JPH04185347A - 液滴飛翔記録装置 - 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】 抜擢分立 本発明は、液滴飛翔記録装置、より詳細には、インクジ
ェット記録装置におけるヘッド部へのインクの供給をス
ムーズにするためのヘッドの構造に関する。

災氷艮１ ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて／ＪＳさいという点において、
最近関心を集めている！その中で、高速記録が可能であ
り、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記
録の行える所謂インクジェット記録法は極めて有力な記
録法であって、これまでにも様々な方式が提案され、改
良が加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお
実用化への努力が続けられているものもある。

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液体の小ｍ　（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、記
録部材に付着させて記録を行うものであって、この記録
液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方
向を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大別
される。

先ず第１の方式は例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３０６０４２９に
開示されているもの（Ｔｅｌｅ　ｔｙＰｅ方式）であっ
て、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い１発生し
た記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し、記録部
材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を行うも
のである。

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成されたｘｙ偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。

第２の方式は１例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３５９６２７５、Ｌ
：ＳＰ　３２９８０３０等に開示されている方式（Ｓｗ
ｅｅｔ方式）であって、連続振動発生法によって帯電量
の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生され
た帯電量の制御された小滴を、−様の電界が掛けられて
いる偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に記録
を行うものである。

具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッ
ドを構成する一部であるノズルのオリフィス（吐出口）
の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電電極
を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子に一
定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素子を
機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体のｄ、？ｒ
Ｍを吐出させる。この時前記帯電電極によって吐出する
記録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号
に応じた電荷量で帯電される。帯電量の制御された記録
液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏向
電極間を飛翔する時、付加された帯電量に応じて偏向を
受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上に付着し得
る様にされている。

第３の方式は例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３４１６１５３に開示
されている方式（Ｈｅｒｔｚ方式）であって、ノズルと
リング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生法に
よって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する方式
である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間に掛ける
電界強度を記録信号に応じて変調することによってか滴
の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出して記録す
る。

第４の方式は、例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３７４７１２０に開
示されている方式（Ｓｔｅｍｍｅ方式）で、この方式は
前記３つの方式とは根本的に原理が異なるものである。

即ち、前記３つの方式は、何れもノズルより吐出された
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小満を選択的に記録部材上に付着さ
せて記録を行うのに対して、このＳｔｅｍｍｅ方式は、
記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔
させて記録するものである。

つまり、Ｓｔｅｍｍｅ方式は、記録液体を吐出する吐出
口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振動素子
に、電気的な記録信号を印加し、この電気的記録信号を
ピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従
って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記
録部材に付着させることで記録を行うものである。

これ等、従来の４つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。

即ち、前記第１から第３の方式は記録液体の小滴の発生
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。

その為、第１の方式は、構成上はシンプルであるが、小
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。

第２の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。

第３の方式は、記録液体小滴を霧化することによって階
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること。

記録画像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチ
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸問題点が存する。

第４の方式は、第１乃至第３の方式に比べ利点を比較的
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に、第１乃至第３の方式
の様に吐出飛翔する小滴の中。

画像の記録に要さなかった小滴を回収することが不要で
あること及び第１乃至第２の方式の様に。

導電性の記録液体を使用する必要性がなく記録液体の物
質上の自由度が大であること等の大きな利点を有する。

丙午ら、一方において、記録ヘッドの加工上に問題があ
ること、所望の共振数を有するピエゾ振動素子の小型化
が極めて困難であること等の理由から記録ヘットのマル
チノズル化が難しく、又、ピエゾ振動素子の機械的振動
という機械的エネルギーによって記録液体小滴の吐出飛
翔を行うので高速記録には向かないこと、等の欠点を有
する。

このように従来の液体噴射記録方法には、構成上、高速
記録化上、記録ヘッドのマルチノズル化上、サテライト
ドツトの発生及び記録画像のカブリ発生等の点において
、一長一短があって、その長所を利する用途にしか適用
し得ないという制約が存在していた。

しかし、この不都合も本出願人が先に提案したインクジ
ェット記録方式を採用することによってほぼ解消するこ
とができる。かかるインクジェット記録方式は、特公昭
５６−９４２９号公報にその詳細が説明されているが、
ここにそれを要約すれば、液室内のインクを加熱して気
泡を発生させてインクに圧力上昇を生じさせ、微細な毛
細管ノズルからインクを飛び出させて、記録するもので
ある。その後、この原理を利用して多くの発明がなされ
た。その中の１つとして、例えば、オリフィスから液滴
を吐出させるインクジェット記録装置において、少なく
ともオリフィス周縁部がインクと親和性を持つように処
理され、オリフィス周辺に均一で薄い被膜が形成される
ようにしたものが特開昭５５−１０７４８１号公報で知
られているが、これは、インクがオリフィス近傍に滞留
して、インク滴の吐出方向が一定せず、吐出インク滴の
粒径も一様でなく、又、吐出スピードも変化することが
多くなることを防ぐためである。

しかしながら、上記特開昭５５−１０７４８１号公報に
は、オリフィス周縁部での親和性処理についての記述は
あるものの、オリフィスにインクが導かれるまでの流路
、あるいは共通液室部についての詳細な記載はなく、ス
ムーズにインクをオリフィス部に供給するにはどのよう
にしたらよいかという点については、まだ、十分に吟味
されていない。

ｊＬ−一蝮 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、信頼性の高いインク飛翔記録装置を提供すること
、更には、インク供給をスムーズにし、高速で駆動して
も安定したインク飛翔が行えるインク飛翔記録装置を提
供することを目的としてなされたものである。

碧ニーー収 本発明は、上記目的を達成するために、（１）導入され
る記録体を収容するとともに、熱によって該記録液体に
気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う作用力を発生
させる熱エネルギー作用部を付設した流路と、該流路に
連絡して前記記録液体を前記作用力によって液滴として
吐出させるためのオリフィスと、前記流路に連絡して前
記流路に前記記録液体を導入するための液室と、該液室
に記録液体を導入する導入手段よりなる液体噴射記録装
置において、少なくとも前記熱エネルギー作用部近傍の
前記液体と接触し、前記エネルギー作用部が付設されて
いる面が、前記液体と親和性を持つように処理されてい
ること、或いは、（２）導入される記録体を収容すると
ともに、熱によって該記録液体に気泡を発生させ、該気
泡の体積増加に伴う作用力を発生させる熱エネルギー作
用部を付設した流路と、該流路に連絡して前記記録液体
を前記作用力によって液滴として吐出させるためのオリ
フィスと、前記流路に連絡して前記流路に前記記録液体
を導入するための液室と、該液室に記録液体を導入する
導入手段よりなる液体噴射記録装置において、少なくと
も前記熱エネルギー作用部近傍の前記液体と接触し、熱
エネルギー作用部が付設されている面と側壁が、前記液
体と親和性を持つように処理されていること、或いは。

（３）導入される記録体を収容するとともに、熱によっ
て該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴
う作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流
路と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によ
って液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流
路に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための
液室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる
液体噴射記録装置において、少なくとも熱エネルギー作
用部近傍の前記液体と接触する面か、前記液体と親和性
を持つように処理されていること、或いは、（４）導入
される記録体を収容するとともに、熱によって該記録液
体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う作用力を
発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路と、該流
路に連絡して前記記録液体を前記作用力によって液滴と
して吐出させるためのオリフィスと、前記流路に連絡し
て前記流路に前記記録液体を導入するための液室と、該
液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液体噴射記
録装置において、少なくとも前記流路の前記液体と接触
し、熱エネルギー作用部が付設されている面が、前記液
体と親和性を持つように処理されていること、或いは、
（５〕導入される記録体を収容するとともに、熱によっ
て該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴
う作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流
路と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によ
って液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流
路に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための
液室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる
液体噴射記録装置において、少なくとも前記流路の前記
液体と接触し、熱エネルギー作用部が付設されている面
と側壁が、前記液体と親和性を持つように処理されてい
ること、或いは、（６）導入される記録体を収容すると
ともに、熱によって該記録液体に気泡を発生させ、該気
泡の体積増加に伴う作用力を発生させる熱エネルギー作
用部を付設した流路と。

該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によって液
滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路に連
絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液室と
、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液体噴
射記録装置において。

少なくとも前記流路の前記液体と接触している面が、前
記液体と親和性を持つように処理されていること、或い
は、（７）導入される記録体を収容するとともに、熱に
よって該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加
に伴う作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設し
た流路と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力
によって液滴として吐出させるためのオリフィスと、前
記流路に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するた
めの液室と、該液室に記録液体を導入する導入手段より
なる液体噴射記録装置において、少なくとも前記液室と
前記流路の前記液体と接触し、熱エネルギー作用部が付
設されている面が、前記液体と親和性を持つように処理
されていること、或いは、（８）導入される記録体を収
容するとともに、熱によって該記録液体に気泡を発生さ
せ。

該気泡の体積増加に伴う作用力を発生させる熱エネルギ
ー作用部を付設した流路と５該流路に連絡して前記記録
液体を前記作用力によって液滴として吐出させるための
オリフィスと、前記流路に連絡して前記流路に前記記録
液体を導入するための液室と、該液室に記録液体を導入
する導入手段よりなる液体噴射記録装置において、少な
くとも前記液室と前記流路の前記液体と接触し、熱エネ
ルギー作用部が付設されている面と側壁が、前記液体と
親和性を持つように処理されていること、或いは、（９
）導入される記録体を収容するとともに、熱によって該
記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路と
、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によって
液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路に
連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液室
と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液体
噴射記録装置において、少なくとも前記液室と前記流路
の前記液体と接触している面が、前記液体と親和性を持
つように処理されていることを特徴としたものである。

以下、本発明の実施例に基いて説明する。

最初に、第１０図を参照して本発明が適用されるインク
ジェットヘットの一例としてのインクジェットヘットの
動作説明をする。第１０図において、２１は蓋基板、２
２は発熱体基板、２３は記録液体流入口、２７は個別（
独立）＠極、２８は共通電極、２９は発熱体（ヒータ）
、３０はインク、３１は気泡、３２は飛翔インク滴で、
本発明は、斯様なバブルジェット式の液体噴射記録パノ
１〜に適用するものである。

（ａ、）は定常状態であり、オリフィス面でインク３０
の表面張力と外圧とが平衡状態にある。

（ｂ）はヒータ２９が加熱されて、ヒータ２９の表面温
度が急上昇し隣接インク層に沸Ｉ！！現像が起きるまで
加熱され、微小気泡３１が点在している状態にある。

（ｃ）はヒータ２９の全面で急激に加熱された隣接イン
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気ｉ’ｉ！！
３］が生長した状態である。この時、ノズル内の圧力は
、気泡の生長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧
とのバランスがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長
し始める。

（ｄ）は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク３０が押し出さ
れる。この時、ヒータ２９には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ２９の表面温度は降下しつつある。気泡
３↓の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングから
ややおくれる。

（ｅ）は気泡３１がインクなどにより冷却されて収縮を
開始し始めた状態を示す。インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生している。

（ｆ）はさらに気泡３１が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来ている
。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ５〜１
０ｍ／ｓｅｃの速度で飛翔している。

（ｇ）はオリフィスにインクが毛細管現象により再び供
給（リフィル）されて（ａ）の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。

第１１図は、上述のごとき液体噴射記録八ツ［・の要部
構成を説明するための典型例を示す図で、第１１図（ａ
）は、ハブルノエノト記録パノ［＼のオリフィス側から
見た正面詳細部分図、第１１図（ｂ）は、第１１図（ａ
）に−点鎖線Ｘ−Ｘで示す部分で切断した場合の切断面
部分図である。

これらの図に示された記録ヘット４１は、その表面に電
気熱変換体４２が設けられている基板４３上に、所定の
線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝
付板４４を該基板４３を覆うように接合することによっ
て、液体を飛翔させるためのオリフィス４５を含む液吐
出部４６が形成された構造を有している。液吐出部４６
は。

オリフィス４５と電気熱変換体４２より発生される熱エ
ネルギーが液体に作用して気泡を発生させ、その体積の
膨張と収縮による急激な状態変化を引き起こすところで
ある熱作用部４７とを有する。

熱作用部４７は、電気熱変換体４２の熱発生部４８の上
部に位置し、熱発生部４８の液体と接触する面としての
熱作用面４９をその低面としている。熱発生部４８は、
基体４３上に設けられた下部層５０．該下部Ｎ５０上に
設けられた発熱抵抗層５１．該発熱抵抗層５１上に設け
られた上部層５２とで構成される。

発熱抵抗層５１には、熱を発生させるために該層５１に
通電するための電極５３．５４がその表面に設けられて
おり、これらの電極間の発熱抵抗層によって熱発生部４
８が形成されている。

電極５３は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり
、電極５４は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱さ
せるための選択電極であって、液吐出部の液流路に沿っ
て設けられでいる。

上部／１ｉ５２は、熱発生部４８においては発熱抵抗層
５１を、使用する液体から化学的、物理的に保護するた
めに発熱抵抗層５１と液吐出部４６の液流路を満たして
いる液体とを隔絶すると共に、液体を通して電極５３．
５４間が短絡するのを防止し、更に隣接する電極間にお
ける電気的リークを防止する役目を有している。

上部層５２は、上記のような機能を有するものであるか
、発熱抵抗層５１か耐液性てあり、且つ液体を通じて電
極５３．５４間か電気的に短絡する必要が全（ない場合
には、必すしも設ける必要はなく、発熱抵抗層５１の表
面に直ちに液体が接触する構造の電気熱変換体として設
計してもよい。

下部層５０は、熱流址制御機能を有する。即ち、この下
部層５０は液滴吐出の際には、発熱抵抗層５１で発生す
る熱が基板４３側の方に伝導するよりも、熱作用部４７
側の方に伝導する割合か出来る限り多くなり、液滴吐出
後、つまり発熱抵抗層５１への通路がＯＦＦされた後に
は、熱作用部４７及び熱発生部４８にある熱が速やかに
基板４３側に放出されて、熱作用部４７にある液体及び
発生した気泡か急冷される為に設けられる。

発熱抵抗層５］を構成する材料として、有用なものには
、たとえば、タンタル−８ｉ　０２の混合物、窒化タン
タル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体
、あるいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、ク
ロム、バナジウム等の金属の硬化物があげられる。

これらの発熱抵抗層５１を構成する材料の中、殊に金属
硬化物が優れたものとしてあげることかでき、その中で
も最も特性の優れているのが、硬化ハフニウムであり、
次いで、硬化ジルコニウム、硬化ランタン、硬化タンタ
ル、硬化バナジウム、硬化ニオブの順となっている。

発熱抵抗層５１は、上記の材料を用いて、電子ビーム蒸
着やスパッタリング等の手法を用いて形成することがで
きる。発熱抵抗層５１の膜厚は、単位時間当りの発熱量
が所定通りとなるように、その面積、材質及び熱作用部
分の形状及び大きさ、更には実際面での消費電力等に従
って決定されるものであるが１通常の場合、０．００１
〜５μｍ、好適には０．○］−〜１μｍとされる。

電極５３．５４を構成する材料としては、通常使用され
ている電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的
には、たとえばＡＱ、Ａｇ、Ａｎ。

Ｐｔ、Ｃｕ等があげられ、これらを使用して蒸着等の手
法で所定位置に所定の大きさ、形状、厚さで設けられる
。

保護層（上部Ｎ）５２に要求される特性は、発熱抵抗層
５１で発生された熱を記録液体に効果的に伝達すること
を妨げずに、記録液体より発熱抵抗層５１を保護すると
いうことである。保護層５２を構成する材料として有用
なものには、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、硬
化マダイ・シウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化ジルコニウム等があげられ、これらは、電子ビーム
蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成することが
できる。保護層５２の膜厚は、通常は○、○ｉ　−１０
μｍ、好適には０　、１〜５　μｍ、最適には０．１〜
３μｍとされるのが望ましい。

第１８２図乃至第１９図は、本発明のインクジェット記
録ヘットの製作手順を説明するための模式第１２図の工
程では、シリコン、ガラス、セラミックスの材料よりな
る基板１の上にインク吐出圧発電素子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、ＳｉＣ２、Ｔａ２Ｏ３、ガラス等の薄膜３
を被覆する。なお、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。

統〈、第１３図に示す工程では、第１２図に示した工程
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２５μｍ〜１００μｍ）を０．５−４ｆ／分の
速度、１〜３ｋｇ／ａｄ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１３図に示すように、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
パターンを有するフォトマス′）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１４図は、上記露光法みのト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。次に、基板１に残されたトライフィルムフォト
レジストの露光さｔた部分４Ｐの耐インク性向上のため
、熱酸化処理（例えば１５０〜２５０　’Ｃで３０分〜
６時間加熱）又は、紫外線照射（例えば５０〜２００ｍ
Ｗ／ｃｉ又はそれ以上の紫外線強度）を行い、充分に重
合硬化反応を進める。なお上記熱硬化と紫外線による酸
化の両方を兼用するのも効果的である。

また、本発明では、図中にＳにて示した面にインクと親
和性を持つような処理を施しであるが、その方法は後述
する。

第１５図は、インク通過８の覆いを構成する電磁波を通
過する材料、例えば、透紫外光材料よりなる平板状部材
６の表面に感光性樹脂膜７、例えば、紫外線硬化型樹脂
膜を積層した場合の説明図である。この感光性組成物膜
７を構成する感光性組成物の積層方法は、前記トライフ
ィルムと同し物を同様の方法でラミネートするのがよい
。トライフィルムフォトレジストを使用するほかに、液
状のフォトレジストを使用してもよい。その際、その組
成は、インク通路８を形成したトライフィルムフォトレ
ジスト４と同等もしくは類似のものが、接合を行ううえ
で望ましい。液状のフォトレジストを使用する場合、通
常スピンニート、ロールコート、デイツプコート、スク
リーンスプレー、印刷等の方法が用いられる。ここで、
また１図中に、インクと親和性を持つような処理を施し
た面Ｓを示した。

第１６図は、第１５図について説明した方法により作成
した前記インク通路８の覆いを構成する平板状部材６お
よび紫外線硬化型樹脂膜７を押圧貼付した場合の説明図
である。

次に、透紫外光材料からなる平板状部材６にラミ不一ト
ラされたトライフィルム７に、非酸素雰囲気下で紫外線
照射（例えは５０〜２００ｍＷ／−又はそれ以上の紫外
線強度）を行ないトライフィルム７を充分に硬化させる
。更に熱硬化処理（例えば１３０〜２５０°Ｃて３０分
〜６時間）するのも有効である。

ここで、第１６図の工程終了後のヘット外観を第１７図
に模式的斜視図で示す。第１７図において、８−１はイ
ンク供給室、８−２はインク細流路、９はインク供給室
８−１にインク供給管（図示せず）を連通させるための
貫通孔を示している。

以上のとおり、溝を形成した基板とインク通路の覆いと
の接合が完了した後、第１７図のＣ−Ｃ′線に沿って切
断する。これは、インク細流路８−２に於て、インク吐
出圧発生素子２とインク吐出口８−３との間隔を最適化
するために行うものであり、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１８図は、第１７図のｚ−ｚ’線切断面図である。次
いで、切断面を研磨して平滑化し、貫通孔９にインク供
給管１０を取り付けて第１９図に示したインクジェット
記録ヘットが完成する。

本発明に使用する感光性樹脂は、紫外線硬化型に限定さ
れる訳ではなく、可視光、Ｘ線、電子線、レザー等の電
磁波に感応する組成物であれば、いかなるものでも使用
できる。

本発明の方法に使用できるドライフィルムタイプのフォ
トレジストとしては５例えば、デュポン社製パーマネン
トフォトポリマーコーティングＲＩＳＴＯＮ、ソルダー
マスク７３０Ｓ、同７４０Ｓ、同７３０ＦＲ１同７４０
ＦＲ５同ＳＭＩ、日立化成工業製Ｐｈｏｔｅｃ　５Ｒ−
１０００゜同ＳＲ−２０００、同５Ｒ−３０００，東京
応化工業（株）製オーディル５Ｅ−２５０．同５Ｅ−２
３８，同５Ｅ−２２５，同５Ｐ−７５０，同５ｐ−７４
０、同５Ｐ−７２５，同５Ｘ−３５０，同５Ｙ−３２５
等の商品名で市販されているものが挙げられる。この他
１本発明において使用される感光性樹脂としては、通常
のフォトリソグラフィーの分野において使用されている
感光性樹脂組成物の多くのものが挙げられる。

これ等の感光性樹脂組成物としては、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ォ
トポリマー、オリソナフトキノジアジトとノボラックタ
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、ジー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（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。

三官能アクリルモノマーに光重合開始剤とを混合した感
光性樹脂組成物１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、酸化ゴム−アジド系フォトレジスト、等が
挙げられる。

また、上記実施例のように、インク通路を形成する材料
としても感光性ドライフィルムレジストを用いた場合、
インク通路の濡れ性を均一にするために、前記インク通
路の覆いを構成する平板状部材に積層される感光性組成
物として、前記トライフィルムレシス１−を溶媒に溶か
したものを積層するものも良い方法である。

また、感光性樹脂膜を平板状部材上に積層する方法も加
圧圧着に限定される訳ではなく、感光性樹脂の膜を均一
に積層できればいかなる方法でも良く、例えば、スピン
コード、デイソプコ−１−、スプレー、印刷、ローラコ
ート等の方法を用いることができる。更に前記実施例に
於いては、感光性樹脂膜の表面のみに軟い層を残すため
、酸素減感を利用したが、透紫外光材料からなる平板状
部材を介して、感光性樹脂膜の裏面より露光し、その露
光量を制御することより表面にのみ軟かい層を残すのも
良い方法である。更にインク流路の覆いの支持体となる
平板状部材の材質としては、覆いを形成する感光性樹脂
を光重合させるのに有効な波長の電磁波に対して透過性
を示し、かつ感光性樹脂の収縮応力によっては容易に変
形しないものであれば特に限定されないが、製造上の便
宜及び経済性から、ガラス、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、ビニル樹脂等が推奨される。

次に１本発明の特徴的な点であるインクと親和性を持つ
ような処理について述へる。

インクと親和性を持つような処理をしない場合には、イ
ンクをはしいてしまうために、第２０図において、イン
ク供給室８−１から毛管現象によりインク細流路８−２
全域にインクを満たすのが困難になる。この状態ではイ
ンクの吐出を行うことができない。また、初めに、イン
ク流路８−２全域にインクが満たされていても、インク
吐出圧発生素子２の上部に気泡を発生させて、インクの
吐出を行った後、素子２上部へのインクの供給がすみや
かになされなければ、続けて次の吐出を行うことができ
ない。

そこで、本発明では、インクと親和性を持つような処理
を所定の面に施し、均一なインクの皮膜を形成し、イン
クの流路８全域にインクが満たされ、インク吐出後の供
給もすみやかになされるようにした。

インクと親和性を持つ処理方法を以下に挙げる。

（例１）表面処理剤として、ＰＲＸ−１１（商品名二乗
レシリコーン製）を塗布し、インクは下記組成のものを
用いる。

インク組成コインプロパツール　　　　７０％ジエチレ
ングリコール　　２７％ オイルブラックＨＢＢ　　　　３％ （日本化薬製） （例２）エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン
系樹脂、セルロールアセテート、セルロースエステル等
、親水性を有する樹脂を塗布し、インクは下記組成のも
のを用いる。

インク組成：水　　　　　　　　　　　７０％ジエチレ
ングリコール　　２６％ 黒色染料　　　　　　　　　４％ （オリエント化学製、Ｐ−２００） （例３）発熱素子上の薄膜を、サファイヤ、ルビー、ガ
ラス等の親水性の材料でスパッタ等で形成し、インクは
（例２）と同じものを用いる。

次に、バブルジェット記録装置における実施例を以下に
示す。親和性の処理は上記のいずれかを用いる。

第１図乃至第９図は、それぞれ本発明の実施例を示す図
で、それぞれ（ａ）図は縦断面図（（ｂ）図のＡ−Ａ線
断面図）、（ｂ）図は、＜ａ）図のＢ−Ｂ線断面図で、
全図を通して、以上に説明した例と同様の作用をする部
分には同一の参照番号を付し、斜線部Ｓが処理面Ｓを示
す。

尖ああユ 第１図に示すように、電気熱変換体２近傍のインクとの
接触面のうち、電気熱変換体２の付設されている面Ｓに
のみ、インクとの親和性を持つような処理を施した。処
理を施した部分に、薄いインクの皮膜が形成されるため
、吐出後、速やかにインクの供給がなされるため、高速
で駆動しても。

安定した吐出が行なわれた。

去蛎１引Ａ 第２図に示すように、電気熱変換体２近傍のインクとの
接触面のうち、電気熱変換体２の付設されている面と、
側壁部分をインクと親和性を持つように処理した面Ｓと
した。電気熱変換体２の付設されている面と側壁とでで
きる角の部分に、ノ」）さな気泡がトラップされること
があるが、この気泡は圧縮性であるため、流路内での体
積変化によってインクの吐出を行なう際に、同じ二不ル
ギーを加えても吐出量が一定しなくなる。しかし、処理
を施した部分に、薄いインクの皮膜が形成されるため、
吐出後、速やかにインクの供給がなされると共に、この
部分には気泡はトラップされなかった・ 矢】１１ｙ 第３図に示すように、電気熱変換体２近傍のインクとの
接触面を天井部分も含めてインクとの親和性を持つよう
な処理をした面Ｓとした。実施例２の効果に加え、側壁
と天井とで形成される角の部分にも気泡のトラップが起
こらなかった。

失ｍ 第４図に示すように、流路のインクと接している面のう
ち、電気熱変換体２が付設されている面を、インクと親
和性を持つように処理をした面Ｓとした。この処理によ
り、毛管現象による液室から流路へのインクの供給かス
ムーズに行なわれ、吐出後の電気熱変換体上部へのイン
クの供給も速やかであった。

尖庭桝互 第５図に示すように、流路のインクと接している面のう
ち、電気熱変換体２が付設されている面と側壁部分をイ
ンクと親和性を持つように処理をした面Ｓとした。電気
熱変換体が付設されている面と側壁とで形成される角の
部分にも、流路全域に亘って気泡のトラップが起こらな
かった。

尖五槻旦 第６図に示すように、流路のインクと接している面をイ
ンクと親和性を持つように処理をした面Ｓとした。毛管
現象により供給も非常に速やかであり、流路全域に渡っ
て気泡のトラップが起こらないため、吐出量の一定した
、高速でも連続して安定なインク飛翔が得られた。

失五五二 第７図に示すように、液室と流路のインクと接している
面のうち、電気熱変換体２が付設されている血をインク
と親和性を持つように処理した面Ｓとした。電気熱変換
体２が付設されている面の液室から流路に至る全域に渡
って、インクの皮膜か形成されるため、インクの滞溜が
生ぜず、電気熱変換体上部への確実なインクの供給か行
なわれた。

失速一例」− 第８図に示すように、液室と流路のインクと接している
面のうち、電気熱変換体２が付設されている面と側壁部
分をインクと親和性を持つように処理した面Ｓとした。

液室にインク供給管からインクが供給される際に気泡が
生してしまうことがあるが、電気熱変換体が付設されて
いる面と側壁とで形成される角の部分に、その気泡のト
ラップは起きなかった。

矢」ｌ粗ｌ 第９図に示すように、液室と流路のインクと接している
面のうち、電気熱変換体２が付設されている面をインク
と親和性を持つように処理した面Ｓとした。液室から流
路全域に亘って、薄い、インクの皮膜が形成ぎわでいる
ため、液室部分で生してしまった気泡も、速やかに流路
を通って排出されるため、長時間に渡り吐出量の一定し
た。高速でも安定なインク飛翔が得られた。

紘−一來 以上の説明から明らかなように、請求項１の発明による
と、吐出後、熱エネルギー作用部近傍へインクの供給が
速やかに行なわ九るため、高速で駆動しても連続したイ
ンク飛翔が行なわれる。

請求項２，３の発明によると、上記に加え、熱エネルギ
ー作用部近傍で、小さな気泡のトラップが起きないため
、比較的吐出量が一定したインクの飛翔が行なわれる。

請求項４の発明によると、毛管現象による液室から流路
へのインクの供給がスムーズに行なわれ、吐呂後の熱エ
ネルギー作用部近傍へインクの供給も速やかに行なわれ
る。

請求項５，６の発明によると、上記に加え、流路全域に
亘り小さな気泡のトラップか起きないため、吐出量の一
定したインクの飛翔が行なわれた。

請求項７の発明によると、インクの滞溜が生ぜず、熱エ
ネルギー作用部への確実なインクの供給が行なわれる。

請求項８，９の発明によると、上記に加え、液室部分で
生じてしまう気泡も速やかに流路を通って排出されるた
め、長時間に亘り吐出量の一定とだ高速でも安定した飛
翔が得られ、信頼性の高いインク飛翔記録装置を提供で
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は、それぞれ本発明の詳細な説明する
ための要部断面図、第１０図は、本発明が適用されるイ
ンクジェットヘッドの一例としてのバルブジェットヘッ
ドの動作説明をするための図、第１１図はバブルジェッ
トの液体噴射記録ヘッドの例を説明するための図、第１
２図乃至第１９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ための図、第２０図は、従来の
インクジェット記録ヘッドの動作説明をするための図で
ある。 １・基板、２・・・インク吐出圧発生素子、３・・・薄
膜、４・・ドライフィルムフォトレジスト、５・・・フ
ォトマスク、６　・平板状部材、７・感光性樹脂膜、８
−１・・インク供給室、８−２・・インク通路、８−３
・・インク吐出口、９・・・貫通孔、１０・・インク供
給管。 第１図 （ａ）　　　　　　（ｂ） 第２図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第３図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第４図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第５図 （ｏ）　　　　　　　（ｂ） 第６図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第７図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第８図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第９図 （ａ）　　　　　　（ｂ） 、ｃ）３０セ＝＝ □　　　３ｊ （ｄ）　　に）二二 （ｅ）Ｏζ＝＝ （（、＋　　ｃμｓ＝＝ Ｉ （ｇ］　　　　（づ　　　　　〉＝＝：＝＝＝＝＝：第
１１図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第１２図
　　　　　第１３図 光 第１４図　　　　　第１５区 第１６図 光 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記熱エネルギー
   作用部近傍の前記液体と接触し、前記エネルギー作用部
   が付設されている面が、前記液体と親和性を持つように
   処理されていることを特徴とする液滴飛翔記録装置。 ２、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記熱エネルギー
   作用部近傍の前記液体と接触し、熱エネルギー作用部が
   付設されている面と側壁が、前記液体と親和性を持つよ
   うに処理されていることを特徴とする液滴飛翔記録装置
   。 ３、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも熱エネルギー作用
   部近傍の前記液体と接触する面が、前記液体と親和性を
   持つように処理されていることを特徴とする液滴飛翔記
   録装置。 ４、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記流路の前記液
   体と接触し、熱エネルギー作用部が付設されている面が
   、前記液体と親和性を持つように処理されていることを
   特徴とする液滴飛翔記録装置。 ５、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記流路の前記液
   体と接触し、熱エネルギー作用部が付設されている面と
   側壁が、前記液体と親和性を持つように処理されている
   ことを特徴とする液滴飛翔記録装置。 ６、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記流路の前記液
   体と接触している面が、前記液体と親和性を持つように
   処理されていることを特徴とする液滴飛翔記録装置。 ７、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記液室と前記流
   路の前記液体と接触し、熱エネルギー作用部が付設され
   ている面が、前記液体と親和性を持つように処理されて
   いることを特徴とする液滴飛翔記録装置。 ８、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記液室と前記流
   路の前記液体と接触し、熱エネルギー作用部が付設され
   ている面と側壁が、前記液体と親和性を持つように処理
   されていることを特徴とする液滴飛翔記録装置。 ９、導入される記録体を収容するとともに、熱によって
   該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加に伴う
   作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
   と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
   て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に記録液体を導入する導入手段よりなる液
   体噴射記録装置において、少なくとも前記液室と前記流
   路の前記液体と接触している面が、前記液体と親和性を
   持つように処理されていることを特徴とする液滴飛翔記
   録装置。