体噴射ヘッドの製造
方法は、 １）精密な加工ができ、 ２）流路形状、液室形状に対し加工上の制限が少なく、 ３）加工上特に熟練を必要とせず、量産性に優れてお
り、 ４）活性エネルギー線硬化性材料の選択範囲が広く、構
造材料としての機能に優れたものを用いることができ、 ５）特に構造部材のコストを大幅に下げることが可能で
あり、 ６）高密度マルチアレイタイプのヘッドに要求される大
きな液室が容易に形成可能であり、加えて加工工程が簡
易で量産に適しており、 ７）簡便な機構で照射した活性エネルギーの回折や斜光
成分のパターン露光への影響を制御できるので、平行性
の高い高価な活性エネルギー照射装置を用いなくても精
度の良いパターン露光を行うことができ、さらに、 ８）活性エネルギー線硬化性材料層のパターンエッジが
鮮明となり、インク流路の精度の高いヘッドを作製する
ことができる、等の利点を有する。

【００６４】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００６５】（実施例１）図１に示した工程に従って、
本発明のヘッドを製造した。

【００６６】ガラス基板１に、ポジ型感光性ドライフィ
ルムを用いて固体層１０を形成し、球形ガラスビーズを
用いてスペーサ１５を形成した。

【００６７】次に、紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用
い、フォトリソグラフィー法によって、ノズル形成部材
となる活性エネルギー線硬化性材料層２０を形成した。
その層を介して、モールドで一方の面が活性エネルギー
線硬化性材料層のパターンに応じてテーパー状に形成さ
れて凹凸を持つガラス（平面度約４０μｍ／ｍｍ）から
なる蓋板３０を、その平坦な方の面で接合した。その
後、フォトマスクを通して部分的に紫外線を照射して、
照射された部分の活性エネルギー線硬化性材料層を硬化
させた。なお、この時用いた露光機は、コリメーション
角度２°、デグリネーション角度２°で、照度１２ｍＷ
のものを使用した。

【００６８】次に、この積層体をキシレンに浸漬して、
未硬化の活性エネルギー線硬化性材料層部分と固体層と
を除去して、液体噴射ヘッドを得た。

【００６９】このヘッドの吐出特性は何ら問題のない良
好なものであった。

【００７０】（実施例２）実施例１では、蓋板表面を凹
凸状として説明したが、活性エネルギー硬化性材料のパ
ターンを形成するための活性エネルギー線の光路中に、
図３に示したように、上記蓋板と同様な凹凸状の活性エ
ネルギー線透過材料層３５を挿入することにより、実施
例１と同様な効果を得ることができる。

【００７１】たとえば図３の断面図に示すように、モー
ルドにより形成するガラスあるいはプラスチックの活性
エネルギー線透過材料層３５を、活性エネルギー線照射
時に、蓋の活性エネルギー線の光路中に挿入することに
よって、実施例１とほぼ同一の工程で、本発明のヘッド
を製造することができる。

【００７２】本発明は、特にインクジェット方式の中で
も熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を
行うインクジェット方式の液体噴射ヘッド、液体噴射装
置において優れた効果をもたらすものである。

【００７３】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いる基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、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いて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ
て、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（イ
ンク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡
の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（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とすると、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。

【００７４】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うことができる。

【００７５】液体噴射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、液路、電気熱変
換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流
路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている
構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米
国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明
に含まれるものである。

【００７６】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部とする構成を開
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
としても本発明は有効である。

【００７７】さらに、液体噴射装置が記録できる最大記
録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個のヘッドとしての構
成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層
有効に発揮することができる。

【００７８】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ヘッド、あるい
はヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカー
トリッジタイプのヘッドを用いた場合にも本発明は有効
である。

【００７９】また、本発明の液体噴射装置の構成として
設けられる、液体噴射ヘッドに対しての回復手段、予備
的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安
定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、ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
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う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００８０】さらに、液体噴射装置の記録モードとして
は黒色等の主流色のみを記録モードだけではなく、ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
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。

【００８１】以上の説明においては、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、室温で軟化するもの、もしくは液体であるも
の、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体
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よい。

【００８２】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状態変化のエネル
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、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
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の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５４−５６８４
７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。

【００８３】さらに加えて、本発明に係る液体噴射装置
の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の
情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設
けられるものの他、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良い。

【００８４】図６は、本発明が適用できる液体噴射装置
ＩＪＲＡの概観図である。

【００８５】本図を説明すると、駆動モータ５０１３の
正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５００９
を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５
００４に対向して係合するキャリッジＨＣは、ピン（図
示せず）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。

【００８６】５００２は紙押え板であり、キャリッジ移
動方向にわたって紙をプラテン５０００に対して押圧す
る。５００７、５００８はフォトカプラで、キャリッジ
のレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ
の５０１３の回転方向切換等を行うための、ホームポジ
ション検知手段である。

【００８７】５０１６は液体噴射装置の前面をキャップ
するキャップ部材５０２２を支持する部材である。５０
１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段で、キャップ
内開口５０２３を介して液体噴射装置の吸引回復を行
う。５０１７は、クリーニングブレードで、５０１９は
このブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、
本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブレー
ドは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本
発明の装置に適用できることは言うまでもない。

【００８８】また、５０１２は、吸引回復の吸引を開始
するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モーターからの駆動力が
クラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

【００８９】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引・回復は、キャリッジがホームポジション側領域に来
た時に、リードスクリュー５００５の作用によってそれ
らの対応位置で所望の処理が行えるように構成されてい
るが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本発明の装置にはいずれも適用できる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明により、平行
性の高い高価な活性エネルギー線照射装置を用いること
なく、高精度でパターン露光を行うことが可能であり、
それによって、非常に良好な吐出特性を有する液体噴射
ヘッドを作製して、そのヘッドを搭載した信頼性の高い
液体噴射装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体噴射ヘッド製造方法の１例の手順
を示す工程図である。

【図２】図１の工程で作製された液体噴射ヘッドの模式
的斜視図である。

【図３】本発明の液体噴射ヘッド製造方法の他の例の手
順を示す工程図である。

【図４】従来の液体噴射ヘッドの製造方法の１例の手順
を示す工程図である。

【図５】従来の液体噴射ヘッド作製の工程を示す工程図
である。

【図６】本発明の液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装
置の１例の斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ３ 接着層 ４ 液室形成部材 ７ 吐出エネルギー発生体 ９ 液室 １０ 固体層 １４ ノズル １５ スペーサー １６ 感光性組成物層 ２０ 活性エネルギー線硬化性材料層 ３０ 蓋板 ３５ 活性エネルギー線透過材料層 ４０ インク供給口 ７０ オリフィス ８０ インク液室 ９０ インク流路 ５０００ プラテン ５００２ 紙押え板 ５００４ 螺旋溝 ５００５ リードスクリュー ５００６ レバー ５００７、５００８ フォトカプラ ５００９ 駆動力伝達ギア ５０１１ 駆動力伝達ギア ５０１２ レバー ５０１３ 駆動モーター ５０１５ 吸引手段 ５０１６ キャップ部材支持部材 ５０１７ クリーニングブレード ５０１８ 本体支持板 ５０１９ クリーニングブレード移動用部材 ５０２０ カム ５０２２ キャップ部材 ５０２３ キャップ内開口

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出エネルギー発生素子を形成した第１
   の基板上に、少なくとも液路となる部分を占有する固体
   層、該固体層を覆う活性エネルギー線硬化性材料層およ
   び第２の基板をこの順に積層し、液路の壁となるべき部
   分を含めた該活性エネルギー線硬化性材料層の所定の部
   分に、前記第１の基板側および第２の基板側の少なくと
   も一方から活性エネルギー線を照射した後、前記固体層
   および活性エネルギー線硬化性材料層の未硬化部分と
   を、前記第１の基板と第２の基板との間から除去し、当
   該基板間に少なくとも液路を形成する工程を有する液体
   噴射ヘッドの製造方法において、活性エネルギー線が照
   射される基板として照射面上に活性エネルギー線硬化性
   材料層に形成するパターンに対応した凹凸が施されたも
   のを用いることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記の活性エネルギー線が照射される基
   板の照射面上に施す凹凸は、照射される活性エネルギー
   線が前記活性エネルギー線硬化性材料層に対して垂直に
   照射されるよう該活性エネルギー線を屈折させる凹凸で
   ある請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記の活性エネルギー線が照射される基
   板面が０．０１〜２μｍ／ｍｍの平面度の凹凸を有する
   請求項１または２記載の製造方法。
4. 【請求項４】 吐出エネルギー発生素子を形成した第１
   の基板上に、少なくとも液路となる部分を占有する固体
   層と、該固体層を覆う活性エネルギー線硬化性材料層と
   第２の基板をこの順に積層し、液路の壁となるべき部分
   を含めた該活性エネルギー線硬化性材料層の所定の部分
   に、前記第１の基板側および第２の基板側の少なくとも
   一方から活性エネルギー線を照射した後、前記固体層お
   よび活性エネルギー線硬化性材料層の未硬化部分とを前
   記第１の基板と第２の基板との間から除去し、当該基板
   間に少なくとも液路を形成する工程を有する液体噴射ヘ
   ッドの製造方法において、少なくとも１方の面に活性エ
   ネルギー線硬化性材料層に形成するパターンに対応した
   凹凸を持つ活性エネルギー線透過性材料からなる層を、
   活性エネルギー線源と照射される基板面との間に挿入し
   て、活性エネルギー線照射を行うことを特徴とする液体
   噴射ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記の活性エネルギー線透過性材料から
   なる層に施す凹凸は、照射される活性エネルギー線が前
   記活性エネルギー線硬化性材料層に対して垂直に照射さ
   れるよう該活性エネルギー線を屈折させる凹凸である請
   求項４記載の製造方法。
6. 【請求項６】 前記の活性エネルギー線透過性材料の層
   の活性エネルギー線入射側の面が、０．０１〜２μｍ／
   ｍｍの平面度の凹凸を有する請求項４または５記載の製
   造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の方
   法によって製造される液体噴射ヘッド。
8. 【請求項８】 液体吐出エネルギー発生素子が電気エネ
   ルギーを与えることによって発熱し、液体に状態変化を
   生ぜしめて吐出を行なわせるための電気熱変換体である
   請求項７記載の液体噴射ヘッド。
9. 【請求項９】 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
   る請求項８記載の液体噴射ヘッド。
10. 【請求項１０】 記録媒体の被記録面に対向してインク
    を吐出するためのインク吐出口が設けられている請求項
    ８記載の液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを載置す
    るための部材とを少なくとも具備する液体噴射装置。