JPH0645242B2 - 液体噴射記録ヘツドの製造方法 - Google Patents
液体噴射記録ヘツドの製造方法Info
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- JPH0645242B2 JPH0645242B2 JP59274689A JP27468984A JPH0645242B2 JP H0645242 B2 JPH0645242 B2 JP H0645242B2 JP 59274689 A JP59274689 A JP 59274689A JP 27468984 A JP27468984 A JP 27468984A JP H0645242 B2 JPH0645242 B2 JP H0645242B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [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少滴
を発生するための液体噴射記録ヘッドの製造方法に関す
る。
を発生するための液体噴射記録ヘッドの製造方法に関す
る。
[従来の技術] インクジェット記録方式(液体噴射記録方式)に適用さ
れる液体噴射記録ヘッドは、一般に微細な記録液吐出口
(以下、オリフィスと呼ぶ)、液流路及び該液流路の一
部に設けられる液体吐出エネルギー発生部とを備えてい
る。従来、このような液体噴射記録ヘッドを作成する方
法として、例えば、ガラスや金属等の板を用い、該板に
切削やエッチング等の加工手段によって微細な溝を形成
した後、該溝を形成した板を他の適当な板と接合して液
流路の形成を行なう方法が知られている。
れる液体噴射記録ヘッドは、一般に微細な記録液吐出口
(以下、オリフィスと呼ぶ)、液流路及び該液流路の一
部に設けられる液体吐出エネルギー発生部とを備えてい
る。従来、このような液体噴射記録ヘッドを作成する方
法として、例えば、ガラスや金属等の板を用い、該板に
切削やエッチング等の加工手段によって微細な溝を形成
した後、該溝を形成した板を他の適当な板と接合して液
流路の形成を行なう方法が知られている。
しかしながら、斯かる従来法によって作成される液体噴
射記録ヘッドでは、切削加工される液流路内壁面の荒れ
が大きすぎたり、エッチング率の差から液流路に歪が生
じたりして、流路抵抗の一定した液流路が得難く、製作
後の液体噴射記録ヘッドの記録液吐出特性にバラツキが
出易いと言った問題があった。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
もあった。また、エッチング加工を行なう場合には、製
造工程が多く、製造コストの上昇を招くと言う不利もあ
った。更には、上記従来法に共通する欠点として、液流
路を形成した溝付板と、記録液小滴を吐出させるための
吐出エネルギーを発生する圧電素子や電気熱変換体等の
駆動素子が設けられた蓋板とを貼り合せる際に、これら
板の位置合わせが困難であり、量産性に欠けると言った
問題もあった。
射記録ヘッドでは、切削加工される液流路内壁面の荒れ
が大きすぎたり、エッチング率の差から液流路に歪が生
じたりして、流路抵抗の一定した液流路が得難く、製作
後の液体噴射記録ヘッドの記録液吐出特性にバラツキが
出易いと言った問題があった。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
もあった。また、エッチング加工を行なう場合には、製
造工程が多く、製造コストの上昇を招くと言う不利もあ
った。更には、上記従来法に共通する欠点として、液流
路を形成した溝付板と、記録液小滴を吐出させるための
吐出エネルギーを発生する圧電素子や電気熱変換体等の
駆動素子が設けられた蓋板とを貼り合せる際に、これら
板の位置合わせが困難であり、量産性に欠けると言った
問題もあった。
また、液体噴射記録ヘッドは、通常その使用環境下にあ
っては、記録液(一般には、水を主体とし多くの場合中
性ではないインク液、あるいは有機溶剤を主体とするイ
ンク液等)と常時接触している。それ故、液体噴射記録
ヘッドを構成するヘッド構造材料は、記録液からの影響
を受けて強度低下を起こすことがなく、また逆に記録液
中に、記録液適性を低下させるような有害な成分を与え
ることのないものであることが望まれるが、上記従来法
においては、加工方法等の制約もあって、必ずしもこれ
ら目的にかなった材料を選択することができなかった。
っては、記録液(一般には、水を主体とし多くの場合中
性ではないインク液、あるいは有機溶剤を主体とするイ
ンク液等)と常時接触している。それ故、液体噴射記録
ヘッドを構成するヘッド構造材料は、記録液からの影響
を受けて強度低下を起こすことがなく、また逆に記録液
中に、記録液適性を低下させるような有害な成分を与え
ることのないものであることが望まれるが、上記従来法
においては、加工方法等の制約もあって、必ずしもこれ
ら目的にかなった材料を選択することができなかった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、安
価、精密であり、また信頼性も高い液体噴射記録ヘッド
を供給し得る新規な液体噴射記録ヘッドの製造方法を提
供することを目的とする。
価、精密であり、また信頼性も高い液体噴射記録ヘッド
を供給し得る新規な液体噴射記録ヘッドの製造方法を提
供することを目的とする。
また、液流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液体噴射記録ヘッドを供給すること
が可能な新規な液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供す
ることも目的とする。
された構成を有する液体噴射記録ヘッドを供給すること
が可能な新規な液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供す
ることも目的とする。
また、記録液との相互影響が少なく、機械的強度や耐薬
品性に優れた液体噴射記録ヘッドを供給し得る新規な液
体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することも目的とす
る。
品性に優れた液体噴射記録ヘッドを供給し得る新規な液
体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することも目的とす
る。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成する本発明は、液滴を吐出するための吐
出エネルギーを発生するエネルギー発生体が形成される
基板に感光性材料を設ける工程と、 前記感光性材料をパターニング、除去して液流路となる
パターン層を形成する工程と、 前記基板の前記パターン層が設けられている面に液流路
壁構成部材を設ける工程と、 前記パターン層を除去して液流路となる空間を形成する
工程と、 を有することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法である。
出エネルギーを発生するエネルギー発生体が形成される
基板に感光性材料を設ける工程と、 前記感光性材料をパターニング、除去して液流路となる
パターン層を形成する工程と、 前記基板の前記パターン層が設けられている面に液流路
壁構成部材を設ける工程と、 前記パターン層を除去して液流路となる空間を形成する
工程と、 を有することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法である。
[発明の実施態様] 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。
説明する。
第1図乃至第6図は、本発明の基本的な態様を説明する
ための模式図であり、第1図乃至第6図のそれぞれに
は、本発明の方法に係る液体噴射記録ヘッドの構成とそ
の製作手順の一例が示されている。尚、本例では、2つ
のオリフィスを有する液体噴射記録ヘッドが示される
が、もちろんこれ以上のオリフォスを有する高密度マル
チアレイ液体噴射記録ヘッドの場合あるいは1つのオリ
フィスを有する液体噴射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。
ための模式図であり、第1図乃至第6図のそれぞれに
は、本発明の方法に係る液体噴射記録ヘッドの構成とそ
の製作手順の一例が示されている。尚、本例では、2つ
のオリフィスを有する液体噴射記録ヘッドが示される
が、もちろんこれ以上のオリフォスを有する高密度マル
チアレイ液体噴射記録ヘッドの場合あるいは1つのオリ
フィスを有する液体噴射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。
まず、本態様においては、例えば第1図に示されるよう
な、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属
等から成る基板1が用いられる。尚、第1図はパターン
層形成前の基板の模式的斜視図である。
な、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属
等から成る基板1が用いられる。尚、第1図はパターン
層形成前の基板の模式的斜視図である。
このような基板1は、液流路壁構成部材の一部として機
能し、また後述のパターン層および液流路壁構成部材積
層時の支持体として機能し得るものであれば、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(第1図では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、記録が行なわれ
る。因に、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るときには、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、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って、吐出エネルギー
が発生される。
能し、また後述のパターン層および液流路壁構成部材積
層時の支持体として機能し得るものであれば、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(第1図では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、記録が行なわれ
る。因に、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るときには、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、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って、吐出エネルギー
が発生される。
尚、これ等の素子2には、これら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、保護層等の各種の機能層が設けら
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つかえない。また、本例におい
ては、吐出エネルギー発生素子を液流路形成前に基板上
に配設したが、配設時期は所望とし得る。
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、保護層等の各種の機能層が設けら
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つかえない。また、本例におい
ては、吐出エネルギー発生素子を液流路形成前に基板上
に配設したが、配設時期は所望とし得る。
次いで、上記液体吐出エネルギー発生素子2を含む基板
1上の液流路形成予定部分に、例えば第2図(A)および
(B)に示されるようなパターン層3を積層する。尚、第
2図(A)は、パターン層積層後の基板の模式的平面図で
あり、第2図(B)は第2図(A)のA−A′線で切断した基
板の模式的切断面図である。
1上の液流路形成予定部分に、例えば第2図(A)および
(B)に示されるようなパターン層3を積層する。尚、第
2図(A)は、パターン層積層後の基板の模式的平面図で
あり、第2図(B)は第2図(A)のA−A′線で切断した基
板の模式的切断面図である。
上記パターン層3は、後述するような液流路壁構成部材
が積層された後、基板1から除去され、該除去部分に液
流路が構成される。もちろん、液流路の形状は所望のも
のとすることが可能であり、該流路形成のために設けら
れる上記パターン層3も該流路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ため、液流路は、2つ
に分散された液細流路と該流路に記録液を供給するため
の供通液室とで構成される。
が積層された後、基板1から除去され、該除去部分に液
流路が構成される。もちろん、液流路の形状は所望のも
のとすることが可能であり、該流路形成のために設けら
れる上記パターン層3も該流路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ため、液流路は、2つ
に分散された液細流路と該流路に記録液を供給するため
の供通液室とで構成される。
このようなパターン層3を構成するに際して用いられる
材料および手段としては、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。
材料および手段としては、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。
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パターン層を形成する。
画像形成プロセスに従ってパターン層を形成する。
基板1上に所望の厚さの溶剤可溶性ポリマーおよびフ
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。
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。
硬化性を有するか、または非硬化性の樹脂を印刷す
る。
る。
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、活性光線照射によって、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。
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、活性光線照射によって、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。
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)〕、「PHOT
EC 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・C
o〕等が用いられる。
「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)〕、「PHOT
EC 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・C
o〕等が用いられる。
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。
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。
に挙げた印刷法によってパターン層を形成する材料と
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、スクリーンインキ等が用いられる。
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、スクリーンインキ等が用いられる。
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、リレーフハターを現像液や有機溶剤で溶解除去
できる等の特長を有しており、本発明におけるパターン
層形成材料として好ましいものである。その中でも、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。
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、リレーフハターを現像液や有機溶剤で溶解除去
できる等の特長を有しており、本発明におけるパターン
層形成材料として好ましいものである。その中でも、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。
上記パターン層3が形成された基板1には、例えば第3
図に示されるように、該パターン層3を覆うように液流
路壁構成部材4が積層される。尚、第3図は液流路壁構
成部材積層後、第2図と同様の位置で切断した基板の模
式的切断面図である。
図に示されるように、該パターン層3を覆うように液流
路壁構成部材4が積層される。尚、第3図は液流路壁構
成部材積層後、第2図と同様の位置で切断した基板の模
式的切断面図である。
このような液流路壁構成部材としては、上記パターン層
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、該部材は、液流路壁を形成して液体噴射記録ヘッド
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、耐蝕性の面で優れたもの
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、液状で熱硬化、紫外線硬化および電子ビー
ム硬化などの硬化性材料が好ましく、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
樹脂等が好ましく使用される。また、電解メッキ、蒸
着、スパッタリング等で積層できる金属も好適に用いら
れる。これらの例としては、Cu、Ag、Au、Ni、Cr、Sn、
Pb、Zn、Al、Ti等である。蒸着やスパッタリングを用い
れば、金属の酸化物、硫化物等の化合物も用いることが
できる。
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、該部材は、液流路壁を形成して液体噴射記録ヘッド
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、耐蝕性の面で優れたもの
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、液状で熱硬化、紫外線硬化および電子ビー
ム硬化などの硬化性材料が好ましく、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
樹脂等が好ましく使用される。また、電解メッキ、蒸
着、スパッタリング等で積層できる金属も好適に用いら
れる。これらの例としては、Cu、Ag、Au、Ni、Cr、Sn、
Pb、Zn、Al、Ti等である。蒸着やスパッタリングを用い
れば、金属の酸化物、硫化物等の化合物も用いることが
できる。
上記液状の硬化性材料が液流路壁構成部材として用いら
れる場合には、該材料は、例えばカーテンコート、ロー
ルコート、スプレーコート等の公知の手段を用い、これ
を塗布する等の方法によって、所望の厚さで基板上に積
層される。塗布に際しては、該材料の脱気を行なった
後、気泡の混入を避けながら行なうのが好ましい。
れる場合には、該材料は、例えばカーテンコート、ロー
ルコート、スプレーコート等の公知の手段を用い、これ
を塗布する等の方法によって、所望の厚さで基板上に積
層される。塗布に際しては、該材料の脱気を行なった
後、気泡の混入を避けながら行なうのが好ましい。
ここで、例えば第3図にように液流路壁構成部材4を積
層する際、上記のような液状の硬化性材料が用いられる
場合には、該硬化性材料は、例えば液体の流出、流動を
抑制した状態で、必要ならば上部に抑え板を重ね、所定
の条件で硬化させられる(第4図参照)。硬化条件が常
温または加熱硬化であれば、30分〜2時間放置すれば良
く、紫外線硬化などの場合は、通常10分以内の短時間の
照射によって硬化が可能である。
層する際、上記のような液状の硬化性材料が用いられる
場合には、該硬化性材料は、例えば液体の流出、流動を
抑制した状態で、必要ならば上部に抑え板を重ね、所定
の条件で硬化させられる(第4図参照)。硬化条件が常
温または加熱硬化であれば、30分〜2時間放置すれば良
く、紫外線硬化などの場合は、通常10分以内の短時間の
照射によって硬化が可能である。
次いで、パターン層3および液流路壁構成部材4が積層
された上記のような基板から、パターン層3を除去して
液流路を形成する。
された上記のような基板から、パターン層3を除去して
液流路を形成する。
パターン層3の除去手段としては特に限定されるもので
はないが、具体的には例えばパターン層3を溶解または
膨潤あるいは剥離する液体中に基板を浸漬して除去する
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、攪拌、その他
の除去促進手段を用いることも可能である。
はないが、具体的には例えばパターン層3を溶解または
膨潤あるいは剥離する液体中に基板を浸漬して除去する
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、攪拌、その他
の除去促進手段を用いることも可能である。
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、強アルカリを含む
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、パターン層としてポジ
型ドライフィルムを用いる場合には、除去を容易にする
ためにパターン層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。
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、強アルカリを含む
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、パターン層としてポジ
型ドライフィルムを用いる場合には、除去を容易にする
ためにパターン層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。
第6図には、上記のようなパターン層3の除去を、溶解
によって行なった場合の例が示されている。尚、第6図
は、パターン層の溶解除去に先立って液供給口6を設
け、その後にパターン層を除去した後の液体噴射記録ヘ
ッドの模式的斜視図が示されている。第5図は、パター
ン層3除去後、第2図と同様の位置で切断した液体噴射
記録ヘッドの模式的切断面図である。
によって行なった場合の例が示されている。尚、第6図
は、パターン層の溶解除去に先立って液供給口6を設
け、その後にパターン層を除去した後の液体噴射記録ヘ
ッドの模式的斜視図が示されている。第5図は、パター
ン層3除去後、第2図と同様の位置で切断した液体噴射
記録ヘッドの模式的切断面図である。
本例の場合、パターン層3は、該パターン層を溶解する
液体中に浸漬され、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る。溶解除去に先立ち、オリフィス
先端が露出していなければ、例えば第6図のC−C′の
線に沿って基板全体を切断し、オリフィス先端を露出さ
せる。
液体中に浸漬され、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る。溶解除去に先立ち、オリフィス
先端が露出していなければ、例えば第6図のC−C′の
線に沿って基板全体を切断し、オリフィス先端を露出さ
せる。
しかし、このような基板のオリフィス先端部の切断の操
作は、本発明の実施のために必ずしも必要ではなく、例
えば液流路壁構成部材として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、且つオリフィス先端
部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。
作は、本発明の実施のために必ずしも必要ではなく、例
えば液流路壁構成部材として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、且つオリフィス先端
部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。
以上のようにして、吐出エネルギー発生素子2が設けら
れた基板1上の所望の位置に、所望の液流路5が形成さ
れた液体噴射記録ヘッドが構成される。尚、場合によっ
ては、液流路形成後、第6図のC−C′の線に沿って切
断する。これは、液流路5に於いて、液体吐出エネルギ
ー発生素子2とオリフィスとの間隔を最適化するために
行なうものであり、ここで切断する領域は、適宜決定さ
れる。また、必要に応じてオリフィス先端の研磨、平滑
化を行ない、吐出の最適化をはかってもよい。
れた基板1上の所望の位置に、所望の液流路5が形成さ
れた液体噴射記録ヘッドが構成される。尚、場合によっ
ては、液流路形成後、第6図のC−C′の線に沿って切
断する。これは、液流路5に於いて、液体吐出エネルギ
ー発生素子2とオリフィスとの間隔を最適化するために
行なうものであり、ここで切断する領域は、適宜決定さ
れる。また、必要に応じてオリフィス先端の研磨、平滑
化を行ない、吐出の最適化をはかってもよい。
更には、例えば第7図に示されるように、パターン層形
成後、所望の厚さに液流路壁構成部材を積層し、上記同
様の操作によってパターン層を除去して流路壁7のみを
これら液流路壁構成部材で形成し、次いで所望の天板9
を貼合わせることによって液体噴射記録ヘッドを構成す
ることも可能である。尚、第7図には貼合わせ前の液体
噴射記録ヘッドの模式的斜視図が示されている。
成後、所望の厚さに液流路壁構成部材を積層し、上記同
様の操作によってパターン層を除去して流路壁7のみを
これら液流路壁構成部材で形成し、次いで所望の天板9
を貼合わせることによって液体噴射記録ヘッドを構成す
ることも可能である。尚、第7図には貼合わせ前の液体
噴射記録ヘッドの模式的斜視図が示されている。
本例において、流路壁7とパターン層の高さとを同一に
した場合には、パターン層の除去は天板9を貼合わせた
後に行なってもよいし、また、貼合わせ前に行なっても
よいが、パターン層除去後に天板9を貼合わせることに
より、パターン層の除去を一層確実にすることができ、
歩留りの向上、ひいては生産性の向上をはかることがで
きる。
した場合には、パターン層の除去は天板9を貼合わせた
後に行なってもよいし、また、貼合わせ前に行なっても
よいが、パターン層除去後に天板9を貼合わせることに
より、パターン層の除去を一層確実にすることができ、
歩留りの向上、ひいては生産性の向上をはかることがで
きる。
尚、本発明における液流路壁構成部材は、例えば第7図
の如く流路壁7と天板9とが分離されたものであっても
よいし、また、例えば第6図の如くそれらが一体化され
たものであってもよい。
の如く流路壁7と天板9とが分離されたものであっても
よいし、また、例えば第6図の如くそれらが一体化され
たものであってもよい。
[実施例] 以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 第1図乃至第6図に示した製作手順に準じて、第6図の
構成の液体噴射記録ヘッドを作成した。
構成の液体噴射記録ヘッドを作成した。
まず、液体吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換
体(材質HfB2)を形成したガラス基板上に、ポジ型ドラ
イフィルム「OZATEC R225」〔ヘキストジャパン
(株)〕から成る厚さ50μmの感光層をラミネーション
によって形成した。この感光層に第6図に相当するパタ
ーンのマスクを重ね、液流路形成予定部分を除く部分に
70mJ/cm2の紫外線照射を行なった。この場合、液流路の
長さは3mmであった。次に1%のカセーソーダ水溶液に
てスプレー現像を行ない、上記電気熱変換体を含むガラ
ス基板上の液流路形成予定部分に厚さ約50ミクロンのレ
リーフのパターン層を形成した。
体(材質HfB2)を形成したガラス基板上に、ポジ型ドラ
イフィルム「OZATEC R225」〔ヘキストジャパン
(株)〕から成る厚さ50μmの感光層をラミネーション
によって形成した。この感光層に第6図に相当するパタ
ーンのマスクを重ね、液流路形成予定部分を除く部分に
70mJ/cm2の紫外線照射を行なった。この場合、液流路の
長さは3mmであった。次に1%のカセーソーダ水溶液に
てスプレー現像を行ない、上記電気熱変換体を含むガラ
ス基板上の液流路形成予定部分に厚さ約50ミクロンのレ
リーフのパターン層を形成した。
上記同様の操作手順で、上記同様のパターン層を積層し
た基板を合計4個作成した後、該パターン層が形成され
ている基板のそれぞれに、第1表に示す液状の硬化性材
料を積層した。操作手順は以下のように行なった。
た基板を合計4個作成した後、該パターン層が形成され
ている基板のそれぞれに、第1表に示す液状の硬化性材
料を積層した。操作手順は以下のように行なった。
第1表のイ〜ニの硬化性材料のそれぞれを、必要に応じ
て触媒(ロ、ハ、ニにおいては、1重量%のメチルエチ
ルケトンパーオキサイドを添加した)あるいは硬化剤と
混合し、真空ポンプを用いて脱泡した。その後、上記脱
泡した4種の硬化性材料のそれぞれを、前記パターン層
が積層されている基板のそれぞれにアプリケータを用い
て、100ミクロンの厚さに塗布した。これら4種の基板
を30℃にて12時間放置し、該基板上の液状の硬化性材料
を完全に硬化させた。
て触媒(ロ、ハ、ニにおいては、1重量%のメチルエチ
ルケトンパーオキサイドを添加した)あるいは硬化剤と
混合し、真空ポンプを用いて脱泡した。その後、上記脱
泡した4種の硬化性材料のそれぞれを、前記パターン層
が積層されている基板のそれぞれにアプリケータを用い
て、100ミクロンの厚さに塗布した。これら4種の基板
を30℃にて12時間放置し、該基板上の液状の硬化性材料
を完全に硬化させた。
次に、上記硬化を終了した4種の基板のそれぞれについ
て、該基板の両面から3000mJ/cm2の量の紫外線を照射し
てポジ型ドライフィルムのパターン層を可溶化させた。
可溶化処理を終えた4種の基板のそれぞれを、オリフィ
スを形成する位置にて切断し、ポジ型ドライフィルムか
ら成るパターン層の端面を露出させた。
て、該基板の両面から3000mJ/cm2の量の紫外線を照射し
てポジ型ドライフィルムのパターン層を可溶化させた。
可溶化処理を終えた4種の基板のそれぞれを、オリフィ
スを形成する位置にて切断し、ポジ型ドライフィルムか
ら成るパターン層の端面を露出させた。
該端面を露出させた4種の基板を、それぞれ5%NaOH水
溶液中に浸漬し、超音波洗浄槽中にて約10分間溶解除去
の操作を行なった。溶解除去操作後の基板を、それぞれ
純水で5分間洗浄し、乾燥させた。
溶液中に浸漬し、超音波洗浄槽中にて約10分間溶解除去
の操作を行なった。溶解除去操作後の基板を、それぞれ
純水で5分間洗浄し、乾燥させた。
このようにして作成された4個の液体噴射記録ヘッドの
液流路中には、いずれの場合にもパターン層の残渣が全
く存在しなかった。更に、これら液体噴射記録ヘッドを
記録装置に装着し、純水/グリセリン/ダイレクトブラ
ック154(水溶性黒色染料)=65/30/5から成るインクジ
ェットインクを用いて記録を行なったところ、安定な印
字が可能であった。
液流路中には、いずれの場合にもパターン層の残渣が全
く存在しなかった。更に、これら液体噴射記録ヘッドを
記録装置に装着し、純水/グリセリン/ダイレクトブラ
ック154(水溶性黒色染料)=65/30/5から成るインクジ
ェットインクを用いて記録を行なったところ、安定な印
字が可能であった。
実施例2 実施例1と同様の第6図の構成の液体噴射記録ヘッドを
作成した。
作成した。
まず、液体吐出エネルギー発生素子としての圧電体PbTi
O3を接着したガラス基板上に、アルカリ水溶液に可溶な
樹脂であるスチレン/マレイン酸共重合体(共重合比50
/50、重量平均分子量56000)のMEK溶液を塗布し、乾燥
後25ミクロン厚さの層を形成させた。この層の上に弱ア
ルカリ水溶液で現像可能な感光性ドライフィルム「RIST
ON」〔商品名、デュ・ポン・ド・ネモアース・Co〕をラ
ミネートした後、上記圧電体上にレジスト膜を残すよう
にマスクを重ね、60mJ/cm2の紫外線照射を行なった。
O3を接着したガラス基板上に、アルカリ水溶液に可溶な
樹脂であるスチレン/マレイン酸共重合体(共重合比50
/50、重量平均分子量56000)のMEK溶液を塗布し、乾燥
後25ミクロン厚さの層を形成させた。この層の上に弱ア
ルカリ水溶液で現像可能な感光性ドライフィルム「RIST
ON」〔商品名、デュ・ポン・ド・ネモアース・Co〕をラ
ミネートした後、上記圧電体上にレジスト膜を残すよう
にマスクを重ね、60mJ/cm2の紫外線照射を行なった。
照射部分を重合させた後、2%の炭酸ナトリウム水溶液を
用いて、フォトレジストの現像およびスチレン/マレイ
ン酸共重合体層のエッチングを行ない、合計50ミクロン
の膜厚で120ミクロンピッチのレリーフのパターン層を
形成した。
用いて、フォトレジストの現像およびスチレン/マレイ
ン酸共重合体層のエッチングを行ない、合計50ミクロン
の膜厚で120ミクロンピッチのレリーフのパターン層を
形成した。
この基板上に、実施例1のエポキシ樹脂を用いて、250
ミクロンの厚さの硬化性樹脂層を形成した。
ミクロンの厚さの硬化性樹脂層を形成した。
以下、実施例1と同様の方法でパターン層の除去を行な
ったところ、除去は完全に行なわれており、また良好な
形状の液流路およびオリフィスが形成されていた。この
液体噴射記録ヘッドを記録装置に取り付けて3ヶ月間記
録試験を行なったが、インク中への析出物の発生や目詰
りによる吐出不安定は起こらず、安定な印字が可能であ
った。また、オリフィスの変形や剥離等も全く発生して
いなかった。
ったところ、除去は完全に行なわれており、また良好な
形状の液流路およびオリフィスが形成されていた。この
液体噴射記録ヘッドを記録装置に取り付けて3ヶ月間記
録試験を行なったが、インク中への析出物の発生や目詰
りによる吐出不安定は起こらず、安定な印字が可能であ
った。また、オリフィスの変形や剥離等も全く発生して
いなかった。
実施例3 液流路壁構成部材としてNiおよびCrを用い、第6図の構
成の液体噴射記録ヘッドを作成した。
成の液体噴射記録ヘッドを作成した。
まず、液体吐出エネルギー発生素子として電気熱変換体
(材質HfB2)を形成したガラス基板上に、ポジ型ドライ
フィルム「OZATEC R225」〔ヘキストジャパン(株)〕
から成る厚さ25μmの感光層を形成した後、第6図に対
応するガラスマスクを重ね、液流路形成予定部分を除く
部分に40mJ/cm2の紫外線照射を行なった。次に1%のカ
セーソーダ水溶液にてスプレー現像を行ない、上記電気
熱変換体を含むガラス基板上の液流路形成予定部分に厚
さ約25μmのパターン層を形成した。ここで、オリフィ
ス部は、長さ2mm、巾20μm、間隔30μmであった。
(材質HfB2)を形成したガラス基板上に、ポジ型ドライ
フィルム「OZATEC R225」〔ヘキストジャパン(株)〕
から成る厚さ25μmの感光層を形成した後、第6図に対
応するガラスマスクを重ね、液流路形成予定部分を除く
部分に40mJ/cm2の紫外線照射を行なった。次に1%のカ
セーソーダ水溶液にてスプレー現像を行ない、上記電気
熱変換体を含むガラス基板上の液流路形成予定部分に厚
さ約25μmのパターン層を形成した。ここで、オリフィ
ス部は、長さ2mm、巾20μm、間隔30μmであった。
パターン層が形成された基板をマグネトロン方式スパッ
タリング装置に入れ、パターン層が形成されている基板
の表面に、金属Crの0.1μm薄層を形成した。次に、こ
の基板をpH4.5の塩化ニッケルと硫酸ニッケルを主体と
する電解メッキ槽に装填し、50℃で60分メッキを行な
い、約80ミクロンのニッケル層を形成した。
タリング装置に入れ、パターン層が形成されている基板
の表面に、金属Crの0.1μm薄層を形成した。次に、こ
の基板をpH4.5の塩化ニッケルと硫酸ニッケルを主体と
する電解メッキ槽に装填し、50℃で60分メッキを行な
い、約80ミクロンのニッケル層を形成した。
液流路壁構成部材としてのNiとCrの積層が終了した基板
に、液供給口を開け、オリフィス先端を基板の切断によ
って露出させた。次に、この基板を、エタノール/ドデ
シルベンゼンスルホン酸=95:5(各重量部)から成る混
合液中に浸漬し、超音波洗浄槽中にて約10分間溶解除去
の操作を行なった。溶解除去操作後の基板を、純水で5
分間洗浄し乾燥させた。
に、液供給口を開け、オリフィス先端を基板の切断によ
って露出させた。次に、この基板を、エタノール/ドデ
シルベンゼンスルホン酸=95:5(各重量部)から成る混
合液中に浸漬し、超音波洗浄槽中にて約10分間溶解除去
の操作を行なった。溶解除去操作後の基板を、純水で5
分間洗浄し乾燥させた。
このようにして作成された液体噴射記録ヘッドを記録装
置に取り付けて、3ヶ月間記録試験を行なったが、イン
ク中への析出物の発生や目詰りによる吐出不安定は起こ
らず、安定な印字が可能であった。また、オリフィスの
変形や剥離等も全く発生していなかった。
置に取り付けて、3ヶ月間記録試験を行なったが、イン
ク中への析出物の発生や目詰りによる吐出不安定は起こ
らず、安定な印字が可能であった。また、オリフィスの
変形や剥離等も全く発生していなかった。
[発明の効果] 以上に説明した本発明によってもたらされる効果として
は、下記に列挙するようなものが挙げられる。
は、下記に列挙するようなものが挙げられる。
1)ヘッド製作のための主要工程が、いわゆる印刷技
術、すなわちフォトレジストや感光性ドライフィルム等
を用いた微細加工技術に因る為、ヘッドの細密部を、所
望のパターンで、しかも極めて容易に形成することがで
きるばかりか、同構成の多数のヘッドを同時に加工する
こともできる。
術、すなわちフォトレジストや感光性ドライフィルム等
を用いた微細加工技術に因る為、ヘッドの細密部を、所
望のパターンで、しかも極めて容易に形成することがで
きるばかりか、同構成の多数のヘッドを同時に加工する
こともできる。
2)中性でない水溶液、あるいは有機溶剤を媒体とする
記録液に対して相互に影響し合うことがなく、且つ接着
性あるいは機械的強度等にも優れた材料を、ヘッド構成
材料として用いるので、記録装置としての耐久性あるい
は信頼性を高めることができる。
記録液に対して相互に影響し合うことがなく、且つ接着
性あるいは機械的強度等にも優れた材料を、ヘッド構成
材料として用いるので、記録装置としての耐久性あるい
は信頼性を高めることができる。
3)製造工程数が少なく、生産性が良好である。
4)ヘッド先端の切断、研磨等の加工、処理を特に必要
としないので、歩留りの向上、コストダウンをはかるこ
とができる。
としないので、歩留りの向上、コストダウンをはかるこ
とができる。
5)主要構成部位の位置合わせを容易にして確実に為す
ことができ、寸法精度の高いヘッドが歩留り良く得られ
る。
ことができ、寸法精度の高いヘッドが歩留り良く得られ
る。
6)高密度マルチアレイ液体噴射記録ヘッドが簡易な方
法で得られる。
法で得られる。
7)液流路を構成する溝壁の厚さの調整が極めて容易で
あり、パターン層の厚さに応じて所望の寸法(例えば、
溝深さ)の液流路を構成することができる。
あり、パターン層の厚さに応じて所望の寸法(例えば、
溝深さ)の液流路を構成することができる。
8)連続、且つ大量生産が可能である。
9)エッチング液(フッ化水素酸等の強酸類)を特に使
用する必要がないので、安全衛生の面でも優れている。
用する必要がないので、安全衛生の面でも優れている。
10)接着剤を特に使用する必要がないので、接着剤が流
動して溝が塞がれたり、液体吐出エネルギー発生素子に
付着して、機能低下を引き起こすことがない。
動して溝が塞がれたり、液体吐出エネルギー発生素子に
付着して、機能低下を引き起こすことがない。
第1図乃至第6図は、本発明の基本的な態様を説明する
ための模式図であり、それぞれ、第1図はパターン層形
成前の基板の模式的斜視図、第2図(A)はパターン層形
成後の基板の模式的平面図、第2図(B)はパターン層形
成後の基板の模式的切断面図、第3図は液流路壁構成部
材積層後の基板の模式的切断面図、第4図は液流路壁構
成部材として液状の硬化性材料を用いた際の該材料硬化
後の基板の模式的切断面図、第5図はパターン層除去後
の基板の模式的切断面図、第6図は完成された状態にお
ける液体噴射記録ヘッドの模式的斜視図である。第7図
は本発明の別の実施態様を説明するための模式図であ
り、天板貼合わせ前の液体噴射記録ヘッドの模式的斜視
図である。 1……基板 2……液体吐出エネルギー発生素子 3……パターン層 4……液流路壁構成部材 5……液体流路 6……液供給口 7……流路壁 9……天板 11……オリフィス
ための模式図であり、それぞれ、第1図はパターン層形
成前の基板の模式的斜視図、第2図(A)はパターン層形
成後の基板の模式的平面図、第2図(B)はパターン層形
成後の基板の模式的切断面図、第3図は液流路壁構成部
材積層後の基板の模式的切断面図、第4図は液流路壁構
成部材として液状の硬化性材料を用いた際の該材料硬化
後の基板の模式的切断面図、第5図はパターン層除去後
の基板の模式的切断面図、第6図は完成された状態にお
ける液体噴射記録ヘッドの模式的斜視図である。第7図
は本発明の別の実施態様を説明するための模式図であ
り、天板貼合わせ前の液体噴射記録ヘッドの模式的斜視
図である。 1……基板 2……液体吐出エネルギー発生素子 3……パターン層 4……液流路壁構成部材 5……液体流路 6……液供給口 7……流路壁 9……天板 11……オリフィス
Claims (5)
- 【請求項1】液滴を吐出するための吐出エネルギーを発
生するエネルギー発生体が形成される基板に感光性材料
を設ける工程と、 前記感光性材料をパターニング、除去して液流路となる
パターン層を形成する工程と、 前記基板の前記パターン層が設けられている面に液流路
壁構成部材を設ける工程と、 前記パターン層を除去して液流路となる空間を形成する
工程と、 を有することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項2】前記感光性材料がポジ型であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法。 - 【請求項3】前記感光性材料がドライフィルムであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の液体噴射
記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項4】前記液流路壁構成部材が、2部材からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の液体噴
射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項5】前記パターン層の除去工程の後、天板を基
板に接合して液流路を形成することを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274689A JPH0645242B2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 液体噴射記録ヘツドの製造方法 |
| US06/811,460 US4657631A (en) | 1984-12-28 | 1985-12-20 | Process for producing a liquid jet recording head |
| DE19853546063 DE3546063A1 (de) | 1984-12-28 | 1985-12-24 | Verfahren zur herstellung eines fluessigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes |
| DE3546794A DE3546794C2 (de) | 1984-12-28 | 1985-12-24 | Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes |
| US07/001,174 US4775445A (en) | 1984-12-28 | 1987-01-07 | Process for producing a liquid jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274689A JPH0645242B2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 液体噴射記録ヘツドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154947A JPS61154947A (ja) | 1986-07-14 |
| JPH0645242B2 true JPH0645242B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17545189
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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