JPS58224760A - インクジエツト記録ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジェット記録ヘッド、詳しくは、所謂
、インクジェット記録方式に用いる記録用インク小滴を
発生する為のインクジェットヘッドに関する。

インクジェット記録方式に適用されるインクジェット記
録ヘッドは、一般に、微細なインク吐出口（オリフィス
）、インク通路及びこのインク通路の一部に設けられる
インク吐出圧発生部を備えている。

従来、この様なインクジェット記録ヘッドを作成する方
法として、例えばガラスや金属の板に切削やエツチング
等により微細な溝を形成した後、この溝を形成した板を
他の適当な板と接合してインク通路の形成を行なう方法
が知られている。

しかし、斯かる従来法によって作成されるヘッドでは、
切削加工されるインク通路内壁面の荒れが大き過ぎたり
、エツチング率の差からインク通路に歪が生じたりして
、精度の良いインク通路が得難く、製作後のインクジェ
ット記録ヘッドのインク吐出特性にバラツキが出易い。

また、切削加工の際に、板の欠けや割れが生じ易く、製
造歩留りが悪いと言う欠点もある。そして、エツチング
加工を行なう場合は、製造工程が多く、製造コストの上
昇を招くという不利がある。更に、上記した従来法に共
通する欠点としては、インク通路溝を形成した溝付板と
、インクに作用するエネルギ−を発生する圧電素ｆ１商
熱素了等の駆動索ｆが設けられた蓋板との貼合せの際に
、夫々の位置合せを精度良く行なうことが困難であって
量産性に欠ける点が挙げられる。

これ等の欠点が解決されるインクジェット記録ヘッドの
製造法として、インク吐出圧発生素子の設置しである基
板上に感光性樹脂の硬化膜から成るインク通路壁を形成
し、その後前記インク通路の覆いを設けるというインク
ジェット記Ｓ−ツドの製造法が、例えば特開昭３；７−
　’１３ｇ７６号等に提案されている。

この感光性樹脂の硬化膜をインク通路壁として製作され
るインクジェット記録ヘッドは、従来のヘッドの欠点で
あったインク通路の仕上り精度、製造工程の複雑さ、製
造歩留りの低さという欠点を解決するという点では優れ
たものである。しかしながら、インク吐出圧発生素子を
設置した基板と感光性樹脂硬化膜から成るイン１り通路
壁との接合力が充分でないという問題点があった。従っ
て、。

このインクジェット記録ヘッドにより長時間インク滴を
吐出させると、インク滴の吐出の際の衝撃により或いは
感光性樹脂の硬化膜の経時変化により、感光性樹脂硬化
膜の通路壁が基板から剥離し、インク滴の直進性、すな
わちインク滴の着弾点精度に影響が生じた。このことは
、近年インクジェット記録方式が高密度ノズルによって
、高解像度の画質への要求が高まっている中で、大きな
障害となっていた。

本発明は、上記の欠点に鑑み成されたもので、精密であ
り、信頼性が高く、且つ高画質が得られる新規なインク
ジェット記録ヘッドを提供することを目的としている。

また、インク通路が精度良く、且つ設計に忠実に微細加
工されたインクジェット記録〜ツドを提供することも本
発明の目的である。更に、使用耐久性に優れ、且つ基板
とインク通路壁との剥離が生じないインクジェット記録
ヘッドを提供することも本発明の他の目的である。

そして、この様な諸口的を達成した本発明のインクジェ
ットヘッドは、インク吐出圧発生素子の設置された基板
と、この基板面にインク通路を形成する感光性樹脂硬化
膜と、前記通路の覆いとを積層してなるインクジェット
記録ヘッドにおいて、前記基板のインク吐出口が形成さ
れた端面又は該端面とインク吐出圧発生素子の設置され
た部分との間の前記基板面上に、少なくとも７本の溝が
設けられていることを特徴とするインクジェット記録〜
ツドである。

以下、図面を用℃・て本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図乃至第７−２図は本発明のインクジェット記録
ヘッドの構成とその作製手順を説明する為の模式図であ
る。

先ず、第１図に示す様に、ガラス、セラミック、プラス
チック又は金属等、適当な基板／上に発熱素子或いは圧
電素子等の吐出圧発生素子λを所望の個数配置する（図
に於いては、ユ個）。次いで必要に応じて、耐絶縁性、
耐インク性を付与する目的で、無機酸化物、無機窒化物
等を被覆する。

更に、耐インク性を向上させる目的で、貴金属、耐食金
属、耐食合金等を被覆する場合もある（これら保護層は
図示されていない）。因に、前記インク吐出圧発生素子
コとして発熱素子が用いられる時には、この素子が近傍
のインクを加熱することによりインク吐出圧を発生させ
る。また、圧電素子が用いられる場合は、この素子の機
械的振動によってインク吐出圧を発生させる。尚、これ
らの素子λには、図示されていない信号入力用電極が接
続しである。

次に、インク吐出圧発生素子コを設けた基板／の前記イ
ンク吐出圧発生素子コとインク吐出口となる位置の間、
或いはインク吐出口となる部分に、インク通路壁となる
感光性樹脂に対してアンカー効果を付与するために、溝
の深さが好ましくは７０〜／ＳＯμｍの溝３を少なくと
も７本以上設ける（第２図）。

ここで溝を設ける方法は特に限定されないが、半導体工
業で通常用いられているダイシング法を用いるか、或い
はエツチングによる方法が精度の点から推奨される。ま
た、前記基板／と感光性樹脂から成るインク通路壁との
密着力を向上させるために、シランカップリング剤、有
機チタネート等の接着向上剤を用いてもよいが、これら
を用いる場合、接着向上剤とマツチンタが良い材料の保
護層が露出する様、溝の深さを制御することも有効な方
法である。

続℃・て、基板面／Ａを清浄化し、乾燥させた後第３図
に示す様に素子ノ及び溝３を設けた基板面／Ａに、ｇＯ
°Ｃ〜７３０°Ｃ程度に加温されたドライフィルムフォ
トレジストｉｔ＜膜厚約２ｓμ〜７００μ）を、例えば
０．５〜Ｏｌ／ｌｆ々の速度、／〜３に瞳の加圧条件下
でラミネートする。このとき、ドライフィルムフォトレ
ジストクは基板面／Ａに圧着して固定され、以後、多少
の外圧が加わった場合にも基板面／Ａから剥離すること
はない。

特に溝が形成された部分においては、ドライフィルムフ
ォトレジストが溝のなかに（い込んでいるため強固に密
着している。

続℃・て、第ｑ図に示す様に、基板面／Ａに設けたドラ
イフィルムフォトレジストｑ上に所定の）くターン５ｐ
を有するフォトマスクＳを重ね合せた後、このフォトマ
スクＳの上部から露光を行なう。

尚、上記パターン５ｐは、後にインク供給室、インク細
流路及びイン多吐出口を構成する領域に相当しており、
このパターン５Ｐは光を透過しな℃）従って、パターン
＆Ｐで覆われている領域のドライフイルムフオトレジス
１４は露光されないので未硬化のまま残る。また、この
ときインク吐出圧発生素子ユの設置位置と上記パターン
５Ｐの位置合せを周知の手法で行っておく必要がある。

つまり、少なくとも後に形成されるインク細流路中に上
記素子コが位置すべく配慮される。

以上のようにして露光すると、ノくターンＳＰ領域外の
フォトレジストクが重合反応を起して硬化し、溶剤不溶
性になる。他方、露光されなかったフォトレジストクは
硬化せず、溶剤可溶性のまま残る。

露光操作を経た後、ドライフイルムフオトレジス１４を
揮発性有機溶剤、例えばトリクロルエタン中に浸漬して
、未重合（未硬化）のフォトレジストを溶解除去すると
、硬化フォトレジスト膜ｑＨにはパターン５Ｐに従って
第Ｓ図に示す四部が形成される。その後、基板／上に残
された硬化フォトレジスト膜ｌｌＨの耐溶剤性を向上さ
せる目的でこれを更に硬化させる。その方法としては、
熱重合（７３０°Ｃ〜／ろ０°Ｃで１０分〜ｒθ分程度
加熱）させるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を
併用するのが良い。

この様にして硬化フォトレジスト膜ｌｌＨに形成された
凹部のうち、乙ｍは、インクジェットヘッド完成品に於
けるインク供給室に、また、乙ｎはインク細流路に相当
するものである。

第４図は、第５図の工程で充分な重合を終え、硬化した
ドライフィルムフォトレジスト膜ｔｌＨによりインク通
路となる溝乙ｎの形成された基板／上に覆いを構成する
部材７を設けた図である。

第７図は、上記第４図に次いでインク供給管７を設けて
形成されたインクジェット記録ヘッドのｃ、−ｃ、’（
第７−７図）及びＣ２−Ｃζ（第７−．２図）断面図で
・ある。

インク通路を形成した基板にその覆いが付設された後、
第４図のＡ　−Ａ’線に沿って切断する。これはインク
細流路乙ｎに於て、インク吐出圧発生素子コとインク吐
出口との間隔を最適化・するために行なうものであり、
ここで切断する領域は適宜決定される。この切断に際し
ては半導体工業で通常、採用されているダイシング法が
採用される。

この例ではＡ　−Ａ’線に沿って切断したため、アンカ
ー効果を発揮させるための溝３がインク吐出部と一体と
なり、基板上に設けた溝の半分だけが残っているが、溝
３がインク吐出圧発生素子コとインク吐出口の中間に位
置するよう切断位置をずらしてもよい。また、インク吐
出圧発生素子とインク吐出口との間に充分なスペースが
ある場合には、複数個の溝を設置することも基板と感光
性樹脂硬化膜からなるインク通路壁との密着力を向上さ
せる上で効果的である。

以上、図面に基づいて説明した実施例に於ては、〜ラド
製造に用いる感光性樹脂組成物としてドライフィルムタ
イプ、つまり固体のものを利用したが、本発明はこれの
みに限定されるものではなく、液状の感光性組成物も勿
論、利用することかできる。

そして、基板上へのこの感光性組成物塗膜の形成方法と
して、液体の場合にはレリーフ画像の製作時に用いられ
るスキージによる方法、すなわち所望の感光性組成物膜
厚に応じた高さの壁を基板の周囲におき、スキージによ
って余分の組成物を除去する方法である。この場合感光
性組成物の粘度は１００ｃｐ〜３０００ｐが適当である
。また、基板の周囲におく壁の高さは、感光性樹脂組成
物の溶剤分の蒸発の減量を見込んで決定する必要がある
。

他方、固体の場合は、感光性組成物シートを基板上に加
熱圧着して貼着する。

尚、本発明に於ては、その取扱℃・上、及び厚さの制御
が容易且つ正確にできる点で、固体のフィルムタイプの
ものを利用する方法が有利ではある。

このような固体のものとしては、例えばデュポン社パー
マネントフォトポリマーコーティングＲＩＳＴＯＮ　（
ソルダーマスク）７３０Ｂ、同７グＯ８，同７３０ＦＲ
，同７　ＩＩ　ＯＦ’Ｒ、同ＳＭ／等、日立化成工業■
製ＰｈｏｔｅｃＳＲ−１０００５Ｒ−２０００５Ｒ−３
０００等の商品名で市販されている感光性樹脂がある。

この他、本発明に於て使用される感光性組成物と　　　
　□しては、感光性樹脂、フォトレジスト等の通常のフ
ォトリソグラフィーの分野において使用されている感光
物の多くのものが挙げられる。これ等の感光物としては
、例えばジアゾレジン、Ｐ−ジアゾキノン、更には例え
ばビニルモノマーと重合開始剤を使用する光重合型フォ
トポリマー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用
する工事化型フォトポリマー、オルソナフトキノンジア
ジドとノボラックタイプのフェノール樹脂との混合物、
ポリビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物、ｑ−グリ
ンジルエチレンオキシドとベンゾフェノンやグリシジル
カルコンとを共重合させたポリエーテル型フォトポリマ
ー、　Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリルアミドと例えばアク
リルアミドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエ
ステル系感光性樹脂〔例えばＡＰＲ（無化成）、テビス
タ（音大）、ゾンネ（関西ペイント）等〕、不飽和ウレ
タンオリゴマー系感光性樹脂、三官能アクリルモノマー
に光重合開始剤とポリマーとを混合した感光性組成物、
重クロム酸系フォトレジスト、非クロム系水溶性フォト
レジスト、ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト、環化
ゴム−アジド系フォトレジスト等が挙げられる。

以上に詳しく説明した本発明の効果としては、次のとお
り、種々列挙することができる。

／　〜ラド製作の主要工程が、所謂、印写技術に因るた
め、所望のパターンでヘッド細密部の形成が極めて簡単
に行なえる。しかも、同構成かつ同性能のヘッドを多数
同時加工することもできる。

ユ、基板面に設けた溝が感光性樹脂に対してアンカー効
果を発揮するので感光性樹脂の硬化膜から成るインク通
路壁が基板から剥離しにくい。

３、　基板面に溝を設けることにより、感光性樹脂と接
着し易い材料の層或いは、シランカップリング剤等の接
着向上剤とのマツチングの良い材料の１を部分的に露出
させることが出来る。

ク　インク吐出口の経時的な変形が生じないので長時間
に亘って高画質の印字が可能で耐久性に優れたインクジ
ェット記録ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７−２図は、本発明のインクジェット記録
〜ツドの製造工程に従った説明図である。 図に於いて、／は基板、／Ａは基板面９．２はインク吐
出圧発生素子、３は溝、４ｔはドライフィルムフォトレ
ジスト、ｌｌＨは硬化フォトレジスト膜。 Ｓはフォトマスク、５Ｐはパターン、乙ｎはインク細流
路、乙ｍはインク供給室、７はインク通路の覆い９ｇは
インク供給管である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　インク吐出圧発生素子の設置された基板と、この基
   板面にインク通路を形成する感光性樹脂硬化膜と、前記
   通路の覆いとを積層してなるインクジェット記録ヘッド
   において、前記基板のインク吐出口が形成された端面又
   は該端面とインク吐出圧発生素子の設置された部分との
   間の前記基板面上に、少なくとも７本の溝が設けられて
   いることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。