JPH0592563A - インクジエツトヘツドとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、インク通路が精度良くかつ、設計
に忠実に微細加工され、簡略な方法により高信頼性高歩
留で製造することができ、しかも使用耐久性に優れたイ
ンクジェットヘツド製造方法の提供を目的とする。 【構造】 粗面を有する第１の感光性樹脂部材と、その
上に積層後、インクの通路を形成されたパターン状の第
２の感光性樹脂部材と、その上に積層後、粗面を有する
第３の感光性樹脂部材と、その上に、第４の感光性樹脂
部材を介して、他の基板を同時に積層し、インクの通路
が形成されるインクジェットヘッドにおいて、それぞれ
前記の感光性樹脂部材を積層する前に、第１の感光性樹
脂部材も、第２のパターン状の感光性樹脂部材も、第３
の感光性樹脂部材も、そのインク接触部にシリコーン樹
脂を塗布し、インクの通路を形成した構造と、その製造
方法で達成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッ
ド、詳しくはいわゆる、インクジェット記録方式用に用
いる記録用インク小滴を発生する為のインクジェットヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式に適用されるイ
ンクジェットヘッドは、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１部、ま
たは基板の外側に設けられるインク吐出圧発生部を備え
ている。従来、このようなインクジェットヘッドを作成
する方法として、例えばガラスや金属板に切削やフォト
リソグラフィやエッチング等により、または感光性樹脂
を露光して、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、またはこの溝を形成した基板同士、更にこの溝を
形成した基板同士に中間基板を挟んでインク通路を形成
する方法が知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来法
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、エッチング等の差か
らインク通路が得難く、製作後のインクジェットヘッド
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。

【０００４】そして、フォトリソグラフィやエッチング
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る。

【０００５】更に上記した従来法に共通する問題点とし
ては、インク通路となる溝形成した溝付き板と、エネル
ギー発生素子が設けられた蓋板とは、一般的には異種材
料でかつ、別の加工を施して構成されているため、通路
内のインクに対するいわゆる濡れ性が異なり通路からイ
ンクが吐出された後のインク供給すなわちリフィルが行
われる際のインクメニスカス形状の一様性が失われ、イ
ンク吐出特性の接続性が損なわれる。

【０００６】薄膜積層構造のインクジェットヘッドで
は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の真空装置を使用し、製
造工程が多く、製造コストの上昇をまねく、更に、上記
した従来法に共通する欠点としては、サイクルタイムが
長く生産性の低下を余儀なくされてきた。

【０００７】更に感光性樹脂を利用してインク通路を形
成する工程では、インク成分と感光性樹脂との相性が悪
い。感光性樹脂（ホトポリマー）は、本来増感剤にアク
リル樹脂系のポリマーをベースにしており、水性インク
に対して吸水作用がみられる。インクの吸収による感光
性樹脂の膨潤と寸法変化の発生と剛性特にヤング率の低
下、さらにインクアタックによる未硬化の感光性樹脂の
溶出と、インクのしみこみによる基板との密着力低下等
の信頼性低下という技術課題が発生してきた。したがっ
て、これらの欠点が解決される構成を有するインクジェ
ットヘッドの開発が熱望されている。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
で、 １，精密であり、しかも耐久性・信頼性の高く吐出性能
の安定したインクジェットヘッド、 ２，インク通路が精度良く且つ、歩留まり良く設計に忠
実に微細加工された構成を有するインクジェットヘッ
ド、 ３，簡略な手法によりマルチアレイ形式の細密なインク
吐出ノズルを有するインクジェットヘッド、 を提供することも本発明の他の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような諸目的を達成
する本発明のインクジェットヘッドは、感光性を利用し
て形成された粗面を有する基板上の第１の感光性樹脂部
材と、前記粗面の上に積層後、インクを吐出する吐出口
に連絡するインクの通路を形成するための感光性を利用
して形成された粗面を有するパターン状の第２の感光性
樹脂部材と、前記粗面の上に積層後、感光性を利用して
形成された粗面を有する第３の感光性樹脂部材と、前記
粗面の上に、第４の感光性樹脂部材を介して、他の基板
を同時に積層し、インクの通路が形成されるインクジェ
ットヘッドにおいて、前記パターン状の第２の感光性樹
脂部材を積層する前に、前記第１の感光性樹脂部材のイ
ンク接触部にシリコーン樹脂を塗布し、前記第３の感光
性樹脂部材を積層する前に、前記第２のパターン状の感
光性樹脂部材のインク通路部にシリコーン樹脂を塗布
し、前記第４の感光性樹脂部材を積層する前に、前記第
３の感光性樹脂部材のインク接触部にシリコーン樹脂を
塗布し、インクの通路を形成したことを特徴とするイン
クジェットヘッドと、その製造方法である。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。図１から図１５に示した製作工程に従って、本発
明の実施例を説明する。

【００１１】図１に示すように、ガラス、セラミック、
プラスチック、あるいは金属等の適当な基板１表面を清
浄化するとともに乾燥させた後、図２に断面図で示すご
とく摂氏８０度から１０５度程度に加温されたドライフ
ィルムフォトレジスト２（膜厚、約１５ミクロンから１
００ミクロン）を０．５〜０．４ｆ／分の速度、１から
３ｋｇ／ｃｍ² の加圧条件下でラミネートする。

【００１２】なお、図２は図１におけるＸ、Ｘ’線切断
面に相当する断面図である。この時、ドライフィルムフ
ォトレジスト２は基板面１Ａに圧着して固定され、以
後、相当外圧が加わった場合にも基板面１Ａから剥離す
ることはない。

【００１３】続いて、図３に示す様に、基板面１Ａに設
けたドライフィルムフォトレジスト２上に所定のパター
ン３Ａ，３Ｂを有するフォトマスク３を重ね合わせた
後、このフォトマスク３の上部から露光（図中、矢印）
を行う。このとき、上記パターン３Ａは、基板１上のイ
ンク通路の領域を十分に覆うもので、光を透過しない。
従って、パターン３Ａで覆われている領域のドライフィ
ルムフォトレジスト２は露光しない。又、このとき、基
板１裏面のインク吐出圧発生素子１０の設置予定位置と
上記パターン３Ａの位置合わせを、周知の手法で行って
おく必要がある。つまり、少なくとも後に形成されるイ
ンク膨大流路（インク加圧室）の基板を介した外側に、
上記素子１０が予定どうり配置すべく配慮される。又、
パターン３Ｂは微細パターンであり、パターン３Ａを囲
む様に位置している。

【００１４】そして、このパターン３Ｂは非常に微密な
ものであるため、このパターン３Ｂに従ってドライフィ
ルムフォトレジスト２は微密に露光されている。この微
細パターン３Ｂは格子状、点状、平行線状、またはその
組み合わせの曲線状等、様々に設定でき、微細であれば
特に限定されるものではない。

【００１５】以上のごとく露光を行なうと、パターン３
領域外のドライフィルムフォトレジスト２が重合反応を
起こして硬化し、溶剤不溶性になる。他方、露光されな
かった図中、斜線で塗られているドライフィルムフォト
レジスト２は硬化せず、溶剤可溶性のまま残る。

【００１６】露光操作を経た後、ドライフィルムフォト
レジスト２を揮発性有機溶剤、例えば、トリクロルエタ
ン、またはメチルエチルケトン中に浸積して、未重合
（未硬化）のドライフィルムフォトレジスト２を溶解除
去すると、図４のとおり、基板１上にその表面が粗面化
した硬化フォトレジスト膜２Ｈが形成される。

【００１７】表面粗度は、０．１から１０ミクロンが良
好で、後に重ね合わせるドライフィルムフォトレジスト
２とのアンカー効果を有効に実現させる凹凸である。硬
化フォトレジスト膜２Ｈの耐溶剤性を向上させる目的で
これを更に硬化させる。その方法としては、熱重合（摂
氏１３０度から１６０度で、１０分から６０分程度、加
熱）させるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を併
用するのが良い。

【００１８】なお、図５は図４におけるＹ、Ｙ’線切断
面に相当する断面図である。この時、図中にはないが、
予めインク通路の断面形状に合わせてポリプロピレン・
ポリエチレン・ポリエチレンテレフタレート等プラスチ
ック製フィルムを切り抜き、硬化フォトレジスト膜２Ｈ
の上に密着させておく。液状またはフィルム状のシリコ
ーン樹脂をインク通路の断面形状に合わせて、流し込む
または位置決めする。塗布量は流し込むシリコーン樹脂
量と粘度、または膜厚により調節し、１ミクロンから８
０ミクロンまでの厚さが耐インク性と吐出エネルギー伝
達効率から適切である。

【００１９】その硬化方法としては、前記感光性樹脂硬
化方法と連動させるか、もしくは単独で熱重合（摂氏１
３０度から１６０度で１０分から６０分程度、加熱）さ
せるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を併用する
のも良い。その後、前記プラスチック製フィルムを剥離
する。

【００２０】尚、図６は図４におけるＹ，Ｙ’線切断面
に上記シリコーン処理を施した断面図である。

【００２１】次に、図５の中間品の硬化フォトレジスト
膜２Ｈ面を清浄化すると共に乾燥させた後、この膜２Ｈ
の表面に従前の工程と同様、摂氏８０度から１０５度程
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２５ミクロンから１００ミクロン）を０．５から
０．４ｆ／分の速度、０．１ｋｇ／ｃｍ² 以下の加圧条
件下でラミネートする。

【００２２】この工程において大切なことは、ラミネー
トされるドライフィルムフォトレジスト４の一部が、硬
化フォトレジスト膜２Ｈに形成されたインク通路部にた
れ込まないようにすることである。そのため、従前の工
程で示したラミネート圧（１から３ｋｇ／ｃｍ² ）では
ドライフィルムフォトレジスト４のたれ込みが起こるの
で、ラミネート圧を０．１ｋｇ／ｃｍ² 以下に設定す
る。

【００２３】又、インク通路部にたれ込まないようにす
る別の方法としては、予め前記硬化フォトレジスト膜２
Ｈの厚さ分（１５から１００ミクロン）のクリアランス
を読み込み圧着する。そのことにより、ラミネート圧を
０．１ｋｇ／ｃｍ² 以下に調節することができる。

【００２４】このとき、ドライフィルムフォトレジスト
４は硬化フォトレジスト膜２Ｈ面に圧着して固定され、
以後、相当の外圧が加わった場合にも剥離することはな
い。続いて、図７に示す様に、新た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５Ｐを有する
フォトマスク５を重ね合わせた後、このフォトマスク５
の上部から露光（図中、矢印で示す）を行う。尚上記パ
ターン５Ｐは、後に、インク供給室、インク細通路及び
吐出口を構成する領域に相当しており、このパターン５
Ｐは光を透過しない。従って、パターン５Ｐで覆われて
いる領域のドライフィルムフォトレジスト４は露光され
ない。又、このとき、基板１上に後ほど設けられる不図
示のインク吐出圧発生素子１０の設置位置と上記パター
ン５Ｐの位置合わせを周知の手法で行っておく必要があ
る。つまり、少なくとも、後に形成されるインク拡張通
路の基板１外側に上記素子１０が位置すべく配慮すべき
である。

【００２５】以上のごとく、ドライフィルムフォトレジ
スト４を露光するとパターン５Ｐ領域外のドライフィル
ムフォトレジスト４が重合反応を起こして硬化し、溶剤
不溶性のまま残る。露光操作を経た後、ドライフィルム
フォトレジスト４を揮発性有機溶剤、例えば、トリクロ
ルエタン、またはメチルエチルケトン中に浸漬して、未
重合（未硬化）のフォトレジストを溶解除去すると、硬
化フォトレジスト膜４Ｈにはパターン５Ｐに従って図８
に示す凹部が形成される。

【００２６】その後、先のレジスト膜２Ｈ上に残された
硬化フォトレジスト膜４Ｈの耐溶剤性を向上させる目的
でこれを更に硬化させる。その方法としては、熱重合
（摂氏１３０度から１６０度）で１０分から６０分程
度、加熱させるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者
を併用するのが良い。

【００２７】図８には図示していないが、予めインク通
路の断面形状に合わせてポリプロピレン・ポリエチレン
・ポリエチレンテレフタレート等プラスチック製フィル
ムを切り抜き、硬化フォトレジスト膜４Ｈの上に密着さ
せる。液状またはフィルム状のシリコーン樹脂をインク
通路の断面形状に合わせて、流し込むまたは位置決めす
る。塗布量は流し込むシリコーン樹脂量と粘度、または
膜厚により調節し、１ミクロンから１００ミクロンの厚
さが耐インク性と吐出エネルギー伝達効率から適切であ
る。

【００２８】その硬化方法としては、前記感光性樹脂硬
化方法と連動させる。もしくは単独で熱重合（摂氏１３
０度から１６０度で１０分から６０分程度、加熱）させ
るか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を併用するの
も良い。その後、前記プラスチック製フィルムを剥離す
る。

【００２９】この様にして硬化フォトレジスト膜４Ｈに
形成された凹部のうち、６Ａは、インクジェットヘッド
完成品におけるインク加圧室６Ａに、又６Ｂはインク吐
出通路に相当するインク路である。

【００３０】尚、図８のインク路内に残された硬化フォ
トレジスト膜６Ａによる島６Ｃは、後に重ね置される不
図示の天井板のたれ込みを防止する支柱の役目を果たす
ものである。そして、これ等の形状や大きさは、インク
の流通を阻害しない限り、自由に規定することができ
る。硬化フォトレジスト膜４Ｈのインク通路壁面は、未
重合（未硬化）のフォトレジストを除去する際に粗面化
される。

【００３１】尚、図９は図８におけるＺ，Ｚ’線切断面
に相当する断面図である。

【００３２】更に、図１０のようにインク路が形成され
た硬化レジスト膜４Ｈ面に、インク路のインク加圧室を
構成するドライフィルムフォトレジスト８を更にラミネ
ーターで粘着する。従前の工程で示したラミネート圧
（１から３ｋｇ／ｃｍ² ）で、ドライフィルムフォトレ
ジスト８のたれ込み防止のため、ラミネート圧を０．１
ｋｇ／ｃｍ² 以下に設定するか、予め前記硬化フォトレ
ジスト膜４Ｈの厚さ分（１５から１００ミクロン）のク
リアランスを読み込み圧着する。そのことにより、ドラ
イフィルムフォトレジスト８は、硬化フォトレジスト膜
４Ｈ面に圧着して固定され、以後、相当の外圧が加わっ
た場合にも剥離することはない。

【００３３】図１１は図１０のＶ，Ｖ’断面図で、ドラ
イフィルムフォトレジスト８をフォトマスク３を使い露
光している図である。

【００３４】図１１に示したように、フォトマスク３を
重ね合わせ上部から露光（図中、矢印）を行い、ドライ
フィルムフォトレジスト８は、揮発性有機溶剤、例え
ば、トリクロルエタン、またはメチルエチルケトン中に
浸漬して、現像をする。

【００３５】その後、熱重合させるか、紫外線照射を行
なうかして、またこれ等両者を併用して硬化処理をす
る。図１２はその時の斜視図である。

【００３６】インク通路の断面形状に合わせたプラスチ
ック製フィルムを硬化フォトレジスト膜に密着させ、シ
リコーン樹脂をインク通路に流し込む。熱重合させる
か、紫外線照射を行なったその後、前記プラスチック製
フィルムを剥離する。

【００３７】尚、図１３は図１２におけるＵ，Ｕ’線切
断面に相当する断面図である。

【００３８】次に、別の基板１と前記硬化フォトレジス
トとをドライフィルムフォトレジスト９を挟んでラミネ
ートする。その時あらかじめインク加圧室に位置する部
分に、ドライフィルムフォトレジスト９の片面にシリコ
ーン樹脂フィルムを重ねラミネートする。そして、露光
後その状態のまま摂氏１５０度から２００度で１０分か
ら６０分程度加熱して熱重合させるか、紫外線照射を行
うか、これら両者を併用することにより硬化させる。

【００３９】以上の様にして、ドライフィルムフォトレ
ジスト９が硬化して、これと先の硬化膜８Ｈとの接合が
完了したの後、図１５に示すように、基板１の外側にピ
エゾ素子等のインク圧吐出発生素子（インク吐出エネル
ギー発生素子）１０を所望の個数配置する。なお、イン
ク吐出発生素子１０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。

【００４０】半導体工業で通常採用されているダイシン
グ法を採用し、インク吐出口１１を揃えるために切断す
る。そして切断面を研磨して平滑化し、インク供給口１
１を介して直接、インクタンクを接続させるか、あるい
はインク供給口１１に不図示のインクタンクを接続させ
るか、あるいは、インク供給口１１に不図示のインクタ
ンクと連結するためのインク供給管（不図示）を取り付
けてインクジェツトヘッドが完成する。

【００４１】以上の実施例では、フォトレジスト膜２Ｈ
が第１の感光性樹脂部材に、フォトレジスト膜４Ｈがパ
ターン状感光性樹脂部材に、フォトレジスト膜８Ｈが第
２の感光性樹脂部材にそれぞれ対応している。

【００４２】上述の実施例においては、溝作成用の感光
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、フォトレジスト２、４、８、９
としては液状の感光性組成物も利用することが出来る。

【００４３】そして基板上へのこの感光性組成物成膜方
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
物膜圧と同じ高さの壁を基板の周囲に置き、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から３００ＣＰＳが適当で
ある。また基板の周囲に置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。

【００４４】その他に液状の感光性樹脂を高速回転のス
ピンコーターで基板上に薄膜として塗布成形する事もで
きる他方固体の場合は、感光性組成物シートを基板上に
加熱圧着して粘着して成膜する方法がある。

【００４５】なお本発明においては、その取扱上および
厚さの制御が容易かつ正確に出来る点で、半固体のドラ
イフィルムタイプのものを利用する法が有利である。こ
のような半固体のものとしては、例えば、日本合成ゴム
社ＡＬＰＨＯシリーズ、日本合成化学社オザテック、三
菱レイヨン社ダイヤロン、日立化成社フォテック、旭化
成社サンフォート、デュポン社ＲＩＳＴＯＮ・バクレ
ル、東京応化社オーディル等の商品名で市販されている
感光性樹脂がある。

【００４６】液状では、太陽インキ社ＰＳＲシリーズ、
東京応化社ＰＭＲシリーズ、東レ社フォトニース等の商
品名で市販されている感光性樹脂がある。このほかに本
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物の多くのものが挙
げられる。

【００４７】本発明で使用できるシリコーン樹脂は、東
芝シリコーン社ＴＳＥシリーズ・ＹＥシリーズ・ＴＵＶ
シリーズ、信越シリコーン社ＫＥシリーズ等がある。

【００４８】これらの感光物としては、例えば、ジアゾ
レジン、ｐ−ジアゾキノン、さら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、オルソナフトキノンジアジドとボラツ
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（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、環化ゴムーアジド系フ
ォトレジスト、等が挙げられる。

【００４９】（実施例２）以下、実施例に基づき本発明
を詳細に説明する。図１から図２６に示した製作工程に
従って、本発明の実施例を説明する。

【００５０】図１に示すように、ガラス、セラミック、
プラスチック、あるいは金属等の適当な基板１表面を清
浄化するとともに乾燥させた後、図２に断面図で示すご
とく摂氏８０度から１０５度程度に加温された波長Ａに
感光するドライフィルムフォトレジスト２（膜厚、約１
５ミクロンから１００ミクロン）を０．５〜０．４ｆ／
分の速度、１から３ｋｇ／ｃｍ² の加圧条件下でラミネ
ートする。

【００５１】なお、図２は図１におけるＸ、Ｘ’線切断
面に相当する断面図である。この時、ドライフィルムフ
ォトレジスト２は基板面１Ａに圧着して固定され、以
後、相当外圧が加わった場合にも基板面１Ａから剥離す
ることはない。

【００５２】次に、図１６のように前記ドライフィルム
フォトレジスト２の表面に従前の工程と同様、摂氏８０
度から１０５度程度に加温された２波長（Ａ、Ｂ）に感
光するドライフィルムフォトレジスト４（膜厚、約２５
ミクロンから１００ミクロン）を０．５から０．４ｆ／
分の速度、０．１ｋｇ／ｃｍ² 以下の加圧条件下でラミ
ネートする。

【００５３】続いて、図１７に示す様に、基板面１Ａ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３Ａ，３Ｂを有するフォトマスク３を重ね合わせた
後、このフォトマスク３の上部から波長Ａで露光（図
中、矢印）を行う。このとき、上記パターン３Ａは、基
板１上のインク通路の領域を十分に覆うもので、光を透
過しない。従って、パターン３Ａで覆われている領域の
ドライフィルムフォトレジスト２、４は露光しない。

【００５４】そして、このパターン３Ｂは非常に微密な
ものであるため、このパターン３Ｂに従ってドライフィ
ルムフォトレジスト２は微密に露光されている。この微
細パターン３Ｂは格子状、点状、平行線状、またはその
組み合わせの曲線状等、様々に設定でき、微細であれば
特に限定されるものではない。

【００５５】さらに、図１８に示す様に、基板面１Ａ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５Ａ，５Ｂを有するフォトマスク５を重ね合わせた
後、このフォトマスク５の上部から波長Ｂで露光（図
中、矢印）を行う。このとき、上記パターン５Ａは、基
板１上のインク通路の領域を十分に覆うもので、光を透
過しない。従って、パターン５Ａで覆われている領域の
ドライフィルムフォトレジスト２、４は露光しない。

【００５６】以上のごとく露光を行なうと、パターン
３、５領域外のドライフィルムフォトレジスト２、４が
重合反応を起こして硬化し、溶剤不溶性になる。他方、
露光されなかった図中、斜線で塗られているドライフィ
ルムフォトレジスト２、４は硬化せず、溶剤可溶性のま
ま残る。

【００５７】露光操作を経た後、ドライフィルムフォト
レジスト２、４を揮発性有機溶剤、例えば、トリクロル
エタン、またはメチルエチルケトン中に浸積して、未重
合（未硬化）のドライフィルムフォトレジスト２、４を
溶解除去すると、斜視図である図１９のとおり、基板１
上にその表面が粗面化した硬化フォトレジスト膜４Ｈが
形成される。

【００５８】表面粗度は、０．１から１０ミクロンが良
好で、後に重ね合わせるドライフィルムフォトレジスト
６とのアンカー効果を有効に実現させる凹凸である。硬
化フォトレジスト膜４Ｈの耐溶剤性を向上させる目的で
これを更に硬化させる。その方法としては、熱重合（摂
氏１３０度から１６０度で、１０分から６０分程度、加
熱）させるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を併
用するのが良い。

【００５９】なお、図１９中にはないが、予めインク通
路の断面形状に合わせてポリプロピレン・ポリエチレン
・ポリエチレンテレフタレート等プラスチック製フィル
ムを切り抜き、硬化フォトレジスト膜２Ｈの上に密着さ
せておく。液状またはフィルム状のシリコーン樹脂をイ
ンク通路の断面形状に合わせて、流し込むまたは位置決
めする。塗布量は流し込むシリコーン樹脂量と粘度、ま
たは膜厚により調節し、１ミクロンから８０ミクロンま
での厚さが耐インク性と吐出エネルギー伝達効率から適
切である。

【００６０】その硬化方法としては、前記感光性樹脂硬
化方法と連動させるか、もしくは単独で熱重合（摂氏１
３０度から１６０度で１０分から６０分程度、加熱）さ
せるか、紫外線照射を行なうか、これ等両者を併用する
のも良い。その後、前記プラスチック製フィルムを剥離
する。

【００６１】尚、図２０は図１９におけるＷ，Ｗ’線切
断面に上記シリコーン処理を施した断面図である。図２
７には、波長Ａと、波長Ｂの違いを示す。

【００６２】以上のように、２波長以上の感光領域を持
つドライフィルムフォトレジスト４を使用することで、
実施例１との比較より解るとうり、 貼り合わせるドライフィルムフォトレジスト４の位
置決め精度が、ラミネーターの機械精度、ドライフィル
ムフォトレジスト４の剛性に因らず、半導体産業で使用
されているステッパーの精度になるため、格段の精度向
上が実現できる。 現像時に２層のドライフィルムフォトレジスト２、
４を同時に処理するため、２回目のラミネート時の加圧
・加熱処理による垂れこみの防止・圧力操作がいらず。
作業性・品質向上に有効な方法である。

【００６３】 未硬化のままのドライフィルムフォト
レジスト同士を貼り合わせるので、密着性が、硬化後貼
り合わせる場合より向上する。

【００６４】 とかく繰り返される位置きめ・露光・
現像工程が１回に簡略化でき、生産性の向上、品質の安
定化、歩留りの向上が示せた。

【００６５】この様にして硬化フォトレジスト膜４Ｈに
形成された凹部のうち、６Ａは、インクジェットヘッド
完成品におけるインク加圧室６Ａに、又６Ｂはインク吐
出通路に相当するインク路である。

【００６６】尚、図１９のインク路内に残された硬化フ
ォトレジスト膜６Ａによる島６Ｃは、後に重ね置される
不図示の天井板のたれ込みを防止する支柱の役目を果た
すものである。そして、これ等の形状や大きさは、イン
クの流通を阻害しない限り、自由に規定することができ
る。硬化フォトレジスト膜４Ｈのインク通路壁面は、未
重合（未硬化）のフォトレジストを除去する際に粗面化
される。

【００６７】更に、斜視図２１のようにインク路が形成
された硬化レジスト膜４Ｈ面に、インク路のインク加圧
室を構成するドライフィルムフォトレジスト８を更にラ
ミネーターで粘着する。従前の工程で示したラミネート
圧（１から３ｋｇ／ｃｍ ²）で、ドライフィルムフォト
レジスト８のたれ込み防止のため、ラミネート圧を０．
１ｋｇ／ｃｍ² 以下に設定するか、予め前記硬化フォト
レジスト膜４Ｈの厚さ分（１５から１００ミクロン）の
クリアランスを読み込み圧着する。そのことにより、ド
ライフィルムフォトレジスト８は、硬化フォトレジスト
膜４Ｈ面に圧着して固定され、以後、相当の外圧が加わ
った場合にも剥離することはない。

【００６８】図２２は図２１のＳ，Ｓ’断面図で、ドラ
イフィルムフォトレジスト８をフォトマスク３を使い露
光している図である。

【００６９】図２２に示したように、フォトマスク３を
重ね合わせ上部から露光（図中、矢印）を行い、ドライ
フィルムフォトレジスト８は、揮発性有機溶剤、例え
ば、トリクロルエタン、またはメチルエチルケトン中に
浸漬して、現像をする。

【００７０】その後、熱重合させるか、紫外線照射を行
なうかして、またこれ等両者を併用して硬化処理をす
る。図２３はその時の斜視図である。

【００７１】インク通路の断面形状に合わせたプラスチ
ック製フィルムを硬化フォトレジスト膜に密着させ、シ
リコーン樹脂をインク通路に流し込む。熱重合させる
か、紫外線照射を行なったその後、前記プラスチック製
フィルムを剥離する。

【００７２】尚、図２４は図２３におけるＰ，Ｐ’線切
断面に相当する断面図である。

【００７３】次に、別の基板１と前記硬化フォトレジス
トとをドライフィルムフォトレジスト９を挟んでラミネ
ートする。その時あらかじめインク加圧室に位置する部
分に、ドライフィルムフォトレジスト９の片面にシリコ
ーン樹脂フィルムを重ねラミネートする。そして、露光
後その状態のまま摂氏１５０度から２００度で１０分か
ら６０分程度加熱して熱重合させるか、紫外線照射を行
うか、これら両者を併用することにより硬化させる。

【００７４】以上の様にして、ドライフィルムフォトレ
ジスト９が硬化して、これと先の硬化膜８Ｈとの接合が
完了したの後、図２６に示すように、基板１の外側にピ
エゾ素子等のインク圧吐出発生素子（インク吐出エネル
ギー発生素子）１０を所望の個数配置する。なお、イン
ク吐出発生素子１０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。

【００７５】半導体工業で通常採用されているダイシン
グ法を採用し、インク吐出口１１を揃えるために切断す
る。そして切断面を研磨して平滑化し、インク供給口１
１を介して直接、インクタンクを接続させるか、あるい
はインク供給口１１に不図示のインクタンクを接続させ
るか、あるいは、インク供給口１１に不図示のインクタ
ンクと連結するためのインク供給管（不図示）を取り付
けてインクジェツトヘッドが完成する。

【００７６】以上の実施例では、フォトレジスト膜２Ｈ
が第１の感光性樹脂部材に、フォトレジスト膜４Ｈがパ
ターン状感光性樹脂部材に、フォトレジスト膜８Ｈが第
２の感光性樹脂部材にそれぞれ対応している。

【００７７】上述の実施例においては、溝作成用の感光
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、フォトレジスト２、４、８、９
としては液状の感光性組成物も利用することが出来る。

【００７８】そして基板上へのこの感光性組成物成膜方
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
物膜圧と同じ高さの壁を基板の周囲に置き、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から３００ＣＰＳが適当で
ある。また基板の周囲に置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。

【００７９】その他に液状の感光性樹脂を高速回転のス
ピンコーターで基板上に薄膜として塗布成形する事もで
きる他方固体の場合は、感光性組成物シートを基板上に
加熱圧着して粘着して成膜する方法がある。

【００８０】なお本発明においては、その取扱上および
厚さの制御が容易かつ正確に出来る点で、半固体のドラ
イフィルムタイプのものを利用する法が有利である。こ
のような半固体のものとしては、例えば、日本合成ゴム
社ＡＬＰＨＯシリーズ、日本合成化学社オザテック、三
菱レイヨン社ダイヤロン、日立化成社フォテック、旭化
成社サンフォート、デュポン社ＲＩＳＴＯＮ・バクレ
ル、東京応化社オーディル等の商品名で市販されている
感光性樹脂がある。

【００８１】液状では、太陽インキ社ＰＳＲシリーズ、
東京応化社ＰＭＲシリーズ、東レ社フォトニース等の商
品名で市販されている感光性樹脂がある。このほかに本
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物の多くのものが挙
げられる。

【００８２】本発明で使用できるシリコーン樹脂は、東
芝シリコーン社ＴＳＥシリーズ・ＹＥシリーズ・ＴＵＶ
シリーズ、信越シリコーン社ＫＥシリーズ等がある。

【００８３】これらの感光物としては、例えば、ジアゾ
レジン、ｐ−ジアゾキノン、さら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、オルソナフトキノンジアジドとボラツ
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（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、環化ゴムーアジド系フ
ォトレジスト、等が挙げられる。

【００８４】これらの感光物としては、例えば、ジアゾ
レジン、ｐ−ジアゾキノン、さら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、オルソナフトキノンジアジドとボラツ
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（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、環化ゴムーアジド系フ
ォトレジスト、等が挙げられる。

【００８５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の効果として
は、次の通り種々列挙する事が出来る。ａ．インク通路
内面の大部分が同一材料で形成されていてインクに対す
る濡れ性が同じになりさらにはインク通路壁面が微細粗
面化されているので、インクのリフィルが速く、安定化
されインク吐出特性の向上がはかれる。

【００８６】また、インクに接する部分に全面にシリコ
ーン樹脂をコーティングしたことのより、従来課題とな
っていたインクのフォトレジストへのしみこみによる長
期信頼性劣化問題が一挙に解決された。つまりインク種
を選ばない、永久使用可能なインクジットヘッドを提案
できた。

【００８７】特に本発明によれば、第一の感光性樹脂部
材とパターン状感光性樹脂部材との接合についても、第
二の感光性樹脂部材とパターン状感光性部材との接合に
ついても、感光性樹脂同士の接合であることにとどまら
ず、感光性を利用して形成された粗面を接合面として有
効に利用してなされているので、接合強度を格段に向上
させることが出来、ひいては高い強度を有するインクジ
ェットヘッドとする事が出来る。

【００８８】ｂ．ヘッド製造の主要工程が、いわゆる印
写技術による為、所望のパターンでヘッド細密部の形成
がきわめて簡単に行える。しかも、同構成のヘッドを多
数、同時に加工することが出来る。

【００８９】ｃ．連続且つ、大量生産が可能で、製作工
程数が比較的少ないので、生産性が良好である。

【００９０】ｄ．主要構成部材の位置合わせを容易にし
て確実になす事が出来、寸法精度の高いヘッドが歩留ま
り良く得られる。

【００９１】ｅ．高密度マルチアレイインクジェットヘ
ッドが簡略な方法で得られる。

【００９２】ｆ．エッチング液（フッ化水素酸等の強酸
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。

【００９３】ｇ．接着剤をほとんど使用する事がないの
で、接着剤が流動して溝が塞がれたり、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。

【００９４】ｈ．インクと感光性樹脂とが直接接触する
ことがないので、感光性樹脂のインクによる溶出を防
げ、吐出性能低下を起こさない。また、水性インクだけ
に限らず、油性インクにも適用できる。

【００９５】ｉ．インク吐出口とインク吐出圧発生素子
との間隔を決定し切断する際、インク吐出口を形成して
いる材質が単一であるから加工条件の設定が容易であ
る。また、インク吐出口が同一の材質で形成されている
ため、切断後切断面の平坦性を得ることが容易である。

【００９６】ｊ．上記実施例で明らかにしたとうり、イ
ンク吐出圧発生素子部位外感光性樹脂膜で覆われてイン
クとの接触が防止されているため（接液部が最小のた
め）インク吐出圧発生素子への電気信号入力用の電極の
腐食による断線等が防止でき、ヘッドの信頼性が向上す
る。

【００９７】ｋ．インクジェツトヘッドの細密な主要構
成部位の形成がフォトリソグラフィによって行われ、ま
たこのフォトリソグラフィの実施は一般に半導体産業で
使用されるクリーンルームで行われるためインクジェッ
トヘッドの組立途中でインク路内部にゴミが侵入するこ
とを最小限に抑えることが出来る。

【００９８】ｌ．本発明のインクジェツトヘッドの製造
方法によれば、インク通路を形成する際のラミネーター
圧力・速度・温度精度によらず、ミクロンオーダーの主
要構成部位の形状精度形がフォトリソグラフィによって
実現できた。したがつて、インク通路の寸法精度向上で
インク飛翔速度・インク粒子径が安定化し、印字品質が
格段に良くなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２】 本発明の製造工程の説明図である。

【図３】 本発明の製造工程の説明図である。

【図４】 本発明の製造工程の説明図である。

【図５】 本発明の製造工程の説明図である。

【図６】 本発明の製造工程の説明図である。

【図７】 本発明の製造工程の説明図である。

【図８】 本発明の製造工程の説明図である。

【図９】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１０】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１１】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１２】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１３】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１４】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１５】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１６】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１７】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１８】 本発明の製造工程の説明図である。

【図１９】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２０】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２１】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２２】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２３】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２４】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２５】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２６】 本発明の製造工程の説明図である。

【図２７】 本発明の製造工程の説明図である。

【符号の説明】

１ 基板 １Ａ 基板面 ２、４、８、９ ドライフィルムフォトレジ
スト ２Ｈ、４Ｈ、８Ｈ 硬化ドライフィルムフォト
レジスト膜 ３、５ フォトマスク ３Ａ、３Ｂ、５Ｐ フォトマスクのパターン ６Ａ インク加圧室（インク通路
拡大部） ６Ｂ インク路 ６Ｃ ドライフィルムの島 ７ シリコーン樹脂 １０ インク吐出圧発生素子 １１ インク吐出口 Ａ、Ｂ 波長Ａ、Ｂの露光光

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性を利用して形成された粗面を有す
   る第１の感光性樹脂部材と、感光性を利用して形成され
   た粗面を有する第２の感光性樹脂部材とが、前記第１の
   感光性樹脂部材および前記第２の感光性樹脂部材のそれ
   ぞれの前記粗面が内側になるように、インクを吐出する
   吐出口に連絡するインクの通路を形成するためのパター
   ン状感光性樹脂部材を介して接合されて、前記インクの
   通路が形成されているインクジェットヘッドにおいて、
   前記第１の感光性樹脂部材のインク接触部にシリコーン
   樹脂を塗布硬化し、前記第２の感光性樹脂部材のインク
   接触部にシリコーン樹脂を塗布硬化し、前記第２のパタ
   ーン状の感光性樹脂部材のインク通路部にシリコーン樹
   脂を塗布し、積層接合してインクの通路を形成したこと
   を特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記インクの通路を形成する感光性樹脂
   を支持する基板の外側に、かつインク通路の拡大部（以
   後、インク加圧室という）の位置に、インクを吐出する
   ために使用されるエネルギーを発生するエネルギー発生
   素子が設けられている請求項１記載のインクジェットヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 前記エネルギー発生素子が圧電素子であ
   る請求項１記載のインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 前記パターン状感光性樹脂部材の、前記
   インクの通路を形成する面が粗面化されている請求項１
   記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 感光性を利用して形成された粗面を有す
   る基板上の第１の感光性樹脂部材と、前記粗面の上に積
   層後、インクを吐出する吐出口に連絡するインクの通路
   を形成するための感光性を利用して形成された粗面を有
   するパターン状の第２の感光性樹脂部材と、前記粗面の
   上に積層後、感光性を利用して形成された粗面を有する
   第３の感光性樹脂部材と、前記粗面の上に、第４の感光
   性樹脂部材を介して、他の基板を同時に積層し、インク
   の通路が形成されるインクジェットヘッドにおいて、前
   記パターン状の第２の感光性樹脂部材を積層する前に、
   前記第１の感光性樹脂部材のインク接触部にシリコーン
   樹脂を塗布し、前記第３の感光性樹脂部材を積層する前
   に、前記第２のパターン状の感光性樹脂部材のインク通
   路部にシリコーン樹脂を塗布し、前記第４の感光性樹脂
   部材を積層する前に、前記第３の感光性樹脂部材のイン
   ク接触部にシリコーン樹脂を塗布し、インクの通路を形
   成したことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記感光性樹脂部材の感光領域が電子線
   から赤外線までの波長で、２波長以上の感光領域を持つ
   請求項１記載のインクジェットヘッド。