(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドであって、
前記基板と前記オリフィスプレートとの間に流路が形成されており、
前記オリフィスプレートの前記流路に接する縁部の少なくとも一部が、凹凸を複数有する鋸歯状に形成されていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
【請求項２】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドであって、
前記基板と前記オリフィスプレートとの間に流路が形成されており、
前記オリフィスプレートには、前記流路の外側を取り囲むように溝が形成されており、
前記オリフィスプレートのうち、前記溝の外側に位置する部分が、他の部分に比べて板厚が薄く形成されていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
【請求項３】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドであって、
前記基板と前記オリフィスプレートとの間に流路が形成されており、
前記オリフィスプレートには、前記流路の外側を取り囲むように溝が形成されており、
前記オリフィスプレートのうち、前記溝の外側に位置する部分の、液滴の吐出方向に関する前記基板の面からの高さが、前記溝の内側の部分に比べて低いことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
【請求項４】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、
前記基板の面上に、流路となるパターンと、該流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、
前記基板および前記溶解可能な樹脂層の上に、前記オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記溶解可能な樹脂層を除去して、前記流路となるパターンの後に流路を、前記土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、
前記土台となるパターンの縁部を、凹凸を複数有する鋸歯状に形成することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、
前記基板の面上に、流路となるパターンと、該流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、
前記基板および前記溶解可能な樹脂層の上に、前記オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記溶解可能な樹脂層を除去して、前記流路となるパターンの後に流路を、前記土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、
前記流路となるパターンの縁部の少なくとも一部を、凹凸を複数有する鋸歯状に形成することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、前記基板に積層されており、前記エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、前記エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、
前記基板の面上に、流路となるパターンと、該流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、
前記基板および前記溶解可能な樹脂層の上に、前記オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記溶解可能な樹脂層を除去して、前記流路となるパターンの後に流路を、前記土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、
前記被覆樹脂層からなる前記オリフィスプレートの、前記溝の形成位置の外側を、ハーフエッチングにより板厚を薄くする工程を含むことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク等の液体を記録媒体に向けて噴射する液体噴射記録（インクジェット記録）に用いられる液体噴射記録ヘッド（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】
記録紙などの記録媒体に画像（ここでは、意味の有無を問わず、文字や図形や模様等を含めて画像という）を形成する記録装置の一形態として、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させる液体噴射記録装置（インクジェット記録装置）がある。液体噴射記録装置は、一般に、インク滴を吐出するためのノズルを有する液体噴射記録ヘッドと、液体噴射記録ヘッドに供給するインクを保持するインクタンクとを有している。そして、インクタンクから液体噴射記録ヘッドにインクが導かれ、液体噴射記録ヘッドのノズルの吐出口付近に設けられたエネルギー発生抵抗体、たとえば発熱素子または圧電素子が、記録信号に基づいて駆動されて、吐出口からインク滴が吐出して被記録材に付着することにより記録が行われる。この液体噴射記録装置は、いわゆるノンインパクト方式の記録装置であり、高速記録や様々な記録媒体への記録が可能であって、記録時の騒音がほとんど生じないなどの利点を有しており、広く普及している。
【０００３】
液体噴射記録ヘッドには、エネルギー発生素子が形成された基板に対して水平にインク液滴を噴射するエッジシュータータイプと、基板に対して垂直にインク液滴を噴射するサイドシュータータイプとが存在する。例えば、特開平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４１号公報、特開平４−１０９４２号公報等には、サイドシュータータイプの液体噴射記録ヘッドが開示されている。これらの公報に記載されている液体噴射記録ヘッドは、発熱抵抗体を加熱することにより生成した気泡を外気と連通させつつインク液滴を吐出させるものである。このような液体噴射記録ヘッドにおいては、従来の製造方法（例えば特開昭６２−２３４９４１号明細書に開示）によるサイドシュータータイプの液体噴射記録ヘッドでは困難であった、エネルギー発生素子とオリフィスとの間の間隔の短縮化と小液滴記録とを容易に達成することができ、近年の高精細記録への要求に応えることが可能である。
【０００４】
また、近年では、プリンターの出力速度のより一層の高速化が要求されている。これは、コンピュータの処理速度が向上したことや、より高精彩の画像を出力するためにインク液滴を微小化することに伴ってより高密度のインク液滴密度が要求されることを一因とする。また、大判プリンターやネットワークにつながれたプリンターでは、高速化の要求はさらに顕著である。プリンターの出力速度の高速化は、時間当りのインク液滴発生数、すなわちインク吐出周波数を向上することと、インク吐出口の数を増やすことの二つによって達成可能である。通常は、この両方を行うことでプリンター出力の高速化を達成している。しかし、インク吐出口の数を増やすことは、ノズル列が増えることであり、液体噴射記録ヘッドの長尺化につながる。
【０００５】
このような液体噴射記録ヘッドは、図２２（ａ）に示すように、複数のインク吐出口１０６を有するオリフィスプレート１０５が、基板１０２上に接合された構成である。図２２（ｂ）に示すように、基板１０２には、インク供給口１０７が開口され、基板１０２の、オリフィスプレート１０５と接合される面には、インク吐出口１０６と対応する位置に複数のエネルギー発生素子（発熱抵抗体）１０１が配設されている。そして、図２２（ｃ）に示すように、基板１０２とオリフィスプレート１０５との間には、インク供給口１０７から発熱抵抗体１０１の上方のインク吐出口１０６まで連通するインク流路（液室）１０８が形成されている。従って、インクは、インク供給口１０７からインク流路１０８に供給され、発熱抵抗体１０１の作用により発生する気泡の圧力によりインク吐出口１０６から吐出される。なお、本明細書に添付の各図面においては、簡略化のためインク吐出口や発熱抵抗体は模式的に一部のみ図示していたり、または、微細な多数の吐出口列を直線にて図示している。
【０００６】
このような液体噴射記録ヘッドの製造方法は、図２３（ａ）〜（ｄ）に示すように、インク吐出用のエネルギー発生素子（発熱抵抗体）１０１を形成した基板１０２上に、溶解可能な樹脂層１０３を形成し、次いで、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層１０５をスピンコートなどにより塗布する。そして、被覆樹脂層１０５にインク吐出口１０６を形成する。その後、溶解可能な樹脂層１０３を溶解させるとともに、基板１０２にインク供給口１０７を形成する。これにより、樹脂層１０３が溶解された部分が、インク吐出口１０６およびインク供給口１０７と連通するインク流路１０８となり、このインク流路１０８に対応して発熱抵抗体１０１が存在する。しかしこの方法では、図２２（ｃ）や、図２３の２点鎖線にて示すように被覆樹脂層を平坦には形成できない。図２３に示すように、被覆樹脂層１０５が、溶解可能な樹脂層１０３の角部（段差）に沿って形成されてしまい、オリフィスプレート１０５に膜厚の厚い部分と薄い部分とのばらつきが生じる。このようにオリフィスプレート１０５の膜厚が不均一な構造の液体噴射記録ヘッドを使用した場合には、オリフィスプレート１０５の膜厚の薄い部分が、応力集中を受けて剥離や破損し易く、信頼性が悪くなり、液体噴射記録ヘッドの寿命が低下する。また、インクの吐出量が、インク吐出エネルギー発生のための発熱抵抗体１０１とオリフィスプレート１０５の前面との間の間隔によって決定されるので、図２３に示すようにオリフィスプレート１０５の膜厚が一定でなく発熱抵抗体１０１との間隔が不均一であると、高精細記録を実現するための有力な方策の一つである小液滴記録を安定的に行うことは、非常に困難である。
【０００７】
このような問題を解決する方法が、本出願人により、例えば、特開平１０−１５７１５０号公報や特開平１１−１３８８１７号公報等に開示されている。これらの公報に記載された製造方法では、オリフィスプレート１０５を平坦に形成する目的で、溶解可能な樹脂層１０３を、インク流路１０８となるパターンのみならず、その外周部にも形成し、この溶解可能な樹脂層１０３を土台として被覆樹脂層１０５を形成する。この製造方法について、図２４を参照して詳細に説明する。なお、実際の製造では一枚の基板より多数のヘッドを同時に製造する場合が普通であるが、ここでの説明は簡略に、ヘッド一つの場合で行う。
【０００８】
まず、図２４（ａ）に示すように、インク吐出用のエネルギー発生素子である発熱抵抗体（電気熱変換素子）１０１を、所定位置に所定個数だけ配置した基板１０２上に、溶解可能な樹脂層１０３を形成する。このとき、溶解可能な樹脂層１０３は、インク流路となるパターン１０３ａに加えて、その外周部を取り囲む土台となるパターン１０３ｂを構成している。なお、溶解可能な樹脂層１０３は、例えばドライフィルムのラミネートやレジストのスピンコート等により塗布形成された後、例えば、紫外線（Ｄｅｅｐ−ＵＶ光）による露光および現像などによりパターニングされる。具体例としては、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０など）がスピンコートにより塗布されて乾燥された後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光による露光および現像によりパターニングが行われる。
【０００９】
次に、図２４（ｂ）に示すように、溶解可能な樹脂層１０３上に、被覆樹脂層１０５をスピンコート等により形成する。
【００１０】
この際、土台となるパターン１０３ｂが存在しなければ、インク流路となるパターン１０３ａの外周部は大面積に亘ってすべて基板１０２が露出した低い面であるので、図２３に示すように、被覆樹脂層１０５は、インク流路となるパターン１０３ａ上を頂点としてその周囲になだらかに垂れ落ちる形状となり、厚さが不均一になる。しかし、図２４（ｂ）に示すように、土台となるパターン１０３ｂが設けられていると、インク流路となるパターン１０３ａの外周部においてもあまり大面積に亘って基板１０２が露出した低い面とはならないので、被覆樹脂層１０５は均一な高さに形成される。もちろん、インク流路となるパターン１０３ａの上部において、被覆樹脂層１０５は極めて平坦に形成される。
【００１１】
そして、図２４（ｃ）に示すように、被覆樹脂層１０５にインク吐出口１０６を形成し、また、外周部の土台となるパターン１０３ｂの上方に開口部１０４を形成する。インク吐出口１０６および開口部１０４の形成は、例えば、紫外線（Ｄｅｅｐ−ＵＶ光）などの露光および現像により行うことができる。具体的には、ネガ型レジストをスピンコートにより塗布し、乾燥した後、紫外線によりパターン露光して現像することにより、インク吐出口１０６および開口部１０４が形成できる。
【００１２】
次に、基板１０２を化学的にエッチングしてインク供給口１０７を形成する。例えば、基板としてＳｉ基板を用いている場合、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの強アルカリ溶液による異方性エッチングによりインク供給口１０７を形成する。より具体的な例としては、結晶方位が＜１１０＞のＳｉ基板上に形成した熱酸化膜をパターニングし、このＳｉ基板を８０℃に加熱温調したＴＭＡＨ２２％溶液で十数時間エッチングすることにより、インク供給口１０７を形成する。
【００１３】
続いて、図２４（ｄ）に示すように、溶解可能な樹脂層１０３を溶解して、インク流路１０８とその周囲を取り囲む溝１０９を形成する。溶解可能な樹脂層１０３の除去は、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光による全面露光を行った後、溶解および乾燥を行うことにより行うことができ、さらに、溶解の際に超音波処理を行えばより確実に短時間で行える。
【００１４】
図示しないが、１枚の基板１０２の複数個所に、以上の工程により図２４（ｄ）に示す液体噴射機構がそれぞれ設けられ、この機構が完成した後に、基板１０２をダイシングソーなどにより分離切断してチップ化し、発熱抵抗体１０１を駆動するための電気接続等を行った後、インク供給のためのチップタンク等の部材を接合して、液体噴射記録ヘッドが完成する。
【００１５】
なお、インク供給口１０７の形成は、溶解可能な樹脂層１０３の形成前や、インク吐出口１０７およびインク供給口１０４の形成前に行うことも可能である。
【００１６】
このようにして、インク流路１０８の外周部に溝１０９を形成する方法によると、被覆樹脂層１０５が平坦に形成でき、オリフィスプレート１０５の膜厚が均一になるので、この液体噴射記録ヘッドは、オリフィスプレート１０５の前面と発熱抵抗体１０１との間隔が均一になり、高精細記録を実現するための小液滴記録が安定的に行える。
【００１７】
また、インク吐出口１０６や電気接続部以外の全ての部分をオリフィスプレート１０５で覆っているわけではないので、オリフィスプレート１０５の硬化や温度変化により生じる応力により基板１０１の変形が生じたり、応力がオリフィスプレート１０５の端部、すなわちインク流路１０６の壁部に集中して基板１０１との間で剥離が生じることが防げる。
【００１８】
また、インク吐出口１０６の近傍のみならずその外側もオリフィスプレート１０５で覆っているため、基板１０２の表面が大面積に亘って剥き出しとなってしまうことがなく、液体噴射記録ヘッドを実装する際やプリンターに装着して使用しているときに基板１０２表面に傷が付き不良が発生することが防げる。
【００１９】
このように、インク流路１０８の壁部にかかる応力をできるだけ小さくするとともに、基板１０２の表面を傷から守ることを両立させている。
【００２０】
この液体噴射記録ヘッドを上面から見た模式図を、図２５に示している。この液体噴射記録ヘッドは、インク吐出口１０６の列がインク供給口１０７の両側に１列づつ配置されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように製造された液体噴射記録ヘッドの、インク流路１０８周囲に形成された溝１０９の縁部、すなわちオリフィスプレート１０５の縁部が、液体噴射記録ヘッドの長尺化に伴い、剥離する可能性があるということが種々の試験により明らかになった。特に、インク吐出口１０６やインク流路１０８が設けられているためにオリフィスプレート１０５の体積が小さくなっている内側と比べて、溝１０９の外側のオリフィスプレート１０５は、より体積が大きくそのためオリフィスプレート１０５にかかる応力がより大きくなるため、剥離の発生する頻度も程度がより高くなる。また、この剥離は、液体噴射記録ヘッドのオリフィスプレート１０５の厚さが厚いものほど、応力が大きく、より発生しやすいということも明らかになった。
【００２２】
図２５（ｂ），（ｃ）に、応力と剥離の関係について説明する模式図を示している。これらの図において、矢印は、オリフィスプレート１０５の縁部にかかる、硬化時の収縮や熱変化に伴う膨張収縮等により変化する応力１１０の方向を示している。応力１１０は、樹脂が収縮する時には樹脂の中央方向に向かい、樹脂が膨張する時にはその外側（図示する矢印とは逆向き）に向かう。特に、オリフィスプレート１０５の剥離を引き起こすと考えられるのは、図２５の矢印で示す樹脂の中心に向かう応力である。
【００２３】
応力１１０は、オリフィスプレート１０５の溝１０９と接する縁部において、溝１０９に垂直に（溝１０９が曲線状である部分では溝１０９の接線に垂直に）働く。このため、オリフィスプレート１０５の、溝１０９と接する縁部には、これを剥がそうとする力が働き、しかもその力の方向が直角方向なので応力１１０がそのまま縁部に加わっており、剥離が発生し易い形状である。図２５（ｃ）は、図２５（ｂ）において円で囲った部分の拡大図であり、溝１０９の両側に働く応力についてより詳しく説明する図である。図２５（ｃ）において、中央には溝１０９があり、オリフィスプレート１０５はその縁部に応力１１０を受けている。前記した通り、この応力１１０の方向はオリフィスプレート１０５の縁部に直角な方向に働くため、応力１１０がそのままオリフィスプレート１０５を剥そうとする力となる。この応力１１０は、オリフィスプレート１０５の面積や厚さが大きいほど大きくなるので、長尺ヘッドの場合は剥離がより発生しやすい。
【００２４】
前記した通り、近年では、記録の高速化がより求められるようになり、そのために、インク吐出口１０６の数が多いより長尺の液体噴射記録ヘッドが求められているが、液体噴射記録ヘッドが長尺になるほど、インク吐出口１０６が形成された被覆樹脂層（オリフィスプレート）１０５の内部応力が大きくなる。そのため、実用印字枚数に対し、安全係数を見積もった印字耐久試験をすると、溝１０９と接する縁部を起点にして、基板１０２とオリフィスプレート１０５とが剥離するという不具合が発生する。この剥離は、場合によってはインク吐出口１０６の形成部分にまで至り、吐出性能に悪影響を及ぼし、場合によっては記録不能になる。図２６には、この剥離の発生状況が模式的に示されている。この図２６に示されているように、溝１０９に接する縁部を起点として、基板１０２とオリフィスプレート１０５との間に剥離（剥離部分１１１）が生じている。
【００２５】
そこで本発明の目的は、上記の諸問題に鑑み、長尺であっても剥離が生じることのない、信頼性の高いサイドシュータータイプの液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、基板に積層されており、エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドにおいて、基板とオリフィスプレートとの間に流路が形成されており、オリフィスプレートの流路に接する縁部の少なくとも一部が、凹凸を複数有する鋸歯状に形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、基板とオリフィスプレートとの間に流路が形成されており、オリフィスプレートには、流路の外側を取り囲むように溝が形成されており、オリフィスプレートのうち、溝の外側に位置する部分が、他の部分に比べて板厚が薄く形成されている構成であってもよい。
【００２８】
また、基板とオリフィスプレートとの間に流路が形成されており、オリフィスプレートには、流路の外側を取り囲むように溝が形成されており、オリフィスプレートのうち、溝の外側に位置する部分の、液滴の吐出方向に関する基板の面からの高さが、溝の内側の部分に比べて低い構成であってもよい。
【００２９】
さらに、本発明は、液体吐出のためのエネルギーを生じさせるエネルギー発生素子が設けられた基板と、基板に積層されており、エネルギー発生素子と対応する吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有し、エネルギー発生素子が設けられた基板の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する液体噴射記録ヘッドの製造方法において、基板の面上に、流路となるパターンと、流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、基板および溶解可能な樹脂層の上に、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を除去して、流路となるパターンの後に流路を、土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、土台となるパターンの縁部を、凹凸を複数有する鋸歯状に形成することをもう１つの特徴とする。
【００３０】
また、基板の面上に、流路となるパターンと、流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、基板および溶解可能な樹脂層の上に、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を除去して、流路となるパターンの後に流路を、土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、流路となるパターンの縁部の少なくとも一部を、凹凸を複数有する鋸歯状に形成してもよい。
【００３１】
また、基板の面上に、流路となるパターンと、流路となるパターンの外側を取り囲むような形状の土台となるパターンとを含む、溶解可能な樹脂層を形成する工程と、基板および溶解可能な樹脂層の上に、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を除去して、流路となるパターンの後に流路を、土台となるパターンの後に溝を形成する工程とを含み、被覆樹脂層からなるオリフィスプレートの、溝の形成位置の外側を、ハーフエッチングにより板厚を薄くする工程をさらに含んでいてもよい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４５】
［第１の実施形態］
図１〜２に、本発明の第１の実施形態の液体噴射記録ヘッドが示されている。本実施形態の液体噴射記録ヘッドは、溝９の輪郭、すなわち溝９に接するオリフィスプレート５の縁部が、真っ直ぐな一直線ではなく微細な凹凸形状を有する鋸歯状に形成されている。それ以外の構成については、図２４，２５に示す従来の液体噴射記録ヘッドと実質的に同様である。
【００４６】
この液体噴射記録ヘッドの構成について簡単に説明する。図１に示すように、この液体噴射記録ヘッドは、複数のインク吐出口６を有するオリフィスプレート５が、基板２上に接合された構成である。基板２には、インク供給口７が開口され、オリフィスプレート５と接合される面には、インク吐出口６と対応する位置に複数のエネルギー発生素子（発熱抵抗体）１が配設されている。基板２とオリフィスプレート５との間には、インク供給口７から発熱抵抗体１の上方のインク吐出口６まで連通するインク流路（液室）８と、インク流路８の外側を取り囲むように設けられている溝９とが形成されている。なお、溝９に分離されることによって、オリフィスプレート５は、インク流路８を塞ぐ内側部分と、その外側部分とに完全に分かれているが、両者を含めてオリフィスプレート（または被覆樹脂層）５と称する。この液体噴射記録ヘッドは、インク供給口７からインク流路８にインクが供給され、発熱抵抗体１が駆動されると、インク流路８内のインクが加熱発泡してインク吐出口６から外部に吐出するものである。
【００４７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、被覆樹脂層からなるオリフィスプレート５の、溝９に接する縁部は、鋸歯状に形成されており、直線部は応力Ｐに対してθなる角度を成している。ここで、θ≠９０°である。すなわち、応力Ｐが働く方向に対してオリフィスプレート５の縁部の直線部が直角でない角度θを成しているので、例えば、点Ｘに作用する応力Ｐは縁部に沿う方向の分力Ｐ1とそれに直交する分力Ｐ2とに分けられる。このうち、点Ｘに働くオリフィスプレート５を剥がそうとする力Ｐ2は、以下の式で示される。
【００４８】
Ｐ2＝Ｐｓｉｎθ
ここで、θ≠９０°なので、ｓｉｎθ＜１である。従って、
Ｐ2＜Ｐ
となり、従来例と比較すると、剥離しようとする力は常に小さい。よって、剥れにくい、もしくは剥離が進行しにくいといえる。
【００４９】
図２５に示す従来例のように、オリフィスプレート１０５の、溝１０９に接する縁部が一直線状であると、とても広い範囲に亘ってすべて同一方向の応力が働くため、総合すると極めて大きな応力が、この範囲内のオリフィスプレート１０５に作用する。しかし、本実施形態では、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部が鋸歯状であるため、同じ範囲内に様々な方向の応力が混在し、一部が打ち消し合うなどして、この範囲内のオリフィスプレート５に作用する応力が従来よりも小さい。従って、剥離しやすさが低く抑えられる。
【００５０】
次に、本実施形態の液体噴射記録ヘッドの製造方法について、図３を参照して説明する。ここでは、印字幅が広く高速印字が可能な、ノズル列の幅が１ｉｎｃｈの液体噴射記録ヘッドの製造方法を例示する。
【００５１】
まず、図３（ａ）に示すように、基板２上に発熱抵抗体１（電気熱変換素子）等のインク吐出用のエネルギー発生素子を所定位置に所定個数だけ配置する。ここでは、１ｉｎｃｈ当たり６００個の密度で、６４０個の発熱抵抗体１を配置する。
【００５２】
次いで、発熱抵抗体１を含む基板２上に、溶解可能な樹脂層３を形成する。溶解可能な樹脂層３は、インク流路となるパターン３ａと、土台となるパターン３ｂとを構成している。この溶解可能な樹脂層３は、例えばドライフィルムのラミネート、レジストのスピンコート等による塗布の後、例えば紫外線（Ｄｅｅｐ−ＵＶ光）による露光および現像などによりパターニングされる。具体的な例としては、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０）がスピンコートにより塗布されて乾燥された後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光により露光および現像によりパターニングが行われる。なお、インク流路となるパターン３ａの外側縁部（後述する溝９の内側側壁に接する部分）と、土台になるパターン３ｂの内側縁部（後述する溝９の外側側壁に接する部分）は、微細な凹凸形状を有する鋸歯状に形成されている。
【００５３】
次に、溶解可能な樹脂層３上に、図３（ｂ）に示すように、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層５をスピンコート等により形成する。この際、被覆樹脂層５は、溶解可能な樹脂層３の土台となるパターン３ｂが形成されていることにより、インク流路となるパターン３ａの上方に平坦に形成可能である。そして、図３（ｃ）に示すように、この被覆樹脂層５にインク吐出口６を形成する。また、土台となるパターン３ｂを除去するための開口部４も同時に、または異時に、インク吐出口６形成と同じ手法により形成する。インク吐出口６および開口部４の形成は、例えば紫外線（Ｄｅｅｐ−ＵＶ光）などの露光および現像により行える。具体的には、ネガ型レジストをスピンコートにより塗布して乾燥した後、紫外線によりパターン露光し現像することにより、インク吐出口６および開口部４が形成できる。
【００５４】
次に、基板２を化学的にエッチングしてインク供給口７を形成する。例えば、基板２としてＳｉ基板を用いる場合、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの強アルカリ溶液による異方性エッチングによりインク供給口７を形成する。より具体的な例としては、結晶方位が＜１１０＞のＳｉ基板上に形成した熱酸化膜をパターニングし、このＳｉ基板を８０℃に加熱温調したＴＭＡＨ２２％溶液で十数時間エッチングすることにより、インク供給口７を形成する。
【００５５】
続いて、図３（ｄ）に示すように、溶解可能な樹脂層３を溶解して、インク流路８とその周囲を取り囲む溝９を形成する。溶解可能な樹脂層３の除去は、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光による全面露光を行った後、溶解および乾燥を行うことにより行うことができ、さらに、溶解の際に超音波処理を行えばより確実に短時間で行える。
【００５６】
図示しないが、１枚の基板１０２の複数個所に、以上の工程により図３（ｄ）に示す液体噴射機構がそれぞれ設けられ、この機構が完成した後に、基板２をダイシングソーなどにより分離切断してチップ化し、発熱抵抗体１を駆動するための電気接続等を行った後、インク供給のためのチップタンク等の部材を接合して、液体噴射記録ヘッドが完成する。
【００５７】
なお、インク供給口７の形成は、溶解可能な樹脂層３の形成前や、インク吐出口７および開口部４の形成前に行うことも可能である。
【００５８】
このようにして製造した液体噴射記録ヘッドは、従来例同様に、高精細記録を実現するための小液滴記録が安定的に行え、インク流路８の壁部にかかる応力をできるだけ小さくするとともに、基板２の表面を傷から守ることを両立させているとともに、前記した通り、基板２からのオリフィスプレート５の剥離を抑制することができる。
【００５９】
前記のようにして製造した本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、基板２を含むチップ部分はゴムのキャップをした状態で温湿度サイクル試験を行った。具体的には、温湿度サイクル試験は以下の通り行った。まず、相対湿度を９５％を保ち、温度を２５℃から６５℃まで２時間３０分かけて等速度で昇温させ、温度６５℃に３時間保持した後、温度２５℃まで２時間３０分かけて等速度で降温し、その後、温度を２５℃から６５℃まで２時間３０分かけて等速度で再昇温し、温度６５℃に３時間保持した後、温度２５℃まで２時間３０分かけて等速度で再降温し、さらにその後、温度２５℃で１時間３０分保持してから、相対湿度０％、温度−１０℃にして３時間３０分保持し、相対湿度９５％、温度２５℃にして３時間保持する。以上の工程を１サイクルとして、これを１０サイクル行った。
【００６０】
その結果、本実施形態の液体噴射記録ヘッドでは、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであった。温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００６１】
なお、比較のために、図２５に示す従来の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記したのと同様な温湿度サイクル試験を行った。その結果、従来の液体噴射記録ヘッドでは、オリフィスプレート１０５の、溝１０９に接する縁部においてオリフィスプレート１０５の剥離が発生し、その剥離がインク流路１０８まで達したものもあり、これらは色の薄い低品位の記録しかできなかった。
【００６２】
［第２の実施形態］
図４に本発明の第２の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００６３】
図４には、基板２、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５、溝９以外は省略して示している。この図４に示すように、本実施形態のオリフィスプレート５の、溝９に接する縁部はより鋭角的な鋸歯状になっており、オリフィスプレート５の縁部の直線部分が応力Ｐに対して成す角度θは第１の実施形態よりも小さくなっている。このため、応力Ｐの分力Ｐ２、すなわち、基板２からオリフィスプレート５を剥離しようとする力はより小さい。
【００６４】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００６５】
［第３の実施形態］
図５に本発明の第３の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１，２の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００６６】
図５に示すように、本実施形態のオリフィスプレート５の、溝９に接する縁部は丸みを帯びた鋸歯状になっている。すなわち、この鋸歯状の頂部付近は曲線的に形成されている。オリフィスプレート５の縁部の直線部分においては、第１の実施形態と同様に、剥離しようとする分力Ｐ2は応力Ｐよりも小さい（Ｐ2＝Ｐｓｉｎθ1、θ1＜９０°）。また、オリフィスプレート５の鋸歯状の頂部付近では、角度が連続的に変化しており、縁部に働く応力Ｐの剥離しようとする成分はやはり応力Ｐよりも小さい。具体的には、図５（ｂ）に示すように、鋸歯状の曲線的な頂部付近のある点Ｘ２において、オリフィスプレート５の縁部の接線は応力に対して角度（９０°−θ2）を成している。点Ｘ2において応力Ｐは、接線方向の分力Ｐ3と法線方向の分力Ｐ4とに分けられる。この点Ｘ2において剥離しようとする力は、オリフィスプレート５に直角な方向の力であるＰ4である。Ｐ4＝Ｐｓｉｎ（９０°−θ2）、（９０°−θ2）＜９０°であり、剥離しようとする力Ｐ4は、やはり応力Ｐそのものよりも小さい。唯一、オリフィスプレート５の鋸歯状の頂部においては、その接線方向が応力の方向と直交するので、応力Ｐがそのまま剥離しようとする力になる。しかし、接線方向と応力の成す角度は連続的に変化し、直角となる点は１点のみであるので、オリフィスプレート５の縁部のほとんどの点に関しては、従来の液体噴射記録ヘッドより、剥離しようとする力が小さい。
【００６７】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１，２の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００６８】
［第４の実施形態］
図６に本発明の第４の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜３の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態のオリフィスプレート５の、溝９に接する縁部は、第３の実施形態よりもさらに丸みを帯びた鋸歯状になっている。本実施形態においても、オリフィスプレート５の縁部に直角な分力は応力Ｐ自体よりも小さく、剥離しようとする力は、従来の液体噴射記録ヘッドよりも小さい。
【００７０】
オリフィスプレート５の縁部が丸みを帯びた曲線状であると、直線状である場合に剥離の起点になり易い角部が存在しないので、より剥離を生じにくく、吐出性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００７１】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜３の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００７２】
［第５の実施形態］
図７に本発明の第５の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜４の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００７３】
本実施形態では、図７に示すように、溝９の外側に位置するオリフィスプレート（被覆樹脂層）５が、スリット１２により複数に分割されている。一例としてはスリット１２の数は８本であり、これにより溝９の外側のオリフィスプレート５は８分割されている。従って、オリフィスプレート５に加わる応力も８つに分割され、分割されたオリフィスプレート５の各部分において加わる応力（剥離しようとする力を含む）は、従来例よりも小さくなる。よって、本実施形態の液体噴射記録ヘッドでは、基板２とオリフィスプレート５の剥離が生じにくい、もしくは少なくとも剥離が進行しにくいといえる。また、応力による基板２の変形も小さくなる。
【００７４】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜４の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００７５】
［第６〜８の実施形態］
図８〜１０に本発明の第６〜８の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜５の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００７６】
第６〜８の実施形態では、図７に示す第５の実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５をスリット１２により複数に分割する構成において、オリフィスプレート５の溝９に接する縁部の凹凸形状が、第２〜４の実施形態と同様に、種々変更されている。
【００７７】
この第６〜８の実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、それぞれ、第１〜５の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００７８】
［第９の実施形態］
図１１〜１２に本発明の第９の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜８の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００７９】
本実施形態では、前記した各実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５の溝９に接する縁部が微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されているのに加えて、図１１に示すように、オリフィスプレート５のインク流路８に接する縁部（インク流路壁１７）も、微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されている。第１の実施形態において説明したのと同様に、オリフィスプレート５の縁部（インク流路壁１７）に加わる応力Ｐが、縁部に沿う方向の分力Ｐ5と縁部に直交する分力Ｐ6とに分けられ、剥離しようとする力は分力Ｐ6のみであるので、従来よりも剥離しようとする力が小さくなる。
【００８０】
図１１に示すように、剥離を生じ易いインク流路８の薄い側壁部において縁部が鋸歯状に形成されている場合に剥離防止の効果が高いが、図１２に示すように、インク流路８の輪郭全域においてオリフィスプレート５の縁部が鋸歯状であるとより効果的である。
【００８１】
なお、オリフィスプレート５の、インク流路に接する縁部（インク流路壁１７）を、第３，４の実施形態と同様な丸みを帯びた鋸歯状に形成することも可能である。
【００８２】
［第１０の実施形態］
図１３に本発明の第１０の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜９の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００８３】
本実施形態では、前記した各実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５の溝９に接する縁部が微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されているのに加えて、図１３に示すように、オリフィスプレート５に板厚方向に多数の貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３の平面形状は円形または八角形である。なお、貫通孔１３は、溝９の内側のオリフィスプレート５では、インク吐出口６およびインク流路８を避ける位置に配置されている。
【００８４】
この貫通孔１３により、オリフィスプレート５の体積が減るので樹脂の硬化や熱変化により生じる応力自体が減るとともに、貫通孔１３の変形の自由度が高いので、応力を緩和することができる。すなわち、図１３（ｂ）（図１３（ａ）のＡ−Ａ線断面図）に示すように、オリフィスプレート５に形成された貫通孔１３は基板２まで達しており、オリフィスプレート５の体積を減らすとともに、オリフィスプレートを構成する被覆樹脂がわずかではあるがこの貫通孔１３を広げるようにも縮めるようにも動くことができるので、オリフィスプレート５の膨張や収縮が貫通孔１３（または貫通孔１３の壁面）の変形によって吸収され、応力緩和効果がある。従って、オリフィスプレート５には剥離が生じにくい、もしくは少なくとも剥離が進行しにくいといえる。また、応力による基板２の変形は小さい。
【００８５】
貫通孔１３は、オリフィスプレート５を構成する被覆樹脂が感光性樹脂である場合には、インク吐出口６もしくは開口部４をパターニング形成するのと同時に、同じマスクを用いて形成することができる。
【００８６】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜８の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００８７】
貫通孔１３が円柱状であると、剥離の起点になり易い角部が存在しないので、より剥離を生じにくく、吐出性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００８８】
［第１１の実施形態］
図１４に本発明の第１１の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１０の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００８９】
本実施形態では、特に、平面的にインク流路壁１７の外側（後方）に位置するオリフィスプレート（被覆樹脂層）５に貫通孔１３が設けられている。そのため、特にインク吐出口６が設けられている付近にかかる応力を軽減することができ、印字特性劣化防止の効果が大きい。なお、図１４に示されていない部分のオリフィスプレート５には、第１０の実施形態と同様に多数の貫通孔１３が設けられている。
【００９０】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜８，１０の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００９１】
［第１２の実施形態］
図１５に本発明の第１２の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１１の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００９２】
本実施形態では、前記した各実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５の溝９に接する縁部が微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されているのに加えて、図１５に示すように、オリフィスプレート５に、基板２面まで達しない凹溝１４が設けられている。溝９の外側においては３重の凹溝１４が、溝９の内側においては１重の凹溝１４がそれぞれ設けられている。なお、図１５には、簡略化のため、凹溝１４は中心線のみが２点鎖線で示されている。
【００９３】
この凹溝１４により、オリフィスプレート５の体積が減るので樹脂の硬化や熱変化により生じる応力自体が減るとともに、凹溝１４の変形の自由度が高いので、応力を緩和することができる。すなわち、凹溝１４はオリフィスプレート５の表面から基板２面に向かって斜めに形成されており、オリフィスプレート５の体積を減らすとともに、オリフィスプレート５を構成する被覆樹脂がわずかではあるがこの凹溝１４を広げるようにも縮めるようにも動くことができるので、オリフィスプレート５の膨張や収縮が凹溝１４（または凹溝１４の壁面）の変形によって吸収され、応力緩和効果がある。従って、オリフィスプレート５には剥離が生じにくい、もしくは少なくとも剥離が進行しにくいといえる。また、応力による基板２の変形は小さい。
【００９４】
また、凹溝１４は基板２にまで達しないので、基板２が剥き出しになることがなく、実装や組立時の取り扱いによる損傷や、プリンター装着時に紙に擦られることなどによる損傷から基板２の表面を守ることができる。
【００９５】
このような基板２に達しない凹溝１４は、オリフィスプレート５を構成する被覆樹脂が感光性樹脂である場合には、インク吐出口６や開口部４を形成する時に使用するフォトマスクに解像しない程度に細かいパターンを設けておくことにより、インク吐出口６や開口部４をパターニング形成するのと同時に、同じマスクを用いて形成することができる。
【００９６】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜８，１０〜１１の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００９７】
［第１３の実施形態］
図１６に本発明の第１３の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１２の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。図１６に示すように、本実施形態では、溝９の外側に位置するオリフィスプレート（被覆樹脂層）５に、一方向に帯状に基板に達しない複数条の凹溝１４が設けられている。
【００９８】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜８，１０〜１２の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【００９９】
［第１４の実施形態］
図１７に本発明の第１４の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１３の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【０１００】
図１７（ａ）に示すように、本実施形態のオリフィスプレート（被覆樹脂層）５には、基板２にまで達しない円形の凹部１５が多数設けられている。特に、図１７（ｂ）に拡大して示すように、平面的にインク流路壁１７の外側（後方）に位置するオリフィスプレート５に、凹部１５が設けられている。そのため、インク流路壁１７の剥離防止効果が大きく、インク吐出口６が設けられている付近にかかる応力を軽減することができ、印字特性劣化防止の効果が大きい。
【０１０１】
凹部１５が円形であるため、オリフィスプレート５には剥離の起点になり易い角部が存在しないので、より剥離を生じにくく、吐出性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【０１０２】
本実施形態の液体噴射記録ヘッドを用いて、前記した温湿度サイクル試験を行ったところ、第１〜８，１０〜１３の実施形態と同様に、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部の剥離は、全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質上問題とならないレベルであり、温湿度サイクル試験の前後に記録を行っても、何ら変化は認められず良好な記録が行われた。
【０１０３】
［第１５の実施形態］
図１８に本発明の第１５の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１４の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態では、前記した各実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５の溝９に接する縁部が微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されているのに加えて、溝９の外側のオリフィスプレート５が、溝９の内側の部分よりも薄く形成されている。これにより、溝９の外側のオリフィスプレート５の体積が減るので、オリフィスプレート５を構成する被覆樹脂の硬化や熱変化により生じる応力自体が小さくなり、特に溝９の外側においてオリフィスプレート５には剥離が生じにくい、もしくは少なくとも剥離が進行しにくいといえる。また、応力による基板２の変形は小さい。このように溝９の外側のオリフィスプレート５を薄くすることは、部分的なハーフエッチングにより行える。
【０１０５】
［第１６の実施形態］
図１９に本発明の第１６の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１５の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態では、前記した各実施形態と同様に、オリフィスプレート（被覆樹脂層）５の溝９に接する縁部が微小な凹凸を有する鋸歯状に形成されているのに加えて、溝９の上方がオリフィスプレート５にてほとんど覆われている。すなわち、液体噴射記録ヘッドの製造工程において、被覆樹脂層５に形成する開口部４を、溝９となる部分のうちの一部にのみ形成しておき、それ以外の部分では被覆樹脂層５を残しておく。この僅かな開口部４からエッチング液を注入することによって、溶解可能な樹脂層３の、土台となるパターン３ｂはすべて除去して、溝９は前記した各実施形態と同様に形成する。ただし、この溝９の上方には、僅かな開口部４を除いてほぼ全面的に、天井部となる被覆樹脂層（オリフィスプレート）５が存在する。溝９の上方のオリフィスプレート５が応力を伝えるブリッジとなることにより、オリフィスプレート５の、溝９に接する縁部のみに応力が集中することが抑えられ、応力の平衡がとれて、剥離しようとする力が分散して小さくなる。
【０１０７】
［第１７の実施形態］
図２０〜２１に本発明の第１７の実施形態の液体吐出記録ヘッドを示している。なお、第１〜１６の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態では、前記した各実施形態における溝９に代えて、溝９と同様にインク流路を取り囲む、多数の孔部からなる孔部列１６が設けられている。すなわち、図２０に示すように、液体噴射記録ヘッドの製造工程において、溶解可能な樹脂層３のうち、土台となるパターン３ｂとして、微小な多数の円柱からなる円柱列を形成する。そして、オリフィスプレートとなる被覆樹脂層５を形成した後、インク吐出口６および開口部４を形成し、このインク吐出口６および開口部４からエッチング液を注入することによって、溶解可能な樹脂層３を除去する。本実施形態では、土台となるパターン３ｂは円柱列であり、その周囲には被覆樹脂が形成されている。従って、溶解可能な樹脂層３を除去すると、微小な多数の円柱状の孔部からなる孔部列１６が形成される。この孔部列１６が、前記した各実施形態の、輪郭が鋸歯状の溝９と同様な作用をし、オリフィスプレート５が平坦に形成できて小液滴記録が安定的に行え、インク流路８の壁部にかかる応力をできるだけ小さくするとともに、基板２の表面を傷から守ることを両立させているとともに、基板２からのオリフィスプレート５の剥離を抑制することができる。
【０１０９】
本実施形態の、２列の千鳥状の孔部列１６を形成した液体噴射記録ヘッド（図２０参照）を用いて、純水／ジエチレングリコール／イソプロピルアルコール酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインク液を用いて、吐出周波数ｆ＝１５ｋＨｚで記録を行ったところ、非常に高品位な記録が可能であった。さらにこの液体噴射記録ヘッドを長期間にわたって使用した場合を想定して、ｆ＝１５ｋＨｚで、連続記録耐久試験を行った。すると、実用条件の１０倍以上の記録を行った後も、吐出特性に対する悪影響は全く見られず、良好な記録が可能であった。
【０１１０】
比較のために、図２５に示す従来の液体噴射記録ヘッドを（本実施形態と同様にノズル列の幅＝１ｉｎｃｈ）を用いて実験を行った。この従来の液体噴射記録ヘッドで、前記したインク液を用いてｆ＝１５ｋＨｚで連続記録耐久試験を行ったところ、実用条件の数倍の記録枚数が経過した後、記録媒体に対してインク液がまっすぐ飛ばず、スジが生じたり、設計値通りのインク吐出量が飛翔しないことによるカスレが一部のノズルで発生し、低品位な印字記録となった。さらに、この従来の液体噴射記録ヘッドを分解して観察したところ、土台となるパターンを除去するための開口部の位置を起点にして、基板１０２とオリフィスプレート１０５とが剥離している箇所が発見された。
【０１１１】
また、本実施形態の、３列の千鳥状の孔部列を形成した液体噴射記録ヘッド（図２１参照）を用いて、前記したのと同様な記録試験および連続記録耐久試験を行ったところ、前記したのと同様に良好な記録が可能であった。
【０１１２】
以上、各実施形態について説明した本発明の液体噴射記録ヘッドは、長尺であっても、オリフィスプレートが溝に接する部分等を起点にして基板から剥離することのない、耐久性が非常に高く信頼性の高いサイドシューター型液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法を提供することが可能になる。
【０１１３】
本実施形態において、孔部列１６をなす各孔部が円柱状であると、オリフィスプレート５には剥離の起点になり易い角部が存在しないので、より剥離を生じにくく、吐出性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【０１１４】
以上各実施形態について説明した本発明は、液体噴射記録ヘッドの中でもバブルジェット方式の記録ヘッドに適用すると優れた効果をもたらす。特に、前記した特開平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４１号公報、特開平４−１０９４２号公報に記載の記録ヘッドに適用すると効果的である。これにより、５０ｐｌ以下の小インク液滴の吐出が可能であり、かつ発熱抵抗体前方のインク液を吐出させるため、インク液滴の体積や速度が温度の影響を受けず安定化し、高品位な画像を得ることができる。
【０１１５】
本発明は、記録紙の全幅にわたり同時に記録ができるフルラインタイプの記録ヘッドにも、また複数の記録ヘッド部を一体的に形成した構成や、別々に形成した記録ヘッドを複数個組み合わせた構成のカラー記録ヘッドにも有効である。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明の液体噴射記録ヘッドは、長時間の使用を行っても、オリフィスプレートの縁部の基板からの剥離は全く発生しないか、発生してもごくわずかであり実質問題とならないレベルであり、安定的に良好な液体噴射記録が維持できるので、耐久性および信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図、（ｂ）は第１の実施形態の基板の斜視図、（ｃ）は第１の実施形態の液体噴射記録ヘッドの断面図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ｂ）はその一部拡大図である。
【図３】第１の実施形態の液体噴射記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第３の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ｂ）はその一部拡大図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第９の実施形態の液体噴射記録ヘッドを模式的に示す平面図、（ｂ）はその一部拡大図、（ｃ）はさらにその一部拡大図である。
【図１２】第９の実施形態の液体噴射記録ヘッドの変形例を示す拡大平面図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第１０の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図１４】本発明の第１１の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す一部拡大平面図である。
【図１５】（ａ）は本発明の第１２の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図１６】本発明の第１３の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図である。
【図１７】（ａ）は本発明の第１４の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ｂ）はその一部拡大図である。
【図１８】本発明の第１５の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す断面図である。
【図１９】本発明の第１６の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１７の実施形態の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ａ’）〜（ｄ’）はそれぞれの断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１７の実施形態の液体噴射記録ヘッドの変形例を示す平面図、（ａ’）〜（ｄ’）はそれぞれの断面図である。
【図２２】（ａ）は第１の従来例の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図、（ｂ）は第１の従来例の基板の斜視図、（ｃ）は第１の従来例の液体噴射記録ヘッドの断面図である。
【図２３】第１の従来例の液体噴射記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図２４】第２の従来例の液体噴射記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図２５】（ａ）〜（ｂ）は第２の従来例の液体噴射記録ヘッドを示す平面図、（ｃ）はその一部拡大図である。
【図２６】（ａ）は第２の従来例の液体噴射記録ヘッドの不良を示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
１        エネルギー発生素子（発熱抵抗体）
２        基板
３        溶解可能な樹脂層
３ａ      インク流路となるパターン
３ｂ      土台となるパターン
４        開口部
５        被覆樹脂層（オリフィスプレート）
６        インク吐出口
７        インク供給口
８        インク流路
９        溝
１２      スリット
１３      貫通孔
１４      凹溝（凹部）
１５      凹部
１６      孔部列
１７      インク流路壁
【図１】
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【図２】
0004731763.tif 000003
【図３】
0004731763.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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