JPS60190363A - 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ドの製造方法
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、エツチン
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
あって槍産性に欠ける点が挙げられる。

これ等の欠点が解決Ｓ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−Ｌ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
５７−４３８７８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、製造長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合、硬化時にインク通路へ接着
剤が流入し、インク通路を閉塞してしまい製造長比率を
著しく低下させるという欠点がある。

」−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てなる覆いを
、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が特
開昭５８−２２０７５４号に提案ｙ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、押圧時の圧力分布、感光性樹脂膜の硬さ、イ
ンク通路壁の形状等により押圧条件が変化し、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
録ヘッドを製造する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
良く目、つ、応答周波数が高いインクジェット記録ヘッ
ドを製造する方法を提供することにある。

本発明の更にもう一つの目的は、構成部材の剥離や変形
、位置ずれ等が生じ難く、耐久性に優れたインクジェッ
ト記録ヘッドを製造する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形成し
た基板上に、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の膜を積層してなる前記基板の覆い
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、前記感光性樹脂膜の体積を前記インク通路の容
積の１／１０以下となるよう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。

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１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、Ｔａ２０５．ガラス等の薄膜３を被覆する。

なお、インク吐出圧発生素子２には、図示されていない
が、信号入力用電極が接続しである。

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℃〜　１０５℃程度に
加温されたドライフイルムフォトレジスト４（膜厚、約
２５ｕ　〜１ｏｏｕ　）を０．５〜４ｆ／分の速度、１
〜３ｋｇ／ｃｍ２の加圧条件下でラミネートする。この
とき、トライフィルムフォトレジスト４は、薄ｌり層３
に融着する。続いて、第２図に示すように、ｋ板面に設
けたドライフィルムフォトレジスト フォトマスク５を重ね合せた後、このフォトマスク５の
」二部から露光を行う。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、−１：記霧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１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　ｄ／
ｃｍ２又はそれ以北の紫外線強度）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図は、インク通路８の覆いを構成する電磁波を
透過する材料、例えば透紫外光材料よりなる平板状部材
６の表面に感光性樹脂膜７、例えば紫外線硬化型樹脂膜
を、その体積が前記インク通路８の容積のｌ／１０以下
となるように薄く積層した場合の説明図である。該感光
性組成物膜を構成する感光性組成物の積層方法は、膜厚
が均一になる限り特に限定されるものではないが、通常
スピン：＋　−　１−、ロールコート、ディー７プコー
ト、スクリーンスプレー、印刷等の方法が用いられる。

第５図は、第４図について説明した方法により作成した
前記インク通路８の覆いを構成する平板状部材６および
紫外線硬化型樹脂膜７を押圧貼付した場合の説明図であ
る。ここで、前記覆いを構成する感光性組成物膜たる紫
外線硬化型Ｉｓ４脂膜７の体積は、前記インク通路８の
容積の１／ｌＯ以下であるため、押圧力を充分加えても
、前記紫外線硬化型樹脂がインク通路内にタレ込む量は
、高々インク通路の容積の１／１０以下であり、インク
ジェット記録ヘッドの応答周波数、着弾点精度等の吐出
特性に影響を与えない。さらに、前記の覆いの押圧力も
充分に加えられるため、前記覆いがインク通路８に対し
て未接着となることもなく、信頼性の高いインジェット
記録ヘッドが得られる。

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、非酩素雰囲気下で紫外線照
射（例えば５０〜２００　ｍＷ／　ｃｍ２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℃で３
０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、インク通路の
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イルムタイブのフォ
トレジストとしては、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、ソルダー
マスク７３０Ｓ、同７４０Ｓ、同？３０ＦＲ、同７４０
　ＦＲ、同Ｓ旧日立化成工業鞠製Ｐｈｏｔｅｃ　５Ｒ−
１０００、同５Ｒ−２０００、同５Ｒ−３０００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
トリングラフイ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玉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Ｐレコールとジアゾ樹
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磨合させたポリエ
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１ ど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（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、二官能アク
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、ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト
、酸化ゴム−アジド系フォトレジスト、等が挙げられる
。

また、上記実施例のように、インク通路を形成する材料
としても感光性ドライフィルムレジストを用いた場合、
インク通路の濡れ性を均一にするために、前記インク通
路の覆いを構成する平板状部材に積層ぎれる感光性組成
物として、前記ドライフィルムレジストを溶媒に溶かし
たものを積層するのも良い方法である。

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２ 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いることができ
る。更に前記実施例に於いては、感光性樹脂膜の表面の
みに軟い層を残すため、酸素減感を利用したが、透紫外
光材料からなる平板状部材を介して、感光性樹脂膜の裏
面より露光し。

その露光量を制御することより表面にのみ軟かい層を残
すのも良い方法である。更に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
上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」二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。

り　インク通路が形成された基板と、前記インク通路の
覆いを接合するに際し、前記覆いに平板状部材に感光性
樹脂膜を積層したものを用い、更に、感光性樹脂膜の体
積がインク通路の容積の１／１０以下と充分小さいため
、前記覆いに十分な押圧力を加えても、インク通路を閉
塞することがない。

２）前記覆いの接合に感光性樹脂を用いているため、熱
を加える必要がなく短時間で硬化させることができると
共に、前記感光性樹脂が流動してインク吐出圧発生素子
に付着することがなく、吐出性能の安定したインクジェ
ット記録ヘッドが容易に得られる。

３）前記覆いの接合に感光性組成物を薄く積層している
ため、前記感光性組成物を光硬化する際の収縮応力が小
さいので、ヘッド内部に応力が残留せず、構成部材の剥
離や変形又は位置ズレが生ぜず、得られたインクジェッ
ト記録ヘッドの耐久性が、極めて良好である。

４）　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、ヘッド内部でのインク滴の運
動状態を目視で観察でき、ヘッ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素子、３
は薄膜、４はドライフィルムフォトレジスト、４Ｐはバ
ターニングされたド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、８は溝またはインク通路、
８−１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。 ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ）その面上にインク通路を形成した基板上に、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
   の膜を積層してなる前記基板の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、前記感光性
   樹脂膜の体積を前記インク通路の容積の！／ｌＯ以下と
   なるよう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。