WO1997046390A1 - Tete a jet d'encre et son procede de fabrication - Google Patents

Description

明 細 書 イ ン ク ジ ヱ ッ トへッ ド及びその製造方法

技術分野

本発明はイ ン ク ジ エ ツ トへッ ドに関し、 さ らに詳し く 述べる と、 特に高密度印字に適したイ ン ク ジエ ツ トへッ ド及びその製造方法に 関する。 本発明のイ ン ク ジ ヱ ッ トへッ ドは、 近年広く 用いられてい るイ ン ク ジエ ツ トプ リ ン 夕のへッ ド部において有利に使用する こ と ができる。 背景技術

近年、 ワー ドプロ セ ッ サ、 ノく一 ソ ナルコ ン ピュ ータ、 フ ァ ク シ ミ リ装置などのオフ ィ スォー 卜 メ 一 シ ョ ン （ O A ) 機器や医療用計測 機器などの各種の計则機器、 その他の装置において、 それらの装置 からの出力情報を高密度で印字するためにイ ン ク ジ ッ トプリ ン夕 が広く 用いられている。 イ ン ク ジ ェ ッ ト プ リ ン タは、 周知の通り、 そのへッ ド部からィ ン クの液滴を噴射させて記録紙等の記録媒体に 直接的に付着させ、 モ ノ ク ロあるいはカラーの印字を行う ためのも のである。 イ ン ク ジ ヱ ッ 卜 プリ ンタは、 記録媒体か立体物などであ つても印字が可能である、 普通紙を記録媒体に使用する こ とができ るのでラ ンニングコス トが安い、 ヘッ ドの装着が簡単であり、 転写 • 定着等の工程を必要と しない、 カラー化が容易で、 鲜明なカ ラー 印字が可能である、 などの多く の長所を有している。 イ ン ク ジエ ツ トへッ ドは、 それからのイ ン ク滴の噴射の駆動方式によっていろい ろなタイプに区分するこ とができ、 例えぱ、 ピエゾ方式のイ ンク ジ エ ツ トへッ ドは、 加圧手段と して圧電素子 （ピエゾ素子） を使用す る ものであり、 圧電素子による電歪効果を利用 して、 ヘ ッ ド部のィ ン クの充填されたィ ン ク室内に圧力波を生じさせ、 これによ つてへ ッ ド部のノ ズルからイ ン クを吐出する ものである。 また、 バブルジ エ ツ ト方式のイ ン ク ジエ ツ ト へ ッ ドは、 加圧手段と して発熱体を使 用するものであり、 発熱体を加熱して気泡を発生させ、 それによつ てへッ ド部のノ ズルからイ ンクを吐出する ものである。 さ らに、 静 電吸引力によりイ ン ク滴を噴射させる静電吸引方式のイ ン ク ジエ ツ トヘッ ドも公知である。 なお、 本発明のイ ン ク ジ ェ ッ ト へ ッ ドは、 これらの方式及びその他の方式のイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドに対して有 利に適用する こ とができる。

従来のイ ン ク ジ ヱ ッ 卜へッ ドは、 通常、 イ ン ク流路と イ ン クを吐 出するための加圧室の役目を果たす、 等間隔て配置されている複数 のイ ンク室と、 イ ン ク室の先端に取り付けられたものであって、 そ れそれのィ ン ク室に対応したィ ン ク吐出のためのノ ズルを装備した ノ ズル板と、 印字の要求に応じて前記イ ン ク室内のイ ン クを加圧可 能な加圧手段を含んで構成されている。 加圧手段は、 イ ン ク室を加 圧するための駆動力を発生させる駆動体を有し、 また、 かかる駆動 体は、 前記したように、 圧電素子の場合もあれは、 発熱体の場合も める。

イ ンク ジヱ ッ トへッ ドの構造についてさ らに詳し く 説明する。 例 えば、 ピエゾ方式のイ ン ク ジェ ッ トヘ ッ ド 1 0 は、 それを展開して 示す第 1 図から理解されるよう に、 いく つかの部材から構成されて いる。 イ ン ク室部材 1 1 は、 イ ン ク流路とイ ン クを吐出するための 加圧室の役目を果たす複数のイ ンク室 1 2 を有している。 イ ンク室 部材 1 1 の先端には、 それぞれのイ ン ク室 1 2 に対応して配置され たノ ズル 1 4 を有する ノ ズル板 1 3が取り付けられる。 ノ ズル 1 4 の孔からは、 先に説明したように、 イ ンク室 1 2 内で加圧されたィ ン クを液滴の形で噴射可能である。 図示のイ ン ク室部材 1 1 におい て、 そのイ ンク室 1 2の開放面には加圧手段が取り付けられる。 図 示の例では、 加圧手段は、 イ ン ク室 1 2の体積変化を行うための振 動板の役目を果たすダイアフラ厶 1 5 と、 ダイアフラ厶 1 5 を歪ま せるための駆動体であるところの圧電素子 1 7 と、 圧電素子 1 7 を 固定するための基台 1 8 とから構成されている。

イ ン ク室部材 1 1 は、 イ ン ク流路とイ ン クを吐出するための加圧 室を兼ねる深溝状の複数本のイ ン ク室 1 2 を有していて、 それぞれ のイ ン ク室 1 2 は、 ノ ズル板 1 3 に穿孔された ノ ズル 1 4 と対応し ており、 1 つのイ ン ク室にそれに対応する 1 つの ノ ズルが配置され るよ う に設計されている。 また、 それぞれのイ ン ク室 1 2 は、 相隣 れるイ ン ク室を隔離する隔壁によ り、 Sいに平行にかつ同じ間隔で 配置されている。 こ こで、 イ ンク ジ ェ ッ トヘッ ドの解像度を高める ためには、 イ ン ク室部材 1 1 に形成されるこれらのイ ン ク室 1 2の 間隔を狭く するこ とが必要である。 なお、 イ ン ク室部材 1 1 とノ ズ ル板 1 3 とは、 通常、 接着剤を使用 して接合可能である。

ダイアフラ厶 1 5 は、 圧電方式のイ ン ク ジ ェ ッ ト ヘ ッ ド 1 0 に特 有の部品である。 圧電素子 1 7 か電歪効果によ って伸縮する と、 ダ ィアフラ厶 1 5か橈み、 イ ン ク室 1 2内の体積変化がそれによつて 発生する。 イ ンク室 1 2内の体積か小さ く なる と、 その室内に充塡 されたイ ン クが加圧され、 ノ ズル 1 4 からその一部分がイ ン ク滴と して順次吐出されるのである。 このダイア フ ラム 1 5 は、 通常、 3 〜 5 m 程度の厚さの薄板と、 その一面に形成された高さ 2 0 u m 程度の凸状突起からなるアイ ラ ン ド 1 6 とから構成されている。 ァ ィ ラ ン ド 1 6 は、 圧電素子 1 7が電歪効果により伸縮したときにそ の歪みをイ ン ク室 1 2 に確実に伝えるためのものである。 そのため 、 このアイ ラ ン ド 1 6 は、 それぞれに対応するイ ン ク室 1 2及び圧 電素子 1 7 と重なるように配置される。 イ ン ク室部材 1 1 とダイァ フラム 1 5 の問も接着剤で接合する こ とができる。

圧電素子 1 7 は、 イ ン ク室部材 1 1 のそれぞれのイ ン ク室 1 2 に 対応し、 また、 他のイ ン ク室 1 2 に対する影響を防止するため、 互 いに分離された状態になっている。 これらの分離された圧電素子 1 7 は、 基台 1 8上で固定されている。 圧電素子 1 7 は、 -一般的には 、 最初は分離していない圧電素子を基台に接着剤で接合し、 次いで 圧電素子のみを切削加工によ り選択的に分離する こ とによって製造 されている。 このよう に して圧電素子と基台とが一体化したものを 形成した後で、 圧電素子と、 それに対応したダイ ア フ ラ厶に形成さ れたアイ ラ ン ドとを接着剤で接合するこ とができ る。

上記した及びその他のイ ン ク ジエ ツ トへッ ドにおいて、 イ ン ク流 路とイ ン クを吐出するための加圧室を兼ねるイ ン ク室の性能は、 そ れらの性能が直接的に印字特性に影響を及ぼすので、 非常に重要で ある。 まず、 イ ン ク室を構成するイ ン ク室部材について見てみる と 、 従来の圧電式イ ン ク ジヱ ッ トへッ ドのイ ン ク室部材は、 例えば 「 エポッ クス （エポキシ樹脂の商品名） j な どの有機材料を射出成形 法によ り成形している ものが一般的であった。 しかし、 有機材料か ら構成されたイ ン ク室部材は、 剛性に乏し く 、 従って加圧時にイ ン クに十分な圧力をかける こ とができない、 などの欠点があつた。 有機材料に代えて Z r0₂などの酸化物の粉末を使用 し、 これらの粉 末を粉末射出成形法と呼ばれる加工法に従ってィ ン ク室部材に成形 する こ と も行われている。 この方法ではしかし、 成形型の使用が必 須であり、 また、 その型に原料の粉末を充塡する時に非常に大きな 圧力がかかるので、 微細なィ ンク室の形成に十分な程度に微細な構 造を有する成形型を使用する こ とは困難である。

微細なイ ン ク室の形成に適当な加工法と して、 エッチング法も挙 げられる。 例えば、 この加工法を使用する こ とにより、 数百 ^ m 程 度の厚い金属板の表面に溝状のパター ンを微細に形成するこ とか可 能である。 しかし、 こ の方法において も、 高密度化という点に関し て言えば、 板厚と同程度の幅で溝を形成する こ とが限度であり、 十 分に有効とは言う こ とができない。 また、 エッ チング法の場合、 形 成される溝が金属板を貫通してしま うので、 も しもその金属板をィ ン ク室部材と して使用するのであるな らば、 金属板の 1 つの面にそ れらの貫通溝を塞ぐための追加の部材を張り合わせなければならず 、 製造工程が複雑になってしま う。

イ ン ク室部材を形成するための別の方法と して、 特公昭 6 2 - 5 9 6 7 2号公報及ひ特公平 2 - 4 2 6 7 0 号公報に開示されている ような、 一般にフ ォ 卜 レ ジス トあるいはレ ジス 卜 と呼ばれる感光性 樹脂を使用 したフ ォ ト リ 'ノグラ フ ィ法も公知である。 この方法では 、 イ ン ク室を形成しょ う と している基板の表面に レ ジス トを全面的 に被覆し、 次いで、 得られた レ ジス 卜膜を、 得よう と しているイ ン ク室のパター ンに合わせて適当な光に選択的に露光した後、 露光に よ り不溶化せしめられなかった領域を現像液で溶解除去する こ とに よ り、 硬化したレ ジス トのパターンからなる所望とするイ ン ク室を 備えた基板を得る こ とができる。 なお、 レ ジス トを使用 したフ ォ ト リ ソグラ フ ィ 法は、 L S I 、 V L S I 等の半導体装置の製造におい て広く 用いられている技法である。

第 2図 （ A ) 及び （ B ) は、 一般的に行われているフ ォ ト リ ツ グ ラ フ ィ法を使用 したイ ン ク室の形成を順を追って示した断面図であ る。 まず、 第 2図 （ A ) に示すように、 基板 3 1 の表面にレ ジス ト を塗布してレジス ト膜 3 2を形成した後に、 レジス ト膜 3 2 をフ ォ トマスク 3 3 を介してパター ン露光する。 なお、 こ こで使用 したレ ジス トは紫外線に感度を有するネガレ ジス トであるので、 フ ォ 卜マ スク 3 3 は、 イ ン ク室の隔壁に相当する部分において紫外線が透過 可能なガラスからなり、 それ以外の部分には、 紫外線の透過を阻止 するため、 ク ロム膜が被着されている。 また、 矢印で示される露光 のための光線は、 光源 （図示せず） からの紫外線である。

パターン露光の結果、 レ ジス ト膜 3 2のう ちの露光領域が現像液 に対して不溶化せしめられる。 その後、 こ の露光後のレ ジス 卜膜 3 2 をそれに適当な現像液で現像する と、 未露光領域 （可溶性領域） が溶解除去せしめられる。 第 2図 （ B ) に示すように、 所望とする イ ン ク室の形状に相当する硬化レ ジス トパター ン 3 2か得られる。 こ こで、 残留した レ ジス ト ノ 夕一ン 3 2 は、 相隣れるイ ン ク室を区 画する隔壁部材と して作用 し、 また、 基板 3 1 は、 底板部材と して 作用する。 なお、 図示の例では、 レ ジス ト と してネガ型の ものを使 用 したけれども、 その代わりに、 露光領域を可溶化せしめて溶解除 去するポジ型のレ ジス トを使用 した例も報告されている。

上記したような ピエゾ方式のイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドと同様にして 、 レ、ま 1 つの方式であるバブルジ X ッ ト方式のイ ン ク ジヱ ッ 卜へッ ドのイ ン ク室も製造するこ とができる。 すなわち、 これらの 2つの 方式のへッ ド部において、 ィ ン ク室及びノ ズルは基本的に共通であ り、 但し、 バブルジェ ッ ト方式では圧電素子及びダイア フ ラムを使 用せず、 その代わりに、 剛性の高い基板の上に各イ ン ク室に対応し て配設された発熱体及び関連部材を有している。 .

以上において、 従来のイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドについて説明してき た。 しかし、 これらのイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドは、 特に近年において 要求されている高密度印字に対応する こ とかできない。

近年、 プリ ン夕の分野では、 1 イ ンチ当たりの ドッ ト数 （ d p i ) が 1 8 0 も し く はそれ以上である高密度の印字が要求されつつあ る。 当然のこ とながら、 イ ン ク ジヱ ッ トへッ ドにおいても、 そのへ ッ ド部のイ ンク室間距離及びしたかってノ ズル間距離も、 少な く と も 1 8 0 d p i 相当の狭い長さであるこ とが要求されている。 こ こ で、 「 1 8 0 d p i 相当の間隔」 とは、 具体的な長さで表現した場 合、 1 4 1 m の間隔でイ ン ク室及びノ ズルが形成されているこ と を意味する （第 1 図の相隣れるイ ン ク室 1 2 の間の間隔 d及び相隣 れる ノ ズル 1 4 の間の間隔 dを参照されたい） 。 すなわち、 イ ンク 室部材においては、 1 4 1 m の限られた長さ のなかにイ ン ク室と イ ン ク室間を仕切る隔壁部材とが形成されている こ とか必要である 。 例えば、 イ ン ク室の幅と隔壁部材の厚さの比か 1 対 1 である場合 、 イ ン ク室の幅が 7 0 . 5 〃 m 、 隔壁部材の厚さが 7 0 . 5 m と いう こ とになる。 このように、 印字の高密度化が進むに従い、 イ ン ク室の幅は狭く なる。 しかし、 イ ン ク室の幅を狭く する こ とによつ て高密度化を達成するこ とができる といっても、 記録媒体に印字さ れるイ ン クの ドッ トが小さすぎたのでは、 良好な印字品質は得られ ない。 印字品質の低下を回避するためには、 吐出されるイ ン クの ド ッ トを大き く保つこ と、 換言する と、 十分な量のイ ン クをそれぞれ のノ ズルから噴射させる こ とか必要である。 そのためには、 イ ン ク 室の容積が大きいほうがよ く 、 したかって、 隔壁部材の高さが大き いイ ン ク室を提供する こ とが要求されている。

再びイ ン ク室部材の形成に戻る と、 従来の方法で最も一般的な射 出成形法は、 微細な構造になると型その ものを破壊して しま う危険 性があるため、 また、 高精度で成形を行う こ とができないため、 1 2 0 d p i 程度の印字密度に相当する微細構造の形成が限界である また、 エッチング法は、 平面形状を有する ものを微細に加工する こ とは容易であるので、 1 8 0 d p i 程度のパターニン グは十分に 可能である。 しかしながら、 一般にエ ッ チ ン グ'法では、 それによ り P /JP96/03206 パ夕一ニングできる幅は、 エ ッチングされるべき部材の厚さに影響 される。 例えば、 1 8 0 d p 〖 相当の、 イ ン ク室の幅が 7 0 . 5 m 、 隔壁部材の厚さか 7 0 . 5 m といったィ ン ク室部材を形成し よう とする場合、 エッ チ ン グされるべき部材の厚さが 7 0 m 以下 でな く ては、 ノ、。ターニングを行う こ とができない。 このこ とは、 高 密度になればなるほど、 ィ ン ク室の高さを大き く できないという こ とを意味している。

同様な欠陥は、 レ ジス トを使用して、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法によ りイ ン ク室部材を形成する場合においても当てはまる。 すなわち、 レジス 卜の膜厚が 5 0 / m も し く はそれ以上である場合、 従来のフ オ ト リ ツ グラ フ ィ 法ではもはやレ ジス 卜胶-のパタ ーニン グを行う こ とができない。 その理由は、 レ ジス ト と して一般的に使用されてい る感光性樹脂は、 5 0 m 以下の膜厚での使用を前提と して設計さ れており、 また、 実際、 5 0 m を上回る膜厚でレ ジス トプロセス において使用 した場合、 露光不足、 現像不足などの問題か生じ、 微 細なパターニン グを行う に至らないからである。

また、 レ ジス ト膜を通常のフ ォ 卜 リ 'ノ グラ フ ィ 法を用いてパター ニングする場合、 パ夕一ニン グでき る幅に対する レ ジス ト膜の膜厚 の比 （ァスぺク ト比 ； なお、 イ ン ク室部材においては、 以下におい ても説明するように、 アスペク ト比は、 イ ン ク室の幅と イ ン ク室の 高さの比と して規定される） は、 i ： 2程度までが限度とされてい る。 レ ジス トパターンのアスペク ト比が 1 ： 2 を上回る と、 イ ンク 室の隔壁部材となるべき レ ジス トパター ンが変形したり、 基板に近 いもとの部分が狭く なつて、 いわゆる 「逆テーパー j の形状となつ たり、 あるいは直立状態を保てな く なって隣のパターン と合体する などの問題の多い欠陥が発生する。

上記したような レ ジス トパターンの欠陥は、 具体的には、 第 5 図 の走査電子顕微鏡写真 （ 5 0 0 倍） が参考になるであろう。 写真の レジス トパターンは、 本発明者らが、 紫外線に対して感度を有する 日本合成ゴム社製のネガ型厚膜用 レ ジス ト、 T H B 3 0 (商品名） を使用 して、 アル ミ ニウム基板上にレ ジス トパター ンの幅を 3 0 a m 、 レジス 卜 ⁰ター ン間の幅 （スペース） を 3 0 （ΐι 、 レ ジス ト ター ンの高さを 5 0 m と してパターニン グを行った時の結果であ る。 適用 した主な条件は、 次の通りである ：

レ ジス ト の塗布 （ 1 0 0 0 r p m x 1 0 秒）

プリ べーク （ 1 0 0 °C 5分）

露光条件 （ 1 0 0 m W Z cm ² 3 5 秒）

ポス トべー ク （ 1 0 0 て、 1 5分間）

第 5図の顕微鏡写真から明らかなように、 レ ジス トパ夕一 ンのァ スぺク ト比が約 1 . 7 の時には、 パター ンの抜けがよ く 、 整然と並 んだレ ジス トパター ンが欠陥を伴わずに得られた。

ところが、 上記と同様な レ ジス トパターンの形成をそのァスぺク ト比を徐々 に高めなから繰り返したと ころ、 レ ジス 卜パター ンの高 さが 6 0 a m になった近傍から、 欠陥が発生し始めた。

第 3図は、 アル ミ ニウム基板 3 1 上に形成したレ ジス トパター ン 3 2が逆テ 形状となった例を図示したものである。 図示のよ うに、 レ ジス トパター ン 3 2 は、 その壁面が基板 3 1 に対して垂直 に形成されておらず、 その基部 3 2 aのところで狭く なつている。 このような逆テーパーパター ンは、 露光時、 レジス ト膜 3 2 のう ち それが基板 3 1 と接する基部 3 2 aのと ころまで十分な量の光が到 達せず、 したがって、 レ ジス ト膜 3 2の膜厚方向の露光量が不均一 にな った結果と して発生したものである。 すなわち、 こ こで使用 し た厚膜用レ ジス 卜は、 現像時に未露光部が溶解除去されるネガ型レ ジス トであるので、 露光されに く かった レ ジス 卜膜 3 2 の基部 3 2 a の近傍がよ り多量に現像されてしま うのである。 このよ うな現象 は、 レジス ト膜の膜厚を増加させればさせるほど、 顕著に現れる。 ィ ン ク室部材の隔壁部材と して使用すべき レ ジス トパター ンがこの ように逆テ一パ一形状になってしま う と、 基板 3 1 と レ ジス トパ夕 ーン 3 2 との密着に関与する面積が小さ く なり、 最悪の場合、 レ ジ ス トパター ン 3 2が基板 3 1 から剝離してしま う。 また、 剝離しな いに しても、 レ ジス 卜パターン 3 2のァスぺク ト比を高めるにつれ て、 パター ンの壁が薄く なるので、 特にその部分から、 例えば第 4 図に断面で示すよ う に、 レ ジス トパター ン 3 2 の倒れが発生するこ とがある。 レ ジス トパター ンかこのよう に変形する と、 もはやそれ をイ ン ク室の隔壁部材と して使 fflする こ とができな く なる。

第 6図は、 アル ミ ニウム基板上に形成した レ ジス 卜パター ンが逆 テーパー形状となる と と もに、 パター ンの頂部においてパター ンど う しが部分的に結合してしま った例の走査電子 5 微鏡写真 （ 3 5 0 倍） である。 この顕微鏡写真のレ ジス トパター ンは、 基本的には、 先に第 5 図を参照して説明したものと同様な手法に従って形成し、 但し、 こ こでは、 比較のため、 レ ジス トパタ ー ンの幅を 5 0 〃 m 、 パターン間のスペースを 5 Q n\ 、 そ してパ タ ー ンの高さを 1 0 0 U m と し、 また、 厚膜化のため、 レ ジス 卜溶液を 2回塗り した。 上記のような結果から、 こ こで使用 した レ ジス ト及びその他の商 業的に入手可能な レ ジス トでは、 それらを使用 して常法に従いレ ジ ス トパ夕一 ンを形成するためには、 発生する各種の欠陥を回避する ため、 そのアスペク ト比を 1 ： 2程度までに抑える こ とが必要であ る 発明の開示

本発明は、 上記したような従来のイ ン ク ジ ッ トへッ ドの多 く の 問題点を解決する ものである。 したがって、 本発明の 1 つの目的は

、 高密度印字に有利に使用するこ とができ、 ピエゾ式、 バブルジェ ッ ト方式等、 いろいろな方式のものに共通的に適用する こ とができ 、 高精度のものを容易に製造する こ とが可能でありかつ歩留り もよ いイ ン クジエ ツ トへッ ドを提供するこ とにある。

また、 本発明のもう 1 つの目的は、 上記したようなイ ン ク ジエ ツ トへッ ドの製造方法を提供するこ とにある。

本発明は、 その 1 つの面において、 複数個のイ ン ク吐出のための ノ ズル、 前記ノ ズルに連通したイ ン クの流通及び加圧のためのイ ン ク室及び前記ィ ン ク室内のィ ン クをその体猜変化によ り前記ノ ズル よ り吐出するための加圧手段を含むィ ン ク ジ ヱ ッ トへ ッ ドであって 前記イ ン ク室が、 所定の形状及び寸法を有する透明な基板からな る底板部材と、 その底板部材の上方にイ ン ク室の形状に合わせてパ 夕一ン状に形成された非光透過性材料からなる底壁部材と、 前記底 板部材の上方であって前記底壁部材か占有しない領域に形成された 隔壁部材とをもって構成されており、 また、 nl記隔壁部材が、 下記 の工程 ：

前記基板の前記底壁部材が形成された側の上にその全域にわたつ て隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

前記感光性材料の被膜を、 前記底壁部材のパター ンを介して、 前 記基板の裏側からの前記感光性材料が感度を有する光に選択的に露 光し、 よ って、 前記感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶化せ しめ、 そ して

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像により除去する こ と、 に従って形成されたものである こ とを特徴とする イ ンク ジェ ッ 卜へ ッ 卜にあ 。 本発明は、 そのもう 1 つの面において、 複数個のイ ン ク吐出のた めのノ ズル、 前記ノ ズルに連通したィ ン クの流通及び加圧のための ィ ン ク室及び前記ィ ン ク室内のィ ン クをその体積変化によ り前記ノ ズルよ り吐出するための加圧手段を含むイ ン ク ジ ッ ト へ ッ ドを製 造するに当たって、

前記ィ ン ク室を、 下記の工程 ：

所定の形状及び寸法を有する透明な基板を用意して底板部材を形 成し、

前記基板の表面に底壁部材を非光透過性材料からパター ン状に形 成し、

前記基板の前記底壁部材が形成された側の上にその全域にわたつ て隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

前記感光性材料の被膜を、 前記底壁部材のパター ンを介して、 前 記基板の裏側からの前記感光性材料か感度を有する光に選択的に露 光し、 よって、 前記感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶化せ しめ、 そして

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像によ り除去して前記隔壁 部材を形成する こ と、

にしたがって、 底板部材と、 その底板部材の上方にイ ン ク室の形状 に合わせてパター ン状に形成された底壁部材と、 前記底板部材の上 方であって前記底壁部材が占有しない領域に形成された隔壁部材と をもって形成するこ とを特徴とするイ ン ク ジ エ ツ トへ ッ ドの製造方 法にある。

本発明のその他の面は、 以下の詳細な説明から容易に理解するこ とができるであろう。

本発明による と、 イ ン ク室の幅を狭く するこ とができ るので、 従 来から切望されていたよ り高密度の印字か可能になる。 さ らに加え て、 本発明では、 イ ン ク室の幅と高さの比であるアスペク ト比を大 き く とるこ とができるので、 上記したよう にイ ン ク室の幅が狭く て も、 ィ ン ク室に充塡されるィ ン クの量は従来のィ ン ク室と同等も し く はそれ以上であり、 したかって、 印字の都度に印字品質を損なわ ない程度に十分な量のイ ン クを付属のノ ズルから吐出する こ とかで きる。 また、 本発明のイ ン ク ジエ ツ トへッ ドは、 いろいろな方式の へッ ドにおいて同じように有利に適用する こ とができる。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 従来から使用されている圧電式イ ン ク ジヱ ッ トへッ ド の構成を示した展開図てある。

第 2図 （ A ) 及ひ 〔 B ) は、 一般的に行われている フ ォ ト リ ツ グ' ラフ ィ 法を使用 したイ ン ク室の形成を順を追って示した断面図であ る。

第 3 図は、 フ ォ ト リ ツ グラ フ ィ 法を使用 したイ ン ク室の形成にお いて発生する欠陥の一例を示した断面図である。

第 4図は、 フ ォ 卜 り 'ノ グラ フ ィ 法を使用 したィ ン ク室の形成にお いて発生する欠陥のも う 1 つの例を示した断面図である。

第 5図は、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法を使用 して形成したイ ン ク室の 一例を示した走査顕微鏡写真 （ 5 0 0倍） である。

第 6図は、 フ ォ ト リ ツ グラ フ ィ 法を使用 して形成したイ ン ク室の もう i つの例を示した走査顕微鏡写真 （ 3 5 0倍） である。

第 7図は、 本発明によ り形成されたイ ン ク室の好ま しい 1 例を示 した断面図である。

第 8図は、 本発明により形成されたイ ン ク室を装備したイ ン ク室 部材の好ま しい 1 例を示した斜視図である。

第 9図は、 本発明により形成されたイ ン ク室の一例を示した走査 顕微鏡写真 （ 3 5 0倍） である。

第 1 0図 （A) 〜 （ E ) は、 本発明によるイ ン ク室の形成を順を 追って示した断面図である。

第 1 1 図 （A) 〜 ( D ) は、 第 1 0図 （ B ) における底壁部材の 形成に有利に使用 し得る方法を順を追って示した断面図である。

第 1 2図 （ A) 〜 （ D ) は、 本発明によ り形成されたイ ン ク室部 材を電铸型と して使用 して、 電铸処理によ り金属製イ ン ク室部材を 形成する工程を順を追って示した断面図である。

第 1 3図 （ A ) 〜 （ C ) は、 第 1 4 図に示したイ ン ク室部材の形 成を順を追って示した断面図である。

第 1 4 図は、 本発明によ り形成されたイ ン ク室を装備したイ ン ク 室部材のも う 1 つの好ま しい例を示した斜視図である。

第 1 5 図は、 本発明によるイ ン ク室部材の形成において認められ るイ ンク室の底部近傍における光の回折について説明した断面図で める。

第 1 6図 （ A ) 〜 （ D ) は、 第 1 5図を参照して説明した光の回 折を排除した、 本発明によるイ ン ク室部材の形成方法を順を追って 示した断面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明によるイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドは、 以下に説明するよ う に、 ピエゾ方式、 バブルジヱ ッ ト方式及び、 所望ならば、 その他の公知 の方式のものであるこ とができる。 これらのイ ン ク ジエ ツ トヘッ ド は、 その基本構造と して、 複数個のイ ン ク吐出のためのノ ズル、 そ れらのノ ズルに連通したィ ン クの流通及び加圧のためのィ ン ク室及 びイ ンク室内のイ ンクをその体積変化によ り前記ノ ズルよ り吐出す るための加圧手段を有している。 こ こで、 加 手段は、 本発明のへ ッ ドの方式に応じていろいろな構成を有する こ とができる。 例えば 、 ピエゾ方式のイ ンク ジェ ッ トヘッ ドは、 その加圧手段と して、 圧 電素子及び関連の部材、 例えばダイアフラムなどを有する こ とがで きる。 ピエゾ方式のイ ンク ジェ ッ トヘッ ドの典型的な構造は、 第 1 図を参照してすでに説明してある。 また、 バブルジエ ツ ト方式のィ ンク ジェ ッ トヘッ ドは、 その加圧手段と して、 発熱体及び関連の部 材、 例えば発熱体に電気的に接続された電極などを有する こ とがで きる。

本発明によるイ ン ク ジエ ツ 卜へッ ドでは、 それに含まれるイ ンク 室の構造及びその形状が重要である。 イ ン ク室は、 第 7図にその一 部を拡大して示したよう に、 所定の形状及ひ寸法を有する透明な基 板からなる底板部材 1 と、 底板部材 1 の上方にィ ン ク室の形状に合 わせてパター ン状に形成された非光透過性材料からなる底壁部材 2 と、 底板部材 2の上方であって前記底壁部材が占有しない領域に形 成された隔壁部材 5 とをも って構成される。 隔壁部材 5 は、 その幅 が wでありかつその高さが hであり、 また、 イ ン ク室 1 2 の形成の ために等間隔で隔離して配置された隔壁部材 5 の間隔 （スペース） は s である。 したがって、 本願明細書において)！々 使用する 「ァス ぺク ト比」 （イ ン ク室の幅と イ ン ク室の高さの比と して規定される ) は、 s ： hである。

底板部材 1 を形成する透明な基板は、 隔壁部材 5 の形成時にパ夕 一二ング用の光がその基板を透過可能でありかつ、 底壁部材 2 をェ ツチングによ り形成する場合に、 そのエッチ ン グでも って基板自体 が損傷を被ったり剝離除去されない限り、 特に限定される ものでは ない。 適当な透明基板材料と して、 例えば、 ガラス、 プラスチッ ク 材料、 例えばポリ エステル樹脂 （ P E Tなと） 、 アタ リ ル樹脂 （ P M M Aなど） など、 石英、 その他を挙げるこ とができる。 これらの 材料は、 単層で使用 して もよ く 、 あるいは 2層以上を積層して使用 してもよい。

底板部材 1 の上にはそれに密着させてあるいは、 こ こでは図示し ないけれども、 必要に応じて、 任意の中間層を介在させて、 非光透 過性材料からなる底壁部材 2が形成される。 こ こで使用する非光透 過性材料は、 隔壁部材 5 の形成時にパターニング用の光の透過を阻 止する こ とができかつへッ ドの使用時にイ ン クの良好な流れを保証 し得る限りにおいて特に限定されるわけではないけれども、 好ま し く は、 その形成の容易さ及び得られるパター ン の精度などを考慮し て、 金属材料、 例えば、 ク ロム、 タ ンタル、 ニッケル、 チ タ ン、 銅 、 アル ミ ニウムなどてある こ とができる。 底壁部材 2 は、 これらの 材料から単層と して形成してもよ く 、 あるいは 2層以上を積層して 形成してもよい。 また、 場合によっては、 反射防止膜などと組み合 わせて積層してもよい。 底壁部材 2 は、 上記したよ うな材料からな るべく 薄く 形成する こ とが好ま し く 、 通常の膜厚は、 約 0 . 0 5 〜 1 si m である。

底壁部材 2 と と もにイ ン ク室 1 2 を形成するために用いられる隔 壁部材 5 は、 本発明に特徴的なこ と と して、 下記の工程 ：

透明な基板 1 の底壁部材 2が形成された側の上にその全域にわた つて隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

感光性材料の被膜を、 非光透過性の底壁部材 2 のパター ンを介し て、 基板 1 の裏側からの前記感光性材料が感度を有する光に選択的 に露光し、 よって、 その感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶 化せしめ、 そ して

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像により除去するこ と、 に従って形成する こ とができる。 なお、 この工程は、 以下に説明す る本発明のイ ン ク ジヱ ッ 卜へッ ドの製造のとこ ろでさ らに詳し く 説 明する。

こ こで、 隔壁部材形成性の感光性材料は、 レ ジス トプロセスにお いて一般的に使用されている多数のレ ジス 卜のなかから適当な もの を任意に選択して使用する こ とができる。 こ こで通常用いられる レ ジス トは、 ネガレ ジス トである。 適当な レ ジス トは、 好ま し く は、 少な く と も 5 0 m の膜厚で成膜し、 ノ、。ターニングするこ とができ るものであり、 その一例と して、 例えば、 日本合成ゴム社製の T H B — 3 0 (商品名） あるいは東京応化社製の〇 M R - 8 3 (商品名 ) を挙げる こ とかでき る。 隔壁部材 5 は、 また、 必要に応じて、 そ れぞれのレ ジス 卜の特性を生かす目的で、 2層構造あるいはそれ以 上の多層構造のレ ジス ト膜から形成してもよい。

第 7図に示したイ ン ク室部材は、 その構成と して最もシンプルな 形を採用 している。 しかし、 本発明のイ ン ク室部材では、 発生する おそれのある不都合な回折現象の回避のため、 底板部材 1 の上に底 壁部材 2 に隣接させて隔壁部材 5 を配置する際に、 底壁部材 2 と隔 壁部材 5 の中間に、 底壁部材 2 のパター ンよ り も厚い膜厚で中間層 を介在せしめてもよい。 中間層は、 隔壁部材 5 の形成に適当な材料 から任意の手法に従って形成するこ とができる。 適当な中間層材料 は、 例えば、 エポキシ樹脂及びその他の樹脂材料、 S i N 、 S i 0 ₂、 T i 0 ₂などである。 中間層は、 その膜厚を広く 変更するこ とかできる と いう ものの、 通常、 5 m 以上であるのが好ま しい。 中間層の膜厚 が 5 m を下回る と、 も しも中間層の使用目的が高アスペク ト比の 適用時における回折現象の回避にある場合に、 その回折の問題を依 然と して回避するこ とができないであろう。 中間層は、 スプレーコ ー ト、 ロールコー ト、 刷毛塗り、 熱圧着、 蒸着、 スパッ 夕 リ ングな どの技法を使用 して形成するこ とができる。

本発明によるイ ン ク室部材において、 そのイ ン ク室のイ ン ク流路 は、 好ま しく は、 垂直方向の断面に関して見た場合に、 垂直方向に 長い矩形断面を有しており、 その際、 前記イ ン ク室の高さか少な く と も 5 0 / m でありかつイ ン ク室の幅とイ ン ク室の高さの比と して 規定されるアスペク ト比 （ s ： h ) か少な く と も 1 ： 3 である。 特 に、 イ ン ク流路の壁面、 すなわち、 隔壁部材の壁面は、 基板の表面 から垂直に立ち上がっているのではな く て、 認め得る程度の傾斜を 有している。 これを隔壁部材の形状から見る と、 基板に近い下側か ら上側に向かって先細りになっており、 先に第 3図を参照して説明 した従来のイ ン ク室の逆テーパ状の隔壁部材とは正反対である。 こ のような先細りの隔壁部材の形状は、 本願明細書において、 特に Γ 順テーパー」 形状と呼ぶ。 こ のよ う な順テーパーの隔壁部材が形成 される理由は、 以下に詳細に説明するように、 本発明において採用 されるパターニング方法では、 使用する厚膜用 レ ジス ト の上部よ り も下部、 すなわち、 基板に近い部分のほう力 よ り多量に露光を受 ける こ とができるからである。 本発明の隔壁部材は、 こ のよ う に順 テーパー形状を有する こ とで、 底板部材たる基板上に安定に固着さ れ、 位置する こ とができ、 また、 使用の途中で基板から剝離したり 、 倒れたりする こ とが顕著に防止される。 その結果、 従来の技術で は不可能と考えられてきた 1 0 0 in も し く はそれ以上の膜厚を有 する レ ジス ト膜をパターニン グして所望の形状及び寸法を有するィ ン ク室を形成する こ とが可能になった。

1 ： 3以上の高アスペク ト比のイ ン ク室の形成は、 添付の第 9図 の走査電子顕微鏡写真 （ 3 5 0 倍） から明らかである。 写真のレ ジ ス トパター ンは、 本発明者らが、 紫外線に対して感度を有する 日本 合成ゴム社製のネガ型厚膜用 レ ジス ト、 T H B 3 0 (商品名） を使 用 して、 以下に詳細に説明する本発明の方法に従いガラス基板上に レ ジス トパター ンの幅を 4 1 m 、 レ ジス トパターン間の幅 （スぺ ース） を 3 0 m 、 レ ジス トパター ンの高さを 1 0 0 〃 m と してパ ターニングを行った時の結果である。 マスク と して使用 した幅 3 0 m のクロムパターンは、 それが非常に薄いために写真には現れて いない。 適用 した主な条件は、 次の通りである ：

レ ジス ト の塗布 （ 1 0 0 0 r p m x 1 0秒、 2回塗り）

プリべ一ク （ 1 0 0て、 5分）

露光条件 （ 1 0 m W Z cm ² 、 4 5秒 ； ガラ ス基板側からのバッ ク 露光）

ポス トべ一 ク （ 1 0 0 °C、 1 5分間）

第 9 図の顕微鏡写真から明らかなように、 レ ジス トパター ンのァ スぺク 卜比か約 3 . 3 の時でも、 パター ンの抜けがよ く 、 整然と並 んだ細長いレ ジス トパターンが欠陥を伴わずに得られた。 レジス ト パターンに十分な高さがあるので、 イ ン ク室に も多量のイ ン クを貯 留するこ とができ、 よって、 印字品質も良好である。

上記のよう な高ァスぺク ト比のレ ジス 卜パター ンの形成において 使用する レ ジス トの膜厚が増加すればするほ ど、 レ ジス ト膜の表面 付近では、 露光不足になる とともに、 露光部と未露光部の境界が暧 味になりやすい。 しかしながら、 本発明では、 現像時において、 露 光後のレ ジス ト膜の表面ほど新しい現像液か供給されるため、 その 露光部と未露光部の境界が多少はっ き り と しな く ても、 満足し得る のに十分な程度に現像を行う こ とができる。 よ って、 本発明の場合 、 たとえレ ジス 卜膜の膜厚を大幅に増加したと しても、 従来の技術 で達成されるものよ り も微細なレ ジス トパター ンを形成する こ とが できる。

本発明によるイ ンクジエ ツ トへッ ドの製造において、 そのイ ンク 室は、 次のような一連の工程 ：

所定の形伏及び寸法を有する透明な基板を用意して底板部材を形 成し、

前記基板の表面に底壁部材を非光透過性材料からバタ一ン状に形 成し、

前記基板の前記底壁部材か形成された側の上にその全域にわたつ て隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

前記感光性材料の被膜を、 前記底壁部材のパターンを介して、 前 記基板の裏側からの前記感光性材料が感度を有する光に選択的に露 光し、 よって、 前記感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶化せ しめ、 そ して

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像によ り除去して前記隔壁 部材を形成する こ と、

に したかって有利に製造する こ とかできる。 以下、 それぞれの工程 について説明する。

底板部材の形成 ：

所定の形状及び寸法を有する透明な基板を用意して底板部材を形 成する。 こ こで使用する こ とのできる適当な透明な基板は、 先のィ ンク室の構成の説明のと こ ろで例示した。 使用する基板の表面は、 それに対する底壁部材及び隔壁部材の密着力を高めるなどの目的で 、 常法に従って表面処理を行ってもよい。

パターン化された底壁部材の形成 ：

形成されるイ ン ク室の底の部分を形成するため、 非光透過性材料 を使用 して、 基板の表面に底壁部材をパターン状に形成する。 先に 具体的に説明したように、 底壁部材形成のための非光透過性材料と しては、 各種の金属材料を有利に使用する こ とができる。 また、 底 壁部材の形成は、 選ばれた底壁部材形成性材料を基板上にパターン 上に被着する こ とによって直接的に形成してもよ く 、 あるいは、 選 ばれた底壁部材形成性材料を基板上に全面的に被着した後、 不要な CT/ 96 03206 部分のみを選択的に除去してもよい。

底壁部材の形成は、 特に後者の方法に従って行う こ とか好ま し く 、 さ らに好ま しく は、 下記の工程 ：

基板の表面に、 その全域にわたって、 底壁部材形成性材料を塗被 し、

得られた底壁部材形成性材料の被膜の上にさ らに感光性材料を全 面的に塗被し、

形成された感光性材料の被膜を所望とする底壁部材のパター ンに 合わせてフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ法によ り選択的に除去し、

次いで、 得られた感光性材料のパター ンをマス ク と して、 その下 地の底壁部材形成性材料の被膜をフ ォ 卜 リ ソ グ ラ フ ィ 法によ り選択 的に除去する こ と、

に従って行う こ とかてきる。 このよ うな一連の工程を経て、 所望と するところのパター ン状底壁部材を得る こ とができる。

こ こで、 基板の上に最初に形成される不透明層と しての底壁部材 形成性材料の被膜は、 上記したよ うに、 好ま し く は金属材料からな る被膜であり、 また、 その形成は、 こ の技術分野において公知の任 意の技法によって行う こ とかできる。 適当な技法は、 以下に列挙す る ものに限定されるわけではないけれども、 次のよ うなものを包含 する。

1 . P V D法 （物理的蒸着法）

スパッ 夕 リ ング法、 真空蒸着法、 イオンプレーティ ン グ法など

2 . C V D法 （化学蒸着法）

熱 C V D法 （常圧、 減圧） 、 プラズマ C V D法、 M O— C V D 法など。

3 . 無電解メ ツキ法 4 . コ ーティ ン グ法

ス ピンコー ト法、 スプレ ーコー ト法、 ディ ッ プコー ト法、 口一 ルコ ー ト法、 刷毛塗り法など。

底壁部材形成性材料の被膜を形成した後、 その上面に、 底壁部材 の選択的除去の際にマスク と して使用する感光性材料、 すなわち、 レジス トを塗被する。 こ こで使用する レ ジス トは、 特に限定される わけではないけれども、 パター ン精度を上げるために、 1 0 m も し く はそれ以下の膜厚で塗布した時に も所望の レ ジス トパ夕一ンを 形成する こ とができる ものか好ま しい。 パターニングに使用するた め、 ポジ型、 ネガ型のいずれのレ ジス トであってもよい。 適当な レ ジス 卜 と して、 例えぱ、 へキス ト社製の A Z - 4 6 2 0 、 束京応化 社製の O F P R — 8 0 0 0及び O M R — 8 3、 そ してィ ー ' アイ · デュポン社製の リ ス ト ン （いずれも商品名） などを挙げる こ とかで きる。 選ばれたレ ジス トを、 常用の手法に従って、 例えば、 ス ピン コー ト、 ディ ップコー ト、 スプレーコー ト、 ロールコー ト、 刷毛塗 りなどによ り所定の膜厚で塗被し、 そ して乾燥する。

次いで、 形成された レ ジス ト膜を所望とする底壁部材のパター ン に合わせてフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法によ り選択的に除去する。 こ こで 使用するフ ォ ト リ ツグラ フ ィ 法は、 レ ジス トプロセスにおいて通常 行われているよ う に実施する こ とができる。 例えば、 レ ジス ト膜の 露光は、 レ ジス ト の種類等に応じて、

1 . 紫外線露光法

コ ンタ ク ト露光法、 プロキシ ミ テ ィ （近接） 露光法、 プロ ジヱ ク シ ヨ ン （投影） 露光法など。

2 . X線露光法

3 . 電子ビーム露光法

などを使用する こ とができる。 使用する露光法に応じてフ ォ トマス クを使用 し、 また、 レ ジス トのタイプに応じてマスクのパター ンも 変更する。 露光に続く 現像も、 レジス トプ αセスにおいて通常行わ れているよ うに実施するこ とができる。

レ ジス トパター ンの形成後、 そのパター ンをマス ク と して、 下地 の底壁部材形成性材料の被膜を選択的に除去する。 この被膜の選択 的除去にも、 半導体装置等の製造プロセスにおいて通常用いられて いる技法、 例えば、 エッチング、 例えば、

1 . ウ エ ッ トエッチング法

ディ ップ法、 シ ャ ワー法など。

2 . ドライエッチング法

R I Ε法 （反応性ィオンエツチング法） 、 I C Ρ法、 E C R法 、 イオン ビームエッチング法など。

あるいはリ フ 卜オフ法 （パターニン グを先に行い、 底壁部材形成性 材料を後に成膜する） などを使用する こ とができ る。 所望とする底 壁部材がパター ン状で得られる。

隔壁部材の形成 ：

底壁部材を所望のパターンで形成した後、 イ ン ク室形成の最後の 工程と して、 隣接するイ ン ク室どう しを隔離するための隔壁部材を 形成する。

最初に、 基板のう ち先の工程で底壁部材を形成した側の上にその 全域にわたつて隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被す る。 こ こで使用する感光性材料、 すなわち、 レ ジス 卜は、 特に限定 されるわけではないけれども、 隔壁部材をよ り厚く してイ ン ク室の アスペク ト比を上げるため、 少な く とも 5 0 m の膜厚で厚膜化可 能なものが好ま しい。 また、 このレ ジス トは、 未露光域が現像液で 溶解除去されるこ とが必要であり、 したがって、 いわゆる 「ネガ型 レ ジス ト」 である。 さ らに、 このネガ型レ ジス トは、 厚膜化のため 、 2種類も し く はそれ以上のレ ジス 卜膜を積層 してもよい。 適当な ネガ型レジス ト と して、 例えば、 日本合成ゴム社製の丁 H B — 3 0 、 東京応化社製の 0 M R — 8 3 (いずれも商品名） な どを挙げるこ とができる。 選ばれたレ ジス トを、 常用の手法に従って、 例えば、 ス ピン コ一 卜、 ディ ッ プコ ー ト、 スプレー コ ー ト、 ロールコー ト、 刷毛塗りなどにより所定の膜厚で塗被し、 そして乾燥する。 得られ る隔壁部材形成性のレ ジス ト膜の膜厚は、 好ま し く は、 少な く と も 5 0 m 、 通常 5 0 〜 2 0 0 μ. m あるいはそれ以上である。

次いで、 形成された レ ジス 卜膜をフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法によ り選 択的に除去して隔壁部材を形成する。 こ こで使用するフ ォ ト リ ツ グ ラ フ ィ 法は、 先の底壁部材形成工程において使用 したもの と同様で あってよ く 、 例えは、 露光法は、 使用 したレ ジス トの感光性に応じ て、 紫外線露光法、 X線露光法などである。 なお、 こ の露光工程で は、 露光を透明基板の裏側から行う こ とが重要である。 すなわち、 形成された レ ジス ト膜を、 特別のフ ォ トマス クを使用 しないで、 但 し、 光の対して不透明なパターン状の底壁部材をマスク と して使用 して、 基板の裏側から選択的に露光する。 このよ うな透明基板の背 面からの露光は、 一般に 「バッ ク露光」 と呼ばれている。 レ ジス ト が感度を有する光を露光源と して使用 した露光の結果と して、 レ ジ ス ト膜のう ちの露光域、 すなわち、 底壁部材のマスクによって光の 透過が阻止されなかつた領域が現像液に不溶化せしめられる。

露光の完了後、 レ ジス 卜膜のうちの未露光の領域 （可溶性領域） を現像液で溶解除去する。 この現像工程は、 レ ジス ト プロセスにお いて通常行われているよ うにして実施する こ とができる。 例えば、 使用する現像液及び現像時間は、 レ ジス ト の種類に応じてそれに好 適なものを使用するこ とができる。 一例を示すと、 使用 した レ ジス 卜が T H B — 3 0 (前出） である場合、 露光後のレ ジス ト膜を現像 9 3206 する際には、 日本合成ゴム社よ り商業的に入手可能な T H B— 3 0 専用の現像液を使用する こ とかできる。 現像の結果と して、 所望と する隔壁部材が得られる。 得られる隔壁部材の断面形状は、 先に説 明したよう に、 順テー パ ー形状である。

本発明方法に従う と、 上記したように細長い順テー パ ー形状の隔 壁部材を形成し、 よって、 イ ン ク室のアスペク ト比を 1 ： 3 も し く はそれ以上とする こ とができる。 ところで、 本発明者らの知見によ れば、 ァスぺク ト比を高めるために隔壁部材の高さを大き く してい く と、 例えば、 アスペ ク ト比が 1 ： 5 も しく はそれ以上になる と （ 換言すると、 イ ン ク室の幅が 3 0 の時にその高さが 1 5 0 も し く はそれ以上になる と） 、 露光時の光の回折現象に原因して隔 壁部材の基部において 「切れ込み」 （あるいは、 部材の膨れ） が発 生するこ とかある。 こ の隔壁部材の切れ込みは、 隔壁部材自体の自 立性には悪い影響を及ぼさないという ものの、 イ ン ク室の容積を減 少させるので、 防止するこ とが望ま しい。 こ の回折現象について、 第 1 5図 （説明の便宜のため、 すでに隔壁部材が形成されている状 態が示されている） を参照しながら説明する。

上記したような隔壁部材の形成工程において、 隔壁部材形成性の レ ジス ト膜 5 をマス ク と しての底壁部材 2 を介して選択的にバッ ク 露光する場合、 も しもバッ ク露光での露光量が多いと、 底壁部材 2 のエ ッ ジの部分で図中矢印で示される光の回折が発生する。 露光の

—部が底壁部材 2の裏側にも回り込み、 その部分も硬化せしめられ る。 したがって、 露光後のレ ジス 卜膜 5 を現像する と、 図示したよ うに、 得られた隔壁部材 5の基部において部材の切れ込み 5 aが発 生する。 レ ジス ト膜 5の膜厚が大きいと、 通常、 それに応じて多量 の露光を行う こ とが必須であり、 したがって、 レ ジス トの厚膜化を 達成するとともに、 上記したような不所望な光の回折を防止する こ とが望ま しい。

本発明方法は、 その好ま しい 1 態様において、 底壁部材をパター ン状に形成した後であって、 その上にさ らに隔壁部材形成性のレ ジ ス トを塗被する前、 すでに形成されている底壁部材のパター ンを覆 う ようにして、 すなわち、 底壁部材のパター ンよ り も厚い膜厚で、 隔壁部材形成性のレ ジス 卜の露光に用いられる光が透過可能な材料 からなる中間層を形成する工程をさ らに含むこ とを特徴と している このよ う に底壁部材のパター ンの上に中間層を配置したので、 依 然と して光の回折か発生したと しても、 その回折は無反応の中間層 の内部に限られ、 隔壁形成性のレ ジス ト膜にまで達成する こ とがな い。 したがって、 S部における切れ込みのよ う な欠陥のない隔壁部 材を得る こ とかできる。

上記の中間層の形成に用いられる材料は、 隔壁部材形成性のレ ジ ス ト の露光に用いられる光が透過可能である限り、 特に限定される ものではない。 適当な中間層材料は、 以下に列挙する ものに限定さ れないとい う ものの、 例えば、 エポキ シ樹脂及びその他のプラスチ ッ ク材料、 S i N 、 S i 0 ₂、 T i 0 ₂ などを包含する。 また、 場合によつ ては、 上記した隔壁部材形成性のレ ジス 卜を中間層材料と して使用 してもよい。 これらの中間層材料は、 常用の技法を使用 して、 例え ば、 スプレーコー ト、 ロールコー ト、 刷毛塗り、 熱圧着、 蒸着、 ス パッ 夕 リ ングなどによって、 所望の膜厚で塗被するこ とかでき る。 中間層の適当な膜厚は、 通常、 5 m 以上、 好ま し く は、 5〜 5 0 u m である。 膜厚が 5 a m 未満では光の回折を中間層内で吸収する こ とができず、 反対に 5 0 / m を上回る と、 中間層の上の隔壁部材 の自立性に悪い影響のでる恐れなどがある。

上記のようにして製造されたイ ン ク室部材は、 そのま まイ ン ク ジ エ ツ 卜へッ ドの製造に用いてもよ く 、 さ もなければ、 必要に応じて 、 製造されたイ ンク室部材を電铸法のための型と して使用 して、 引 き続く 電铸処理によ り金属材料からなるイ ン ク室部材を使用 しても よい。 電铸処理により形成された金属製のイ ン ク室部材は、 特に、 高い剛性をもつ隔壁を形成でき、 そのため隔壁幅をよ り狭く できる という ような点において有利である。

電铸処理は、 常用の技法を使用 して行う こ とができる。 例えば、 電铸型となる レ ジス 卜膜からなる隔壁部材を有するイ ン ク室部材の 表面に、 その全面にわたって電铸用電極膜を被覆する。 適当な電極 膜材料と しては、 導電性の金属材料、 例えは、 金、 銅、 ニッ ケル、 銀、 白金、 タ ン グステ ンなどを挙げる こ とがてきる。 また、 下地と なるィ ン ク室部材に対する密着力を高めるため、 ク ロムな どの金属 を添加するのが好ま しい。 電極膜の被覆には、 蒸着法、 スパッ 夕法 、 無電解メ ツキ法などを使用するこ とができ る。 電極膜の形成後、 電铸処理を行う。 こ こで有利に使用する こ とのできる電铸材料は、 例えば、 ニッ ケル、 銅などの金属あるいはその合金である。 例えば 、 ニッケルを使用 した電铸処理は、 次のよ う な条件で実施するこ と ができる。

電铸浴の組成 ：

水 5 L ( リ ッ ル） スルフ ァ ミ ン酸ニッ ケル 1 6 5 0 g

塩化ニ ッ ケル 1 5 0 g

硼酸 2 2 5 g

ラ ウ リ ル硫酸ナ ト リ ウム 5 g

浴の温度 ： 6 0 °C ± 1 °C

電流密度 ： 5 0 m A Z ctn ^:

攪拌速度 ： 1 L /分 上記のような浴を使用 した電鐯処理に引き続いて離型を行う と、 その表面に薄い電極膜を有するニッケル製のイ ン ク室部材が得られ る。 このイ ン ク室部材の形状及び寸法は、 型と して使用 したイ ン ク 室部材のそれに対応している。

本発明によるイ ンク ジヱ ッ トへッ ドは、 すでに説明したよう に、 ピエゾ方式、 ブルジヱ ッ ト方式、 その他の方式のイ ン ク ジヱ ッ ト へッ ドに有利に適用する こ とができる。 例えば、 ピエゾ方式のィ ン ク ジヱ ッ トへッ ドは、 上記のように して形成されたイ ン ク室部材の 天井部に圧電素子などを含む加圧手段を配置するこ とによって製造 する こ とができる。 例えば、 イ ン ク室部材か、 下記の例 1 において 作製する添付の第 8 図に示すような形態をと る時、 すなわち、 イ ン ク室 1 t、 底扳部材 1 と、 底壁部材 2 と、 隔壁部材 5 とをもって 構成される時、 それを、 そのイ ン ク室が下面を向 く よ うにして例え ば第 1 図に示したイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドに組み込むと、 所望とする ピエゾ方式のイ ン ク ジエ ツ 卜へッ ドを得る こ とができる。

ブルジヱ ッ ト方式のイ ン ク ジ X ッ トへッ ドは、 発熱体及びそれ に電気的に接続された電極を加 手段と して使用 して、 先に説明し たイ ン ク室部材の形成途中でその加圧手段を底壁部材の hに形成す るこ とによって、 製造する こ とができる。 底壁部材上への加圧手段 の組み込みは、 バブルジヱ ッ トへッ ドの製造に通常用いられている 技法を応用 して、 いろいろな手法で実施する こ とができる。

例えば、 第 1 4 図に示すよ うなバブルジェ ッ ト方式のイ ン ク ジェ ッ トへッ ドのイ ンク室部材は、 次のようにして製造する こ とができ る。 先ず、 透明基板からなる底板部材 1 の表面に所定のス ト ライプ 状のパター ンで底壁部材 2 を形成した後、 それらの全面に耐熱性の 絶縁層 6 を被覆する。 絶縁層を形成する材料は、 半導体装置などの 分野で常用の絶縁材料、 例えば S i N 、 S i 0₂などである こ とができ、 これらの材料をスパッ タ法、 蒸着法などの一般的な手法で成膜する こ とかできる。 絶縁層 6 の膜厚は、 特に限定されないという ものの 、 一般的に約 0 . 0 5 〜 1 m である。

絶縁曆 5 の形成後、 発熱体 7をス ト ライプ状に、 しかし、 好ま し く は底壁部材 2 よ り も狭い幅で被着する。 こ こで使用する発熱体材 料は、 例えば、 Ta ₂ N、 TaN x 、 ニク ロム系材料などである。 これら の発熱体材料を例えばスパッ タ法、 蒸着法などによ り全面に被着し た後、 エッ チング'などによ り選択的に除去する。 図示のよ うなパ夕 —で発熱体 7が形成される。 なお、 発熱体 7 の膜厚は、 特に限定さ れないという ものの、 一般的に約 0 . 0 5 〜 1 〃 m である。

引き続いて、 発熱体 7 に電流を流すための電極 8を形成する。 図 示の例では、 発熱体 7 の両端をまた ぐように して電極 8 が形成され ている。 こ こ で使用する電極材料は、 それが適度の導電性を有して いる限りにおいて特に限定されないという ものの、 例えば、 Sn0₂、 I n ₂0₃ などである。 これらの電極材料を例えばスパッ タ法、 蒸着法 などによ り全面に被着した後、 エツチ ングなどによ り選択的に除去 する。 図示のよ うなパターンで電極 8 が形成される。 なお、 電極 8 の膜厚は、 特に限定されないという ものの、 一般的に約 0 . 0 5 〜 1 a m である。

発熱体 7及び電極 8を形成した後、 先に説明 したような技法に従 つて隔壁部材 5 を形成する。 このよ うに して、 特にバブルジェ ッ ト 方式に適したイ ン ク室部材が得られる。 引き続いて、 イ ン ク室 1 2 の上面にその開口部を覆うために平板 （図示せず） を載置する。 こ のようにして、 所望とするバブルジヱ ッ ト方式のイ ンク ジエ ツ トへ ッ ドを得る こ とができる。 なお、 イ ンク室の上に載置する平板の代 わりにノ ズル板を載置すると、 発熱体に対して垂直にイ ン クを吐出 させるこ とができる。 実施例

以下、 本発明をその典型的な実施例について添付の図面を参照し ながら説明する。 なお、 本発明はこれらの実施例に限定される もの ではないこ とを理解されたい。

例 1

イ ン ク室部材の形成

第 1 0図 （ A ) に示すよう に、 厚さ 4 0 0 〃 m の透明なガラス基 板 1 を用意した。 こ こで用意したガラス基板は、 目的とするイ ンク 室部材において底板部材となる ものであり、 また、 隔壁部材の形成 の際に露光用の紫外線を透過させるため、 紫外線に関して透明であ る。

次いで、 第 1 0 図 （ B ) に示すように、 胶厚 0 . 1 5 m 及び幅 3 0 pi m のク ロム薄膜 2 を基板 1 の所定の部位にス 卜 ライ プ状に被 着した。 このクロ厶薄膜 2 は、 イ ン ク室の底壁部材となる もので、 詳し く は、 第 1 1 図 （ A ) 〜 （ D ) に順を追って示すよ う に して形 成した。

第 1 1 図 （ A ) に示した透明なガラス基板 1 の上に、 第 1 1 図 （ B ) に示すように、 ク ロ厶薄膜 2 を膜厚 0 . 1 5 m で全面的に被 着した。 このク ロム薄膜 2 の成膜には、 ト ツキ社製のスパッ タ リ ン グ装置を使用 し、 R Fパワー 4 5 0 W、 アルゴン （ A r ) ガス圧 0 . 0 1 トルで 5分間にわたって成膜を行った。

次いで、 形成されたク ロ厶薄膜 2の上に、 へキス ト社製の薄膜用 ポジ型レジス ト、 A Z 4 6 2 0 (商品名） を 4 0 0 0 r p mで 3 0 秒間ス ピンコー ト した。 A Z レジス トの均一な膜が膜厚 6 m で得 られた。 このレ ジス ト膜を電気炉中で 9 0 °Cで 2 0 分間加熱してプ レベーキン グを行った後、 所定のパターンを有するマスクを使用 し て露光を行い、 さ らにこれを現像してパターニ ン グ'した。 第 1 1 図 ( C ) に示すように、 ク ロム薄膜 2 の上にレ ジス トパター ン 3 が形 成された。

上記したレジス ト膜のパターニングに関してさ らに説明しておく と、 レジス ト膜の露光に使用 した装置はユニオン光学社製の紫外線 露光装置で、 露光量は、 1 0 O m J Z cm² であった。 使用 したマス クは、 L S I デバイスの製造分野で一般に用いられている、 ガラス 基板上にク ロム膜でパターンが描画されているタ イプのマスクであ る。 このマスクには、 これから作製しょう と しているイ ン ク室部材 のイ ン ク室の平面パターンが描画されており、 そのパターンは、 得 られるイ ン ク室の間隔を 7 1 u m とするため、 ライ ン部 （ ク ロム膜 部分 ； 光の透過が阻止される） か 3 0 m 、 そ してスペース部 （開 口部分 ； 光の透過が可能） が 4 1 m であった。 なお、 イ ン ク室の 間隔が 7 1 a m である こ とは、 1 イ ンチ当たり 3 6 0 個のイ ン ク室 を配置可能であるこ とを意味し、 換言する と、 3 6 0 d p i の高密 度で印字ができるこ とを意味する。 また、 露光後のレ ジス ト膜の現 像は、 使用 したレジス トである A Z 4 6 2 0 に専用の現像液を使用 し、 その現像時間は約 1 分間であった。 現像後、 得られた レ ジス ト パター ンを純水ですすいで残留の現像液を洗い流し、 さ らに電気炉 中で 1 2 0 °Cで 2 0分間加熱してポス トべ一キ ン グを行った。 硬化 したレジス トパターンが得られた。

第 i 1 図 （ C ) に示すようなレ ジス トパター ン 3 を形成した後、 その下地のクロム薄膜 2 をゥ ェ ッ トエッチン グ法によってパ夕一二 ングした。 本例では、 エッチングの対象がク ロム薄膜であるので、 純水 ： 硝酸セ リ ウムア ンモニゥム ： 6 0 %過塩素酸= 8 0 0 !!11 ： 1 6 g ： 1 6 m iのクロム用エッチング液を使用 した。 エッチン グの結 果、 レジス トパター ン 3のパターンがそのま ま ク ロム薄膜 2 に転写 され、 第 1 1 図 （ D ) に示すように、 イ ン ク室部材の底壁部材の役 割を果たすク ロムパター ン 2が得られた。 なお、 レ ジス トパター ン 3 と ク ロムパターン 2の間の寸法誤差は、 非常に小さ く て、 サブ ミ ク ロ ンのオーダーであった。

クロムパター ンの形成後、 第 1 0 図 （ C ) に示すように、 厚膜の レ ジス ト膜 5 を透明基板 1 のク ロムパター ン 2の側に全面的に塗被 した。 こ の工程で使用 した レ ジス トは、 日本合成ゴム社製の紫外線 感応性のネガ型厚膜用 レ ジス ト、 T H B — 3 0 (商品名） である。 このレ ジス 卜を基板の上に 1 O O O r p mで 1 0秒間ス ピンコー ト した。 約 5 0 の^厚を有する レ ジス ト膜か得られた。 スピンコ ー ト後、 基板を 1 0 0 °Cのホ ッ 卜プレー 卜上で 5 分間加熱した。 こ のポス トべ一キン グによ り、 レ ジス ト膜中の溶媒が蒸発し、 熱硬化 が完了 した。 と ころで、 上記したような工程では、 約 5 0 u rn の膜 厚を有する レジス ト膜しか得られず、 本例で意図している高ァスぺ ク ト比のイ ン ク室を形成する こ とができない。 本例では、 従って、 上記したレ ジス ト膜の形成工程をいま一度繰り返した。 レ ジス ト の 2回塗りの結果、 厚膜 （膜厚 =約 1 0 0 / m ) の レ ジス 卜膜が得ら れた。

引き続いて、 得られた厚膜レ ジス ト膜を隔壁部材を得るためにパ ターニングした。 先ず、 第 1 0図 （ D ) に示すよ うに、 透明基板 1 上に形成されたレ ジス ト膜 5 に対して基板 1 の反対側から紫外線 （ 矢印を参照） を照射した。 レ ジス ト膜の露光に使用 した装置はュニ オン光学社製の紫外線露光装置で、 露光量は、 3 0 0 m J / cm ² で あった。 照射した紫外線は、 基板 1 の内部はそのま ま透過し、 しか し、 ク ロムパター ン 2のとこ ろではそれによ り透過を阻止され、 反 射も し く は吸収された。 基板 1 を透過した紫外線のう ち ク ロ厶パ夕 ーン 2 にその透過を阻止されなかった紫外線は、 そのま ま レ ジス 卜 膜 5 に入射した。 すなわち、 ク ロムパターン 2 は、 この紫外線露光 プロセスにおいてマスク と して作用 した。 結果と して、 レ ジス ト膜 5 は、 所望のパター ンで、 すなわち、 所望とするイ ン ク室の平面形 状パターンで、 パター ン露光された。 レ ジス ト膜 5 の露光域は、 し たがって、 引き続いて行う現像工程の現像液に不溶化せしめられた レ ジス ト膜のパター ン露光後、 使用 したレ ジス ト、 T H B — 3 0 に専用の現像液を使用 して露光レ ジス 卜膜を浸漬現像した。 現像液 の温度は 3 5 °C , 現像時間は 3分間であった。 現像の結果、 先の露 光工程で現像液に不溶化せしめられなかったレ ジス 卜膜の未露光域 のみが溶解除去され、 第 1 0 図 （ E ) に示すよ うな レ ジス トパター ン 5 が得られた。 なお、 図中、 透明な基板 1 は本発明のイ ン ク室部 材の底扳部材に相当 し、 ク ロ ムパター ン 2 は底壁部材に相当 し、 そ してレジス トパター ン 5 は隔壁部材に相当する。 また、 これらの 3 つの部材に囲まれて形成された空間が、 イ ン ク室 1 2である。

第 8図は、 上記のよう にして作製したイ ン ク室部材の要部を示し た斜視図である。 こ の図では、 形状を理解しやすく するため、 それ ぞれの部材の寸法に関 して拡大して示してある。 図示のイ ン ク室部 材 1 1 では、 4 0 0 m の厚さの底板部材 1 の上に、 イ ン ク室の平 面形状にパターニ ン グされた膜厚 0 . 1 5 m のク ロム製底壁部材

2 と、 膜厚 1 0 θ ί Πΐ の レ ジス 卜製隔壁部材 5 とが形成されている 。 イ ンク室 1 2の幅は、 そのイ ン ク室の底部 （底板部材 1 との境界 部） で 3 0 At m で、 イ ン ク室 1 2間を仕切る隔壁部材 5 の幅は底部 で 4 1 i m であった。 これによつて、 イ ン ク室の幅と高さの比を 1

： 3以上とする こ とが可能になった。 なお、 本例で作製したイ ンク 室部材 1 1 は、 複数個 （図では、 省略のため、 4 個のみが示してあ る） のイ ン ク室 1 2か後方で 1 室となっており、 さ らに、 イ ン ク供 給口 1 2 a に連通している。

イ ン ク室部材 1 I の隔壁部材 5 の断面形状を見る と、 イ ン ク室 1 2 を構成する隔壁部材 5 の幅は、 底板部材 1 から遠ざかるほど狭く なり （すなわち、 イ ンク室 1 2 は、 部材 1 から遠ざかるほど広く な り） 、 順テーパーの形状である。 この隔壁部材 5 の傾斜角は、 測定 したとこ ろ、 約 6 。 であった。 このような断面形状で隔壁部材 5 を パターユングし、 形成するこ とが、 本発明で採用されているパ夕一 ニング方法、 すなわち、 イ ン ク室形成方法の最も特徴とする と ころ の 1 つである。

例 2

ィ ン ク室部材の形成

前記例 1 に記載の手法を繰り返した。 但し、 本発明では、 隔壁部 材の形成のため、 同一の厚膜用 レ ジス 卜を同一の塗布条件で 3 回塗 り し、 その膜厚を 1 5 0 / m と した。 また、 本例では、 レ ジス ト膜 の膜厚を増加したので、 パター ン露光時の露光量も 4 5 0 m J / cm ² に増加した。 イ ン ク室の幅と高さの比が 1 ： 5 である高ァスぺク ト比のイ ン ク室部材が得られた。

得られたイ ン ク室部材は、 第 7図においてその要部か断面で示さ れている。 底壁部材 2 と隔壁部材 5 によ って形成されたイ ン ク室 1 2 は、 幅力べ 3 0 m 、 高さ力べ 1 5 0 m となっている。 この結果か らもわかるように、 本例では、 1 ： 5 という高アスペク ト比のイ ン ク室に形成できた。 また、 こ のイ ンク室部材の隔壁部材 5 も、 前記 例 1 の場合と同様に、 底板部材 1 と接する部分で 4 1 m の幅をも ち、 約 6 ° の傾斜角を有していた。 以上により、 1 5 0 m の高さ のイ ン ク室を 3 6 0 d p i 相当 （イ ン ク室間隔 7 1 m ) で配置し たイ ン ク室部材を形成する こ とができた。

例 3 電铸ィ ン ク室部材の形成

前記例 1 に記載の手法を繰り返した。 但し、 本発明では、 得られ たィ ンク室部材を電铸ィ ンク室部材の形成のための電铸型と して使 用するため、 イ ン ク室と、 隣接するイ ン ク室を隔離するための隔壁 部材 （厚膜用 レ ジス トからなる） の配置を反転させた。 すなわち、 底壁部材たる ク ロムパター ンの形成時に使用 したマス クのパターン を反転させた。 その結果、 得られたイ ン ク室部材は、 前記例 1 で得 られたイ ン ク室部材とは逆のパターンとなり、 例 1 でイ ン ク室とな つた部分が隔壁部材に、 例 1 で隔壁部材とな った部分がイ ン ク室に

、 それぞれ変化した。 得られたイ ン ク室部材 （電铸型） の断面を第

1 2 図 （ A ) に示す。 なお、 こ の図では、 図面の複雑化を避けるた め、 底扳部材 1 と隔壁部材 5 のみを示し、 底壁部材が省略されてい 次いて、 電铸処理のため、 第 1 2図 （ B ) に示すよう に、 形成さ れたイ ン ク室部材の表面に電铸用電極膜 2 1 を形成した。 最初にク ロム膜を膜厚 0 . 0 5 m で、 次いで金 （ A u ) 膜を膜厚 0 . 2 m で、 それぞれ蒸着法により成膜した。 なお、 こ こで最初に形成し た ク ロム膜は、 下地に対する A u膜の密着力を高めるための もので める。

引き続いて、 一般に広く 行われている電铸法によ り A u膜の上 にさ らにニ ッ ケルを、 約 0 . 3 mmの膜厚で成長させた 二のニ ッ ケ ル成膜のため、 下記の組成の処理浴 ：

水 5 L

スルフ ァ ミ ン酸ニ ッ ケノレ 1 6 5 0 g

塩化二 ッ ケル 1 5 0 g

硼酸 2 2 5 g

ラウ リ ル硫酸ナ ト リ ウム 5 g を使用 した。 処理浴の温度は 6 0 °C ± 1 °C、 電流密度は 5 0 m A / cm ² 、 浴の攪拌速度は 1 Lノ分であった。 こ の電铸法によって、 第 1 2図 （ C ) に示すように、 ニ ッ ケルからなる電铸部材 2 2が形成 された。

ニッケル電铸を施した後、 第 1 2図 （ C ) に示したものの全体を 超音波をかけた厚膜用 レ ジス 卜専用の剝離液に浸漬した。 隔離部材 5が電铸部材 2 2から剝離し、 さ らに剝離液に溶解し、 消滅して し ま った。 隔離部材 5が溶解する こ とによ り、 それを支持していた底 扳基材 1 も、 電銪部材 2 2から剥離した。 その結果、 第 1 2図 （ D ) に示すよう に、 電铸部材 2 2 とその表面に塗被された電極膜 2 1 とからなる電铸イ ン ク室部材が得られた。 得られた電铸イ ン ク室部 材は、 第 1 2図 （ A ) の電铸型と比較すればわかるよう に、 も との 型とは反転のパターン となっている。 よって、 この電铸イ ン ク室部 材の凹部も、 イ ン ク室と して使用可能である。

例 4

バブルジエ ツ ト方式のイ ン ク ジ エ ツ トへ ッ ドの形成

前記例 1 に記載のものと同様な手法に従って、 ^さ 4 0 0 m の 透明なガラス基板の ヒに幅 3 0 m 及び膜厚 0 . 1 5 m のス ト ラ イブ状のク ロムパター ンを形成した。

次いで、 ク α厶パター ンを有する基板の上にシ リ コ ン酸化膜 （S i 0 ₂ ) からなる絶縁膜を膜厚 0 . 2 m で形成した。 こ のシ リ コ ン酸 化膜の形成のため、 最初にシ リ コ ン薄膜を成長させ、 そ してこれを 熱酸化した。 さ らに、 ク ロムパター ンの上に、 先に形成した絶緣膜 を介して、 窒化タ ンタル （TaN ) からなる発熱体を膜厚 0 . 1 / m で成膜し、 そ してクロムパター ンの幅よ り も狭い幅 2 0 u m でパ夕 —ニングした。 形成されたス ト ライプ状の発熱体の上に、 その両端 部を横断するよ う にして、 導電性材料 （S n 0 ₂ ) からなる幅 2 0 Ai m 及び膜厚 0 . 2 の電極を形成した。 こ こで電極材料と して使用 した SnO ₂は透明であるので、 引き続いて実施する隔壁部材形成のた めの選択露光時に、 基板を透過して厚膜用 レ ジス ト に入射する光の 進行を妨げる ものではない。

上記したよ うな一連の処理を経て、 第 1 3図 （ A ) に示すような 積層構造体が得られた。 すなわち、 透明な基板 1 の上に、 ス ト ライ プ状のク ロムパター ン 2、 全面に被着された S i 0₂絶縁膜 6 、 ク ロム パター ン 2 よ り もやや狭い幅のス ト ライプ状の TaN 発熱体 7、 そ し て発熱体 7 の両端部を横断して形成された Sn0₂電極 8 が順次形成さ れている。 こ こで、 形成された発熱体 7 と電極 8 の組み合わせは、 本例で作製しょ う と しているバブル ジ ヱ ッ ト方式のイ ン ク ジ ヱ ッ ト へッ ドの加 E手段を構成する ものである。

上記のよ う にして加圧手段を形成した後、 前記例 1 に記載のもの と同様な手法に従って隔壁部材を形成した。 先ず、 第 1 3 図 （ B ) に示すよう に、 厚膜レ ジス トを透明基板 1 の発熱体 7 · 電極 8 の側 に全面的に塗被し、 そ して基板 1 上に形成されたレ ジス ト膜 5 に対 して基板 1 の反対側から紫外線 （矢印を参照） を照射した。

レ ジス ト膜のパター ン露光後、 露光レ ジス ト膜を浸賡現像した。 現像の結果、 レ ジス ト膜の未露光域のみが溶解除去され、 第 1 3図 ( C ) に示すような レ ジス トパター ン 5 が得られた。

第 1 4 図は、 上記のようにして作製したイ ン ク室部材の要部を示 した斜視図である。 この図では、 形状を理解しやすく するため、 そ れぞれの部材の寸法に関して拡大して示してある。 図中、 透明な基 板 1 は本発明のイ ンク室部材の底板部材に相当 し、 クロムパターン 2及びその上の絶縁膜 6 は底壁部材に相当 し、 そしてレ ジス トパ夕 ー ン 5 は隔壁部材に相当する。 また、 これらの 3つの部材に囲まれ て形成された空間が、 イ ンク室 1 2である。 こ のイ ンク室 1 2の上 部を平板 （図示せず） で覆う と、 イ ン ク室 1 2が完全に閉塞された 状態となり、 ヘッ ド部で使用するこ とができる。 また、 この平板の 代わりにノ ズル板を使用する と、 得られるイ ン ク ジ エ ツ 卜へッ ドに おいて、 発熱体に対して垂直な方向にイ ン クを吐出させるこ と も可 能である。

例 5

イ ン ク室部材の形成

前記例 1 に記載の手法を繰り返した。 しかし、 本例では、 厚膜レ ジス トの塗布を 4 回塗りで行い、 得られる レ ジス 卜パター ンの膜厚 を 2 0 0 m と した。 また、 このよ うな厚膜の場合に発生する レ ジ ス トパター ンの基部における光の回折の問题を回避するため、 ク ロ ムパターンの形成の後であってその上にレ ジス トパター ンを形成す る前、 透明基板の全面について中間層を被覆した。

先ず、 第 1 6 図 （ A ) に示すよう に、 厚さ 4 0 0 m の透明なガ ラ ス基板 1 の上に膜厚 0 . 1 5 " m 及び幅 3 0 u m のク ロム薄膜 2 をス トライプ状に被着した。

次いで、 中間層の形成のため、 ク ロムパター ンを有する透明基板 の上に厚膜レ ジス トを膜厚 2 0 m でス ピン コ ー ト した。 こ こで使 用 した厚膜レ ジス 卜は、 続く 隔壁部材の形成の時に使用する厚膜レ ジス ト と同様に、 日本合成ゴム社製の紫外線感応性のネガ型厚膜用 レジス ト、 T H B — 3 0 (商品名） であった。 ス ピン コ ー ト の条件 は、 回転数か 2 0 0 0 r p m、 塗布時間か i 0秒であった。 第 1 6 図 （ B ) に示すように、 透明基板 1 の全面に中間層 4 が形成された 。 引き続いて、 形成された中間層 4 を硬化させるため、 第 1 6 図 （ B ) に矢印で示すよう に、 紫外線の全面露光を行った。 こ の中間層 の露光に使用 した装置はユニオ ン光学社製の紫外線露光装置で、 露 光量は、 中間層が後段の工程で不所望な反応を行わないよう に、 1 2 0 0 m J / cm ² の高レベルであった。

中間層の形成後、 前記例 1 に記載の手法に従って厚膜用 レ ジス ト 、 T H B— 3 0 を基板上に塗被し、 パターニ ングした。

最初に、 第 1 6図 （ C ) に示すよう に、 厚膜用 レ ジス トを透明基 板 1 の中間層 4 の側に全面的に塗被した。 この レ ジス ト塗被工程で は、 1 0 0 0 r p mで 1 0秒間のスピンコ 一 卜 （約 5 0 ^ m の膜厚 ) とそれに引き続く 1 0 0 °Cで 5 分間のプレ ベ一キングを 4 回にわ たって繰り返した。 レ ジス トの 4 回塗りの結果、 厚膜 （膜厚 =約 2 0 0 m ) の レ ジス ト膜 5 が得られた。

引き続いて、 得られた厚膜レ ジス ト膜を隔壁部材を得るためにパ ターニン グ した。 第 1 6 図 （ C ) に示すよ う に、 透明基板 1 上に形 成されたレ ジス ト膜 5 に対して基板 1 の反対側から紫外線 （矢印を 参照） を照射した。 こ の紫外線照射は前記例 1 に記載の手法に従つ て行い、 但し、 レ ジス 卜膜 5 の増加せしめ られた膜厚に対応するた め、 露光量を 1 2 0 0 m J cm ² に変更した。

レ ジス ト膜のパター ン露光後、 前記した例 1 に記載の手法に従つ て露光レ ジス ト膜を浸漬現像した。 なお、 本例の場合、 現像液の温 度は 3 5てのままであつたが、 現像時間は 6 分間に延長した。 現像 の結果、 レ ジス ト膜の未露光域のみが溶解除去され、 第 1 6 図 （ D ) に示すような レジス トパター ン 5が得られた。 このレ ジス トパ夕 ーンでは、 その高さが 2 0 0 u rn と非常に高いにもかかわらず （図 では、 作図の都合で、 低いパター ンとなっている） 、 従来のレ ジス トパター ンで基部において認められた 「切れ込み」 欠陥を回避する こ とができた。 なお、 図中、 透明な基板 1 は本発明のイ ン ク室部材 の底板部材に相当し、 ク ロムパター ン 2 とそれを覆った中間層 4 は 底壁部材に相当 し、 そ してレ ジス 卜パター ン 5 は隔壁部材に相当す る。 また、 これらの 3つの部材に囲まれて形成された空間が、 イ ン ク室 1 2である。 産業上の利用可能性

以上の説明から理解されるように、 本発明に従う と、 イ ン ク室の 幅を狭く する こ とができるので、 従来から切望されていたより高密 度の記録が可能になる。 さ らに加えて、 本発明では、 イ ンク室の幅 と高さの比であるァスぺク ト比を大き く とる こ とかできるので、 上 記したよう にイ ン ク室の幅が狭く ても、 イ ン ク室に充塡されるイ ン クの量は従来のイ ン ク室と同等も し く はそれ以上であり、 したがつ て、 印字の都度に印字品質を損なわない程度に十分な量のィ ンクを 付属のノ ズルから吐出するこ とかできる。 また、 本発明では、 イ ン ク室を容易かつ正確に形成するこ とができるばかりか、 変形等の不 都合も回避する こ とができ、 歩留りがよい。 さ らに、 本発明のイ ン ク ジエ ツ トへッ ドは、 圧電方式に限定される ものではな く 、 いろい ろな方式のへッ ドについて同 じよう に有利に適用するこ とができる

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数個のィ ン ク吐出のためのノ ズル、 前記ノ ズルに連通した ィ ン クの流通及び加圧のためのィ ン ク室及び前記ィ ン ク室内のィ ン クをその体積変化によ り前記ノ ズルよ り吐出するための加圧手段を 含むイ ンク ジエ ツ トへッ ドであって、

前記ィ ン ク室が、 所定の形状及び寸法を有する透明な基板からな る底板部材と、 その底扳部材の上方にイ ン ク室の形状に合わせてパ ター ン状に形成された非光透過性材料からなる底壁部材と、 前記底 板部材の上方であって前記底壁部材が占有しない領域に形成された 隔壁部材とをも って構成されており、 また、 前記隔壁部材か、 下記 の工程 ：

前記基板の前記底 部材か形成された側の -ヒにその全域にわたつ て隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

前記感光性材料の被膜を、 前記底壁部材のパター ンを介して、 前 記基板の裏側からの前記感光性材料が感度を有する光に選択的に露 光し、 よって、 前記感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶化せ しめ、 そ して

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像によ り除去する こ と、 に従って形成された ものであるこ とを特徴とするイ ン ク ジヱ ッ 卜へ ッ

2 . 前記底壁部材とその上の隔壁部材の中間に、 前記底壁部材の パターンよ り も厚い膜厚で中間層が介在せしめられているこ とを特 徴とする請求の範囲第 I 項に記載のイ ン ク ジヱ ッ トへッ ド。

3 . 圧電素子を含む加圧手段が前記イ ン ク室の天井部に形成され ているこ とを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載のイ ン ク ジエ ツ トへッ ド。

4 . 加圧手段と しての発熱体及びそれに電気的に接続された電極 が前記底壁部材の上に形成されている こ とを特徴とする請求の範囲 第 1 項又は第 2項に記載のイ ン ク ジ ッ トへッ ド。

5 . 前記イ ン ク室のイ ン ク流路か、 垂直方向の断面に関 して見た 場合に、 垂直方向に長い矩形断面を有しており、 その際、 前記イ ン ク室の高さが少な く と も 5 0 〃 m でありかつイ ン ク室の幅とイ ン ク 室の高さの比と して規定されるアスペク ト比が少な く と も 1 ： 3 で ある こ とを特徴とする請求の範囲第 1 項〜第 4項のいずれか 1 項に 記載のイ ン ク ジエ ツ トへッ ド。

6 . 前記イ ン ク室が電銃法によ り金属材料から形成された もので あり、 その形成の際、 先の工程で形成されたイ ン ク室が電锈法のた めの型と して使用 した ものである こ とを特徴とする請求の範囲第 1 項〜第 5項のいずれか 1 項に記載のィ ン ク ジ ヱ ッ トへッ ド。

7 . 複数個のイ ン ク吐出のためのノ ズル、 ίΠί記ノ ズルに連通した ィ ン クの流通及び加圧のためのィ ン ク室及び前記ィ ン ク室内のィ ン クをその体積変化により前記ノ ズルよ り吐出するための加圧手段を 含むィ ン ク ジヱ ッ トへッ ドを製造するに当たって、

前記ィ ン ク室を、 下記の工程 ：

所定の形状及び寸法を有する透明な基板を用意して底板部材を形 成し、

前記基板の表面に底板部材を非光透過性材料からパター ン状に形 成し、

前記基板の前記底板部材が形成された側の上にその全域にわたつ て隔壁部材形成性の感光性材料を所定の膜厚で塗被し、

前記感光性材料の被膜を、 前記底壁部材のパターンを介して、 前 記基板の裏側からの前記感光性材料が感度を有する光に選択的に露 光し、 よって、 前記感光性材料の被膜の露光域を現像液に不溶化せ しめ、 そ して

前記感光性材料の被膜の未露光域を現像によ り除去して前記隔壁 部材の形成するこ と、

にしたがって、 底板部材と、 その底板部材の上方にイ ン ク室の形状 に合わせてパターン状に形成された底壁部材と、 前記底壁部材の上 方であって前記底壁部材が占有しない領域に形成された隔壁部材と をもつて形成する こ とを特徴とするイ ン ク ジ ヱ ッ トへッ ドの製造方 法

8 . 下記の工程 ：

前記基板の表面に、 その全域にわたって、 底壁部材形成性材料を 塗被し、

得られた底壁部材形成性材料の被膜の上にさ らに感光性材料を全 面的に塗被し、

形成された感光性材料の被膜を所望とする底壁部材のバタ一 ンに 合わせてフ ォ ト リ ソグラ フ ィ 法によ り選択的に除去し、

次いで、 得られた感光性材料のパタ ー ン をマ ス ク と して、 その下 地の底壁部材形成性材料の被膜を選択的に除去する こ と、

に従って前記底壁部材をパ夕一ン状に形成する こ とを特徴とする請 求の範囲第 7項に記載の製造方法。

9 . 前記底壁部材をパター ン状に形成した後であって、 その上に さ らに隔壁部材形成性の感光性材料を塗被する前、 前記底壁部材の パターンよ り も厚い膜厚で中間層を形成する工程をさ らに含むこ と を特徴とする請求の範囲第 7項又は第 8項に記載の製造方法。

1 0 . 圧電素子を含む加圧手段を前記イ ン ク室の天井部に形成す る工程をさ らに含むこ とを特徴とする請求の範囲第 7項〜第 9項の いずれか 1 項に記載の製造方法。

1 1 . 発熱体及びそれに電気的に接続された電極を前記底壁部材 の上に形成して前記加圧手段を形成する工程をさ らに含むこ とを特 徵とする請求の範囲第 7項〜第 9項のいずれか 1 項に記載の製造方 法。

1 2 . 前記イ ン ク室のイ ン ク流路を、 垂直方向の断面に関 して見 た場合に、 垂直方向に長い矩形断面を有するように形成し、 その際 、 前記イ ン ク室の高さを少な く と も 5 0 〃 m と しかつイ ン ク室の幅 とイ ン ク室の高さの比と して規定されるァスぺ ク ト比を少な く と も 1 ： 3 とする こ とを特徴とする請求の範囲第 7項〜第 1 1 項のいず れか 1 項に記載の製造方法。

1 3 . 先の工程で形成されたイ ン ク室を電铸法のための型と して 使用 し、 引き続く ¾銥工程により金厲材料からなるイ ン ク室を形成 する工程をさ らに含むこ とを特徴とする請求の範囲第 7項〜第 1 2 項のいずれか 1 項に ¾載の製造方法。