JPS6198554A - 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】 （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の製造
方法に関する。

（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、このインク液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例えばガラスや全屈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
荒れが大き過ぎたり、エツチング率の差からインク液路
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
置合わせを精度良く行うことが難しいこと、貼着剤のし
み出しによるエネルギー発生体の汚染やインク液路の詰
りか生じたりすること、Ｓｌ造工程が８を雑であり製造
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ｎ２によりインク液
路を形成する方法が、＠えば特開昭５７−４３８７６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、製造工程の複雑さ、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８よｉ　　　　
　　　　　びヒーターの発熱時の酸化を防止する耐酸化
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のこの耐酸化層を保護す
るために１例えば金属から成る耐キャビテーション層を
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、耐キヤビテーシヨン層と耐イ
ンク層の２層、あるい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、感光性樹脂にパ
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
を要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、歩留りが悪くなる
という問題点があった。

（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の製造方法を提案することにある。

本発明の他の目的は、インク液路を精度良くかつ設計に
忠実に微細加工することのできるインクシェツト記録ヘ
ッドの製造方法を提案することにある。

本発明のさらに他の目的は、使用耐久性に優れ、基板と
流路壁とのｚｑｒａ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硬化膜から成るインク流路壁を形成
し、該インク流路壁上に覆い部材を設けて成るインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記感光性樹脂
硬化膜が被着している被着面の光反射率を実質的に同じ
にする為の反射率！ｇ１９！層を形成し、続いて感光性
樹脂硬化膜を形成することで達成される。

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず支持体ｌ上にエネルギー発生体となるヒーター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１Ｂ図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１発熱時の
ヒーター２の酸化を防止するために１例えばＳ　ｉ０２
のような＃醇化層４をスパンタリング等によって形成す
る。

：ＪＪ３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
ク流路内のインクを発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酸化層４の破裂を防止する
ために、耐キャビテーション層５として例えばＴａ等の
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ヤ断するために、耐インク性
のある有機物、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図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７
Ａ上に、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１次いで露光を行う。

ここで第４Ｂ図に示した如く、インク液路壁か形成され
る部分は、金ｇｓ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
率が耐キャビテーションＦ！Ｉ５の光反射率に比べて著
しく低いので、＃キャビチー２３フ層５との感光性樹脂
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、耐キヤビテーシヨン層５上の感光性樹脂７
Ａは、所望の露光量が与えられるので感光性樹脂硬化膜
設計寸法通りに仕上るから、耐インクＷＩ６ａと耐キャ
ヒテーション層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ｔＢ特性
に大きな影響を与えてしまう。

そこで、本発明においてはフ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反射率を有するように反射
率Ｊｌ＊ＩＩＭを形成して光反射率を調整している。

部ち、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、工２ルギー発生体の発
熱部上のみを除いた部分全てに耐インク層６ａを設ける
ことで。

経光性樹脂硬化膜と接する部分の光反射率を実質的に均
一とすることができる。この場合は。

耐インク層６ａが反射率調整層となる。

又、耐インク層６ａ上に更に反射防止の機能合１反射防
止の機能を有する層が反射率調整層となる。

又、別にＪよ、耐インク層６ａ上に更に反射防止のａ走
を有する層以外の層であって５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、＃層上に感光性樹脂硬化膜を形成して
も良い。

この場合にはこの上部層が反射半調ｆｆｉ層となる。

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、上部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、反射率調整層ｉ層である反
射防止機能を有する層やに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１反射防止機能を有する層や１一部層
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、髪は、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てい
れば良いのであるから、］二二数がかかるが感光性樹脂
硬化膜が形成される部分にのみ反射半調！！層を設けて
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１日立化成社製ＰＩＱ、ＭＬ
−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１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きる。

また１反射防止機能を有する層としては。

ＴｉＯ，ＭｇＦ２等の化合物やＢＲＥＷＥＲ５ＣＩＥＮ
ＣＥ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、Ａ見２０３゜５ｉ０２．
Ｔａ２０５．Ｔａ等の金属、あるいは金属酸化物やその
他の酸化化合物を好適に使用することができる。

と記した各材料は、各材料毎に通常類られるｉ膜形成方
法をもってすれば層状に容易に形成することができる０
例えば、ＴｉＯ，ＭｇＦ２やその他金属などは真空蒸着
法によって、ＡＲＣはスピンコード法やディップ法によ
って。

５ｔｏ２はスパッタリング法によって容易にＨさのル制
御された暦を形成することができる。

以上のように反射率調整層を設は反射率を調整した（第
８図の模式的切断面図には反射率調整層を設けられてい
る。）後、感光性樹脂７Ａを設けｇａ光（第９図及び第
１Ｏ図）、現像し感光性樹脂硬化Ｈ７から成るインク流
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ｌ１１ｉＩｉ、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、貫通孔１１にインク供給
管１２を取り付けて、インクジェット記録ヘッドが完成
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図は模式的斜視因で
ある。

（発明の効果） 以上、詳しく説明したように、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午えもれる霧光量が
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
脂硬化膜との接着性の向上を劇ることが可能で、尚一層
の信頼性を持った液体噴射記録ヘッドの製造方法が提供
される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図、第２図、第３図、第４Ａ図、第４
ＢＱｉｉ、第５図、第６Ａ図、第６Ｂ図は夫々本発明の
詳細な説明する為の図、第７Ａ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−一一一支持体。 ２−−−−ヒーター（発熱抵抗層） ３−−−−ＴＬ極、　　　８−−−一反射率ｍ整層、出
−人　キャノン株式会社　　− 第３０ 第４Ａ口 第４８回 第１４０ 第１５回

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形成し、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ヘッドの
   製造方法において、前記基板上に反射率調整層を設けた
   後に、前記感光性樹脂の硬化膜を形成することを特徴と
   するインクジェット記録ヘッドの製造方法。