JPS6198551A - 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、インクジェット記録ヘッドの製造方法、詳し
くは、インクの小滴を発生させ、それを紙などの被記録
材に付着させて記録を行うインクジェット記録方式にお
いて用いるインク小滴発生用の記録ヘッドを製造する方
法に関する。

［従来技術］ インクの小滴を発生させ、それを紙などの被記録材に付
着させて記録を行うインクジェット記録方式は、記録時
の騒音の発生が無視できる程度に極めて小さく、かつ高
速記録が可能であり、しかも定着などの特別な処理を必
要とせずに普通紙に記録を行うことのできる記録方式と
して注目され。

最近種々のものが活発に研究されている。

このようなインクジェット記録方式に用いられる記録装
置の記録ヘッドは、一般にインクを吐出するためのオリ
アイスと、該オリフィスに連通しインクを吐出するため
のエネルギがインクに作用する部分を有するインク通路
と、該インク通路に供給するインクを貯留するためのイ
ンク供給室と、該インク供給室に記録ヘッド外部からイ
ンクを供給するためのインク供給孔とを有している。　
。

記録の際のインクを吐出するためのエネルギは、インク
通路の一部を構成しインクに前記工木ルギを作用させる
部分（エネルギ作用部）の所定位置に配設された、例え
ば電気／熱交換体としても発熱素子や電気／機械変換体
としての圧電素子等、種々のタイプのエネルギ発生素子
によって発生される。

このような構成のインクジェット記録ヘッドのなかでも
、精度良く、量産可能な記録ヘッドとして、インク吐出
エネルギ発生素子の配置しである基板上に感光性樹脂膜
からなるインク通路及びインク供給室を構成する壁を形
成し、その後前記通路笈び供給室の覆いを付設した構成
を有するものが知られている。

第１図はこのような構造の従来のインクジェット記録ヘ
ッドの模式的斜視図である。ここで、１は含インクの小
滴を吐出するためのオリアイス、２はオリフィス１にｉ
１通した基板５上に配置された吐出エネルギ発生素子６
が発生する吐出エネルギがインクに作用するエネルギ作
用部（不図示）を有するインク通路、３はインク通路２
に速やかにインクを供給するインク供給室、４は記録ヘ
ッド外部からインクをインク供給室３に供給するための
インク供給孔、５は吐出エネルギ発生素子６がインク通
路２に対応して配設されている基板、７は覆いである。

複数のオリフィスを高密度に配列し＄Ｉ積化した。いわ
ゆるフルマルチ化された記録ヘッドにおいては、記録ヘ
ッドの外部から内部へのインクのりフィル（再充填）を
充分に考慮して覆い７のインク供給室３の天井部分には
凹部７Ａが設けられている。また、凹部７Ａのオリフィ
ス１側の部分は。

第１図示の流路２の長さ文に対応させて設けられている
。

この流路長さ見は流路抵抗の要因であり、応答周波数に
影響を与えるものである。

従来、覆い７はガラス、プラスチックのモールド法やガ
ラス１．セラミック、金属のエツチング加工によって作
製されるのが一般的であり、これは次のような問題があ
った。

まず、ガラスをエツチング等して作製された覆い７は、
第２図に示すように、流路長文を決定する端面の直線性
が充分でなく礎ってヘッド内のセグメントに応答周波数
の点でばらつき衛生じていた。また、ガラスを超音波加
工して作られた覆い７は、これを複数配列した場合、第
３図に示すように、ヘッドによって流路長が文、ｉ＋Δ
見のように異なり、応答周波数にばらつきを生じていた
。

［目的］ 本発明は、これら従来の問題に鑑みてなされたものであ
り、応答周波数のばらつきのない高品位のインクジェッ
ト記録ヘッドを簡単な装置により精度良く大量に製造で
きるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

本発明の他の目的は、安定した品質のインクジェット記
録ヘッドの量産を廉価に行うことができるインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明では、液体を吐出
する為のオリフィスと連通ずるインク流路を構成する為
の流路壁に凹部を有する覆いを接合して成るインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法において、覆いは凹部のオリ
フィス側を切削した後流路壁に接合されることを特徴と
する。

［実施例］ 以下１図面を参照して１本発明の詳細な説明する。

このような構造の本発明のインクジェット記録ヘッドの
形成は１例えば以下のような方法により行うことができ
る。

第４図〜第１４図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
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
。

まず、所定の位置に吐出エネルギ発生素子６を配設した
ガラス、セラミック、樹脂、金底等の材料からなる基板
５上に、第４図に承すようにドライフィルムフォトレジ
スト８（Ｉ１ｇ厚、約２５ｇｍ　〜ｔｏｏ　ＪＬＩＩ　
）を０．５〜０．４　ｆ／ｓｉｎ、の速度、１〜３に１
７ｃｍ３の加圧条件下でラミネートする。

続いて、　ｔ！１ＩＪｓ図に示すように、基板５上に設
けたドライフィルムフォトレジスト８上に、オリフィス
ｌ、インク通路２およびインク供給室３の形状に対応し
た光を透過しないパターン８Ｐを有するフォトマスク８
を重ね合わせた後、このフォトマスク３の上部から図中
矢印で示すように露光を行う、なお、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素子６が設けられ
るようにパターン８Ｐを形成し、かつフォトマスク３と
基板５との位置合わせを行う。

このように露光を行うと、パターン８Ｐに覆われた領域
以外、すなわちフォトレジスト８の露光５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、溶剤可溶性であるドライフィルム７ｔトレ
ジスト８の未重合（未硬化）部・分が基板５上から溶解
除去され、′Ｊ＆板５上に硬化フォトレジスト１１８Ｈ
が第６図に示すように残される０次に基板５上の°硬化
フォトレジスト膜８Ｈを。

その耐溶剤性を向上させる目的で更に硬化させる。フォ
トレジストｌ！１１９）１を更に硬化させる方法として
は、１３０℃〜１８０℃で硬化フォトレジスト膜８Ｈ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、硬化、フォトレジストｂ１８）１から
なるインク通路２およびインク供給室３の側壁が第７図
に示すように形成されて、記録ヘッド下半部が複数個配
列された集合体が形成される。

各記録ヘッド下半部に対応する覆い１７は以下のように
形成する。

まず、第８図に示したように、所定の位置にインク供給
孔１４およびインク供給室用の凹部１７Ａを設けたガラ
ス、樹脂等からなる所定の形状および大きさの平板１７
Ｂ上に、ドライフィルムフォトレジスト１７Ｇを前述し
たのと同様の方法を用いて積層して覆い１７を形成する
。

次に第９図の斜線部を切削し除去することにより、覆い
１７の凹部１７Ａが正しく供給室の上半部を構成し、オ
リフィス長さ見に影響を与えないようにする。この切削
除去には、例えば半導体製造で使用され、大型基板の加
工を行うことができるダイシング装置またはスライシン
グ装置を用いることができる。このような装置は、第１
０図において斜線部分で示すように、凹部を有する覆い
を複数個配列された覆いの集合体をその側面部から連続
的に加工することができる。また切削される切欠部（溝
）の深さは凹部の深さと同様に制御する。

この処理により形成された覆い１７の集合体を第１１図
に示す。

第１２図は第４図ないし第７図までの手順により形成さ
れたヘッド下半部の集合体に第８図ないし第１１図まで
の手順により形成された覆い１７の集合体を積層した状
態を示す。

その後、覆い１７を構成するフォトレジスト膜１０を７
オトレジスト膜１０とフォトレジスト１ｌＩ８Ｈとの貼
着部分の接着力及び該フォトレジス）１１１１１０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。

次に、第１２図における一点鎖線＾−Ｂに沿って切断し
、基板上に配置されている複数のヘッドを個々に分離す
る。

この切断は、吐出エネルギ発生素子６とオリフィス１と
の距離を＠適化するために行うものでありその距離は記
録ヘッドの設計に応じて連室選択することができる。

ここで、切断分離されたヘッド両側面には、第１３図に
示すように溝１２が露出するので、その露出部分を塞ぐ
充填剤を注入する。この充填剤とじては接着剤を使用す
ることが好ましく、またインクに接触する部分が存在す
るという理由から、＃液性があり、かつ短時間で充填固
化が可能な紫外線硬化型接着剤を使用することがさらに
好ましい。

このような紫外線硬化型接着剤としては１例えば、アク
リル樹脂系、ウレタン樹脂系、メラミン樹脂系、ポリエ
ステル樹脂系、シリコン樹脂系。

エポキシ樹脂系などの紫外線硬化型接着剤が挙げられ、
さらに好ましくは、シリコン樹脂系、メラミン樹脂系、
エポキシ樹脂系の使用が好ましく。

本方法に適用するものとしては、エポキシ樹脂系が最も
好ましい。

最後に、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
取り付けることにより＠１４図に示したような本発明方
法に係る記録ヘッドが完成される。

第１５図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来の方法
で製作されたヘッドのインク吐出応答性能の分布および
上記手順により製作されたヘッドのインク吐出応答性能
の分布を示す、Ｗｑ者の比較から明らかなように、本発
明に係るヘッドでは応答周波数のばらつきが小さい。

すなわち、流路の長さ文がそれぞれのヘッド間でばらつ
きが小さくなったことにより、インク吐出応答性能が格
段に高まったことがわかる。

［効果ゴ 以上説明したように、本発明方法によれば、応答間波数
のばらつきのない高品位のインクジェット記録ヘッドを
簡単な装置により精度良く大量に製造できるインクジェ
ット記録ヘッドを製造できる効果がある。

さらに、本発明方法によれば、安定した品質のインクジ
ェット記録ヘッドの量産を廉価に行うことができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジェット記録ヘッドの主要部の模
式的斜視図。 第２図および第３図は従来のインクジ、ット記録ヘフド
の問題点を説明するための模式図。 第４図〜第１３図は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドを形成する方法の一例を説明するための模式図。 第１４図は本発明方法により得られるインクジェット記
録ヘッドの構造の一例を説明するために記録ヘッドの断
面部分を含む外観を示した斜視図。 第１５図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来および
本発明に係るインクジェット記録ヘッドの吐出応答性能
を説明するための線図である。 ｌ・・・オリアイス、 ２・・パインク通路、 ３・・・インク供給室、 ４・・・インク供給孔。 ５・・・基板、 ６・・・吐出エネルギ発生素子。 ７．１７・・・覆い、 ７Ａ、１？Ａ・・・凹部。 １７Ｂ・・・平板、 ８、ｌＯ・・・ドライフィルムフォトレジスト膜。 ８Ｈ・・・硬化フォトレジスト膜、 ８・・・フォトマスク。 ９ｐ・・・パターン、 １２・・・溝。 第９図 第１１図 第１２図 ６３１７Ａ ８Ｈ６ 第１５図 （Ａ） 応％馬亥攻　〔商２〕 （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体を吐出する為のオリフィスと連通するインク流路を
   構成する為の流路壁に凹部を有する覆いを接合して成る
   インクジェット記録ヘッドの製造方法において、 前記覆いは前記凹部のオリフィス側を切削した後前記流
   路壁に接合され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