JPH02155653A - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - 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、インクを記録媒体に飛翔させて記録を行なう
インクジェット記録ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

従来インクを加熱してその圧力でインクを噴射するイン
クジェット記録装置が知られている。この装置は、印字
ピッチと同程度の小さな空間でインク吐出に必要な圧力
を発生することが可能で、インク噴射用ノズル、インク
供給口およびノズルと供給口とに連通ずるインク流路内
に配置したインク加熱手段とを基本ユニットとし、この
ユニットを印字ビッヂで並べることにより小型のマルチ
ノズルインクジェット記録装置が得られていた。

しかしながら多数のノズルを有するヘッドを構成する場
合には、各々のノズル孔を均一な大きさ、均一なピッチ
で形成し、さらに各流路内に精度良く発熱曳段を並べる
ことが必要で、高度の製造技術が必要となり、コストが
高くなっていた。

これを解決したインクジェット装置として、基板上に発
熱手段を印字ピッチでアレイ状に並べ、スリット状のノ
ズル孔を持つノズル板をこの基板に対向し、インク流路
が形成されるべく所定のギャップをとって配置させたも
のが知られている。

この装置では、各々の発熱素子に対応して、インク流路
、ノズルを形成することが不用で、先に示した間圧は無
くなった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のようなインクジェットヘッドでは、発熱素子によ
って形成されるバブルによる圧力やバブル形成に伴なう
インク変位の大きさに限界があり、吐出圧力や変位が充
分でないという問題点があった。

本発明の目的は、これら問題点を解決し、高速度でイン
ク滴噴射が可能なインクジェット記録ヘッドおよびその
製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のインクジェット記録ヘッドは、記録インクと接
して、この記録インクに噴射エネルギーを与える発熱素
子がアレー状に並んだ基板と、前記記録インクを介して
前記発熱素子と対向して配置されており複数の発熱素子
にわたってスリット状のノズルが形成されているノズル
板と、前記アレー状発熱素子の隣接素子間を分離する分
離壁と、前記分離壁により形成されたインク流路の発熱
素子の近傍に形成された前記分離壁よりも高さの低い壁
とからなることを特徴としている。

さらに本発明のインクジェット記録ヘッド製造方法は、
アレー状発熱手段が形成されている基板上に第１のネガ
タイプ感光性樹脂層を形成する工程と、前記感光性樹脂
層にストッパ壁パターンの光照射を行なう第１の露光工
程と、前記露光後の感光性樹脂層上に第２のネガタイプ
感光性樹脂層を形成する工程と、前記第１および第２の
感光性樹脂層に分離壁パターンの光照射を行なう第２の
露光工程と、未露光の感光性樹脂を取り除く現像工程を
少くとも備えたことを特徴としている。

〔作用〕

本発明のインクジェット記録ヘッドは、基板の上に発熱
素子アレー、隣接発熱素子間の分離壁およびこの分離壁
により形作られる流路内の発熱素子の近傍に分離壁より
高さの低いストッパー壁を形成し、この基板に対し、ス
リット状ノズル孔を有するノズル板を発熱素子とスリッ
ト状ノズルが対向するように配置し、ノズル板と基板間
にインクを満した構成になっているため、発熱素子によ
りインクを急激に加熱し、インクを気化させてバブルを
形成した場合、ノズル板と、基板分離壁に囲まれたイン
ク流路においてバブル膨張により生じたインクの流れが
インク流路方向に流れるのをストッパー壁により阻止し
、効率良くノズル方向に集中させ高速のインク噴射を行
なうことができる。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の実施例について説明する。第
１図は、本発明によるインクジェット記録ヘッドに用い
る発熱素子が形成された基板の断面を含む斜視図である
。同図において基板１は、ガラス、セラミックス、シリ
コン等単結晶、金属環一般に発熱素子を形成するのに適
した材料からなる。このような基板上に発熱素子２がア
レイ状に並べて形成されている。各発熱素子には、電極
３が接続されており、図示していない駆動手段によりイ
ンク噴射を行なうタイミングで電気パルスが印加される
。図示していないが、発熱素子、電極等は、インクに対
する保護層がその表面に形成しである。隣接する発熱素
子の間には、分離壁４が形成されている。分離壁の長さ
は、少なくとも発熱素子の一辺の長さＷ以上で、望まし
くはＷの３〜１０倍である。さらにこの分離壁の間の発
熱素子の近傍にストッパ壁５が形成されている。このス
トッパ壁は同図のように発熱素子の両側に形成する。

第２図は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１
の実施例を説明するための図である。本図は、第１図に
示す基板上にノズル板を重ねて形成したインクジェット
記録ヘッドをノズル板側から示したものである。同図に
おいてスリット状ノズル孔６は、アレー状に並んだ発熱
素子２に対向するように位置合せかされている。

第３図は、第２図に示した実施例のＡ−Ａ’における断
面を示した図である。基板１とノズル板７とが所定の間
隔を持って固定されており、その間の空間はインク８で
満されている。このインク８は、図示していないインク
供給口より補給される６本実施例では、ノズル板７と基
板１の間隔を分離壁４の高さに等しくした場合を示して
いる。

しかし本発明はこれに限定されず、分離壁４とノズル板
７との間に間隙を与えても本発明の効果は得られる。分
離壁にはさまれた部分はインク流路９を形成するが、発
熱素子２は、ストッパ壁５によりこのインク流路９から
分離されている。

次にこの図を用いて動作を説明する。まずインク噴射を
行なう信号が入力されると、対応する電極３を通して発
熱素子２にパルス状の電圧が印加される。すると発熱素
子２に接するインク８は、急激に加熱され、バブル１ｏ
が発生する。バブルは急速に膨張し、周囲のインクに圧
力を及ぼすが、発熱素子の両側にストッパ壁５があるた
め第３図において矢印１２で示すスリット状ノズル孔６
方向へ流れが集中し、スリット状ノズル孔６よりインク
滴８ａが形成される。この時インク流路９方向へのイン
クの流出はストッパ壁で阻止されるため小さく、バブル
１０の運動が効率良くインク噴射に向けられるようにな
る。次に、発熱阻止による加熱を停止すると、バブルは
温度が低下し、収縮さらには消滅する。この収縮・消滅
過程において発熱阻止周囲は負の圧力となりスリット状
ノズル孔６やストッパ壁５とノズル板７の間隙７を通し
てインク流路９からインクを引き込み新しいインクが補
給される。この新しいインクの流入により温度上昇した
インクは冷却され、インク温度上昇によるバブル形成条
件の変動や不消滅バブルの発生等の問題が生じない。

次に、第１図に示すような本発明によるインクジェット
ヘッドに用いる高さの異なる壁を形成するプロセスを第
４図を用いて説明する。第４図（ａ）に示すように表面
に発熱素子が形成された基板２１上に第１の感光性樹脂
２２をストッパ壁に必要な厚さに塗布する。この感光性
樹脂２２は例えば、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂
が用いられ、本実施例では、ネガタイプを用いる。この
感光性樹脂２２に第１の露光工程においてストッパ壁の
露光パターン２３を形成する。次に露光工程後の感光性
樹脂上にさらにもう一層新たな第２の感光性樹脂２４を
塗布する。その後第２の露光工程において第１および第
２の感光性樹脂２２．２４に分離壁の露光パターン２５
を形成する。その後現像工程において未露光部の樹脂を
取り除くことにより基板２１上に高さの異なる分離壁２
６およびストッパ壁２７が形成される。

本実施例において、第１および第２の感光性樹脂は密着
性を良くするなめ同一材料であることが望ましい。また
、第２の樹脂を塗布する前にシラン等のカップリング剤
を塗布することによりさらに密着性を高めることが可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のインクジェット記録ヘッド
は、発熱手段を分離する分離壁と、ストッパ壁を発熱手
段の周囲に形成することにより、バブル発生時に生じる
圧力やそれに伴なうインク変位がインク流路に分散する
ことを防止し、スリット状ノズル方向へ集中させること
が可能となりインク噴射速度の向上、およびスリット状
のノズルを用いた場合の隣接発熱素子への影響を低減す
ることができる。また本発明によるインクジェット記録
ヘッドの製造方法によれば、高さの異なる壁部材を精度
良く形成することが可能で本発明によるインクジェット
記録ヘッドが容易に実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による一実施例に用いる基板の斜視図
、第２図および第３図は本発明によるインクジェット記
録ヘッドの一実施例の説明図およびその断面図、第４図
は本発明によるインクジェット記録ヘッド製造方法の説
明図である。 図において、１は基板、２は発熱素子、３は電極、４は
分離壁、５はストッパ壁、６はスリット状ノズル孔、７
はノズル板、８はインク、９はインク流路、１０はバブ
ル、２１は基板、２２は第１の感光性樹脂、２３はスト
ッパ壁の露光パターン、２４は第２の感光性樹脂、２５
は分離壁の露光パターン、２６は分離壁、２７はストッ
パ壁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録インクと接して、この記録インクに噴射エネル
   ギーを与える発熱素子がアレー状に並んだ基板と、前記
   記録インクを介して前記発熱素子と対向して配置されて
   おり複数の発熱素子にわたってスリット状のノズルが形
   成されているノズル板と、前記アレー状発熱素子の隣接
   素子間を分離する分離壁と、前記分離壁により形成され
   たインク流路の発熱素子の近傍に形成された前記分離壁
   よりも高さの低い壁とからなることを特徴とするインク
   ジェット記録ヘッド。 ２、アレー状発熱手段が形成されている基板上に第１の
   ネガタイプ感光性樹脂層を形成する工程と、前記感光性
   樹脂層にストッパ壁パターンの光照射を行なう第１の露
   光工程と、前記露光後の感光性樹脂層上に第２のネガタ
   イプ感光性樹脂層を形成する工程と、前記第１および第
   ２の感光性樹脂層に分離壁パターンの光照射を行なう第
   ２の露光工程と、未露光の感光性樹脂を取り除く現像工
   程を少くとも備えた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。