JPH10156573A - エキシマレーザ加工装置および液体噴射記録ヘッドの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エキシマレーザ加工装置および液体噴射記録
ヘッドの製造装置において、エキシマレーザ光の照射に
より加工する際に加工部周辺に付着物が発生することを
防止する。 【解決手段】 エキシマレーザ発振装置３２から発振さ
れるレーザ光３８を光学系３３やマスク３５を介して照
射して、液体噴射記録ヘッドの天板７に吐出口を加工す
るに際し、酸素ガスとヘリウムガスの混合ガス、好まし
くはｍｏｌ％で２０％以上８０％以下の酸素ガスと残部
がヘリウムガスからなる混合ガス、を吹付けノズル４１
から加工部近傍に吹付けるようになし、被加工部材表面
における付着物（副生成物）の発生を防ぐことができ、
さらにインク液滴の飛翔方向が安定して、良好な記録を
行なうことができる液体噴射記録ヘッドを作製すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂にエキシマレ
ーザ光を照射して加工を行なうアブレーションや成膜、
その他の加工などの際に被加工部材の表面における付着
物（副生成物）の発生を防止する装置に関するものであ
り、さらに本発明はインク等の記録液を微細な吐出口か
ら微小液滴として吐出させ飛翔させる液体噴射記録ヘッ
ドの製造装置およびその製造装置で製造された液体噴射
記録ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体噴射記録装置、記録ヘッド、
インクタンク一体型の記録ユニットにおいては、熱エネ
ルギーを利用したもの、あるいは電気機械変換体を利用
したもの等が知られている。

【０００３】これらの中でも、特に熱エネルギーを利用
して記録液を吐出する液体噴射記録ヘッドは、飛翔用液
滴を形成するための液体吐出部（吐出口）を高密度に配
列することができ、高解像度の記録をすることが可能で
あるほか、全体的にコンパクト化も容易であるなどの利
点があり、すでに実用化されている。

【０００４】図２は液体噴射記録ヘッドの構成を示す図
であり、このような液体噴射記録ヘッドを構成する天板
の一例を図３に示し、天板は、液室、液流路、オリフィ
ス面（以下、吐出口プレートという。）を一体成形され
ており、この記録ヘッドの天板の吐出口プレートには、
流路と連通するように微細穴を加工をすることにより、
吐出口（オリフィス）を形成している。この吐出口の加
工は、エキシマレーザによる加工が一般的である。

【０００５】しかしながら、従来の加工では、樹脂の被
加工物がエキシマレーザ光によるアブレーションで分解
除去される際に炭素あるいは炭化物からなると思われる
微小破片が吐出口周辺に付着する現象が見られた。

【０００６】このように、レーザ光により吐出口を穴加
工する際にレーザ光により除去された物が吐出口周辺に
付着すると、付着物のある部分とない部分では物理的な
性質、特にインクに対する濡れ性、が変化する。一方、
吐出口プレートの表面は不要なインク溜まりが存在しな
いように均一であることが望ましいとされている。

【０００７】すなわち、付着物が有る部分がインク溜ま
りとなると、このインク溜まりのために、液滴の飛翔方
向が安定せず、良好な記録が行えなくなる。さらに、イ
ンクの溜まりが大きくなると、液滴の吐出が不能とな
り、記録が行えなくなる状態に陥ることがあった。

【０００８】そのため、従来は、ヘリウムガスを吹き付
けながらエキシマレーザで吐出口を穴加工することによ
り、レーザ光により除去された物が吐出口周辺に付着す
ることを防止していた（特開平４−２７９３７号公
報）。

【０００９】ところが近年は高画質化の要求に応えるた
め、吐出口のピッチはより高密度になり、吐出口の直径
はより小さくすることが必要となった。そうすると、液
滴の飛翔方向への前記付着物の影響がより大きくなり、
従来問題にならなかったわずかな付着物の残りも液滴の
飛翔方向の乱れの原因となるなど、問題となるようにな
った。

【００１０】エキシマレーザにより樹脂を加工する際の
付着物に対するより完全な防止方法としては、分子量の
小さいガス雰囲気中での加工（Ｓ．Ｋｕｐｅｒ，Ｊ．Ｂ
ｒａｎｎｏｎ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６０
［１９９２］１６３３．）、酸素雰囲気中での加工
（Ｄ．Ｌ．Ｓｉｇｌｅｔｏｎ，Ｇ．Ｐａｒａｋｅｖｏｐ
ｏｕｌｏｓ，Ｒ．Ｓ．Ｉｒｗｉｎ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．６６［１９８９］３３２４．）、大気中でのヘリ
ウムガスパージによる加工（レーザ研究 Ｖｏｌ．２３
−４、［１９９５］２６４．）等が提案されている。ま
た、液体噴射記録ヘッドの加工装置としては、内部を所
定の減圧雰囲気に保つ真空容器にエキシマレーザ光を導
き、酸素を導入する装置が提案されている（特開平６−
２９７１８０号公報）。

【００１１】ところで、この付着物（副生成物）に関す
る作用としては次のようなものであると考えられる。樹
脂の被加工物がエキシマレーザ光によるアブレーション
で分解除去される際に炭素あるいは炭化物からなると思
われる微小破片が吐出口周辺に付着するが、このとき、
減圧雰囲気であると気体分子数が減少しているため、そ
の気体分子と微小破片との衝突回数が減少し、微小破片
の飛翔距離が延ばされる。したがって、微小破片が吐出
口周辺部に局在することなく、広い範囲に分散する。ま
た、その際に酸素が適当量存在すると、炭素からなる微
小破片の構成部材が酸素と反応し気化するため付着物の
防止がより確実になる。ただし、酸素の量が多すぎると
先の減圧雰囲気による気体分子数減少に伴う微小破片の
拡散効果がなくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、副生成
物の付着を防止するために、減圧雰囲気に保つ真空容器
を用いたのでは、装置が複雑になり、サイクルタイムの
増加にもつながるので、大量生産を行なう工業的な製造
工程には適さない。さらに、大気中でのヘリウムガスパ
ージによる加工では付着物の防止効果が不充分であっ
た。

【００１３】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決な課題に鑑みてなされたものであり、減圧雰囲
気に保つ真空容器を用いることなく、大気圧下でヘリウ
ムガスをパージおよび吹付ける場合よりもより確実に付
着物の防止を図ることができるエキシマレーザ加工装
置、および液体噴射記録ヘッドの製造装置ならびにその
製造装置で製造された液体噴射記録ヘッドを提供するこ
とを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、エキシマレー
ザにより樹脂を加工する際に、水素の次に分子量の少な
いヘリウムガス中に酸素ガスを混合して吹付け、加工部
近傍に擬似的に酸素ガスとヘリウムガスとの混合ガス雰
囲気を創成することによって、減圧雰囲気中に酸素ガス
を導入することと同様な効果を得られるという知見に基
づいてなされたものであり、すなわち、本発明のエキシ
マレーザ加工装置は、被加工部材の加工面にエキシマレ
ーザ光を照射して被加工部材を所定形状に形成するエキ
シマレーザ加工装置において、前記被加工部材にヘリウ
ムガスと酸素ガスとの混合ガスを吹付ける手段を具備
し、前記エキシマレーザ光を前記被加工部材に照射する
と同時に前記混合ガスを前記被加工部材に吹付けること
を特徴とする。

【００１５】また、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造
装置は、インクを吐出するためのエネルギーを発生する
エネルギー発生素子を有する基板と、該基板と接合する
ことにより前記エネルギー発生素子の配設部位に対応し
て液流路を形成するための凹部を有する本体部分と前記
液流路に連通してインクを吐出するための吐出口が形成
された吐出口形成部材からなる天板とを備えた液体噴射
記録ヘッドの製造装置において、前記吐出口形成部材に
対してヘリウムガスと酸素ガスとの混合ガスを吹付ける
手段および前記吐出口形成部材にエキシマレーザ光を照
射する手段を具備し、前記エキシマレーザ光を被加工部
材に照射すると同時に前記混合ガスを被加工部材に吹付
けて前記吐出口を形成することを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明においては、混合ガスがｍ
ｏｌ％で２０％以上８０％以下の酸素ガスと残部はヘリ
ウムガスからなることが好ましい。

【００１７】また、本発明の液体噴射記録ヘッドは、請
求項３または４記載の液体噴射記録ヘッドの製造装置に
よって製造された天板とインクを吐出するためのエネル
ギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板とを備
えていることを特徴とする。

【００１８】

【作用】被加工部材の加工面にエキシマレーザ光を照射
して被加工部材を所定形状に形成するエキシマレーザ加
工装置において、被加工部材にヘリウムガスと酸素ガス
との混合ガスを吹付ける手段を具備し、被加工部材への
エキシマレーザ光の照射と同時に混合ガスを吹付けて、
加工部近傍に擬似的に酸素ガスとヘリウムガスとの混合
ガス雰囲気を創成する。樹脂の被加工物がエキシマレー
ザ光によるアブレーション加工で分解除去される際に炭
素あるいは炭化物が微小破片として吐出口周辺部を飛翔
するが、このとき、ヘリウムガス雰囲気であると気体分
子量が減少しているため、ヘリウム気体分子との衝突に
よる微小破片のエネルギー損失が減少し、微小破片の飛
翔距離が延ばされ、微小破片が吐出口周辺部に局在する
ことなく、広い範囲に分散される。また、その際に酸素
ガスが適当量存在することにより、炭素または炭化物か
らなる微小破片が酸素ガスと反応し気化するため付着物
の発生を確実に防止することができる。

【００１９】また、液体噴射記録ヘッドの製造装置にお
いて、天板の吐出口形成部材にエキシマレーザ光を照射
する手段とヘリウムガスと酸素ガスとの混合ガスを吹付
ける手段とを具備し、エキシマレーザ光の照射により吐
出口を加工する際に、加工部に対しヘリウムガスと酸素
ガスとの混合ガスを吹付けることで、前述したように、
吐出口周辺部にレーザ加工による除去物の付着を防止す
ることができ、そして、インク液滴の飛翔方向が安定
し、ドットヨレのない良好な記録を行なうことができる
液体噴射記録ヘッドを作製することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２１】図１は本発明にかかるエキシマレーザ加工
装置の構成を示す図面であり、図２ないし図５は液体噴
射記録ヘッドの構成を示す図面である。

【００２２】先ず、本発明の液体噴射記録ヘッドについ
て説明する。図２ないし図５に示す液体噴射記録ヘッド
は、液流路１４および共通液室２０を構成するための凹
部と吐出口プレート１０を一体に形成した天板７と、吐
出エネルギーを発生するための電気熱変換体（以下、吐
出ヒーターという）１５およびこれに電気信号を供給す
るためのＡｌ配線とを成膜技術によってＳｉ基板上に形
成した基板（以下、ヒーターボードという）８とを接合
することによって構成される。さらに記録ヘッドは図示
しない本体に装着される。

【００２３】また、図２において、４は記録ヘッド本体
に隣接して配列されるサブインクタンクであり、このサ
ブインクタンク４および上記本体は蓋５によって支持さ
れる。さらに２はカートリッジ本体、３はカートリッジ
本体の蓋部材である。カートリッジ本体内部にはインク
タンクが内蔵され、サブインクタンク４に適宜インクを
供給する。

【００２４】図５は、本発明の液体噴射記録ヘッドの一
構成部材である基板（ヒーターボード）８の部分拡大図
である。図５において、１０１はヒーターボード基体、
１０３は吐出ヒーター部である。１０２は温度センサで
あり、吐出ヒーター部１０３等と同じ成膜プロセスによ
り吐出ヒーター部１０３に形成してある。１５および１
０６は、それぞれ吐出ヒーターおよび配線であり、ま
た、１０８はヘッドを加熱するための保温ヒーターであ
る。そして、これらの端部には端子が設けられ、ワイヤ
ホンディングにより外部と接続される。

【００２５】温度センサ１０２は、他の部分と同様に、
半導体ウエハ製造と同様の成膜プロセスによって形成し
てあるため極めて高精度であり、他の部分の構成材料で
あるアルミニウム、チタン、タルタン、５酸化タンタ
ル、ニオブ等の温度に応じて導伝率が変化する材料で作
成できる。例えば、これらのうち、チタンは電気熱変換
素子を構成する発熱抵抗層と電極との接着性を高めるた
めに両者間に配置可能な材料であり、タンタルは発熱抵
抗層上の保護層の耐キャビテーション性を高めるために
その上部に配置可能な材料である。また、プロセスのば
らつきを小とするために線幅を太くし、配線抵抗等の影
響を少なくするために蛇行形状として高抵抗化を図って
いる。また、同様に保温ヒーター１０８は、吐出ヒータ
ー１５の発熱抵抗層と同一材料（例えば、ＨｆＢ₂ ）を
用いて形成できるが、ヒーターボードを構成する他の材
料、例えば、アルミニウム、タルタン、チタン等を用い
て形成しても良い。

【００２６】図３および図４は本発明の液体噴射記録ヘ
ッドの一構成部材である天板７および天板７をヒーター
ボード８に接合した構成を示す斜視図であり、天板７
は、液流路１４と、これに対応して吐出口プレート１０
に形成した吐出口（オリフィス）１１とを所望の個数有
し（なお、図においては簡略のために２個のみ図示して
ある）、吐出口プレート１０を一体に設けた構成として
ある。また、ヒーターボード８の吐出ヒーター１５が液
流路１４に対応して配設される。

【００２７】この構成例においては、天板７は、耐イン
ク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン等の樹
脂を用い、吐出口プレート１０とともに金型内で一体に
同時成形してある。

【００２８】次に、液流路１４および吐出口１１の形成
方法を説明する。液流路については、液流路と逆パター
ンの微細溝を切削等の手法により形成した金型を用いた
方法により樹脂を成形し、これによって天板７に液流路
１４を形成することができる。また、液流路を有さない
状態で天板を樹脂成形し、この天板に液流路を形成すべ
き位置に後述するレーザ加工装置によりエキシマレーザ
光を照射して天板に液流路を形成することも可能であ
る。

【００２９】そして、吐出口の形成については、金型内
で吐出口を有さない状態で成形し、後述するように吐出
口を形成すべき位置に吐出口プレートの液流路側からレ
ーザ加工装置によりエキシマレーザ光を照射して樹脂を
分解除去せしめて吐出口を形成する。

【００３０】そこでさらに、吐出口１１の加工について
詳細に説明する。図１は吐出口１１を天板７の所定の位
置に形成するためのエキシマレーザ加工装置の一実施例
を図示するものである。図１において、３０はエキシマ
レーザ加工装置であり、３１は定盤であり、この定盤３
１上に、エキシマレーザ光を照射するレーザ発振装置３
２と、レーザ光を整形する光学系３３と、レーザ光を天
板７の所定位置に結像させる集光レンズ３４と、少なく
とも一つの吐出口を形成するようにエキシマレーザ光透
過領域が配設されたマスク３５と、被加工物である天板
７を固定するワークチャック３６が載置されて天板７を
所望の姿勢に位置決めするワークステージ３７とが設け
られている。この構成により、レーザ発振装置３２より
照射されたレーザ光３８は、天板７の所定の位置に所定
の縮小率で照射される。

【００３１】そして、吹付けノズル４１を所定の位置お
よび姿勢に固定するための少なくとも１つのノズルステ
ージ４０が、定盤３１上に設置された図示しないアーム
の先端に配設されている。吹付けノズル４１は加工面１
０ｂにおける加工領域に均等な圧力、量の混合ガスを供
給するように構成されている。

【００３２】吹付けノズル４１からは、後述する所定の
混合比をもつ酸素とヘリウムとの混合ガス４２が天板７
に向けて噴射される。噴射の方向は、加工面１０ｂ側と
フェイス面１０ａ側の少なくとも一方から噴射する。こ
の混合ガス４２は、ガスタンク４６からチューブ４４を
介して供給され、配管途中に設けられた流量制御装置４
５により、所定の圧力、量のガスが供給されるように構
成されている。なお、噴射された混合ガス４２を回収す
るために、吸引ノズルを設けることもできる。

【００３３】エキシマレーザ発振装置３２は、天板７を
構成しているＣ−Ｈ、Ｃ−Ｃ、あるいはＣ−Ｎ等の分子
間解離エネルギーよりも大きな光子エネルギーのエキシ
マレーザ光を出射する公知のエキシマレーザ発振装置で
あり、光学系３３には、レーザ光のエネルギーを調整す
るためのフィルターやレーザ光の形状を整形するための
レンズ群が設けられている。また、レーザ光の形状や均
一性を向上させる光学系、例えばビームスプリッタやビ
ームホモジナイザー等を配設することも可能である。

【００３４】ワークステージ３７は、天板７を所定の姿
勢に位置決めするように自由度を有しており、ワークチ
ャック３６は天板７を固定する手段（例えば、真空チャ
ック、クランプ等）を持っている。そして、天板７は液
流路１４をレーザ発振装置側に向けて固定される。ま
た、必要に応じてワークステージ３７を駆動して、天板
７に同じパターンを繰り返し縮小投影することも可能で
ある。

【００３５】ガスタンク４６には、所定の混合比に調合
された酸素ガスとヘリウムガスとの混合ガスが充填され
ている。この混合比を変えることで、天板７に吹付ける
ガスの混合比を変更することができる。また、ガスタン
ク４６の代わりに、酸素ガスタンクとヘリウムガスタン
クを個々に配設し、それぞれのガスを所定の量、圧力で
天板７に吹付けても同様の効果が得られる。

【００３６】次に、吐出口の加工方法を説明する。先
ず、流量制御装置４５を作動させて、吹付けノズル４１
から天板７の所定の加工面１０ｂ（吐出口１１の加工位
置近傍）に向けて混合ガス４２を噴射する。次いで、レ
ーザ発振装置３２が、所定エネルギーのエキシマレーザ
光３８を、光学系３３、集光レンズ３４、マスク３５を
介して、ワークステージ３７に保持されている天板７の
加工面１０ｂに縮小投影（照射）し、天板７を構成して
いる樹脂材料を分解除去して、天板７に微小な吐出口１
１を加工形成する。この加工中、レーザ発振装置３２が
出射するエキシマレーザ光は、分子間解離エネルギーよ
りも大きなエネルギーを持っており、天板７を形成して
いる樹脂材料は、分子が直接断ち切られ、分解除去され
る。そしてその分解された炭素または炭化物は微小破片
として飛翔するが、吹付けノズル４１より噴射された混
合ガス４２により加工面近傍のガス雰囲気は見かけの分
子量（密度）が大気より小さく、飛翔距離が大気中より
も伸びるとともに、混合ガス４２に含まれる酸素ガスに
よって酸化、気化し、微小破片として、加工面１０ｂお
よびフェイス面１０ａに付着するものは極めて微量とな
る。

【００３７】以上のように、水素の次に分子量の少ない
ヘリウムガス中に酸素ガスを混合して吹付け、加工部近
傍に擬似的に酸素ガスとヘリウムガスとの混合ガス雰囲
気を創成する。そして、樹脂製天板がエキシマレーザ光
によるアブレーション加工で分解除去される際に炭素あ
るいは炭化物は微小破片として吐出口周辺部を飛翔する
けれども、加工雰囲気が酸素ガスとヘリウムガスの混合
ガスであるために気体分子量が減少しているため、ヘリ
ウム気体分子との衝突による微小破片のエネルギー損失
が減少し、微小破片の飛翔距離が延ばされる。このこと
により、微小破片が吐出口周辺部に局在することなく、
広い範囲に分散される。また、その際に酸素ガスが適当
量存在することにより、炭素または炭化物からなる微小
破片が酸素と反応し気化するため付着物の防止がより確
実になる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をもってさら
に説明する。しかし本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

【００３９】本実施例において使用したエキシマレーザ
は、ＫｒＦで、波長２４８ｎｍ、パルス幅約１５ｎｓｅ
ｃのパルスレーザ光であり、加工条件は、エキシマレー
ザのパワー密度０．７Ｊ／ｃｍ² 、混合ガスの供給量５
０ｌ／ｍｉｎ、吹付けノズルの姿勢は水平方向に対し６
０°、位置は加工面より５ｍｍであり、室温２３℃の環
境で加工した。

【００４０】そして、酸素ガスとヘリウムガスとの混合
比については、実施例１では、酸素ガスの混合比を２０
％、残部をヘリウムガス８０％とし、実施例２では、酸
素ガスの混合比を５０％、残部をヘリウムガス５０％と
し、また実施例３では、酸素ガスの混合比を８０％、残
部をヘリウムガス２０％とした。比較例１では、大気中
で加工を行ない、比較例２では、ヘリウムガス１００％
とした。なお、吐出口形状は円形状である。

【００４１】本実施例においては、成形して得られた天
板７のフェイス面１０ａには撥水処理を行い、その後、
レーザ加工を行なった。天板７のフェイス面１０ａに撥
水処理を施すことで、吐出口周辺部をインクで濡らす
と、撥水処理剤を塗布してあるので基本的にはインクを
はじく。一方、レーザ加工の副生成物である付着物が存
在する領域は親水性を示し、吐出口の周りに額縁状のイ
ンク濡れ、いわゆるインク溜まりを形成する。このこと
を利用し、レーザ加工した後の天板のフェイス面をイン
クで濡らし、その濡れ具合を金属顕微鏡で観察すること
で、付着物の発生量を評価した。評価の指標としては、
図６に示すように、吐出口本来の直径ｄと、付着物の存
在する領域の直径Ｄとの比で評価した。Ｄ／ｄの値が１
に近いほど、付着物の発生が少ない良好な加工といえ
る。

【００４２】さらに、吐出口の穴加工の終了した天板を
ヒーターボードに貼合わせて液体噴射記録ヘッドを製作
し、印字試験を行なった。印字試験は、３０℃ＲＨの環
境下で行ない、アルファベットの「Ｈ」の文字を連続的
にＡ４版で１００枚印字し、ドットのヨレを目視で検査
して、発生確率を求めた。

【００４３】実施例１では、酸素ガスの比を２０％、残
部をヘリウムガス８０％としたもので、付着物検査の結
果、Ｄ／ｄは１．０５であり、印字検査の結果、ドット
ヨレ発生率は０％であった。

【００４４】実施例２では、酸素ガスの比を５０％、残
部をヘリウムガス５０％としたもので、付着物検査の結
果、Ｄ／ｄは１．１０であり、印字検査の結果、ドット
ヨレ発生率は０％であった。

【００４５】実施例３では、酸素ガスの比を８０％、残
部をヘリウムガス２０％としたもので、付着物検査の結
果、Ｄ／ｄは１．０５であり、印字検査の結果、ドット
ヨレ発生率は０％であった。

【００４６】比較例１は大気中で加工したもので、付着
物検査の結果、Ｄ／ｄは４．００であり、印字検査の結
果、ドットヨレ発生率は８％であった。

【００４７】比較例２はヘリウムガス１００％としたも
ので、付着物検査の結果、Ｄ／ｄは２．０５であり、印
字検査の結果、ドットヨレ発生率は５％であった。

【００４８】結果を表１に示す。

【００４９】

【表１】 表１にも見られるように、酸素ガスとヘリウムガスとの
混合ガスを吹付けながら、特に好ましくは例えば、ｍｏ
ｌ％で２０％以上、８０％以下の酸素ガスと残部がヘリ
ウムガスからなる混合ガスを吹付けながら、樹脂材料を
レーザ加工することで、比較例１のように大気中で加工
したもの、および比較例２のようにヘリウムガスを吹付
けて加工したものに比べて、付着物がほとんどなく、著
しい効果がある。すなわち、加工中に生成される付着物
の発生を抑えることができ、さらに、ドットヨレのない
良好な液体噴射記録ヘッドを得ることができる。

【００５０】なお、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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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、室温で軟化もしくは液体となるもの、あるい
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
する性質のインクの使用も可能である。このような場合
インクは、特開昭５４−５６８４７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。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。

【００６０】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。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、上述したように構成されてい
るので、樹脂材料にエキシマレーザ光を照射するアブレ
ーション加工や成膜等に関し、被加工部材表面における
付着物（副生成物）の発生を防ぐことができる。さら
に、本発明によれば、吐出口周辺部にエキシマレーザ光
による吐出口加工時の除去物（副生成物）が付着しない
液体噴射記録ヘッドを得ることができ、これによって、
液体噴射記録ヘッドにより記録時に不要なインクが吐出
口周辺部に溜まらず、インク液滴の飛翔方向が安定し
て、良好な記録を行なうことができる液体噴射記録ヘッ
ドを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエキシマレーザ加工装置の構成
を示す模式図である。

【図２】液体噴射記録ヘッドのカートリッジの斜視図で
ある。

【図３】液体噴射記録ヘッドの一構成部材の天板の斜視
図である。

【図４】液体噴射記録ヘッドの一構成部材の天板をヒー
ターボードに接合した構成を示す斜視図である。

【図５】液体噴射記録ヘッドの一構成部材であるヒータ
ーボードの部分拡大図である。

【図６】加工形成された吐出口における付着物の評価方
法を説明するための図である。

【符号の説明】

２ カートリッジ本体 ７ 天板 ８ ヒーターボード（基板） １０ 吐出口プレート １０ａ フェイス面 １０ｂ 加工面 １１ 吐出口 １４ 液流路 １５ 吐出ヒーター（エネルギー発生素子） ３０ エキシマレーザ加工装置 ３２ レーザ発振装置 ３５ マスク ３６ ワークチャック ３７ ワークステージ ３８ エキシマレーザ光 ４１ 吹付けノズル ４２ 混合ガス ４６ ガスタンク

フロントページの続き (72)発明者 巽 純二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 池亀 健 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工部材の加工面にエキシマレーザ光
   を照射して被加工部材を所定形状に形成するエキシマレ
   ーザ加工装置において、前記被加工部材にヘリウムガス
   と酸素ガスとの混合ガスを吹付ける手段を具備し、前記
   エキシマレーザ光を前記被加工部材に照射すると同時に
   前記混合ガスを前記被加工部材に吹付けることを特徴と
   するエキシマレーザ加工装置。
2. 【請求項２】 混合ガスがｍｏｌ％で２０％以上８０％
   以下の酸素ガスと残部はヘリウムガスからなることを特
   徴とする請求項１記載のエキシマレーザ加工装置。
3. 【請求項３】 インクを吐出するためのエネルギーを発
   生するエネルギー発生素子を有する基板と、該基板と接
   合することにより前記エネルギー発生素子の配設部位に
   対応して液流路を形成するための凹部を有する本体部分
   と前記液流路に連通してインクを吐出するための吐出口
   が形成された吐出口形成部材からなる天板とを備えた液
   体噴射記録ヘッドの製造装置において、前記吐出口形成
   部材に対してヘリウムガスと酸素ガスとの混合ガスを吹
   付ける手段および前記吐出口形成部材にエキシマレーザ
   光を照射する手段を具備し、前記エキシマレーザ光を被
   加工部材に照射すると同時に前記混合ガスを被加工部材
   に吹付けて前記吐出口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装置。
4. 【請求項４】 混合ガスがｍｏｌ％で２０％以上８０％
   以下の酸素ガスと残部はヘリウムガスからなることを特
   徴とする請求項３記載の液体噴射記録ヘッドの製造装
   置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の液体噴射記録ヘ
   ッドの製造装置によって製造された天板とインクを吐出
   するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を
   有する基板とを備えたことを特徴とする液体噴射記録ヘ
   ッド。