JP3143308B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式に用いる記録液小滴を発生するためのインクジェット
記録ヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式（液体噴射記録
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、例えば、構
成部材としてガラスや金属等の基体に切削やエッチング
等の加工手段によって微細な溝を形成した後、該溝を形
成した基体を他の適当な天板と接合することにより液流
路の形成を行う方法が知られている。

【０００３】しかしながら、ガラスや金属の切削やエッ
チングではその加工精度に限界があり、さらにかかる従
来法によって制作されるインクジェット記録ヘッドでは
切削加工される液流路内面の荒れが大き過ぎたり、エッ
チング率の差から液流路に歪みが生じたりして、流路抵
抗の一定した液流路が得難く、製作後のインクジェット
記録ヘッドの記録特性にばらつきが出やすいといった問
題があった。また、エッチング加工を行う場合には、製
作工程が多く、製造コストの上昇を招くという不利もあ
った。さらには、上記従来法に共通する欠点として、液
流路を形成した溝付き板と、記録液小滴を吐出させるた
めの吐出エネルギーを発生する圧電素子や電気熱変換素
子等の駆動素子が設けられた天板とを張り合せる際に、
これら板の位置合わせが困難であるという問題があり、
量産性に欠ける欠点もあった。

【０００４】これら問題を解決するために、特開昭５７
−２０８２５５号公報、特開昭５７−２０８２５６号公
報、特開昭６１−１５４９４７号公報に記載されている
方法が考案された。前記公報に記載の方法は、何れも加
工性に優れた（感光性）樹脂層を基板上に形成するもの
である。ここで、インクジェット記録ヘッドは、通常そ
の使用環境下にあっては、記録液（一般には、水を主体
とし、多くの場合、中性ではないインク液、あるいは有
機溶剤を主体とするインク液等）と常時接触している。
それゆえ、インクジェット記録ヘッドを構成するヘッド
構造材料は、記録液からの影響を受けて強度低下を起こ
すことがなく、また、逆に記録液中に記録液特性を低下
させるような有害成分を与えることのないものでなくて
はならない。すなわち、長期間にわたる使用を考慮に入
れ、高い耐侯性と機械的強度を維持する構成部材が求め
られていた。

【０００５】また、前記特開昭５７−２０８２５５号公
報、特開昭５７−２０８２５６号公報に記載の方法は、
感光性樹脂材料を使用して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およびオリフィス部からな
るノズルをパターン形成してこの上にガラス板などの蓋
を接合するものであるが、前記方法においては下記の問
題を有していた。

【０００６】天板を接着するための部材がインク流路
に垂れ込んで流路形状を変形する。

【０００７】インク吐出口を形成するために、基板を
切断する際に、インク流路に切削屑が入り込み、インク
吐出を不安定にする。

【０００８】インク流路が形成された空洞部を有する
基板を切断するため、切断によって形成されるインク吐
出口の一部に欠けが生じる。これら問題によって、イン
クジェット記録ヘッドの製造歩留りが低下すると共に、
さらに微細なインク流路構造、長尺にて多数のインク吐
出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造を困難な
ものにしている。

【０００９】上記問題を回避する方法として、特開昭６
１−１５４９４７号公報に記載の方法が提案された。こ
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、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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
インク流路パターンに溶解可能な樹脂を形成し、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
合は、高精度のインク流路を形成するために、インク流
路パターンとなる溶解可能な樹脂を該パターンを被覆す
る樹脂が溶解変形しないことが必要である。これに鑑
み、特開平３−１８４８６８号公報には、上述の製造方
法に用いられるインクジェット記録ヘッド用の構成部材
として好適な材料が提案されている。前記公報は、芳香
族エポキシ樹脂のカチオン重合化合物が、インク液との
相互作用が少なく、耐薬品性に優れ、剥離しにくい樹脂
組成物であることを開示している。

【００１１】しかしながら、前記特開平３−１８４８６
８号公報に記載の材料は、インク流路パターンとなる溶
解性の樹脂を変形させないために溶剤を用いないで所望
の粘度が得られるように常温で液状である樹脂を用いて
おり、材料選択性において非常に不利なものである。さ
らにこの樹脂の塗布方法においても、樹脂自体が常温で
液体であるため一般に使われているソルベントコート法
等の簡易な方法が使えないという欠点があった。

【００１２】本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもの
であって、インクジェット記録ヘッドの構成部材たる材
料として、優れた機械的強度と、耐侯性、耐インク性、
基板に対する密着性とを有し、かつ、材料選択性に優
れ、容易に塗布することが可能な材料を提供することを
課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明の構成は、インクジェット記録の構成部材たる
インク流路パターンを被覆する樹脂材料として下記
（Ｉ）もしくは（II）に示す構造単位を有するエポキシ
樹脂のカチオン重合硬化物を用いることで達成される。

【００１４】

【化３】

【００１５】

【化４】

【００１６】本発明によれば、インク流路パターンを形
成するポジレジストが不溶性を示す非極性溶媒にて本発
明の硬化物を溶解することが可能なため、インク流路パ
ターンを損なうことなく、ソルベントコート法等の簡易
な方法で塗布することが可能となる。さらに、本発明の
硬化物をインクジェットヘッドの構成材料として用いる
ことによって、機械的強度と耐侯性、耐インク性、基板
に対する密着性に優れた信頼性の高いインクジェット記
録ヘッドを提供できるものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１８】本発明に用いる、前記（Ｉ）もしくは（I
I）の構造単位を有するエポキシ樹脂としては、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２−１４
０２１９号公報に記載の化合物があげられる。前記化合
物は、多官能性エポキシ化合物であり（エポキシ当量が
高い）、その硬化物は高い架橋密度を有し、機械的強度
に優れた硬化物を与える。また、前記化合物のエポキシ
基は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と比較して高い
カチオン重合性を示す。さらに前記化合物は芳香環をま
ったく含まないか、あるいは含有するとしてもその含有
量は極めて低く、耐侯性に優れる。さらに前記化合物
は、ポジ型感光性材料層に対して相溶性、膨潤性を示さ
ない。さらに前記化合物は、基板に対して強い密着力を
示す。これは、前記化合物がその製造の際にオレフィン
を過酢酸によりエポキシ化するため副生成物として水酸
基が生成し、密着力を向上させていると考えられる。

【００１９】前記（Ｉ）もしくは（II）の構造単位を有
するエポキシ樹脂としては、具体的には下記一般式
（１）で示される化合物があげられる。

【００２０】

【化５】

【００２１】さらに具体的には、下記に示す化合物があ
げられるが、むろん本発明はこれに限定されるものでは
ない。

【００２２】

【化６】

【００２３】

【化７】

【００２４】

【化８】

【００２５】

【化９】

【００２６】

【化１０】

【００２７】

【化１１】

【００２８】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。

【００２９】前記エポキシ化合物は、適当なカチオン重
合硬化剤によって架橋硬化する。このような硬化剤とし
ては、従来より公知のものが使用可能である。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。さらに、本発明
に用いるエポキシ樹脂は、酸無水物硬化の場合、ビスフ
ェノールＡ型樹脂と比較して若干吸水率が高い傾向があ
るが、カチオン重合の硬化物の場合は、その架橋構造が
エーテル結合となって吸水率が低くなり、膨潤しにくい
という利点がある。

【００３０】このようなカチオン重合開始剤としては、
芳香族ヨウドニウム塩、芳香族スルホニウム塩（Ｊ．Ｐ
ＯＬＹＭＥＲ ＳＣＩ：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ No.56.38
3-395(1976) 参照）やチバガイギー社より上市されてい
るイルガキュアー２６１や旭電化工業より上市されてい
るＳＰ−１７０、ＳＰ−１５０等があげられる。これら
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
開始剤には、還元剤を併用することで加熱によってカチ
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。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。また、旭電化工業より上市されている
ＣＰ−６６、ＣＰ−７７あるいは芳香族ヨウドニウム塩
と、銅化合物とを併用（Ｊ．ＰＯＬＹＭＥＲ ＳＣＩ：
Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ
Vol.121,97-109(1983)参照）すれば、加熱によってカチ
オン重合を開始させることもできる。

【００３１】また、これらエポキシ硬化物に対しては、
必要に応じて添加剤等を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
があげられる。

【００３２】なお、本発明の硬化物は、上述の特開昭６
１−１５４９４７号公報に記載の方法以外にも、インク
流路パターンに溶解可能な樹脂を形成し、その上に被覆
樹脂を設け、最後に溶解可能な樹脂を溶出除去すること
によりインク流路を形成するものであれば適用が可能で
ある。特に、特願平４−１４４５０２号明細書に記載さ
れている製造方法、すなわち、溶解可能な樹脂にてイン
ク流路を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層上に被
覆樹脂層を形成する工程と、被覆樹脂層表面に酸素プラ
ズマ耐性の高い材料にてインク吐出口パターンを形成す
る工程と、該インク吐出口パターンをマスクとして酸素
プラズマにて樹脂層をドライエッチングしてインク吐出
口を形成する工程と、溶解可能な樹脂層を溶出する工程
とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法には、
好適に用いることができる。

【００３３】以下、図面を参照しつつ本発明をさらに詳
細に説明する。

【００３４】図１から図６は、本発明の基本的な態様を
示すための模式図であり、図１から図６のそれぞれに
は、本発明の硬化物を用いたインクジェット記録ヘッド
の構成とその製造方法の一例が示されている。なお、本
例では、２つのオリフィスを有するインクジェット記録
ヘッドが示されるが、もちろんこれ以上のオリフィスを
有する高密度マルチアレイインクジェット記録ヘッドの
場合でも同様であることは言うまでもない。

【００３５】まず、本態様においては、例えば図１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が用いられる。

【００３６】このような基板１は、インク流路構成部材
の一部として機能し、また後述のインク流路およびイン
ク吐出口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、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
いは圧電素子等の液体吐出エネルギー発生素子２が所望
の個数配置される（図１では２個にて例示）。このよう
な液体吐出エネルギー発生素子２によって記録液小滴を
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。ちなみに、例えば、上記液体吐出
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、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。

【００３７】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、これら吐出エネルギー
発生素子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、もちろん本態様においても、こ
のような機能層を設けることは一向に差し支えない。

【００３８】図１において、インク供給のための開口部
（インク供給口）３を基板上にあらかじめ設けておき、
基板後方よりインクを供給する形態を示した。該開口部
３の形成においては、基板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。

【００３９】もちろん、インク供給口を基板に形成せ
ず、樹脂パターンに形成し、基板に対してインク吐出口
と同じ面に設けてもよい。

【００４０】次いで、図２に示すように、上記液体吐出
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あげられる
が、スクリーン印刷法等の手段にても形成は可能であ
る。

【００４１】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には、ポジ型レ
ジストが使用可能であり、あるいはネガ型レジストの場
合は溶解性変化型の使用が可能である。

【００４２】ポジ型レジストとしては、アルカリ溶解性
樹脂（ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン）とキ
ノンジアジドあるい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、あるいは電子
線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ、Ｘ線等の電離放射線感光型として
光崩壊型ポジレジストが使用できる。光崩壊型レジスト
としては、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、あるい
はポリブデン−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
物等があげられる。

【００４３】溶解性変化型ネガ型レジストは、高分子側
鎖の極性を紫外線あるいは電離放射線にて変化せしめ、
極性溶剤あるいは非極性溶剤にて現像するレジストであ
る。例えば、ポリヒドロキシスチレンのヒドロキシル基
をｔ−ブトキシカルボニルエステルに変化させた高分子
化合物に対して電離放射線を照射すると、エステル結合
が切断される。このため露光部は、ヒドロキシル基に変
化し、トルエン等の非極性溶剤には不溶になる。したが
って、非極性溶剤にて現像すれば、露光部が溶解せずに
残存してネガ型レジストパターンを形成することが可能
である。また露光部は、ゲル化しているわけではないた
め、極性溶剤に対しては速やかに溶解する。

【００４４】レジスト層４の形成の方法としては、基板
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、該感光性材料を適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴなどの
フィルム上に塗布、乾燥してドライフィルムを作製し、
ラミネートによって形成することが好ましい。さらにこ
の場合は、感光性材料として、被覆性が高く、インク供
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感光性樹脂を使用することが好まし
い。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、ロールコート法等の
ソルベントコート法で被膜を形成する場合には、上述の
どの材料を用いても構わない。

【００４５】このように、液流路をパターニングした溶
解可能な樹脂材料層（レジスト層）４上に、図３に示す
ように、さらに樹脂層５を形成する。該樹脂は、インク
ジェット記録ヘッドの構造材料となるため、高い機械的
強度、耐熱性、基板に対する密着性およびインク液に対
する耐性やインク液を変質せしめない等の特性が要求さ
れる。

【００４６】さらには、該樹脂層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せしめない等の特
性が必要となる。ここで、前記溶解可能な樹脂パターン
は一般的に極性溶剤に可溶である。本発明の前記（Ｉ）
もしくは（II）の構造単位を有するエポキシ化合物は、
トルエン、キシレンなどの非極性溶剤に対して高い溶解
性を示し、これら溶剤を用いてソルベントコートを行え
ば、溶解可能な樹脂パターン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。

【００４７】また、該被覆樹脂層５形成をトランスファ
ー成型等にて行う場合は、成型温度にて溶解可能な樹脂
パターンが変形しない等の耐熱性が要求される。

【００４８】次いで、図４に示すように、シリコーン系
レジスト６によって該被覆樹脂層５上にインク吐出口パ
ターンを形成する。シリコーン系レジスト６としては、
後述する酸素プラズマによるエッチングに対する耐性が
十分なものであれば、何れのレジストも使用できる。例
えば、クロロメチル化ポリフェニルシロキサン（トーソ
ー社製ＳＮＲレジスト）、ポリジメチルシロキサン、ポ
リメチルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキ
オキサン、シリコン含有ポリメタクリル樹脂等が使用で
きる。これらレジストは、一般的には電離放射線官能型
であり、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光や電子線による露光が望まし
いが、近年該シリコン系レジストの紫外線官能型の研究
もなされており、これらレジストの使用も可能である。

【００４９】次いで、図５に示すように、シリコン系レ
ジストパターンをマスクとして酸素プラズマにて被覆樹
脂層５にインク吐出口７を形成する。酸素プラズマによ
るエッチングは、リアクティーブイオンエッチング装置
やマグネトロン型イオンエッチング装置等異方性エッチ
ングが可能なものが望ましい。また、エッチング条件と
しても異方性エッチングを可能とする酸素ガス圧力、投
入電力を最適化することが必要となる。シリコン系レジ
スト６は、該エッチング操作では殆どエッチングされな
いため、高い精度にてインク吐出口７を形成できる。ま
たエッチング終点は、エッチングが溶解性樹脂パターン
に到達した段階を持って終点とすれば良く、高精度なエ
ッチング終点の検出の必要はない。ここで、本発明に用
いる（Ｉ）もしくは（II）の構造単位を有するエポキシ
化合物は、その構造中に芳香環をまったく含まないか、
含有したとしてもその含有量は極めて小さいため、芳香
環含有量が多いビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ｏ−
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に比較して酸素プ
ラズマによるエッチングレートが早くスループットの向
上は可能となる。

【００５０】最後に、図６に示すように、溶剤によって
インク流路パターンを形成する溶解可能な樹脂４を溶出
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。

【００５１】このようにして形成したインク流路８およ
びインク吐出口７を形成した基板に対して、インク供給
のための部材９およ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を行って、インクジェット記録ヘ
ッドが形成できる。

【００５２】本発明は、インクジェット記録の中でもバ
ブルジェット方式の記録ヘッドにおいて優れた効果をも
たらし、特に特開平４−１０９４０号公報、特開平４−
１０９４１号公報、特開平４−１０９４２号公報に記載
のインクジェット記録ヘッドの作製方法に最適である。
前記公報に記載のインクジェット記録ヘッドは、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
して情報信号を引火し、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、この気泡を外気と連
通させてインク液滴を吐出させるもので、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こ組み合わせたカ
ラー記録ヘッドにも有効である。

【００５３】また、本発明により作成される記録ヘッド
は、インクが液体でなくても、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。この場合は、記録時
には常に固体インクを液状に保つためにヘッドは常に加
熱されており、ヘッド構成部材は高い耐熱性が要求され
るため、本発明におけるエポキシ樹脂のカチオン重合硬
化物は好適である。 （実施例）以下、本発明の実施例を示す。

【００５４】・実施例１〜６ 本実施例では、本発明のインクジェット記録用構造部材
の例を示す。ここでは、特開昭６１−１５４９４７号公
報に記載の方法にてサンプルを作製し、評価を行った。
まず、熱酸化ＳｉＯ₂ 膜付きシリコンウェハ１０上に
ヘキスト社製ポジ型レジストＡＺ−４９０３をスピンコ
ートで塗布し、９０℃、１０分間ベークし、キャノン製
マスクアライナーＰＬＡ６００にて８０カウント露光
し、次いでアルカリ現像液ＭＩＦ−３１２（ヘキスト社
製）の純水２倍希釈液にて現像し、純水でリンスを行
い、図８に示すパターン１１を得た。

【００５５】なお、該パターン１１は、３１、７５μｍ
ピッチで１５μｍのみ露光部（高さ１５μｍ）とした。
次いで、前記パターン１１をＰＬＡ６００にて再度露光
し、真空乾燥機にて脱気することで未反応のナフトキノ
ンジアジドを分解し、それにともない発生する窒素ガス
を除去した。次いで、表１〜表３に示す本発明の樹脂組
成物をキシレンに溶解し、前記パターン１１上にスピン
コート、６０℃にて乾燥して被覆樹脂層１２を形成した
（図９）。この際、表１〜表３に示す何れの樹脂組成物
においても、ＡＺ−４９０３で形成された樹脂パターン
１１を変形することはなかった。次いで、被覆樹脂層１
２が形成されたシリコンウェハに対して、キヤノン製マ
スクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２５
０使用）にて３０秒間露光し、６０℃ １時間ベークし
てカチオン重合反応を起こさせた。

【００５６】次いで、前記ウェハ１０を適当なところで
切断し、メチルイソブチルケトン／エタノール＝１／１
ｗｔ混合溶媒にて、ＡＺ−４９０３で形成されたパター
ン１１を溶出した。次いで、１５０℃で１時間ベークを
行った（図１０）。このようにして得られたサンプル片
を、インク（純水／グリセリン／ダイレクトブラック１
５４（水溶性黒色染料）＝６５／３０／５）に浸漬し、
プレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ １２０℃ ２ａ
ｔｍ ５０時間）を行ったところ、表１〜表３に示す何
れの樹脂組成物も、変形およびシリコンウェハからの剥
離は認められなかった。次いで、同様に作製したサンプ
ル片を固体インク（エチレンカーボネート／１、１２−
ドテカンジオール／ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ
３（油溶性黒色染料）＝４８／４８／４）中に浸漬し、
１００℃（前記固体インクの吐出時のヘッド部加熱温
度）、１か月保存したところ、表１〜表３に示す何れの
樹脂組成物も変形およびシリコンウェハからの剥離は認
められなかった。

【００５７】次に、表１〜表３に示す樹脂組成物をカプ
トンフィルム（Ｄｕ ＰＯＮＴ社製）上に形成し、ＰＬ
Ａ５２０（ＣＭ２５０）にて３０秒間露光し、６０℃、
１時間ベークしたものを、サンプルとし、動的粘弾性評
価（周波数１０Ｈｚ、昇温速度５／分）によりガラス転
移点を求めたところ約２００℃であった（膜厚２０μ
ｍ）。一方、比較例として特開平３−１８４８６８号公
報の実施例１に記載の樹脂組成物（ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂９３．５部、Ａ−１８７ ４．５部、ＳＰ
−１７０ ２部）を同様な硬化条件にて硬化し、ガラス
転移温度を求めたところ約１２０℃であった（膜厚２０
μｍ）。

【００５８】以上、実施例に示したごとく、本発明によ
るインクジェット記録ヘッド用構成部材は、最も一般的
なポジ型レジストであるノボラック／ナフトキノンジア
ジド系レジスト（ＡＺ−４９０３）に対して相溶性、膨
潤性を示さず、かつその硬化物は、インク、固体インク
によってなんら影響を受けず、また、基板（シリコンウ
ェハ）との密着性に優れたものであることが理解され
る。さらに、本発明のインクジェット記録ヘッド用構成
部材は、高いガラス転移温度を有し、機械的強度の優れ
ることも理解される。

【００５９】・実施例７〜１２ 本実施例では、図１〜図７に示す操作手順に準じて、図
７の構成のインクジェット記録ヘッドを作製した。

【００６０】まず、液体吐出エネルギー発生素子として
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上１に、ＹＡＧレーザーによってイ
ンク供給のための貫通穴３を開けた。該基板上に溶解可
能な樹脂層として、ポリメチルイソプロピルケトン（東
京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０）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。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。
次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした後、キャ
ノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラー
ＣＭ２９０使用）にてインク流路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＝２／１ｗｔ、リンスはキシレンを用いた。
該レジストパターン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り、該
流路となるところにレジストパターンを残存せしめた。
なお、現像後のレジストの膜厚は、１２μｍであった。

【００６１】次いで、表１〜表３に記載する樹脂組成物
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層として形成した。次に、Ｐ
ＬＡ５２０（ＣＭ２５０）にて３０秒間露光し、１００
℃ １時間ベークしてカチオン重合反応を起こさせた。
なお、被覆樹脂層は、インク流路パターン上で１０μｍ
の厚さとなるように調整された。

【００６２】該硬化被覆樹脂膜上にシリコン系ネガレジ
スト（ＳＮＲレジスト：東ソー株式会社製）を膜厚０．
３μｍにてスピンコートし、８０℃にて２０分間ベーク
した。このシリコン系レジスト層に対してインク供給口
に相当するパターンのマスクを重ね、光照射を施した。
光照射はＰＬＡ−５２０（ＣＭ２５０）を使用し、コン
タクト露光にて実施した。なお、該層の露光量は、約６
０ｍｊ／ｃｍ² である。トルエンにて１分間を要して現
像した後、イソプロピルアルコールに３０秒間浸漬して
リンスを行った。本実施態様例のシリコン系レジストは
ネガ型レジストであり、インク吐出口７のパターン形成
は抜きパターンの形成となり、微細なパターン形成には
不利であるが、レジスト膜厚が薄いため、φ２μｍ程度
までのパターン形成が可能である。なお、本実施態様例
ではφ１５μｍの吐出口パターンを形成した。

【００６３】次いで、該基板を平行平板型ドライエッチ
ング装置（アネルバ社：ＤＥＭ−４５１）に導入し、酸
素プラズマにてエポキシ樹脂層のエッチングを行った。
酸素ガス圧力は１５Ｐａ、投入電力は１５０Ｗ、エッチ
ング時間は４０分間行った。このエッチングにてインク
吐出口７は貫通する。実施例１に示す樹脂組成では、エ
ッチングレートは０．３０μｍ／分であった。なお、酸
素ガス圧力や投入電力を変化することにより、エッチン
グの異方性の程度を変化させることが可能であり、吐出
口７の深さ方向への形状の制御も若干は可能である。ま
た、マグネトロン型エッチング装置においてはさらにエ
ッチング時間を速められることが報告されており、該装
置の使用はスループットの向上に効果的となる。

【００６４】次いで、溶解可能な樹脂層（ＯＤＵＲ−１
０１０）を溶解除去するため、ＰＬＡ−５２０（ＣＭ２
９０使用）にて２分間露光し、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しながらＯ
ＤＵＲ−１０１０を溶出した。

【００６５】最後に、図７に示すように、インク供給口
３にインク供給部材９を接着してインクジェット記録ヘ
ッドを作製した。

【００６６】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）＝６５／３
０／５からなるインクを用いて記録を行ったところ、安
定な印字が可能であった。

【００６７】次いで、前記インクを充填した状態でヒー
トサイクル試験（−３０℃〜室温〜６０℃各温度に２時
間保持 １０サイクル）を行った後、再び印字試験を行
ったところ安定的な印字が可能であり、ノズル部の剥離
はまったくなかった。

【００６８】次に、固体インクとしてエチレンカーボネ
ート／１、１２−ドデカンジオール／ＣＩ．Ｓｏｌｖｅ
ｎｔ Ｂｌａｃｋ３（油溶性黒色染料）＝４８／４８／
４からなるインクを用いて記録を行ったところ、安定的
に印字が可能であった（固体インクを液状に維持するた
めに、記録時には、ヘッドは１００℃に加熱した。この
際、ヘッド部は十分な耐熱性を示し、変形するようなこ
とはなかった。）。

【００６９】次に、比較例として、エポキシ樹脂をビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート１００２）に
代えた以外は実施例７と同様にして、被覆層を形成し、
シリコン系レジストをパターニングし、前記エッチング
条件にてエッチングレートを測定したところ０．２３μ
ｍ／分であった。

【００７０】次に、比較例として、硬化剤をカチオン重
合開始剤に変えて、無水物硬化剤（ヘキサヒドロ無水フ
タル酸）を硬化剤／エポキシ樹脂＝０．６の比率で用い
た。硬化条件は、８０℃ １時間＋１００℃ ２時間＋
１５０℃ ２時間＋１８０℃５時間とした。それ以外
は、実施例７と同様にしてヘッドを作製し、前記液体イ
ンクを用いて印字を行ったところ安定的な印字が可能で
あった。次いで、前述のヒートサイクル試験を行ったと
ころ、ノズル部の一部に干渉縞が見られ、基板からの剥
離が見受けられた。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【表３】

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク流路パターンを形成するポジレジストが不溶性を
示す非極性溶媒にて本発明の硬化物を溶解することが可
能なため、インク流路パターンを損なうことなく、ソル
ベントコート法等の簡易な方法で塗布することが可能と
なり、安価で精度の良いインクジェット記録ヘッドを作
製することが可能となる。さらに、本発明の硬化物をイ
ンクジェットヘッドの構成材料として用いることによっ
て、機械的強度と耐侯性、耐インク性、基板に対する密
着性に優れた信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを
提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】インク流路、オリフィス部形成前の基板の模式
的斜視図である。

【図２】図１の基板に溶解可能なインク流路パターンを
形成した基板の模式的斜視図である。

【図３】図２の基板に被覆樹脂層を形成した基板の模式
図である。

【図４】図３の基板の被覆樹脂層上にシリコン系レジス
トにてインク吐出口パターンを形成した基板の模式図で
ある。

【図５】図４の基板の被覆樹脂に酸素プラズマにてイン
ク吐出口を形成した基板の模式図である。

【図６】図５の基板から溶解可能な樹脂パターンを溶出
した基板の模式図である。

【図７】図６の基板にインク供給手段を設けたインクジ
ェット記録ヘッドの模式図である。

【図８】シリコン基板上にインク流路パターンを形成し
た模式図である。

【図９】図８の基板に被覆樹脂層を形成した基板の模式
図である。

【図１０】図９の基板から溶解可能な樹脂パターンを溶
出した基板の模式図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 液体吐出エネルギー発生素子 ３ インク供給口 ４ レジストパターン ５ 被覆樹脂層 ６ シリコン系レジスト ７ インク吐出口 ８ インク流路 ９ インク供給部材 １０ シリコンウエファー １１ パターン １２ 被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−330066（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−184868（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/16 C08G 59/32 C08G 59/68

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出圧力発生素子が形成された基
   体上に、 （ｉ）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、 （ii）下記（Ｉ）もしくは（ＩＩ）に示す構造単位を有
   するエポキシ樹脂を非極性性溶媒に溶解し、これを前記
   溶解可能な樹脂層上にソルベントコートしてカチオン重
   合させることによって、前記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、 （iii）前記溶解可能な樹脂層を溶出し、インク流路を
   形成する工程と、 を有す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。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】 前記カチオン重合の開始剤が芳香族ヨウ
   ドニウム塩であることを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 前記被覆樹脂がカチオン重合開示剤の還
   元剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記還元剤が銅トリフラートであること
   を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッ
   ドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記エポキシ樹脂のエポキシ当量が２０
   ００以下であることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 前記溶解可能な樹脂がポジ型レジストあ
   るいは溶解変化型ネガ型レジストであることを特徴とす
   る請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方
   法。