(57)【要約】【課題】本発明は、ノズル形成部材の膨潤により基板とノズル形成部材の接地面に生じる剥離応力を緩和させることが可能な構造を有す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。【解決手段】発明に係るインクジェット記録ヘッドは、ノズル形成部材の内面であってインク供給口直上にリブ状突起構造を有し、該リブ状突起構造は、前記ノズル形成部材の表面側から溝が形成されていることを特徴とする。このような構成とすることにより、インク等によるインク形成部材の膨潤によって生じる剥離応力を緩和し、基板とノズル形成部材の剥離を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するためのエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子が列状に配置され、かつ該吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在するインク供給口を有する基板と、
該基板の上に、前記インク滴を吐出するインク吐出口と、該インク吐出口及び前記インク供給口に連通し前記吐出エネルギー発生素子を有するインク流路と、を形成するノズル形成部材と、
を備えるインクジェット記録ヘッドであって、
前記ノズル形成部材の内面であって前記インク供給口の上方にリブ状突起部を有し、
該リブ状突起部は、前記ノズル形成部材の表面側から溝が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記リブ状突起部において、前記溝の底面は、前記ノズル形成部材を構成する部材と異なる材料からなるリブ状突起底部で構成されており、前記溝は該リブ状突起底部まで前記ノズル形成部材を分離するように設けられていることを特徴とするインクジェット請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記リブ状突起底部は前記ノズル形成部材よりも弾性率が小さい部材で形成さ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。
【請求項４】
該リブ状突起部は、前記吐出エネルギー発生素子の配列方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記溝は、前記リブ状突起部の全域に亘って形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記溝は、複数形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記ノズル形成部材と前記基板との間に密着向上層を有する請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記リブ状突起底部は、前記密着向上層と同じ材料で構成される請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
インク滴を吐出させるエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子が設けられた基板上に、少なくともインク流路となる部分を構成する型材を形成する工程と、前記基板および前記型材の上に前記インク滴を吐出するインク吐出口を形成する吐出プレートとなるノズル形成部材を形成する工程と、前記ノズル形成部材に、複数の吐出口が並んで配置されるように、複数のインク吐出口を形成する工程と、前記吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在するインク供給口を形成する工程と、前記型材を除去する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記型材を形成する工程の前に、前記インク供給口が形成される領域を含む基板上の前記インク供給口の幅よりも狭い領域の上に、前記ノズル形成部材と異なる材料で構成される第２の部材を配置する工程と、
該第２の部材の上を除き、前記インク流路の形成されるべき前記基板上に前記型材を形成し、前記ノズル形成部材を形成することで前記第２の部材とノズル形成部材とでリブ状突起部を形成する工程と、
該リブ状突起部の前記吐出口プレートの表面側から少なくとも１本の溝を前記第２の部材を底として形成する工程と、
を有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１０】
前記型材を形成する工程の前に、前記吐出プレートと前記基板との間に密着向上層を形成する工程を有する請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の部材は、前記密着向上層と同じ材料で構成され、前記密着向上層を形成と同時に形成される請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記リブ状突起部に形成される溝は、前記複数のインク吐出口を形成する際に同時に形成される請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク小滴を飛翔させ、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、一般に、微細な吐出口、液流路および該流路の一部に設けられる吐出エネルギー発生素子を複数備えている。高密度、高精度に吐出口や液流路を形成する方法として、例えば特許文献１及び２に開示されている方法が知られている。特許文献１及び２では、基板上に溶解可能な樹脂でインク流路パターンを形成し、そのパターン上にノズル形成部材となる樹脂層を形成し、該樹脂層に吐出口を形成した後、インク流路パターンを溶出し、インクジェット記録ヘッドを作製する方法が記載されている。
【０００３】
しかし、このように作製されたインクジェット記録ヘッドは、インク供給口上部のノズル形成部材（吐出口プレート）が薄いため、ノズル形成部材自体の強度面で信頼性が低くなり易いことが懸念される。特にノズル形成部材は一般に樹脂材料で形成されるため、ノズル形成部材がインク等により膨潤し変形する場合がある。ノズル形成部材に変形が生ずるとインクジェット記録ヘッドのインク滴吐出特性に影響を及ぼす場合がある。
【０００４】
このため、特許文献３および４には、インクジェット記録ヘッドのノズル形成部材内面のインク供給口真上に、残留気泡の制御およびノズル形成部材の補強を目的として、吐出エネルギー発生素子の配列方向にリブ状突起部構造を形成することが提案されている（図３参照）。この構成によれば、ノズル形成部材の変形を防止することが可能になる。また、インク流路内に残留気泡が引き込まれ難くなり、より安定にインク滴を吐出可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３３００６６号公報
【特許文献２】特開平６−２８６１４９号公報
【特許文献３】特開平１０−１４６９７６号公報
【特許文献４】特開２０００−１５８６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３及び４に記載のインクジェット記録ヘッドにおいても、ノズル形成部材は樹脂で構成されているため、図３（ｂ）に示すように、ノズル形成部材がインク等により膨潤し、ｂ方向に変形してしまう場合がある。その変形による応力が例えば発泡室間の壁の端部ａに集中し、シリコン基板とノズル形成部材との界面に対し、剥離作用を及ぼす場合がある。
【０００７】
さらに近年、高画質化に伴い、吐出口の高密度化が必要とされている。吐出口の高密度化により、発泡室間やインク流路の壁幅はより狭くなり、シリコン基板とノズル形成部材の接合面積が小さくなることで、発泡室等の壁付近でノズル形成部材の剥れがより発生し易くなる。発泡室等の壁付近での剥れはインク滴吐出特性に影響を及ぼすこととなり、安定した吐出特性を有するインクジェット記録ヘッドが得られなくなる場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ノズル形成部材の膨潤により基板とノズル形成部材の接合面に生じる剥離応力を緩和させることが可能な構造を有す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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、インク滴を吐出するためのエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子が列状に配置され、かつ該吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在するインク供給口を有する基板と、該基板の上に、前記インク滴を吐出するインク吐出口と、該インク吐出口及び前記インク供給口に連通し前記吐出エネルギー発生素子を有するインク流路と、を形成するノズル形成部材と、を備えるインクジェット記録ヘッドであって、前記ノズル形成部材の内面であって前記インク供給口の上方にリブ状突起部を有し、該リブ状突起部は、前記ノズル形成部材の表面側から溝が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００１０】
また、本発明は、インク滴を吐出させるエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子が設けられた基板上に、少なくともインク流路となる部分を構成する型材を形成する工程と、前記基板および前記型材の上に前記インク滴を吐出するインク吐出口を形成する吐出プレートとなるノズル形成部材を形成する工程と、前記ノズル形成部材に、複数の吐出口が並んで配置されるように、複数のインク吐出口を形成する工程と、前記吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在するインク供給口を形成する工程と、前記型材を除去する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記型材を形成する工程の前に、前記インク供給口が形成される領域を含む基板上の前記インク供給口の幅よりも狭い領域の上に、前記ノズル形成部材と異なる材料で構成される第２の部材を配置する工程と、該第２の部材の上を除き、前記インク流路の形成されるべき前記基板上に前記型材を形成し、前記ノズル形成部材を形成することで前記第２の部材とノズル形成部材とでリブ状突起部を形成する工程と、該リブ状突起部の前記吐出口プレートの表面側から少なくとも１本の溝を前記第２の部材を底として形成する工程と、を有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である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明において、リブ状突起部にインク形成部材の表面側から溝を形成することにより、インク等によるインク形成部材の膨潤によって生じる剥離応力を緩和することが可能となる。その結果、より高密度なインクジェット記録ヘッドの作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明する概略工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成例を示す概略図であり、（ａ）は上面透視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】従来のリブ状突起部を有するインクジェット記録ヘッドの構成例を示す概略図であり、（ａ）は上面透視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、ノズル形成部材の内面であってインク供給口の上方にリブ状突起部を有し、該リブ状突起部は、前記ノズル形成部材の表面側から溝が形成されていることを特徴とする。このような構成とすることにより、インク等によるインク形成部材の膨潤によって生じる剥離応力を緩和し、基板とノズル形成部材の剥離を抑制することができる。
【００１４】
また、溝の底面を形成するリブ状突起底部は、ノズル形成部材と異なる材料で形成されていてもよい。つまり、リブ状突起部において、溝の底面は、ノズル形成部材を構成する部材と異なる材料（第２の部材）からなるリブ状突起底部で構成されることができる。この際、溝はリブ状突起底部までノズル形成部材を分離するように設けられる。さらに、該リブ状突起底部はノズル形成部材よりも弾性率が小さい部材で形成されることが好ましい。リブ状突起底部をノズル形成部材よりも弾性率が小さい部材とすることで、膨潤によるノズル形成部材の延びをリブ状突起底部で吸収緩和することが可能となるからである。
【００１５】
本発明においても、リブ状突起部を設けることにより、残留気泡の制御およびノズル材の補強を行うことができる。リブ状突起部の形状としては、特に制限されないが、リブ状突起部は、前記吐出エネルギー発生素子の配列方向に形成されていることが好ましい。また、このリブ状突起部の全域に亘って前記溝が形成されていることが好ましい。また、溝はリブ状突起部に１本で形成されても、複数形成されていてもよい。
【００１６】
（リブ状突起部）
長さ、幅、高さ、また、溝底となる部材の厚み（形成する溝の深さ）の範囲、溝の幅、溝の形状（直線状のみなのか、波状に形成しても良いのか）
ノズル形成部材の材料の例、溝底となる部材の例、その組み合わせ
【００１７】
リブ状突起部を有するノズル形成部材は、例えば射出成形により作製することができ、また、フォトリソ技術により作製することもでき、その作製方法は特に制限されるものではない。
【００１８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００１９】
（第１の実施形態）
本実施形態においては、図２に示すような、インク形成部材（吐出口プレート）のリブ状突起部に溝を有するインクジェット記録ヘッドを作製した。より具体的には、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、インク形成部材の内面であってインク供給口の上に、インクジェット記録ヘッドの長手方向（吐出エネルギー発生素子の配列方向）にリブ状突起部が形成される。該リブ状突起部には、吐出プレート表面側から溝が設けられる。また、本実施形態では、該溝の底面を形成するリブ状突起底部に、ノズル形成部材より弾性係数の小さい部材である密着向上層を設ける。以下に該インクジェット記録ヘッドの作製方法について図１を参照にしつつ説明する。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すように、インク滴を吐出するためのエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子２が列状に配置されたシリコン基板１を用意する。該基板は後工程で形成されるインク供給口が形成される領域を有する。
【００２１】
次に、基板１上に熱可塑性樹脂（商品名；ＨＩＭＡＬ、日立化成工業社製）をスピンコートにより厚さ２μｍで塗布し、密着向上層３を形成する。この際、リブ状突起部を形成する部分と基板及びノズル形成部材が接する部分とに密着向上層を形成する。その後、密着向上層３の上にレジスト（ＯＦＰＲ、東京応化工業（株）製）を厚さ７μｍ塗布し、さらに露光、現像、ドライエッチング、レジスト剥離を行うことにより、密着向上層３をパターニングする（図１（ｂ））。このパターニングにより、溝の底面を形成するリブ状突起底部４（密着向上層からなる）を形成する。また、図１（ｂ）に示すように、後工程におけるインク供給口の形成に用いるエッチングマスク材５を基板１の裏面に形成する。
【００２２】
次に、密着向上層３及びリブ状突起底部４を有する基板上に、樹脂（商品名；ＯＤＵＲ、東京応化工業社製）を厚さ１４μｍで塗布し、さらに露光、現像を行うにことにより、インク流路パターン６を形成する（図１（ｃ））。このインク流路パターン６は、インク流路（発泡室も含む）となる空間を形成する型材となるものである。また、密着向上層を底面に有するリブ状突起部の型となるものでもある。なお、インク流路はインク吐出口及び前記インク供給口に連通するように形成される。
【００２３】
次に、ノズル形成部材７の材料としてエポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解したものを用い、該材料を基板１上に厚さ２５μｍで塗布し、９０℃で加熱してノズル形成部材７を形成する。さらに、露光・現像を行うことにより、インク吐出口８及び溝９を同時に形成する（図１（ｄ））。
【００２４】
次に、インク流路パターン６、ノズル形成部材７を有する基板１の上側にシリコンエッチングの保護材１０（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業社製）を形成する。その後、約８０℃に加熱温調したＴＭＡＨ２２ｗｔ％水溶液に十数時間浸漬することにより基板１をエッチングし、インク供給口１１を形成する（図１（ｅ））。該インク供給口は、吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在する。
【００２５】
最後に、溶剤を用いてシリコンエッチングの保護材７を溶解し、さらに、溶剤を用いてインク流路パターン６をインク吐出口８とインク供給口１１から溶出させて除去することにより、インク流路１２を形成し、インクジェット記録ヘッドを製造する（図１（ｆ））。
【符号の説明】
【００２６】
１：基板
２：吐出エネルギー発生素子
３：密着向上層
４：リブ状突起底部
５：エッチングマスク材
６：インク流路パターン
７：ノズル形成部材
８：インク吐出口
９：溝
１０：保護材
１１：インク供給口
１２：インク流路
１３：リブ状突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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