(57)【要約】【課題】  可動部材をインク流路内に直接かつ精度よく形成したインクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】  インク流路内における可動部材７の形成位置にて、感光性樹脂１００を硬化させて可動部材７を形成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱変換素子の発熱によってインク流路内のインクを発泡させたときの発泡エネルギーを利用して、前記インク流路に連通する吐出口からインクの吐出が可能であり、かつ前記インク流路内に、インクの発泡に伴って変位可能な可動部材を備えたインクジェットプリントヘッドであって、
前記可動部材は、当該可動部材の形成位置にて硬化される感光性樹脂によって形成することを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記感光性樹脂は、前記可動部材の形成位置にラミネートされるドライフィルム化された感光性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記可動部材は、前記感光性樹脂をテンティング法によりパターンニングして形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記可動部材は、前記インク流路内におけるインクの流路方向の上流側に位置する一端部が固定され、かつ前記流路方向の下流側に位置する他端部が自由端であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記感光性樹脂は、前記可動部材の形成位置にラミネートされるドライフィルム化された感光性樹脂であり、
前記可動部材は、前記一端部と前記他端部との間の延在方向が前記感光性樹脂のラミネート方向とほぼ同一である
ことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記可動部材は、インクの発泡に伴って、前記インク流路内のインクを前記吐出口側に導くように変位することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記可動部材の少なくとも一部は、前記インク流路内において前記電気熱変換素子と対向することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
前記電気熱変換素子は前記インク流路内の底部に位置し、
前記可動部材の少なくとも一部は、前記電気熱変換素子の上方に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
電気熱変換素子の発熱によってインク流路内のインクを発泡させたときの発泡エネルギーを利用して、前記インク流路に連通する吐出口からインクの吐出が可能であり、かつ前記インク流路内に、インクの発泡に伴って変位可能な可動部材を備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記可動部材の形成位置にて感光性樹脂を硬化させることにより、前記可動部材を形成することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記感光性樹脂は、前記可動部材の形成位置にラミネートされるドライフィルム化された感光性樹脂であることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記感光性樹脂をテンティング法によりパターンニングして、前記可動部材を形成することを特徴とする請求項９または１０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記インク流路内におけるインクの流路方向の上流側に位置する前記可動部材の一端部は固定し、かつ前記流路方向の下流側に位置する前記可動部材の他端部は自由端とすることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記感光性樹脂は、前記可動部材の形成位置にラミネートされるドライフィルム化された感光性樹脂であり、
前記感光性樹脂のラミネート方向は、前記一端部と前記他端部との間における前記可動部材の延在方向とほぼ同一とする
ことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記可動部材の少なくとも一部は、前記インク流路内において前記電気熱変換素子と対向させることを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記電気熱変換素子は前記インク流路内の底部に設け、
前記可動部材の少なくとも一部は、前記電気熱変換素子の上方に位置させることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気熱変換体（ヒータ）を用いてインクを吐出するインクジェットプリントヘッド、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のインクジェットプリントヘッドは、電気熱変換体の発熱によってインク流路中のインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する構成となっている。また、このようなプリントヘッドとしては、インク流路中に可動部材を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。可動部材を備えたプリントヘッドは、インクの発泡エネルギーを吐出口方向に効率よく作用させて、インクをより確実に吐出させることができる等の利点がある。また可動部材の上下の領域に、インク流路を分けて形成することもできる。
【０００３】
従来、このようなプリントヘッドにおける可動部材としては、ＳｉＮや金属製のものが用いられていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０６２１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＮ製の可動部材の場合には、電気熱変換体が備わるヒーターボード上に、半導体製造技術である成膜やフォトリソグラフィにより、その可動部材を作り込むことができるため、インク流路内に、可動部材をアライメント精度よく設置することができる。しかし、可動部材を作り込むための工程数が多くなって成膜工程に時間が掛かることから、製造コストの増加を招くおそれがある。
【０００６】
一方、金属製の可動部材の場合には、その可動部材自体の設計の自由度は高いものの、その可動部材をヒーターボードとは別に製造するために、それをインク流路内の所望の位置へ設置することが難しく、専用の治具や装置も必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、可動部材をインク流路内に直接かつ精度よく形成したインクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインクジェットプリントヘッドは、電気熱変換素子の発熱によってインク流路内のインクを発泡させたときの発泡エネルギーを利用して、前記インク流路に連通する吐出口からインクの吐出が可能であり、かつ前記インク流路内に、インクの発泡に伴って変位可能な可動部材を備えたインクジェットプリントヘッドであって、前記可動部材は、当該可動部材の形成位置にて硬化される感光性樹脂によって形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明のインクジェットプリントヘッドの製造方法は、電気熱変換素子の発熱によってインク流路内のインクを発泡させたときの発泡エネルギーを利用して、前記インク流路に連通する吐出口からインクの吐出が可能であり、かつ前記インク流路内に、インクの発泡に伴って変位可能な可動部材を備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、前記可動部材の形成位置にて感光性樹脂を硬化させることにより、前記可動部材を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可動部材の形成位置にて感光性樹脂を硬化させることによって可動部材を形成するため、フォトリソグラフィ技術により、可動部材をインク流路内に直接形成することができる。したがって、アライメント精度よく可動部材をインク流路内に設置することができ、特に形状の制限を受けることなく、高い自由度をもって可動部材を設計することができる。
【００１１】
また、インク流路を形成する工程と同じ装置を用いて可動部材を形成することも可能であり、この場合には、可動部材を製造するために新たな装置や治具を用意する必要もない。
【００１２】
また、ドライフィルム化した感光性樹脂をラミネートする際の進行方向（ラミネート方向）と、可動部材の長手方向とをほぼ同一とすることにより、ばね性の高い可動部材を形成することができる。したがって、インク中における発泡および消泡時における可動部材の変位の応答性が高まり、より適確にインクを吐出させることができる。
【００１３】
また、ドライフィルム化した感光性樹脂のラミネート方向をインク流路の流れ方向に合わせることにより、そのラミネート時に生じる感光性樹脂の表面の細かいスジを可動部材に発現させて、インクの流動性を高めて、その粘性抵抗を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、本発明のインクジェットプリントヘッドにおけるインク流路部分の拡大断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩに沿う断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００１５】
インクジェットプリントヘッドにおいては、基板１と天板２とが積層され、それらの間に複数のインク流路３が形成されている。それぞれのインク流路３は、それぞれに対応する吐出口４と、それぞれに共通のインク液室５との間を連通して、インク液室５内のインクを吐出口４に導く。６は、それぞれのインク流路３の間に位置する分離壁である。それぞれのインク流路３には可動部材７が設けられている。本例の可動部材７は、その一端（固定端）７Ａがインク液室５側の土台８に固定され、複数に分岐する他端（自由端）７Ｂのそれぞれが対応するインク流路３内に位置している。可動部材７の自由端７Ｂは、基板１上の電気熱変換素子（ヒータ）９と対向する。電気熱変換素子９はインク流路３毎に設けられている。
【００１６】
可動部材７の自由端７Ｂは、電気熱変換素子９の鉛直方向上側に、電気熱変換素子９と並行に位置する。その自由端７Ｂの図２中上下方向の幅は、電気熱変換素子９の幅よりも広く、かつインク流路３の幅よりも狭い。また、その自由端７Ｂは、電気熱変換素子９の長辺方向における上流側の約半分（図１および図２中の右側の約半分）を被うように、電気熱変換素子９の上方に延在する。
【００１７】
プリントデータに基づいて電気熱変換素子９を発熱させ、その熱エネルギーによってインク流路３内のインクを発泡させることにより、対応する吐出口４からインクを吐出させることができる。すなわち、図１中の２点鎖線のように、電気熱変換素子９の発熱によりインク中に気泡Ｂが生じ、その際の発泡エネルギーによって吐出口４からインクが吐出される。また、その際には、可動部材７の自由端７Ｂが図１中の２点鎖線のように弾性変形して、気泡Ｂの成長方向を規制する。これにより、インクを効率よく吐出させることができる。
【００１８】
可動部材７は、テンティング法によって製作することができる。  
テンティング法は、プリント基板を製作する際に用いられる一般的な方法であり、プリント基板を製作する場合には、基板に開けられた穴を覆うようにドライフィルムを貼ってパターニングを行う。本例においては、このテンティング法を応用して、インクジェットプリントヘッドのインク流路３内に可動部材７を形成する。
【００１９】
図４（ａ），（ｂ）は、テンティング法による可動部材７の制作方法を説明するための図である。これらの図においては、電気熱変換素子８の図示を省略している。
【００２０】
本例においては、ドライフィルムの感光性樹脂１００を用いて可動部材７を形成する。すなわち、図４（ａ）のように、台座８と吐出口４側に位置する台座１０との間に、それらの表面の間を直線的に覆うようにドライフィルムの感光性樹脂１００を張る。その後、図４（ｂ）のように露光・現像を行うことにより、台座８の表面から自由端７Ｂが直線的に伸びる可動部材７を形成することができる。感光性樹脂１００は、通常、現像後にキュアを行って硬化させる。しかし、後の工程において、キュアに相当する熱を掛ける工程がある場合には、必ずしも現像後のキュアは必要ではない。
【００２１】
例えば、図５（ａ）のように液体の感光性樹脂１０１を塗布した場合には、台座８，１０のない基板１上にも液体の感光性樹脂１０１が均一に塗布されることになる。そのため、図５（ｂ）のように、露光・現像を行っても感光性樹脂１０１は基板１の表面に沿った形態となってしまう。したがって、このような液体の感光性樹脂１０１を用いる場合には、何らかの方法によって、その感光性樹脂１０１を可動部材７の形成位置に保持することが必要となる。
【００２２】
図６から図９は、ドライフィルムの感光性樹脂１００による可動部材７の製作工程を含むインクジェットプリントヘッドの製造方法の説明図である。
【００２３】
まずは、図６（ａ），（ｂ）のように、先に形成しておいた５〜１０μｍ程度の厚さの台座８，１０上に、後述するようなラミネーターを用いて、５〜１０μｍ程度の厚さをもつドライフィルムの感光性樹脂１００をテンティング法によって貼り付ける。次に、図７（ａ），（ｂ）のように、露光装置のマスク１０３を用いて、可動部材７のフォトマスクパターンを感光性樹脂１００に露光、転写する。次に、図８（ａ），（ｂ）のように現像液により現像を行う。これにより、感光性樹脂１００における露光部分が硬化し、露光されない部分が溶解して、可動部材７が形成される。その後、図９（ａ），（ｂ）のように、インク液路３の隔壁となる分離壁６のパターニングを行ってから天板２を接合する。
【００２４】
ドライフィルムの感光性樹脂１００は、図１０（ａ）のようにベースフィルム１００Ａとカバーフィルム１００Ｂとの間に挟まれる形態であってもよい。この場合には、図１０（ｂ）のようなラミネーターを用いて、ベースフィルム１００Ａとカバーフィルム１００Ｂとを剥離しつつ、感光性樹脂１００をインクジェットプリントヘッド形成用のウエハーＷに張り付けてから、前述したように可動部材７を形成することができる。図１０（ｂ）において、１１０は、ベースフィルム１００Ａとカバーフィルム１００Ｂを含む感光性樹脂１００が巻回されたロール、１１１はベースフィルム１００Ａを巻き取るためのローラ、１１２はカバーフィルム１００Ｂを巻き取るためのローラである。本例の場合、感光性樹脂１００は、カバーフィルム１００Ｂが剥離されてから、ベースフィルム１００Ａが剥離されつつ、ローラ１１３，１１４によって張り付けられる。
【００２５】
図１０（ａ）中の矢印Ａは、ドライフィルム化した感光性樹脂１００を貼り付ける際のラミネート方向である。このラミネート方向Ａは、自由端７Ｂと固定端７Ａとの間における可動部材７の延在方向、つまり可動部材７の長手方向（図１１（ａ），（ｂ）中の矢印方向）に沿う方向である。これにより、感光性樹脂１００のラミネート時のテンションが感光性樹脂１００の現像・硬化後に蓄積されて、可動部材７のばね性が向上する。ラミネート方向Ａと可動部材７の長手方向は必ずしも同一方向である必要はなく、それらの方向は、可動部材７に初期のばね性をもたせることができる範囲においてほぼ同一の方向であればよい。ラミネート方向Ａは、インク流路３内におけるインクの流れ方向とほぼ同一としてもよい。
【００２６】
可動部材７の厚さは、ドライフィルム化した感光性樹脂１００の厚さで決まることから、安定した均一の厚さを得ることができる。また、ドライフィルム化した感光性樹脂１００の厚さを変えることによって、可動部材７の厚さを任意に設定することができる。また、可動部材７のばね性は、ドライフィルム化した感光性樹脂１００の厚さや形状と共に、表面に液相成法による酸化膜を成膜することによっても変えることができる。本例においては、図７のように可動部材７のパターンを露光・現像した後に、分離壁６のパターンを露光・現像している。しかし、可動部材７のパターンの露光後、その現像は行わずに、分離壁６のパターンの露光後の現像工程において、それらのパターンを同時に現像してもよい。
【００２７】
（プリント装置の構成例）
図１２は、上述したような可動部材７を備えたインクジェットプリントヘッド２００を用いて、画像を記録可能なプリント装置の構成例の説明図である。本例のプリント装置は、シリアルスキャンタイプのものである。
【００２８】
インクジェットプリントヘッド２００は、複数の吐出口４を所定の方向に配列するように構成されており、可動部材７および電気熱変換素子９は、上述したように吐出口４毎に設けられている。これらの吐出口４が形成されたプリントヘッド２００の吐出口面が被プリント媒体Ｐのプリント面と対向するように、プリントヘッド２００がキャリッジ２０１に搭載されている。さらに、本例では、インクを供給するインクタンク２０２もキャリッジ２０１上に搭載されており、そのインクタンク２０２内のインクをプリントヘッド２００に供給するためのインク供給路が形成されている。
【００２９】
キャリッジ２０１は、リードスクリュー２０３が回転することによって、その長さ方向に沿う矢印Ｘの主走査方向に往復移動するように構成されている。リードスクリュー２０３は、キャリッジ駆動用のモータ２０４によって駆動される。図示しない駆動信号供給手段からキャリッジ２０１上のプリントヘッド２００へ駆動信号が供給されると、この信号に基づいて、プリントヘッド２００から被プリント媒体Ｐに向かってインクが吐出される。このようなインク吐出は、キャリッジ２０１と共にプリントヘッド２００が主走査方向に移動しているときに行われる。このようなプリントヘッド２００による１回の記録走査の後、被プリント媒体Ｐの搬送手段である搬送ローラが回転して、被プリント媒体Ｐが所定量だけ矢印Ｙの副走査方向に搬送される。搬送ローラは、不図示のモータによって駆動される。このような記録走査と被プリント媒体の搬送動作とを交互に繰り返すことにより、被プリント媒体Ｐのプリント領域全体に画像をプリントすることができる。
【００３０】
図１３は、このようなプリント装置の制御系のブロック構成図である。
【００３１】
ホストコンピュータ（ホスト装置）３００は、記録データや記録開始命令などの各種データをプリント装置に送信する。ホストコンピュータ３００からプリント装置に送信された各種データは、入出力インターフェース３０１を介してＣＰＵ３０２へ送られる。ＣＰＵ３０２は、プリント装置全体の制御を行う部分であり、ホストコンピュータ３００からのデータや指令にしたがって、ヘッドドライバ３０３やモータドライバ３０４などの各種駆動ドライバへ駆動命令を出力する。ヘッドドライバ３０３は、ＣＰＵ３０２からの駆動命令にしたがってプリントヘッド２００を駆動する。モータドライバ３０４は、ＣＰＵ３０２からの駆動命令にしたがって、キャリッジ駆動用のモータ２０４や被プリント媒体搬送用のモータを含む各種駆動用のモータ３０４を駆動する。ＲＯＭ３０６には各種制御プログラムが格納され、ＲＡＭ３０７はワーキングメモリなどとして利用される。
【００３２】
本発明は、図１２のようなシリアルスキャンタイプのプリント装置のみにならず、被プリント媒体の記録領域の幅方向の全域に渡って延在する長尺なプリントヘッドを用いたフルラインタイプのプリント装置等、種々の形態のインクジェット記録装置に対して適用可能である。また本発明は、可動部材の形状を特に限定するものではなく、インク流路内において変位可能であればよい。また可動部材は、インクの発泡エネルギーを吐出口方向に効率よく作用させて、インクをより確実に吐出させる機能の他、その上下の領域にインク流路を分けて形成等、種々の機能をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態のインクジェットプリントヘッドにおけるノズル部分の拡大断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、ドライフィルムの感光性樹脂を用いる場合のテンティング法の説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、液体の感光性樹脂を用いる場合のテンティング法の説明図である。
【図６】（ａ）は、本発明における感光性樹脂の張り付け工程を説明するための要部の拡大断面図、（ｂ）は、そのＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明における露光工程を説明するための要部の拡大断面図、（ｂ）は、そのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明における現像工程を説明するための要部の拡大断面図、（ｂ）は、そのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明における可動部材形成後の工程を説明するための要部の拡大断面図、（ｂ）は、そのＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】（ａ）は、ドライフィルムの感光性樹脂の一形態を説明するための断面図、（ｂ）は、その感光性樹脂用のラミネーターの概略構成の説明図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、可動部材と感光性樹脂のラミネート方向との関係を説明するための要部の平面図および斜視図である。
【図１２】本発明を適用可能な記録装置の概略斜視図である。
【図１３】図１２の記録装置の制御系のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    基板
２    天板
３    インク流路
４    吐出口
５    インク液室
６    分離壁
７    可動部材
７Ａ    一端（固定端）
７Ｂ    他端（自由端）
８    台座
９    電気熱変換素子
１０    台座
１００    ドライフィルムの感光性樹脂
１００Ａ    ベースフィルム
１００Ｂ    カバーフィルム
【図１】
2006281705.tif 000003
【図２】
2006281705.tif 000004
【図３】
2006281705.tif 000005
【図４】
2006281705.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006281705.tif 000009
【図８】
2006281705.tif 000010
【図９】
2006281705.tif 000011
【図１０】
2006281705.tif 000012
【図１１】
2006281705.tif 000013
【図１２】
2006281705.tif 000014
【図１３】
2006281705.tif 000015