JPS591269A - インクジエツト記録ヘツドの製造方法 - 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】 は、所謂、インクジェット記録方式に用いる記録用イン
ク小滴を発生するためのインクジェット記録ヘッドの製
造法に関する。

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（オリスイス
）、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
造歩留りが悪いという欠点もある。そして、エツチング
加工を行う場合は、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ーを発生する圧電素子、発熱
素子等の駆動素子が設けられた基板との貼合わせの際に
、夫々の位置合わせを精度良く行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できるインクジェットヘッドの製造
法として、感光性樹脂の硬化膜によりインク通路壁を形
成する方法が、例えば特開昭５７−５７−１ｌ３号によ
シ知られている。この方法によれば、インク通路が精度
良く、正確に、且つ歩留り良く微細加工される。また、
量産化も容易であシ、安価なインクジェット記録ヘッド
を提供することができるため優れた方法であるといえる
。

しかし、この様に改良された製造法により提供されたイ
ンクジェット記録ヘッドでは、前記欠点は解決されたも
のの、インクの長期浸漬に対し基板と感光性樹脂硬化膜
の密着力が除々に低下し、微少な剥れが生じ、インク滴
の直進性、すなわち着弾点精度に影響を与えている。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が要求される中で、大きな障害
となっていた。

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、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを製
造するだめの新規な方法を提供することを目的とする。

また、インク通路が精度良く且つ、設計に忠実に微細加
工された構成を有するインクジェット記録ヘッドを簡略
な方法により歩留り良く製造する方法を提供することも
本発明の目的である。更に使用耐久性に優れたインクジ
ェット記録ヘッドの製造法を提供することも本発明の他
の目的である。

この様な諸口的を達成した本発明は、基板面に感光性樹
脂をもって形成されたインク通路を設け、この通路に覆
いを積層してなるインクジェット記録ヘッドを製造する
に際して、インク吐出圧発生素子を設置した前記基板上
に金属からなる保護層を設け、この保護層の表面を金属
アルコラード、しかる後に前記感光性樹脂を積層するこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッドの癲造方法で
ある。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第４図は、本発明方法に従うインクジェット
記録ヘッドの製作工程を例示する模式図である。

第１図の工程では、ガラス、七？ミンク、フリスチック
、或は金属等の基板／上に発熱素子やピエゾ素子等のイ
ンク吐出圧発生素子２を所望の個数配置し、更に必要に
応じて電気絶縁性を付与する目的で、ＳｉＯ２，Ｔａ２
０５＋　Ａｔ２０ａ、ガラス、５ｉａＮ４＋ＢＮ等の無
機酸化物や無機窒化物の保護層（不図示）を被覆しても
よい。

本発明においては、この基板／に対し主に耐インク性を
向上させる目的で金属からなる保護層３を被覆する。保
護層３を形成する金属としては、Ｔｉ、　Ｃｒ、　Ｎｉ
、　Ｔａ、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｎｂ等の耐食金属やＳＵＳ
、モネルメタル等の耐食合金が使用できる。Ａｕ、　Ｐ
ｄ、　Ｐｔ等の貴金属は耐インク性はよいが、後述する
金属有機化合物とのマツチング性能が不十分であるため
好ましくない。

このようにして得られた保護層の表面が金属からなる第
１図の基板は、表面を浄化し、ｇθ〜／Ｓθ℃で７９分
間乾燥させた後、イングロビルトリイソルエン／％溶液
を／θθθ〜乙θθθｒｐｍでスピンナーコートし、基
板上に均一に塗布して薄膜を形成し、に０℃で７９分間
加熱乾燥して溶剤を飛散させる。

本発明方法においては、金属保護層の上に、上記イソプ
ロピルトリイソステアロイルチタネート以外に、金属ア
ルコラード、金属アシレート及び金属キレート化合物か
ら成る群よシ選ばれた７種以上の金属有機化合物が使用
できる。これら金属有機化合物を構成する金属としては
、アルミニウム、ジルコニウム、コバルト、チタンなど
が好ましく、他の金属でも効果が認められるが価格、毒
性の面から問題がある。金属アルコラードには工チラー
ト、プロピラード、ブチラードなどがあり、工業的に入
手しやすい金属アルコラードはアルミニウムイソプロピ
ラード、チタニウムイソプロピラード、ジルコニウムタ
ーシャリ−ブチラードなどがある。またそのキレート化
合物としては、これらの金属アルコラードを一般に知ら
れているアセチルアセトン、３−エチルアセチルアセト
ン、３−フェニルアセチルアセトン、３−メトキシアセ
チルアセトン、ジベンゾイルアセトン、メトキシカルボ
ニウムアセトンなどのキレート化剤と反応して得られる
ものである。

金属有機化合物は、使用する感光性樹脂の組成に応じ、
感光性樹脂と反応する官能基を有する金属有機化合物を
、選択して使用することが好ましい。

これら金属有機化合物の代表的なものを表／〜グに金属
別にまとめて示す。

Ｉ！／　　チタニウム 表２　アルミニウム 表３　ジルコニウム 表グ　コバルト このようにして金属有機化合物で表面を処理した基板に
対し、次いでにθ℃〜／θＳ℃程度に加温されたドライ
フィルムフォトレジスト、５（［厚、約、２３１１〜／
θθμ）をθｊ〜θ４１ｆ／分の速度、／〜３　ｋｇ／
ｃｍ２の加圧条件下でラミネートする。この時、ドライ
フィルムフォトレジストｊは自己接着性を示して基板／
の表面に融着して固定され、以後相当の外力が加わった
場合にも基板／から剥離することはない。

続いて、第３図に示す様に、基板面に設けたドライフィ
ルムフォトレジストＳ上に所一定のパターンを有するフ
ォトマスク乙を重ね合わせた後、このフォトマスク乙の
上部から露光を行う。このとき、インク吐出圧発生素子
２の設置位置と上記パターンの位置合わせを周知の手法
で行っておく必要がある。

第り図は、上記篇光済みのドライフィルムフォトレジス
トＳの未露光部分をトリクロルエタン等の所定の有機溶
剤から成る現像液にて溶解除去した工程を示す説明図で
、インク通路２が形成される。

次に基板／に残されたドライフィルムフォトレジストの
露光された部分ｊＰの耐インク性向上、及びドライフィ
ルムフォトレジストとイソプロピルトリイソステアロイ
ルチタネート層を介した基板との密着力をより高めるた
め熱硬化処理（例えば７５０〜２５０℃で３θ分〜乙時
間加熱）又は、紫外線照射（例えばＳθ〜コθθ織ん２
又はそれ以上の紫外線強度で）を行う。上記熱硬化と紫
外線による硬化の両方を兼用するのも効果的である。

ところで、使用したイソプロピルトリイソステアロイル
チタネート層が溝り内に残存すると、インク中に溶出し
てインクを変質させたり、あるいはインク吐出圧発生素
子２の機能を損う恐れがあるので、溝り内に露出してい
るイソプロピルトリイソステアロイルチタネート層は、
酸素プラズマによって灰化させることなどにより除去す
ることが好ましい（第Ｓ図）。

第６図は、上記の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３Ｐでインク通路となる溝２の形成
された基板／に覆いとなる平板ざを接着剤層７で接着す
るが単に圧着して固定したところを示す図であるが、接
着剤を用いずに圧着によって固定してもよい。

第４図に示す工程に於いて、覆いを付設する具体的方法
としては、 ／）ガラス、セラミック、金属、プラスチック等の平板
ににエポキシ系接着剤を厚さ３〜ｌ／！μにスピンナー
コートした後、予備加熱して接着剤７を所謂Ｂステージ
化させ、これを硬化したフォトレジスト膜ｓＰ上に貼シ
合ゎせて前記接着剤を本硬化させる。或は１ ．２）アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン等の
熱可塑性樹脂の平板とを硬化したフォトレジスト膜、５
ｐ土に、直接、熱融着させる方法がある。

ここで、第６図示の工程終了後のインクジェット記録ヘ
ッド外観を第７図に、模式的斜視図で示す。第７図中、
？−／はインク供給室、２−２はインク細流路、／θは
インク供給室ター／に不図示のインク供給管を連結させ
るための貫通孔を示している。

以上のとおり、溝を形成した基板と平板との接合が完了
した後、第７図のｃ　−ｃ’に沿って切断する。これは
、インク細流路２−．２に於いて、インク吐出圧発、生
素子２とインク吐出口９〜３との間隔を最適化するため
に行うものであり、ここで切断する領域は適宜決定され
る。この切断だ際しては、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。

第に図は第７図のｚ−ｚ’線切断面図である。そして、
切断面を研磨して平滑化し、貫通孔／θにインク供給管
／／を取シ付けてインクジェット記録ヘッドが完成する
（第２図）。

以上、図面に基づいて説明した実施例に於いては、溝作
成用の感光性組成物（フォトレジスト）としてドライフ
ィルムタイプ、っまシ固体のものを利用したが、本発明
で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ができる。そして、基板上へ
のこの感光性組成物塗膜の形成法として、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
除去する方法が適用できる。この場合感光性組成物の粘
度は／θθｃｐ〜３θθｃｐの範囲が好ましく、壁の高
さは感光性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、本発明に於いては、その取扱
い上、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
製パーマネントフォトポリマーコーティングＲＩＳＴＯ
Ｎ（ソルダーマスク）７３θＳ１同７グθＳ１同７３θ
ＦＲ１同７グθＦＲ，同ＳＭ／等の商品名で市販されて
いる感光性樹脂がある。この他、本発明において使用で
き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
されている感光性組成物の多くのものが挙げられ、例え
ば、ジアゾレジ７、Ｐ−ジアゾキノン、更には例えばビ
ニルモノマート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
二量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、グーグリシジ
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（旭成成）、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。

以上詳しく説明した本発明の効果としては、次のような
ことがあげられる。

ｌ基板と感光性樹脂の接着が増したことにより、特に衝
撃のかかるインク吐出口形成の切断によっても基板から
の感光性樹脂の剥れがなくなった。

３、接着部の耐溶剤性が向上し、エチレングリコール等
の溶剤を含むインクの使用によっても基板と感光性樹脂
硬化膜の通路壁が剥離することがなくなった。

３インク吐出口の形状安定性が高いため、経時的なイン
ク着弾点精度が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造工程を示す模式図である。第７図は本発明方法に
より得られたインクジェット記録ヘッドの斜視図で、第
に図及び第２図は断面図である。 ／：基　板 ２＝インク吐出圧発生素子 ３：保護層 ｌＩ：金属有機化合物層 ｊ：感光性樹脂 ｊＰ：インク通路壁 乙：フォトマスク ７：接着剤層 に：覆い ９：溝 ？−／　：インク供給室 ９−．２：インク細流路 ／θ：貫通孔 ／／：インク供給管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ／基板面に感光性樹脂をもって形成されたインク通路を
   設け、この通路に覆いを積層してなるインクジェット記
   録ヘッドを製造するに際して、インク吐出圧発生素子を
   設置した前記基板上に金属からなる保護層を設け、この
   保護層の表面を金属アルコラード、金属アシレート及び
   金属性樹脂を積層することを特徴とするインクジェット
   記録ヘッドの製造方法。