JPS6161859A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、液体を噴射し、飛開液滴を形成して記録を行
なうインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

〔従来技術〕

インクジェット記録ヘッドは、インク吐出圧発生素子を
設置した基板と、少なくともインク吐出口を有するオリ
フィスプレートを接合して製造される。接合に際しては
、インク吐出圧発生素子と、インク吐出口が所定の位置
に配置されるように位置合わせを行なわなければならな
い、一方、近年の高密度記録の要請から、インク吐出口
を多数個有するマルチ化が進んでおり、これらの精密か
つ正確な位置合わせは、以下に述べるような従来の方法
では困難であった。

従来行なわれていた位置合わせ方法とは、以下のとおり
である。

ｌ）オリフィスプレートの一端面と基板の一端面を突き
当てでそろえ平行合せを行なった後、オリフィスプレー
ト及び基板の始めに平行合せを行なった端面と平行でな
い端面同志を同様に突き当てで合わせる方法。

２）ｌと同様にオリフィスプレート及び基板の端面を突
き当てで平行出しを行なった後オリフィスプレート又は
基板の一方を前記端面に沿って平行に移動し１位置合せ
の目印を合せて位置合せを行なう方法。

３）オリフィスプレートが透明な時は基板に設けられた
目印をオリフィスプレートを通して、オリフィスプレー
ト上の目印と合せる事により行なう方法。

４）基板が透明な時はオリフィスプレートに設けられた
目印を基板を通して基板上の目印と合せる事により行な
う方法。

５）オリフィスプレートに穴あけをしその穴と基板上に
設けられた目印を合せる事により行なう方法。

位置合せに突き当てを利用する前記１及び２の方法では
オリフィスプレート及び基板の端面を精度良く仕上げる
必要がある事や、第１回の平行合せの後にもう一度位置
合せを行なうという２回の操作で行なう為作業性が悪い
という点も問題である。又透明なオリフィスプレート又
は基板を通して相手の目印を見て位置合せを行なうこと
、あるいは３及び４の様な方法ではオリフィスプレート
又は基板を通して目印を見る為、光が屈折し正確な位置
合せをする事は困難である。

又、これらは基板上に位置合せ様の目印を設けるわけで
あるが、通常、信号入力用電極と同一材料で同一工程で
設ける。その為基板上に多数本配設された信号入力用電
極と容易に見分けるようにする為には、設計上の工夫を
凝らしたり、作業者の熟練を必要とする。

又基板とオリフィスプレートの位置合せが完了したら、
基板あるいはオリフィスプレートの所定の位置にあらか
じめスクリーン印刷等の方法で均一に塗布された接着剤
により接合する。この時上記したいずれの位置合せ寸法
においても、接着剤が完全に硬化するまで１位置がずれ
ない様に、保持しなければならない、特に一枚の基板か
ら多数個のインクジェット記録ヘッドを同時に製造する
場合においては、基板が大面積である事から少しのずれ
でも、大さく拡大されてしまうため深刻な問題である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高品位の記録が可能なインクジェット
記録ヘッドを、簡単な工程で１作業性よく製造し得る方
法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の上記目的は１次のインクジェット記録ヘッドの
製造方法によって達成される。

すなわち、液体を吐出し飛翔的液滴を形成する為に設け
られたインク吐出口を有するオリフィスプレートと前記
飛翔的液滴を形成する為に利用されるエネルギーを発生
するエネルギー発生体を備えた基板とを備えたインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記オリフィス
プレートと前記基板とに夫々対応して設けられた位置決
め手段の夫々を合わせることにより前記オリフィスプレ
ートと前記基板との位置合せを行なうことを特徴とする
インクジェット記録ヘッドの製造方法である。特に好ま
しくは、前記位置決め手段の夫々、は凹部とそれに嵌合
する凸部であるインクジェット記録ヘッドの製造方法で
ある。

本発明の方法によれば１位置決め手段１例えば凹部と凸
部を合わせるだけで位置合わせが終了し、従来の位置合
わせの困難さは全て解消される。大面積の基板で多数個
取りする場合も、基板とオリフィスプレートがずれるこ
となく、作業が容易である。

凹凸部の形成は、メッキ、エツチング、ドライフィルム
のフォトレジストのパターニング等により行なうことが
できる。なお、凹凸部の形成工程は、単独で行なっても
よいが、例えば、インクタンクからインク吐出口にイン
クを送るためのインク流路を形成する際に同時に行なっ
てもよい。

本発明を、以下に図面を用いて具体的に説明する。

第１図から第４図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法を示すための模式図である。

第１図は、インク吐出圧発生素子６を設置した基板１と
、インク吐出口８を有するオリフィスプレート２を基板
に設けられた凹部４と、オリフィスプレートに設けられ
た凸部３を合せて組み合せることを示す第３図、第４図
に破線ＡＡ’、ＢＢ’で示した部分における断面図であ
る。

ここで基板ｌは第２図、第３図に示す手順で作成される
。すなわち、第２図では、ガラス、セラミック、シリコ
ン等適当な基板ｌ上にインク吐出圧発生素子６を所望の
個数配設する。（図に於ては、５個）、因に、前記イン
ク吐出圧発生素子６として発熱素子が用いられるときに
は、この素子が近傍のインクを加熱することにより、イ
ンク吐出圧を発生させる。又、圧電素子が用いられると
きは、この素子の機械的振動によってインク吐出圧を発
生させる。

尚、これ等の素子６には図示されていない信号入力用電
極が接続しである。

次に、インク流路壁７．インク溜め枠５１位置合せ用凹
部４を形成する。これらをドライフィルムのフォトレジ
ストのパターニングによって形成する場合には、インク
吐出圧発生素子６を設けた基板に、加温されたドライフ
ィルムフォトレジストをラミネートし、所望のパターン
とネガの関係にあるフォトマスクを用い通常の方法で露
光した後現像する。この様にして得られた。ドライフィ
ルムフォトレジストのパターンは耐インク性を高める為
、熱処理（１３０°Ｃ〜１８０℃で１０分〜３時間）を
行なうか、紫外線照射を行なうか、あるいはこの両者を
併用して処理する。

一方、第４図に示すように吐出口８を有するオリフィス
プレートには、基板の位置合せ用凹部４に対応して凸部
３を形成する。凹部、凸部夫々逆に設けても良いし、夫
々に凹、凸部両方を有していてもよい。

また、第５図、第６図に示すようにインク溜め枠５．イ
ンク流路壁７がオリフィスプレート側に設けられていて
もよい、このような構成では、オリフィスプレートに設
けられた凸部あるいは凹部に対応して基板側には、第７
図に示すように凹部あるいは凸部のみが形成される。

オリフィスプレート側の位置合せ用凹部あるいは凸部は
吐出口８を形成後単独に、あるいは、吐出口８の形成と
同時に、または第５図、第６図のような形状を有するオ
リフィスプレートの場合には、インク溜め枠５．インク
流路壁７と同時に。

メッキ、エツチング、ドライフィルムのフォトレジスト
バターニング等によって形成することができる。

上記のようにして作成した位置合せ川口、凸部を有する
基板ｌとオリフィスプレート８は、いずれか一方あるい
は双方に接着剤を、例えばスクリーン印刷等により均一
に塗布した後、凹部４と凸部３を組み合せて接合する。

第８図、第９図は、大面積の基板、オリフィスプレート
を用いてインクジェット記録ヘッドを多数個同時に作成
する場合の、第８図はオリフィスプレート、第９図は基
板を示す。

第８図、第９図に示した例では、基板ｌ側に凹部、オリ
フィスプレート２側に凸部が形成されている。この例で
は凹部と凸部を組み合わせて、基板１とオリフィスプレ
ート２を接合した後、図中破線１０で示した分割ライン
に従って切断し、１６個のインクジェット記録ヘッドを
作成する。

このように多数個取りの場合においては１個々のインク
ジェット記録ヘッドの基板とオリフィスプレートに位置
合せ用の凸、凹部を形成する必要はなく、大面積基板、
大面積オリフィスプレートに、それぞれ位置合せ用の凸
、凹部を形成すればよい、またその時１位置合せ用の凸
、凹部を２個所以上の場所に設けることは精度向上の上
から望ましい。

本発明を更に、具体的に説明するために以下に実施例を
示す。

〔実施例〕

第１図〜第４図に示すインクジェット記録ヘッドを以下
のようにして作成した。

第２図に示すように青板ガラスの基板ｌ上にインク吐出
圧発生素子６を５個配設した。

次に、　１００℃に加温したドライフィルムフォトレジ
スト（商品名：　５Ｒ−３０００，厚さ７５鱗９発売元
：日立化成工業■製）をラミネートし、第３図に示すよ
うなインク溜め枠５．インク流路壁７１位置合せ用口部
４．インク供給口９を形成するために、これらのパター
ンとネガの関係もこめるインク吐出圧発生素子６の設置
位置と予め位置合せしたフォトマスクを用い、露光機の
光源として超高圧水銀炉を用い、強度１３ｍＷ／ｃゴで
、　１３６秒（積算露光量０．３８Ｊ／ｃｒｎ’）　’
Ａ光した後、現像液１，１．ｉ）リクロロエタンを用い
て液温２０±１℃で現像した０次いで、　１５０℃の温
度雰囲気中３０分間放置して耐インク性を高めた。

次に、第１図、第４図に示すオリフィスプレート２を以
下のようにして作製した。ｆ：ｆＳ１図は、第４図に破
線ＢＢ’　で示した部分におけるオリフィスプレートの
断面図である。

オリフィスプレートの作成方法 第１０図に示す様に位置合せ用の凸部３を形成する為の
凹部１２を有するステンレス板１１（材質：５ＵＳ３０
４）上に、メッキ用ドライフィルムフォトレジスト（商
品名：　ＰＨＴ−１４５ＦＴ、　　厚さ７５μ日立化成
工業株）を　１６０°Ｃに加温しラミネートした。尚凹
部１２は機械加工により形成したが、他にレーザ、エツ
チング、放電加工等で形成する方法でもよい０次にステ
ンレス板１１の凹部１２と所定の方法で位置合せを行な
い、マスクを重ね合せ露光機を用い、光源として超高圧
水銀炉を用い、強度８ｍＷ／ｃｍ’で４０秒（積算露光
量０．２４Ｊ／ｃｍ’）露光した後、１，１．１−１リ
クロロエタンを用いて２０±１°Ｃで現像した。　第１
１図は現像後のドライフィルムフォトレジストパターン
１３を有するステンレス板１１を示すものである。この
ステンレス板をワット浴（硫酸ニッケル３００ｇ／ｌ、
塩化ニッケル５０ｇ／Ｉ、ホウ酸５０ｇ／　ｌ光沢剤を
含む水溶液）に浸漬し、５０±５°Ｃで電流密度５Ａ／
ｄｍ’で５０分間メッキを行なった。その結果メッキ厚
５３±１μｓのニッケルメッキ板を得た（第１２図）、
このメッキをステンレス板１１より機械的に剥がすと、
凹部１２を忠実に再現した位置合せ用の凸部３が形成さ
れた。

さらにこのメッキを室温で塩化メチレン中に３分間浸漬
し、ドライフィルムフォトレジストパターン１３を除去
し、インク吐出口８が形成された０以上の様に位置合せ
様の凸部３とインク吐出口８を有するオリフィスプレー
ト２が作成された。

基板１上に、スクリーン印刷で、接着剤（商品名：　Ｋ
Ｅ−１２５１発売元：信越シリコーン■）を塗布した後
、基板の凹部４とオリフィスプレートの凸部３を組み合
わせて１５０℃で１時間加熱接合し、インクジェット記
録ヘッドを作製した。

作製したインクジェット記録ヘッドについて位置合せ精
度及び作製したヘッドを用いた印字品位を以下に述べる
方法にて評価した。尚、比較例としては位置合せ用の凸
凹を設けない以外は実施例と同一材料で同様の工程で基
板１及びオリフィスプレート２を作成し、この基板１及
びオリフィスプレート２の貼り合せの際には、あらかじ
めガラス基板周囲にスクリーン印刷で接着剤（商品名二
ＫＥ−１２５１．発売元：信越シリコーン）を塗布した
後、基板の表側すなわちインク吐出圧発生素子６の配設
されていない側から、ガラス基板ｌを通してインク吐出
圧発生素子６とインク吐出口８を目合せで合せた後、１
５０℃で１時間加熱接合し、インクジェット記録ヘッド
とした。

位置合せ精度は、第１３図に示す様にインク吐出圧発生
素子６の両端の位置を１一単位で測定し、を 生素子６のＸ座標とした。同様にＹ座標を 座標の差を位置合せ精度とした。また印字品位について
は、実際にアルファベットを印字して調べた０表−１に
、これらの試験を５０ヘツドづつ行なった結果を示した
。

表−１ 表１から明らかな通り、位置合せ精度は比較例で一１０
μｓ及び＋２０−（平均）であるのに対し、実施例では
、−ｔｇ及び＋３鱗（平均）と設計値に近い位置合せが
行なわれていた。また印字品位では、比較例では２ヘツ
ド不良が発生したのに対して、実施例においては全て良
好な印字品位を示した。

【図面の簡単な説明】 第１図から第９図は本発明の製造方法によって製造され
るインクジェット記録ヘッドであり、第１０図から第１
２図は１本発明のオリフィスプレートの製造過程を示し
、第１３図は１位置合せ精度の測定方法の説明図である
。 第１図は、第３図、第４図中に破線ＡＡ’。 ＢＢ’　で示した部分における断面図である。第２図、
第３図は基板の製造工程を示し、第４図はオリフィスプ
レートである。 第５図は、第６図、第７図中に破線ｃｃ’。 ＤＤ’　で示した部分における断面図である。第６図は
、オリフィスプレート、第７図は基板である。 第８図、第９図は大面積の基板、オリフィスプレートを
用いて多数個取りする場合の第８図はオリフィスプレー
ト、第９図は基板である。 第１θ図は、オリフィスプレート製造用のステンレス板
、第１１図は、現像後のドライフィルムフォトレジスト
パターンを有するステンレス板、第１２図は第１１図に
示すステンレス板上にオリフィスプレート用のニッケル
メッキ板を形成したところを示す。 １・・・基板 ２・・・オリフィスプレート ３・・・オリフィスプレートの位置合せ用凸部３゛・・
・オリフィスプレートの位置合せ用凸部の裏側部 ４・・・基板上の位置合せ用凹部 ５・・・インク溜め枠 ６・・・インク吐出圧発生素子 ７・・・インク流路壁 ８・・・インク吐出口 ９・・・インク供給口 １０・・・分割ライン １１・・・ステンレス板 １２・・・オリフィスプレートに凸部を形成するための
凹部 １３・・・ドライフィルムフォトレジストパターン第１
図 第２図 、６ 第３図 第４０ 第５図 第６図 → 第７図 鋼８図 Ｍ９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体を吐出し飛翔的夜滴を形成する為に設けられた
   インク吐出口を有するオリフィスプレートと前記飛翔的
   液滴を形成する為に利用されるエネルギーを発生するエ
   ネルギー発生体を備えた基板とを備えたインクジェット
   記録ヘッドの製造方法において、前記オリフィスプレー
   トと前記基板とに夫々対応して設けられた位置決め手段
   の夫々を合わせることにより前記オリフィスプレートと
   前記基板との位置合わせを行なう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。 ２）前記位置決め手段の夫々は凹部とそれに嵌合する凸
   部である特許請求の範囲第１項に記載のインクジェット
   記録ヘッドの製造方法。