JP2001179990A

JP2001179990A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001179990A
Application number: JP36437899A
Authority: JP
Inventors: Isao Imamura; 功今村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法
においては、インク吐出口（ノズル）のパターン露光に
おける微細なスカム（現像残渣）が生成されるため、吐
出特性が低下し、近年のプリンタに要求される益々の高
画質化、高精細化に追随できないため、スカムの生成を
なくする製造方法を提供する。【解決手段】このため、吐出圧発生素子２と、少くと
も流路となる部分４を占有する固体層５とが設けられた
基板１上に、光酸発生触媒により硬化されるノズル形成
部材を被覆し、露光現像により、吐出口８を形成し、固
体層５を除去することによりノズル８を形成する工程、
及び吐出エネルギー発生素子２形成工程を包含する液体
噴射記録ヘッドの製造方法において、前記固体層５に、
アミン代表される求核性の強い塩基性物質を含むか、ま
たはコーティングするようにした。

Description

【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
録方式に用いる記録液体を発生するためのインクジェッ
ト記録ヘッド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の液体噴射記録方式（インクジェ
ット記録方式）に適用される液体噴射記録ヘッドは、一
般に微細な記録液吐出口（オリフィス）、液流路及びこ
の液流路の一部に設けられる液体吐出エネルギー発生部
を複数備えている。そして、このような液体噴射記録ヘ
ッドで高品位の画像を得るためには、前記吐出口から吐
出される記録液（インク）小滴がそれぞれの吐出口より
常に同じ体積、吐出速度で吐出されることが望ましい。

【０００３】これを達成するために、例えば特開平４−
１０９４０号公報ないし特開平４−１０９４２号公報に
おいては、インク吐出圧力発生素子（電気熱変換素子）
に記録情報に対応して駆動信号を印加し、電気熱変換素
子にインクの核沸騰を越える急激な温度上昇を与える熱
エネルギーを発生させ、インク内に気泡を形成させ、こ
の気泡の圧力によりインク液滴を吐出させる方法が開示
されている。

【０００４】このような方法を実現するためのインクジ
ェット記録ヘッドとしては、電気熱変換素子とオリフィ
スとの距離（以下、「ＯＨ距離」と称する。）は、正確
に、また再現性良く設定できることが必要である。

【０００５】従来、この種のインクジェット記録ヘッド
の製造方法としては、例えば特開昭５７−２０８２５５
号公報及び特開昭５７−２０８２５６号公報に記載され
ている方法、すなわち、インク吐出圧力発生素子が形成
された基体上にインク流路及びオリフィス部から成るノ
ズルを感光性樹脂材料を使用してパターン形成して、こ
の上にガラス板などの蓋を接合する方法や、例えば特開
昭６１−１５４９４７号公報に記載されている方法、す
なわち、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成
し、このパターンをエポキシ樹脂などで被覆して前記樹
脂を硬化し、基板を切断後に前記溶解可能な樹脂パター
ンを溶出除去する方法等がある。

【０００６】しかしながら、これらの方法は、いずれも
気泡の成長方向と吐出方向とが異なる（ほぼ垂直）タイ
プ（エッジシュータ）のインクジェット記録ヘッドの製
造方法である。そして、このタイプのヘッドにおいて
は、基板を切断することによりインク吐出圧力発生素子
とオリフィスとの距離が設定されるため、インク吐出圧
力発生素子とオリフィスとの距離の制御においては、切
断精度が極めて重要な要因となる。しかしながら、切断
はダイシングソー等の機械的手段にて行うことが一般的
であり、高い精度を実現することは困難である。

【０００７】また、気泡の成長方向と吐出方向とがほぼ
同じタイプ（サイドシュータ）のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法としては、例えば特開昭５８−８６５８
号公報に記載されている方法、すなわち、基体とオリフ
ィスプレートとなるドライフィルムとを、パターニング
された別のドライフィルムを介して接合し、フォトリン
グラフィーによってオリフィスを形成する方法や、例え
ば特開昭６２−２６４９７５号公報に記載されている方
法、すなわち、インク吐出圧力発生素子が形成された基
体と電鋳加工により製造されるオリフィスプレートとを
パターニングされたドライフィルムを介して接合する方
法等がある。

【０００８】しかしながら、これらの方法では、いずれ
もオリフィスプレートを薄く（例えば２０μｍ以下）、
かつ均一に作成することは困難であり、たとえ作成でき
たとしても、インク吐出圧力発生素子が形成された基体
との接合工程は、オリフィスプレートの脆弱性により極
めて困難となる。そこで、以下に説明する製造方法が、
本願発明と同一の出願人により、特開平６−２８６１４
９号公報によ出願開示されている。

【０００９】すなわち、本発明インクジェット記録ヘッ
ドの製造方法の実施例において重複的に後述する図１な
いし図６に示すように、インク吐出圧発生素子とオリフ
ィス間の距離を極めて高い精度で短くかつ再現よく設定
可能で、高品位記録を可能にするため、インク吐出圧力
発生素子が形成された基板（基体）上に、溶解可能な樹
脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて
固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し
て、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートする
ことによって、溶解可能な樹脂層上にインク流路壁とな
る被覆樹脂層を形成する工程と、インク吐出圧力発生素
子上方の被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、
溶解可能な樹脂層を溶出する工程とを有することを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
プリンタにおいては、益々高画質化、高精細化が求めら
れており、このため吐出口は微細化していくため、前記
諸従来例において、吐出口部にひさし状のスカム（現像
残渣）は、ないと判断していた場合にも、数１００ｎｍ
のスカムが存在するので、吐出特性が低下する障害が出
てきており、そのため、これらのスカムを無くす必要が
生じてきている。

【００１１】前記流路型材と流路形成材料との相溶物に
活性エネルギー線が照射すると、スカム発生することが
確認されており、これらのスカムが流路材料と継がって
流路に残るために、吐出特性低下を招く。このスカムを
排除しようとし、なるべく相溶を起こさない系にして
も、同じ有機材料同士なので、相溶を皆無にすることは
困難であり、そのため、スカムをなくすことはできなか
った。

【００１２】本発明は、以上のような局面に鑑みてなさ
れたもので、上記のようなスカム発生の問題点を解決す
るための製造方法の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項（１）〜（４）のいずれかに示すイン
クジェット記録ヘッドの製造方法を提供することによ
り、前記目的を達成しようとするものである。

【００１４】（１）インク吐出圧力発生素子と、少なく
とも液路となる部分を占有する固体層とが設けられた基
体上に、光酸発生触媒により硬化されるノズル形成材料
を被覆し、ノズル形成部材に吐出口を形成し、前記固体
層を除去することによりノズルを形成する工程を包含す
る液体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記固体層
に、塩基性物質が含まれることを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法。

【００１５】（２）吐出圧発生素子と、少なくとも液路
となる部分を占有する固体層とが設けられた基体上に、
光酸発生触媒により硬化されるノズル形成材料を被覆
し、ノズル形成部材に吐出口を形成し、前記固体層を除
去することによりノズルを形成する工程を包含する液体
噴射記録ヘッドの製造方法において、前記固体層の表面
に、塩基性物質がコーティングされていることを特徴と
するインクジェット記録ヘッドの製造方法。

【００１６】（３）前記塩基性物質がアミン類であるこ
とを特徴とする前項（１），（２）のいずれか記載のイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法。

【００１７】（４）前記被覆する硬化性ノズル形成材料
は、エポキン樹脂のカチオン重合化物であることを特徴
とする前項（１）ないし（３）のいずれか記載のインク
ジェット記録ヘッドの製造方法。

【００１８】（５）前項（１）ないし（４）のいずれか
記載の製造方法により製造されることを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。

【００１９】

【作用】以上のような本発明方法により、インク流路に
問題となるスカムができないため、インク吐出特性が安
定し、かつ信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを、
簡単な手法で製造し得る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】

【実施例】本実施例では、図１〜図７に示す手段に従っ
て、インクジェット記録ヘッドを作成した。なお、図１
〜図６には、前記従来例特開平６−２８６１４９号公報
に示された前記基本的な製法の一部をも重複的に含めて
説明する。

【００２２】すなわち、図１から図６は、従来の前記基
本的な態様を示すための模式図であり、図１〜図６のそ
れぞれには、本実施例のインクジェット記録ヘッドの構
成とその製作手順の一例が示されている。

【００２３】前記従来例においては、例えば図１にその
模式的斜視図を示すような、ガラス、セラミックス、プ
ラスチックあるいは金属等からなる基板（基体）１が用
いられる。

【００２４】このような基板１は、液流路構成部材の一
部として機能し、また、後述のインク流路及びインク吐
出口（オリフィス）を形成する材料層の支持体として機
能し得るものであれば、その形状、材質等に特に限定さ
れることなく使用できる。上記基板１上には、電気熱変
換素子あるいは圧電素子等のインク吐出エネルギー発生
素子２が所望の個数配置される。このような、インク吐
出エネルギー発生素子２によって、記録液としてのイン
ク小滴を吐出させるための吐出エネルギーがインク液に
与えられ、記録が行われる。

【００２５】因に、例えば、上記インク吐出エネルギー
発生素子２として電気熱変換素子が用いられる時には、
この素子が近傍の記録液を加熱することにより、記録液
に状態変化を生起させ吐出エネルギーを発生する。ま
た、例えば、圧電素子が用いられる時は、この素子の機
械的振動によって、吐出エネルギーが発生される。

【００２６】なお、これらの素子２には、これら素子を
動作させるための不図示の制御信号入力用電極が接続さ
れている。また、一般的には、これら吐出エネルギー発
生素子２の耐用性の向上を目的として、保護層等の各種
機能層が設けられるが、もちろんこのような機能層を設
けることは一向に差し支えない。

【００２７】図１において、インク供給のための開口部
３を、基板１上に予め設けておき、基板１の後方よりイ
ンクを供給する形態を例示した。この開口部３の形成に
おいては、基板１に穴を形成できる手段であれば、いず
れの方法も使用できる。例えば、ドリル等の機械的手段
にて形成しても構わないし、レーザ等の光エネルギーを
使用しても差支えない。また、基板１にレジストパター
ン等を形成して化学的にエッチングしても差支えない。

【００２８】もちろん、インク供給口３を基板１に形成
せず、樹脂パターンに形成し、基板１に対してインク吐
出口８と同じ面に設けてもよい。

【００２９】次いで、図２（図１のＡ−Ａ′断面図）に
流路パターン形成図を示すように、上記インク吐出エネ
ルギー発生素子２を含む基板１上に、溶解可能な樹脂に
てインク流路パターン４を形成する。最も一般的な手段
としては、感光性材料にて形成する手段が挙げられる
が、スクリーン印刷法等の手段にても形成は可能であ
る。感光性材料を使用する場合においては、インク流路
パターンが溶解可能であるため、ポジ型レジストか、あ
るいは溶解性変化型のネガ型レジストの使用が可能であ
る。

【００３０】レジスト層の形成の方法としては、基板１
上にインク供給口３を設けた基板１を使用する場合に
は、この感光性材料を適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレクタラート）等のフィルム上に塗布、乾
燥してドライフイルムを作成し、ラミネートによって形
成することが好ましい。上述のドライフィルムとして
は、ポリメチルイソプロピルトン、ポリビニルケトン等
のビニルケトン系光崩壊性高分子化合物を好適に用いる
ことができる。というのは、これら化合物は、光照射前
は高分子化合物としての特性（被膜性）を維持してお
り、インク供給口３上にも容易にラミネート可能である
ためである。

【００３１】また、インク供給口３に、後工程で除去可
能な充填物を配置し通常のスピンコート法、ロールコー
ト法等で被膜を形成しても差支えない。

【００３２】このように、インク流路をパターニングし
た溶解可能な樹脂材料層４上に、図３に被覆樹脂層形成
図を示すように、さらに被覆樹脂層５を通常のスピンコ
ート法、ロールコート法等で形成する。

【００３３】ここで、この樹脂層５を形成する工程にお
いて、溶解可能な樹脂パターンを変形させない等の特性
が必要となる。すなわち、被覆樹脂層５を溶剤に溶解
し、これをスピンコート、ロールコート等で溶解可能な
樹脂パターン４上に形成する場合、溶解可能な樹脂パタ
ーン４を溶解しないように溶剤を選択する必要がある。

【００３４】次に、被覆樹脂層５について説明する。被
覆樹脂層５としては、インク吐出口３をフォトリソグラ
フィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光
性のものが好ましい。このような感光性被覆樹脂層５
は、構造材料としての高い機械的強度、基板１との密着
性、耐インク性と、同時にインク吐出口の微細なパター
ンをパターニングするための解像性が要求される。ここ
では、鋭意検討の結果、エポキシ樹脂のカチオン重合硬
化物が構造材料として優れた強度、密着性、耐インク性
を有し、かつ前記エポキシ樹脂が常温にて固体状であれ
ば、優れたパターニング特性を有することを見出した。

【００３５】エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、通
常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較して、
高い架橋密度（高Ｔｇ）を有するため、構造材として優
れた特性を示す。また、常温にて固体状のエポキシ樹脂
を用いることで、光照射によりカチオン重合開始材より
発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑制さ
れ、優れたパターニング精度、形状を得ることができ
る。

【００３６】溶解可能な樹脂層上に被覆樹脂層を形成す
る工程は、常温で固体状の被覆樹脂を溶剤に溶解し、ス
ピンコート法で形成することが望ましい。

【００３７】薄膜コーティング技術であるスピンコート
法を用いることで、被覆樹脂層５は均一に、かつ精度よ
く形成することができ、従来方法では困難であったイン
ク吐出圧力発生素子２とオリフィス間の距離を短くする
ことができ、小液滴吐出を容易に達成することができ
る。

【００３８】ここで、被覆樹脂層５は、溶解可能な樹脂
層４上にフラットに形成されることが望ましい。これは
次の理由による。すなわち、オリフィス面に凸凹がある
と凹部に不要なインク溜を生じること、被覆樹脂層５に
インク吐出口を形成する際に加工が容易であることであ
る。

【００３９】そこで、被覆樹脂層５をフラットに形成す
る条件を鋭意検討したところ、被覆樹脂の溶剤に対する
濃度が被覆樹脂層５の平滑性の点で非常に重大な要因と
なっていることを見出した。具体的には、スピンコート
時に被覆樹脂を溶剤に対して３０〜７０ｗｔ％の濃度
で、さらに好ましくは４０〜６０ｗｔ％の濃度で溶解さ
せることにより、被覆樹脂層５表面をフラットにするこ
とが可能となる。

【００４０】ここで、被覆樹脂を３０ｗｔ％未満の濃度
で溶解し、スピンコートを行った時には、形成された被
覆樹脂層がパターニングされた溶解可能な樹脂層４にな
らって凸凹を生じてしまう。また、被覆樹脂を７０ｗｔ
％を越える濃度で溶解した場合には、溶液自体が高粘度
になり、スピンコート不能となるか、例え、スピンコー
トできたとしても、その膜厚分布が悪化する。

【００４１】そもそも、スピンコート法により塗布を行
う場合は、塗布剤の粘度を１０〜３０００ｃｐｓとする
必要がある。これは粘度が低過ぎる時には塗布剤が流れ
出してしまい、粘度が高すぎる場合は塗布剤が均等にゆ
きわたってくれないからである。したがって、被覆樹脂
含有溶液の粘度が上述の濃度において所望の粘度となる
ように溶剤を適宜選択することが必要である。

【００４２】また、被覆樹脂５として、上述のいわゆる
ネガ型の感光性材料を用いた場合、通常は基板面からの
反射、およびスカム（現像残渣）が発生する。しかしな
がら、溶解可能な樹脂にて形成されたインク流路上に吐
出口パターンを形成するため、基板１からの反射の影響
は無視でき、さらに現像時に発生するスカムは、後述の
インク流路を形成する溶解可能な樹脂を洗い出す工程
で、リフトオフされるため、悪影響を及ぼさない。

【００４３】固体状のエポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノールＡとエピクロヒドリンとの反応物のうち分子量が
およそ９００以上のもの、含ブロモスフェノールＡとエ
ピクロヒドリンとの反応物、フェノールノボラックある
いは、クレゾールノボラックとエピクロヒドリンとの反
応物、例えば特開昭６０−１６１９７３号公報、特開昭
６３−２２１１２１号公報、特開昭６４−９２１６号公
報、特開平２−１４０２１９号公報等に記載のオキシシ
クロヘキサン骨格を有する多感応エポキシ樹脂等が挙げ
られる。

【００４４】また、上述のエポキシ化合物においては、
好ましくはエポキシ当量が２０００以下、さらに好まし
くはエポキシ当量が１０００以下の化合物が好適に用い
られる。これは、エポキシ当量が２０００を越えると、
硬化反応の際に架橋密度が低下し、硬化物のＴｇもしく
は熱変形温度が低下したり、密着性、耐インク性に問題
が生じる場合があるからである。

【００４５】上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カ
チオン重合開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩、芳
香族スルホニウム塩［Ｊ．ＰＯＬＹＭＥＲＳＣＩ：Ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍＮｏ．５６３８３−３９５（１９
７６）参照］や、旭電化工業株式会社より上市されてい
る商品各ＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。

【００４６】また、上述の光カチオン重合開始剤は、還
元剤を併用し加熱することによって、カチオン重合を促
進（単独の光カチオン重合に比較して架橋密度が向上す
る）させることができる。ただし、光カチオン重合開始
剤と還元剤を併用する場合、常温では反応せず一定温度
以上（好ましくは６０℃以上）で反応するいわゆるレド
ックス型の開始剤系になるように、還元剤を選択する必
要がある。

【００４７】このような還元剤としては、銅化合物、特
に反応性とエポキシ樹脂への溶解性を考慮して銅トリフ
ラート（トリフルオロメタンスルフォン酸銅（ＩＩ））
が最適である。また、アスコルビン酸等の還元剤も有用
である。

【００４８】また、ノズル数の増加（高速印刷性）、非
中性インクの使用（着色剤の耐水性の改良）等、より高
い架橋密度（高Ｔｇ）が必要な場合は、上述の還元剤
を、後述のように前記被覆樹脂層の現像工程後に溶液の
形で用いて被覆樹脂層を浸積及び加熱する後工程によっ
て、架橋密度を上げることができる。

【００４９】さらに、上記組成物に対して必要に応じて
添加剤など適宜添加することが可能である。例えば、エ
ポキシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加
したり、あるいは基板１との更なる密着力を得るため
に、シランカップリング剤を添加することなどが挙げら
れる。

【００５０】次いで、上記化合物から成る感光性被覆樹
脂層５に対して、図４にインク吐出口のパターン露光図
を示すように、マスク６を介してパターン露光を行う。
感光性被覆樹脂層５は、ネガ型であり、インク吐出口を
形成する部分をマスクで遮蔽する（もちろん、電気的な
接続を行う部分も遮蔽する。図示せず）。

【００５１】パターン露光は、使用する光カチオン重合
開始剤の感光領域に合わせて紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ
光、電子線、Ｘ線等から適宜選択することができる。

【００５２】ここで、これまでの工程は、すべて従来の
フォトリソグラフィー技術を用いて位置合わせが可能で
あり、オリフィスプレートを別途作成し基板と張り合せ
る方法に比べて、格段に精度を向上することができる。
こうしてパターン露光された感光性被覆樹脂層５は、必
要に応じて反応を促進するために、加熱処理を行っても
よい。ここで、前述の如く、感光性被覆樹脂層５は、常
温で固体状のエポキシ樹脂で構成されているため、パタ
ーン露光で生ずカチオン重合開始種の拡散は制約を受
け、優れたパターニング精度、形状を実現できる。

【００５３】次いで、パターン露光された感光性被覆樹
脂層５は、適当な溶剤を用いて現像され、図５に被覆樹
脂層の現像基板を示すように、インク吐出口８を形成す
る。ここで、未露光の感光性被覆樹脂層の現像時に同時
にインク流路を形成する溶解可能な樹脂パターン４を現
像することも可能である。ただし、一般的に、基板１上
には複数の同一または異なる形態の記録ヘッドが配置さ
れ、切断工程を経てインクジェット記録ヘッドとして使
用されるため、切断時のごみ対策として、図５に示すよ
うに、感光性被覆樹脂層５のみを選択的に現像すること
により、インク流路を形成する樹脂パターン４を残し
（液室内に樹脂パターン４が残存するため切断時に発生
するごみが入り込まない）、切断工程後に樹脂パターン
４を現像することも可能である（図６流路パターン溶出
図）。また、この際、感光性被覆樹脂層５を現像する時
に発生するスカム（現像残渣）は、溶解可能な樹脂層４
と共に溶出されるためノズル内には残渣が残らない。

【００５４】前述したように架橋密度を上げる必要があ
る場合には、この後、インク流路４及びインク吐出口８
が形成された感光性被覆樹脂層５を還元剤を含有する溶
液に浸積及び加熱することにより、後硬化を行う。これ
により、感光性被覆樹脂層５の架橋密度はさらに高ま
り、基板１に対する密着性及び耐インク性は非常に良好
となる。

【００５５】もちろん、この銅イオン含有溶液に浸積加
熱する工程は、感光性被覆樹脂層５をパターン露光し、
現像してインク吐出口８を形成した直後に行っても一向
に差支えなく、その後で溶解可能な樹脂パターン４を溶
出しても構わない。また浸積、加熱工程は、浸積しつつ
加熱しても構わないし、浸積後に加熱処理を行っても差
支えない。

【００５６】このような還元剤としては、還元作用を有
する物質であれば有用であるが、特に銅トリフラート、
酢酸銅、安息香酸銅など銅イオンを含有する化合物が有
効である。前記化合物の中でも、特に銅トリフラートは
極めて高い効果を示す。さらに、前記以外にアスコルビ
ン酸も有用である。

【００５７】このようにして形成したインク流路及びイ
ンク吐出口を形成した基板１に対して、インク供給のた
めの部材７及びインク吐出圧力発生素子２を駆動するた
めの電気的接合（図示せず）を行って、インクジェット
記録ヘッドが形成される（図７インク供給部を配置した
基板図）。

【００５８】インク吐出口８の形成をフォトリソグラフ
ィーによって行ったが、本発明はこれのみに限定される
ことなく、マスクを変えることによって、酸素プラズマ
によるドライエッチングやエキシマレーザによってもイ
ンク吐出口８を形成することができる。また、エキシマ
レーザやドライエッチングによってインク吐出口８を形
成する場合には、基板１が樹脂パターンで保護されてレ
ーザやプラズマによって傷つくことがないため、精度と
信頼性の高い記録ヘッドを提供することも可能となる。
さらに、ドライエッチングやエキシマレーザ等でインク
吐出口８を形成する場合は、被覆樹脂層５は、感光性の
もの以外にも熱硬化性のものも適用可能である。

【００５９】記録紙の全幅に亘り、同時に記録ができる
フルラインタイプの記録ヘッドとして、さらには記録ヘ
ッドを一体的にあるいは複数個組み合わせたカラー記録
ヘッドにも有効である。

【００６０】また、本発明により記録ヘッドは、ある温
度以上で液化する固体インクにも好適に適用される。

【００６１】以上は、本発明を適用し得る基本的態様を
主体に説明したが、つぎに前記各工程における本発明実
施例について詳述する。

【００６２】（実施例１）まず、図１において、吐出エ
ネルギー発生素子としての電気熱変換素子２（材質Ｈｆ
Ｂ２から成るヒータ）を形成したシリコン基板１上にブ
ラストマスクを設置し、サンドブラスト加工によりイン
ク供給のための貫通口３を形成した。

【００６３】次いで、この基板１上に、溶解可能な樹脂
層４として、ポリメチルイソプロベニルケトン（東京応
化工業（株）社製商品名ＯＤＵＲ−１０１０）１００重
量部に対して、求核性物質としてのエチレンジアミンを
０．１重量部加えた物をＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライ
フィルムとしたものをラミネートにより基板１に転写し
た。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形
成できないため濃縮して用いた。本実施例では、エチレ
ンジアミンを０．１重量部加えたが、パターニング精度
にもよるが０．００１〜２重量部の範囲で有効に用いる
ことができる。０．００１重量部より添加量が少ない時
は、効果がでないし、２重量部より多いときは、流路形
成材の硬化不良がでてくる。

【００６４】次いで、上記のそれぞれを１２０℃にて２
０分間プリベークした後、キヤノン（株）製マスクアラ
イナーＰＬＡ５２０（商品名コールドミラーＣＭ２９
０）にて、インク流路４のパターン露光を行った。露光
は１．５分間、現像はメチルイソブチルケトン／キシレ
ン＝２／１、リンスはキシレンを用いた。この溶解可能
な樹脂で形成されたパターン４は、インク供給口３と電
気熱変換素子２とのインク流路を確保するためのもので
ある（図２）。なお、現像後のレジストの膜厚は１０μ
ｍであった。

【００６５】（樹脂組成物１）名称重量部ＥＨＰＥ−３１５８ダイセル化学（株）製１００Ａ−１８７日本ユニカー（株）製５ＳＰ−１７０旭電化工業（株）製１．５次いで、上記の樹脂組成物１をメチルイソブチルケトン
／キシレン混合溶媒に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピ
ンコートにて感光性被覆樹脂層５を形成した（流路パタ
ーン４上における膜厚１０μｍ、図３）。

【００６６】次いで、前記マスクアライナーＰＬＡ５２
０（ＣＭ２５０）にて、インク吐出口８形成のためのパ
ターン露光を行った（図４）。なお、露光は１０秒、ア
フターベークは６０℃、３０分間行った。

【００６７】次いで、メチルイソブチルケトンで現像を
行い、インク吐出口を形成した。なお、本実施例ではφ
１５μｍの吐出口パターンを形成した。

【００６８】また、前記条件ではインク流路パターン４
は、完全に現像されず残存している。

【００６９】通常、基板１上には、複数の同一または異
なる形状の記録ヘッドが配置されているために、この段
階でダイサー等により切断し、個々のインクジェット記
録ヘッドを得るが、ここでは、前述の通りにインク流路
パターン４が残存しているため、切断時に発生する残渣
（ごみ）がヘッド内に侵入することを防止できる。こう
して得られたインクジェット記録ヘッドは、再び前記Ｐ
ＬＡ５２０（ＣＭ２９０）にて２分間露光し、メチルイ
ソブチルケトン中に超音波を付与しつつ浸積し、残存し
ているインク流路パターン４を溶出した（図６）。

【００７０】次いで、インクジェット記録ヘッドを、１
５０℃、１時間加熱し感光性被覆材料層５を完全に硬化
させる。

【００７１】最後に、図７に、インク供給部材を配置し
た基板図を示すように、インク供給口３にインク供給部
材７を接着して、本発明実施例のインクジェット記録ヘ
ッドが完成する。

【００７２】（実施例２）次いで、別実施例として、基
板１上に溶解可能な樹脂層４としてポリメチルイソプロ
ペニルケトン（東京応化工業（株）社製商品名ＯＤＵＲ
−１０１０）を前記ＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライフィ
ルムとしたものをラミネートにより基板１に転写した。
なお、前記ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形
成できないため濃縮して用いた。そして、エチレンジア
ミン１％アルコール溶液をスピンコートで塗布した。本
実施例では、エチレンジアミン１％アルコール溶液をス
ピンコートしたが、エチレンジアミンは、揮発性が高く
スピンコートした時点で殆ど揮発してしまいＯＤＵＲ−
１０１０表面に薄く残っているに過ぎない。以降は実施
例１と同様にインクジェット記録ヘッドを作裂した。

【００７３】（比較従来例）次いで、比較従来例とし
て、基板１上に、溶解可能な樹脂層４としてポリメチル
イソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵ
Ｒ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライフィル
ムとしたものをラミネートにより基板１に転写した。な
お、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成でき
ないため濃縮して用いた。以降は実施例１と同様にイン
クジェット記録ヘッドを作裂した。

【００７４】このようにして作成した実施例１，２、従
来比較例のインクジェット記録ヘッドを記録装置に装着
し、純粋／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＝７
９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用
いて記録を行なったところ、本実施例では安定な印字が
可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
しかし、前記比較従来例では、印字が乱れた。それぞれ
のヘッドを分解して観察すると、従来例では、流路の一
部に数ｎｍのスカムが観察された。

【００７５】以上、述べたように、本発明実施例によれ
ば、吐出圧発生素子２と、少くとも流路となる部分を専
有する固体層５と、設けられた基体１上に光酸発生触媒
により硬化されるノズル形成部材５を被覆し、露光現像
により吐出口８を形成し、固体層５を除去することによ
りノズルを形成する工程、及び吐出エネルギー発生素子
形成工程を包含する液体噴射記録ヘッドの製造方法にお
いて、この固体層５にアミンに代表される塩基性物質
（求核性の強い物質）が含まれ、またはコーティングす
ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド及びその
製造方法により前記課題を解決できる。

【００７６】また、光酸発生硬化触媒は、光を照射する
カチオンを発生し、これがエポキシ樹脂のエポシキ環を
開環重合させる。しかし、求核性物質（塩基性物質）が
存在すると、エポキシモノマーのプロトン化を阻害する
だけでなく、発生したカチオン重合開始剤と強いイオン
ペアーを形成して、安定な共有結合を形成し、停止反応
を起こす。

【００７７】このため、流路型材と接している部分の流
路形成材料は硬化しないので、スカムは発生しない。

【００７８】本実施例では、求核物質として、エチレン
ジアミンを用いたが、アミンとしてはほとんどのアミン
やアルカリ物質を用いることができる。

【００７９】例えば、アミンとしては、Ａ−１１１０
（日本ユニカー（株）製ｙ−アミノプロピルトリメト
キシシラン）ｍ−キシレンジアミンｐ，ｐ′−ジアミノジフェニルメタンエチレングリコール（３−アミノプロビル）エーテル等
を挙げることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によってもたらされる効果として、インク流路にスカム
ができないため、インク吐出特性が安定し、かつ信頼性
の高いインクジェット記録ヘッドが簡単な手法にて製造
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のインク流路、オリフィス部形成前の
基板の模式的斜視図

【図２】実施例の溶解可能なインク流路パターンを形
成した基板の形成図

【図３】実施例の被覆樹脂層を形成した基板の模式図

【図４】実施例の被覆樹脂層にインク吐出口のパター
ン露光を行っている基板の模式図

【図５】実施例のパターニングされた被覆樹脂層を現
像した基板の模式図

【図６】実施例の溶解可能な流路パターンを溶出した
基板の模式図

【図７】実施例のインク供給部材を配置した基板の模
式図

【符号の説明】

１基板（基体）２インク吐出圧力発生素子３インク供給口４溶解可能な樹脂層で形成されたインク流路５被覆樹脂層６マスク７インク供給部材８インク吐出口（オリフィス）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク吐出圧力発生素子と、少なくとも
液路となる部分を占有する固体層とが設けられた基体上
に、光酸発生触媒により硬化されるノズル形成材料を被
覆し、ノズル形成部材に吐出口を形成し、前記固体層を
除去することによりノズルを形成する工程を包含する液
体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記固体層に、塩基性物質が含まれることを特徴とする
インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】吐出圧発生素子と、少なくとも液路とな
る部分を占有する固体層とが設けられた基体上に、光酸
発生触媒により硬化されるノズル形成材料を被覆し、ノ
ズル形成部材に吐出口を形成し、前記固体層を除去する
ことによりノズルを形成する工程を包含する液体噴射記
録ヘッドの製造方法において、前記固体層の表面に、塩基性物質がコーティングされて
いることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造
方法。
【請求項３】前記塩基性物質がアミン類であることを
特徴とする請求項１，２のいずれか記載のインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】前記被覆する硬化性ノズル形成材料は、
エポキン樹脂のカチオン重合化物であることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれか記載のインクジェット記
録ヘッドの製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか記載の製造
方法により製造されることを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。