JPH091812A

JPH091812A - 液体噴射記録ヘッドの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH091812A
Application number: JP17825195A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 肇山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】切断による微粉等の副成物がインク供給口等
から液体噴射記録ヘッドの内部へ侵入するのを防ぐ。【構成】液体噴射記録ヘッド複数分の吐出エネルギー
発生素子を有する基板１と、その上に液流路等を構成す
る樹脂層２と、インク供給口等を有する天板３を積層し
た積層体１０を製作し、天板３の表面に粘着テープ２０
を貼着したうえで基板１側を上向きにして保持し、矢印
Ａで示すように下向きに移動する切断具によって各液体
噴射記録ヘッドに切り離す。インク供給口が下向きでし
かも粘着テープ２０によって覆われているため、切断に
よる微粉が侵入するおそれはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細な吐出口（オリフ
ィス）から記録液（インク）を液滴として吐出し記録紙
等に記録（印刷）を行なう液体噴射記録ヘッドの製造方
法および製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微細な吐出口から記録液を液滴として吐
出し記録紙等に記録を行なう液体噴射記録装置の液体噴
射記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子を有する基板
（ヒーターボード）と、記録液を流動させる液流路（ノ
ズル）や共通液室を形成する樹脂層や金属層等を積層し
た積層構造を有する。

【０００３】このような積層構造を有する液体噴射記録
ヘッドの製造方法の代表的なものは、一般的に、以下の
ように分類される。

【０００４】（１）図７に示すように、吐出エネルギ
ー発生素子が所定数配設されたシリコン等からなる基板
１０１０に、ネガ型またはポジ型の感光性ドライフィル
ムを貼り、これを露光、現像して、液流路１０２１や共
通液室の下半部を構成する凹所１０２２を備えた樹脂層
１０２０を形成する。樹脂層１０２０の上に紫外線硬化
型の接着剤１０２３を塗布し、その上に、インク供給口
１０３１と共通液室の上半部を構成する凹所１０３２を
備えたガラス製の天板１０３０を位置合わせし、天板１
０３０の上方から紫外線を照射して接着剤１０２３を硬
化させ、天板１０３０と樹脂層１０２０を接着する。

【０００５】このようにして製作された積層ユニットを
所定の位置で切断して吐出口１０２４が開口するオリフ
ィス面１０２０ａを形成する。なお、基板１０１０は、
樹脂層１０２０や天板１０３０の後方に露出面１０１０
ａを有し、ここに、各吐出エネルギー発生素子に電気信
号を供給するための電極１０１１が配設される。（２）図８に示すように、吐出エネルギー発生素子が
所定数配設された基板１１１０に、ネガ型またはポジ型
の感光性レジストを塗布し、これを露光、現像して、後
述する液流路１１２１と共通液室の下半部１１２２を構
成する凹所の形状を有するレジストパターンＰを設け、
その上に紫外線硬化型の樹脂層１１２０を塗布し、さら
に前記と同様のガラス製の天板１１３０を位置合わせし
て、共通液室の上半部１１３２の形状を有するマスキン
グを施したうえで天板１１３０の上から紫外線を照射
し、樹脂層１１２０を硬化させる。このとき、樹脂層１
１２０の一部分はマスキングによって紫外線から遮られ
るため未硬化で残される。

【０００６】このようにして製作された積層ユニットを
所定の位置で切断して吐出口１１２４が開口するオリフ
ィス面１１２０ａを形成し、続いて、溶液によってレジ
ストパターンＰと樹脂層１１２０の未硬化の部分を溶出
し、液流路１１２１と共通液室の下半部１１２２と上半
部１１３２を空洞化する。なお、基板１１１０は、樹脂
層１１２０や天板１１３０の後方に露出面１１１０ａを
有し、ここに、各吐出エネルギー発生素子に電気信号を
供給するための電極１１１１が配設される。

【０００７】（３）図９に示すように、基板１２１０
上に前記レジストパターンＰと同様のレジストパターン
を設けたものをインサートとして金型内に装着し、トラ
ンスファーモールド法によって樹脂層１２２０を一体成
形する。

【０００８】このようにして製作された積層ユニットを
所定の位置で切断し、吐出口１２２４が開口するオリフ
ィス面１２２０ａを形成し、続いて、溶液によってレジ
ストパターンを溶出し、液流路１２２１とその後方の共
通液室１２２２を空洞化する。なお、基板１２１０は、
樹脂層１２２０の後方に露出面１２１０ａを有し、ここ
に各吐出エネルギー発生素子に電気信号を供給するため
の電極１２１１が配設される。

【０００９】上記の方法で液体噴射記録ヘッドを製造す
るに際して、実際には、半導体プロセスと同様に６イン
チウエハあるいは８インチウエハ等大面積の基板に液体
噴射記録ヘッド複数個分の樹脂層等を積層し、得られた
積層体をダイシングソー等によって個々の液体噴射記録
ヘッドに切り離すいわゆる多数個取りの製造工程を採用
し、量産性を向上させる。

【００１０】液体噴射記録ヘッドの製造においては、基
板の吐出エネルギー発生素子と樹脂層の液流路の相対位
置を厳密に管理する必要があるため、基板上に樹脂層を
製作する工程でマスクや金型と基板の位置合わせに極め
て高い精度が要求され、このために液体噴射記録ヘッド
の製造工程が複雑化し、液体噴射記録ヘッドの製造コス
トが上昇する傾向があるが、前述のような多数個取りに
よって液体噴射記録ヘッドを製造すれば、樹脂層を製作
するためのマスクや金型と基板の位置合わせを各液体噴
射記録ヘッドごとに繰り返す必要がない。従って、液体
噴射記録ヘッドの製造コストの低減に大きく役立つ。

【００１１】図１０はこのような多数個取りによって液
体噴射記録ヘッドを製造する工程を説明するもので、ま
ず、吐出エネルギー発生素子を有する大面積の基板とこ
れに積層された樹脂層からなる積層体１３００を製作す
る。積層体１３００の樹脂層は、液体噴射記録ヘッド２
個分の液流路１３２１と共通液室１３２２を互いに対向
して配設したいわゆる２個取りの液流路形成層１３０１
を基板のほぼ全面に所定の間隔で縦横に配設したもの
で、各液流路形成層１３０１は一対の共通液室１３２２
を有し、両者の間には所定数の液流路１３２１が互いに
平行にのびている。

【００１２】基板の吐出エネルギー発生素子は液流路形
成層１３０１の各液流路１３２１の下に一対ずつ配設さ
れ、各吐出エネルギー発生素子に電気信号を供給するた
めの電極１３１１は各共通液室１３２２の外側に位置
し、液流路形成層１３０１から露出している。

【００１３】積層体１３００と別体として製作される天
板１３３０は、各液流路形成層１３０１の両共通液室１
３２２にそれぞれ開口するインク供給口１３３１等を有
する。天板１３３０を積層体１３００に重ねて位置合わ
せし、接着等の公知の方法で一体化したものを、縦横の
切断線Ｍ₀ ，Ｎ₀ に沿って各液体噴射記録ヘッドごとに
切り離す。

【００１４】

【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、大面積の基板と樹脂層等からなる積層
体を製作したうえでこれを各液体噴射記録ヘッドに切り
離す切断工程において、切断の副成物である微粉が天板
のインク供給口等から共通液室や液流路に侵入し、液体
噴射記録ヘッドの吐出性能を著しく損なうおそれがあ
る。

【００１５】これを防ぐために、図１１に示すように積
層体１４００のインク供給口１４３１にフィルター１４
３４を設けたものが開発されている。このようにインク
供給口１４３１にフィルター１４３４を設けると、図示
しないインク供給系から供給されるインクにゴミ等が混
入していてもこれをインク供給口１４３１において捕捉
することができるため、液体噴射記録装置の運転中に吐
出口１４２４や液流路１４２１が詰まるのを回避して高
い印字品位を維持できるという利点も付加される。

【００１６】ところが近年では、印字の高速化とともに
高精細化が進み、吐出口や液流路の開口寸法が縮小傾向
にある。吐出口や液流路の開口寸法が縮小するとフィル
ターによってより小さなゴミを捕捉することが要求され
る一方で、印字の高速化のために大量のインクを供給す
ることが必要となり、その結果、インクがフィルターを
通過するときの圧力損失が新たな課題となり、これを解
決するのが極めて困難である。

【００１７】天板のインク供給口にフィルターを設ける
替わりに、図１２に示すようにインク供給口等の開口１
５３１を剥離性の高い樹脂を用いたポッティング１５３
２によって閉塞したうえで各液体噴射記録ヘッドに切り
離す方法や、図１３に示すように、天板１６３０の上面
全体に粘着性を有するフィルム１６３４を貼着したうえ
で該フィルム１６３４ごと切断する方法も提案されてい
るが、ポッティングによるものは作業が頻雑で生産性が
劣り、天板全体をフィルムで覆うものは、フィルムの存
在が切断作業の効率を著しく損うえに、切断工具の短命
化にもつながる。加えてこれらは、液体噴射記録ヘッド
ごとに切断した後にポッティングやフィルムを剥がす工
程が頻雑であるため、有効な解決策とは言えない。

【００１８】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、多数個取りの基板上に液
流路や共通液室を形成する樹脂層等を積層した積層体を
各液体噴射記録ヘッドに切り離す切断工程において、液
流路等が切断の副成物である微粉等によって汚染される
おそれのない液体噴射記録ヘッドの製造方法および製造
装置を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【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の製造方法は、液体噴
射記録ヘッド複数分の吐出エネルギー発生手段のそれぞ
れに対向する液流路と、これらに記録液を供給する開口
部を有する板状体を製作し、該板状体を、前記開口部が
開口する側と反対側の表面から切断することで各液体噴
射記録ヘッドに切り離す工程を有することを特徴とす
る。

【００２０】板状体の開口部が開口する側の表面をフィ
ルムによって覆ったうえで、前記板状体を切断するとよ
い。

【００２１】板状体の開口部が開口する側の表面に、各
吐出エネルギー発生手段に接続された電極を露出させる
ための第２の開口部が設けられていてもよい。

【００２２】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造装置
は、液体噴射記録ヘッド複数分の吐出エネルギー発生手
段のそれぞれに対向する液流路とこれらに記録液を供給
する開口部を有する板状体を、前記開口部が開口する側
の表面を上向きにして所定の平面内で位置決めする位置
決め手段と、前記所定の平面に対して下向きに移動する
切断手段を有することを特徴とする。

【００２３】位置決め手段が、赤外線によって板状体の
アライメントマークを検出する赤外線カメラを有すると
よい。

【００２４】

【作用】液体噴射記録ヘッド複数分の吐出エネルギー発
生手段を有する基板上に液流路等を形成する樹脂層等を
積層して得られた積層体等の板状体を、例えば、開口部
が下向きになるように保持し、板状体を上方からこれに
向かって下降する回転切断具等によって切断することで
各液体噴射記録ヘッドに切り離す。開口部が下向きであ
るから、切断の副成物である微粉等が板状体の開口部に
侵入して液流路等を汚染するトラブルを低減できる。

【００２５】板状体の開口部を有する側の表面をフィル
ムによって覆ったうえでこれを下向きにして保持し、板
状体に向かってその上方から下降する回転切断具等によ
って切断すれば、副成物である微紛等が板状体の開口部
に侵入するのを完全に回避できる。

【００２６】開口部にフィルター等を必要としないた
め、液体噴射記録ヘッドの製造工程を大幅に簡略化し、
かつ、部品コストの低減にも役立つ。また、フィルター
を用いた場合のような記録液の圧力損失に対する対策等
も不要であり、従って、液体噴射記録ヘッドの高精細化
や高速化を極めて容易に実現できる。

【００２７】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２８】図１は一実施例による液体噴射記録ヘッド
の製造方法を説明するもので、液体噴射記録ヘッド複数
分の吐出エネルギー発生手段である吐出エネルギー発生
素子を配設した基板１上に各液体噴射記録ヘッドの液流
路２ａと共通液室２ｂを形成する樹脂層２を積層し、そ
の上に天板３を重ねて一体化することで多数個取りの板
状体である積層体１０を製作する。なお、基板１は各吐
出エネルギー発生素子に接続された電極１ｂを有し、こ
れらは図２に示すように、樹脂層２の開口部から露出し
ており、天板３は、樹脂層２の共通液室２ｂにインク等
の記録液を供給するための開口部であるインク供給口３
ａと、各吐出エネルギー発生素子の電極１ｂを露出させ
るための第２の開口部である開口３ｂと、樹脂層２の共
通液室２ｂに重なる掘り込み凹部３ｃを有し、これら
は、天板３を樹脂層２に一体化する前に予め穴加工され
たものである。

【００２９】なお、積層体１０は、一対の液体噴射記録
ヘッドの液流路２ａを連続的に配設し、その両側に各液
体噴射記録ヘッドの共通液室２ｂを設けたいわゆる２個
取りのユニットを縦横に所定の間隔で配列したもので、
積層体１０を縦横の切断線Ｍ₁ ，Ｎ₁ に沿って切断する
ことで各液体噴射記録ヘッドに切り離す。このようにし
て切断された液体噴射記録ヘッドの切断面が、図２に示
すように、各液流路２ａを開口させて吐出口２ｃを形成
するオリフィス面１０ａとなる。縦の切断線Ｍ₁ は天板
３の各開口３ｂを縦断し、各開口３ｂの両側にはリブ３
ｄが残される。上記の切断工程は以下のように行なわれ
る。図３に示すように、積層体１０の天板３にフィルム
である粘着テープ２０を貼着し、これによって天板３の
インク供給口３ａと開口３ｂをすべて閉塞する。このよ
うに粘着テープ２０を貼着した積層体１０を上下に反転
させて保持し、矢印Ａで示すように積層体１０の上方か
らこれに向かって下降する切断具によって基板１の底面
から切断する。この切断工程は、切断具が粘着テープ２
０の厚さの半分程度まで切り込んだところで終了する。

【００３０】積層体１０の天板３のインク供給口３ａや
開口３ｂが粘着テープ２０によって閉塞されており、し
かも基板１の底面側から切断するものであるため、切断
部から発生する副成物である切断微粉（シリコン微粉や
ブレード摩耗カス等）が天板３のインク供給口３ａや開
口３ｂに侵入し液流路２ａ等を汚染するおそれは全くな
い。従来例のようにインク供給口３ａにフィルター等を
設ける必要がないため、液体噴射記録ヘッドの構造の簡
単化と小型化を大きく促進できる。また、液体噴射記録
ヘッドの高精細化や高速化を促進するうえで、フィルタ
ーによる記録液の圧力損失を考慮する必要もない。加え
て、粘着テープ２０の側から切断する場合のように粘着
テープ２０のために切断作業が障げられたり、切断具の
寿命が短くなる等のトラブルも皆無である。さらに、粘
着テープ２０は切断工程後も各液体噴射記録ヘッドごと
に切り離されてはいないため、粘着テープ２０を剥がす
作業も極めて簡単であるという利点も有する。

【００３１】その結果、液体噴射記録ヘッドの製造工程
が大幅に簡略化され、これによって液体噴射記録ヘッド
の製造コストを大幅に低減できるうえに、液体噴射記録
ヘッドの高性能化や小型化および高精細化ならびに高速
化を大きく促進できる。

【００３２】切断後の液体噴射記録ヘッドＥ₁ は、図４
に示すように、液流路２ａ、共通液室２ｂ、インク供給
口３ａ、吐出エネルギー発生素子の電極１ｂを露出させ
る開口３ｂ等を有し、オリフィス面１０ａに吐出口２ｃ
を開口させた積層ユニットであり、開口３ｂの両側には
天板３の強度を向上させる等の役目をするリブ３ｄが設
けられている。

【００３３】図５は、本実施例による液体噴射記録ヘッ
ドの製造装置の主要部である切断装置Ｍを示すもので、
これは、粘着テープ２０を貼着した積層体１０を吸着支
持するテーブル３１と、粘着テープ２０の外周部を保持
する保持部材３２と、テーブル３１と保持部材３２の位
置決めを行なう移動ステージ３３と、赤外線によるアラ
イメント装置３４からなる位置決め手段と、矢印Ａで示
すように垂直方向に往復移動する切断手段である回転切
断具３５を有する。

【００３４】アライメント装置３４は、図６に示すよう
に基板１の表面側に吐出エネルギー発生素子とともに形
成されたアルミニウム製のアライメントマーク１ｂを読
み取るために基板１の厚さを透過する赤外線を用いるも
ので、赤外線を発生する光源３４ａとプリズム３４ｂと
対物レンズ３４ｃからなる赤外線照明系と、基板１によ
って反射された赤外線を受光する赤外線カメラ３４ｄか
らなり、赤外線照明系から発生された照明光をテーブル
３１上の積層体１０に照射し、基板１のアライメントマ
ーク１ｂの反射光を受光することで積層体１０の切断線
を検出して移動ステージ３３を駆動し、積層体１０の位
置決めを行なう。アライメントマーク１ｂが例えば厚さ
０．５μｍのアルミニウム膜であれば、照明光として
１．０〜１．５μｍ程度の波長の近赤外線を用いるのが
望ましい。基板１の厚さが０．６ｍｍであれば、位置検
出誤差は±３μｍ以内となり、極めて高精度の位置決め
が可能である。

【００３５】このようにして積層体１０を位置決めした
うえで回転切断具３５を下降させ、積層体１０を基板１
の底面側から切断し、前述のように積層体１０のフルカ
ットと粘着テープ２０のハーフカットを行なう。回転切
断具３５には、＃２５００のダイヤモンド砥粒のレジン
ブレード等が用いられる。

【００３６】なお、基板に樹脂層を積層して液流路や共
通液室を有する積層体を製作する工程は、従来例のよう
に、感光性ドライフィルムを基板に貼り、これを露光現
象して樹脂層を形成する方法や、基板に感光性レジスト
を塗布してこれをパターニングし、得られたレジストパ
ターンの上に紫外線硬化型等の樹脂層を塗布する方法
や、あるいはレジストパターンを設けた基板をインサー
トとするトランスファーモールド法のいずれを採用して
もよい。

【００３７】次に本実施例の具体例を説明する。

【００３８】第１具体例基板に厚さ０．６２５ｍｍのシリコンウエハーを用い、
基板上には、電気熱変換素子（材質ＨｆＢ₂ からなるヒ
ーター）と前記電気熱変換素子に対応する配線および電
極（材質Ａｌ）を構成する薄膜層をスパッタリング装置
で成膜したのち、感光性レジスト塗布・露光・現像・レ
ジスト剥離といった半導体製造と同様のプロセスによっ
てパターニングし、所定数の電気熱変換素子や電極を基
板の同一面上に配設した。また、耐久性の向上などを目
的として、各電極や各電気熱変換素子を含めた基板面
に、電気絶縁膜ＳｉＯ₂ 、保護膜Ｔａ、電極酸化防止膜
Ａｕなどの各種の機能層を設けた。

【００３９】続いて、前記基板上に東京応化工業（株）
製ポジ型感光性レジストＰＭＥＲ−Ｐ−ＡＲ９００を、
所定の厚さ（ここでは３０μｍ）にスピンコートし、各
電気熱変換素子に相対する液流路と、共通液室とのパタ
ーンマスクを用いて、露光・現像工程を経て、レジスト
パターンを形成した。レジストパターンが形成された
基板上に、共通液室を形成する空間をつくるため、厚
さ、０．１５ｍｍ、面積３ｍｍ² の樹脂シート片を基板
周縁の所定の部位に置いた。次いで、基板およびレジス
トパターンを覆うように、感光性エポキシ樹脂を適量適
下塗布した。

【００４０】ここで用いた感光性エポキシ樹脂は、油化
シェル（株）製エポキシ樹脂エピコート８２８を８５部
に、チバガイギー（株）製エポキシ樹脂ＤＹ０２２を１
０部、信越化学工業（株）製シランカップリング基をも
つエポキシ樹脂ＫＢＭ４０３を５部、そして旭電化工業
（株）製反応開始剤アデカオプトマーＳＰ−１７０を２
部をブレンドし、脱泡処理したものである。

【００４１】樹脂を塗布された基板を、１０^-3Ｔｏｒｒ
真空下に３０分放置して、塗布樹脂中の泡を除去した
後、同じ真空下で、この基板上に、インク供給口と基板
の電極を露出させるための開口が予め設けられた天板を
のせ、基板に対してアライメントした。

【００４２】この状態で、天板上部より、感光性エポキ
シ樹脂を硬化させるのに最適な波長スペクトルをもつ光
源を用いて、硬化に十分な光量を与え、硬化させた。本
具体例で用いたカチオン重合タイプのエポキシ樹脂で
は、ｇ線（４３８ｎｍ）ピークをもつ２ｋＷ光源で、照
射量１０Ｊ／ｃｍ² であった。なお、露光光源に対し、
十分な透過性ある材質で天板が形成されていなければな
らないのは言うまでもない。本具体例の天板はテンパッ
クスガラス（厚さ０．８ｍｍ）製で、諸条件を加味して
も９５％以上の透過率をもつものである。

【００４３】ここで、共通液室の上半部を形成するため
には、上記感光性エポキシに未硬化領域をつくる必要が
ある。そこで露光時には、天板上部にマスクを配し、基
板との位置合わせをした上で露光する。

【００４４】マスク露光後、未硬化部分の現像を行なう
ことにより、共通液室を空洞化した。このとき用いる現
像液はレジストパターンや基板、天板等に不溶性であ
り、かつ未硬化の感光性エポキシ樹脂に対して、溶解性
があることが必須要件であり、ここでは、エクソン化学
（株）製ソルベッソ１００を用いた。なお、現像処理
は、本具体例のように露光後でも、また後工程でおこな
われるレジスト除去工程と同時でもよい。

【００４５】なお、露光後に所定の材料特性に到達させ
るため、感光性エポキシ樹脂の樹脂層完全硬化を目的と
して、１３０℃、１時間の熱キュアを行なうのが望まし
い。こうして、天板と基板とレジストパターンと樹脂層
からなる積層体を製作し、天板の表面にウエハーダイシ
ング用のＵＶ硬化型の粘着テープ（リンテック（株）製
ＡｄｗｉｌｌＤ−２１８、厚さ２００μｍ）を貼り付け
た。この粘着テープにより、天板に形成されたインク供
給口等は完全に閉塞される。

【００４６】次に、図５の切断装置のテーブル上に、天
板に貼り付けた粘着テープ側が接するようにセットし、
バキューム吸着により固定し、粘着テープの外周縁を保
持部材によって固定した。

【００４７】基板の底面側から赤外線を照射し、赤外線
ビジコンカメラによって基板のアライメントマークを読
み取って積層体の位置決めを行なった。

【００４８】このようにして位置決めされた積層体に対
し、＃２５００のダイヤモンド砥粒のレジンブレード
と、切削液兼冷却水としての純水を用いて、粘着テープ
への半分切り込み（ハーフカット）、すなわち積層体の
フルカット切断を行なった。なお、ここで用いた粘着テ
ープは、リンテック（株）製のＡｄｗｉｌｌＤシリーズ
だけでなく、日東電工（株）製や古河電気工業（株）製
の一般のウエハーダイシングテープやウエハー表面保護
テープなどでもよいが、テープ保持力の面ではＵＶ硬化
性の粘着テープが望ましい。

【００４９】この切断加工では、各液体噴射記録ヘッド
への分離だけでなく、吐出口を形成する加工も兼ねてい
る。本具体例のように、電気熱変換素子を一体に作り込
み、かつ放熱基板も兼ねるべく、基板がシリコンウエハ
ーである場合には、従来のインクジェット記録ヘッドの
吐出口形成でおこなわれているアップカットに対し、切
断ブレード進行方向に対して下向きに切り進んでいく、
いわゆるダウンカットが、切断微粉の排除能力、基板の
チッピング、シェルクラックの発生抑制の面で有効であ
ることが判明した。

【００５０】天板にインク供給口等を設ける穴加工の方
法としては、超音波砥粒加工、サンドブラスト加工、Ｙ
ＡＧレーザー加工などにより可能であるが、加工精度、
ワークへのダメージ、コスト、量産性、前後処理の手軽
さの点で、サンドブラスト法が好適である。天板がガラ
ス製であれば、感光性ガラスにおけるパターニング加工
を採用してもよい。

【００５１】次に、レジストパターンを選択的に除去し
うる除去剤として、ジメチルスルホキシド（略ＤＭＳ
Ｏ）を用い、シャワー洗浄、超音波洗浄による除去工程
を経て、乾燥・ポストキュアを行なった。

【００５２】この除去剤は、基板および天板に対するア
タック性が問題ないことはもちろん、樹脂層に対するア
タック、および基板と樹脂層との界面対するアタックに
ついても、除去時間（ここではシャワー３分、リンス１
分、超音波１分）、超音波パワー、乾燥条件等を選択す
ることで問題なく使用できた。

【００５３】完成された液体噴射記録ヘッドを用いて、
オリフィス面の撥水処理（撥インク処理）、ワイヤーボ
ンディング等による電気的な接続、インクの供給系の接
続を行なって、プリンタ上で吐出性能試験、印字耐久試
験を行なったが、液体噴射記録ヘッドとしての性能、例
えば、吐出最大周波数、吐出エネルギー発生手段である
電気熱変換素子の耐久性、印字性能面での被記録材への
着弾点精度、ドット径を調べたところ、設計上要求され
る性能を十分満足し、かつフィルターがないにもかかわ
らず、１億字印字耐久試験でも、ゴミ詰まりによる吐出
性能の劣化は認められず、信頼性の高い液体噴射記録ヘ
ッドであることが確認できた。

【００５４】なお、本具体例による液体噴射記録ヘッド
は、分離切断後の平面寸法で、７ｍｍ×３ｍｍである。
同じく３６０ｄｐｉの解像度、１ノズルあたり１ドット
８０ｎｇの吐出滴、インク吐出口面積として９００μｍ
² 、５〜６ｋＨｚの駆動周波数等をもたせた従来の液体
噴射記録ヘッドでは、有効フィルター面積として５ｍｍ
×３ｍｍ（最大通過粒子径２０μｍのステンレスメッシ
ュフィルター）を必要としていたため平面寸法が７ｍｍ
×６ｍｍと大型化した。５インチウエハーで外周部をの
ぞいた領域からの取り個数は、１９０個から、４２０個
へと大幅に増え、しかも工程の多くは、ウエハー単位の
処理のため、コストは概略取り個数アップ比分低減が図
られた。

【００５５】補足として、液体噴射記録ヘッドに許容さ
れるフィルターの圧力損失を△Ｐ（たとえば２０ｍｍＨ
₂ Ｏ）とすると、必要とされるフィルター面積Ｓは、単
位時間にフィルターを通過する流量にほぼ比例すること
がわかっている。したがって、同一ノズル数の、同一吐
出体積をもつ液体噴射記録ヘッドであっても、駆動周波
数が倍になれば、フィルター面積は単純に倍必要になる
わけである。さらに、駆動周波数がアップした分、△Ｐ
をおさえようとすれば、より大きな面積のフィルターが
必要とされるわけである。

【００５６】第２具体例まず、バリウムホウ珪酸ガラス７０５９からなる基板上
に、電気熱変換素子（材質ＴａＮ₂ からなるヒーター）
と前記電気熱変換素子に対応する電極（材質Ａｌ）を構
成する薄膜層をスパッタリング装置、電子ビーム蒸着装
置で成膜した後、第１具体例と同様にパターニングし、
所定数の電気熱変換素子と電極を基板の同一面上に配設
した。また、耐久性の向上などを目的として、各電極、
各電気熱変換素子を含めて基板面に電気絶縁膜Ｓｉ₃ Ｎ
₄ 、保護膜Ｔａ、などの各種の機能層を設けた。

【００５７】前記基板上に、東京応化工業（株）製ネガ
型感光性ドライフィルムＳＹ−３２５（厚さ約３０μ
ｍ）をラミネートし、各電気熱変換素子に相対する液流
路壁と、共通液室壁とのパターンマスクを用いて、露
光、現像工程を経て、樹脂層を形成した。このラミネー
ト前に、一般的なアッシング処理、シランカップリング
剤処理等をおこなうのはもちろんのことであり、後処理
としては、樹脂層の形成された基板を熱キュア処理し
た。

【００５８】樹脂層が形成された基板上に、予め共通液
室の上半部を形成する空間である掘り込み部とインク供
給口と前記電極を露出させる開口が形成された天板をの
せ、基板に対してアライメントし、ＵＶ光照射と同時に
１５０℃加熱し、天板の裏面にあらかじめロールコート
しておいた感光性エポキシ樹脂（コート厚３μｍ）を接
着層として、基板上の樹脂層と天板を完全に固定した。

【００５９】こうして、天板と基板の間に樹脂層が形成
された積層体の天板面に、ウエハーダイシング用の粘着
テープを貼り付け、赤外線照明と赤外線ビジコンカメラ
によるアライメント後、積層体をブレード切断加工し
た。ガラス製の基板においても、赤外線は、ガラス、絶
縁層であるＳｉ₃ Ｎ₄ 等を十分透過し、配線材であるア
ルミニウムによるアライメントマークの検出が行なえ、
所望する切断精度が得られた。

【００６０】このようにして製作された液体噴射記録ヘ
ッドを用いて、第１具体例と同様の評価を行なったが、
液体噴射記録ヘッドにフィルターがないにもかかわらず
１億字印字耐久試験でも、ゴミ詰まりによる吐出性能の
劣化は認められず、高信頼性であることが確認できた。

【００６１】第３具体例基板上に一体に吐出エネルギー発生素子をもたず、また
構成材としての天板を別体にもたない液体噴射記録ヘッ
ドを製作した。すなわち、シリコン基板に、第２具体例
と同様にレジストパターンをパターン形成後、共通液室
に対応する樹脂層（厚さ１００μｍ）をスクリーン印刷
により形成し、続いて電気実装用の接続パッド部および
インク供給口の部分を凹形とした成形型内で、トランス
ファーモールド成形し、液流路と共通液室とインク供給
口等を有する樹脂層を形成した。

【００６２】成形後、ポストキュアとして、成形温度と
同じ１３０℃にて、２時間の加熱を行なった。ここで用
いた成形樹脂は、耐インク性、低応力化、成形性などの
観点から、日東電工（株）製トランスファー成形樹脂ニ
トロンＴ−８５２６に、東レチオコール（株）製変性エ
ポキシ樹脂フレップ１０を２０部ドライブレンドしたも
のを用いた。

【００６３】このように、トランスファー成形により形
成された樹脂層の上面に、粘着性テープを貼り、第１具
体例と同様に各液体噴射記録ヘッドに分割した。この樹
脂層上にピエゾ素子（電気圧力変換素子）をインク流路
に相対するように貼り付け、電気接続することにより、
液体噴射記録ヘッドが完成した。

【００６４】この液体噴射記録ヘッドを用いた印字試験
の結果も、第１、第２具体例と同様に極めて良好であっ
た。

【００６５】本発明は、特に液体噴射記録方式の中で熱
エネルギー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。

【００６６】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。

【００６７】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ー発生素子である電気熱変
換体に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４
４６３３５９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４３１３
１２４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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】さらに加えて、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。

【００７６】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。

【００７７】

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

【００７８】多数個取りの基板上に液流路や共通液室を
形成する樹脂層等を積層した積層体等を各液体噴射記録
ヘッドに切り離す切断工程において、液流路等が切断の
副成物である微粉等によって汚染されるおそれがない。

【００７９】インク供給口等の開口部にフィルター等を
必要とせず、その分だけ液体噴射記録ヘッドの製造コス
トを低減できるうえに、液体噴射記録ヘッドの高精細化
や高速化を促進するに当たって、フィルターによる記録
液の圧力損失に対する対策も不要である。

【００８０】その結果、液体噴射記録ヘッドの高性能
化、高精細化および高速化ならびに低価格化に大きく貢
献できる。

【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製造方法
を説明するものである。

【図２】図１の積層体の一部分を破断して示す一部破断
部分斜視図である

【図３】図１の積層体を切断する工程を説明する図であ
る。

【図４】切断後の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図であ
る。

【図５】切断装置を説明する図である。

【図６】アライメント装置とアライメントマークを説明
する図である。

【図７】一従来例による液体噴射記録ヘッドの製造方法
を説明する図である。

【図８】別の従来例による液体噴射記録ヘッドの製造方
法を説明する図である。

【図９】さらに別の従来例による液体噴射記録ヘッドの
製造方法を説明する図である

【図１０】多数個取りによる液体噴射記録ヘッドの製造
方法を説明する図である。

【図１１】さらに別の従来例による液体噴射記録ヘッド
の製造方法を説明する図である。

【図１２】液体噴射記録ヘッドのインク供給口等を樹脂
のポッティングによって閉塞する方法を説明する図であ
る。

【図１３】液体噴射記録ヘッドの天板に粘着テープを貼
着したものを示す図である。

【符号の説明】

１基板１ａ電極１ｂアライメントマーク２樹脂層２ａ液流路２ｂ共通液室３天板３ａインク供給口３ｂ開口１０積層体２０粘着テープ３４アライメント装置３５回転切断具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体噴射記録ヘッド複数分の吐出エネル
ギー発生手段のそれぞれに対向する液流路と、これらに
記録液を供給する開口部を有する板状体を製作し、該板
状体を、前記開口部が開口する側と反対側の表面から切
断することで各液体噴射記録ヘッドに切り離す工程を有
する液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】板状体の開口部が開口する側の表面をフ
ィルムによって覆ったうえで、前記板状体を切断するこ
とを特徴とする請求項１記載の液体噴射記録ヘッドの製
造方法。
【請求項３】板状体の開口部が開口する側の表面に、
各吐出エネルギー発生手段に接続された電極を露出させ
るための第２の開口部が設けられ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の製造方
法。
【請求項４】液体噴射記録ヘッド複数分の吐出エネル
ギー発生手段のそれぞれに対向する液流路とこれらに記
録液を供給する開口部を有する板状体を、前記開口部が
開口する側の表面を上向きにして所定の平面内で位置決
めする位置決め手段と、前記所定の平面に対して下向き
に移動する切断手段を有する液体噴射記録ヘッドの製造
装置。
【請求項５】位置決め手段が、赤外線によって板状体
のアライメントマークを検出する赤外線カメラを有する
ことを特徴とする請求項４記載の液体噴射記録ヘッドの
製造装置。