JP2021088097A

JP2021088097A - 液体吐出ヘッド

Info

Publication number: JP2021088097A
Application number: JP2019219003A
Authority: JP
Inventors: 博樹木原; Hiroki Kihara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2021-06-10

Abstract

【課題】信頼性が高い液体吐出ヘッドを提供すること。【解決手段】液体吐出口及びエネルギー発生素子を有する素子基板、素子基板を支持する支持部材、電気配線部材、電気接続部、並びに電気接続部を封止するための封止部材を備えた液体吐出ヘッドであって、封止部材がエポキシ樹脂、硬化剤、シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂを含有する封止材の硬化物であり、シリカ微粒子Ａが平均粒径０．１μｍ以上６０μｍ以下であり、１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤による表面処理物であり、シリカ微粒子Ｂが、平均粒径８ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルによる表面処理物であることを特徴とする液体吐出ヘッド。【選択図】図２

Description

本開示は、吐出口からインクなどの液体を吐出するための液体吐出ヘッドに関する。

インクジェットヘッドに代表される液体吐出ヘッドによる記録方式は、インクなどの液体に熱エネルギーや振動エネルギーを与え、インクを微小な液体（液滴）として吐出口より吐出し、被記録媒体上に画像等を形成するものである。
この種の液体吐出ヘッドの製造方法としては、特許文献１に記載されている方法がある。まずシリコン基板上に吐出エネルギー発生素子と、吐出エネルギー発生素子に電力を供給するための配線導体を設ける。そして、その配線導体に保護膜を設けた後、インク流路及びインク吐出口をレジストによりパターニングする。次に、シリコン基板の裏面側から吐出エネルギー発生素子部へインクを供給するための貫通孔（インク供給口）をシリコン基板にあける。
そして、この記録素子基板をアルミナなどの支持プレートに張り付け、記録素子基板と電気配線部材を電気的に接合する。
次に、記録素子基板の周囲にチップ周囲封止材を塗布する。その上から電気接続部を封止するＩＬＢ（ｉｎｎｅｒｌｅａｄｂｏｎｄｉｎｇ）封止材の塗布を行い、硬化させる。

特開２００５−１３２１０２号公報特開２０１５−１０５３０４号公報特開２０１２−０５７００２号公報

上述のＩＬＢ封止材は、電気接続部にインクが達しないよう封止するためのものである。該ＩＬＢ封止材の重要な特性として以下の二点が挙げられる。
一点目は、電気接続部を有するシリコン基板や電気配線部材を封止するための、低線膨張性である。シリカフィラーは無機物であるため、線膨張係数が小さく、有機物である封止材に充填すればするほど、線膨張を低減することができる。
例えば、低線膨張性を付与するためには、平均粒径が１μｍ〜１００μｍのフィラーを添加するとよい。
二点目は、封止材の中にインクが浸透することに鑑み、電気接続部までの封止厚みを稼ぐことである。そのため、チキソ性を有した材料を用いるとよい。
例えば、チキソ性を付与するためには、平均粒径が１００ｎｍ以下の粒径をもつフィラーを添加するとよい。

特許文献２では、平均粒径１０ｎｍ〜１００ｎｍのシリカフィラー（Ｃ成分）０．１質量％〜１０質量％と、０．３μｍ〜５μｍのシリカフィラー（Ｄ成分）４０質量％〜７５質量％を有し、シリカフィラー（Ｄ成分）がシランカップリング剤で表面処理されている半導体封止材が開示されている。
該半導体封止材を液体吐出ヘッドの封止材として用いた場合、シリカが非常に高充填され、低線膨張性を有しており、シリコン基板や電気配線部材を封止するために適していると思われる。
一方、特許文献２では、低粘度化やブリードをさらに改善するために、シリカフィラー
（Ｄ成分）の表面がシランカップリング剤で表面処理することが記載されている。該シランカップリング剤としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、又は、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミンのいずれか一つが用いられている。
しかしながら、耐インク性を確認するために、インクに浸漬すると、シリカフィラーと樹脂の界面の密着性が低く、その界面をインクが通ることが確認された。具体的には、一つのシリカフィラーと樹脂の界面からその隣のシリカフィラーと樹脂の界面へと順にインクが走り、最終的には、電気接続部までインクが達することがわかった。

特許文献３では、チキソ性を発現させるため、四塩化珪素を酸水素炎中で高温加水分解させて得られるヒュームドシリカが挙げられている。その中でも、疎水性シリカであれば、特に限定されることなく、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルポリシロキサンなどで表面処理したものが使用可能とされている。
しかしながら、液体吐出ヘッドの封止材として用いると課題が二点出てくる。
液体吐出ヘッドに用いる封止部材は耐インク性の高いエポキシ樹脂が用いられることが多い。
当該シリカをエポキシ樹脂、硬化剤と混合混練し、ＩＬＢ封止材とした場合、一点目の課題として、塗布した後の形状保持性が挙げられる。
エポキシ樹脂との相性からチキソ性が発現できるシリカフィラーが絞られる。
二点目の課題として、分散性が挙げられる。
平均粒径が小さいものを使えば使うほど、形状保持性を発現しやすい。しかしながら、平均粒径が小さいものを使えば使うほど、プラネタリーミキサーやディスパーでは混合が不十分となりやすく、均一分散しにくくなる。分散の均一性が低下すると、チキソ性が高い領域、低い領域ができ、塗布時に凹凸ができやすい。その結果、所定の塗布高さよりも高い領域や低い領域ができやすい。液体吐出ヘッドは、紙などメディアと近接するため、封止部が高くなると、メディアと接触する恐れがある。
本開示は、上記課題を解決し、信頼性を向上させるものである。

本開示の一態様によれば、
液体を吐出する吐出口及び該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する素子基板と、
該素子基板を支持する支持部材と、
該エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材と、
該素子基板と該電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部と、
該電気接続部を封止するための封止部材と、
を備えた液体吐出ヘッドであって、
該封止部材が、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂを含有する封止材の硬化物であり、
該シリカ微粒子Ａが、平均粒径０．１μｍ以上６０μｍ以下であり、かつ１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤によって表面処理された表面処理物であり、
該シリカ微粒子Ｂが、平均粒径８ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、かつ炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルによって表面処理された表面処理物である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドが提供される。

本開示によれば、信頼性が高い液体吐出ヘッドを提供することができる。

液体吐出ヘッドの一例の斜視図。図１のＢ−Ｂ’断面における素子基板長手方向端部の断面拡大図。封止部材により電気接続部を封止する工程を説明する模式図。

以下に図面を参照して、この開示を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、開示が適用される部材の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この開示の範囲を以下の形態に限定する趣旨のものではない。
また、本開示において、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ〜ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
また、数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。

以下に、封止材により電極部を保護する液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドに本開示の封止部材を用いて電極部を封止する場合の実施形態を説明する。
また、特に断りがない限り、塗布時、硬化前のもの、又は組成物を表すものを封止材とし、接合部材として液体吐出ヘッドの一部に組み込まれたもの、又は硬化後のものを封止部材とする。

図１は、液体吐出ヘッドの一例の斜視図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ’面における素子基板の長手方向端部の断面拡大図である。

インクジェットヘッドＨ１０００は、素子基板Ｈ１１００を有している。素子基板Ｈ１１００は、その表面に液体を吐出する吐出口（不図示）と、インクなどの液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子（不図示）とを有する。また、エネルギー発生素子を駆動するための電子回路素子（不図示）が形成されている。
素子基板Ｈ１１００の表面に設けられている駆動電極Ｈ１１０２は、素子基板Ｈ１１００に対して、電気制御信号と駆動信号を供給する電気配線部材Ｈ１３００が有する接続電極Ｈ１３０２と電気的に接続されている。
素子基板Ｈ１１００は、エネルギー発生素子へと連なる流路に、例えば、インクを供給するインク供給口を有する。

素子基板Ｈ１１００は、支持部材Ｈ１２００に支持され、第１の接着部材Ｈ１４０１により固定されている。また、エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材Ｈ１３００は第２の接着部材Ｈ１３０１により支持部材Ｈ１２００に固定接合されている。
駆動電極Ｈ１１０２及び接続電極Ｈ１３０２を有する電気接続部は、第１の封止部材Ｈ１５００及び第２の封止部材Ｈ１５０１で封止され、インクから保護されている。
このとき、第１の封止部材Ｈ１５００に、例えば、本開示の封止部材を用いることができる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、第１の封止部材により電気接続部を封止する工程を説明する模式図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、インクジェットヘッドＨ１０００の表面を示している。
図３（ａ）は、支持部材Ｈ１２００に、素子基板Ｈ１１００と電気配線部材Ｈ１３００が接着剤（不図示）により貼りつけられ、接続電極Ｈ１３０２と駆動電極Ｈ１１０２（不図示）が接続された状態である。

図３（ｂ）は、第２の封止部材Ｈ１５０１を塗布した状態である。接続電極Ｈ１３０２の上側から塗布をする。
図３（ｃ）は、第２の封止部材Ｈ１５０１の上に、第１の封止部材Ｈ１５００を構成する封止材を塗布した状態である。その後、第１の封止部材を構成する封止材の組成にもよるが、例えば、１５０℃で３時間、熱硬化を実施するとよい。

次に、封止部材について説明する。
該封止部材は、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂを含有する封止材の硬化物である。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、脂環式エポキシ樹脂、芳香族エポキシ樹脂、及び脂肪族エポキシ樹脂からなる群より選ばれた少なくとも一の樹脂を用いることができる。
脂環式エポキシ樹脂としては、以下のものが挙げられる。
少なくとも１個の脂環式環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル；シクロヘキセン、シクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイド構造含有化合物及びシクロペンテンオキサイド構造含有化合物；ビニルシクロヘキサン構造を有する化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるビニルシクロヘキサンオキサイド構造含有化合物。

具体的には以下のものが挙げられる。
水素添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキシル−３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−２−エチルヘキシル。

芳香族エポキシ樹脂としては、以下のものが挙げられる。
少なくとも１個の芳香族環を有する多価フェノール、及びそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル。例えば、ナフタレン環を含む多価フェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、及びそのアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル；エポキシノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラックジグリシジルエーテル；ビスフェノールＦノボラックジグリシジルエーテル。

脂肪族エポキシ樹脂としては、以下のものが挙げられる。
脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル；脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル；脂肪族長鎖不飽和炭化水素を酸化剤で酸化することによって得られるエポキシ含有化合物；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのホモポリマー；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレ
ートのコポリマー。具体的な化合物として、以下のものが挙げられる。
１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル、ジペンタエルスリトールのヘキサグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテルなどの多価アルコールのグリシジルエーテル；プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに１種又は２種以上のアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル；脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル；脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル；フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、及びこれらにアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル；高級脂肪酸のグリシジルエステル；エポキシ化大豆油；エポキシステアリン酸オクチル；エポキシステアリン酸ブチル；エポキシ化アマニ油。

また、封止材の樹脂成分として、本開示の効果を損なわない程度に、上記エポキシ樹脂以外に、アクリル樹脂、スチレン樹脂、及びこれらの変性体などを用いてもよいが、分子内にエポキシ基をもつ樹脂は、耐薬品性に優れるため、好ましい。

硬化剤としては、上記樹脂成分を硬化できるものであればいずれも使用でき、具体的にはアミン系硬化剤、及び、酸又は酸無水物系硬化剤が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、以下のものが挙げられる。
脂肪族アミンとして、エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ジプロピレンジアミン（ＤＰＤＡ）、ジエチルアミノプロピルアミン（ＤＥＡＰＡ）、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）。
環状アミンとして、メンセンジアミン（ＭＤＡ）、インフォロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ビス（４−アミノ−３−メチルジンクロヘキシル）メタン、ジアミノジンクロヘキシルメタン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、３，９ビス（３−アミノプロピル）２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン。
脂肪族芳香族アミンとして、ｍ−キシレンジアミン。
芳香族アミンとして、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ポリアミノアミド。

酸及び酸無水物系硬化剤としては、以下のものが挙げられる。
脂肪族酸無水物として、ドデセニル無水コハク酸（ＤＤＳＡ）、ポリアジピン酸無水物（ＰＡＤＡ）、ポリアゼライン酸無水物（ＰＡＰＡ）、ポリセバシン酸無水物（ＰＳＰＡ）、ポリ（エチルオクタデカンニ酸）無水物（ＳＢ−２０ＡＨ）、ポリ（フェニルヘキサデカンニ酸）無水物（ＳＴ−２ＰＡＨ）。
脂環式酸無水物として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（Ｍｅ−ＴＨＰＡ）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（Ｍｅ−ＨＨＰＡ）、無水メチルハイミック酸（ＭＨＡＣ）、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（ＴＡＴＨＰＡ）、メチルシクロヘキセンカルボン酸（ＭＣＴＣ）。
芳香族酸無水物として、無水フタル酸（ＰＡ）、３又は４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物（ＢＴＤＡ）、エチレングリコールビストリメリテート（ＴＭＥＧ）。
ハロゲン系酸無水物として、無水ヘット酸（ＨＥＴ）、テトラブロモ無水フタル酸（Ｔ
ＢＰＡ）。
その他として、エポキシ樹脂中の水酸基を架橋点とするレゾール型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、ブロックイソシアネート系などがある。
以上に含まれなくともエポキシ樹脂の硬化剤として使用されているものであればいずれでも使用可能である。
加えて、硬化剤が樹脂成分（主材）又は同種の樹脂に包まれているもの、又は主材が硬化剤に包まれていて、硬化時の熱により包材が溶けて硬化剤と主材の硬化が始まるアミンアダクト、エポキシアダクトタイプのものなどでも可能である。
硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５０質量部以上２００質量部以下にするとよい。

シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂは、例えば、球状や不定形のもの、溶融シリカや結晶シリカなどを用いることができるが、特に球状溶融シリカが他に比べ、充填性や流動性の観点で好ましい。
封止材は、粒径の異なる２種類のシリカフィラー、すなわち、シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂを含有する。

まず、粒径が大きいシリカフィラー、すなわち、シリカ微粒子Ａについて述べる。
シリカ微粒子Ａは、平均粒径０．１μｍ以上６０μｍ以下である。該シリカ微粒子Ａの平均粒径は、０．５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましい。
なお、本開示において、平均粒径は、メジアン径（Ｄ５０）であり、レーザー回折散乱式粒度分布計、又は、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）によって測定された値である。
シリカ微粒子Ａ又は後述するシリカ微粒子Ｂを単独で入手できる場合は、これらを単独で測定するとよい。また、封止部材を加熱処理することで、樹脂などの有機物などを分解し、シリカ微粒子Ａや後述するシリカ微粒子Ｂを分離した後に上記手法で平均粒径を測定することも可能である。

封止材中のシリカ微粒子Ａの含有量は、線膨張低減効果の観点から、３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以上７０質量％以下であることがより好ましく、４０質量％以上６５質量％以下であることがさらに好ましい。

シリカ微粒子Ａは、１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤によって表面処理された表面処理物である。
シランカップリング剤により表面処理されることにより、シリカ微粒子Ａは、耐インク浸透性が顕著に向上する。
シリカ微粒子Ａの表面処理剤としては、１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤であれば、特に限定されない。
具体的には、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
上市品としては、ＫＢＭ−６０２、ＫＢＭ−６０３、ＫＢＭ−９０３、ＫＢＥ−９０３、ＫＢＭ−５７３（以上、信越化学工業株式会社）、Ａ−１１００、Ａ−１１１０、Ａ−１１２０、Ａ−２１２０、Ｙ−９６６９（以上、モメンティブパフォーマンスマテリアルズインク）などが挙げられる。
これらのうち、好ましいのは、１級アミノ基を有するシランカップリング剤である。
また、シリカ微粒子Ａの表面処理における表面処理剤の添加量は、未処理のシリカ微粒
子１００質量部に対して、０．５質量部以上２．０質量部以下にするとよい。

シリカ微粒子Ａのシランカップリング剤による処理方法は、特に限定されず、公知の方法を用いるとよい。例えば、乾式法や湿式法を用いるとよい。また、予めシリカ微粒子をシランカップリング剤により処理した後に、封止材組成物に混合するとよい（前処理法）。
乾式法とは、シリカ微粒子をかき混ぜながらシランカップリング剤を噴霧する、又はシランカップリング剤を蒸気状態で吹き込む方法である。一方、湿式法とは、シランカップリング剤を溶媒中に分散させ、シランカップリング剤も有機溶媒に希釈し、スラリー状態でかき混ぜながら添加する方法である。また、インテグラルブレンド法と呼ばれるシリカ微粒子をエポキシ樹脂に混合する際に、シランカップリング剤を直接樹脂成分に添加する方法もある。
予めシランカップリング剤により表面処理されているシリカ微粒子の上市品としては、のＳＸシリーズ（株式会社アドマテックス）が挙げられる。
官能基として、エポキシ基、ビニル基、又はメタクリル基などを有するシランカップリング剤も存在する。しかしながら、シリカ微粒子とエポキシ樹脂の両者をつなぎ、インク浸透性を抑制し、高接着信頼性を発揮させるためには、１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤を使用する必要がある。

次に、粒径が小さいシリカフィラー、すなわち、シリカ微粒子Ｂについて述べる。
シリカ微粒子Ｂは、平均粒径８ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。該シリカ微粒子Ｂの平均粒径は、９ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
なお、本開示において、平均粒径は、メジアン径（Ｄ５０）であり、レーザー回折散乱式粒度分布計、又は、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）によって測定された値である。
シリカ微粒子Ｂの平均粒径が上記範囲であれば、形状保持性を発現しやすく、また、プラネタリーミキサーやディスパーなどの混合機を用いた混合及び分散においても、均一分散が可能である。

封止材中のシリカ微粒子Ｂの含有量は、形状保持性、チキソ性、分散性、塗布性の観点から、０．１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．１質量％以上８質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上６質量％以下がさらに好ましい。

シリカ微粒子Ｂは、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルによって表面処理された表面処理物である。該アルキル基の炭素数は８以上２０以下であることが好ましく、８以上１６以下であることがより好ましく、８以上１４以下であることがさらに好ましい。
シランカップリング剤又はシリコーンオイルにより表面処理されることにより、シリカ微粒子Ｂは、エポキシ樹脂と混合混練した際に、チキソ性が付与されやすく、十分な形状保持性を発揮することが可能となる。

シリカ微粒子Ｂの表面処理剤としては、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルであれば、特に限定されない。

炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤の具体例としては、下記式（１）で示される構造を有するものが挙げられる。

式（１）中、Ｒ_ａは、炭素数８以上のアルキル基を表し、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又はアルコキシ基を表す。
Ｒ_ａは、炭素数８以上２０以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数８以上１６以下のアルキル基であることがより好ましく、炭素数８以上１４以下のアルキル基であることがさらに好ましい。
アルコキシ基は、炭素数１以上３以下のアルコキシ基であることが好ましい。
ハロゲン原子としては、塩素原子などが挙げられる。
上記式（１）における、Ｒ_ａの炭素数が、８以上であることで疎水性を十分に付与することができ、十分なチキソ性を付与することができる。
また、シリカ微粒子Ｂの表面処理における炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤の添加量は、未処理のシリカ微粒子１００質量部に対して、０．５質量部以上２．０質量部以下にするとよい。

シリコーンオイルの具体例としては、下記式（２）で示される構造を有するものが挙げられる。

式（２）中、ｎは１以上の整数を表し（好ましくは、ｎは１０以上、１６以上、６０以上、４００以下、８００以下、１５００以下）、ｍは０以上の整数を表し、Ｒ_４及びＲ_５は、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基、又は水素原子を表す。
具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルなどが挙げられる。

シリコーンオイルの２５℃における動粘度は、１０ｃＳｔ以上１０００ｃＳｔ以下であることが好ましく、１０ｃＳｔ以上５００ｃＳｔ以下であることがより好ましく、１０ｃＳｔ以上３００ｃＳｔ以下であることがさらに好ましい。
動粘度が上記範囲の場合、シリカ微粒子Ｂをシリコーンオイルで表面処理する際に、処理均一性を制御しやすい。
なお、シリコーンオイルの動粘度は、ポリシロキサン構造の分子鎖長に密接に関係している。
シリコーンオイルの動粘度を測定する装置としては、細管式動粘度計（蕪木科学器械工業（株）製）又は全自動微量動粘度計（ビスコテック（株）製）が挙げられる。
また、シリカ微粒子Ｂの表面処理におけるシリコーンオイルの添加量は、未処理のシリ
カ微粒子１００質量部に対して、０．５質量部以上２．０質量部以下にするとよい。

また、表面処理剤は、シロキサン結合による環状分子構造骨格を持つ環式有機化合物であって、３量体〜９量体のオリゴマー（以下、低分子量シロキサンともいう）をできるかぎり含まない、又は、副生しにくい材料であることが好ましい。
表面処理剤が低分子量シロキサンを含む、又は、副生しやすい場合、低分子量シロキサンを含んだ材料をインクジェットヘッドに塗布・硬化すると、硬化時に低分子量シロキサンが揮発し、インクが通る流路に付着することがある。該低分子量シロキサンが付着した流路にインクを通すときに、該シロキサンの疎水性によってインクの流れを阻害する恐れがある。
また、低分子量シロキサンは、表面処理剤の調整過程や表面処理工程で副生されることがある。ヘキサメチルジシラザンや３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（上記Ｒ_ａが、炭素数７以下の場合）を表面処理剤として用いた場合に副生されやすい。

上記シランカップリング剤又はシリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒子Ｂの上市品としては、以下のものが挙げられる。
ジメチルシリコーンオイルによる表面処理物として、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＲＹ２００、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＲＹ２００Ｌ、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）Ｒ２０２、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＲＹ２００Ｓ、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＮＹ５０、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＮＹ５０Ｌ、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＲＹ５０、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）ＲＹ５１（以上、日本アエロジル株式会社）が挙げられる。また、オクチル基を有するシランカップリング剤による表面処理物としては、ＡＥＲＯＳＩＬ（商標）Ｒ８０５（日本アエロジル株式会社）が挙げられる。
これらのうち、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤による表面処理物であることが好ましい。

封止材は、本開示の効果を損なわない程度に、上記シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂ以外のフィラーを含有してもよい。
例えば、カーボンブラック、酸化チタン、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、窒化アルミニウムなどが挙げられる。
また、フィラーは、粉砕、破砕、溶液重合による球状化、などいずれの状態でもよい。
さらに、封止材には、必要に応じて、本開示の効果を損なわない程度に、充填剤、表面調整剤、消泡剤、難燃剤など様々な添加剤を含有させることができる。

以下、実施例及び比較例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に具現化された構成に限定されるものではない。また、実施例及び比較例中で使用する「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。

＜実施例１〜１２、及び、比較例１〜９＞
表１及び表２の記載に従い封止材を調合した。シリカ微粒子Ａは、封止材の調合前にシランカップリング剤を用いて予め表面処理を実施した。このとき、表１及び表２に示すシリカ微粒子及び質量部に対して、表１及び表２に示すシランカップリング剤及び質量部を用いて表面処理を実施した。なお、表１及び表２中の数字は、質量部数を表す。
各材料を、プラネタリーミキサーを用いて混合して封止材を調製した。また、得られた封止材を、１５０℃で３時間加熱処理し硬化させて封止部材を得た。
なお、表中の溶融シリカ（（株）アドマテックス製ＳＸ平均粒径５μｍ）は、フェニルアミノ基（２級アミノ基）を有するシランカップリング剤で表面処理された表面処理物である。

得られた封止材又は封止部材を用いて、下記方法でインクジェットヘッドを作製した。
作製時に形状保持性、分散性を確認した。また、作製後、インク浸透性、アウトガス汚染について評価した。結果を表３及び表４に示す。
素子基板Ｈ１１００を、支持部材Ｈ１２００に対し、第１の接着部材Ｈ１４０１により固定した。素子基板Ｈ１１００には、その表面に液体を吐出する吐出口と、インクなどの液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを有し、それらを駆動するための電子回路素子が形成されている。また、エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材Ｈ１３００は第２の接着部材Ｈ１３０１により支持部材Ｈ１２００に固定接合した。素子基板Ｈ１１００の表面に設けられている駆動電極Ｈ１１０２は、素子基板Ｈ１１００に対して、電気制御信号と駆動信号を供給する電気配線部材Ｈ１３００が有する接続電極Ｈ１３０２と電気的に接続した。
接続電極Ｈ１３０２の上側から第２の封止部材Ｈ１５０１を塗布して封止した。
その後、駆動電極Ｈ１１０２及び接続電極Ｈ１３０２を有する電気接続部に対して、第１の封止部材Ｈ１５００を構成する封止材を塗布して封止した後、１５０℃で３時間、熱硬化させた。
該第１の封止部材Ｈ１５００を構成する封止材として、上記実施例及び比較例で調製した封止材を用いた。以下の検証における封止部材は、封止部材Ｈ１５００である。

＜分散性＞
封止部材が３００μｍの高さになるように塗布・硬化させ、封止部材の凹凸を、コンフォーカル顕微鏡を用い、ラインプロファイルから確認した。
Ａ：凹部と凸部の高低差が３０μｍ未満
Ｂ：凹部と凸部の高低差が３０μｍ以上

＜形状保持性＞
封止部材が３００μｍ高さになるように塗布・硬化させ、２４時間放置後、封止部材の高さを測定し、放置前の高さからの変化量を算出した。
Ａ：２０μｍ未満の変化
Ｂ：２０μｍ以上の変化

＜耐インク浸透性＞
インクジェットヘッドの封止部材にインクが接するようにし、８０℃の環境に１５００時間放置した後、封止部材を割断し、インクで浸透染色されている深さを計測した。
Ａ：１００μｍ未満
Ｂ：１００μｍ以上

＜アウトガス汚染＞
インクジェットヘッドにインクを充填し、７０℃、２０％ＲＨ環境下で１か月放置した。
その後、Ｘ線ＣＴを用いて流路部を観察した。
Ａ：泡無し
Ｂ：流路が泡で塞がれている

実施例１〜１２においては、平均粒径１μｍ〜４０μｍのシリカ微粒子であって、１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ微粒子Ａを用いた。また、平均粒径１０ｎｍ〜４０ｎｍのシリカ微粒子Ｂであって、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒子Ｂを用いた。その結果、分散性、形状保持性、耐インク浸透性、アウトガス汚染に問題ない結果が得られた。

一方、比較例１、２及び３は、シリカ微粒子Ａの表面処理に、３級アミノ基、エポキシ基、又はメタクリル基を有するシランカップリング剤を用いた。その結果、耐インク浸透性が１００μｍ以上となった。
比較例４はジメチルジクロロシランで表面処理されたシリカ微粒子であり、比較例７は表面処理を施していないシリカ微粒子であり、比較例８は表面処理を施していない、かつ、平均粒径７ｎｍのシリカ微粒子を用いた。その結果、形状保持性において２０μｍ以上の変化があった。
比較例５はヘキサメチルジシラザンで表面処理されたシリカ微粒子であり、比較例６はメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ微粒子を用いた。その結果、アウトガス汚染が発生した。
比較例８及び９は、平均粒径７ｎｍのシリカ微粒子を用いたため、分散性が低下し、均一分散できず、チキソ性が高い部分、低い部分ができ、封止部材の凹部と凸部の高低差が３０μｍ以上となった。

Ｈ１０００インクジェットヘッド、Ｈ１１００素子基板、Ｈ１１０２駆動電極、Ｈ１２００支持部材、Ｈ１３００電気配線部材、Ｈ１３０２接続電極、Ｈ１３０１
接着剤、Ｈ１４０１接着剤、Ｈ１５００第１の封止部材、Ｈ１５０１第２の封止部材

Claims

液体を吐出する吐出口及び該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する素子基板と、
該素子基板を支持する支持部材と、
該エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材と、
該素子基板と該電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部と、
該電気接続部を封止するための封止部材と、
を備えた液体吐出ヘッドであって、
該封止部材が、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ微粒子Ａ及びシリカ微粒子Ｂを含有する封止材の硬化物であり、
該シリカ微粒子Ａが、平均粒径０．１μｍ以上６０μｍ以下であり、かつ１級アミノ基又は２級アミノ基を有するシランカップリング剤によって表面処理された表面処理物であり、
該シリカ微粒子Ｂが、平均粒径８ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、かつ炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤又はシリコーンオイルによって表面処理された表面処理物である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記シリカ微粒子Ｂが、炭素数８以上のアルキル基を有するシランカップリング剤によって表面処理された表面処理物である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記シリカ微粒子Ａが、１級アミノ基を有するシランカップリング剤によって表面処理された表面処理物である、請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
前記封止材中のシリカ微粒子Ａの含有量が、３０質量％以上８０質量％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記封止材中のシリカ微粒子Ｂの含有量が、０．１質量％以上１０質量％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記シリカ微粒子Ａの平均粒径が、１μｍ以上４０μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
前記シリカ微粒子Ｂの平均粒径が、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。