JPH06312509A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドの製造方法および前記インクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ノズルパターンの固体層が設けられた基体上
に、活性エネルギー線硬化型の液流路形成材料を被覆
し、更に活性エネルギー線を透過する蓋板を該材料を介
して基板に接合し、活性エネルギー線を照射して前記液
流路形成材料を硬化させた後、前記固体層を除去する工
程及び吐出エネルギー発生素子形成工程を包含する液体
噴射記録ヘッドの製造方法において、吐出エネルギー発
生素子よりインク流路上流部のフィルター形成予定部位
の固体層に微細な亀裂を生じせしめた後にノズル形成材
料を硬化させ、３次元網目状のフィルターを形成する。 【効果】 ３次元的なフィルターが得られることによ
り、糸状のゴミが捕捉でき、更に他のゴミの捕捉効果が
増大し、液体抵抗が減少することにより高速記録が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式に用いる記録液小滴を発生するためのインクジェット
記録ヘッド、その製造方法及び前記インクジェット記録
ヘッドを備えた記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に類似したインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法としては、特開昭６１−１５４９４７
号、同６２−２５３４５７号公報に提案されているよう
なインクジェット記録ヘッドの製造方法がある。以下、
このインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を図面
を参照して概説する。

【０００３】まず、図１０に示すように、基板１上にポ
ジ型ドライフィルム等を積層し、パターニングすること
によってノズル形成予定部位上に固体層３を形成する。
次に、その上に該固体層を覆うノズル形成材料である活
性エネルギー線硬化材料層７（図１１）と液室形成部材
（蓋板４）を順次積層した（図１２）後に活性エネルギ
ー線９を照射して、活性エネルギー線硬化材料を硬化せ
しめる（図１３）。そして最後に、図１４に示すよう
に、アルカリ水溶液等で固体層３のみを洗い流して除去
し、ヘッドを形成する。

【０００４】図１５に、以上の工程を経て得られるイン
クジェット記録ヘッドの模式的斜視図を示す。同図に示
されるインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する
ための液体吐出エネルギー発生素子２が微細なノズル１
１の各々に設けられており、液滴は液体吐出エネルギー
発生素子２の作用により吐出口１３より吐出される。ま
た、インク供給を説明すると、不図示のインクタンクよ
りチューブ等のインク供給部材により運ばれたインク
は、液室形成部材４の供給口６より共通液室１２に達す
る。更に共通液流路１５からノズル１１に達して吐出さ
れる。ここで、液室１２は複数のノズルが設けられたヘ
ッド、特に記録幅に対応したノズルが設けられたフルマ
ルチタイプのヘッドには必要であり、供給口６から各ノ
ズルまでの液路抵抗の差を小さくし、吐出のばらつきを
問題ない程度まで小さくする働きがある。一方、共通液
通路１５は特に必要ではない。

【０００５】上記の従来のインクジェット記録ヘッドで
は、ヘッド中にフィルターを有していないために多くの
問題を生じている。

【０００６】特にインク中に不純物粒子等のゴミが存在
している場合に、そのゴミが液流路に入り込みインクの
正常な供給を阻害したり、また、最悪の場合には吐出口
を詰まらせることになり、それによってインクの吐出方
向がヨレたり、またムラ（吐出量が変化する）を生じた
り、場合によっては、完全に吐出口を詰まらせてインク
の不吐出を生じさせる等の重大な問題を引き起こすこと
になる。

【０００７】上記諸点の問題を解決するために、従来か
ら知られている方法でフィルターやヨレ防止の機能を付
与しようとすると、プロセスが複雑になったり、部品点
数が多くなり、結果としてコストが大幅に増大する。ま
た、このプロセスの複雑化や部品点数の増加がかえって
ゴミの発生につながるなどの問題があった。

【０００８】これに対し、特願平３−２８６６５４号に
は、固体層の共通液路部にパターニングによってフィル
ターを形成する方法が提案されているが、フィルター部
の流路壁の最小幅はパターニング可能な幅となり、それ
に伴い開口部が狭くなるために液体抵抗が大きくなり、
吐出周波数がフィルターのない場合と比べて低くなって
しまうことが確認されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決する新しいインクジェット記録ヘッドの製造方
法、及び該製造方法により製造されるインクジェット記
録ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ノズルパ
ターンの固体層が設けられた基板上に活性エネルギー線
硬化型のノズル形成部材を被覆し、活性エネルギー線を
透過する蓋板を前記ノズル形成部材を介して基板に接合
後、活性エネルギー線を照射して、前記ノズル形成部材
を硬化させ、しかる後に、ノズルパターンの固体層を除
去することによりノズルを形成する工程、及び吐出エネ
ルギー発生素子形成工程を包含するインクジェット記録
ヘッドの製造方法において、吐出エネルギー発生素子よ
りノズルのインク流路上流部の前記固体層に亀裂を生じ
せしめた後に前記ノズル形成部材を硬化させることを特
徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

【００１１】本発明によれば、固体層に亀裂を生じせし
めた後にノズル形成部材（特に液状であることが望まし
い）が硬化されるために、この亀裂にノズル形成部材が
入り込み、液流路上に微細な３次元構造のフィルターを
形成することができる。

【００１２】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。

【００１３】図１乃至図７は、本発明の基本的な態様を
説明するための模式図であり、図１乃至図７のそれぞれ
には、本発明の方法に係わるインクジェット記録ヘッド
の構成とその作製手順の一例が示されている。尚、本例
においては、２つの吐出口（以下、オリフィス）を有す
るインクジェット記録ヘッドが示されているが、勿論こ
れ以上のオリフィスを有する高密度マルチアレイインク
ジェット記録ヘッドの場合、あるいは１つのオリフィス
を有するインクジェット記録ヘッドの場合でも同様であ
ることは言うまでもない。

【００１４】本発明においては、ガラス、セラミック
ス、プラスチックあるいは金属等からな基板が用いられ
る。図１は固体層形成前の基板の一例の模式的斜視図で
ある。

【００１５】このような基板１は、液流路および液室構
成材料の一部として機能し、また後述する固体層および
硬化性材料積層時の支持体として機能させるものであ
る。後述する実施例のように液室を設ける場合、活性エ
ネルギー線照射の工程を基板１側から行う場合には、基
板１は活性エネルギー線透過性であることが必要である
が、その他の場合には、その形状、材質等、特に限定さ
れることなく使用することができる。上記基板１上に
は、電気熱変換体あるいは圧電素子等の液体吐出エネル
ギー発生素子２が所望の個数配設される（図１において
は２個）。このような液体吐出エネルギー発生素子２に
よって記録液小滴を吐出させるための吐出エネルギーが
記録液に与えられ、記録が行われる。因みに、例えば、
上記液体吐出エネルギー発生素子２として電気熱変換体
が用いられた時には、この素子が、近傍の記録液を加熱
することにより、吐出エネルギーを発生する。また、例
えば、液体吐出エネルギー発生素子２として圧電素子が
用いられる時は、この素子の機械的振動によって、吐出
エネルギーが発生される。

【００１６】尚、これらの素子２には、これらの素子を
動作させるための制御信号入力用電極（不図示）が接続
されている。また、一般にはこれらの液体吐出エネルギ
ー発生素子の耐用性の向上等を目的として、保護層等の
各種機能層が設けられるが、もちろん、本発明において
もこのような機能層を設けることは一向に差し支えな
い。

【００１７】次いで、上記液体吐出エネルギー発生素子
２を含む第１の基板１上の液流路形成部位及びそれと連
絡する液室形成部位に、例えば図２（Ａ）に示されるよ
うな固体層３を積層した後、吐出エネルギー発生素子２
より上流側（液室側）に微細な亀裂１００を生じせしめ
る。特に好ましくは、ノズル１１と共通液室１２の間の
共通液流路部１５に設けられる。但し、共通液室部に対
応する位置の固体層に亀裂が生じても後工程からも明ら
かなように支障はない。

【００１８】尚、本発明においては液流路及び液室形成
部位の双方に固体層を設けることは必ずしも必要ではな
く、固体層は少なくとも液流路形成部位に設ければ良
い。また、説明が前後するが、図２（Ｂ）に蓋板の一例
を示す。本例では、蓋板４は、液室形成予定部位に凹部
５及び２個の液供給口６を有したものとして構成されて
いる。尚、本発明では必ずしもこのような液室形成予定
部位に凹部５を設ける必要なない。

【００１９】以後図３乃至図６のそれぞれにおいて、
（Ａ）は図２のＡ−Ａ’線で、（Ｂ）はＢ−Ｂ’線で、
（Ｃ）はＣ−Ｃ’線で切断した基板及び蓋板の模式的断
面図を示すものとする。

【００２０】上記固体層３は、後述する各工程を経た後
に除去され、該除去部分に液流路、液室及びフィルター
が構成される。もちろん、液流路、液室、フィルターの
形状は所望のものとすることが可能であり、固体層３も
該液流路、液室及びフィルターの形状に応じたものとす
ることができる。因に、本例では、２つの液体吐出エネ
ルギー発生素子に対応して設けられる２つのオリフィス
のそれぞれから記録液小滴を吐出させることが可能なよ
うに、液流路は２つに分岐され、液室は該液流路の夫々
に記録液を供給し得るようにこれらと連通したものとさ
れている。

【００２１】このような固体層３を構成するに際して用
いられる材料及び手段としては、例えば、下記に列挙す
るようなものが具体的なものとして挙げられる。

【００２２】感光性ドライフィルムを用い、所謂ドラ
イフィルムの画像形成プロセスに従って固体層３を形成
する。

【００２３】第１の基板１上に所望の厚さの溶剤可溶
性ポリマー層およびフォトレジスト層を順に積層し、該
フォトレジスト層のパターン形成後、溶剤可溶性ポリマ
ー層を選択的に除去する。

【００２４】樹脂を印刷する。

【００２５】に挙げた感光性ドライフィルムとして
は、ポジ型のものもネガ型のものも用いることができる
が、例えばポジ型ドライフィルムであれば、活性エネル
ギー線照射によって、現像液に可溶化するポジ型ドライ
フィルム、またネガ型ドライフィルムであれば、光重合
型であるが塩化メチレンあるいは強アルカリで溶解ある
いは剥離除去し得るネガ型ドライフィルムが適してい
る。

【００２６】ポジ型ドライフィルムとしては、具体的に
は、例えば「OZATEC R225」〔商品名、ヘキストジャパ
ン（株）〕等、またネガ型ドライフィルムとしては、
「OZATEC Tシリーズ」〔商品名、ヘキストジャパン
（株）〕、「PHOTEC PHTシリーズ」〔商品名、日立化成
工業（株）〕、「RISTON」〔商品名、デュ・ポン・ド・
ネモアース・Ｃｏ．〕等が用いられる。

【００２７】もちろん、これらの市販材料のみならず、
ポジティブに作用する樹脂組成物、例えばナフトキノン
ジアド誘導体とノボラック型フェノール樹脂を主体とす
る樹脂組成物、及びネガティブに作用する樹脂組成物、
例えばアクリルエステルを反応基とするアクリルオリゴ
マーと熱可塑性高分子化合物および増感剤を主体とする
組成物、あるいはポリチオールとポリエン化合物および
増感剤とからなる組成物等が同様に用いることができ
る。

【００２８】に挙げた溶剤可溶性ポリマーとしては、
それを溶解する溶剤が存在し、コーティングによって被
膜形成し得る高分子化合物であればいずれでも用い得
る。ここで用い得るフォトレジスト層としては、典型的
にはノボラック型フェノール樹脂とナフトキノンジアジ
ドから成るポジ型液状フォトレジスト、ポリビニルシン
ナメートから成るネガ型液状フォトレジスト、環化ゴム
とビスアジドから成るネガ型液状フォトレジスト、ネガ
型感光性ドライフィルム、熱硬化型および紫外線硬化型
のインキ等が挙げられる。

【００２９】に挙げた印刷法によって固体層３を形成
する材料としては、例えば蒸発乾燥型、熱硬化型あるい
は紫外線硬化型等のそれぞれの乾燥方式で用いられてい
る平板インキ、スクリーンインキならびに転写型の樹脂
等が用いられる。

【００３０】以上に挙げた材料群の中で、加工精度や除
去の容易性あるいは作業性等の面から見て、の感光性
ドライフィルムを用いる手段が好ましく、その中でもポ
ジ型ドライフィルムを用いるのが特に好ましい。すなわ
ち、ポジ型感光性材料は、例えば解像度がネガ型の感光
性材料よりも優れている、レリーフパターンが垂直かつ
平滑な側壁面を持つ、あるいはテーパ型ないし逆テーパ
型の断面形状が容易につくれるという特長を持ち、液流
路を形づくる上で最適である。また、レリーフパターン
を現像液や有機溶剤で溶解除去できる等の特長も有して
おり、本発明における固体層形成材料として好ましいも
のである。特に、例えば先に挙げたナフトキノンジアジ
ドとノボラック型フェノール樹脂を用いたポジ型感光性
材料では、弱アルカリ水溶液あるいはアルコールで完全
溶解できるので、エネルギー発生素子に損傷を何ら与え
ることがなく、かつ後工程での除去もきわめて速やかで
ある。このようなポジ型感光性材料の中でも、ドライフ
ィルム状のものは、１０〜１００μｍの厚膜のものが得
られる点で、最も好ましい材料である。

【００３１】上記固体層３が形成された基板１には、図
３の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示されるように、固
体層３を覆うように、活性エネルギー線硬化性材料７が
積層される。

【００３２】活性エネルギー線硬化性材料としては、固
体層３を覆設し得るものであれば好適に使用することが
できるが、該材料は、液流路、液室および固体層の亀裂
に入り込みフィルターを形成してインクジェット記録ヘ
ッドとしての構造材料と成るものであるので、基板との
接着性、機械的強度、寸法安定性、耐蝕性の面で優れ、
低粘度の液状のものを選択し用いることが好ましい。そ
のような材料を具体的に示せば、紫外線硬化および電子
ビーム硬化などの活性エネルギー線硬化性材料が適して
おり、中でもエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ジグリコー
ルジアルキルカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹
脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等が用いられる。特に、
光によってカチオン重合を開始することのできるエポキ
シ樹脂、光によってラジカル重合できるアクリルエステ
ル基を持ったアクリルオリゴマー類、ポリチオールとポ
リエンを用いた光付加重合型樹脂、不飽和シクロアセタ
ール樹脂等は、重合速度が大きく、重合体の物性も優れ
ており、構造部材として適している。

【００３３】活性エネルギー線硬化性材料７の積層方法
としては、例えば基板形状に即したノズルを用いた吐出
器具、アプリケータ、カーテンコータ、ロールコータ、
スプレコータ、スピンコータ等の手段で積層する方法が
具体的なものとして挙げられる。尚、固体層の微細な亀
裂に液状の硬化性材料を注入させるために、該材料の被
覆を行った後、脱気を行うのが好ましい。更に有効な方
法として、特願平２−１２６９２号に示されているよう
に前記活性エネルギー線硬化性材料の被覆から蓋板４の
積層までを減圧雰囲気中で行う方法が挙げられる。

【００３４】次に、図４の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）
に示すように、基板１の活性エネルギー線硬化性材料７
上に蓋板４を積層する。尚、蓋板４は本発明に必ずしも
必要な物ではない。この際、蓋板４には、所望の液室容
積を得るための凹部５を必要に応じて液室形成部位に設
けてもよい。もちろん蓋板４も基板１と同様に、ガラ
ス、プラスチック、感光性樹脂、金属、セラミックス等
の所望の材質のものを用いることができるが、後述する
活性エネルギー線照射の工程を蓋板４側から行なう場合
は、活性エネルギー線透過性であることが必要である。
また、蓋板４には、記録液供給用の供給口６が予め設け
られていてもよい。

【００３５】上記においては特に示さなかったが、活性
エネルギー線硬化性材料層７の積層は、蓋板４を固体層
３に積層した後に行なってもよい。この場合の積層方法
としては、蓋板４を基板１と圧着した後、内部を減圧に
し、その後、活性エネルギー線硬化性材料７を注入する
等の方法が好ましく用いられる。また、蓋板４を積層す
るに際しては、活性エネルギー線硬化性材料７を所要の
厚さにするべく、例えば基板１と蓋板４間にスペーサー
を設けたり、蓋板４の端部に凸部を設ける等の工夫をし
てもよい。

【００３６】こうして基板１、固体層３、活性エネルギ
ー線硬化性材料７および蓋板４が順次積層された積層体
を得た後、図５の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すよ
うに、液室形成予定部位に対して、それを活性エネルギ
ー線９から遮蔽するように、活性エネルギー線透過性の
基板側（本実施例では蓋板４）にマスク８を積層し、マ
スク８の上方から活性エネルギー線９を照射する（図中
に示したマスク８の黒塗りの部分が活性エネルギー線を
透過しない部分であり、黒塗り部以外が活性エネルギー
線を透過する部分である）。この活性エネルギー線９の
照射により、該照射部分の活性エネルギー線硬化性材料
（図４参照）が硬化して硬化樹脂層１０が形成されると
ともに、該硬化によって基板１と蓋板４の接合も行なわ
れる。活性エネルギー線９が照射されない活性エネルギ
ー線硬化性材料７は未硬化のままである。

【００３７】活性エネルギー線９としては、紫外線、電
子線、可視光線等が利用できるが、基板を透過させての
露光であるので紫外線、可視光線が好ましく、また重合
速度の面から紫外線が最も適している。紫外線の線源と
しては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、
キセノンランプ、メタルハライドランプ、カーボンアー
ク等のエネルギー密度の高い光源が好ましく用いられ
る。光源からの光線は、平行性が高く、熱の発生が少な
いもの程精度の良い加工が行なえるが、印刷製版ないし
プリント配線板加工あるいは光硬化型塗料の硬化に一般
に用いられている紫外線光源であれば概ね利用可能であ
る。

【００３８】活性エネルギー線９に対するマスク８とし
ては、特に紫外線もしくは可視光線を用いる場合、メタ
ルマスク、銀塩のエマルジョンマスク、ジアゾマスク等
が挙つける等の方法でもかまわない。

【００３９】次いで、例えばオリフィス端面が露出して
いない場合等、必要に応じてダイヤモンドブレードを用
いたダイシングソー等によって、活性エネルギー線９の
照射による硬化を終了した積層体を所要の位置で切断
し、オリフィス端面を露出させる。しかし、このような
切断の操作は、本発明の実施のために必ずしも必要では
なく、例えば液状の硬化性材料を用い、該材料を積層す
る際に型を使用し、オリフィス先端部が閉じて覆われて
しまうことがなく、且つオリフィス端面が平滑に成型さ
れるようにした場合等には、切断は不要である。

【００４０】次いで、活性エネルギー線照射を終了した
上記積層体から、固体層３および未硬化の活性エネルギ
ー線硬化性材料７を図６の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）
に示すように除去して、液流路１１、液室１２、フィル
ター１４をを形成する。

【００４１】固体層３および未硬化の活性エネルギー線
硬化性材料７（図５参照）の除去手段としては特に限定
されるものではないが、具体的には、例えば固体層３と
未硬化の活性エネルギー線硬化性材料７とを溶解または
膨潤あるいは剥離する液体に浸漬して除去する等の方法
が好ましいものとして挙げられる。この際、必要に応じ
て超音波処理、スプレー、加熱、攪枠、振とう、加圧循
環、その他の除去促進手段を用いることも可能である。

【００４２】上記除去手段に対して用いられる液体とし
ては、例えば含ハロゲン炭化水素、ケトン、エステル、
芳香族炭化水素、エーテル、アルコール、Ｎ−メチルピ
ロリドン、ジメチルホルムアミド、フェノール、水、酸
あるいはアルカリを含む水、等が挙げられる。これら液
体には、必要に応じて界面活性剤を加えても良い。ま
た、固体層３としてポジ型ドライフィルムを用いる場合
には、除去を容易にするために固体層３に改めて紫外線
照射を施すのが好ましく、その他の材料を用いた場合
は、４０〜６０℃に液体を加温するのが好ましい。

【００４３】図６の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）には、
上記のような固体層３および未硬化の活性エネルギー線
硬化性材料７の除去を行なった後の状態が示されている
が、本例の場合、固体層３および未硬化の活性エネルギ
ー線硬化性材料７は、これを溶解する液体中に浸漬さ
れ、記録ヘッドのオリフィスと液供給口６を通して溶解
除去されている。

【００４４】図７には、以上の各工程を経て得られたイ
ンクジェット記録ヘッドの模式的分解斜視図が示されて
いる。尚、以上の各工程を終了した後、液体吐出エネル
ギー発生素子２とオリフィス１３との間隔を最適化する
ために、必要に応じてオリフィス先端の切断、研摩、平
滑化を行なってもよい。

【００４５】本発明において、固体層３のフィルター形
成部位に亀裂を生じせしめる方法としては、固体層上に
活性エネルギー線硬化性材料を積層する際に、活性エネ
ルギー線硬化性材料にあらかじめフィラーを混入させて
おき、固体層のフィルター形成部位に対して硬化性材料
を加圧することにより、フィラーを固体層に食い込ませ
ることによって、亀裂を生じせしめる方法や、固体層の
フィルター形成部位に対してブラスト処理等を施して亀
裂を生じせしめ、その後活性エネルギー線硬化性材料の
積層を行うなどの方法が挙げられるが、本発明ではこれ
らの方法に限定される事無く、固体層のフィルター形成
部位に対して亀裂を生じせしめることができればいずれ
の方法によっても良い。

【００４６】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもの熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し記録
を行うインクジェット記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。

【００４７】本発明によって製造できる記録ヘッドの代
表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４，
７２３，１２９号明細書、同４，７４０，７９６号明細
書に開示されており、本発明はこれらの基本的な原理を
用いて行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマ
ンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であ
る。

【００４８】特にオンデマンド型の場合には、液体（イ
ンク）が保持されているシートや液路に対応して配置さ
れている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸
騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆
動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネ
ルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰さ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一に対応し、液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口（吐出口）を介して
液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形
成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切
に気泡の成長、収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４，４
６３，３５９号明細書、同４，３４５，２６２号明細書
に記載されているようなものが適している。なお、上記
熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４，３
１３，１２４号明細書に記載されている条件を採用する
と、更に優れた記録を行なうことができる。

【００４９】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４，５５８，３３３号明細書、同４，
４５９，６００号明細書に記載の構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成の記録ヘッドに対しても本発明は有効である。

【００５０】更に、本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に
対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドが
ある。このフルラインタイプの記録ヘッドは、上述した
明細書に開示されているような記録ヘッドを複数組み合
わせることにフルライン構成にしたものや、一体的に形
成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも良
い。

【００５１】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドの場合にも本発明は有効である。

【００５２】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手
段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれ
とは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モー
ドを行なう手段を付加することも安定した記録を行なう
ために有効である。

【００５３】更に記録装置の記録モードとしては、黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
良いが、異なる色の複色カラーまたは、混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置に使用できる記録
ヘッドにも本発明はきわめて有効である。

【００５４】以上の説明においては、インクを液体とし
て説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクで
あって、室温で軟化もしくは液体となるもの、あるいは
インクジェットにおいて一般的に行なわれている温度調
整の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範囲で
軟化もしくは液体となるものでも良い。すなわち、使用
記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良
い。

【００５５】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するか、または、インクの蒸発防止を目的として放
置状態で固化するインクを用いることもできる。いずれ
にしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によって
インクが液化してインク液状として吐出するものや記録
媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
有するインクの使用も本発明には適用可能である。

【００５６】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、多孔質シートの凹部又は貫通孔に液状
又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
向するような形態としても良い。

【００５７】本発明において、上述した各インクに対し
て最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するも
のである。

【００５８】図１６は、本発明により得られた記録ヘッ
ドをインクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）とし
て装着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例
を示す外観斜視図である。

【００５９】同図において、２０はプラテン２４上に送
紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行
うノズル群を備えたＩＪＣである。１６はＩＪＣ２０を
保持するキャリッジ（ＨＣ）であり、駆動モータ１７の
駆動力を伝達する駆動ベルト１８の一部と連結し、互い
に平行に配設された２本のガイドシャフト１９Ａ及び１
９Ｂと摺動可能とすることによりＩＪＣ２０の記録紙の
全幅にわたる往復移動が可能となる。

【００６０】２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ２０
の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する
位置に配設される。伝動機構２３を介したモータ２２の
駆動力によって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、Ｉ
ＪＣ２０のキャッピングを行う。このヘッド回復装置２
６のキャップ部２６ＡによるＩＪＣ２０へのキャッピン
グに関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた適宜の
吸引手段によるインク吸引もしくはＩＪＣ２０へのイン
ク供給経路に設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を
行い、インクを吐出口より強制的に排出させることによ
りノズル内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を
行う。また、記録終了時等にキャッピングを施すことに
よりＩＪＣ２０が保護される。

【００６１】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３０はブレード保持部材３０
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２及び伝動機構２３によって動作し、
ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これによ
り、ＩＪＣ２０の記録動作における適切なタイミング
で、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理
後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突出さ
せ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴ってＩＪＣ２０の吐出面
における結露、濡れあるいは塵埃等をふき取るものであ
る。

【００６２】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００６３】実施例１ 図１乃至図６に示した作製手順に準じて、図７の構成の
インクジェット記録ヘッドを作製した。

【００６４】まず、液体吐出エネルギー発生素子２とし
て、電気熱変換体（材質ＨｆＢ₂）を、基板１としての
ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上に形成した後、該基板
上にポジ型ドライフィルム（「ＯＺＡＴＥＣ Ｒ２２
５」、ヘキストジャパン（株）製）からなる厚さ５０μ
ｍの感光層をラミネーションにより形成した。この感光
層に図２（Ａ）に相当するパターンのマスクを重ね、液
流路、液室及びフィルター形成予定部位を除く部分に７
０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線照射を行った。

【００６５】次に５％のメタケイ酸ナトリウム水溶液に
てスプレー現像を行い、上記電気熱変換体を含む基板上
の液流路及び液室形成予定部分に厚さ約５０μｍのレリ
ーフの固体層３を形成した。

【００６６】該固体層が形成されている基板のそれぞれ
に、液状の下記組成 エポキシ樹脂：日本ユニオンカーバイト（株）製、Ｃｙ
ｒａｃｕｒｅ ＵＶＲ−６１１０（商品名）４０部、Ｃ
ｙｒａｃｕｒｅ ＵＶＲ−６２００（商品名）２０部、
Ｃｙｒａｃｕｒｅ ＵＶＲ−６３５１（商品名）４０部
よりなるエポキシ樹脂組成物にフィラー（大きさ１００
μｍ以下、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を２０％加え、エ
ポキシ樹脂の硬化触媒としてトリフェニルホニウムヘキ
サフルオロアンチモネート（下記構造式）

【００６７】

【化１】 からなる活性エネルギー線硬化性材料を積層した。操作
手順は以下のようにして行った。

【００６８】上記活性エネルギー線硬化性材料としてエ
ポキシ樹脂組成物を触媒と混合し、フィラーとしての二
酸化チタンを所定量加えて攪拌した。その後、この活性
エネルギー線硬化性材料を脱泡し、この脱泡した物を前
記固体層が積層されている基板１に、真空度０．１Ｔｏ
ｒｒ程度の減圧雰囲気中でディスペンサーを用いて塗布
した。この時の塗布厚さは１００μｍ以下であればよ
く、厳しくはない。

【００６９】次に固体層に微細な亀裂を生じせしめる。
まず図８（Ａ）に示すように、上記減圧雰囲気中でフィ
ルター形成予定部位の固体層に対応した加圧部材３００
により加圧を行う。このとき、加圧部材３００と固体層
３の間にあるフィラーは固体層に食い込み、微細な亀裂
を生じせしめる。そして、ノズル部以外の部分にスペー
サーが設けられた蓋板４を接合した後、大気圧に戻すこ
とにより亀裂の中にまで活性エネルギー線硬化性材料が
注入される。続いて、基板１と蓋板４との位置合わせを
行い、積層体を得た。

【００７０】次に、この積層体の蓋板４の上面にフィル
ムマスク８を密着させ、液室形成予定部位に対して活性
エネルギー線を遮蔽して、上方から超高圧水銀灯「ユニ
アーク」（ウシオ電機（株）製）による照射を行った。
この時の３６５ｎｍ付近の光の積算強度は、１０００ｍ
Ｗ／ｃｍ²であった。次いでフィルムマスク８を取り外
し、電気熱変換体がオリフィス先端から０．１ｍｍの位
置となるように切断し、オリフィス端面を形成した。

【００７１】オリフィス端面を露出させた積層体をエタ
ノール中に浸漬し、液室中にエタノールを充填し、かつ
オリフィス端面をエタノールに接触させた状態で超音波
洗浄槽中にて３分間固体層の溶解除去操作を行った。溶
解除去が終了した後、５％のＮａＯＨ水溶液及び純水で
洗浄を行った。洗浄後、これらの積層体を乾燥させ、高
圧水銀灯を用いて１０ｍＪ／ｃｍ²の後露光を行い活性
エネルギー線硬化性材料を完全に硬化させた。

【００７２】このようにして作製されたインクジェット
記録ヘッドの液流路中には、いずれの場合も固体層の残
渣が全く存在しなかった。また、このようにして作製さ
れたフィルターは３次元の網状に形成されており、その
ほとんどが５μｍ以下の糸状であった。このようにして
作製されたフィルターにより、液体抵抗が低く、かつ、
ゴミの補足効果が大であるインクジェット記録ヘッドを
得ることができた。

【００７３】実施例２ 実施例１において、固体層のフィルター形成予定部位へ
の加圧を、図８（Ｂ）に示す、ノズル部１１に２０μｍ
以上の凹部を形成した蓋板４により減圧雰囲気中で加圧
し、接合する以外は実施例１と同様にしてインクジェッ
ト記録ヘッドを作製した。このように蓋板４自体に加圧
部材としての機能を付加することにより実施例１で用い
た加圧部材が不要となる。

【００７４】実施例３ ノズルパターンの固体層を基板１上に実施例１と同様に
して設けた後、フィルター形成予定部位の固体層以外を
遮蔽し、１００μｍ以下の粒子径を有する粒子２００に
よりブラスト処理を施すことによって、固体層のフィル
ター形成予定部位に微細な亀裂を生じせしめる（図９参
照）。次に減圧雰囲気で実施例１で用いた活性エネルギ
ー線硬化性材料（この場合、フィラーは必要ない）を塗
布した後、蓋板４を位置合わせし、実施例１と同様に大
気圧に戻して活性エネルギー線硬化性材料を微細な亀裂
にしみこませてから、硬化させ、固体層及び未硬化の活
性エネルギー線硬化性材料を除去し、実施例１と同様の
フィルターを有するインクジェット記録ヘッドを得た。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば簡
単な工程の追加により、３次元的なフィルターを形成す
ることが可能となり、その結果、従来防ぐことができな
かった糸状のゴミ等も容易に捕捉することが可能とな
り、その他のゴミの捕捉効果も増大した。更に、フィル
ターが網状であり、それぞれが細い糸状であるために、
液体抵抗はほとんど問題にするレベルではなく、吐出周
波数もフィルターのないインクジェット記録ヘッドと同
等のものが採用でき、高速記録を確保することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体層形成前の基板の模式的斜視図である。

【図２】（Ａ）は固体層形成後の基板の模式的平面図で
あり、（Ｂ）は蓋板の模式的平面図である。

【図３】活性エネルギー線硬化性材料積層後の各部の模
式的断面図である。

【図４】蓋板積層後の各部の模式的断面図である。

【図５】活性エネルギー線硬化性材料硬化時の各部の模
式的断面図である。

【図６】固体層及び未硬化の活性エネルギー線硬化性材
料除去後の各部の模式的断面図である。

【図７】図３乃至図６の各工程を経て形成されたインク
ジェット記録ヘッドの模式的分解斜視図である。

【図８】固体層に微細な亀裂を生じせしめる方法を説明
するもので、（Ａ）は実施例１で説明した加圧部材を用
いた例を示す図２のＣ−Ｃ’線での模式的切断面図、
（Ｂ）は実施例２で説明した蓋板に加圧部材の機能を付
加した例を示す図２のＤ−Ｄ’線での模式的切断面図で
ある。

【図９】実施例３で説明したブラスト処理による固体層
に微細な亀裂を生じせしめる方法を説明する概念図であ
る。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的斜視図で、基体上に固体層が形成され
た状態を示す。

【図１１】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的斜視図で、図１０にさらに活性エネル
ギー線硬化性材料を積層した状態を示す。

【図１２】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的斜視図で、図１１にさらに蓋板を積層
した状態を示す。

【図１３】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的斜視図で、図１２に活性エネルギー線
を照射する状態を示す。

【図１４】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的斜視図で、図１３の後に固体層と未硬
化の活性エネルギー線硬化性材料を除去する状態を示
す。

【図１５】図１０乃至図１４の工程を経て形成された従
来のインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。

【図１６】本発明に係わるインクジェット記録ヘッド備
えた記録装置の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 液体吐出エネルギー発生素子 ３ 固体層 ４ 蓋板 ７ 活性エネルギー線硬化性材料 １００ フィラー ２００ 加圧部材 ３００ ブラスト粒子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルパターンの固体層が設けられた基
   板上に活性エネルギー線硬化型のノズル形成材料を被覆
   し、活性エネルギー線を透過する蓋板を前記ノズル形成
   材料を介して基板に接合後、活性エネルギー線を照射し
   て、前記ノズル形成材料を硬化させ、しかる後に、ノズ
   ルパターンの固体層を除去することによりノズルを形成
   する工程、及び吐出エネルギー発生素子形成工程を包含
   するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、吐
   出エネルギー発生素子よりノズルのインク流路上流部の
   フィルター形成予定部位の前記固体層に亀裂を生じせし
   めた後に前記ノズル形成材料を硬化させることを特徴と
   するインクジェット記録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 ノズル形成材料が、活性エネルギー線を
   照射するまでは液状であることを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 あらかじめノズル形成材料に微細な粒子
   が混入されており、固体層の設けられた基体に該ノズル
   形成材料を被覆した後、加圧することにより微細な粒子
   により固体層のフィルター形成予定部位のみに微細な亀
   裂を生じせしめることを特徴とする請求項１または２に
   記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 固体層のフィルター形成予定部位を微細
   な粒子によるブラスト処理により固体層のフィルター形
   成予定部位のみに微細な亀裂を生じせしめることを特徴
   とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘ
   ッドの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   方法で製造されるインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 吐出エネルギー発生素子が、インクを吐
   出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱
   変換体である請求項５のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅に
   わたって複数設けられているフルラインタイプである請
   求項５または６に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 【請求項８】 被記録媒体の被記録面に対向してインク
   を吐出するインク吐出口が設けられている請求項５乃至
   ７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド
   と、該記録ヘッドを載置するための部材とを少なくとも
   具備することを特徴とする記録装置。