JP2000355106A - フッ素含有樹脂組成物のパターニング方法およびインクジェットヘッド - Google Patents

フッ素含有樹脂組成物のパターニング方法およびインクジェットヘッド

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JP2000355106A
JP2000355106A JP16849499A JP16849499A JP2000355106A JP 2000355106 A JP2000355106 A JP 2000355106A JP 16849499 A JP16849499 A JP 16849499A JP 16849499 A JP16849499 A JP 16849499A JP 2000355106 A JP2000355106 A JP 2000355106A
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resin material
photosensitive resin
ink jet
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jet head
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Isao Imamura
功 今村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光性樹脂材料の濁りを防止し、パターン露
光の際の光の散乱を防ぎ、 微細なパターニングを可能に
する方法を提供しようとするものである。 【解決手段】 撥水性を有するフッ素含有感光性樹脂材
料のパターニングに際して、該樹脂材料中の各成分に対
して溶解性がある高沸点溶媒を樹脂材料中に残存させた
状態で該パターニングを行うことを特徴とするパターニ
ング方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターニングでき
るフッ素含有樹脂組成物に関する。本発明はまた、イン
クジェット記録ヘッドのインク噴射ノズルの表面あるい
はノズル孔の周辺部に局部的に優れた撥水性を有する部
分を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録装置は低騒音で高速
印字が可能であることから、オフィスにおける情報処理
用の記録装置として広く用いられている。
【0003】このようなインクジェット記録装置におい
ては、インクジェットヘッドよりインクを噴出させた
際、インクの一部が垂れて流れたり、ノズル孔周辺部へ
付着し、障害となる場合がある。ノズル孔周辺部へ付着
したインク滴が大きくなると、インクの噴射方向がずれ
るという問題が発生することがある。また、ノズル孔周
辺部へインクが付着したまま長時間放置した場合、ノズ
ル先端部のインクが固化し、ノズルの目づまりが生じる
ことがあった。
【0004】これらの問題を解決する方法として、ノズ
ル表面の全面あるいはノズル孔の周辺部を部分的に撥水
処理する方法が提案されている。
【0005】例えば、特開平5−124199号公報に
おいては、次の様な方式が提案されている。この方法を
ノズル孔周辺部の撥水処理工程を示す図1に基づいて説
明する。
【0006】図1の(a)に示すノズル孔(2)を有す
るインクジェットヘッド(1)の表面を、図1の(b)
に示すように、撥水性を有するフッ素含有感光性樹脂材
料により被覆することにより、フッ素含有感光性樹脂材
料層(3)を形成する。次いで活性エネルギー線を通過
しない所定の形状のパターンを有するフォトマスク
(4)をセットし、図1の(c)に示すように矢印の方
向にエネルギー線(hν)を照射し、パターン露光を行
う。更に常法に従って現像処理を行い、例えば露光され
なかった未重合部分を溶剤等によって溶出することによ
り、図1の(d)に示すように、撥水性を有する感光性
樹脂材料層(3)を現像せしめる。
【0007】この様にして、インク噴射ノズル面が撥水
処理されたインクジェットヘッドが得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、撥水性を向上
させるために、フッ素含有感光性樹脂材料中のフッ素樹
脂の割合を増加させたり、フッ素樹脂のフッ素鎖を長く
しようとすると、フッ素含有感光性樹脂材料中のフッ素
樹脂成分と他の樹脂成分や光硬化触媒、溶媒との相溶性
が悪くなり、感光性樹脂材料が濁ってしまい、その濁り
により光が散乱し、パターン露光の際の微細なパターニ
ングが出来なくなることがあった。
【0009】本発明の目的は、かかる問題点を解決し、
感光性樹脂材料の濁りを防止し、パターン露光の際の光
の散乱を防ぎ、 微細なパターニングを可能にしようとす
るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下に示
す本発明によって達成される。
【0011】すなわち本発明の要旨とするところは、
(1) 撥水性を有するフッ素含有感光性樹脂材料のパ
ターニングに際して、該樹脂材料中の各成分に対して溶
解性がある高沸点溶媒を樹脂材料中に残存させた状態で
該パターニングを行うことを特徴とするパターニング方
法、(2) 撥水性を有する感光性樹脂材料層を、上記
(1)項に記載のパターニング方法でパターニングする
ことを特徴とする、インク噴射ノズル面に撥水処理を施
したインクジェットヘッド、にある。
【0012】本発明に於いては、 フッ素樹脂成分と他の
樹脂成分や、光硬化触媒、溶媒との相溶性が良い高沸点
溶媒を残存させた状態にすることで、感光性樹脂材料の
濁りを防止し、パターン露光の際の光の散乱を防げる。
その為、微細なパターニングが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において用いられる撥水性
を有する感光性樹脂材料としては、フッ素原子を含有す
る樹脂が、その主体成分として用いられる。このような
フッ素原子を含有する樹脂の例としては、例えばフッ素
化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポ
リアミド樹脂、フッ素化アクリル樹脂、フッ素化ポリウ
レタン樹脂、フッ素化シロキサン樹脂およびそれらの変
性樹脂等が挙げられる。尚、 上記したフッ素原子を含有
する樹脂の例は、特にそれらに限定されるものではな
い。
【0014】上記した感光性樹脂材料を、本発明の目的
達成上有用な感光性樹脂材料とするには、それを活性エ
ネルギー線硬化型樹脂組成物とする通常の方法が採用さ
れ、活性エネルギー線によるパターニングによって精密
で高解像度のパターンを形成することのできる感光性樹
脂材料にするための方法が採用される。
【0015】すなわち、樹脂材料単独では露光波長に対
して十分な感度が得られない場合には、必要に応じて例
えば、4,4’−ジアジドジフェニルメタン、4,4’
−ジアジドジフェニルスルフィド等のアジド系開始剤、
α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン等の
アセトフェノン系開始剤、トリフェニルスルフォニウム
塩等のカチオン系開始剤、のような開始剤、2,6−ビ
ス(4’−アジドベンザル)メチルシクロヘキサノン、
2,6−ビス(4’−アジドベンジリデン)−t−ブチ
ルシクロヘキサノン等のビスアジド系感光剤、1−ナフ
チル−ビス−トリクロロメチル−2−トリアジン、1−
(4−メトキシアントラセニル)−ビス−トリクロロ−
2−トリアジン等のトリアジン系感光剤、のような感光
剤、あるいはこれらの感光剤とペリレン、アントラセ
ン、フェノチアジン、5−ニトロアセナフテン、N−ア
セチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ミヒラーズ
ケトン、9−フルオレノン、p−ニトロアニリン、ベン
ジル,1,2−ベンズアントラセン、ピレン、p−キノ
ン、4−ニトロ−1−ナフチルアミン、エリスロシンの
ような増感剤とを、通常用いられる量的範囲で併用する
ことにより感度を向上させることができる。
【0016】次に、上記した撥水性を有する感光性樹脂
材料を用い、フォトリソグラフィプロセスによりインク
噴射ノズル面に撥水処理する具体的方法について、従来
方法との対比において説明する。
【0017】最初に、本発明の方法によるノズル孔周辺
部の撥水処理工程を、図1に基づいて説明する。
【0018】図1の(a)に示すノズル孔(2)を有す
るインクジェットヘッド(1)の表面は、図1の(b)
に示すように、前記撥水性を有する感光性樹脂材料によ
り被覆され、感光性樹脂材料層(3)が形成される。次
いで活性エネルギー線を通過しない所定の形状のパター
ンを有するフォトマスク(4)をセットし、図1の
(c)の矢印で示す方向にエネルギー線を照射し、パタ
ーン露光を行う。更に常法に従って現像処理を行い、例
えば露光されなかった未重合部分を溶剤等によって溶出
することにより、図1の(d)に示すように、撥水性を
有する感光性樹脂材料層(3)を現像せしめる。
【0019】このようにして、インク噴射ノズル面に撥
水処理されたインクジェットヘッドが得られる。
【0020】本発明において、樹脂材料中に残存させる
樹脂材料中の各成分に対して溶解性がある高沸点溶媒と
しては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル
酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、プロピレンカーボネ
ートなどを挙げることができる。これらの高沸点溶媒は
本発明で用いる樹脂材料に対して有効であるが、 上記し
た高沸点溶媒の例は、特にそれらに限定されるものでは
ない。
【0021】本発明において、樹脂材料中に残存させる
樹脂材料中の各成分に対して溶解性がある高沸点溶媒の
残存割合は、用いるフッ素含有感光性樹脂材料100重
量部当り約10乃至約30重量部の範囲が適当で、 約1
5乃至約25重量部の範囲が好ましい。
【0022】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。
【0023】(実施例1)図1の(a)に示すノズル孔
(2)を有するインクジェットヘッド(1)の表面に、
図1の(b)に示すように、下記の撥水性を有する感光
性樹脂材料を用いてスピンナーで1000回転で塗布
し、ホットプレート80℃3分のプリベークを行うこと
により被覆し、感光性樹脂材料層(3)を形成した。次
いで活性エネルギー線を通過しない所定の形状のパター
ンを有するフォトマスク(4)をセットし、図1の
(c)の矢印で示す方向にエネルギー線を照射し(4
J)、パターン露光を行った。更にAEBを、ホットプ
レート80℃3分行い、 MIBK/キシレン=2/3
の溶液で1分現像し、200℃1時間の熱キュアーを行
うことにより、図1の(d)に示すように、撥水性を有
する感光性樹脂材料層(3)を現像せしめた。このよう
にして、インク噴射ノズル面に撥水処理されたインクジ
ェットヘッドを得た。
【0024】用いた撥水性を有する感光性樹脂材料の組
成は下記のとおりである。
【0025】 重量部 EHPE−3158(商品名 ダイセル化学工業(株)製) 35 2、2−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)ヘキサフロロプロパン 20 1、4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル)ベンゼン 20 3−(2−パーフルオロヘキシル)エトキシ−1、2−エポキシプロパン 25 A−187(商品名 日本ユニカー(株)製) 4 SP−170(商品名 旭電化工業(株)製) 1.5 ジエチレングリコールモノエチルエーテル 150 フタル酸ジメチル 50 EHPE−3158:
【0026】
【化1】 A−187:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン SP−170:4、4'−ビス〔ジ(βヒドロキシエト
キシ)フェニルスルフォニル〕フェニルスルフィド−ビ
ス−ヘキサフルオロアンチモネート
【0027】(比較例1)図1の(a)に示すノズル孔
(2)を有するインクジェットヘッド(1)の表面に、
図1の(b)に示すように、下記の撥水性を有する感光
性樹脂材料を用いてスピンナーで1000回転で塗布
し、ホットプレート80℃3分のプリベークを行うこと
により被覆し、感光性樹脂材料層(3)を形成した。次
いで活性エネルギー線を通過しない所定の形状のパター
ンを有するフォトマスク(4)をセットし、図1の
(c)の矢印で示す方向にエネルギー線を照射し(4
J)、パターン露光を行った。更にAEBを、ホットプ
レート80℃3分行い、 MIBK/キシレン=2/3
の溶液で1分現像し、200℃1時間の熱キュアーを行
うことにより、図1の(d)に示すように、撥水性を有
する感光性樹脂材料層(3)を現像せしめた。このよう
にして、インク噴射ノズル面に撥水処理されたインクジ
ェットヘッドを得た。
【0028】用いた撥水性を有する感光性樹脂材料の組
成は下記のとおりである。
【0029】 重量部 EHPE−3158(商品名 ダイセル化学工業(株)製) 35 2、2−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)ヘキサフロロプロパン 20 1、4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル)ベンゼン 20 3−(2−パーフルオロヘキシル)エトキシ−1、2−エポキシプロパン 25 A−187(商品名 日本ユニカー(株)製) 4 SP−170(商品名 旭電化工業(株)製) 1.5 ジエチレングリコールモノエチルエーテル 200
【0030】出来上がったヘッドを顕微鏡で観察したと
ころ、実施例1では、吐出口にならって、きれいに撥水
性を有する感光性樹脂材料層(3)が出来ていた。又、
パターニング時に樹脂組成物に残存していたフタル酸ジ
メチルは200℃1時間の熱キュアーにより蒸発し、硬
化した樹脂組成物の撥水性には影響を与えなかった。
【0031】しかし、比較例1においては、プリベーク
時に溶媒が蒸発し、樹脂組成物が濁ったため、露光の時
に光が散乱し、きれいなパターン形状が得られなかっ
た。
【0032】実施例1では、溶解性がある高沸点溶媒と
してフタル酸ジメチルを用いたが、この他にもフタル酸
ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、プ
ロピレンカーボネートなどを用いることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明により、高い撥水性を有する感光
性樹脂材料を用いフォトリソグラフィプロセスによりパ
ターニングできる。又、インクジェット記録装置のイン
ク噴射ノズル面に撥水処理するのに応用することによ
り、ノズルの目づまりあるいはノズル孔の変形等の障害
のない信頼性の高いインクジェットヘッドのノズル面撥
水処理が可能となり、またこの方法により有用なインク
ジェットヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は本発明の実施例にかかるイン
クジェットヘッドの製造方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
1 ノズル板 2 ノズル孔 3 フッ素含有感光性樹脂組成物 4 マスク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撥水性を有するフッ素含有感光性樹脂材
    料のパターニングに際して、該樹脂材料中の各成分に対
    して溶解性がある高沸点溶媒を樹脂材料中に残存させた
    状態で該パターニングを行うことを特徴とするパターニ
    ング方法。
  2. 【請求項2】 撥水性を有する感光性樹脂材料層を、請
    求項1に記載のパターニング方法でパターニングするこ
    とを特徴とする、インク噴射ノズル面に撥水処理を施し
    たインクジェットヘッド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7153633B2 (en) 2002-04-02 2006-12-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Ink-jet printhead and method for manufacturing the same
WO2009018178A3 (en) * 2007-07-27 2009-03-26 Hewlett Packard Development Co Fluid ejector device

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