JP2008100514A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な流路形状を形成可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法及びそれにより得られるインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】エネルギー発生素子を有する基板と、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材と、を有するインクジェット記録へッドを、前記基板上に、ポジ型感光性樹脂にて前記流路のパターンを設ける工程；前記基板上に、前記パターンを被覆するように前記流路形成部材となるネガ型感光性樹脂の被覆樹脂層を設ける工程；３００ｎｍ以上の波長の光のみで前記被覆樹脂層を露光して、前記吐出口を形成する工程；および前記パターンを除去して前記流路を形成する工程；を有する方法で製造する。ただし、前記パターンは、３００ｎｍより短い波長の光には感度を有し、前記被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対しては、感度をもたない。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録方式に適用可能な記録液滴を発生するインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。

インクジェット記録方式に適用されるインクジェット記録ヘッドは、一般に微細な記録液吐出口（以下、オリフィスと称す）、液流路および該液流路の一部に設けられる液体吐出エネルギー発生部とを備えている。従来、このようなインクジェット記録ヘッドを作製する方法としては、特許文献１に記載されている方法が知られている。

特許文献１に記載の方法では、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成し、該パターンをエポキシ樹脂等で被覆、硬化し、基板を切断した後に、溶解可能な樹脂を溶出除去するものである。該方法によれば、インク流路には溶解可能な樹脂が充填されている状態で、接着、切断が行われるため、インク流路への接着剤の垂れ込みやゴミの混入、インク吐出口の割れ欠けといった上述の問題を防止できるものである。

更なる発展形として、インク流路パターンをポジ型レジストで形成後、光硬化性の樹脂で被覆し、エネルギー発生素子上にノズル（インク吐出口）を光パターニングで形成し、最後にポジ型レジストを溶出してインク流路を形成する製造方法も提案されている。本方法ではインク流路やノズル（インク吐出口）の形成に切断を用いず、フォトリソ技術にて行うので、非常に高精度に加工できる。

一方で、特許文献２に記載のように、エネルギー発生素子が形成された基板上に、インク流路パターンを被覆する被覆樹脂層との密着性を高めるため、熱可塑性の樹脂にて密着向上層パターンを形成することもある。
米国特許第４６５７６３１号明細書 米国特許第６３９０６０６号明細書

ところで、インク流路パターンをポジ型レジストで形成し、最後にこれを溶出除去することによりインク流路を形成する場合、高精度のインク流路を形成するために、インク流路パターンは、型として安定な形状を保っていなければならない。しかしながら、被覆樹脂層をパターニングする際、この樹脂層を光の一部が透過してインク流路パターンを形成しているポジ型レジストが僅かに感光してしまう。結果的にポジ型レジストの一部が化学変化を起こし、型としての形状の安定性が低下し、インク流路の形状精度が悪くなることがある。

また、密着向上層パターンを形成した場合、密着向上層からの反射光によりインク流路パターンが一部低分子化されることもあり、被覆樹脂層の現像時にクラックを発生することもある。このクラックは、稀にオリフィス形状の異常を引き起こすことがあり、出力されるインク滴の吐出方向がばらついたり、吐出されるインク滴が小さかったりと、出力される画像にムラが生じる可能性がある。

近年、インクジェット記録の画質の向上に対する要求から、液滴体積を少なくし、かつインクの着弾精度を高くする必要があり、結果的に流路の形状精度を高くする必要が出てきている。そのため、インク流路パターンが型としての安定性を高くすることが強く求められている。

本発明は、上記の諸点に鑑みなされたものであって、高精度な流路形状を形成可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法及びそれにより得られるインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明の一例は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材と、を有するインクジェット記録へッドの製造方法であって、前記基板上に、ポジ型感光性樹脂にて、前記流路のパターンを設ける工程；前記基板上に、前記パターンを被覆するように前記流路形成部材となるネガ型感光性樹脂の被覆樹脂層を設ける工程；３００ｎｍ以上の波長の光のみで前記被覆樹脂層を露光して、前記吐出口を形成する工程；および前記パターンを除去して前記流路を形成する工程；を有し、前記パターンは、３００ｎｍより短い波長の光には感度を有し、前記被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対しては、感度をもたないインクジェット記録へッドの製造方法である。

また、本発明の一例は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材と、を有するインクジェット記録へッドの製造方法であって、前記基板上に、前記流路の側壁を設ける工程；前記基板上に、前記側壁を被覆するように、ポジ型感光性樹脂を設ける工程；前記ポジ型感光性樹脂を前記基板に向かう方向に研磨して、前記側壁と前記ポジ型レジストとを平坦化する工程；平坦化された前記側壁と前記ポジ型感光性樹脂との上に吐出口形成用樹脂層を設ける工程；前記吐出口形成用樹脂層を露光して、前記吐出口を形成する工程；および前記ポジ型感光性樹脂を除去して前記流路を形成する工程；を有し、前記ポジ型感光性樹脂は、３００ｎｍより短い波長の光には感度を有し、前記吐出口形成用樹脂層を露光するために用いられる光に対しては感度をもたないインクジェット記録へッドの製造方法である。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、高精度な流路形状を形成可能であり、インク着弾精度が高いインクジェット記録ヘッドが得られる。

以下、図面を参照して、本発明を具体的に説明する。

なお、インクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。

さらに、「インク」または「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。

また、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式図である。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子（インク吐出エネルギー発生素子）２が所定のピッチで２列に並んで形成されたＳｉの基板１を有している。基板１には、Ｓｉを異方性エッチングすることによって形成された供給口３が、エネルギー発生素子２の２つの列の間に開口されている。基板１上には、流路形成部材（流路壁）１１によって、各エネルギー発生素子２の対向する位置に設けられた吐出口７と、供給口３から各吐出口７に連通する個別の流路が形成されている。なお、吐出口の位置は、上記のエネルギー発生素子２と対向する位置に限定されるものではない。

このインクジェット記録ヘッドは、吐出口７が形成された面が記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこのインクジェット記録ヘッドは、供給口３を介して流路内に充填されたインクに、エネルギー発生素子２によって発生するエネルギー発生素子が利用され、吐出口７からインク液滴を吐出させ、これを記録媒体に付着させることによって記録を行う。エネルギー発生素子としては、熱エネルギーとして電気熱変換素子（所謂ヒーター）等、力学的エネルギーとして、圧電素子等があるが、これらに限定されるものではない。

図２は、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図であり、図１におけるＡ−Ａ’断面図である。

まず、図２（ａ）に示されるような、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属からなる基板１（基体）が用意される。

基板１は、流路構成部材の一部として機能し、また後述の流路のパターン４および被覆樹脂層５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、特に限定されることなく使用できる。

上記基板１上には、エネルギー発生素子２が所望の個数配置される（図２では２個にて例示）。なお、エネルギー発生素子２には、これら素子を動作させるための制御信号入力用電極（図示せず）が接続されている。また、一般には、エネルギー発生素子２の耐用性の向上を目的として、貴金属などの耐インク性保護層等の各種機能層が設けられる。

以上において、インク供給のための開口部としての供給口３を基板１にあらかじめ設けておく形態を示した。供給口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、何れの方法も使用できる。例えば、ドリル等機械的手段にて形成しても構わないし、レーザー等の光エネルギーを使用しても構わない。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構わない。もちろん、供給口３を基板１に形成せず樹脂パターンに形成して、基板１に対して吐出口と同じ面に設けてもよい。また、予め供給口３を基板１に設けておく必要はなく、後工程で形成してもよい。

次いで、図２（ｂ）に示すように、エネルギー発生素子２が形成された基板１上に、波長３００ｎｍ以上の光に対する感度を持たないポジ型レジスト（ポジ型感光性樹脂）にて、流路のパターン４を形成する。

ポジ型レジスト（ポジ型感光性樹脂）としては、アルカリ溶解性樹脂とキノンジアジド又はナフトキノンジアジド誘導体等との混合物からなるポジ型フォトレジスト；電子線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ、Ｘ線等の電離放射線感光型の光崩壊型レジスト；等が使用できる。アルカリ溶解性樹脂としては、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン等が挙げられる。

また、光崩壊型レジストとしては、以下のものが挙げられる。
ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系高分子化合物；ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリロニトリル等のメタクリル系高分子化合物；ポリブデン−１−スルフォン、ポリメチルペンテン−１−スルフォン等のオレフィンスルフォン系高分子化合物；等。
これらのモノマー単位を複数有する共重合体でもよい。

ただし、本発明において、このポジ型レジストで形成されたパターン４は、３００ｎｍより短い波長の光に感度を有し、後述する被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対する感度を持たないことが重要である。なお、被覆樹脂層を露光するために用いられる光の波長は、３００ｎｍ以上である。

なお、本明細書において、例えば被覆樹脂層を露光するために３００〜４７０ｎｍの波長を含む光を用いた場合に、その光に対する感度を持つこと又は持たないことは、波長３００〜４７０ｎｍの光によるパターニングの可否により判断することができる。具体的には、次の方法により判定する。まず、基板上に、判定するポジ型レジストの層を２０μｍ厚で形成する。次いで、幅１００μｍのライン状の領域に、３００ｎｍ〜４７０ｎｍの光のうち、２０ｎｍごとの波長域の光を照射する。２０ｎｍごとの波長域の光のそれぞれにおいて、積算光量５００ｍＪとなるように照射する。そして現像及びリンス処理をする。そして、各波長ごとの光の照射によってもポジ型レジストの層の露光箇所に露光による膜減りが見られない場合、「被覆樹脂層を露光するために用いられる３００ｎｍ以上の光に対する感度を持たない」とする。また、いずれかの波長の光によりポジ型レジストの層に完全又は不完全なパターンが形成されている、または膜減り等が見られる場合、「被覆樹脂層を露光するために用いられる３００ｎｍ以上の光に対する感度を持つ」と判定する。それよりも長波長の波長の光は、通常のポジ型感光性樹脂は吸収をもたないか、または、吸収をもったとしてもエネルギーが弱いので、型材は感光することはないとすることができる。

例えば、ポリメチルメタクリレートや、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体等のＭＭＡ単位を有する重合体のように、元々波長３００ｎｍ以上の光に感度を持たない材料であれば、そのまま用いることができる。

また、例えば、ポリメチルイソプロペニルケトンのような３００ｎｍ以上の波長の光に感度を持つ材料の場合は、その材料が感度を持たない波長の光を用いて、被覆樹脂層を露光すればよい。または、波長３００ｎｍ以上の光を吸収する紫外線吸収剤を添加して、被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対して不感にしたものを用いることができる。ＵＶ吸収剤としては、以下が上げられる。
２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等。

ＵＶ吸収剤の添加量は、被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対して不感になる量であればよいが、例えば、ポジ型レジスト中に０．１〜５．０重量％程度添加することができる。

上記のようなポジ型レジストを用いて、エネルギー発生素子が形成された基体上にポジ型レジスト層を形成し、パターニングして流路のパターンとする。ポジ型レジスト層の厚さは、通常５〜３０μｍとする。ポジ型レジストのパターニングは、例えば、所望のパターンが描かれたマスクを介して、ＤｅｅｐＵＶ露光機からＤｅｅｐＵＶ光を照射することで行うことができる。

ポジ型レジストの層を形成する方法としては、あらかじめ供給口３を設けた基板１を使用する場合には、別途作製したポジ型レジストのドライフィルムをラミネートして形成することが好ましい。ドライフィルムは、ポジ型レジストを適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴなどのフィルム上の塗布、乾燥することで作製することができる。さらにこの場合は、ポジ型レジストとして、被覆性が高く、供給口３上にもラミネート可能な高分子化合物を含む材料、具体的には、電子線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ、Ｘ線電離放射線による分解型のポジ型レジストを使用することが好ましい。また、基板１に形成されている供給口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、ロールコート法等のソルベントコート法でポジ型レジストの層を形成することもできる。この場合には、前記のどの材料を用いても構わない。

次いで、このように流路のパターン４が形成された基板１上に、図２（ｃ）に示すように、ネガ型感光性樹脂にて、被覆樹脂層５を形成する。なお、このネガ型感光性樹脂で形成された被覆樹脂層５は、３００ｎｍ以上の波長の光に感度を持つ。

ここで、ポジ型レジストで形成された流路のパターン４は、一般的に極性溶剤に可溶である。そこで、被覆樹脂層５を形成する樹脂を、トルエン、キシレンなどの非極性溶剤に溶解して、ソルベントコートを行えば、流路のパターン４になんら影響を与えることなく、被覆樹脂層５を形成することができる。被覆樹脂層５を形成するネガ型感光性樹脂としては、光カチオン重合性樹脂が挙げられる。

ここで使用する光カチオン重合性樹脂に対しては、波長３００ｎｍ以上の光に対して増感するための増感剤を含む光カチオン重合性樹脂が使用できる。例えば、エポキシ樹脂に、光カチオン重合開始剤及び増感剤を配合したものが挙げられる。カチオン重合は連鎖移動反応であり、いったん反応が開始されれば、比較的低温、短時間で高い架橋密度（ガラス転移点）の硬化物を得ることが可能となる。

エポキシ樹脂としては、従来公知のものが使用できる。例えば、ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業製）、エピコート１１１０（ジャパンエポキシレジン社製）、エポンＳＵ−８（シェル社製）が挙げられる。

光カチオン重合開始剤としては、従来より公知のものが使用できる。例えば、芳香族ヨウドニウム塩、芳香族スルホニウム塩が挙げられる。和光純薬工業より上市されているＷＰＩ−１１３（商品名）等が挙げられる。芳香族スルホニウム塩としては、以下が挙げられる。チバガイギー社より上市されているイルガキュアー２６１（商品名）、旭電化工業より上市されているアデカオプトマーＳＰ−１７０、アデカオプトマーＳＰ−１７２、アデカオプトマーＳＰ−１５０（以上商品名）、ＤＯＷより上市されているｃｙｒａｃｕｒｅ ＵＶＩ６９９０（商品名）。中でも、アデカオプトマーＳＰ−１７０及び／又はアデカオプトマーＳＰ−１７２（以上商品名）が好ましい。これらの光カチオン重合開始剤は、紫外線の照射によりカチオン重合を開始するものである。

また、上述の光カチオン重合開始剤は、還元剤を併用することで、加熱によりカチオン重合を促進することができる。具体的には、単独の光カチオン重合と比較して、架橋密度を高めることができる。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ことが好ましい。このような還元剤としては、銅トリフラート等の銅化合物が適する。また、アスコルビン酸等の還元剤も有用である。

増感剤としては、従来より公知のものが使用できるが、光カチオン重合開始剤との組合せが重要である。例えば、光カチオン重合開始剤として、アデカオプトマーＳＰ−１７０、アデカオプトマーＳＰ−１７２、アデカオプトマーＳＰ−１５０（以上商品名、旭電化工業社製）などが市販されている。芳香族スルフォニウム塩を使用する場合は、アントラセン誘導体が好ましい。アントラセン誘導体としては、旭電化工業より上市されているアデカオプトマーＳＰ−１００（商品名）が挙げられる。

また、これら光カチオン重合性樹脂には、必要に応じて添加剤等を添加することが可能である。例えば、硬化物の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加したり、基板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したりすることなどが挙げられる。

なお、被覆樹脂層の厚さは、流路のパターン上で、通常１０〜２００μｍが好適である。

次に、図２（ｄ）および（ｅ）に示すように、３００ｎｍ以上の波長の光のみで前記被覆樹脂層５を露光し、その後有機溶剤等を用いて現像して、吐出口７を形成する。

被覆樹脂層５の露光は、例えば、所望のパターンが描かれたマスク６を介して、ｉ線露光機からｉ線（波長：３６５ｎｍ）を照射することで行うことができる。ｉ線以外にも、Ｇ線等を利用することができる。また、光源から放たれる光に対して波長３００ｎｍ以下をカットするフィルターを用いてもよい。この時、３００ｎｍ以上の波長の光のみで露光するので、被覆樹脂層の下に位置するポジ型レジストは化学変化を起こさない。被覆樹脂層は、３００ｎｍ以上の波長の光に対する感度を持つ光カチオン重合性樹脂で形成されているので、当該波長の光で有効に硬化する。３００ｎｍ以上の波長の光の中でも、ｉ線のように３５０ｎｍ以上の波長の光のみを用いて露光することも好適である。例えば、一般的なポジ型レジストとしては、３３０ｎｍ程度の波長の光には感度を有するものがあるが、３５０ｎｍ以上の波長の光には感光を持たないものが多い。そのため、被覆樹脂層を３５０ｎｍ以上の波長の光のみで露光することにより、ポジ型レジストの選択の幅が広がるというメリットを有する。また、ポジ型レジストに紫外線吸収剤を添加する必要がなくなるというメリットを得ることもできる。

なお本発明でいうところのｉ線を照射するとは、波長３６５±１０ｎｍのレンジの光のみを対象物に照射することを言う。

その後、図２（ｆ）に示すように、溶剤によって流路のパターン４を形成するポジ型レジストを溶出することで、流路８とする。溶出は、基板を溶剤に浸漬したり、溶剤をスプレーにて吹きつけたりすることによって、容易に行われる。また、超音波等を併用すれば、さらに溶出時間を短縮できる。

最後に、図２（ｇ）に示すように、必要に応じてインクの供給部材９およびエネルギー発生素子２を駆動するための電気的接合を行って、インクジェット記録ヘッドが形成できる。

本発明は、インクジェット記録ヘッドの中でも、ＵＳＰ６１５５６７３に記載があるようなインクジェット記録ヘッドにおいて優れた効果をもたらす。前記公報に記載のインクジェット記録ヘッドでは、エネルギー発生素子（電気熱変換素子）に記録情報に対応して情報信号を引加し、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る。そして、その熱エネルギーにより、インク内に気泡を形成させ、この気泡を外気と連通させてインク液滴を吐出させることで、インク液滴の体積や速度を安定化し、高品位な画像を得ることができる。前記公報記載の方法においては、電気熱変換素子とオリフィスとの距離が、その吐出体積をほぼ決定するため、本発明のごとく電気熱変換素子とオリフィスとの距離を正確に、また再現良く設定できる方法が最適である。また、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インクジェット記録ヘッドとして、さらにはインクジェット記録ヘッドを一体的にあるいは複数組み合わせたカラー印刷用のインクジェット記録ヘッドにも有効である。

本発明では、パターンを形成する前に、基板上に、紫外線吸収剤と熱可塑性の樹脂とで形成される密着向上層を形成することができる。図３は、密着向上層１０を形成した基板１の一例の概略図である。通常は、熱可塑性の樹脂にて被覆樹脂層５との密着性を高めるための密着向上層１０を形成する。なお、熱可塑性の樹脂の代わりに熱硬化型の樹脂を用いることもできる。

本発明者は、前述した密着向上層のパターンを形成した場合の課題を解決すべく鋭意研究した結果、密着向上層に紫外線吸収剤を添加することで、密着向上層からの反射光を低減できることを見出した。すなわち、密着向上層に紫外線吸収剤を添加することで、流路のパターンの低分子化、及びそれに伴う被覆樹脂層のクラック発生を抑制することができ、所望の安定した吐出が可能なインクジェット記録ヘッドが得られる。

密着向上層を形成する熱可塑性の樹脂としては、従来公知のものが使用できる。例えば、ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂等を使用できる。

密着向上層に添加する紫外線吸収剤としては、被覆樹脂層のカチオン重合を阻害しないよう塩基性でないものが好ましい。例えば、２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどが挙げられる。ただし、この例示以外のものであっても、本発明の主旨を逸脱しないものであれば使用できる。

密着向上層における紫外線吸収剤の含有量は、熱可塑性の樹脂に対して１重量％以上１０重量％以下が好ましい。紫外線吸収剤の含有量が１質量％未満であると、紫外線吸収剤の添加効果が得られない場合がある。また、紫外線吸収剤の含有量の上限に関しては、密着向上層の機能を損なわない程度であれば良い。

また本発明は、上記した形態以外にも、以下のような形態のインクジェット記録ヘッドの製造方法にも適用できる。

図４は、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図であり、図２と同様の断面で見た断面図である。

図４（ａ）に示すように、エネルギー発生素子２が形成された基板１上に流路形成部材１１となる部材のうち側壁部分１１ａを先に形成した後に、図４（ｂ）に示すようにポジ型レジスト１２を、側壁部分１１ａを被覆するように形成する。このときポジ型レジスト１２に用いられる材料は前述したように、３００ｎｍより短い波長の光に感度を有し、後述する吐出口形成用樹脂層を露光するために用いられる光に対して感度を持たないものである。

次いで、側壁１１ａが露出するまで、ポジ型レジスト１２を基板に向かって、側壁１１ａの上面が露出するまで研磨する。そしてこの工程により、図４（ｃ）に示すように、側壁１１ａとポジ型レジスト１２とを平坦化する。このとき研磨の方法としては、例えばＣＭＰ（化学機械的研磨）工程を用いることができる。

次いで、図４（ｄ）に示すように、側壁１１ａとポジ型レジスト１２との上に、流路形成部材１１のうちの吐出口を形成する部分となる吐出口形成用樹脂１１ｂを形成する。吐出口形成用樹脂１１ｂとしては、図２（ｃ）を用いて説明したような３００ｎｍ以上の波長の光に対する感度を持つ光カチオン重合性樹脂である。

そして、吐出口形成用樹脂５ｂを露光し、図４（ｅ）に示すように、吐出口７を形成する。この吐出口７を形成するときの露光方法は、図２（ｄ）を用いて説明したように３００ｎｍ以上の波長の光のみ（例えばｉ線）を用いて露光する。

次いで、基板１に供給口３を形成し、ポジ型レジスト１２を除去し、図４（ｆ）に示すインクジェット記録ヘッド３を製造することができる。

以下、本発明の実施例を示す。

（実施例１〜４）
本実施例では、前述した操作手順（図２（ａ）〜（ｇ））に準じて、インクジェット記録ヘッドを作製した。

まず、エネルギー発生素子２としての電気熱変換素子（材質ＨｆＢ₂からなるヒーター）を形成したガラス基板１上に、ＹＡＧレーザーによって供給口３となる貫通穴を開けた（図２（ａ））。

この基板１上にポジ型レジストの層として、ポリメチルメタクリレートをＰＥＴ上に塗布、乾燥してドライフィルムとしたものを、ラミネートにより転写した。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした後、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（商品名、コールドミラー：ＣＭ２９０使用）にて流路のパターン４を形成するパターン露光を行った。露光は１．５分間行い、現像にはメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１（質量比）、リンスにはキシレンを用いた。流路のパターン４は、供給口３とエネルギー発生素子２とを連通する流路を確保するためのものであり、流路となる領域に流路のパターン４を残存せしめた（図２（ｂ））。なお、現像後の流路のパターン４の膜厚は、１２μｍであった。

次いで、表１（実施例１）又は表２（実施例２）に記載する組成物をキシレン／メチルイソブチルケトン混合溶媒に溶解し、スピンコートにて被覆樹脂層５を形成した（図２（ｃ））。次に、ＭＰＡ６００（商品名、キヤノン製）に３００ｎｍ以下の波長の光をカットするフィルターを装着したマスク６を用いて積算光量５００ｍＪで露光し（図２（ｄ））、９０℃３分ベークを行った。なお、被覆樹脂層５は、流路のパターン４上で１２μｍの厚さとなるように調整された。次いで、被覆樹脂層５に対してＣＤＳ６３０（商品名、キヤノン製）を用いてＭＩＢＫ／キシレン３／２（質量比）混合溶媒にて現像を行って、吐出口７を形成した（図２（ｅ））。

次いで、流路のパターン４を形成しているポジ型レジストを溶解除去するため、ＰＬＡ−５２０（商品名、コールドミラー：ＣＭ２９０使用）にて２分間全面露光した。その後、メチルイソブチルケトン中に浸漬し、超音波洗浄器にて超音波を付与することで、ポジ型レジストを溶出して流路８を形成した（図２（ｆ））。

最後に、供給口３に供給部材９を接着してインクジェット記録ヘッドを作製した（図２（ｇ））。

実施例３及び４では、流路のパターン４を形成するポジ型レジストとして、ポリメチルプロペニルケトンにＵＶ吸収剤（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン）を３重量％を添加したものを用いて、インクジェット記録ヘッドを作製した。それ以外は、それぞれ実施例１及び２と同様である。

このようにして作製したインクジェット記録ヘッドを記録装置に装着し、純水／グリセリン／ダイレクトブラック１５４（水溶性黒色染料）＝６５／３０／５（質量比）からなるインクを用いて記録を行ったところ、着弾精度が良い安定な印字が可能であった。

（比較例１及び２）
実施例１及び２と異なる点として、被覆樹脂層形成材料として、表１及び表２に記載する組成物から増感剤除いた組成物を用い、吐出口形成の露光時に波長３００ｎｍ以下をカットするフィルターを用いず、３００ｎｍ以上の光も照射した。それ以外は、それぞれ実施例１及び２と同様にしてインクジェット記録ヘッドを作製した。

このようにして作製したインクジェット記録ヘッドを記録装置に装着し、実施例１〜４で使用したインクを用いて記録を行ったところ、着弾精度が良くない印字になる場合があった。次いで、そのような比較例１及び２のノズル部を切断して解析を行ったところ、流路の内壁が滑らかでなく、一部極微小な突起なども観察された。

本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図であり、密着向上層を形成した基板の模式図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ エネルギー発生素子（インク吐出エネルギー発生素子）
３ 供給口
４ パターン
５ 被覆樹脂層
６ マスク
７ 吐出口
８ 流路
９ 供給部材
１０ 密着向上層
１１ 流路形成部材（流路壁）
１１ａ 側壁部分
１１ｂ 吐出口形成樹脂
１２ ポジ型レジスト

Claims (10)

1. インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材と、を有するインクジェット記録へッドの製造方法であって、
   前記基板上に、ポジ型感光性樹脂にて、前記流路のパターンを設ける工程；
   前記基板上に、前記パターンを被覆するように前記流路形成部材となるネガ型感光性樹脂の被覆樹脂層を設ける工程；
   ３００ｎｍ以上の波長の光のみで前記被覆樹脂層を露光して、前記吐出口を形成する工程；および
   前記パターンを除去して前記流路を形成する工程；
   を有し、前記パターンは、３００ｎｍより短い波長の光には感度を有し、前記被覆樹脂層を露光するために用いられる光に対しては、感度をもたないインクジェット記録へッドの製造方法。
2. 前記ポジ型感光性樹脂が、ＭＭＡ（メチルメタクリレート）単位を有する重合体を含有する請求項１に記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
3. 前記パターンが、波長３００ｎｍ以上の光を吸収する紫外線吸収剤を含む請求項１または２に記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
4. 被覆樹脂層が、光カチオン重合開始剤として芳香族スルホニウム塩を含み、かつ３００ｎｍ以上の波長の光に対する増感剤としてアントラセン誘導体を含む光カチオン重合性樹脂により形成される請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
5. 前記被覆樹脂層を露光するために用いられる光はｉ線である請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
6. 前記パターンを形成する前に、前記基板上に、紫外線吸収剤と熱可塑性の樹脂とで形成される密着向上層を形成する工程を有する請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
7. 前記密着向上層における前記紫外線吸収剤の含有量は前記熱可塑性の樹脂に対して１重量％以上１０重量％以下である請求項６に記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
8. 前記熱可塑性の樹脂は、ポリエーテルアミド樹脂である請求項６または７に記載のインクジェット記録へッドの製造方法。
9. インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材と、を有するインクジェット記録へッドの製造方法であって、
   前記基板上に、前記流路の側壁を設ける工程；
   前記基板上に、前記側壁を被覆するように、ポジ型感光性樹脂を設ける工程；
   前記ポジ型感光性樹脂を前記基板に向かって研磨して、前記側壁と前記ポジ型レジストとを平坦化する工程；
   平坦化された前記側壁と前記ポジ型感光性樹脂との上に吐出口形成用樹脂層を設ける工程；
   前記吐出口形成用樹脂層を露光して、前記吐出口を形成する工程；および
   前記ポジ型感光性樹脂を除去して前記流路を形成する工程；
   を有し、前記ポジ型感光性樹脂は、３００ｎｍより短い波長の光には感度を有し、前記吐出口形成用樹脂層を露光するために用いられる光に対しては感度をもたないインクジェット記録へッドの製造方法。
10. 前記吐出口形成用樹脂層を露光するために用いられる光はｉ線である請求項９に記載のインクジェット記録へッドの製造方法。

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