JPS6123832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はインクジエツト記録のヘツドの製造方
法に関し、更に詳しくは、微細な溝状パターンが
形成されている面を接着面として複数の基材を接
着する工程を含むインクジエツト記録ヘツドの製
造方法に関する。 最近になつて、記録時の騒音がほとんどなく、
又定着処理が不要で高速記録が可能な記録方法の
１つとして、所謂インクジエツト記録法が注目さ
れてきている。この記録方法に使用される装置に
は、記録液を所定の方向に吐出させ、液滴として
飛翔させる為の非常に微細な径の吐出オリフイス
及び記録液に吐出原動力を付与する為の手段が設
けられた記録ヘツドが使用される。 この様な記録ヘツドは、記録液を吐出させる方
法に従つていくつかの形式に分類される。 例えば、それのみでは吐出オリフイスから吐出
されない程度に加圧された記録液を、液室と吐出
オリフイスの前方の電極との間に印加された高電
圧により、静電的に吐出させるタイプ、液室にピ
エゾ振動子を設け、該振動子の機械的振動により
記録液に圧力変化を生ぜしめて吐出オリフイスか
ら吐出させるタイプ、或いは、連続振動法によ
り、吐出オリフイスから帯電量を制御した液滴流
を発生させ、一様な電界が印加された偏向電極間
を飛翔させて記録を行なうタイプ等種々のものが
知られている。 このような従来の記録ヘツドに於ける構造上、
加工上、高速記録化上、記録ヘツドのマルチオリ
フイス化上、更にはシステム全体としての構成上
等の改良をなした装置として、本出願人は、記録
液の液滴の発生法において従来とは根本的に思想
を異にする全く新規な記録方法及びそれに使用さ
れる装置をすでに特願昭52−118798号に於いて提
案している。即ち、これは液室内の記録液に熱エ
ネルギーを作用させ、記録液に急激な状態変化
（体積膨脹、気泡の発生等）を生ぜしめ、この状
態変化にもとづく記録液の圧力変化を吐出オリフ
イス方向に伝えることによつて、記録液を吐出オ
リフイスから吐出させ、液滴として飛翔させて記
録を行なうものである。 これらいずれの方式の記録方法に於いても、吐
出させるべき液滴の径を充分に小さくする為に、
通常は、10μｍ〜200μｍ程度の径を有する微細
な吐出オリフイスが形成される。多数の吐出オリ
フイスを高密度で配列させる為には、均一な径・
形状のマルチオリフイスを均一なピツチで形成す
る必要があり、特に本出願人により既に提案され
た上述の記録ヘツドを作成するにあたつては、こ
の観点からの検討が重要とされる。 しかしながら、一般に微細な溝状パターン或い
は凹部が形成されている面を接着面として、複数
個の基材を接着一体化することをはかなりの困難
を伴う。例えば、微細なパターンが形成された面
に単に接着材を付与すると、細心の注意を払つて
処理を行なつても、接着材がパターン内部に流
入・硬化し、パターンの機能をほとんど完全に損
なうこと、接着材が付着しやすく、位置合わせを
精度良く行ないにくいこと等の問題を生ずる。 本発明者等は多数の吐出オリフイスを有する記
録ヘツドの作成に際して、液室を形成する微細な
溝状パターンが形成されている面を接着面とし
て、複数の基板を接着一体化するのに適した方法
を見い出した。又、この様な記録ヘツドの作成方
法を更に発展させ、微細な溝状パターン、又は凹
部が形成されている面を接着面として、複数個の
基板又はブロツク状の基材を一体化することによ
り構造物を構成するのに適した一般的な加工・接
着方法を与えるに至つた。 即ち、本発明は上記諸点に鑑みて微細な溝状パ
ターンを損うことなく、該パターンを有する面を
接着面として基材を接着一体化しうる実用的な接
着方法を与えることを目的としている。殊に、記
録液を吐出オリフイスから吐出させて記録を行な
う為の記録ヘツドの作成方法に於いて、多数の微
細な吐出オリフイスを均一な径・形状で作成しう
るマルチオリフイス記録ヘツドの実用的な作成方
法を与えることを目的とする。 この様な目的を達成する本発明は、少なくとも
２つの接合すべき基材の一方は液体で満たされる
空間を形成するための微細な凹部を有し、かつ、
少なくともいずれか一方の前記基材の接合面に硬
化反応の中間状態にされた樹脂層が設けられ、こ
れ等２つの基材を組み合わせた状態で前記樹脂層
を硬化させて接合する接着工程を含むことを特徴
とする。 又、所定の微細溝状パターンが形成されるべき
基材上の硬化性樹脂層を半硬化状態になした後、
半硬化状態の樹脂層が設けられている側の基材の
面に溝状パターンを設け、前記基材を組み合わせ
た状態で前記樹脂層を硬化させると、微細な溝状
パターンを損うことなく、基材を組み合わせるこ
とができる。 特に記録液を吐出オリフイスから吐出させ、液
滴として飛翔させるタイプの記録ヘツドの作成方
法に於いて高密度で配列された多数の吐出オリフ
イスを均一な径・形状で容易に形成することがで
きる。 第１図は典型的な例そして微細な溝状パターン
が形成されている基材の面を接着面として他の基
材と一体化を行なう様子を示す。 即ち基材１の１つの面Ａに対し、第１図ａに示
す様に硬化性樹脂層２を形成し該樹脂層を半硬化
状態とする。この半硬化状態は、熱硬化性樹脂に
於いては、接着剤分野で「Ｂ−ステージ」とも呼
ばれ、熱硬化性樹脂反応の中間状態であつて、加
熱により一時的に柔軟性を示し、又ある種の液体
（溶剤）と接触すると膨潤するが、完全には溶
解・溶融しない状態（「接着便覧」、接着研究会、
高分子刊行会編）を指す。この状態に於いて、熱
硬化性樹脂は、未硬化状態における流動性・べと
つき等を失なつている。 又、硬化性樹脂として、光硬化性樹脂を用いる
場合にも、光照射量・硬化剤等の設定により上記
のＢ−ステージ状態と同様の状態をつくり出すこ
とができる。 次いで、第１図ｂの様に、該Ｂ−ステージ状態
の樹脂層が形成されている面Ａに、機械的切削、
ビーム加工、等の方法により微細パターン３が設
けられる。この時の樹脂層の厚さは、形成される
微細パターンの精度に依存するが、接着箇所が充
分な強度を有する限度内でできる限り薄くするこ
とが望ましい。例えば、典型的な例を示すと、10
〜100μｍの立体的な微細パターンを形成する場
合に、硬化性樹脂層２の厚さとしては、0.5〜10
μｍ、好適には１〜５μｍ程度とされる。 この様にして微細パターンが形成された基材１
は、第１図ｃの様に、パターン３が形成された面
を接着面としてその他の基材４と接着一体化され
る。この工程では、前記「Ｂ−ステージ」状態に
あつた硬化性樹脂層を、高温加熱或いはエネルギ
ー状態の高い光照射等によつて完全な硬化状態と
する。 上述の工程によれば、接着すべき箇所のみに接
着剤が与えられやすいこと、接着剤の量の制御が
行ないやすいこと、基材を一体化する際に、基材
の位置合わせが行ないやすいこと等の利点が挙げ
られる。 第１図ａ〜ｃの説明では基材をいずれも板状の
ものとして示してあるが、本発明では、形成され
るパターン及び接着すべき箇所が、複雑な形状で
ある程、その利点が生かされるものである。第２
図にはパターン及び接着箇所が、基材１及び別の
基材４′上に立体的且つ複雑に形成されている例
が示されている。 この図に於いて、例えば基材４′に対しては面
Ｂ，Ｃ及びＥに、基材１に対しては面Ｅ及びＦ
に、それぞれ樹脂層２を形成し、Ｂ−ステージ状
態になした後、樹脂層が形成されている面にそれ
ぞれ溝状パターン３を設ける。基板１及び４′を
所定の形に係合させ、樹脂層２を完全に硬化させ
れば、所定のパターンが形成された構造物が得ら
れる。 基材１或いは４′は、第１図或いは第２図の様
な板状に限らず、立体的な形状を有するものであ
つてもよい。 本発明に使用され得る樹脂はＢ−ステージ状態
をとり得る熱硬化性或いは光硬化性樹脂ならばど
んなものでも良く、例えば熱硬化性樹脂としてフ
エノール、レゾルシノール、尿素、エチレン尿
素、メラミン、ベンゾグアナミン、フラン、キシ
レンなどのホルムアルデヒド系樹脂、トリアジン
樹脂とビスマレイミドとを付加重合して成るBT
樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ポリ
ウレタン、シリコーン樹脂、ポリジアリルフタレ
ートまたはこれらの共縮合体、変性樹脂等があげ
られる。 又、熱硬化性樹脂を主成分とし、熱硬化性樹脂
の耐衝性、屈曲性、寸法安定性等の性質を向上さ
せる目的で少量の熱可塑性樹脂或いは酸化亜鉛・
酸化チタン・雲母・ガラス繊維等の無機系添加剤
をブレンドした複合接着剤も使用されて良い。例
えば、尿素−ポリ酢酸ビニル、−ポリビニルアル
コール；フエノール樹脂−ポリ酢酸ビニル、−ポ
リビニルホルマール、−ポリビニルブチラール、−
ニトリルゴム、−クロロプレンゴム、−ナイロン；
メラミン樹脂−アクリル樹脂、−ポリ酢酸ビニ
ル、−アルキド樹脂；エポキシ樹脂−ナイロン、−
ポリアミド、−アクリル樹脂、−合成ゴム、−ポリ
サルフアイト、−ポリイソシアネート、−キシレン
樹脂、−フエノール樹脂、等が挙げられる。光硬
化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル
樹脂と、分子中に少なくとも１つの不飽和二重結
合を有するモノマー、ダイマー或いはオリゴマー
化合物（メチルメタアクリレート、スチレン、ジ
アリルフタレート等）；又は不飽和ポリエステル
と少なくとも１つの不飽和二重結合を末端基或い
は主鎖中持つ様に変性したシリコン、ウレタン、
エポキシ等の樹脂単独或いは前記モノマー、ダイ
マー、オリゴマー等の組み合わせ等がある。 これら樹脂を硬化させる為の輻射線としては、
紫外線、可視光線、赤外線等が利用される。これ
らの中でも、紫外線、可視光線等は好ましく用い
られるものである。 これらの樹脂は、その種類・使用される記録液
に対する耐久性・作成時の工程を考慮して、通常
適当な硬化剤と共に使用される。 本発明の接着方法を用いた好適な記録ヘツドの
作成例を第３図ａ及びｂにより簡単に説明する。 その各々が液室を形成すべき多数の溝６が設け
られている溝つきプレート５、及び、該プレート
と係合される発熱体基板７を基本構成とし、これ
に共通の室を形成する為のブロツク９、貯蔵槽か
ら供給されてくる記録液を導入する為のパイプ１
０等が設けられる。こうして、溝つきプレート５
及び発熱体基板７の矢印Ｂの方向に対向した端面
に吐出オリフイスが形成される。ブロツク９に
は、記録液がスムーズに供給される様に共通の室
の為のパターンが形成されれるが、この室の形成
時にも第１図ａ，ｂ，ｃ及び第２図に示す本発明
の接着方法が使用されて良い。 尚、発熱体基板７上には、記録液を吐出させる
エネルギーを与える為の熱エネルギー発生手段８
（例えば電気熱変換体）が設けられる。該変換体
は、金属・アルミナ等の高熱伝導性の基板７−１
上に形成された蓄熱層７−２、発熱抵抗層７−
３、電極層７−４、保護層７−５等から成る多層
構造を有しており、発熱抵抗層７−３及び電極層
７−４等はエツチングによつて溝つきプレートの
溝と同一ピツチで所定形状に分離・形成された構
造となつている。 更に、上記電気熱変換体に信号を印加する為の
リードL₁，L₂が設けられているリード板１１
（各リードは上記の電極と接続している）、信号Ｓ
を処理する為の信号処理手段１２（例えばパルス
変換器）、貯蔵槽Ｒから記録液を記録ヘツド内に
供給する為の供給管Ｃ（必要に応じてポンプ、フ
イルターバルブ等の中間処理手段１３が設けられ
ている）が設けられて、記録装置のシステムを構
成する。熱エネルギーを発生させる手段としてレ
ーザー光の様な電磁波を用いる場合には、液室に
選択的に電磁波を照射する手段を外部に設ければ
良く、基板７上に電気熱変換体の様な素子を設け
る必要はない。 本発明の接着方法は、上記熱エネルギーの作用
で記録液を吐出オリフイスから吐出させる装置に
特に好適に適用されるほか、ピエゾ振動素子の機
械的振動により、液室内の記録液を吐出させる記
録ヘツド、或いは連続振動法により発生される液
滴を記録信号に応じて帯電させ偏向電極間を飛翔
させて記録を行なう記録ヘツド等に於いて、微細
パターンの加工・接着に対しても同様に利用され
て良い。 以下の実施例にて本発明を更に具体的に説明す
る。 実施例 １ 厚み950μの青板ガラスを充分洗浄した後、第
１図ａの如くに下記組成の接着剤をスピンナー塗
布して接着層２とした。

【表】 該樹脂層２を室温でしばらく放置し、更に100
℃のオーブン中で20分間加熱して半硬化（Ｂ−ス
テージ）状態とした（乾燥後の層厚５μ）。 次いで第１図ｂに示す様に回転式ダイアモンド
カツターにより、巾30μ、深さ25μ、ピツチ60μ
の多数の溝パターン３を形成し、溝つきプレート
１とした。 一方、アルミナ基板上に第３図ａで示す電気熱
変換体を設け、（巾30μ、長さ100μ、ピツチ60μ
で発熱部分が形成されている）、基板７とした。
溝つきプレート１上の溝と基板７上の電気熱変換
体とがそれぞれ対応する位置になる様に、プレー
ト１及び基板７を位置決めした。 その後、180℃オーブン中で３時間加熱し、樹
脂層２を硬化させて接着を完了させた。又、ブロ
ツク９、パイプ１０、リード板１１等を接着し、
第３図ｂの様な記録ヘツドを完成させた。 この記録ヘツドを用いて印加パルス巾10μ
sec、パルス周波数10KHzで記録紙上に記録を行
なつたが良好な結果を得た。 記録ヘツドを顕微鏡で観察したところ液室内の
接着層２のはみ出しはなく、又均一な接着が行な
われていた。 実施例 ２ 実施例１に於けるｐ−ジアミノフエニルメタン
の代わりに、下記物質を用いるほかは実施例１と
ほぼ同様の手順で記録ヘツドを作成し記録を行な
つたところ、良好な結果を得た。 尚、樹脂層２をＢ−ステージ状態にする為の予
備加熱条件硬化の為の加熱条件を表−１に示す。

【表】 実施例 ３ 実施例１の樹脂の代わりに、下記表−２の組成
の樹脂を用いるほかは実施例１とほぼ同様にして
記録ヘツドを作成したが、液室内への樹脂の流入
は全く見られず、又接着箇所も充分な強度を有し
ており、良好な記録画像が得られた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及びｃは微細パターンを形成し、
該パターンを有する基材を接着する方法を示す説
明図、第２図は別の実施態様図、第３図ａ及びｂ
は記録ヘツド全体の構成を示す説明図。 図に於いて、１……基材、２……樹脂層、３…
…パターン、４，４′……別の基材、５……溝つ
きプレート、６……溝、７……発熱体基板、７−
１……基板、７−２……蓄熱層、７−３……発熱
抵抗層、７−４……電極層、７−５……保護層、
８……電気熱変換体、９……ブロツク、１０……
パイプ、１１……リード基板、１２……信号処理
手段、１３……中間処理手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも２つの接合すべき基材の一方は液
   体で満たされる空間を形成するための微細な凹部
   を有し、かつ、少なくともいずれか一方の前記基
   材の接合面に硬化反応の中間状態にされた樹脂層
   が設けられ、これ等２つの基材を組み合わせた状
   態で前記樹脂層を硬化させて接合する接着工程を
   含むことを特徴とするインクジエツト記録ヘツド
   の製造方法。