JPH0242668B2 - - 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。

又、この様なインクジエツトヘツドに於ては、
ヘツド内に導入されるインク中のゴミや気泡を取
り除く為のフイルターとかヘツド内のインクが振
動するのを防止する為の部材をインク通路の途中
に別途、設けられることが多い。

従来、この様なインクジエツトヘツドを作る場
合は、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
の形成を行なうと共に、別途、成形した多孔質材
料やパンチングメタル等を前記インク通路中に介
在させる方法が採られていた。

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
が大きすぎたり、エツチング等の差からインク通
路に歪が生じたりして、流体抵抗の一定した通路
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
悪いという欠点もあつた。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つた。更に、上記
したインク通路中に多孔質材料やパンチングメタ
ル等を設ける場合には、組立工数が増大すること
の他、その位置設定に手間がかかる上、ヘツドを
小型に構成することが困難である等の不利があつ
た。

加えて、従来法によると、各構成部材間の接合
に際して接着剤を使用することが必要であり、こ
の接着剤によつて微細なインク通路が塞がれる欠
点もあつた。

しかも、従来のインクジエツトヘツドには、そ
の製造時、各構成部材間の精確な位置合せが困難
であつて量産性にも欠ける欠点があつた。

従つて、これ等の欠点が解決される構成を有す
るインクジエツトヘツドの開発が熱望されてい
る。

本発明は、上記の諸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エツ
トヘツドを提供することを目的とする。

又、インク通路が精度良く正確に且つ歩留り良
く微細加工された構成を有するインクジエツトヘ
ツドを提供することも本発明の目的である。

そして、この様な目的を達成する本発明は、イ
ンクを吐出するためのインク吐出口と該インク吐
出口に連通するインク通路と該インク通路に連通
する供給室とを有するインクジエツトヘツドにお
いて、基板上に設けられた前記インク通路を形成
するための感光性樹脂の硬化膜と該硬化膜上に積
層され、前記供給室にインクを導入するインク吐
出口径の0.3〜1.5倍の径を有する開口が形成され
た感光性樹脂の硬化膜と該開口上に形成され該開
口を通じて前記供給室内に供給されるインクを貯
溜するインクタンクとを有することを特徴とす
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、本発明のインクジエツト
ヘツドの構成とその製作手順を説明する為の模式
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
（インク吐出エネルギー発生素子）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、これ等の素子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、80℃〜150℃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。（第２図） 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の上部から露光を行う。
尚、上記パターン４Ｐ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は露光されないので未
硬化のまま残る。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が位置すべく配慮される。

以上の如く露光すると、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、硬化フオトレジスト膜
３Ｈにはパターン４Ｐに従つて第４図に示す凹部
が形成される。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。その手法としては、
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３Ｈに形成
された凹部のうち、１ｍ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、１ｎはイ
ンク細流路に相当するものである。

次に、第４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℃〜150℃
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の加圧条件下でラミネートする。

この時の加圧条件は、第４図に示すインク細流
路１ｎや供給室１ｍの領域にフオトレジスト５が
たれ込まないようにする。

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。

次に、フオトレジスト５は、従前と同様の露光
及び現像の手法により、パターン化して硬化させ
る。このとき、フオトレジスト５には、インクの
フイルタリングと液振防止用を兼ねる開孔６を形
成する。尚、この開口６の径はインクの吐出口径
と相関があり、インクの吐出口径の約0.3〜1.5倍
程度が適当である。又、所望のインク供給量を確
保するため開孔６の個数を適宜決定する。

第６図は上記第５図で形成されたヘツド半製品
の断面図である。

以上のようにして、ドライフイルムフオトレジ
スト５が硬化して、これと、先の硬化膜３Ｈとの
接合が完了した後、第６図のＡ−A′線に沿つて
切断する。これはインク吐出圧発生素子２とイン
ク吐出口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。

次に、インクタンク７を上記工程を経たヘツド
半製品に取り付けてヘツドは完成する。このイン
クタンク７は、プラスチツク、金属、ガラス等で
インクに不溶な材料で製作されており、熔着、接
着いずれかの方法で取り付けられる。

因に、第７図に於て、８はインク導管の一部を
示したものである。

叙上の実施例に於ては、ヘツド製造に用いる感
光性樹脂組成物としてドライフイルムタイプ、つ
まり固体のものを利用したが、本発明は、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と同じ高さの壁を基板の
周囲におき、スキージによつ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100cp〜300cp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分の蒸発の
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、固体のフイ
ルムタイプのものを利用する方法が有利ではあ
る。このような固体のものとしては、例えば、デ
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等の商品名で販売され
ている感光性樹脂がある。この他、本発明に於て
使用される感光性組成物としては、感光性樹脂、
フオトレジスト等の通常のフオトリソグラフイー
の分野において使用されている感光物の多くのも
のが挙げられる。これ等の感光物としては、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
合型フオトポリマー、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トポリマー、オ
ルソナフトキノンジアジドとボラツクタイプのフ
エ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エ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オトポリマ
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エノンとの共重合体、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（帝人）、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、二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
フオトレジスト、非クロム系水溶性フオトレジス
ト、ポリケイ皮酸ビニル系フオトレジスト、環化
ゴム−アジド系フオトレジスト、等が挙げられ
る。

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

１ ヘツド製作の主要工程が、所謂、印字技術に
困る為、所望のパターンでヘツド細密部の形成
が極めて簡単に行なえる。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。

２ 製造工程数が比較的少ないので、量産性が良
好である。

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

４ 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。

５ インク通路を構成する溝壁の厚さの調整が極
めて容易であり、感光性（樹脂）組成物の厚さ
に応じて所望の寸法（例えば、溝深さ）のイン
ク通路を形成することができる。

６ 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。

７ インク通路を形成するときに、接着剤をほと
んど使用することがないので、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。

８ インク通路の形成と略同時に、且つ同等の手
間で、フイルター又は液振防止用部材をインク
通路中の所定位置に設置することができる。

９ フイルター又は液振防止用部材をフオトリソ
グラフイーにより製作するので、所望の性状の
ものをインク通路中に設けることが容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、何れも、本発明の実施例
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、３，５はドライフイルムフオトレジスト、
３Ｈは硬化フオトレジスト膜、１ｎはインク細流
路、１ｍはインク供給室、６は開孔、７はインク
タンクである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インクを吐出するためのインク吐出口と該イ
   ンク吐出口に連通するインク通路と該インク通路
   に連通する供給室とを有するインクジエツトヘツ
   ドにおいて、基板上に設けられた前記インク通路
   を形成するための感光性樹脂の硬化膜と該硬化膜
   上に積層され、前記供給室にインクを導入するイ
   ンク吐出口径の0.3〜1.5倍の径を有する開口が形
   成された感光性樹脂の硬化膜と該開口上に形成さ
   れ該開口を通じて前記供給室内に供給されるイン
   クを貯溜するインクタンクとを有することを特許
   とするインクジエツトヘツド。 ２ 前記インクタンクには、該インクタンク内に
   インクを供給するためのインク導管が設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載のインクジエツト
   ヘツド。