JPS61255864A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は液体噴射記鎌ヘッドに関する。

（従来技術） 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
）、インク通路及びとのインク通路の一部に設けられる
インク吐出エネルギー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１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シ
、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、製作後のインクジエ
°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Ｋ、板の欠けや割れが生じやす
く、製造歩留シ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（以下覆蓋板と
称す）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５７−４５８７６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シ精度、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、前記
覆蓋板として、通常のガラス例えば青板ガラス、鉛ガラ
ス等を用いた場合、ガラス中の金属（例えばＮ！Ｌ、Ｏ
ａ、Ｚｎ、Ｐ等）がインク中に溶出しＮａ’等の１価の
陽イオンの場合インクの声を変化させてしまう。またＯ
ａ等の２価の陽イオンの場合０ａＯＯ，ＭｆＯＯ，等が
インク中に析出し、インク流路を閉塞してしまう等の問
題があった。

また、Ｚｎ、　Ｆθ、Ｐ、１３１等が溶出した場合も同
様の問題があった。

また、前記覆蓋板として、金属を用いた場合、インク中
のＨ”　、　Ｏｆ！−等によシ金属の溶解或いは金属の
酸化等によるインク流路の閉塞、吐出特性の変化、耐久
性劣化等の問題があった。

また、前記覆蓋板としてアクリル等の樹脂を用いた場合
、インク中の溶剤分により樹脂の溶解、或いは樹脂中へ
のインクの浸入によりヘッドの耐久性が著しく劣るとい
う問題があった。

上記欠点を解決する手段として、金属イオンを含まない
高純度に精製されたガラスを使う事も可能であるが、非
常に高価でしかも加工し難い等の問題があった。

（目的） 本発明は上記したような問題点に鑑みて成されたもので
、安価で耐久性の優れた液体噴射記録ヘッドを提供する
ことを目的とする。

また、本発明は吐出特性の安定した、インク流路及び／
又はオリフィスの閉塞が生じず、信頼性に富んだ液体噴
射記録ヘッドを提供する事も目的とする。

“′　　　（発明の概要） 上記目的を達成する為の本発明は液体を吐出する為のオ
リアイスと、前記液体を吐出する為に利用されるエネル
ギーを発生する為の吐出エネルギー発生素子と、前記オ
リフィスに連通するインク通路とを有する液体噴射記録
ヘッドにおいて、少なくとも前記インク通路を形成する
覆蓋板がコア材と該コア材の表面に設けられた拡散防止
層とから成る事を特徴とする液体噴射記録ヘッドによっ
て達成される。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明するう 第１図は本発明の液体噴射記録ヘッドの好適な一つの構
造を説明する為の液体噴射記録ヘッドの模式的一部切断
面斜視図である。

第２図〜第８図は、本発明の液体噴射記録ヘッドを形成
する方法の一例を説明するための模式図である。

本発明の液体噴射記録ヘッドを形成するには、まず所定
の位置に吐出エネルギー発生素子６が配設されているガ
ラス、セラミック、樹脂、金属等の材料からなる基板５
上Ｋ、第２図に示すように感光性樹脂８（膜厚、約２５
μｍ〜１００μｍ）を０．５〜０．４　ｆ／ｗｉｎ、の
速度、１〜５　ｋｇ／ｅ！の加圧条件下でラミネートす
る。

続いて、第３図に示すように、基板５上に設けた感光性
樹脂Ｂ上に、オリフィス１、インク通路２及びインク供
給室３の形状に対応した光を透過しないパターン９Ｐを
有するフォトマスク９を重ね合わせた後、このフォトマ
スク９の上部から露光（図中、矢印）を行なう。なお、
上記パターン９Ｐのインク通路に相当する部分は、基板
５上に配設された吐出エネルギー発生素子６の設置領域
を充分覆い、露光、現像処理の後に形成されるインク通
路中に上記素子６が設けられるように上記パターン９Ｐ
が形成され、かつフォトマスク９と基板５との位置合わ
せが行われる。

このように露光を行うと、パターン９Ｐに覆われた領域
以外、すなわちフォトレジスト８の露光された部分が重
合硬化し、露光されなかった部分が溶剤可溶性のままで
あるのに対して、溶剤不溶性となる。

次に、これを揮発性有機溶剤、例えばトリクロルエタン
中に浸漬し、溶剤可溶性である感光性樹脂８の未重合（
未硬化）部分が基板５上から溶解除去され、基板５上に
感光性樹脂の硬化膜８Ｈが第４図に示すように残される
、次に基板５上の感光性樹脂の硬化膜８Ｂを、該層８Ｈ
のｉ削性を向上させる目的で更に硬化させる。

感光性樹脂の硬化膜８Ｈを更に硬化させる方法としては
、１５０℃〜１６０℃で感光性樹脂の硬化膜８Ｒを１０
分〜６０分程度加熱して熱重合させる、あるいは紫外線
を照射する等の方法を挙げることができるが、これらの
方法を併用するのが望ましい。

このようにして、感光性樹脂の硬化膜８Ｈからなるイン
ク通路２及びインク供給室３の側壁が第５図に示すよう
に形成される。

これとは別に、覆い７が以下のように形成される。

まず、第６図（Ｌ）に示したように、所定の位置にイン
ク供給孔４ａ及びインク供給室３に対応する部分に凹部
４ｂが設けられた、ガラス、樹脂１．金属等から立る所
定の形状及び大きさのコア材７ａ上に、耐食性、インク
しゃ閉性（インクがコア材へ拡散するのを防ぐ）、コア
材からの金属イオン拡散防止効果を付与する為、二酸化
ケイ素溶液中（例えばシリカコート東京応化■製）Ｋ浸
漬した後ベーキングし、コア材表面１ｃ８１０２層７１
）を積層する（第６図（ｂ））。

次に第６図（０）に示す様に５ｉｏ２層７１）が積層さ
れたコア材７ａ上に感光性樹脂７Ｃを前述したのと同様
の方法を用いて積層する。

次に、第６図（ｄ）に示すように、コア材７ａ上に設け
た感光性樹脂７Ｃ上に、コア材の凹部４ｂの形状に対応
する部分のみ、くシ抜かれたメカマスク７−ｄ（例えば
ステンレスのエツチングプレート、精密成形されたゴム
シート等）を重ね合せた後、上部から前記感光性樹脂７
Ｃを溶解する液で、スプレーして、インク供給室３０部
分の感光性樹脂７Ｃを除去した後メカマスクを取シ除く
。

上記の様な工程で作成されたインク流路２及びインク供
給室３の覆蓋板７を第６図（ｅ）に示す。

もちろん感光性樹脂７Ｃは溶解以外にも前述した様に露
光、現像によって必要部位のみ残しても良い。

との覆蓋板７は、第７図に示すように、先に形成した基
板５上に設けられた感光性樹脂膜８Ｈ上に、覆蓋板７の
凹部４ｂがインク供給室３の上部を構成するように、貼
着される。その後、覆蓋板７を構成する感光性樹脂膜７
Ｃを、該感光性樹脂膜７Ｃと前記感光性樹脂の硬化膜８
１１との貼着部分の接着力及び該感光性樹脂膜７Ｃの耐
溶剤性を向上させる目的で、前述したような加熱処理及
び／または紫外線処理によって更に硬化させる。

最後に、第８図に示したＡ−Ｂ一点鎖線に添って切断し
、インク供給孔４に、不図示の記録ヘッド外部にあるイ
ンクタンクと連結するインク供給管（不図示）を取り付
けて第１図に示し　　　−たような本発明の記録ヘッド
が完成される。

この最後に行なわれる切断は、吐出エネルギー発生素子
６とオリフィス１との距離を最適化するために行なわれ
るものでＦＬその距離は記録ヘッドの設計に応じて適宜
選択される。

前述の実施例に於いては、覆蓋板のコア材にインク及び
コア材の拡散防止層を積層する方法として、コア材を８
１０．溶液に浸漬して、拡散防止膜を積層したが、本発
明は、この方法以外に４９Ｈ［をスピンコード、ローラ
コート等の方法で積層する事も有効である。更には拡散
防止膜をスパッタリング、プラズマ重合、ｃｖｎ等の方
法で積層する方法も有効である。

また、本実施例ではインク及びコア材の拡散防止層とし
て８１０２を例にしたが、本発明はこれに限定されるも
のではなくインクに対してしや閉性があり、かつコア材
中物質のインク中への拡散防止効果があれば、有効であ
るといえるが、五酸化タンタル窒化ケイ素、炭化ケイ素
等の無機酸化吻、無機窒化物、無機窒化物、或いはエポ
キシ、テフロン、ポリプロピレン等が特に有効である。

また、インク流路及びインク供給室を形成する壁と前記
覆蓋板とを貼合せる為の接着層と、前記拡散防止層を兼
用することも非常に有効である。

本実施例においては感光性樹脂７ｃを用いて感光性樹脂
硬化膜８Ｈに覆蓋板７ａを接合しているが、感光性樹脂
の硬化膜８Ｈに接着性がある場合はその接着性を利用し
て、接着性を有しない場合には接着剤を利用して接合す
れば良い。

又、本実施例においては感光性樹脂の硬化膜を用いてイ
ンク流路壁を形成した例を示したが、位置合わせが容易
で微細加工が容易な材料であれば上記以外の材料も用い
ることができる。そして、拡散防止層は、覆蓋材のみで
まく、インク通路壁やインク供給室を形成する材料にも
必要とあらば用いても良い。又、吐出エネルギー発生体
が設けられた基板も必要とあらば拡散防止層を設けても
良い。

以上説明したように、本発明によれば、インク流路及び
インク供給室と覆蓋板のコア材との間に、インク拡散防
止効果及びコア材拡散防止効果を有する拡散防止層を設
ける事によシ、前記覆蓋板のコア材の選択範囲が広がる
ので、対インク耐溶性に関係なく、加工性が良く安価な
材料を使用できる為精密で耐久性に優れたヘッドを安価
に得られる。また、前記覆蓋板からの金属イオン等の溶
出が無い為、インク流路の閉塞がない信頼性が高いヘッ
ドが得られる。

尚、本発明の記録ヘッドは説明に用いた形態にのみ限ら
れるわけではなく、一般に知られる様々な形態のものく
適用できるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体噴射記録ヘッドを説明する為の模
式的一部切断面斜視図、第２図乃至第８図は本発明の液
体噴射記録ヘッドを形成する方法の一例を説明するため
の模式図である。 １・・・オリフィス ２・・・インク路 ３・・・インク供給室 ４．４ａ・・・インク供給口 ４ｂ・・・凹部 ５・・・基板 ６・・・吐出エネルギー発生素子 ７・・・覆蓋板 ７ａ・・・覆蓋板のコア材 ７ｂ・・・拡散防止層 ７ｃ、８・・・感光性樹脂 ７ｄ・・・メカマスク ８Ｈ・・・感光性樹脂の硬化膜 ９・・・フォトマスク ９Ｐ・・・パターン −：＝：、ｔ：：：Ｊ ￥２図 第３図 第１Ｌ口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体を吐出する為のオリフィスと、前記液体を吐出する
   為に利用されるエネルギーを発生する為の吐出エネルギ
   ー発生素子と、前記オリフィスに連通するインク通路と
   を有する液体噴射記録ヘッドにおいて、少なくとも前記
   インク通路を形成する覆蓋板がコア材と該コア材の表面
   に設けられた拡散防止層とから成る事を特徴とする液体
   噴射記録ヘッド。