JPS588658A - 液体噴射記録ヘツド - 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、インクジェットヘッド（液体噴射記録ヘッド
）、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め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ヘ
ッドは、一般に微細なインク液吐出口（オリフィス）、
インク液流路及びこのインク液流路の一部に設けられる
エネルギー作用部と、該作用部にある液体に作用させる
液滴形成エネルギーを発生するインク液吐出エネルギー
作用部を具えている。

従来、この様なインクジェット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
によシ、微細な溝を形成した後、この溝を形成した板を
他の板に吐出口を形成した板と接合して液流路の形成を
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、
切削加工される液流路内壁面の荒れが大き過ぎたり、エ
ツチング率の差から液流路に歪が生じたりして、流路抵
抗の一定した液流路が得難く、製作後のインクジェット
ヘッドのインク吐出特性にバラツキが出易い。又、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まねく
と言う不利がある。

更に、上記した従来法に共通する欠点としては、液流路
となる溝を形成した溝付板と、インク液に作用するエネ
ルギーを発生するエネルギー発生体が設けられた蓋板と
の貼合せの際に夫々の位置合せが困難であって量産性に
欠ける点が挙げられる。従って、これ等の欠点が解決さ
れる構成を有するインクジェットヘッドの開発が熱望さ
れている。

これ等の点は、殊に液流路が直線的ではなく、設計の上
から曲折された部分を有するタイプのインクジェットヘ
ッドの場合には、一層深刻な問題として浮上されるもの
である。

本発明は、上記欠点に鑑み成されたもので、精密であり
、しかも、耐久性があって信頼性の高いインクジェット
ヘッドを提供することを目的とする。

又、液流路が精度良く正確に且つ歩留シ良く微細加工さ
れた構成を有するインクジェットヘッドを提供すること
も本発明の目的である。更には簡略な手法によりマルチ
アレイ型式の細密なインク吐出ノズルを有するインクジ
ェット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、以上の諸口的を達成する本発明のインクジェッ
トヘッドは液体の流れ乙方向の終端に、液体を吐出させ
て飛翔的液滴を形成する為の吐出口を有し、途中に於い
て曲折されている液流路と、該液流路の少なくとも一部
を構成し、その内部を満たす液体が液滴形成の為のエネ
ルギーの作用を受けるところであるエネルギー作用部と
、該作用部を満たす液体に伝達する為の液滴形成エネル
ギーを発生するエネルギー発生体とを有し、前記液流路
の壁面の主要部分を感光性樹脂を硬化させて形成した事
を特徴とする。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細にヘッドの構
成とその製作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、セラミックス、プラ
スチック或は金属等、適当な基板１上にピエゾ素子等の
飛翔的液滴形成の為のエネルギーを発生するエネルギー
発生素子（エネルギー発生体）２を所望の個数、配設す
る（図に於ては、２個）。前記エネルギー発生素子２が
近傍のインク液体に加圧することによシ、インク吐出圧
を発生させる。

尚、これ等の素子２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、エネルギー発生素子２を設けた基板１表面を清浄
化すると共に乾燥させた後、素子２を設けた基板面１人
に、第２図に断面図で示す如く８０℃〜１５０℃程度に
加温された感光性樹脂のフィルムであるドライフィルム
フォトレジスト３（膜厚、約２５μ〜１００μ）を０．
５〜０．４ｆ／分の速度、１〜３ｔ／ｃｒ／ｌの加圧条
件下でラミネートする。

尚、第２図（ｂ）は第２図（ａ）に於けるｘ、　ｘ’で
示す一点鎖線で示す位置での切断面に相当する切断面図
である。

このとき、ドライフィルムフォトレジスト３は基板面Ｉ
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ＩＡから剥離することはない。

続いて、第３図に示す様に、基板面ＬＡに設けたドライ
フィルムフォトレジスト３上に所定のパターン４Ｐを有
するフォトマスク４を重ね合せた後、このフォトマスク
４の上部から光源７によって露光（図中、矢印）を行う
。このとき、上記パターン４Ｐは、基板１上のエネルギ
ー発生素子２の領域を十分に覆うもので、このパターン
４Ｐは光を透過しない。従って、パターン４Ｐで覆われ
ている領域のドライフィルムフォトレジスト３は露光さ
れない。又、このとき、エネルギー発生素子２の設置位
置と上記パターン４Ｐ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、４Ｐのパターンはインク供給
室、インク流路に相当し流路中に上記素子２が露出すべ
く配慮される。

以上の如く露光を行うと、パターン４Ｐ領域外のフォト
レジスト３が重合反応を起して硬化し、溶剤不溶性にな
る。他方、露光されなかった図中、破線で囲われている
フォトレジスト３は硬化せず、溶剤可溶性のま＼残こる
。

露光操作を経た後、ドライフィルムフォトレジスト３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、基板ｌ上には硬化フォトレジスト膜３Ｈがエネルギ
ー発生素子２を除く領域に形成される（第４図）。その
後、基板１上に残された硬化フォトレジスト膜３Ｈ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（１３０℃〜１６０℃で１０分〜
６０分程度、加熱）させるか、紫外線照射を行うか、こ
れ等両者を併用するのが良い。

以上の工程を経て形成された中間品の外観を第５図に斜
視図で示す。

次に、第４図示の中間品の硬化フォトレジスト膜３Ｈ面
を清浄化すると共に乾燥させた後、この膜３Ｈの表面に
従前の工程と同様、８０℃〜１５０℃程度に加温された
ドライフィルムフォトレジスト５（膜厚、約２５μ〜１
００μ）を０．５〜０．４ｆ／分の速度、０．１　Ｋｇ
／　Ｃ１ｄ以下の加圧条件下でラミネートする（第５図
）。この工程に於て、硬化レジスト膜３　Ｈ面にドライ
フとき注意すべき、は、上記工程で膜３　Ｈに形成され
たエネルギー発王素子２のインク流路溝にフォトレジス
ト５がたれ込まないようにすることである。そのだめ、
従前の工程で示したラミネート圧ではフォトレジスト５
のたれ込みが起るので、ラミネート圧０．１　Ｋｇ　／
　ｃｒｄ以下に設定する。

又、別の方法としては、予め前記レジスト膜３Ｈの厚さ
分のクリアランスを設けて圧着する。

このとき、ドライフィルムフォトレジスト５は硬化ｊｌ
ａＨ面に圧着して固定され、以後、多少の外圧が加わっ
た場合にも剥離することはない。

続いて、第６図に示す様に、新たに設けたドライフィル
ムフォトレジスト５上に所定のパターン６Ｐを有するフ
ォトマスク６を重ね合せた後、このフォトマスク６の上
部から露光を行う。尚上記パターン６Ｐは、後に、吐出
口を構成する領域に相当しており、このパターン６Ｐは
光を透過しない。従って、パターン６Ｐで覆われている
領域のト４ライフィルムフォトレジスト５は露光されな
い。又、このとき、基板１上に設けられた不図示のイン
ク吐出圧発生素子の設置位置と上記パターン６Ｐの位置
合せを周知の手法で行っておく必要がある。

以上の如く、フォトレジスト５を露光するとパターン６
Ｐ領域外のフォトレジスト５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５は硬化せず、溶剤可溶性のま＼残こる。

露光操作を経た後、ドライフィルムフォトレジスト５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）のフに示す凹部が形成される。そ
の後、先のレジスト膜３Ｈ上に残された硬化フォトレジ
スト膜５Ｈの耐溶剤性を向上させる１」的でとれを更に
硬化させる。その方法としては、熱重合（１３０℃〜１
６０℃で１０分〜６０分程度、加熱）させるか、紫外線
照射を行うか、とれ等両者を併用するのが食込。

この様にして硬化フォトレジスト膜５Ｈに形成された孔
は液吐出ロアとなる。そして液供給口８に所定の液供給
管を接続しヘッド製作工程は完了する。

以上に詳しく説明した本発明の効果としてはに因る為、
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、同構成のヘッドを多数、同時加工する
こともできる。

２、製作工程数が比較的少ないので、生産性が良好であ
る。

３　主要構成部位の位置合せを容易にして確実に為すこ
とができ、寸法精度の高いヘッドが歩留り良く得られる
。

４、高密度マルチアレイインクジェットヘッドが筒路外
方法で得られる。

５、　連続、且つ大量生産が可能である。

６　エツチング液（フッ化水素酸等の強酸類）を使用す
る必要がないので、安全衛生の面でも優れている。

７、接着剤を使用する必要がないので、接着剤が流動し
て溝が塞がれたり、液吐出エネルギー発生素子に付着し
て、機能低下を引き起こすことがない。

８、　インクジェットヘッドの細密な主要構成部ソ 位の形成がフォトリングラフィによって行なわれ、又こ
のフォトリングラフィの実施は一般に半導体産業で使用
されるクリーンルームで行なわれるためインクジェット
ヘッドの組１ 立途中でインク路内部にゴミが侵入することを最小限に
押えるととが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図（ｂ）は、本発明の液体噴射記録ヘッ
ドの構成とその製作手順を説明する為の模式図であって
、第１図は第１工程を説明する為の模式的斜視図、第２
図（ａ）は第２工程を説明する為の模式的斜視図、第２
図（ｈ）は第２図（ａ）に示す一点鎖線ＸＸ′での切断
面部分図、第３図は第３工程を説明する為の模式的斜視
図、第４図は第４工程を説明する為の模式的斜視図、第
５図は第５工程を、第６図は第６エ程を各々説明する為
の模式的斜視図、第７図（ａ）は作成完了したヘッドの
構造を示す模式的透視図、第７図（ｂ）は、第７図（ａ
）に一点鎖線Ｙ　Ｙ’で示す位置で切断した場合の切断
面図である。 １・・・基板、２・・・エネルギー発生素子、３，５ス
ク ２ 弔５０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体の流れる方向の終端に、液体を吐出させて飛翔的液
   滴を形成する為の吐出口を有し、途中に於いて曲折され
   ている液流路と、該液流路の少なくとも一部を構成し、
   その内部を満たす液体が液滴形成の為のエネルギーの作
   用を受けるところであるエネルギー作用部と、該作用部
   を満たす液体に伝達する為の液滴形成エネルギーを発生
   するエネルギー発生体とを有し、前記液流路の壁面の主
   要部分を感光性樹脂を硬化させて形成した事を特徴とす
   る液体噴射記録ヘッド。