JPS6198553A - インクジエツト記録ヘツド - 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） 本発明はインクジェット記録ヘッド、更に詳しくは液体
の小滴を飛翔させ被記録部材（例えば紙）に付着させる
ことで記録を行なうインクジェット記録方式に用いられ
るインク小滴発生用のインクジェット記録ヘッドに関す
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
）、インク液路、このインク流路の一部に設けられるエ
ネルギー発生部及びインクを貯蔵する共通液室とを具え
ている。

・　　従来この様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
ング等により微細な溝を形成した後、この板をインク吐
出エネルギー発生体の配設された基板と接合してインク
液路の形成な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インクジェッ
ト記録ヘッドでは、切削加工されるインク液路内壁面の
蒐れが大き過ぎたり、エツチング率の差からインク流路
に歪が生じたりして精度の良いインク液路が得難く、イ
ンク吐出特性にバラツキが生じ易い、また従来法は、イ
ンク液路溝を形成した溝付板と、インク吐出エネルギー
発生体の配設されている基板との貼着の際に、夫々の位
Ｘ合わせを精度良く行うことが難しいこと、貼着剤のし
み出しによるインク吐出エネルギー発生体の汚染やイン
ク流路の詰りか生じたりすること、製造工程が複雑であ
り製造歩留りが低いなどの製作工程上の問題点も有して
いた。この様な問題点を解決できるインクジェット記録
ヘッドの製造法として、感光性樹脂の硬化膜によりイン
ク液路を形成する方法が１例えば特開昭５７−４３８７
６号により知られている。この方法によって、インク液
路の仕上り精度の低さ［１造工程の複雑さ、製造歩留り
の低さという従来のエツチングあるいは切削による方法
での問題点が解決されている。しかし、インク吐出エネ
ルギー発生体の配置された基板は、一般にインク吐出エ
ネルギー発生体を保護する為に種々の保護膜から構成さ
れている０例えば支持体上にインク吐出エネルギー発生
体となるヒーター、このヒーターに給電するための電極
およびヒーターの５層熱時の酸化を防止する耐醸化層を
設け、この耐酸化層のうちヒーター上の部分にいわゆる
キャビテーション現象からこの耐酸化層を保護するため
に、例えば金属から成る耐キヤビテーシヨン層を設け、
更に耐インク層として、ヒーター上部以外の部分に有機
物層なる構成が提案されている。

この場合、インク液路を形成する感光性樹脂硬化膜の接
合される基板表面上には、耐キャビテーション層耐イン
ク層の２Ｍ！、あるｌ、％はさらに耐酸化層をも含めた
３層の膜が段違いに露出されることになるので、これら
各種膜の光反射率が異なることに起因して、感光性樹脂
に）くターニングを施す際の露光がこれら各種膜に対応
して異なる。これがため、パターニングにより形成され
たインク通路の寸法は一様でなくなり、設計寸法通りに
連続したインク液路を形成しにくいという問題がある。

特に、インク液路となる感光性樹脂硬化膜はその厚みに
高精度を費求されるので露光量の差によって厚みなどの
差は顕著に現われることになる。

さらにまた、光反射率の最も高い部分、例えば、ヒータ
ー上の耐キヤビテーシヨン層上のインク液路となる感光
性樹脂における適正露光量と同一の露光量を、光反射率
の最も低い部分。

例えば、耐インク層（有機物層）に与えた場合には、感
光性樹脂硬化膜は、全体として露光量不足となり、充分
な重合が得られず、現像の際に基板よりインク液路壁が
剥離してしまい１歩留りが悪くなるというＰ１１ａ点が
あった。

（目　的） 本発明は上記問題点に鑑み成されたもので。

その目的は、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提供することにある。

本発明の他の目的は、インク流路を精度良くかつ設計の
忠実に微細加工することのできるインクジェット記録ヘ
ッドを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、使用耐久性に優れ、基板と
液路壁との剥離が起こらないインクジェット記録ヘッド
を提供することにある。

（発明の概要） 上記した目的は、インク吐出エネルギー発生体を設けた
基板上に感光性樹脂の硬化膜から成るインク液路壁を設
け、該インク液路壁上に覆い部材を設けて成るインクジ
ェット記録ヘッドにやいて、前記感光性樹脂の硬化膜と
前記基板との接合面における該基板の光反射率が実質的
以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず文旧目上にエネルギー発生体となるヒーター（発熱
抵抗層）２．およびヒーター２に給電するための電極３
を、第１Ａ図の模式的切断面図および第１Ｂｍの模式的
平面図に示すように、エツチング、スクリーン印刷等に
より形成する。

第２図の模式的切断面図に示される工程では、発熱時の
ヒーター２の酸化を防止するために、例えば５ｉ０２の
ような１１１酸化層４°をスノくツタリング等によって
形成する。

第３図の模式的切断面図に示される工程では、ヒーター
２を発熱させて、後述するようにして形成したインク液
路内のインクをｆｆｉ泡させた場合に起きるいわゆるキ
ャビテーション現象による耐癩化層４の破裂を防止する
ために、耐キャビテーションＷ５として例えばＴａｋｉ
Ｐの金属膜を形成する。

次の第４Ａ図の模式的切断面図に示される工程では、電
極３とインクとを完全にしゃ断するために、＃インク性
のある有機物１例えばポリイミド等により耐インク層６
ａを形成する。第４Ａ図の工程を経たインク吐出エネル
ギー発生体を備えた基板を上方より見ると第４Ｂ図の模
式的平面図のようになる０次いで、第５図の模式的切断
面図に示すようにインク液路壁を形成するための感光性
樹脂７Ａ、例えばドライフィルムをラミネートする。そ
の後に、第６Ａ［ｉｌの模式的切断面図に示すように、
インク液路壁をパターニング形成するために、感光性樹
脂７Ａにに、第６Ｂ図の模式的平面図に示すようにノズ
ル壁となる部分のみ透明なフォトマスク２０を周知の方
法で位置合せして配置し、次いで露光を行う。

ここで第４Ｂ図に示した如く、インク液路壁が形成され
る部分は、金属等から成る耐キヤビテーシヨン層５と有
機物から成る耐インク層６ａの２種類の膜にまたがって
形成しなければならないが、耐インク層６ａの光反射率
が耐キヤビテーシヨン層５の光反射率に比べて著しく低
いので、耐キャビテーション層５上の感光性樹脂７Ａに
与える露光量と同一の露光量を耐インク層６ａ上の感光
性樹脂７Ａに与えた場合。

すなわち、フォトマスク２０を用いて所定の露光を行っ
た場合には、耐インク層６ａ上の感光性樹脂７Ａは、露
光量不足となり、充分に重合が進まず、現像後の液路壁
の幅が小さくなってしまう、一方、耐キャビテーション
層５上の感光性樹脂硬化ｌ１５１７は、設計寸法通りに
仕上るから、耐インクＷＩ６ａと耐キヤビテーシヨン層
５の境界部においてインク流路に凸部が生じてしまい、
正常なインクの通過を妨げ、吐出特性に大きな影響を与
えてしまう。

そこで、本発明においては、インク液路壁を形成する感
光性樹脂硬化膜７とエネルギー発生体の設けられた基板
との接合面が実質的に均一な光反射率を有するように反
射率調整層を形成して光反射率を調整している。

即ち１例えば、第４Ａ図に示される耐インク層６ａを形
成する際には、第７Ａ図の模式的切断面図及び第７Ｂ図
の模式的平面図に示される様に、エネルギー発生体の発
熱部上のみを除い質的に均一とすることができる。

又、耐インク層６ａ上に更に反射防止の機能を有する層
を設けて耐インク層６ａの光反射の影響をも無視できる
事も可能である。

又、別には、耐インク層６ａのとに更に反射防止の機能
を有する層以外の層であって、層厚による光反射の影響
や層形成条件による光反射の影響の少ない材料から成る
上部層を形成し、該層上に感光性樹脂硬化膜を形成して
も良い。

発熱抵抗層や電極等が耐インク性を有し、インクが絶縁
性である場合には、上記した耐インク層は必ずしも必要
でない、従ってこの場合゛は、上記した反射防止機能を
有する層や上部層を発熱抵抗層や電極上に直接形成して
も良い。

また、耐インク層反射防止機能を有する層や、上部層は
、エネルギー発生体の発熱部分を除く部分に設けるので
はなく、上記各層を設けたことで生ずるエネルギーロス
が無視できるのであれば基板全面に形成されても一向に
かまわない、要は、少なくとも感光性樹脂硬化膜と接す
る部分の基板面が実質的に均一な光反射率を有し すていれば良いのであるから、工程数がかかるが感光性
樹脂硬化膜と接する部分の基板上に少なくとも上記各層
を形成するのであってもかまわない。

上記した耐インク層としては、ポリイミド系樹脂、感光
性ポリイミド等の感光性樹脂等を用いることができる。

ポリイミド系樹脂としては、日立化成社製ＰＩＱ、ＨＬ
−１２００、東し社製セミファイン、トレニース等を感
光性ポリイミドとしては、日立化成社製ＰＬ−１０００
、東し社製フォトニース、メルク社製ＨＴＲ−２等を用
いることができるが上記以外の材料でも耐インク性を有
するものであれば用いることがでさる。

また１反射防止機能を有する層としては。

Ｔ　ｉ　Ｏ、Ｍ　ｇ　Ｆ　２等の化合物、ＢＲＥＷＥＲ
ｓｃＸＥＮｃｇ社製ＡＲＣ等の一般に知られる反射防止
材料を用いることができる。

また、上部層としては、Ｃｒ、ＡＪ１２０３　。

５ｉ０２．Ｔａ２０５．Ｔａ等の金属、あるいは金属醸
化物やその他の酸化化合物を好適に使用することができ
る。

以上のように基板表面の光反射率をｙ４＊Ｉ！シたべ （第８図の模式的切断面図には反射率調整層１設けられ
ている。）後、感光層樹脂層を設は露光（第９図及び第
１Ｏ図）、現像し流路壁を形成した（第１１図）０次に
、インク流路を形成する覆いである覆い部材ｌＯを接合
した（第１２図）後、第１３図および第１４図に示すＣ
−Ｃ線に沿って切断する。これは、インク細流路９−２
においてインクエネルギー発生体２とインク吐出口９−
３との間隔を最適化するために行うものであり、それに
応じて切断する領域は適宜決定される。

この切断には、半導体工業で通常採用されているダイシ
ング法を採用することができる。

次いで第１５図に示すように１貫通孔１１にインク供給
管１２を取り付けて、インクジェット２鎚ヘッドが完成
する。尚、第９図乃至第１２図、第１４図、第１５図は
夫々模式的切断面図であり、第１３図は模式的斜視図で
ある。

（発明の効果） 、以上、詳しく説明したように１本発明によれば以下に
示されるような種々の効果を得ることができる。

イ、所望の形状を、有する液路壁が形成されるので、精
度の高い、吐出特性の安定した液体噴射記録ヘッドを提
供できる。

口、感光性樹脂硬化膜が被着する被着面の光反射率が実
質的に均一であるので感光性樹脂に与えられる露光量が
均一となり露光量にムラが生じない。

ハ、所望の量の露光が成されるので、感光性樹脂の硬化
不足が生じない為、感光性樹脂硬化膜の剥離が生じない
。

二、光反射防止膜を介入させることでより一層感光性樹
脂硬化膜との接近性の向上を計ることが可能で、尚一層
の信頼性を持った液体噴射記録ヘッドが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１８図、第２図、第３図、第４Ａ図、第４
Ｂ図、第５図、第６Ａ図、第６Ｂ図はそれぞれ本発明の
詳細な説明する為の図。 １ＩＪ７Ａ図、第７Ｂ図、第８図乃至第１５図は本発明
の一実施例を説明する為の図である。 ｌ−−ｍ−支持体。 ２−一−−ヒーター（発熱抵抗屑入 ３−−−−電　極。 ８−一一一反射率調！１暦。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インク吐出エネルギー発生体を設けた基板上に感光性樹
   脂の硬化膜から成るインク液路壁を設け、該インク液路
   壁上に覆い部材を有して成るインクジェット記録ヘッド
   において、前記感光性樹脂の硬化膜と前記基板との接合
   面における該基板の光反射率が実質的に均一であること
   を特徴とするインクジェット記録ヘッド。