JPS60183158A - 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】 本発明は、インクジェット記録ヘッド、より詳しくは、
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
を発生するためのインクジェット記録ヘットの製造方法
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、このよう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やすい
。また、切削加工の際に、板の欠けや割れが生じやすく
、製造歩留りが悪いと言う欠点もある。一方、エンチン
グ加工を行なう場合には、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蓋板との貼合せの
際に、それぞれの位置合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される新たな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、前記インク通路壁の覆いを付設する
インクジェット記録ヘッドの製造法が、例えば特開昭５
７−４３８７８号に提案されている。

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、従来のインクジェット
記録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、製造良比率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
ク通路壁の覆いを設けるのに、常温硬化型接着剤、熱硬
化型接着剤等を用いた場命、硬化時にインク通路へ接着
剤が浚入し、インク通路を閉塞してしまい製造良比率を
著しく低下させるという欠点がある。

上記の欠点を解決する手段として透紫外光材料から成る
支持体の両面に感光性樹脂膜を積層した覆いをインク通
路を設けた基板に貼付した後、紫外線を照射して硬化さ
せて得られるインクジェット記録ヘッドの製造方法が特
開昭５８−２２０７５４号に提案されている。

しかしながら、通常インク通路壁には微小な高さのバラ
ツキがあり、低い部分にも前記の覆いを構成する感光性
樹脂膜を貼付するため、押圧しながら貼付しなければな
らないが、抑圧時の圧力分布、感光性樹脂膜の硬さ、イ
ンク通路壁の形状等により抑圧条件が変化し、インク通
路への感光性樹脂のタレ込みの発生や、インク通路壁へ
の覆いの未接着等が発生し、覆いがインク通路を損なう
ことなく、インク通路壁に対して均一にしかも完全に接
着されたインクジェット記録ヘッドが得難いという欠点
があった。

本発明は、上記欠点に鑑み成されたもので、精にであり
、しかも、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドの製
造方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、インク通路が精度良く、かつ設計
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
録ヘッドの製造方法を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、インク小滴の着弾点精度が
良く且つ、応答周波数が高いインクジェット記録ヘッド
の製造方法を提供することにある。

本発明の上記諸口的は、その面上にインク通路を設けた
基板」―に、覆いを接合してインクジェット記録ヘッド
を製造する方法に於いて、前記覆いを所定の電磁波を透
過する材料からなる平板状部材に感光性樹脂膜を積層し
て構成し、酸素雰囲気ドに熱線以外の電磁波を照射して
前記感光性樹脂膜の表層部のみを未硬化の状態に保ちつ
つ硬化させ、しかる後に該覆いを前記基板に仮接合し、
次いで前記感光性樹脂膜を硬化接合させることにより達
成される。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

ｉｔ図乃至第８図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製作手順を説明するための模式図である。

第１図の工程では、ガラス、セラミック、プラスチック
、あるいは金属等の基板ｌ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
要に応じて耐インク性、電気絶縁性を付与する目的で、
５ｉ０２　、　Ｔａ２Ｏ５、ガラス等の薄ｌ１ｉＪ３を
被覆する。なお、イ／り吐出圧発生素子２には１図示さ
れていないが、信号入力用゛１に極が接続しである。

続く第２図に示す工程では、第１図示の工程を経て得ら
れた基板ｌの薄膜層３の表面を清浄化すると共に乾燥さ
せた後、薄膜層３に重ねて、　８０″Ｃ〜　１０５℃程
度に加温されたドライフィルムフォトレジスト４（１模
厚、約２５ｕ　−１０（ｌｕ）を０．５〜４ｆ／分の速
度、　１〜３ｋｇ／Ｃ１１２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４は、
薄膜層３に融着する。続いて、第２図に示すように、基
板面に設けたドライフィルムフォトレジスト４上に所定
のパターンを有するフォトマスク５を重ね合せた後、こ
のフォトマスク５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
合せを周知の手法で行っておく必要がある。

第３図は、」二記露光済みのドライフィルムフォトレジ
スト４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
図である。次に基板ｌ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４Ｐの耐インク性向上のため
、熱硬化処理（例えば１５０〜２５０℃で３０分〜６時
間加熱）又は、紫外線照射（例えば５０〜２００■Ｗ／
ｃｍ２又はそれ以」−の紫外線強度）を行い、充分に重
合硬化反応を進める。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。

第４−１〜第４−３図は、インク通路８の覆いを構成す
る感光性樹脂膜を積層した前記平板状部材の製造方法を
示す説明図である。第４−１図は、透紫外光材料からな
る平板状部材６に感光性樹脂の膜である感光性ドライフ
ィルム７を積層した場合の説明図である。前記感光性ト
ライフィルム７の積層方法は、均一な膜厚に積層される
限り特に限定されるものではないが、真空ラミネート法
が好ましい。

第４−２図に示す工程では、前記感光性ドライフィルム
７の表面を未硬化のまま内部のみを硬化させるため、市
販ドライフィルム表面に添着されている保１穫膜を剥し
た後、空気中、あるいは少なくとも酪素を含む雰囲気中
で露光を実施する。周知の通り、感光性樹脂組成物は、
酸素を含む雰囲気中で熱線以外の電磁波により露光する
と、酸素減感により表面は重合反応が起こらず内部（酸
素非拡散部）のみ重合反応が進み、ドライフィルム７の
露出表面の極めて薄い層のみ軟かく粘着力が残され、内
部は硬化した感光性ドライフィルム７が得られる。

第４−３図は、酸素減感を起こし、露出表面が未硬化で
内部のみ硬化した感光性ドライフィルム７の様子を模式
的に表わした説明図で、７−１は未硬化の軟い層、７−
２は硬化した硬い層を表わす。

第５図は、第４図にしたがって説明した方法により作成
した前記平板状部材６および前記感光性ドライフィルム
７より構成される覆いを、インク通路８を設けた基板に
抑圧貼付した場合の説明図である。前記覆いを構成する
感光性ドライフィルム７の我面の薄い層は、酸素減感に
より軟かく、粘着力があるが、その内部層は重合が進行
して硬いため、押圧力を充分加えても酸素減感による薄
く軟らかい層以上にはインク通路内に前記感光性組成物
膜がタレ込むことはない。

次に、透紫外光材料からなる平板状部材６にラミネート
されたドライフィルム７に、非酸素雰囲気下で紫外線照
射（例えば５０〜２００■Ｗ　／　ｃ　膳２又はそれ以
上の紫外線強度）を行ないドライフィルム７を充分に硬
化させる。更に熱硬化処理（例えば１３０〜２５０°Ｃ
で３０分〜６時間）するのも有効である。

ここで、第５図の工程終了後のヘッド外観を第６図に、
模式的斜視図で示す。第６図中、８−１はインク供給室
、８−２はインク細流路、９はインク供給室８−１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インク通路の覆いと
の接合が完了した後、第６図のｃ−ｃ’線に沿って切断
する。これは、インク細流路８−２に於て、インク吐出
圧発生素子２とインク吐出口８−３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。

第７図は、第６図のｚ　−ｚ”線切断面図である。

次いで、切断面を研磨して平滑化し、貫通孔９にインク
供給管１０を取り付けて第８図に示すインクジェット記
録ヘッドが完成する。

上記に図解して説明した実施例に於ては、インり通路の
覆いを構成する感光性樹脂（フォトレジスト）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、
本発明の方法に使用できる感光性樹脂は、これのみに限
られるものではなく、液状の感光性樹脂組成物も勿論利
用することができる。また、感光性樹脂は、紫外線硬化
型に限定される訳ではなく、可視光、Ｘ線、電子線、レ
ザー等の電磁波に感応する組成物であれば、いかなるも
のでも使用できる。

本発明の方法に使用できるドライフィルムタイプのフォ
ｉ・レジストとしては、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ＲＩＳＴＯＮ、ツルタ
ーマスク７３０Ｓ、同７４０Ｓ、同７３０ＦＲ。

同７４０　ＦＲ、同ＳＭＩ日立化成工業■製Ｐｈｏｔｅ
ｃ　５Ｒ−１０００、同５Ｒ−２０００、同ＳＲ’−３
０００等の商品名で市販されているものが挙げられる。

この他、本発明において使用される感光性樹脂としては
、通常のフォトリソグラフィーの分野において使用され
ている感光性樹脂組成物の多くのものが挙げられる。こ
れ等の感光性樹脂組成物としては、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七ツマ−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二量化型フォト
ポリマー、オリソナフトキノ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、４−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、ジー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（旭化成）、テビスタ（帝人）、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
を混合した感光性樹脂組成物、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、ポリケイ皮酎
ビニル系フォトレジスト、酸化コム−アジド系フォトレ
ジスト、等が挙げられる。

また、感光性樹脂膜を平板状部材上に積層する方法も加
圧圧着に限定される訳ではなく、感光性樹脂の膜を均一
に積層できればいかなる方法でも良く、例えば、スピン
コード、ディップコート、スプレー、印刷、ローラーコ
ート等の方法を用Ｉ／％ることかできる。

インク流路の覆いの支持体となる平板状部材の材質とし
ては、覆いを形成する感光性樹脂を光重合させるのに有
効な波長の゛電磁波に対して透過性を示し、かつ感光性
樹脂の収縮応力によっては容易に変形しないものであれ
ば特に限定されないが、製造、１−の便宜及び経済性か
ら、ガラス、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂
等が推奨される。

以にに詳しく説明した本発明のインクジｊＣツ）記録ヘ
ッドの製造法の効果としては、次のとおり、種々列挙す
ることができる。

１）　インク通路が形成された基板に前記覆いを接着す
るに際し、前記覆いを構成する感光性樹脂膜の表層部に
−めて薄く均一な接着層を形成することができるため、
感光性樹脂のタレ込みによるインク通路の損傷並びにイ
ンク通路壁の高さのバラツキに基ずく未接着の問題が解
消され、精度の高いインクジェット記録へ・ンドが劣留
りよく量産できる。

２）　インク通路を構成する平板状部材及び感光性樹脂
膜に光透過性があるので、へ・ンド内部でのインク滴の
運動状態を目視で観察でき、へ、ンドの保守管理が容易
に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造工程に従った説明図である。 図に於いて、ｌは基板、２はインク吐出圧発生Ｊ−ｆ、
３は薄膜、４はドライフィルムフォトレジスト、４Ｆは
パターニングされたトライフィルムフォトレジスト、５
はフォトマスク、６は透紫外光材料からなる平板状部材
、７は感光性ドライフィルム、７−１は感光性ドライフ
ィルム７の仮接合時における未硬化の表層部、７−２は
感光性トライフィルム７の仮接合時における硬化した内
層部、８は溝またはインク通路、ａ−ｔはインク供給室
、８−２はインク細流路、８−３はインク吐出口、９は
貫通孔、１０はインク供給管である。 特許出頗人　キャノン株式会社 第　１　図 東 第２図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）その面」二にインク通路を設けた基板上に、覆いを
   接合してインクジェット記録ヘッドを製造する方法に於
   いて、前記覆いを所定の電磁波を透過する材料からなる
   平板状部材に感光性樹脂膜を積層して構成し、酸素雰囲
   気下に熱線以外の電磁波を照射して前記感光性樹脂膜の
   表層部のみを未硬化の状態に保ちつつ硬化させ、しかる
   後に該覆いを前記基板に仮接合し、次いで前記感光性樹
   脂膜を（便化させ前記基板と接合させることを特徴とす
   るインクシエンド記録へンドの製造方法。