(57)【要約】【課題】インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを得る。【解決手段】基板１２上には発熱抵抗体１４と、インク吐出部２０を備えた樹脂体４２が設けられており、発熱抵抗体１４とインク吐出部２０の間にインク室２４が設けられている。樹脂体１８の内部には、インク室２４の近傍に、樹脂体１８と同じ物質からなる樹脂体１６が埋め込まれている。基板１２にはインク供給口２２が設けられており、インク室２４にインクを供給する。インク室２４の近傍に樹脂体１８で覆われない、基板１２が剥き出しの領域がなく、インクが基板に付着しないためインクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体を備えた基板上に、インク吐出部を有する樹脂体を備え、前記発熱抵抗体とインク吐出部との間にインク室を形成し、前記インク室の両側に前記樹脂体と同じ物質の樹脂土台を埋設したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
発熱抵抗体を備えた基板上に、発熱抵抗体を覆う第１の樹脂を形成し、前記第１の樹脂の両側に第２の樹脂体を形成し、前記第１の樹脂及び前記第２の樹脂体を被覆して前記第２の樹脂体と同じ物質からなる第３の樹脂体を形成し、前記第３の樹脂体を部分的に除去してインク吐出部を形成し、前記第１の樹脂を除去して発熱抵抗体が露出するインク流路を形成する工程を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドと、インクタンクとを備えたインクジェットカートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶解可能な樹脂によってインク流路の雄型を形成した後、その上から被覆樹脂を塗布してインク吐出面（オリフィスプレート）を形成すると、被覆樹脂の表面はインク流路の雄型上で表面張力などによって凸型に盛り上がり、平坦にならない。これはインク吐出孔の加工に望ましくないため、従来から基板上に溶解可能な樹脂層によりインク流路となるパターンと共に土台となるパターンを形成し、前記溶解可能な樹脂層によりインク流路をパターン形成するに際して、前記パターン形成された土台によって、前記溶解可能な樹脂層上のオリフィスプレートとなる被覆樹脂層を平坦に形成する記録ヘッドの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、図１１において発熱抵抗体２０２を設けた基板２００上に、図示しない溶解可能な樹脂層によってインク流路２１０を形成する際、流路の近傍にも溶解可能な樹脂によって図示しない土台を形成する。これにより、溶解可能な樹脂層上にインク吐出面となる樹脂層２０４を平坦に形成することができる。次にインク吐出口２０６を形成すると共に土台上の樹脂層２０４を除去する。その後、基板２００にインク供給口２０８を形成し、インク流路２１０を形成した樹脂層と共に土台の樹脂層をも溶出させ貫通口２１２を形成する。
【０００４】
あるいは、前記手法に加えて土台となった溶解可能な樹脂層を除去するために被覆樹脂層に設けられる貫通口を、土台の大きさよりも充分大きく形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
これらの技術では土台を、インク流路２１０を形成する溶解可能な樹脂により形成していたため、この溶解可能な樹脂が被覆樹脂の樹脂層２０４と熱膨張係数などが異なりクラックの発生する危険等があるので除去する必要があった。
【０００６】
しかし、これらの手法では成型後のインクヘッド表面に樹脂で覆われていない領域（貫通孔２１２）が形成されるため、インク吐出孔２０６から飛散したインクが基板２００と樹脂層２０４の間を侵食して樹脂層２０４の密着性を劣化させたり、あるいはインクが溜まりゴミが発生する等の要因となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１５７１５０号公報（第３〜４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−１３８８４０号公報（第３〜４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮し、インク吐出面となる被覆樹脂層を平坦に形成し、かつゴミの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは発熱抵抗体を備えた基板上に、インク吐出部を有する樹脂体を備え、前記発熱抵抗体とインク吐出部との間にインク室を形成し、前記インク室の両側に前記樹脂体と同じ物質の樹脂土台を埋設したことを特徴とする。
【００１０】
上記構成の発明では、インク室の両側に埋設された樹脂土台が樹脂体と同じ物質のため後で除去する必要がなく、インク室となる樹脂体の表面を平坦に形成しながら且つインクヘッド表面に樹脂で覆われていない領域を作らないようにできる。
【００１１】
これによりインクが溜まる箇所がなくなり、インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。
【００１２】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド製造方法は、発熱抵抗体を備えた基板上に、発熱抵抗体を覆う第１の樹脂を形成し、前記第１の樹脂の両側に第２の樹脂体を形成し、前記第１の樹脂及び前記第２の樹脂体を被覆して前記第２の樹脂体と同じ物質からなる第３の樹脂体を形成し、前記第３の樹脂体を部分的に除去してインク吐出部を形成し、前記第１の樹脂を除去して発熱抵抗体が露出するインク流路を形成する工程を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成の発明では、第１の樹脂及び第２の樹脂体を被覆する第３の樹脂体が第２の樹脂体と同じ物質であるため、インク吐出部を第３の樹脂体に形成した後に第２の樹脂体を除去する必要がない。このため第３の樹脂体を平坦に形成しながら且つインクヘッド表面に樹脂で覆われていない領域を作らないようにできる。
【００１４】
これによりインクが溜まる箇所がなくなり、インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。
【００１５】
請求項３に記載のインクジェットカートリッジは発熱抵抗体を備えた基板上に、インク吐出部を有する樹脂体を備え、前記発熱抵抗体とインク吐出部との間にインク室を形成し、前記インク室の両側に前記樹脂体と同じ物質の樹脂土台を埋設したインクジェット記録ヘッドとインクタンクとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成の発明では、インクジェット記録ヘッドのインク室の両側に埋設された樹脂土台が樹脂体と同じ物質のため後で除去する必要がなく、インク室となる樹脂体の表面を平坦に形成しながら且つインクヘッド表面に樹脂で覆われていない領域を作らないようにできる。
【００１７】
これによりインクが溜まる箇所がなくなり、インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドおよび前記インクジェット記録ヘッドと一体型または別体型のインクタンクを備えたインクジェットカートリッジとすることができる。
【００１８】
請求項４に記載のインクジェットプリンタは発熱抵抗体を備えた基板上に、インク吐出部を有する樹脂体を備え、前記発熱抵抗体とインク吐出部との間にインク室を形成し、前記インク室の両側に前記樹脂体と同じ物質の樹脂土台を埋設したインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成の発明では、インクジェット記録ヘッドのインク室の両側に埋設された樹脂土台が樹脂体と同じ物質のため後で除去する必要がなく、インク室となる樹脂体の表面を平坦に形成しながら且つインクヘッド表面に樹脂で覆われていない領域を作らないようにできる。
【００２０】
これによりインクが溜まる箇所がなくなり、インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッド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プリンタとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１には、第１形態に係るインクジェット記録ヘッド１０の断面図が示されている。
【００２２】
図１に示すように、基板１２上には発熱抵抗体１４と、インク吐出部２０を備えた樹脂体１８が設けられており、発熱抵抗体１４とインク吐出部２０の間にインク室２４が設けられている。
【００２３】
樹脂体１８の内部には、インク室２４の近傍に、樹脂体１８と同じ物質からなる樹脂体１６が埋め込まれている。
【００２４】
基板１２にはインク供給口２２が設けられており、インク室２４にインクを供給する。
【００２５】
本実施形態は以上の構成としたので、インク室２４の近傍に樹脂体１８で覆われない領域がなく、そのためゴミの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。
【００２６】
ここで、発熱抵抗体１４はインクジェット記録ヘッド１０の長手方向に等間隔で２列に並んでいるが、２列の発熱抵抗体１４は発熱抵抗体１４の、長手方向の間隔の半分だけずらして配置され、いわゆる千鳥配置となっている。これにより長手方向のインク画像解像度を、発熱抵抗体１４の列の２倍とすることができる。例えば１列の発熱抵抗体１４の、長手方向の解像度が６００ｄｐｉだった場合、２列で千鳥配置にすることで１２００ｄｐｉとなる。
【００２７】
図２には、第１形態に係るインクジェット記録ヘッド１０の断面図が示されている。図２の破線Ａにて切断した断面を矢印Ｂ方向から見た際の平面図を図３に示す。また、インクジェット記録ヘッド１０を矢印Ｂ方向から見た際の平面図を図４に示す。
【００２８】
図５には、第１形態に係るインクジェット記録ヘッド１０の製造方法を示す断面図が示されている。
【００２９】
図５（ａ）に示すように発熱抵抗体１４を備えた基板１２上に、回転塗布によって感光性の厚膜レジストをコートし、フォトリソグラフィーによってインク室２４の型となる厚膜レジストのパターン１３を形成する。
【００３０】
ここでは感光性の厚膜レジストをフォトリソグラフィーによってパターン形成しているが、非感光性の厚膜レジストを使用してもよい。その場合は、非感光性の厚膜レジスト上に耐酸素プラズマ性の感光性レジストを塗布し、この上にフォトリソグラフィーによってインク室２４の型となるパターンを形成し、この耐酸素プラズマ性レジストをマスクとして酸素プラズマによって非感光性の厚膜レジストをドライエッチングしたのち、耐酸素プラズマ性のレジストを除去することで図５（ａ）に示した厚膜レジストのパターン１３が形成される。
【００３１】
続いて図５（ｂ）に示すように厚膜レジストのパターン１３が形成された基板１２上に回転塗布によって感光性樹脂４０をコートする。
【００３２】
さらに図５（ｃ）に示すように、コートした感光性樹脂４０をフォトリソグラフィーによってパターニングし土台１６を形成する。
【００３３】
次に図５（ｄ）のように、厚膜レジストのパターン１３および土台１６が形成された基板１２上に回転塗布によって感光性樹脂４０と同じ材質の感光性樹脂４２をコートする。
【００３４】
さらに図５（ｅ）に示すように、感光性樹脂４２にフォトリソグラフィーによってインク吐出部２０を形成する。
【００３５】
以上の表面加工ののち、図４（ｆ）のように基板１２の裏面からエッチングすることにより、インク供給のためのインク供給口２２を基板１２に設ける。次いで厚膜レジストのパターン１３を厚膜レジスト除去液に浸すことによって除去しインク供給口２２からインク吐出部２０までのインク室２４を形成する。
【００３６】
本実施形態は以上の構成としたので、インク室２４の近傍に樹脂体４２で覆われない領域がなく、そのためゴミの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。
【００３７】
図６には、第２形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す断面図が示されている。
【００３８】
前述の実施例である第１形態では、感光性樹脂４２上にフォトリソグラフィーによってインク吐出部２０を形成したが、感光性樹脂にかわり非感光性樹脂を用いてもよい。
【００３９】
以下に第２形態としてその製法を述べる。
【００４０】
図５（ｄ）まで、すなわち厚膜レジストのパターン１３および土台１６が形成された基板１２上に回転塗布によって樹脂をコートするまでは第１形態と同様に処理するが、土台１６の素材となる樹脂、およびその上にコートする樹脂は非感光性樹脂である。
【００４１】
図６（ａ）のように、厚膜レジストのパターン１３および土台１６が形成された基板１２上に回転塗布によって土台１６と同じ材質の非感光性樹脂２８をコートする。この上に耐酸素プラズマ性の感光性レジスト３０を塗布し、これにフォトリソグラフィーによってインク吐出部２０のパターン１９を形成する。
【００４２】
続いて図６（ｂ）のように耐酸素プラズマ性レジスト３０のパターン１９をマスクとして、酸素プラズマによって非感光性樹脂２８をドライエッチングしてインク吐出部２０を形成する。
【００４３】
この後、耐酸素プラズマ性レジスト３０を除去し、第１形態の図４（ｆ）と同様、基板１２の裏側からエッチングしインク供給口を設け、厚膜レジストのパターン１３を厚膜レジスト除去液に浸すことによって除去しインク供給口２２からインク吐出部２０までのインク室を形成する。
【００４４】
図７には、第３形態に係るインクジェット記録ヘッドの構造を示す断面図が示されている。
【００４５】
前述の第１では、感光性樹脂４２にインク吐出部２０を設ける際、インク吐出部２０のみ感光性樹脂４２を除去して穴を形成したが、図７に示すように必要に応じてインク室２４の外側に感光性樹脂４２の除去領域３１を設けることもできる。
【００４６】
これにより、インク吐出口２０から離れた箇所に感光性樹脂４２で覆われていない除去領域３１を設けることで、基板１２と感光性樹脂４２（および土台１６）との熱膨張係数の違いに起因するクラックの発生などの故障を防ぐことができる。
【００４７】
図８には、第４形態に係るインクジェット記録ヘッドの構造を示す断面図が示されている。
【００４８】
前述の第２形態においては、非感光性樹脂２８にインク吐出部２０を形成する際、インク吐出部２０のみ非感光性樹脂２８をドライエッチングにより除去したが、必要に応じてインク室２４の外側に非感光性樹脂２８の除去領域３２を設けることもできる。
【００４９】
図８（ａ）に示すように耐酸素プラズマ性レジスト３０にインク室２４の外側も開口したパターン２３を形成してドライエッチングを行なう。
【００５０】
次いで図８（ｂ）のように耐酸素プラズマ性レジスト３０を除去することで厚膜レジストのパターン１３（インク室２４）の外側に非感光性樹脂２８の除去領域３２を設けることができる。
【００５１】
図９には、第５形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す断面図が示されている。
【００５２】
図９（ａ）に示すように、基板１２上に厚膜レジストのパターン１３を形成した後、回転塗布によって感光性樹脂４０をコートする。
【００５３】
続いて図９（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーによって厚膜レジストのパターン１３近傍の感光性樹脂４０を除去し、感光性樹脂４０のパターン３４を形成する。
【００５４】
さらに図９（ｃ）に示すように、感光性樹脂４０のパターン３４を形成した基板１２上に、回転塗布によって感光性樹脂４２をコートする。
【００５５】
次に図９（ｄ）のようにレジスト３０を塗布してパターニングを行ない、パターン２１を形成する。
【００５６】
さらに図９（ｅ）のようにパターン２１をマスクとしてエッチングを行ない、インク吐出部２０および厚膜レジストのパターン１３（インク室）の外側に除去領域３３を形成する。
【００５７】
ここで、感光性樹脂４２のパターニングでは、図９（ｄ）に示すようなレジスト３０のパターニング工程を行わず、感光性樹脂４２を直接露光、現像することによってもインク吐出部２０、除去領域３３を形成することができる。その場合、感光性樹脂４０と感光性樹脂４２は共にネガ型感光性となる。
【００５８】
その後、基板１２を裏側からエッチングしてインク供給口を設け、厚膜レジストのパターン１３を厚膜レジスト除去液に浸すことによって除去し、インク室を形成する。
【００５９】
本実施形態は以上の構成としたので、インク室の近傍に感光性樹脂４２で覆われない領域がなく、そのためゴミの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。かつ、除去領域３３では感光樹脂４２の厚みが薄いので、基板１２と感光性樹脂４２（および土台１６）との熱膨張係数の違いに起因するクラックの発生などの故障を防ぐことができる。
【００６０】
図１０には本発明の第６形態に係るインクジェットプリンタが示されている。
【００６１】
図１０に示すように、インクジェットプリンタ１２０はインクジェット記録用ヘッド１２１が搭載されたキャリッジ１２２を備えている。キャリッジ１２２はインクジェットプリンタ１２０に設けられたシャフト１２４に沿って主走査方向（矢印Ｍ方向）に移動する。
【００６２】
また、インクジェットプリンタ１２０には記録用紙１２６を搬送する搬送ローラ１２８が設けられている。記録用紙１２６は搬送ローラ１２８に挟持されて搬送され、副走査方向（矢印Ｓ方向）へ移動する。
【００６３】
インクジェット記録ヘッド１２１にはインクタンク１３０が設けられており、このインクタンク１３０の、記録用紙１２６に対面する側（図１０では下側）が、インクジェット記録ヘッド１２１となっている。なお本実施形態のインクジェット記録ヘッド１２１では長手方向が副操作方向と一致し、短手方向が主走査方向と一致しているため、図１０においてインクジェット記録ヘッド１２１の長手方向が矢印Ｓで、短手方向が矢印Ｍでそれぞれ示されている。
【００６４】
本実施例は以上の構成としたので、インク吐出面となる被覆樹脂層を平坦に形成し、かつゴミの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタとすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成としたので、インクカスの発生が少なく、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態１に係るインクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【図２】本実施形態１に係るインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図３】本実施形態１に係るインクジェット記録ヘッドの内部を示す平面図である。
【図４】本実施形態１に係るインクジェット記録ヘッドの平面図である。
【図５】本実施形態１に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】本実施形態２に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】本実施形態３に係るインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図８】本実施形態４に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図９】本実施形態５に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１０】本実施形態６に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図１１】従来のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１０    インクジェット記録ヘッド
１２    基板
１４    発熱抵抗体
１６    土台
１８    樹脂体
２０    インク吐出口
２２    インク供給口
２４    インク室
２８    非感光性樹脂
４０    感光性樹脂
４２    感光性樹脂
１２０    インクジェットプリンタ
１２１    インクジェット記録ヘッド
１３０    インクタンク
【図１】
2004181902.tif 000003
【図２】
2004181902.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004181902.tif 000008
【図７】
2004181902.tif 000009
【図８】
2004181902.tif 000010
【図９】
2004181902.tif 000011
【図１０】
2004181902.tif 000012
【図１１】
2004181902.tif 000013