CN1935516A - 制备喷液型记录头的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有改进的运行可靠性的喷液型记录头。喷液型记录头的第一涂覆树脂层，具有液体流管和喷液孔，由含有作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂的氧杂环丁烷树脂组合物形成。

Description

制备喷液型记录头的方法
相关申请的交叉引用
本发明包含于2005年8月8日在日本专利局提交的日本专利申请JP2005-229864涉及的主题，其全部内容通过引用的方式在此纳入本申请。
技术领域
本发明涉及一种制备具有低应力和高耐化学品性能的液体喷射型记录头的方法，该记录头包括众多通过诸如紫外光辐射来定型形成图样以形成高精确性的流管。
背景技术
在液体喷射型记录头中，有一种喷墨记录头应用到喷墨记录系统，喷射诸如呈液体的油墨(液体喷射记录系统)。这种喷墨记录头包含若干构成单元，即众多以精细分散的形式喷射油墨的喷射孔(孔)，众多与这些喷射孔连通的流管，以及众多安装在流管某些部分的油墨喷射压力产生装置。为了用这种喷墨记录头得到高质量的图像，从喷射孔排出的小墨滴优选在任何时候都以相同的体积和相同的喷射速度从各个喷射孔排出。
在实现这些喷射条件的喷墨记录头中，包括那些在例如以下专利公报中所说明的，专利公报1(特开昭56-123869公报)，专利公报2(特开昭57-208255号公报)，和专利公报3(特开昭57-208256公报)。在专利公报1至3中公开的喷墨记录头中，众多均包含油墨流管和孔部件的喷嘴用诸如光敏树脂材料或光致抗蚀剂在负载有众多油墨喷射压力产生装置的基板上形成图样。在负载有油墨流管和孔部件的组成部件上，结合有由诸如玻璃板形成的盖子。光敏树脂材料或光致抗蚀剂的实例包括重氮树脂，对-重氮醌，包含乙烯基单体和聚合引发剂的光聚合的光聚合物，采用诸如聚肉桂酸乙烯酯和感光剂的二聚光聚合物，邻醌二叠氮(orthoquinone diazide)和苯酚酚醛清漆树脂的混合物，以及聚乙烯醇和重氮树脂的混合物。其他例子包括由4-缩水甘油基环氧乙烷与二苯甲酮或缩水甘油基菖蒲酮(glycidyl calcone)共聚所得的聚醚光聚合物、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺—丙烯酰胺二苯甲酮共聚物、不饱和聚酯基光敏树脂，不饱和氨基甲酸酯基光敏树脂以及混合双官能丙烯酸单体与光聚合引发剂和聚合物得到的光敏组合物。其它实例包括重铬酸盐光致抗蚀剂、非铬基水溶性光致抗蚀剂以及聚肉桂酸乙烯酯光致抗蚀剂。
满足前述喷射条件的其它喷墨记录头可以用通过专利公报4(特开昭61-154947号公报)中公开的制备方法获得的喷墨记录头作为例证，说明如下。专利公报4公开的喷墨记录头制备方法中，众多油墨流管图样由可溶性树脂在基板上成为油墨流量管的部位上形成，并用环氧树脂涂覆这样形成的油墨流管图样。然后切割基板，接着把形成油墨流管图样的可溶性树脂溶解除去以得到喷墨记录头。
也有这样的喷墨记录头，其中，与专利公报1至4中所述的那些相反，众多作为油墨喷射压力产生装置的电热传感器面对喷射孔安放，使得在电热传感器上形成的气泡的生长方向与油墨喷射方向基本一致。这类喷墨记录头的例子公开于专利公报5(特开昭58-8658号公报)和专利公报6(特开昭62-264957号公报)中，说明如下。专利公报5公开的喷墨记录头中，随后成为孔板的干膜与另一种形成图样的干膜结合到设置有电热传感器的基板上。众多喷射孔用照相平版印刷技术形成于面对干膜的电热传感器的部位并随后成为孔板。专利公报6公开的喷墨记录头中，负载有油墨喷射压力产生装置的基板和电铸法制备的孔板通过形成图样的干膜结合到一起。
而且，喷墨记录头中，不仅通过喷墨口以相同的体积和相同的喷射速度喷射油墨是必需的，而且使细墨滴从精确设定的位置上喷射也是必需的。为了使喷墨记录头从那些精确设定的位置上喷射油墨，电热传感器和喷射孔之间的距离，下文称为“OH”距离，需要尽可能地短。
制备OH距离已被高度精确设定的喷墨记录头的示范性方法公开于专利公报7(特开平6-286149号公报)中。在该专利公报7中，公开了一种制备喷墨记录头的方法，包括油墨流管图样形成步骤，涂覆树脂层形成步骤和可溶性树脂层溶解步骤。在油墨流管图样形成步骤，随后成为油墨流管的油墨流管图样在已经负载有油墨喷射压力产生装置的基板上由可溶性树脂形成。在涂覆树脂层形成步骤，将室温下为固态的含有环氧树脂的涂覆树脂溶解于溶剂并通过溶剂涂覆的方式施涂到形成油墨流管图样的可溶性树脂层上，以形成随后在可溶性树脂层上成为油墨流管壁部件的涂覆树脂层。在树脂层溶解步骤，将形成油墨流管图样的可溶性涂覆层溶解。在专利公报7中描述的制备喷墨记录头的方法中，从形成高长宽比的图样以及确保高耐油墨性的角度考虑，使用脂环族环氧树脂的阳离子聚合物作为涂覆树脂。
发明内容
专利公报1至4公开的喷墨记录头中，设置在油墨流管的预先设定的部分以成为油墨喷射压力产生装置的众多电阻加热器沿着与油墨流动方向平行的线安装。喷墨孔设置在油墨流管的末端部分，以在相对于油墨流动方向的直角方向上延伸。在这种类型的喷墨记录头中，由于喷墨孔排布在基本为电阻加热器所在直线的直角方向上，因此喷墨方向垂直于电阻加热器上气泡生长的方向，也就是说，气泡生长的方向不同于油墨喷射方向。
在上述喷墨记录头中，由于设置在油墨流管末端的喷射孔的一部分由基板末端形成，基板的切割结果设定了油墨喷射压力产生装置和喷射孔间的距离。因此，在控制油墨喷射压力产生装置和喷射孔间的距离时，基板的切割精度是关键的。实践中使用机械装置切割基板，例如划片机。然而，用这种机械装置很难实现期望的高精度。
在专利公报5和6公开的喷墨记录头中，孔板为诸如20μm或以下的较薄的厚度。而且，很难把孔板制成均匀的厚度。即使认为这种孔板已经制成，但由于孔板的易碎性，也很难把孔板结合到已经负载有油墨喷射压力产生装置的基板上。
另一方面，在喷墨记录头中，由于使用专利公报7和专利公报8(特开平7-214783号公报)中公开的方法和材料，新近遇到了下列问题。
固化的脂环族环氧树脂的阳离子聚合物对于在它下面的基板具有很高的结合力。然而，该聚合物具有高内应力，因此可能从它下面的基板上剥落。另外，聚合物会在可能产生应力集中的转角部分产生开裂(膜开裂)，因而严重降低了喷墨记录头的可靠性。另外，上述专利公报中公开的材料中，有许多材料形成图样的性能不足，使用它们可能不能获得喷墨记录头结构必需的精确形成图样的性能。
在喷墨记录头中，涂覆树脂层通常会有剥落或开裂的倾向，尤其是在树脂层在长度较长的情况下、在作为油墨流管壁部件的涂覆树脂层的厚度较厚的情况下、或者在油墨流管具有错综复杂的结构的情况下。另外，在喷墨记录头中，为了除去附着在记录头上的多余油墨以保证打印质量，清洗油墨喷出头表面的操作是不可能避免的。在清洗喷墨记录头时，用清洗部件擦拭该记录头表面。因此，有机械载荷施加到该记录头表面上，结果涂覆树脂层容易从基板剥落。
因此，期望提供一种制备喷液型记录头的方法，该记录头具有低应力并且具有能通过诸如紫外线照射就能精确和容易地定型形成图样的涂覆膜。
根据本发明的实施方案，提供了一种制备喷液型记录头的方法。该方法包括由可溶性树脂在负载有液体喷射能量产生装置的基板上随后形成液体流管的一部分上形成液体流管图样的步骤。该方法还包括在其上已形成液体流管图样的可溶性树脂上形成涂覆树脂层的步骤、在覆盖液体喷射能量产生装置的涂覆树脂层的一部分上形成喷液开口的步骤，以及溶解可溶性树脂的步骤。涂覆树脂层由氧杂环丁烷树脂组合物形成，所述组合物包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基(oxetanyl)的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂。在涂覆树脂层形成步骤中，使用了氧杂环丁烷树脂组合物和溶解于不溶解可溶性树脂的溶剂的阳离子光聚合引发剂为原料组分的溶液，并生成该溶液的原料组分的固化产品。溶解可溶性树脂以脱离液体喷射开口，形成与液体喷射开口连通的液体流管。
根据本发明，形成喷液型记录头的液体流管和喷液孔的涂覆树脂层由氧杂环丁烷树脂组合物形成，涂覆树脂层可以降低应力来防止开裂和从涂覆树脂层的基板上脱落。这使喷液型记录头具有优异的耐久性。另外，根据本发明，通过形成氧杂环丁烷树脂组合物的涂覆树脂层可以获得耐化学品性能。因此，根据本发明，可以获得改进了生产率和产品质量并且在长时期内具有高可靠性的喷液型记录头。
附图说明
图1是本发明实施方案的喷墨记录头的透视图。
图2是喷墨记录头的剖面图。
图3A和3B显示了喷墨记录头，其中图3A在剖面中示意性地显示了气泡已经在喷射能量产生装置上产生的状态，图3B示意性地显示了油墨从喷嘴喷出的状态。
图4是已经配置了喷墨能量产生装置的基板的剖面图。
图5是显示了油墨流管图样已经在带有可溶性树脂的基板上形成的状态的剖面图。
图6是显示了第一涂覆树脂层已经在油墨流管图样上形成的状态的剖面图。
图7是显示了活化能射线照射第一涂覆树脂层的状态的剖面图。
图8是显示了第一涂覆树脂层形成图样的状态的剖面图。
图9是显示了负载有油墨流管图样和第一涂覆树脂层的基板正在被切块机切割的状态的剖面图。
图10是显示了油墨流管图样已经形成并且可溶性树脂已经溶解的状态的剖面图。
具体实施方式
参照附图，现将阐释根据本发明实施方案的制备喷液型记录头的方法。例如，这种喷液型记录头适于喷射呈液体的油墨i的喷墨打印机。参照图1和2，喷墨记录头1包括油墨供应部件3，所述油墨供应部件3具有形成公共流管2一部分的凹进3a，以及设置在油墨供应部件3的凹进3a一侧的第一基板4。喷墨记录头1还包括形成于第一基板4上的第一涂覆树脂层7，所述第一涂覆树脂层7设置有众多独立流路5和相同数量的喷嘴6，以及设置在油墨供应部件3的凹进3a的对侧、与第一基板4高度匹配的第二基板8。喷墨记录头1还包括形成于第二基板8上、与第一涂覆树脂层7高度匹配的第二涂覆树脂层9，以及设置于第一涂覆树脂层7和第二涂覆树脂层9上、用来封闭公共流管2的顶板10。
喷墨记录头1中，公共流管2由油墨供应部件3、第一基板4的端面、第一涂覆树脂层7的端面、第二基板8的端面、第二涂覆树脂层9的端面以及顶板10限定。由第一基板4和第一涂覆树脂层7形成的各流路5提供液体室，所述液体室限定了其中的每个喷墨能量产生装置4a。喷墨记录头1中，来自油墨盒(未显示)的油墨i供应到公共流管2中，并且将这样供应到公共流管2中的油墨i导入每个独立流路5中。
形成公共流管2的一部分的油墨供应部件3由诸如具有耐油墨性的树脂形成，包括形成公共流管2的一部分的凹进3a。
第一基板4是例如硅基板，众多作为喷墨能量产生装置4a的电热传感器通过半导体制备工艺形成于其上预先确定的表面位置上。第一基板4设置有控制电路4b来控制喷墨能量产生装置4a。朝向公共流管2的第一基板4的端面形成公共流管2的一部分。面对喷墨能量产生装置4a的第一基板4的表面形成独立流路5的底表面。喷墨能量产生装置4a不仅限于电热传感器，还可以是电动传感器，例如压电装置。
第一涂覆树脂层7在第一基板4上通过形成图样而形成，负载有从公共流管2向设置在第一基板4上的喷墨能量产生装置4a周边供应油墨i的独立流路5。独立流路5设置成与喷墨能量产生装置4a联合，并在与公共流管2纵深方向垂直的方向上凹进。朝向公共流管2的独立流路5的末端设置有与公共流管2连通的油墨供应孔11。
喷嘴6与独立流路5连通，被设定来喷射独立流路5中由喷墨能量产生装置4a产生的能量加热加压的油墨i。
具体而言，通过在负载有喷墨能量产生装置4a的第一基板4的表面将氧杂环丁烷树脂组合物形成图样并通过固化这样形成图样的氧杂环丁烷树脂组合物来形成第一涂覆树脂层7。氧杂环丁烷树脂组合物包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂。
现在阐释形成第一涂覆树脂层7的氧杂环丁烷树脂组合物。氧杂环丁烷树脂组合物中的氧杂环丁烷化合物具有四元环，所述四元环为环氧化物的环氧乙烷环加一个碳原子。氧杂环丁烷化合物具有比环氧化合物更高的阳离子固化性能。这种氧杂环丁烷化合物的固化阳离子聚合物具有比固化环氧聚合物大得多的分子量，能具有高韧性、延展性、高可靠机械强度、更高的耐水性和更高的耐化学品性能。这种氧杂环丁烷化合物的固化阳离子聚合物的特性与硬且脆的固化环氧聚合物的特性明显不同。另一方面，氧杂环丁烷化合物的固化阳离子聚合物由于四元氧杂环丁烷基而不具有突变诱导效应，并且就安全性而言优于光固化环氧树脂。
有两种类型的氧杂环丁烷化合物，即在分子中具有一个氧杂环丁烷基的单官能氧杂环丁烷化合物和在分子中具有两个或以上的氧杂环丁烷基的多官能氧杂环丁烷化合物。单官能氧杂环丁烷化合物由下面的通式(1)表示：
通式(1)中，R1表示氢原子，C1-C6烷基，例如甲基、乙基、丙基或丁基，C1-C6氟烷基，烯丙基，芳基，糠偶酰基或噻吩基。R2表示C1-C6烷基，例如甲基、乙基、丙基或丁基，C2-C6烯烃基，例如1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基或3-丁烯基，具有芳环的基团，例如苯基、苄基、氟代苄基、甲氧基苄基、苯氧乙基，C2-C6烷基羰基，例如乙基羰基、丙基羰基或丁基羰基，C2-C6烷氧基羰基，例如乙氧基羰基、丙氧基羰基或丁氧基羰基，或C2-C6 N-烷基氨基甲酰基，例如乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基或戊基氨基甲酰基。
具有两个氧杂环丁烷基的双官能氧杂环丁烷化合物，可用下面的通式(2)和(3)表示：
Figure A20061014639000111
通式(2)中，R1具有与通式(1)中相同的含义。
通式(3)中，R1具有与通式(1)中相同的含义。R3是二价基团，选自C1-C12直链或带支链的饱和烃、C1-C12直链或带支链的不饱和烃、用下面的化学式(A)-(E)表示的芳烃：
Figure A20061014639000112
Figure A20061014639000121
Figure A20061014639000122
用化学式(F)和(G)表示的具有羰基的直链的或环亚烷基：
Figure A20061014639000124
以及用化学式(H)和(I)表示的具有羰基的芳烃：
Figure A20061014639000133
至于其他双官能氧杂环丁烷化合物，还有caldo型化合物和萘型化合物。
在化学式(A)-(E)中，R4表示氢原子、C1-C12烷基、芳基或芳烷基；R5表示-O-、-S-、-CH2-、-NH-、-SO2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-并且R6表示氢原子或C1-C6烷基。
在化学式(F)中，n表示不小于1的整数。
三官能或更多官能的氧杂环丁烷化合物可以列举由通式(4)表示的苯酚酚醛清漆，由通式(5)表示的甲酚酚醛清漆，以及由通式(6)和(7)表示的具有三嗪骨架的氧杂环丁烷化合物。
Figure A20061014639000141
Figure A20061014639000151
其他三官能或更多官能的氧杂环丁烷化合物可以列举聚羟基苯乙烯、杯芳烃、含有硅树脂具有羟基的醚化物，例如硅倍半氧烷(silsesquioxane)，以及含有带有烷基(甲基)丙烯酸酯的氧杂环丁烷环的不饱和单体的共聚物。
通式(4)和(5)中，R1具有与通式(1)中相同的含义，n表示不小于1的整数。在酚醛清漆氧杂环丁烷化合物中，数均骨架数优选为3-10，且n为1-8。如果数均骨架数超过10，粘度值变得较高，交联密度由于立体位阻而没有增加。
通式(6)中，R1具有与通式(1)中相同的含义。
通式(7)中，R1具有与通式(1)中相同的含义。R7是用下面的化学式(J)，(K)和(L)表示的C1-C12带支链的亚烷基或用下面的化学式(M)，(N)和(P)表示的芳烃，并且如示于通式(7)中所述，n表示连接到R7的官能团数目。
化学式(J)
化学式(K)
Figure A20061014639000163
化学式(L)
Figure A20061014639000164
化学式(M)
Figure A20061014639000172
化学式(P)中，R8表示氢原子、C1-C6烷基或芳基。
上述氧杂环丁烷化合物既可以单独使用，也可以混合使用。如果期望获得较强的耐化学品性能或更高的耐久性，优选使用多官能氧杂环丁烷化合物。如果使用这些多官能氧杂环丁烷化合物不能获得期望的粘度，可以用单官能氧杂环丁烷化合物稀释它们。
氧杂环丁烷化合物最终获得具有高阳离子固化度的固化的化合物。通过加入适量的环氧化合物或乙烯基醚化合物，可提高初始反应阶段的固化速率。这种情形下，相对于氧杂环丁烷化合物的添加量优选为5％重量-95％重量。
由于第一涂覆树脂层7由固化氧杂环丁烷树脂组合物时获得的固化的骨架形成，因此在氧杂环丁烷树脂组合物中，除上述氧杂环丁烷化合物外还含有阳离子聚合引发剂。如果诸如紫外线的活化能射线照射在氧杂环丁烷组合物上用于形成图样，则使用阳离子光聚合引发剂。所述阳离子光聚合引发剂可以单独或组合使用。
市售的阳离子光聚合引发剂的实例包括Union Carbide Corporation生产的CYRACURE UV1-6950和UV1-6970，Asahi Denka Kogyo K.K.生产的Optomer-SP-150、SP-151、SP-152、SP-170和SP-171，NIPPON SODA CO.，LTD.生产的CI-2855，以及三芳基锍盐，例如Degussa Inc.生产的Degacere KI85B，不饱和或饱和芳基重氮盐和二芳基碘鎓盐。磺酸衍生物可以是Midori KagakuCo.，Ltd.生产的PAI-101。
阳离子光聚合引发剂的比例优选为基于100重量份的氧杂环丁烷化合物的2-40重量份。如果阳离子光聚合引发剂的比例低于2重量份，活化能射线照射时产生的酸量很小，会导致形成图样有困难。相反，如果阳离子光聚合引发剂的比例高于40重量份，则阳离子光聚合引发剂本身趋于吸光而降低灵敏性。如果期望进一步改善固化度，可以结合使用阳离子热聚合引发剂或阳离子光敏剂。
第一涂覆树脂层7由包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂的氧杂环丁烷树脂组合物形成。因此，第一涂覆树脂层可具有高机械强度，以及高耐久性和高延展性，因此可以防止诸如树脂层的开裂或从第一基板4剥落等缺点。
第一涂覆树脂层7不仅可以添加上述由氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂组成的氧杂环丁烷树脂组合物，需要时也可以添加多种添加剂。这些优选的添加剂用于进一步改善氧杂环丁烷树脂组合物与其下面的第一基板4之间紧密结合的偶联剂。作为这样的偶联剂，可以选择使用铝酸盐基、钛酸盐基、锆酸盐基或硅烷基偶联剂。其中，最优选硅烷基偶联剂。
铝酸盐基偶联剂的实例包括乙酰烷氧基二异丙醇铝、二异丙氧基单乙基乙酰乙酸铝、三乙基乙酰乙酸铝和三乙酰基丙酮酸铝。
钛酸盐基偶联剂的例子包括异丙基三硬脂酰基钛酸盐、异丙基三(二辛基焦磷酸盐)钛酸盐、异丙基三(N-氨乙基·氨乙基)钛酸盐、四辛基二(二--十三烷基磷酸盐)钛酸盐、四(2-2二烯丙基羟甲基-1-丁基)二(二-十三烷基)磷酸钛酸盐、二(二辛基焦磷酸盐)羟乙酸钛酸盐和二(二辛基焦磷酸盐)乙烯钛酸盐。
锆酸盐基偶联剂的例子包括四乙酰基丙酮酸锆、二丁氧基二乙酰基丙酮酸锆、四乙基乙酰乙酸锆、三丁氧基单乙基乙酰乙酸锆和三丁氧基乙酰丙酮酸锆。
硅烷基偶联剂的例子包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3，4环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
硅烷基偶联剂中，基于氨基的偶联剂吸收衍生自阳离子光聚合引发剂的酸而降低灵敏性，因此是不需要的。添加剂的添加量为不低于基于含有诸如氧杂环丁烷树脂组合物的第一涂覆树脂层7的物质的总重量的0.1％重量并且低于1％重量。如果添加量低于0.1％重量，紧密结合的有益效果就会很低，然而，如果添加量不低于1％重量，显像速率会显著降低，导致可能产生残余显像，或可能降低分辨率。
在第一涂覆树脂层7中使用最适宜的偶联剂，即硅烷基偶联剂，可以改善主要由无机组分组成的第一基板4和由有机材料组成的氧杂环丁烷树脂组合物之间界面的结合强度。因此，即使第一涂覆树脂层暴露在油墨i中，第一涂覆树脂层也可以保持与第一基板4的紧密结合状态，从而使喷墨记录头1运行可靠性改进。
用于形成第一涂覆树脂层7的氧杂环丁烷树脂组合物可以处于溶于溶剂的状态。通过使用溶解于溶剂中的氧杂环丁烷树脂组合物，当在第一基板4上涂覆涂覆树脂层7而达到必需的膜厚时，可以获得最佳的粘度和涂覆性能。
所用溶剂能溶解所用的氧杂环丁烷化合物或其他添加剂就足够了。可用溶剂的实例包括酮，例如甲乙酮或环己酮，芳烃，例如甲苯、二甲苯或四甲基苯，和乙二醇醚类，例如溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇二乙醚或三乙二醇单乙醚。所用溶剂的其它实例包括乙酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、乙酸丁基溶纤剂、乙酸卡必醇酯、乙酸丁基卡必醇酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或二丙二醇单甲醚乙酸酯，醇，例如乙醇、丙醇、乙二醇或丙二醇，脂肪烃，例如辛烷或癸烷，石油基溶剂，例如石油醚、石脑油、氢化石脑油或溶剂石脑油，和萜，例如柠檬烯。使用上述溶剂，可以获得对于氧杂环丁烷树脂组合物最好的溶解度。上述溶剂中，脂肪烃和石油基溶剂作为这样的溶剂使用，该溶剂不溶解可溶性树脂层的油墨流管图样12并且能够溶解氧杂环丁烷树脂组合物，所述油墨流管图样12用于形成后面阐释的喷墨记录头1的独立流路5。注意到石油基溶剂对用于形成独立流路5的图样的可溶性树脂层溶解度很低，并因此仅在极少的情况下才会发生油墨流管图样12的毁坏。
可以降低由包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂的氧杂环丁烷树脂组合物组成的第一涂覆树脂层7的应力。另外，可以赋予第一涂覆树脂层7高韧性和延展性以及高可靠性的机械强度，所述第一涂覆树脂层7不容易从第一基板4剥落或开裂。可以提高设置有第一涂覆树脂层7的喷墨记录头1的生产率和质量使得可在更长时间内保持高的运行可靠性。
而且，与由固化的环氧树脂组合物形成的第一涂覆树脂层7相比，由比固化的环氧树脂应力低的固化的氧杂环丁烷树脂组合物形成的第一涂覆树脂层7可更有效地防止其从第一基板4剥落。另外，由于含有氧杂环丁烷化合物，第一涂覆树脂层7具有耐水性和耐化学品性能。
另外，由于氧杂环丁烷树脂组合物形成的第一涂覆树脂层7，可以使记录头延长长度或增加厚度，因此可以使结构错综复杂的独立流路5或喷嘴6易于以高精度形成。
除了氧杂环丁烷树脂组合物外，还包含最适宜的添加剂，即硅烷基偶联剂的第一涂覆树脂层7可以改善与第一基板4的附着紧密性，因此可以更有效地防止从第一基板4分离。
附着在油墨供应部件3的凹进3a另一侧的第二基板8用粘合剂附着在油墨供应部件3上。设置第二基板8以使凹进3a与第一基板4结合的那一侧的高度与该凹进的另一侧相等。因此，第二基板与第一基板4厚度相同。与第一基板4相似，第二基板8可以由硅基板形成，然而，对第二基板的材料没有限定。
形成于第二基板8上的第二涂覆树脂层9通过诸如旋涂的方式形成于第二基板8上。第二涂覆树脂层形成为与第一涂覆树脂层7相同的厚度以将负载有第二涂覆树脂层的油墨供应部件3的凹进3a的一侧设置为与负载有第一涂覆树脂层7的凹进的一侧相同的高度。与第一涂覆树脂层7相似，第二涂覆树脂层9可由氧杂环丁烷树脂组合物形成，然而对材料类型没有限定。同时，设置于凹进3a的对侧用来调整凹进3a的一侧与另一侧的高度的部件可以是任何合适的材料类型或结构并且可以不同于第二基板8或第二涂覆树脂层9，只要使用的部件将凹进3a的一侧与对侧设置成相同的高度就行。
将顶板10结合到喷射油墨i的第一涂覆树脂层7的喷射表面7a以及第二涂覆树脂层9以塞住公共流管2朝向喷射表面7a的开口，并形成公共流管2的一部分。
在上述喷墨记录头中，第一基板4和第一涂覆树脂层7设置在油墨供应部件3的凹进3a的一侧，同时第二基板8和第二涂覆树脂层9设置在凹进3a的对侧。放置顶板10以覆盖第一涂覆树脂层7和第二涂覆树脂层9。在喷墨记录头1中，公共流管2由油墨供应部件3、第二涂覆树脂层9的末端面、第二基板8的末端面、第二涂覆树脂层9的末端面和顶板10界定。用作液体室并限定了喷墨能量产生装置4a的众多独立流路5由第一基板4和第一涂覆树脂层7界定。独立流路5与公共流管2连通。在这样的喷墨记录头1中，来自油墨盒的油墨i供应到公共流管2中。接着，这样供应到公共流管2中的油墨供应到独立流路5中。
在喷墨记录头1中，油墨i从油墨盒流进公共流管2，并从那里通过公共流管2和油墨供应孔11供应到独立流路5中。然后由喷墨能量产生装置4a对油墨i加热加压以使其以液滴的形式从喷嘴6喷出。
更具体而言，如图3A和3B所示，当向喷墨记录头1的喷墨能量产生装置4a供应脉冲电流，以迅速加热喷墨能量产生装置4a时，如图3A所示，在油墨i与喷墨能量产生装置4a接触的部分产生了气泡b。如图3B所示，在喷墨记录头1中，随着气泡b的膨胀，气泡b给油墨i加压。以这样的方式加压的油墨i以液滴的形式从喷嘴6喷出。一部分油墨i以液滴的形式喷出后，油墨i从油墨盒流进喷墨记录头1中的公共流管2。然后油墨i通过油墨供应孔11供应到独立流路5中，接着重复喷出前的状态。为了连续喷出油墨i，重复进行上述操作次序。
现将阐述制备喷墨记录头1的方法。
首先，如图4所示，将硅(Si)基板设置为第一基板4。作为喷墨压力产生装置4a的众多电热传感器在第一基板4上通过诸如半导体工艺形成。
在负载有油墨能量产生装置4a的第一基板4的表面，涂覆主要由可溶性树脂(这里为酚醛清漆树脂)构成的涂层的正型抗蚀剂(由TOKYO OKAKOGYO CO.，LTD.生产的PMER-P-LA900PM)，同时调整旋涂器的旋转次数。在如110℃的温度下将所得装置在热板上预烘焙6分钟。如图5所示，使用由Canon Inc.生产的镜面投影式光刻机曝光装置(mirror proojectionaligner light exposure device)MPA-600FA对独立流路5进行图样形成曝光，以在随后成为独立流路5的位置形成可溶性树脂层的油墨流管图样12。这时的曝光量为例如800mJ/cm2。
然后，使用如P-7G的专用显影溶液(TMAH(3％的氢氧化铝溶液))，通过浸渍显影对抗蚀剂进行显影，接着用流动的纯水冲洗。形成由这种可溶性树脂形成的油墨流管图样12以制备设置于公共流管2和喷墨能量产生装置4a之间的独立流路5。作为实例，显影后的膜厚度为约10μm。
然后，将上述氧杂环丁烷树脂组合物溶解到诸如不溶解由正型抗蚀剂形成的油墨流管图样12的石脑油中，达到大约50％重量的浓度以制备还包含其它添加剂的溶液。如图6所示，在油墨流管图样12上旋涂该溶液以形成光敏性第一涂覆树脂层7。该含有氧杂环丁烷树脂组合物和可选添加剂的光敏性第一涂覆树脂层7在油墨流管图样12上的膜厚被设定为例如20μm。
然后，如图7所示，使用由镜面投影式光刻机曝光装置(MPA-600FA，Canon Inc.生产)进行图样形成曝光，以形成喷嘴6和油墨供应孔11。在实现这种图样形成光曝光时，活化能射线14通过图样形成掩模13照射在第一涂覆树脂层7上，使得第一涂覆树脂层7中随后成为喷嘴6和油墨供应孔11的部分不被曝光。同时，曝光量为例如800mJ/cm2，并在65℃下进行约60分钟的后烘焙。
如图8所示，将第一涂覆树脂层7中未曝光的部分用石脑油进行显影。所得产品在异丙醇(IPA)中浸泡以除去显影残留物，从而除去第一涂覆树脂层7中未曝光的部分并形成了喷嘴6和油墨供应孔11。各喷嘴6横向宽度约为15μm。油墨流管图样12不溶于石脑油，因此基本上没有溶解而保持完好。
在第一基板4上，同时有众多的相同或不同形状的第一涂覆树脂层7。因此，在这个阶段用切块机15，例如由DISCO Inc.生产的商品名为DAD-561的切块机，切割第一基板4，如图9所示。由于这时油墨流管图样12保持完好，因此可以防止在切割第一基板4的时候产生的任何灰尘和脏物侵入独立流路5。
然后将经切割的产品放到切屑盘上，然后把它浸渍到丙二醇单甲醚乙酸酯溶液中，同时对该溶液施加超声波。这种溶液被用作例如能溶解正型抗蚀剂的极性溶液。如图10所示，这一过程溶解了到目前为止还保存完好的油墨流管图样12。
将所得产品在150℃下加热以后固化大约一小时来完全固化光敏性第一涂覆树脂层7。
如图1所示，其上已经涂覆有第一涂覆树脂层7的第一基板4结合到油墨供应部件3的凹进3a的一侧，其上已经铺覆有第二涂覆树脂层9的第二基板8结合到油墨供应部件3的凹进3a的另一侧。用来封闭第一涂覆树脂层7的喷射面7a的顶板10结合到第一涂覆树脂层7的喷射面7a以及第二涂覆树脂层9来完成喷墨记录头1。
通过上述制备喷墨记录头1的方法，负载有独立流路5和喷嘴6的第一涂覆树脂层7由包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂的氧杂环丁烷树脂组合物形成。结果，可以制得固化时遭受比较小程度的紧缩，具有确保高可靠性的机械强度以及韧性和延展性的第一涂覆树脂层7。因此，采用本发明的喷墨记录头1，不用担心第一涂覆树脂层7开裂或从第一基板4上剥落。而且，采用本发明的喷墨记录头1，可以在清洗喷射面7a期间对其施加负荷时防止第一涂覆树脂层7脱离第一基板4。
另外，采用本发明制备喷墨记录头1的方法，其中第一涂覆树脂层7由氧杂环丁烷树脂组合物形成，可以提供其防水性和耐化学品性能，即使该层与油墨i接触也可以防止第一涂覆树脂层分离。
此外，采用本发明制备喷墨记录头1的方法，使用由添加了添加剂的氧杂环丁烷树脂组合物组成的第一涂覆树脂层7可以改善第一基板4与第一涂覆树脂层7之间的结合紧密度，因此可以获得了保持第一基板4与第一涂覆树脂层7之间的附着紧密度以确保在更长时间内具有高运行可靠性的喷墨记录头1。
上文中，本发明应用于打印机。然而，这仅为示例性的，本发明可以应用于多种其它喷液装置中，例如传真或复印装置。
实施例
以下展示了形成第一涂覆树脂层的氧杂环丁烷树脂组合物的物理性能研究结果，以及设置有这样形成的第一涂覆树脂层的喷墨记录头的耐油墨性和打印效果的评估结果。
<氧杂环丁烷树脂组合物物理性能研究>
下面的实验用来检验树脂的固有问题，也就是树脂的后固化内应力。通过观测树脂层的预固化膜厚和后固化膜厚来检查内应力。如果两个膜厚相等，可以认为由伴随着树脂固化的体积变化而产生的内应力极小。
<实施例1>
在实施例1中，将含有表1所示的氧杂环丁烷树脂组合物的溶液旋涂到6英寸的圆片上。所得产品在电热板上在90℃下预烘焙5分钟。然后将涂层制成20μm厚的膜，接着把它对镜面投影式光刻机曝光装置(Canon Inc.，生产的MPA-600FA)曝光至1J/cm2。在电热板上在90℃下后烘焙5分钟后，所得产品在200℃下固化一小时以获得氧杂环丁烷树脂组合物的固化膜。
表1
   酚醛清漆氧杂环丁烷化合物(基本结构单元的平均数：3)     100重量份
   阳离子光聚合引发剂(AsahiDenka Kogyo K.K.生产的SP-170)     2重量份
   硅烷偶联剂(2-(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)     0.5重量份
   有机溶剂(石脑油：IdemitsuKosan Co.，Ltd生产的IPSOL 150)     100重量份
<对比例1>
在对比例1中，使用含有列于下表2中的脂环族环氧树脂组合物的溶液，以与实施例1相同的方法获得脂环族环氧树脂组合物的固化膜。
表2
   脂环族环氧树脂(EHPE-3150：DICEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.)     100重量份
   阳离子光聚合引发剂(AsahiDenka Kogyo K.K.生产的SP-170)     2重量份
   硅烷偶联剂(2-(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)     0.5重量份
   有机溶剂(二甲苯)     100重量份
测量实施例1和对比例1获得的固化膜在电热板上在200℃下固化一小时后的膜厚。测量结果显示，含有表1所示的氧杂环丁烷树脂组合物的固化膜膜厚没有降低，而含有表2所示的脂环族环氧树脂组合物的固化膜膜厚降低。
然后用薄膜应力测量装置测量各个固化膜产生的内应力。可以看到含有表1所示的氧杂环丁烷树脂组合物的固化膜中的内应力与含有表2所示的脂环族环氧树脂组合物的固化膜中的内应力相比显著降低。
<喷墨记录头的耐油墨性和打印效果评估>
<实施例2>
在实施例2中，以如下方式制备了如图1所示的喷墨记录头1。首先，对如图4所示的负载有喷墨能量产生装置4a的第一基板4涂覆作为可溶性树脂层的，主要由酚醛清漆树脂(由TOKYO OKA KOGYO CO.，LTD.生产的PMER-P-LA900PM)组成的正型抗蚀剂。先将正型抗蚀剂在电热板上在110℃下预烘焙6分钟，然后使用镜面投影式光刻机曝光装置(Canon Inc.，生产的MPA 600 FA)进行图样形成曝光以形成独立流路5。如图5所示，在本方法中，可溶性树脂层在随后成为独立流路5的区域形成油墨流管图样12。这时的曝光量为800mJ/cm2。
然后使用如P-7G专用显影溶液(TMAH(3％的氢氧化铝溶液))，通过浸渍显影来显影抗蚀剂，接着用纯净的流动水冲洗。显影之后的正型抗蚀剂的膜厚为10μm。
然后将上述氧杂环丁烷树脂组合物溶解到例如不溶解油墨流管图样12的石脑油中，达到大约50％重量的浓度。将该溶液旋涂到油墨流管图样12上以形成光敏性第一涂覆树脂层7，如图6所示。这种含有氧杂环丁烷树脂组合物和非必要的添加剂的光敏性第一涂覆树脂层7在油墨流管图样12上的膜厚被设定为例如20μm。
然后，如图7所示，使用由Canon Inc.，生产的镜面投影式光刻机曝光装置MPA-600FA进行图样形成曝光以形成喷嘴6和油墨供应孔11。在实现这种图样形成曝光时，活化能射线14通过图样形成掩模13照射在第一涂覆树脂层7上，使得第一涂覆树脂层7中随后成为喷嘴6和油墨供应孔11的部分不被曝光。同时，曝光量为例如800mJ/cm2，并且在65℃下进行大约60分钟的后烘焙。
用石脑油显影第一涂覆树脂层7中未曝光的部分，如图8所示。所得产品在异丙醇(IPA)中冲洗以除去显影残留物，从而除去第一涂覆树脂层7中未曝光的部分并形成了喷嘴6和油墨供应孔11。喷嘴6横向大约为15μm。油墨流管图样12不溶于石脑油，因此基本未被溶解而保持完好。
如图9所示，在这个阶段用切块机15，例如由DISCO CORPORATION生产的商品名为DAD-561的切块机，切割第一基板。由于这时油墨流管图样12保持完好，因此可以防止在切割第一基板4的时候产生的任何灰尘和脏物侵入独立流路5。
然后将切割后的产品放到例如切屑盘上，然后把它浸渍到丙二醇单甲基醚乙酸酯溶液中，同时对该溶液施加超声波。该溶液被用作例如能溶解正型抗蚀剂的极性溶液。如图10所示，这一过程溶解了到目前为止还保持完好的油墨流管图样12。
将所得产品在150℃下加热、后固化大约一小时来完全固化光敏性第一涂覆树脂层7。
如图1所示，其上已经涂覆有第一涂覆树脂层7的第一基板4结合到油墨供应部件3的凹进3a的一侧，其上已经涂覆有第二涂覆树脂层9的第二基板8结合到油墨供应部件3的凹进3a的另一侧。顶板10结合到第一涂覆树脂层7的喷射面7a以及第二涂覆树脂层9来完成喷墨记录头1。
<对比例2>
在对比例2中，除了用含有表2所示的环氧树脂组合物的溶液形成涂覆树脂层和用二甲苯显影该涂覆树脂层外，以与实施例2相同的方法制备了喷墨记录头1。
采用油墨浸渍测试，将实施例2和对比例2的喷墨记录头1在60℃下于黑色油墨中浸渍一周。使用Sony Corporation为LPR-5000生产的由纯水、乙二醇和黑色染料组成的油墨作为黑色油墨。
油墨浸渍测试的结果显示，采用实施例2的喷墨记录头1，其中第一涂覆树脂层7由表1所示的氧杂环丁烷树脂组合物形成，没有观察到诸如第一涂覆树脂层7从第一基板4剥落的变化。相反，采用对比例2的喷墨记录头1，其中第一涂覆树脂层7由表2所示的脂环族环氧树脂组合物形成，可能由于固化产生的应力，观察到在油墨中浸渍后，第一涂覆树脂层7有部分剥落。
至于打印效果的评估，将实施例2和对比例2的喷墨记录头1安装在记录装置上，用由纯水/二乙二醇/黑色染料＝80/17.5/2.5组成的油墨进行记录。结果发现，采用实施例2的喷墨记录头1，可以进行稳定的打印，并且获得高质量的打印。相反，发现采用对比例2的喷墨记录头1，打印质量不稳定。而且，采用对比例2的喷墨记录头1，长时间使用后记录头的状态显现出干涉条纹，正如光学显微镜观察所证明的，认为这是由于涂覆树脂层的剥落造成的。
本领域技术人员应该知道，根据设计需要和其它因素会出现各种调整、组合、再组合和变换，然而它们都在所附的权利要求或其等同方案的范围之内。

Claims (8)

1、一种制备喷液型记录头的方法，包括以下步骤：
由可溶性树脂在负载有液体喷射能量产生装置的基板的一部分上形成液体流管图样，所述部分随后成为液体流管；
在其上已经形成所述液体流管图样的可溶性树脂上形成涂覆树脂层；
在覆盖所述液体喷射能量产生装置的所述涂覆树脂层的一部分上形成喷液开口；以及
溶解所述可溶性树脂；其中
所述涂覆树脂层由包含作为必要组分的在分子中具有至少一个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物和阳离子光聚合引发剂的氧杂环丁烷树脂组合物形成，其中
在所述涂覆树脂层形成步骤中，使用了所述氧杂环丁烷树脂组合物和溶解于不溶解所述可溶性树脂的溶剂的所述阳离子光聚合引发剂为原料组分的溶液，并且生成所述溶液的原料组分的固化产品；溶解所述可溶性树脂以脱离所述喷液开口，形成与所述喷液开口连通的所述液体流管。
2、根据权利要求1所述的制备喷液型记录头的方法，其中所述氧杂环丁烷化合物分子中含有芳环。
3、根据权利要求2所述的制备喷液型记录头的方法，其中所述氧杂环丁烷化合物的骨架是酚醛清漆型的。
4、根据权利要求3所述的制备喷液型记录头的方法，其中数均基本结构的数目为3-10。
5、根据权利要求1-4任一项所述的制备喷液型记录头的方法，其中所述涂覆树脂层包含偶联剂。
6、根据权利要求5所述的制备喷液型记录头的方法，其中所述偶联剂为硅烷基偶联剂。
7、根据权利要求6所述的制备喷液型记录头的方法，其中所述硅烷基偶联剂的含量为不低于0.1％重量并且低于1％重量。
8、根据权利要求1所述的制备喷液型记录头的方法，其中不溶解所述可溶性树脂的溶剂为脂肪烃或石油基溶剂。
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