JPH09123467A - インクジェット記録ヘッドの製造方法および該方法によるインクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出安定性良好な、生産性に優れるインクジ
ェット記録ヘッド、およびその製造方法の提供。 【解決手段】 インクを吐出するための吐出口、該吐出
口を形成する吐出口形成部材、前記吐出口に連通する液
流路、該液流路内に配され前記吐出口からインクを吐出
するために利用されるエネルギーを発生する液体吐出エ
ネルギー発生部、を備えるインクジェット記録ヘッドの
製造方法において、撥インク性を有し、かつ前記吐出口
形成部材に浸透する液体中に前記吐出口形成部材を浸漬
することにより、前記吐出口の周縁部に撥インク処理を
施すインクジェット記録ヘッドの製造方法、および該方
法によるインクジェット記録ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にインクと呼
ばれる記録液を微細口から小滴として吐出、飛翔させ、
この小滴の被記録面への付着をもって記録を行うインク
ジェット記録ヘッドの製造方法に関し、特に、インクジ
ェット記録ヘッドの吐出口面が表面処理されるインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法、ならびに該製造方法によ
り得られるインクジェット記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式に適用されるイ
ンクジェット記録ヘッドは、図１に示すように一般に微
細なインク吐出口４、液流路６および液流路内に配され
る液体吐出エネルギー発生部を備えている。

【０００３】記録ヘッドの吐出口周縁部は一般に撥イン
ク性になっていることが吐出安定性の観点で好ましいこ
とが知られている。また周縁部は空気中の塵、ゴミ等に
よって、また、紙等の被記録材によって擦れ、傷を受け
易い環境に置かれる。このため、周縁部には撥インク性
を有し、なおかつ、ある程度の耐摩耗性を有する材料を
塗布する処理が施されている。

【０００４】また、吐出口周縁部に撥インク性を付与す
る方法の例としては、この撥インク性材料を吐出口周縁
部に塗布する方法のほかには、撥インク性を有する材料
自体で吐出口を形成する方法や、吐出口形成部材の吐出
口周縁部にフッ素イオンを注入したり、フッ素プラズマ
処理を施すことにより、吐出口形成部材を部分的に表面
改質する方法、等が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
撥インク性材料を吐出口周縁部に塗布する方法では、一
般に撥インク性が優れた塗布材料は、耐摩耗性が必ずし
も十分ではないので、吐出口周縁部の清掃作業（ワイピ
ング）等によって稀に周縁部に傷が付くことがあり、イ
ンクの吐出方向が曲がって印字品位が劣化することがあ
った。

【０００６】また、撥インク性材料自体で吐出口を形成
する方法では、液流路中も撥インク性を示すために吐出
口近傍で良好なメニスカス状態を保てなくなってしま
い、やはり印字品位が劣化するおそれがある。

【０００７】さらに、吐出口周縁部にフッ素イオンを注
入したり、フッ素プラズマ処理を施すことにより吐出口
形成部材を部分的に表面改質する方法では、大掛かりな
装置が必要となるのみならず、吐出口形成部材の吐出口
周縁部をどの程度まで撥インク処理するかといった制御
が困難であるという問題を有していた。

【０００８】このように、従来より、撥インク性、耐摩
耗性とも良好で印字品位に優れるインクジェット記録ヘ
ッドを、安価にしかも歩留まりよく作成することができ
るインクジェット記録ヘッドの製造方法が求められてい
た。

【０００９】本発明の目的は、上記のような問題点を解
消し、吐出安定性が良好で生産性に優れるインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法、および該製造方法により作成
されインクジェット記録ヘッドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下に示
す本発明によって達成される。すなわち、本発明は、イ
ンクを吐出するための吐出口と、該吐出口を形成する吐
出口形成部材と、前記吐出口に連通する液流路と、該液
流路内に配され前記吐出口からインクを吐出するために
利用されるエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発
生部と、を備えるインクジェット記録ヘッドの製造方法
において、撥インク性を有し、かつ前記吐出口形成部材
に浸透する液体中に前記吐出口形成部材を浸漬すること
により、前記吐出口の周縁部に撥インク処理を施すこと
を特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法、な
らびに該製造方法により得られるインクジェット記録ヘ
ッドを開示するものである。

【００１１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの
製造方法においては、撥インク処理は単に吐出口面を浸
漬槽に浸漬するだけで行うことができるので、撥インク
処理に用いる装置も簡易なもので済み、処理装置の複雑
な制御を行う必要も無く、確実に所望の処理を行うこと
ができる。したがって、製造時の歩留まりも著しく向上
する。

【００１２】さらに本発明のインクジェット記録ヘッド
においては、吐出口面の構成材料（吐出口形成部材）中
に撥インク材が浸透するので、吐出口周縁部の撥インク
処理部の硬度は吐出口形成部材のそれとほぼ等しくなる
ため、十分な耐摩耗性を確保することができる。したが
って、吐出口周縁部の撥インク処理に傷が付き難くな
り、インクの吐出安定性も良好に保つことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明をさ
らに詳細に説明する。図２は本発明を適用したインクジ
ェット記録ヘッドの一実施態様を示す工程説明図であ
る。

【００１４】まず、液体吐出エネルギー発生部を有する
被処理基板１上に感光性樹脂を形成（図２（ａ）参照）
し、これをマスク７を介して露光（図２（ｂ）参照）
し、現像処理を施して感光性樹脂層をパターニングし、
後に液流路となる部分に固体層５を形成（図２（ｃ）参
照）する。ここで被処理基板１としては、Ｓｉ基板やＡ
ｌといった金属基板を用いることができる。

【００１５】ここで、インクジェット記録ヘッドの中で
もインク吐出口が、記録媒体の記録領域の全幅にわたっ
て複数設けられてなるフルラインタイプのものの場合に
は加工が容易な金属基板が好ましく用いられる。

【００１６】液体吐出エネルギー発生部としては、電気
機械変換素子、電気熱変換素子等を用いることができ、
特に電気熱変換素子は、吐出口を高密度に配列する際に
は極めて好適である。

【００１７】また、固体層の材料としては後に溶解除去
可能なものであればどのような感光性樹脂でも使用可能
であり、ドライフィルムタイプのものや液状タイプを用
いることができる。なお、液状タイプの感光性樹脂の場
合には、基板上にスピンコート等での形成が可能であ
る。

【００１８】次に、インク供給口を有する天板２を基板
１に合わせて、天板２と基板１との間に活性エネルギー
線硬化型あるいは熱硬化型の液流路構成部材となる樹脂
９を注入（図２（ｄ）参照）して、活性エネルギー線照
射あるいは加熱により前記液流路構成部材となる樹脂を
硬化（図２（ｅ）参照）させる。

【００１９】その後、天板２、液流路構成部材９、基板
１とからなる吐出口形成部材の吐出口周縁部を、撥イン
ク性を有し、かつ前記吐出口形成部材に浸透する液体中
に浸漬することにより吐出口周縁部に撥インク性を付与
（図２（ｆ）参照）する。このような液体としては、例
えば、クリスタロン溶液（商品名：ナノフィルムコーポ
レーション社製）を挙げることができる。

【００２０】ここで、前記液体を吐出口周縁部に良好に
浸透させるためには、吐出口形成部材の少なくとも吐出
口周縁部は、樹脂や無機絶縁物となっていることが望ま
しい。したがって、上述のように吐出口形成部材の一部
を基板が兼ねている場合には基板の吐出口周縁部に無機
絶縁膜を形成することが望ましく、特に基板が金属基板
である場合にはこの金属基板を陽極酸化することによっ
て前記液体が浸透し易い良質の膜を形成することが可能
である。

【００２１】最後に固体層を有機溶剤あるいはアルカリ
水溶液等を用いて除去して、液流路６を形成（図２
（ｇ）参照）する。

【００２２】上述の形態では吐出口形成部材は複数の部
材から形成されているが、例えば、図３に示すように樹
脂の成形によって形成される部材８を単独で吐出口形成
部材として用いることにより、上述の形態と同様に吐出
口形成部材に良好な撥インク性を付与することが可能で
ある。

【００２３】なお、本形態の場合には、吐出口形成部の
浸漬処理後にレーザー加工で吐出口４を形成することに
より液流路中に撥インク処理を回り込ませることなく、
高精度で簡易に吐出口を形成することができる。

【００２４】

【実施例】以下、図面に基づいて実施例により本発明の
詳細を説明すが、本発明がこれらによって限定されるも
のではない。

【００２５】［実施例１］液体吐出エネルギー発生部と
して電気熱変換素子を形成したＡｌ基板１上に、感光性
樹脂としてポジ型フォトレジストＰＭＥＲ−ＡＲ９００
（東京応化工業社製）をスピンコートし、プリベークを
行った後、液流路のマスクパターン７を介してマスクア
ライナーＰＬＡ−５０１（キャノン社製）により３ｊ／
ｃｍ² の露光量にて露光を行い、その後現像処理を行
い、ポストベークを行って、液流路となる固体層５を形
成した。

【００２６】次に、基板１に対してガラス製の天板２を
合わせた状態で、固体層５上に液流路構成部材９を被覆
し硬化を行った。硬化後はヘッドの吐出口面を形成する
ために基板１、液流路構成部材９および天板２の積層体
に対して切断を行った。

【００２７】次いで、基板の切断面に陽極酸化層を形成
するために酒石酸アンモニウムとエチレングリコールの
混合溶液を調製し、パッドに充填しておき、該パッド中
の溶液にヘッドの切断面を浸漬し、定電圧電源を用いて
２５０Ｖ、２．５Ａの条件で通電することにより、アル
ミニウム基板端面に陽極酸化層を形成した。

【００２８】次に吐出口面をクリスタロン溶液（ナノフ
ィルムコーポレーション社製）に９０℃にて５分間浸漬
し、撥インク処理を行った。最後にアセトン中に浸漬し
て固体層であるレジストを溶解除去し、吐出口を作成
し、インクジェット記録ヘッドを完成した。

【００２９】［実施例２］液流路溝および吐出口形成部
材が成形加工により一体に形成されているポリエーテル
サルフォン樹脂からなる天板８の吐出口面を、クリスタ
ロン溶液（ナノフィルムコーポレーション社製）に９０
℃で５分間浸漬し、撥インク処理を行った。次いでレー
ザ加工により吐出口４を形成した。最後に前記天板８を
実施例１と同様の基板１に貼り合わせインクジェット記
録ヘッドを完成した。

【００３０】［比較例］液流路溝および吐出口形成部材
が成形加工により一体に形成されているポリエーテルサ
ルフォン樹脂からなる天板の吐出口面に撥水剤としてフ
ローレンＣ１−２５（日本合成ゴム社製）を塗布し、撥
インク処理層を形成した。次にレーザ加工により吐出口
を形成した。最後に前記天板を実施例１と同様の基板に
貼り合わせインクジェット記録ヘッドを完成した。

【００３１】（印字品位評価）次に実施例１、２および
比較例に記載の方法で作成したインクジェット記録ヘッ
ドをおのおの１００個作成し、それぞれインクジェット
記録装置ＢＪＣ−８８０（キャノン社製）に搭載し印字
を行い、初期および１０００枚印字後の印字物の品位評
価を行った。結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】 評価は、ヘッド１００個中の、ヨレまたは不吐のなかっ
たヘッドの個数によった。

【００３３】表１に示す結果から明らかなように、比較
例のヘッドは、初期印字においては印字品位が良好であ
る。しかしながら、１０００枚印字後、印字品位の悪い
ものが発生した。これは吐出口周縁部の撥水処理層の剥
れが原因と考えられる。これに対して実施例１および２
のヘッドは、初期および１０００枚印字後において、ヨ
レの発生なく印字品位が良好であった。

【００３４】なお、上記実施例では、シリアルタイプの
ものについて示したが、記録媒体の記録領域の全幅にわ
たって吐出口が設けられているフルラインタイプのもの
についても本発明は適用可能である。

【００３５】また、上記実施例では、エネルギー発生素
子に電気熱変換素子を用いた例を示したが、それ以外の
エネルギー発生素子を有するインクジェットヘッドにも
本発明は有効である。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、吐出安定性が良好で生産
性に優れるインクジェット記録ヘッドおよびその製造方
法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドの一般的な構成を説
明するための模式的斜視図。

【図２】本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの
製造方法の一実施態様を示す工程説明図。

【図３】本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの
他の実施態様を示す分解斜視図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 天板 ３ 液流路構成部 ４ 吐出口 ５ 固体層 ６ 液流路 ７ マスク ８ 液流路が形成されている天板 ９ 液流路構成部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための吐出口と、該吐
   出口を形成する吐出口形成部材と、前記吐出口に連通す
   る液流路と、該液流路内に配され前記吐出口からインク
   を吐出するために利用されるエネルギーを発生する液体
   吐出エネルギー発生部と、を備えるインクジェット記録
   ヘッドの製造方法において、撥インク性を有し、かつ前
   記吐出口形成部材に浸透する液体中に前記吐出口形成部
   材を浸漬することにより、前記吐出口の周縁部に撥イン
   ク処理を施す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】 前記吐出口形成部材が、樹脂製の成形部
   材である請求項１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】 前記吐出口形成部材に、レーザー加工を
   施すことにより吐出口が形成される請求項２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】 前記吐出口形成部材が、前記液体吐出エ
   ネルギー発生部を備えた無機基板と樹脂製の液流路構成
   部材とからなる請求項１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】 前記無機基板の吐出口周縁部に、撥イン
   ク処理を行う前に無機絶縁膜を形成する請求項４記載の
   インクジェット記録ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 前記無機基板が金属からなり、かつ前記
   無機絶縁膜が前記無機基板を陽極酸化することによって
   形成される請求項５記載のインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記無機基板上に液流路のパターン上に
   溶解除去可能な固体層を設ける工程と、該固体層が設け
   られた前記基板上に前記液流路構成部材となる樹脂を被
   覆する工程と、該樹脂を硬化させた後に前記固体層を溶
   解除去して吐出口および液流路を形成する工程とを、さ
   らに有する請求項４記載のインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
8. 【請求項８】 インクジェット記録用のインクジェット
   記録ヘッドにおいて、該記録ヘッドが請求項１ないし７
   のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方
   法により作成されたインクジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 液体吐出エネルギー発生部が、電気熱変
   換体である請求項８記載のインクジェット記録ヘッド。
10. 【請求項１０】 インク吐出口が、記録媒体の記録領域
    の全幅にわたって複数設けられてなるフルラインタイプ
    のものである請求項８または９記載のインクジェット記
    録ヘッド。