JPH06312508A

JPH06312508A - 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

Info

Publication number: JPH06312508A
Application number: JP10407393A
Authority: JP
Inventors: Isao Imamura; 功今村; Tadaki Inamoto; 忠喜稲本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【構成】インク流路の少なくとも一部が吐出口の断面
積より小さい断面積を有するノズルフィルターを有する
インクジェット記録ヘッドを製造するに際し、固体層で
インク流路部の型を形成する際に、ノズルフィルター部
の断面積を減じるために該フィルター部の固体層に対し
て再露光する、あるいはプラズマアッシング処理を施す
ことにより、フィルター部固体層の断面積を減じて、後
に第２の充填部材によりインク流路を形成する。【効果】従来のフォトリソグラフィー法で不可能であ
ったフィルター開口部の断面積を任意に設定することが
部品点数を増やすことなく可能となり、これにより従来
に比して開口部断面積をより小さくすることができ、フ
ィルター効果の向上が図れる。

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、特願平３−２８６６５４号に
提案されている方法がある。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用いて概説する。

【０００３】まず、図９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
よってノズル及びフィルター形成予定部位上に固体層３
を形成する。次に、図１０に示すように、基板１上に更
に硬化性樹脂組成物７をポッティングする。続いて、図
１１に示すように、その上に第２の基板４を貼り合わ
せ、硬化性樹脂を硬化させる。次に、図１２に示すよう
に、アルカリ水溶液で固体層３のみを洗い流し、液流路
及びフィルターを完成させる。

【０００４】図１３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を２個有する例で
ある。インクの安定供給のために設けられた液室１２に
は、液流路が直結している。液流路は個別液流路１１及
び共通液流路１５からなっており、共通液流路１５に
は、ゴミの進入を防止するフィルター１４が設けられて
いる。また、液室１２には、外部からの液供給口６が設
けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の製造法による構
造では、ゴミの除去性というフィルター効果が十分満足
いくものとは言えず、更なるフィルター効果の向上が求
められている。

【０００６】そのためには、フィルターの目を小さくし
なければならないが、従来のフォトリソグラフィー法に
おいては、フィルターの目のサイズを小さくするのに限
界があった。また、光によりフィルターを形成するた
め、光の進行方向に対してその垂直方向では、フィルタ
ーの目を小さくすることができない等の問題が生じて来
る。

【０００７】本発明の目的は、部品点数を増やすことな
くフィルターの目を小さくし、フィルター効果の向上さ
れたインクジェット記録ヘッドを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、吐出口か
らインクを吐出するために利用される液体吐出エネルギ
ー発生素子に対応して設けられ、前記吐出口に連通する
液流路を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法で
あって、１）第１の充填部材で、インク流路部となる型を形成す
る工程、２）該インク流路部の型を第２の充填部材で覆う工程、３）第２の充填部材で覆われた第１の充填部材を除去
し、インク流路を形成する工程、を含み、前記第１の充
填部材が活性エネルギー線感応性材料の露光現像により
得られたものであり、第２の充填部材で前記インク流路
上で液体吐出エネルギー発生素子の液吐出反対側にイン
ク流路の少なくとも一部が吐出口の断面積より小さい断
面積を有するノズルフィルターを形成するインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、前記第１の工程にお
ける第１の充填部材によるインク流路部の型の形成に際
して、１）前記活性エネルギー線感応性材料がポジティブに作
用する活性エネルギー線感応性材料であって、該材料を
第１の基板に積層し、インク流路部となる型に相当する
パターンマスクを介して露光した後、フィルター部分の
活性エネルギー線感応性材料のみに前記露光量よりも少
ない露光量で再露光し、現像を行う、２）第１の基板に前記活性エネルギー線感応性材料を積
層した後、フィルター部分の該活性エネルギー線感応性
材料のみにプラズマアッシャーによりアッシングを施
し、次にインク流路部となる型に相当するパターンマス
クを介して露光し、現像する、３）第１の基板に前記活性エネルギー線感応性材料を積
層し、次にインク流路部となる型に相当するパターンマ
スクを介して露光した後、フィルター部分の活性エネル
ギー線感応性材料のみにプラズマアッシャーによりアッ
シングを施し、次に現像を行う、あるいは４）第１の基板に前記活性エネルギー線感応性材料を積
層し、次にインク流路部となる型に相当するパターンマ
スクを介して露光現像し、前記インク流路部となる型を
得、フィルター部分の活性エネルギー線感応性材料のみ
にプラズマアッシャーによりアッシングを施す、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であ
る。

【０００９】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。

【００１０】図１乃至図８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８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、本実
施例においては、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。

【００１１】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り、少なくとも
その一方が活性エネルギー線透過性である２枚の基板が
用いられる。図１は第１の充填部材による液流路部の型
（以下、固体層）形成前の第１の基板の一例の模式的斜
視図である。

【００１２】このような第１の基板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
および第２の充填部材（以下、活性エネルギー線硬化性
材料）積層時の支持体として機能させるものであり、後
述する活性エネルギー線照射の工程を第１の基板１側か
ら行う場合には、第１の基板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。上記第１の基板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。

【００１３】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。

【００１４】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
うな第１の充填部材による固体層３を積層する。

【００１５】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）に第２の基板
の一例を示す。本例では、第２の基板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。以後図３乃至図７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’線で切断した第１及び第２の基板
の模式的断面図を示すものとする。

【００１６】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及び液室が構成され
る。もちろん、液流路及び液室の形状は所望のものとす
ることが可能であり、固体層３も該液流路及び液室の形
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
液流路の各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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】樹脂を印刷する。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】上記のような感光性レジストを用いて通常
のフォトリソグラフィーによって図２に示すようなパタ
ーンが得られるのであるが、ここで本発明の微細フィル
ターを得るために以下のような操作を行う。

【００２８】（１）まず、第１の基板１にポジ型感光性
レジストを積層し、図２のパターンに相当するパターン
マスクを介して露光した後、フィルター部分のレジスト
のみに前記露光量よりも少ない露光量で再露光し、現像
を行い図２に示すパターンを得る。

【００２９】（２）第１の基板に感光性レジスト（ポジ
型又はネガ型）を積層した後、フィルター部分のレジス
トのみにプラズマアッシャーによりアッシングを施し、
次に所望パターンのマスクを介して露光し、現像して図
２に示すパターンを得る。

【００３０】（３）まず、第１の基板１に感光性レジス
ト（ポジ型又はネガ型）を積層し、図２のパターンに相
当するパターンマスクを介して露光した後、フィルター
部分のレジストのみにプラズマアッシャーによりアッシ
ングを施し、次に現像を行い図２に示すパターンを得
る。

【００３１】（４）まず、第１の基板１に感光性レジス
ト（ポジ型又はネガ型）を積層し、図２のパターンに相
当するパターンマスクを介して露光現像し、図２に示す
パターンを得、フィルター部分のレジストのみにプラズ
マアッシャーによりアッシングを施す。

【００３２】このようにして形成されるパターンの断面
を示すと図３のようになる。図３に示すように固体層３
の高さが、（Ａ）、（Ｂ）に比べ（Ｃ）では低くなって
おり、これが後に微細なフィルター開口部となる。ま
た、本発明の方法では固体層３のフィルター開口部対応
部分の幅の減縮も可能となる。

【００３３】上記第１の方法における露光量及び露光時
間、上記第２乃至第４の方法におけるアッシングの条件
は所望のフィルター開口部の断面積が得られるよう、適
宜調整される。

【００３４】上記固体層３が形成された第１の基板１に
は、図４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。

【００３５】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、液室およびフィルターを
形成して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、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。

【００３６】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、液状の硬化性材料
を積層する場合には、該材料の脱気を行った後、気泡の
混入を避けながら行うのが好ましい。

【００３７】次に、図５の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）
に示すように、第１の基板１の活性エネルギー線硬化性
材料７上に第２の基板４を積層する。この際、第２の基
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。もちろん第２の基
板４も第１の基板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
射の工程を第２の基板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、第２の
基板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。

【００３８】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、第２の基板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、第２の基板４を第１の基板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、第２の基板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、例えば各基
板１、４間にスペーサーを設けたり、第２の基板４の端
部に凸部を設ける等の工夫をしてもよい。

【００３９】こうして第１の基板１、固体層３、活性エ
ネルギー線硬化性材料７および第２の基板４が順次積層
された積層体を得た後、図６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（本実施例では第２の基板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７（図５参照）が硬化して硬化樹
脂層１０が形成されるとともに、該硬化によって第１の
基板１と第２の基板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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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７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。

【００４４】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６参照）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。

【００４５】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。

【００４６】図７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。

【００４７】図８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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】図１４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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００６５】実施例１図１乃至図７に示した作製手順に準じて、図８の構成の
インクジェット記録ヘッドを作製した。

【００６６】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、第１の基板１と
してのガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上に形成した後、
該第１の基板上にポジ型ドライフィルム（「ＯＺＡＴＥ
ＣＲ２２５」、ヘキストジャパン（株）製）からなる
厚さ５０μｍの感光層をラミネーションにより形成し
た。

【００６７】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７０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線照射を行
った。尚、液流路の長さは３ｍｍとした。

【００６８】次に、この感光層のフィルター部位だけに
再露光を行った。尚、再露光の条件は以下の通りであ
る。

【００６９】露光器：タマラック社製、マスクアライナ
ー１５２Ｒ−２００−２０露光時間（露光量）：０．２秒（３ｍＪ／ｃｍ²）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
を形成した。

【００７０】上記同様の操作手順で、上記同様の固体層
を積層した基板を合計３００個作製した後、該固体層が
形成されている基板のそれぞれに、活性エネルギー線硬
化性材料として液状の下記組成よりなるエポキシ樹脂組
成物を積層した。

【００７１】エポキシ樹脂：日本ユニオンカーバイト
（株）製、ＣｙｒａｃｕｒｅＵＶＲ−６１１０（商品
名）４０部、ＣｙｒａｃｕｒｅＵＶＲ−６２００（商
品名）２０部、ＣｙｒａｃｕｒｅＵＶＲ−６３５１
（商品名）４０部触媒：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）

【００７２】

【化１】操作手順は以下のように行った。

【００７３】上記活性エネルギー線硬化性材料を真空ポ
ンプを用いて脱泡し、この脱泡した活性エネルギー線硬
化性材料を前記固体層が積層されている第１の基板のそ
れぞれにアプリケーターを用いて、基板上面から７０μ
ｍの厚みに塗布した。

【００７４】次にこの活性エネルギー線硬化性材料を積
層した第１の基板のそれぞれに、その厚さが１．１ｍｍ
で、液室形成予定部位に深さ０．３ｍｍの凹部と、該凹
部の中央に記録液供給のための貫通孔（液供給口）を持
つ第２の基板としてのガラス基板を、液室形成予定部位
の位置を合わせて積層体を得た。

【００７５】次に、この積層体の第２の基板の上面にフ
ィルムマスクを密着させ、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、１００
０ｍＷ／ｃｍ²であった。次いでフィルムを取り外し、
電気熱変換体がオリフィス先端から０．７ｍｍの位置と
なるように切断し、オリフィス端面を形成した。

【００７６】オリフィス端面を露出させた３００個の積
層体をそれぞれ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ＮａＯ
Ｈ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。

【００７７】このようにして作製された３００個のイン
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。更にこれらインク
ジェット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（重量部）からなるインクジェットイン
クを用いて記録を行い吐出性能を評価した。結果を表３
に示す。

【００７８】実施例２実施例１において、固体層形成時の感光層のフィルター
部位への再露光における露光時間を０．４秒（露光量６
ｍＪ／ｃｍ²）に代えた以外は実施例１と同様にして３
００個のインクジェット記録ヘッドを作製し、実施例１
と同様に記録を行い吐出性能を評価した。結果を表３に
示す。

【００７９】実施例３固体層形成時に感光層の露光前に、フィルター部位にだ
けプラズマアッシャーによるアッシングを行い、その後
実施例１と同様に露光現像を行って、固体層を形成し、
以下、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。この記録ヘッドに対して実施例１と同様に
して記録を行い、吐出性能について評価した。結果を表
３に示す。尚、アッシングの条件は表１に示すようにし
て行った。

【００８０】

【表１】

【００８１】実施例４実施例３において、アッシングの時間を３０分から６０
分に代えた以外は実施例３と同様にしてインクジェット
記録ヘッド作製し、実施例１と同様にして記録を行い、
吐出性能について評価した。結果を表３に示す。

【００８２】実施例５固体層形成時に感光層の露光後に、フィルター部位にだ
けプラズマアッシャーによるアッシングを行い、その後
実施例１と同様に現像を行って、固体層を形成し、以
下、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。この記録ヘッドに対して実施例１と同様にし
て記録を行い、吐出性能について評価した。結果を表３
に示す。尚、アッシングの条件は実施例３と同様に表１
に示す条件にて行った。

【００８３】実施例６実施例５において、アッシングの時間を３０分から６０
分に代えた以外は実施例５と同様にしてインクジェット
記録ヘッド作製し、実施例１と同様にして記録を行い、
吐出性能について評価した。結果を表３に示す。

【００８４】実施例７固体層形成時に感光層の露光現像後に、フィルター部位
にだけプラズマアッシャーによるアッシングを行い、以
下、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。この記録ヘッドに対して実施例１と同様にし
て記録を行い、吐出性能について評価した。結果を表３
に示す。尚、アッシングの条件は表２に示す条件にて行
った。

【００８５】

【表２】

【００８６】実施例８実施例７において、アッシング時のＲＦパワーを１．５
ｋＷに代えた以外は実施例７と同様にしてインクジェッ
ト記録ヘッド作製し、実施例１と同様にして記録を行
い、吐出性能について評価した。結果を表３に示す。

【００８７】比較例１固体層形成時に、感光層のフィルター部位に相当する部
分への再露光を行わなかった以外は実施例１と同様にし
てインクジェット記録ヘッドを作製し、実施例１と同様
にして記録を行い、吐出性能について評価した。結果を
表３に示す。

【００８８】

【表３】尚、表３において、「ノズル詰まり」とは個別液流路に
ゴミが詰まっているのが顕微鏡下で観察される場合を言
い、ノズル詰まり発生率は、ノズル詰まりが発生してい
る個別液流路の数／記録ヘッドの数で表わしたものであ
る。「不吐」は、個別液流路に詰まったゴミが、個別液
流路を狭くして、インクが吐出されなかった回数、「ヨ
レ」は個別液流路に詰まったゴミにより吐出力が低下
し、インクが真直に吐出されなかった回数を示す。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来では任意に選ぶことができなかったフィルター開口
部の高さ及び幅を任意に設定することが可能となり、こ
れにより従来に比較して開口部断面積をより小さくする
ことができ、ゴミの除去性能等のフィルター効果の向上
が図れ、振動などの揺れや衝撃直後にも良好な印字を行
うことができるインクジェット記録ヘッドを得ることが
できる。

【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）は固体層形成後の第１の基板の模式的平
面図であり、（Ｂ）は第２の基板の模式的平面図であ
る。

【図３】本発明による固体層形成後の第１の基板の各部
の模式的断面図であり、（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、
図２（Ａ）のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にお
ける断面を示し、以下、図７まで同様である。

【図４】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５】第２の基板積層後の各部の模式的断面図であ
る。

【図６】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７】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８】図３乃至図７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９】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法を
説明する模式的断面図で、基体上に固体層が形成された
状態を示す。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的断面図で、図９にさらに活性エネルギ
ー線硬化性材料をポッティングした状態を示す。

【図１１】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
を説明する模式的断面図で、図１０にさらに第２の基板
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１３】図９乃至図１３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１４】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第２の基板７活性エネルギー線硬化性材料１４フィルター開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9012−2ＣＢ４１Ｊ 3/04 １０３Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出口からインクを吐出するために利用
される液体吐出エネルギー発生素子に対応して設けら
れ、前記吐出口に連通する液流路を備えたインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法であって、１）第１の充填部材で、インク流路部となる型を形成す
る工程、２）該インク流路部の型を第２の充填部材で覆う工程、３）第２の充填部材で覆われた第１の充填部材を除去
し、インク流路を形成する工程、を含み、前記第１の充
填部材がポジティブに作用する活性エネルギー線感応性
材料の露光現像により得られたものであり、第２の充填
部材で前記インク流路上で液体吐出エネルギー発生素子
の液吐出反対側にインク流路の少なくとも一部が吐出口
の断面積より小さい断面積を有するノズルフィルターを
形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法におい
て、前記第１の工程における第１の充填部材によるインク流
路部の型の形成に際して、第１の基板に前記ポジ型の活
性エネルギー線感応性材料を積層し、インク流路部とな
る型に相当するパターンマスクを介して露光した後、フ
ィルター部分の活性エネルギー線感応性材料のみに前記
露光量よりも少ない露光量で再露光し、現像を行うこと
を特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】吐出口からインクを吐出するために利用
される液体吐出エネルギー発生素子に対応して設けら
れ、前記吐出口に連通する液流路を備えたインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法であって、１）第１の充填部材で、インク流路部となる型を形成す
る工程、２）該インク流路部の型を第２の充填部材で覆う工程、３）第２の充填部材で覆われた第１の充填部材を除去
し、インク流路を形成する工程、を含み、前記第１の充
填部材が活性エネルギー線感応性材料の露光現像により
得られたものであり、第２の充填部材で前記インク流路
上で液体吐出エネルギー発生素子の液吐出反対側にイン
ク流路の少なくとも一部が吐出口の断面積より小さい断
面積を有するノズルフィルターを形成するインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、前記第１の工程における第１の充填部材によるインク流
路部の型の形成に際して、第１の基板に前記活性エネル
ギー線感応性材料を積層した後、フィルター部分の該活
性エネルギー線感応性材料のみにプラズマアッシャーに
よりアッシングを施し、次にインク流路部となる型に相
当するパターンマスクを介して露光し、現像することを
特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】吐出口からインクを吐出するために利用
される液体吐出エネルギー発生素子に対応して設けら
れ、前記吐出口に連通する液流路を備えたインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法であって、１）第１の充填部材で、インク流路部となる型を形成す
る工程、２）該インク流路部の型を第２の充填部材で覆う工程、３）第２の充填部材で覆われた第１の充填部材を除去
し、インク流路を形成する工程、を含み、前記第１の充
填部材が活性エネルギー線感応性材料の露光現像により
得られたものであり、第２の充填部材で前記インク流路
上で液体吐出エネルギー発生素子の液吐出反対側にイン
ク流路の少なくとも一部が吐出口の断面積より小さい断
面積を有するノズルフィルターを形成するインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、前記第１の工程における第１の充填部材によるインク流
路部の型の形成に際して、第１の基板に前記活性エネル
ギー線感応性材料を積層し、次にインク流路部となる型
に相当するパターンマスクを介して露光した後、フィル
ター部分の活性エネルギー線感応性材料のみにプラズマ
アッシャーによりアッシングを施し、次に現像を行うこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】吐出口からインクを吐出するために利用
される液体吐出エネルギー発生素子に対応して設けら
れ、前記吐出口に連通する液流路を備えたインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法であって、１）第１の充填部材で、インク流路部となる型を形成す
る工程、２）該インク流路部の型を第２の充填部材で覆う工程、３）第２の充填部材で覆われた第１の充填部材を除去
し、インク流路を形成する工程、を含み、前記第１の充
填部材が活性エネルギー線感応性材料の露光現像により
得られたものであり、第２の充填部材で前記インク流路
上で液体吐出エネルギー発生素子の液吐出反対側にイン
ク流路の少なくとも一部が吐出口の断面積より小さい断
面積を有するノズルフィルターを形成するインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、前記第１の工程における第１の充填部材によるインク流
路部の型の形成に際して、第１の基板に前記活性エネル
ギー線感応性材料を積層し、次にインク流路部となる型
に相当するパターンマスクを介して露光現像し、前記イ
ンク流路部となる型を得、フィルター部分の活性エネル
ギー線感応性材料のみにプラズマアッシャーによりアッ
シング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。
【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。
【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。
【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。
【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。