JPH08267762A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置

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JPH08267762A
JPH08267762A JP6941195A JP6941195A JPH08267762A JP H08267762 A JPH08267762 A JP H08267762A JP 6941195 A JP6941195 A JP 6941195A JP 6941195 A JP6941195 A JP 6941195A JP H08267762 A JPH08267762 A JP H08267762A
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JP
Japan
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recording head
ink jet
liquid
liquid chamber
mold material
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Withdrawn
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JP6941195A
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English (en)
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Shoji Shiba
昭二 芝
Isao Imamura
功 今村
Akihiko Shimomura
明彦 下村
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産性の低下を伴うことなく高密度のエッジ
シュータ型式のインクジェット記録装置用の量産に適し
たインクジェットヘッド製造方法を提供する。 【構成】 このため、本発明は、(1)液体吐出エネル
ギー発生部を有する被処理基板7上に、少なくとも液流
路6及び液室となる部分を占有する型材9,10を形成
し、(2)この型材を覆う硬化性材料11を積層し硬化
させ、(3)この型材を覆う硬化性材料上にシリコン含
有レジスト12を被覆し、前記液室部分となる前記型材
の上部にインク供給口13となる部分を設けるようパタ
ーニング処理し、(4)ドライエッチングにより前記液
室部分を占有する前記型材にまで達する孔を形成し、
(5)液流路6及び液室となる部分を占有する前記型材
を溶解除去する各工程を有する製造方法を採用した。

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
記録ヘッド及びその製造方法に関し、特にエッジシェー
タ型式のインクジェット記録ヘッド及びその製造方法並
びにこの記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方式(液体噴射記録
方式)に適用されるインクジェット記録ヘッドは、一般
に微細な記録液吐出口(オリフィス)、液流路及びこの
液流路の一部に設けられる液体吐出エネルギー発生部を
備えている。従来、このようなインクジェット記録ヘッ
ドを作成する方法としては、例えば特開昭61−154
947号公報,特開昭62−253457号公報等に記
載の次のような工程が知られている。
【0003】図1の(1)〜(5)に、その製造工程の
概略図を示す。まず、被処理基板1上に感光性樹脂層
(ポジ型フォトレジスト)を形成し、これをマスク(不
図示)を介して露光,引き続き現像処理を行って感光性
樹脂層をパターニングし、被処理基板1上に液流路6及
び液室5となる型材2を形成する(図1(1),
(2))。図1の(1)は、被処理基板上に型材2を形
成した例の平面図である。以後、図1の(2)〜(5)
の(a)は(1)のA−A′線で切断した断面図を示
し、(b)は(1)のB−B′線で切断した断面図を示
す。
【0004】次に、パターニングされた型材2上に活性
エネルギー線硬化型あるいは熱硬化型の液流路形成用材
料3を被覆し、活性エネルギー線照射あるいは加熱によ
り上記活性エネルギー線硬化型あるいは熱硬化型の液流
路形成用材料を硬化させる(図1(3))。さらに、硬
化した上記液流路形成用材料に、機械加工により被処理
基板上に形成された型材の液室部分にまで達する孔明け
を行い、インク供給口4を形成する(図1(4))。
【0005】次いで、上記パターニングされた型材を、
含ハロゲン炭化水素,ケトン,エステル,エーテル,ア
ルコール等の有機溶剤あるいは水酸化ナトリウム,水酸
化カリウム等のアルカリ水溶液を用いて溶解除去し、液
流路5及び液室6を形成する。
【0006】以上のような工程方法において、液室及び
インク供給口を形成する場合、被処理基板1上に形成さ
れた感光性樹脂層をパターニングして液流路5となる型
材を形成する際、液室6のパターニングを同時に行い、
液流路5に連結する液室6を形成する。さらに機械加工
によりインク供給口4を形成することが必要である。
【0007】また、オリフィス及びこれに連通する液流
路5が高密度に配置されたインクジェット記録ヘッドに
おいては、液供給速度を高め記録液(インク)の安定か
つ均一な吐出を行う上で液室容積を大きくすることが重
要であり、液流路よりも高い液室を形成することが必要
となる。液流路よりも高い液室を形成する方法として
は、上記の工程により液流路及び液室となる型材を形成
した後、液室部分の型材上に溶解除去可能な第二の型材
を積層して、液流路よりも高い液室形成用型材を形成す
る方法が有効である。しかしながら、この場合において
も液室にインクを供給するためのインク供給口を形成す
るためには、機械加工により液室形成用型材を覆う硬化
性材料に孔明けを行う必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】機械加工により上記硬
化性材料に孔明けを行う際、例えばボール盤を用いて孔
明けを行う場合、硬化性材料の欠け,基板の変形あるい
は破損といった問題が生ずる。また、その加工精度及び
処理能力には限界があり、生産性の低いものである。こ
のため、このようなインクジェット記録ヘッドの量産に
適した信頼性及び生産性の高いヘッドの製造方法が強く
要望されている。そこで、本発明は、以上のような要求
を満足する新規なインクジェット記録ヘッドの製造方法
の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、エッジシェータ型式のインクジェット記録ヘッド
において、(1)液体吐出エネルギー発生部を有する被
処理基板上に、少なくとも液流路及び液室となる部分を
占有する型材を形成し、(2)この型材を覆う硬化性材
料を積層し硬化させ、(3)この型材を覆う硬化性材料
上にシリコン含有レジストを被覆し、前記液室部分とな
る前記型材の上部にインク供給口となる部分を設けるよ
うパターニング処理し、(4)ドライエッチングにより
前記液室部分を占有する前記型材にまで達する孔を形成
し、(5)前記液流路及び液室となる部分を占有する前
記型材を溶解除去する、各工程より成る製造方法を採用
することにより前記目的を達成しようとするものであ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図2(a)〜(f)に、本発明に係るインクジェット記
録ヘッドの製造方法の一実施例の各工程説明図を示す。
【0011】(a)〜(f)図は、本実施例における液
流路及び液室の形成方法の各工程を模式的に示したもの
であり、本実施例のインクジェット記録ヘッドの構成の
一例を示している。なお、本実施例では、2つのオリフ
ィスを有するインクジェット記録ヘッドの事例を示す
が、これ以上の数のオリフィスを有する高密度インクジ
ェット記録ヘッド、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においても同様であ
る。
【0012】本実施例においては、例えば、ガラス,セ
ラミックス,プラスチック,金属等から成る基板が用い
られる。図2(a)は、被処理基板7上に感光性樹脂層
8を形成した模式図である。このような基板7は、液流
路6及び液室構成材料5の一部として機能し、また、後
述の型材9,10及び硬化性材料形成時の支持体として
機能させるものであり、この場合は、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。
【0013】基板7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が所望の個数配置
される(不図示)。この酔うな液体吐出エネルギー発生
素子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(インク)に与えられて、記録が行われ
る。
【0014】上記液体吐出エネルギー発生素子として電
気熱変換体が用いられる場合には、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、上記液体吐出エネルギー発生素子として圧電素子
が用いられる場合は、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。
【0015】なお、これらの素子には、これらの素子を
作動させるための制御信号入力用電極が接続されている
(不図示)。また、一般に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、本実施例においてもこのような機
能層を設けることは差し支えない。
【0016】次いで、上記液体吐出エネルギー発生素子
を含む基板7上に液流路及び液室形成部位に、フォトリ
ソグラフィー工程により液流路及び液室に一部となる型
材9を形成する(図2(b))。
【0017】次いで、液室形成部位に溶解除去可能な材
料としての型材10をスクリーン印刷等により液流路
よりも高くなるよう形成する(図2(c))。
【0018】上記型材9,10は、後述する各工程を経
た後に除去され、この除去部分に液流路及び液室が形成
される。もちろん、液流路6及び液室の形状は所望のも
のとすることが可能であり、型材もこの液流路及び液室
の形状に応じたものとすることができる。
【0019】次いで、基板7上に順次積層した上記型材
9,10上に、硬化型樹脂材料11を被覆し、この硬化
型樹脂材料11を硬化させる(図2(d))。さらに、
硬化した樹脂11上にシリコン含有レジスト12を塗布
し、液室形成用型材9,10上部にインク供給口13と
なる部分をフォトリソグラフィー工程により形成する
(図2(e))。
【0020】その後、パターニングされたシリコン含有
レジスト12をマスクとして、ドライエッチング処理を
施して液室形成用材料に達する孔を形成し、液流路及び
液室形成用型材を溶解除去する(図2(f))。
【0021】なお、ここではインクジェット記録ヘッド
の1ヘッドについてのみ図示したが、これは基板7上に
多数個形成し、一連の処理後分離切断することにより個
々のヘッドとするものであっても差し支えない。
【0022】また、ここで用いられる硬化型材料11と
しては、光照射または熱処理により硬化可能であり、前
記各型材9,10を被覆し得るものであれば使用するこ
とができるが、この材料は液流路6及び液室を形成して
インクジェット記録ヘッドとしての構成材料となるもの
であるので、基板7との密着性,機械的強度,耐蝕性の
面で優れたものを選択することが望ましい。
【0023】また、本発明に用いられるシリコン含有レ
ジストは、ドライエッチングにより硬化性材料を加工す
る際のマスクとして機能するものであり、硬化性材料と
のエッチングレートの選択比が大きいほど良い。具体的
には、ドライエッチングに用いられる酸素プラズマに対
する耐性が必要であり、酸素プラズマに対する十分な耐
性を得るためには、レジスト中のシリコン含有量が多い
ほど良く、好ましくはシリコン含有量5%以上、さらに
好ましくは10%以上である。さらに、シリコン含有レ
ジストの使用膜厚は、シリコン含有レジスト及び硬化性
材料のエッチングレート,加工する硬化性材料の加工膜
厚等に応じて、任意に設定することができる。また、シ
リコン含有レジストとしては、ネガ型,ポジ型共に使用
可能であり、硬化性材料の加工後あるいは型材の除去後
に剥離しても良い。
【0024】以下、本実施例の細部工程を具体的に説明
する: (実施例1)液体吐出エネルギー発生素子としての電気
熱変換体を形成したガラス被処理基板7上にポジ型フォ
トレジストAZ−4903(商品名、ヘキスト社製)を
膜厚30μmとなるようスピンコートし、オーブン中9
0℃で40分間のプリベークを行ってレジスト層を形成
した。このレジスト層上に液流路及び液室部分のマスク
パターンを介してマスクアライナーPLA501(商品
名、キヤノン社製)により800mJ/cm2 の露光量
でパターン露光した後、0.75wt%の水酸化ナトリ
ウム水溶液を用いて現像、次いでイオン交換水でリンス
処理を施し、真空オーブン中50℃で30分間のポスト
ベークを行い、レジストパターンを得た。
【0025】次に、液室部分のレジストパターン上に、
めっき用レジストMA−830(商品名、太陽インキ社
製)をスクリーン印刷により50μmの厚さとなるよう
形成し、70℃で2時間の溶剤乾燥を行った。その後、
被処理基板7上に熱硬化型のエポキシ樹脂組成物EME
−700(商品名、住友ベークライト社製)を成形温度
120℃、プランジャー圧力40kg、保持時間5分の
条件でトランスファーモールド法により被覆した後、1
50℃で2時間の熱処理を施し、エポキシ樹脂組成物を
完全に硬化した。
【0026】次いでエポキシ樹脂の硬化物上にシリコン
含有レジストSNR−M2(商品名、トウソー社製)を
膜厚1μmとなるよう塗布し、インク供給口のマスクパ
ターンを介してマスクアライナーPLA−520(商品
名、キヤノン社製)を用いて15秒間のディープUV露
光を行った後、プロピレングリコール−α−モノメチル
エーテル/ジ−ノルマルブチルエーテル=5/2の溶剤
にて1分間現像、ジ−ノルマルブチルエーテルにて1分
間のリンス処理を行ってインク供給口のパターンを形成
した。
【0027】次に、被処理基板7を平行平板型ドライエ
ッチング装置にセットし、酸素プラズマによりエポキシ
樹脂硬化物をエッチングし、液室形成用型材にまで達す
る孔を明けた後、アセトン中に浸漬して液流路及び液室
形成用型材を溶解除去した。
【0028】このようにして作成されたノズルは、精度
が極めて高く、信頼性の高いものが得られた。さらに、
このようにして作成されたインクジェット記録ヘッド
は、安定な印字が可能であった。
【0029】(実施例2)液体吐出エネルギー発生素子
としての電気熱変換体を形成したガラス被処理基板上に
ポジ型フォトレジストAZ−4903(商品名、ヘキス
ト社製)を膜厚30μmとなるようスピンコートし、オ
ーブン中90℃で40分間のプリベークを行ってレジス
ト層を形成した。このレジスト層上に液流路及び液室部
分のマスクパターンを介してマスクアライナーPLA−
501(商品名、キヤノン社製)により、800mJ/
cm2 の露光量でパターン露光した後、0.75wt%
の水酸化ナトリウム水溶液を用いて現像、次いでイオン
交換水でリンス処理を施し、真空オーブン中50℃で3
0分間のポストベークを行い、レジストパターンを得
た。
【0030】次に、液室部分のレジストパターン上に、
めっき用レジストMA−830(商品名、太陽インキ社
製)をスクリーン印刷により50μmの厚さとなるよう
形成し、70℃で2時間の溶剤乾燥を行った。
【0031】次に、被処理基板7上に1.0J/cm2
の露光量で全面露光を行い、0.1mmHgの真空条件
下で30分間の脱気処理を行った後、日本ユニオンカー
バイト社製エポキシ樹脂 Cyracure UVR−6110 40重量部 Cyracure UVR−6200 20重量部 Cyracure UVR−6351 40重量部 及び トリフェニルスルホニウムヘキサフル オロアンチモネート 1重量部 から成る光硬化性材料11を被覆し、8.5J/cm2
の露光量で全面露光を行って硬化させた。
【0032】次いでエポキシ樹脂の硬化物上にシリコン
含有レジストSNR−M2(商品名、トウソー社製)を
膜厚1μmとなるよう塗布し、インク供給口のマスクパ
ターンを介してマスクアライナーPLA−520(商品
名、キヤノン社製)を用いて15秒間のディープUV露
光を行った後、プロピレングリコール−α−モノメチル
エーテル/ジ−ノルマルブチルエーテル=5/2の溶剤
にて1分間現像、ジ−ノルマルブチルエーテルにて1分
間のリンス処理を行ってインク供給口のパターンを形成
した。
【0033】次に、被処理基板7を平行平板型ドライエ
ッチング装置にセットし、酸素プラズマによりエポキシ
樹脂硬化物をエッチングし、液室形成用型材9,10に
まで達する孔を明けた後、アセトン中に浸漬して液流路
及び液室形成用型材9,10を溶解除去した。
【0034】以上のようにして作成されたノズルは、精
度が極めて高く、信頼性の高いものが得られた。さら
に、このようにして作成されたインクジェット記録ヘッ
ドは、安定な印字が可能であった。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン含有レジストを用いてドライエッチングにより
硬化性材料を加工してインク供給口を形成することによ
り、硬化性材料の欠け,基板の変形あるいは破損といっ
た問題を生ずることなく、信頼性の高いインクジェット
記録ヘッドを製造することができる。また、本発明によ
るインクジェット記録ヘッドの製造方法を採用すること
により、生産性良く信頼性の高いインクジェット記録ヘ
ッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 インクジェット記録ヘッドの製造工程図
【図2】 実施例のインクジェット記録ヘッドの製造方
法工程図
【符号の説明】
1 被処理基板 2 型材 3 液流路形成用材料 4 インク供給口 5 液流路 6 液室 7 被処理基板 8 感光性樹脂層 9 型材 10 型材 11 硬化型樹脂材料 12 シリコン含有レジスト 13 インク供給口 14 吐出口(オリフィス)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッジシュータ型式のインクジェットヘ
    ッドにおいて、(1)液体吐出エネルギー発生部を有す
    る被処理基板上に、少なくとも液流路及び液室となる部
    分を占有する型材を形成し、(2)この型材を覆う硬化
    性材料を積層し硬化させ、(3)この型材を覆う硬化性
    材料上にシリコン含有レジストを被覆し、前記液室部分
    となる前記型材の上部にインク供給口となる部分を設け
    るようパターニング処理し、(4)ドライエッチングに
    より前記液室部分を占有する前記型材にまで達する孔を
    形成し、(5)前記液流路及び液室となる部分を占有す
    る前記型材を溶解除去する、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】 請求項1に記載の製造方法により製造さ
    れたものであることを特徴とするインクジェット記録ヘ
    ッド。
  3. 【請求項3】 硬化性材料が活性エネルギー線硬化型材
    料であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェ
    ット記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 硬化性材料が熱硬化型材料であることを
    特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 液体吐出エネルギー発生部が、熱エネル
    ギーを発生する電気熱変換体であることを特徴とする請
    求項2に記載のインクジェット記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
    出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
    ることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記
    録ヘッド。
  7. 【請求項7】 多色用の吐出口が一体成形されたもので
    あることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット
    記録ヘッド。
  8. 【請求項8】 記録媒体の被記録面に対向してインクを
    吐出する吐出口が設けられていることを特徴とする請求
    項2に記載のインクジェット記録ヘッド及びこのヘッド
    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
    徴とするインクジェット記録装置。
JP6941195A 1995-03-28 1995-03-28 インクジェット記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置 Withdrawn JPH08267762A (ja)

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