JPS6344067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジエツトヘツド、詳しくは、
所謂、インクジエツト記録方式に用いる記録用イ
ンク小滴を発生する為のインクジエツトヘツドの
製造法に関する。

インクジエツト記録方式に適用されるインクジ
エツトヘツドは、一般に微細なインク吐出口（オ
リフイス）、インク通路及びこのインク通路の１
部に設けられるインク吐出圧発生部を具えてい
る。

従来、この様なインクジエツトヘツドを作成す
る方法として、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、斯かる従来法によつて作成されるヘツ
ドでは、切削加工されるインク通路内壁面の荒れ
が大き過ぎたり、エツチング率の差からインク通
路に歪が生じたりして、流路抵抗の一定したイン
ク通路が得難く、製作後のインクジエツトヘツド
のインク吐出特性にバラツキが出易い。又、切削
加工の際に、板の欠けや割れが生じ易く、製造歩
留りが悪いと言う欠点もある。そして、エツチン
グ加工を行なう場合は、製造工程が多く、製造コ
ストの上昇をまねくと言う不利がある。更に、上
記した従来法に共通する欠点としては、インク通
路となる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夫々
の精確な位置合せが困難であつて量産性に欠ける
点が挙げられる。

又、叙上の従来法により得られるヘツドには、
吐出するインク滴の直進性が損なわれると言う重
大な欠点があつた。これは、とりわけインク吐出
口が異質の素材から形成される為に、インク吐出
口に於てインクに対する漏れ性の差が生じている
ことに起因している。

従来、この様な欠点を除く目的で、同一素材か
ら成るオリフイスプレートを作成してヘツド本体
に貼り付けることも提案されているが、この方法
に於ては、使用する接着剤が極めて微細であるイ
ンク吐出口やインク通路内に流入してそれ等を塞
ぐことが多いと言う不都合が見られた。

本発明は、上記した従来の欠点を解除すると共
に更なる特徴を備えて成るインクジエツトヘツド
の新規な製造法を提供することを主目的とする。
つまり、本発明は、第１に吐出するインク滴の直
進性を向上せしめたインクジエツトヘツドの製造
法を提供することを目的とする。

そして、本発明は精密であり、しかも、信頼性
の高いインクジエツトヘツドの製造法を提供する
ことを他の目的とする。

又、インク通路を精度良く且つ、設計に忠実に
微細加工して構成されるインクジエツトヘツドの
製造法を提供することも本発明の目的である。

更に、使用耐久性に優れたマルチオリフイス型
のインクジエツトヘツドを歩留り良く製造する方
法を提供することも本発明の他の目的である。そ
して、この様な諸目的を達成した本発明のインク
ジエツトヘツドの製造法は、インク吐出圧発生素
子を設置した基板面に感光性樹脂から成る第１の
硬化膜を設けた後、この膜面に重置した感光性樹
脂から成る第２の硬化膜を以てインク通路を形成
し、更に、第２の硬化膜面に感光性樹脂から成る
第３の硬化膜を重置して、前記通路に連絡したイ
ンク吐出口を前記第１乃至第３の硬化膜を以て形
成することを特徴にしている。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図乃至第１０図は、本発明の実施例をその
製作手順に従つて説明する為の模式図である。

先ず、第１図に示す様に、ガラス、セラミツク
ス、プラスチツク或は金属等、適当な基板１上に
発熱素子或は圧電素子等のインク吐出圧発生素子
２を所望の個数、配設する。（図に於ては、２個）
因に、前記インク吐出圧発生素子２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つてインク吐出圧を発生さ
せる。

尚、これらの素子２には図示されていない信号
入力用電極が接続してある。

次に、インク吐出圧発生素子２を設けた基板１
表面を清浄化すると共に乾燥させた後、素子２を
設けた基板面１Ａに、第２図に断面図で示す如く
80℃〜105℃程度に加温されたドライフイルムフ
オトレジスト３（膜厚、約25μ〜100μ）を0.5〜
0.4f／分の速度、１〜３Kg／cm²の加圧条件下でラ
ミネートする。

尚、第２図は第１図に於けるＸ，X′線切断面
に相当する断面図である。このとき、ドライフイ
ルムフオトレジスト３は基板面１Ａに圧着して固
定され、以後、多少の外圧が加わつた場合にも基
板面１Ａから剥離することはない。

続いて、第３図に示す様に、基板面１Ａに設け
たドライフイルムフオトレジスト３上に所定のパ
ターン４Ｐを有するフオトマスク４を重ね合せた
後、このフオトマスク４の上部から露光（図中、
矢印）を行なう。このとき、上記パターン４Ｐ
は、基板１上のインク吐出圧発生素子２の領域を
十分に覆うもので、このパターン４Ｐは光を透過
しない。従つて、パターン４Ｐで覆われている領
域のドライフイルムフオトレジスト３は露光され
ない。又、このとき、インク吐出圧発生素子２の
設置位置と上記パターン４Ｐの位置合せを周知の
手法で行つておく必要がある。つまり、少なくと
も、後に形成されるインク細流路中に上記素子２
が露出すべく配慮される。

以上の如く露光を行うと、パターン４Ｐ領域外
のフオトレジスト３が重合反応を起して硬化し、
溶剤不溶性になる。他方、露光されなかつた図
中、２本の破線の間にあるフオトレジスト３は硬
化せず、溶剤可溶性のまま残る。

露光操作を経た後、ドライフイルムフオトレジ
スト３を揮発性有機溶剤、例えば、トリクロルエ
タン中に浸漬して、未重合（未硬化）のフオトレ
ジストを溶解除去すると、基板１上には硬化フオ
トレジスト膜３Ｈが第３図に示したパターン４Ｐ
を除く領域に形成される。（第４図）その後、基
板１上に残された硬化フオトレジスト膜３Ｈの耐
溶剤性を向上させる目的でこれを更に硬化させ
る。その方法としては、熱重合（130℃〜160℃で
10分〜60分程度、加熱）させるか、紫外線照射を
行うか、これ等両者を併用するのが良い。

以上の工程を経て形成された中間品の外観を第
５図に斜視図で示す。

次に、第５図示の中間品の硬化フオトレジスト
膜３Ｈ面を清浄化すると共に乾燥させた後、この
膜３Ｈの表面に従前の工程と同様、80℃〜105℃
程度に加温されたドライフイルムフオトレジスト
５（膜厚、約25μ〜100μ）を0.5〜0.4f／分の速
度、0.1Kg／cm²以下の加圧条件下でラミネートす
る。（第６図）尚、第６図は第５図に於けるＹ，
Y′線切断面に相当する断面図である。この工程
に於て、硬化レジスト膜３Ｈ面にドライフイルム
フオトレジスト５を更にラミネートするとき注意
すべきは、上記工程で膜３Ｈに形成されたインク
吐出圧発生素子２の窓明部にフオトレジスト５が
た・れ・込・ま・な・い・様にすることである。その為
、従前
の工程で示したラミネート圧ではフオトレジスト
５のた・れ・込・み・が起るので、ラミネート圧を0.1
Kg／cm²以下に設定する。

又、別の方法としては、予め前記レジスト膜３
Ｈの厚さ分のクリアランスを設けて圧着する。こ
のとき、ドライフイルムフオトレジスト５は硬化
膜３Ｈ面に圧着して固定され、以後、多少の外圧
が加わつた場合にも剥離することはない。

続いて、第７図に示す様に、新たに設けたドラ
イフイルムフオトレジスト５上に所定のパターン
６Ｐを有するフオトマスク６を重ね合せた後、こ
のフオトマスク６の上部から露光を行う。尚、上
記パターン６Ｐは、後に、インク供給室、インク
細流路及び吐出口を構成する領域に相当してお
り、このパターン６Ｐは光を透過しない。従つ
て、パターン６Ｐで覆われている領域のドライフ
イルムフオトレジスト５は露光されない。又、こ
のとき、基板１上に設けられた不図示のインク吐
出圧発生素子の設置位置と上記パターン６Ｐの位
置合せを周知の手法で行つておく必要がある。つ
まり、少なくとも、後に形成されるインク細流路
中に上記素子が位置すべく配慮すべきである。

以上の如く、フオトレジスト５を露光するとパ
ターン６Ｐ領域外のフオトレジスト５が重合反応
を起して硬化し、溶剤不溶性になる。他方、露光
されなかつたフオトレジスト５は硬化せず、溶剤
可溶性のまま残る。

露光操作を経た後、ドライフイルムフオトレジ
スト５を揮発性有機溶剤、例えば、トリクロルエ
タン中に浸漬して、未重合（未硬化）のフオトレ
ジストを溶解除去すると、硬化フオトレジスト膜
５Ｈにはパターン６Ｐに従つて第８図に示す凹部
が形成される。その後、先のレジスト膜３Ｈ上に
残された硬化フオトレジスト膜５Ｈの耐溶剤性を
向上させる目的でこれを更に硬化させる。その方
法としては、熱重合（130℃〜160℃で10分〜60分
程度、加熱）させるか、紫外線照射を行うか、こ
れ等両者を併用するのが良い。

この様にして硬化フオトレジスト膜５Ｈに形成
された凹部のうち、７ａはインクジエツトヘツド
完成品に於けるインク供給室に、又７ｂはインク
細流路に相当するインク路である。

叙上の工程を経て、インク路が形成された硬化
レジスト膜５Ｈ面に、インク路の天井を構成する
ドライフイルムフオトレジスト８を更に貼着す
る。（第９図）この際の具体的条件は、ドライフ
イルムフオトレジスト５のラミネート条件とほぼ
同様である。

次に、フオトレジスト８には、従前を同様の露
光及び現像の手法により、レジスト８を硬化させ
ると共に不図示のインクタンクとヘツド内のイン
ク路との連絡用開孔９を任意の個数形成する。
尚、このときの諸条件は既に説明した条件とほぼ
同様であるから、ここでは省略する。

以上の様にして、ドライフイルムフオトレジス
ト８が硬化して、これと、先の硬化膜５Ｈとの接
合が完了した後、第９図のＣ，C′線に沿つて切断
する。これは第１０図に示す如くインク吐出圧発
生素子２とインク吐出口１０との間隔を最適化す
る為に行うものであり、ここで切断する領域はヘ
ツド設計の如何により適宜、決定される。この切
断に際しては、半導体工業で通常、採用されてい
るダイシング法が採用される。

第１０図は第９図のＺ，Z′線に沿つた断面図で
ある。そして、切断面を研磨して平滑化し、開孔
９を介して直接、インクタンクを接続させるか、
或は、開孔９に不図示のインクタンクと連結する
為のインク供給管（不図示）を取り付けてインク
ジエツトヘツドが完成する。

叙上の実施例に於て使用したドライフイルムフ
オトレジストは、取扱い上の簡便さと、厚さの制
御が容易且つ精確にできることから本発明に好適
な感光性樹脂であると言うことができる。この様
なフイルムタイプのものとしては、例えば、デユ
ポン社パーマネントフオトポリマーコーテイング
RISTON、ソルダーマスク730S、同740S、同
730FR、同740FR、同SM1等の商品名で市販され
ている感光性樹脂がある。

以上に詳しく説明した本発明の効果としては、 １ 吐出口を形成する材料が同一であるため、イ
ンク吐出時にインクによる濡れの偏在が発生し
にくく、インク滴の直進性が向上する。

２ 吐出口が同一材料の為切断してオリフイス面
を成形する際の条件設定が容易で、割れ、欠け
を発生しにくくインク滴の直進性が向上する。

その他、一般的な量産効果として、 ３ ヘツド製作の主要工程が、所謂、印写技術に
因る為、所望のパターンでヘツド細密部の形成
が極めて簡単に行える。しかも、同構成のヘツ
ドを多数、同時加工することもできる。

４ 製作工程数が比較的少ないので、生産性が良
好である。

５ 主要構成部位の位置合せを容易にして確実に
為すことができ、寸法精度の良いヘツドが歩留
り良く得られる。

６ 従来、使用していたオリフイスプレートの貼
り付けが不要であり、従つて貼り付けの為に使
用する接着剤が不要で、インク路内に接着剤が
流れ込んでインクの流通を妨げることがない。

７ 高密度マルチアレイインクジエツトヘツドが
簡略な方法で得られる。

８ 連続、且つ大量生産が可能である。

９ エツチング液（フツ化水素酸等の強酸類）を
使用する必要がないので、安全衛生の面でも優
れている。

10 製造工程中、接着剤をほとんど使用する必要
がないので、接着剤が流動して溝が塞がれた
り、インク吐出圧発生素子に付着して、機能低
下を引き起すことがない。

11 インク吐出口とインク吐出圧発生素子との間
隔を決定し切断する際、インク吐出口を構成し
ている材質が単一であるから加工条件の設定が
容易である。又、インク吐出口が同一の材質で
形成されている為、切断後、切断面の一様性を
得ることが容易である。

12 インクジエツトヘツドの細密な主要構成部位
の形成がフオトリソグラフイによつて行われ、
又このフオトリソグラフイの実施は一般に半導
体産業で使用されるクリーンルームで行われる
為インクジエツトヘツドの組立途中でインク路
内部にゴミが侵入することを最小限に押えるこ
とができる。

等々が列挙される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は何れも、本発明の実施例
の説明図である。 図に於て、１は基板、２はインク吐出圧発生素
子、３，５，８はドライフイルムフオトレジス
ト、３Ｈ，５Ｈは硬化フオトレジスト膜、４，６
はフオトマスク、７ａ，７ｂはインク路、９は開
孔、１０はインク吐出口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ インク吐出圧発生素子を設置した基板面に感
   光性樹脂から成る第１の硬化膜を設けた後、この
   膜面に重置した感光性樹脂から成る第２の硬化膜
   を以てインク通路を形成し、更に、第２の硬化膜
   面に感光性樹脂から成る第３の硬化膜を重置し
   て、前記通路に連絡したインク吐出口を前記第１
   乃至第３の硬化膜を以て形成することを特徴とす
   るインクジエツトヘツドの製造法。