JPS58220756A - 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】 本発明は、インクジェット記録ヘッド、詳しくは、所謂
、インクジェッ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ェット記録ヘッドの製造法に関す
る。

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
）、インク通路及びこのインク通路の一部に設けられる
インク吐出圧発生部を備えている。

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、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、斯かる従来法によって作成されるヘッドでは、
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
、精度の良いインク通路が得難く、製作後のインクジェ
ット記録ヘッドのインク吐出特性にバラツキが出易い。

また、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
昇を招くという不利がある。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
夫々の位置合せを精度良く行うことが困難であって量産
性に欠ける点が挙げられる。

これ等の欠点が解決される新だなインクジェット記録ヘ
ッドの製造法として、インク吐出圧発生素子の設置しで
ある基板上に感光性樹脂の硬化膜から成るインク通路壁
を形成し、その後、前記インク通路の覆いを設けるイン
クジェットヘッドの製造法が、例えば特開昭５７−４３
８７６号に提案されている。

この感光性樹脂の硬化膜をインク通路壁として製作され
るインクジェット記録ヘッドは、従来のインクジェット
記録ヘッドの欠点であったインク通路の仕上り精度、製
造工程の複雑さ、製造歩留りの低さという欠点を解決す
るという点では優れたものである。しかしながら、イン
ク吐出圧発生素子の設置しである基板と感光性樹脂の硬
化膜から成るインク通路壁の接、合力が余り大きくない
為、前記インク通路壁の覆いとして感光性樹脂膜を使用
した場合には、感光性樹脂製の覆いの硬化収縮により、
インク通路壁が、覆いの収縮の方向へ引つ張られ、イン
ク通路壁が、基板から剥離するという欠点・がある。ま
た、インク通路壁と基板との接合力が充分な場合に於い
ても、インク通路壁が覆いの収縮方向に引っ張られ、所
望の形状をしたインク通路が得られないという欠点があ
る。

更に、インク通路壁の覆いを設けるのに、常温硬化型接
着剤、熱硬化型接着剤、或いは光硬化型接着剤等を用い
た場合も、前記と同様に接着剤の収縮という問題がある
と共に、インク通路へ接着剤が流入し、インク通路を閉
塞してしまい、製造歩留りを著しく低下させるという欠
点がある。

本発明は、上記欠点に鑑み成されたもので、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製
造するだめの新規な方法を提供することを目的とする。

また、インク通路が精度良く且つ、設計に忠実に微細加
工された構成を有するインフジエラｊ’　ＦＱ７ツドを
簡略な方法により歩留り良く製造する方法を提供するこ
とも本発明の目的である。更に、使用耐久性に優れ、又
、寸法安定性にも優れ、基板と流路壁の剥離が起きない
インクジェットヘッドの製造法を提供することも本発明
の他の目的である。

そして、この様な勝目的を達成した本発明のインクジェ
ットヘッドの製造法は、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インク通路を形成し、
その上面にインク通路の覆いを付設し、その後、前記イ
ンク通路を形成する感光性樹脂を本硬化処理することに
より、インク通路の覆いを固定せしめることを特徴とし
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７図は本発明のインクジェット記録ヘッド
の製作手順を説明するだめの模式図である。

第１図の工程では、ガラス、セラミック、プラスチック
、或は金属等の基板１上に発熱素子やピエゾ朱子等のイ
ンク吐出圧発生素子２を所望の個数配置し、更に必要に
応じて耐インク性、電気絶縁性を付与する目的で、Ｓ　
ｉｏ２．　Ｔａ２Ｏ，、、ガラス等の薄膜３を被覆する
。尚、インク吐出圧発生素子２には、図示されていない
が、信号入力用電極が接続しである。

続く第２図に示す工程では、第１図示の工程を経て得ら
れた基板１の薄膜層３の表面を清浄化すると共に乾燥さ
せた後、薄膜層３に重ねて、８０℃〜１０５℃程度に加
温されたドライフィルムフォトレジスト４（膜厚、約２
５μ〜１００μ）を０．５〜４ｆ／分の速度、１〜３　
Ｋｙ　／　ｃｒ／ｌの加圧条件下でラミネートする。こ
のとき、ドライフィルムフォトレジスト４は、薄膜層３
に融着する。続いて、第２図に示す様に、基板面に設け
たドライフィルムフォトレジスト４上に所定のパｆター
ンを有するフォトマスク５を重ね合せた後、このフォト
マスク５の上部から露光を行う。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の位置合せを周
知の手法で行っておく必要がある。

第３図は、上記露光法みのドライフィルムフォトレジス
ト４の未露光部分をトリクロルエタン等の所定の有機溶
剤から成る現像液にて溶解除去した工程を示す説明図で
ある。そして、上記の現像後に基板上に残存するドライ
フィルムフォトレジストには、重合が充分性なわれてい
ない為に、残留接着性がある。

第４図は、残留接着性が残っているドライフィルムフォ
トレジスト４Ｐによりインク通路となる溝７が形成され
た基板１に前記インク通路の覆いとして、紫外線を透過
する材質から成る平板６（例えばガラス）に圧力を加え
々から、ドライフィルムフォトレジストの熱硬化処理（
例えば、１３０°Ｃ〜２５０°Ｃで３０分〜６時間加熱
）を施し、更に、紫外線照射（例えば１ｗ／ｍ〜２゜ｗ
／ｃＩＩの積算光量）を行ない、ドライフィルムフォト
レジストの重合硬化反応を完全に進めて（本硬化処理）
、前記インク通路の覆いとなる平板６を固定したところ
を示す図である。

インク流路の覆いとなる平板６の材質としては、透明で
かつ紫外線透過率の高℃ガラス、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂等が光重番による本硬化処理が行なえるだめ好ま
しい。しかし、インク自身が感光性樹脂に対して殆んど
影響を与えない組成である場合（例えば水が主体のイン
ク）、あるいは感光性樹脂が熱重合によって本硬化され
る場合においては、覆いの材質として金属、セラミック
等を使用して熱硬化処理による本硬化が実施できる。

したがって、本発明方法においても覆いの材質は限定さ
れず、製作上の便宜、経済性あるいは寸法安定性を考慮
して種々のものが採用できる。

まだ、インク通路の覆いとなる平板６を半硬化したドラ
イフィルムフォトレジストに圧接シて付設する際に、予
め平板６を粗面化しておくことも平板とドライフィルム
フォトレジストとの接着力を増強する上で有効層方法で
ある。更に、インク通路の覆いとなる平板６に無機物（
例えばガラス、石英等）を用いた場合、平板６の表面を
シランカップリング剤で処理することも有効である。

ここで、第４図示の工程終了後のヘッド外観を第５図に
、模式的斜視図で示す。第５図中、７−１はインク供給
室、７−２はインク細流路、８はインク供給室７−１に
不図示のインク供給管を連結させる為の貫通孔を示して
いる。

以上のとおり、溝を形成した基板と平板との接合が完了
した後、第５図のｃ　−ｃ’　　線に沿って切断する。

これは、インク細流路７−２に於て、インク吐出圧発生
素子２とインク吐出ロアー３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６図は第５図のｚ　、−ｚ’　　線切断面図である。

そして、切断面を研磨して平滑化し、貫通孔８にインク
供給管９を取り付けてインクジェット記録ヘッドが完成
する。（第８図） 斜上の図示実施例に於ては、満作製用の感光性組成物（
フォトレジスト）としてドライフィルムタイプ、つまり
固体のものを利用したが、本発明では、これのみに限る
ものではなく、液状の感光性組成物も勿論、利用するこ
とができる。

そして、基板上へのこの感光性組成物塗膜の形成方法と
して、液体の場合にはレリーフ画像の製作時に用いられ
るスキージによる方法、すなわち所望の感光性組成物膜
厚に応、じ・た高さの壁を基板の周囲におき、スキージ
によって余分の組成物を除去する方法である。この場合
感光性組成物の粘度は１００　ｃｐ〜３００　ｃｐが適
当である。又、基板の周囲におく壁の高さは感光性組成
物の溶剤外の蒸発の減量を見込んで決定する必要がある
。

他方、固体の場合は、感光性組成物シートを基板上に加
熱圧着して貼着する。尚、本発明に於ては、その取扱い
上、及び厚さの制御が容易且つ精確にできる点で、固体
のフィルムタイプのものを利用する方が有利ではある。

このような固体のものとしては、例えば、デュボ／社製
パ〜マネントフォトボリマーコーティングＲＩＳＴＯＮ
、ソルダーマスク７３０Ｓ　、同７４０８．同７３０Ｆ
Ｒ。

同７４０ＦＲ，同ＳＭ１日立化成製ＰｈｏｔｅｃＳＲ−
１０００，５Ｒ−２０００，５Ｒ−３０００等の商品名
で市販されている感光性樹脂がある。この他、本発明に
おいて使用される感光性組成物としては、感光性樹脂、
フォトレジスト等の通常のフオ）　ＩＪソゲラフイーの
分野において使用されている感光性組成物の多くのもの
が挙げられる。これ等の感光性組成物としては、例えば
、ジアゾレジン、Ｐ−ジアゾキノン、更には例えばビニ
ルモノマーと重合開始剤を使用する光重合型フォトポリ
マー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用する二
量化型フ、オドポリマー、オルソナフトキノンジアジド
とノボラックタイプのフェノール樹脂との混合物、ポリ
ビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物、４−グリシジ
ルエチレンオキシドとベンゾフェノンやグリシジルカル
コンとを共重合させたポリエーテル型フォトポリマー、
Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリルアミドと例えばアクリルア
ミドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエステル
系感光性樹脂〔例えばＡＰＲ（旭化成〕、テビスタ（今
人）、ゾンネ（関西ペイント）等〕、不飽和ウレタンオ
リゴマー系感光性樹脂、三官能アクリルモノマーに光重
合：開始剤とポリマーとを混合した感光性組成物、重ク
ロム酸系フォトレジスト、非クロム系水溶性フォトレジ
スト、゛ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト、環化ゴ
ム−アジド系フォトレジスト、等が挙げられる。

以上に詳しく説明した本発明の効果としては、次のとお
り、種々、列挙することができる。

１、ヘッ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ッド細密部の形成が極めて簡単に
行なえる。しかも、同構成かつ同性能のヘッドを多数、
同時加工することもできる。

２、基板とインク通路壁及びインク通路壁とその覆いと
の接合に接着剤を使用し々いので、接着剤が流動してイ
ンク通路が塞がれたり、インク吐出圧発生素子に付着し
て、機能低下を引き起こすことがない。

３、インク通路の覆いに硬化収縮がないのでヘッド内に
内部応力が残留せず構成部材の剥離や変形又は位置ズレ
が生ぜず、得られたインクジェットヘッドの耐久性が極
めて良好である。

４、流路の覆いとな乞平板に光透過性がある場合、イン
クジェットヘッド内部でのインク滴の運動状態を目視で
観察でき、得られたヘッドの保守管理を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ド製造法の説明図である。 図に於いて、１は基板、２はインク吐出圧発生素子、３
は薄膜、４はドライフィルムフォトレジスト、４Ｐはパ
ターニングされたドライフィルムフォトレジスト、５は
フォトマスク、６は平板、７は溝、７−１はインク供給
室、７−２はインク細流路である。 特許出願人 キャノン株式会社 第　　１　　　図 ん 第　　２　　図 第　３　％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板面に感光性樹脂をもって形成されたインク通路
   を設け、この通路に覆いを積層してなるインクジェット
   記録ヘッドを製造する・に際し、前記感光性樹脂を露光
   させ未露光部を除去した後に該感光性樹脂上に覆いを付
   設し、しかる後に該感光性樹脂の本硬化処理を行うこと
   を特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。