JPH0415095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジエツト記録ヘツド、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記録
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
エツト記録ヘツドは、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、この様なインクジエツト記録ヘツドを作
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の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、精度の良いインク通路が
得難く、製作後のインクジエツト記録ヘツドのイ
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
りが悪いと言う問題点もある。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問題がある。更に、上記
した従来法に共通する問題点としては、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つて量産性に
欠ける点が挙げられる。

これ等の問題点が解決される新たなインクジエ
ツト記録ヘツドの製造法として、インク吐出圧発
生素子の設置して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エツトヘツド
の製造法が、例えば特開昭57−43876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エツト記録ヘツドは、従来の
インクジエツト記録ヘツドの問題点であつたイン
ク通路の仕上り精度、製造工程の複雑さ、製造歩
留りの低さという問題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
発生素子の設置して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
するという問題点がある。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つ張られ、所望の形
状をしたインク通路が得られないという問題点が
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問題点がある。

また、覆いと感光性樹脂から形成されたインク
通路壁との接合が不完全なものがあり、これらの
剥れなどが生じ、精度良いインク通路が得られな
い場合があるといつた問題がある。

本発明は、上記問題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
ト記録ヘツドを製造するた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
するインクジエツトヘ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
インクジエツトヘツ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、上述のような諸目的を達成する本発明
のインクジエツト記録ヘツドの製造方法は、基板
に設けられた感光性樹脂の不要部分を除去して所
定のパターンのインク通路を形成するインクジエ
ツト記録ヘツドの製造方法において、感光性樹脂
に対し前記パターンに対応したパターンを形成す
るための露光処理を施す工程と、インク通路の形
成に不要な部分を除去する工程と、露光処理が済
んだ感光性樹脂の上に覆い部材を付設する工程
と、覆い部材に露光処理が済んだ感光性樹脂との
密着力を上げるための圧力を加えながら、露光処
理が済んだ感光性樹脂に対して本硬化処理を行う
工程と、を備えてい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エツト記
録ヘツドの製作手順を説明するための模式図であ
る。

第１図の工程では、ガラス、セラミツク、プラ
スチツク、或は金属等の基板１上に発熱素子やピ
エゾ素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、SiO₂、Ta₂O₅、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
接続してある。

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イルムフオト
レジスト４（膜厚、約25μ〜100μ）を0.5〜4f／分
の速度、１〜３Kg／cm²の加圧条件下でラミネート
する。このとき、ドライフイルムフオトレジスト
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イルムフオトレ
ジスト４上に所定のパターンを有するフオトマス
ク５を重ね合せた後、このフオトマスク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
の手法で行つておく必要がある。

第３図は、上記露光済みのドライフイルムフオ
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イルムフオトレジ
ストには、重合が充分行なわれていない為に、残
留接着性がある。

第４図は、残留接着性が残つているドライフイ
ルムフオトレジスト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）にインク通路壁との密着力を上
げるための圧力を加えながら、ドライフイルムフ
オトレジストの熱硬化処理（例えば、130℃〜250
℃で30分〜６時間加熱）を施し、更に、紫外線照
射（例えば1w／cm²〜20w／cm²の積算光量）を行
ない、ドライフイルムフオ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。

インク通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いガラス、エポ
キシ樹脂、アクリル樹脂等が光重合による本硬化
処理が行なえるため好ましい。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つて本硬化される場
合においては、覆いの材質として金属、セラミツ
ク等を使用して熱硬化処理による本硬化が実施で
きる。したがつて、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。

また、インク通路の覆いとなる平板６を半硬化
したドライフイルムフオトレジストに圧接して付
設する際に、予め平板６を粗面化しておくことも
平板とドライフイルムフオトレジストとの接着力
を増強する上で有効な方法である。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
ンカツ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ツド外観を
第５図に、模式点斜視図で示す。第５図中、７−
１はインク供給室、７−２はインク細通路、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′線に沿つて切断
する。これは、インク細通路７−２に於て、イン
ク吐出圧発生素子２とインク吐出口７−３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エツト記録ヘ
ツドが完了する。（第８図） 叙上の図示実施例に於ては、溝作製用の感光性
組成物（フオトレジスト）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
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、デユポン社製パーマネント
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日立化成製PhotecSR−1000、SR−2000、
SR−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ノボラツクタイプの
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
が極めて簡単に行なえる。しかも、同構成かつ
同性能のヘツドを多数、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。

３ インク通路の覆いとして硬化収縮を起こさな
いものを用ちいた場合、ヘツド内に内部応力が
残留せず構成部材の剥離や変形又は位置ズレが
生ぜず、得られたインクジエツトヘツドの耐久
性が極めて良好である。

４ 流路の覆いとなる平板に光透過性がある場
合、インクジエツトヘツド内部でのインク滴の
運動状態を目視で観察でき、得られたヘツドの
保守管理を容易に行うことができる。

５ 覆いを取り付けインク通路壁の再硬化処理を
行う時に覆いに、インク通路との密着力を上げ
るための圧力を加えることで剥れ等が生じる虞
が無い精度の高いインクジエツト記録ヘツドを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本発明のインクジエツト
記録ヘツ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はドライフイルムフオトレジ
スト、４Ｐはパターニングされたドライフイルム
フオトレジスト、５はフオトマスク、６は平板、
７は溝、７−１はインク供給室、７−２はインク
細通路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板に設けられた感光性樹脂の不要部分を除
   去して所定のパターンのインク通路を形成するイ
   ンクジエツト記録ヘツドの製造方法において、 前記感光性樹脂に対し前記パターンに対応した
   該パターンを形成するための露光処理を施す工程
   と、 インク通路の形成に不要な部分を除去する工程
   と、 前記露光処理が済んだ感光性樹脂の上に覆い部
   材を付設する工程と、 前記覆い部材に前記露光処理が済んだ感光性樹
   脂との密着力を上げるための圧力を加えながら、
   前記露光処理が済んだ感光性樹脂に対して本硬化
   処理を行う工程と、 を備えていることを特徴とするインクジエツト記
   録ヘツドの製造方法。