JP3368094B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置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ものである。
置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ものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置（液体噴射記録
方式）に使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（以下オリフィスと呼ぶ）、液流路及び
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、このような液体噴射記録ヘッド
を作製する方法として、例えば構成部材としてガラスや
金属等の板を用い、該板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、該溝を形成した板を
他の適当な板と接合して液流路の形成を行う方法が知ら
れている。
方式）に使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（以下オリフィスと呼ぶ）、液流路及び
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、このような液体噴射記録ヘッド
を作製する方法として、例えば構成部材としてガラスや
金属等の板を用い、該板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、該溝を形成した板を
他の適当な板と接合して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、更に斯かる従来
法によって作製される液体噴射記録ヘッドでは、切削加
工される液流路内壁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、製作後の液体噴射記録ヘッドの
記録特性にバラツキが出易いといった問題があった。
チングではその加工精度に限界があり、更に斯かる従来
法によって作製される液体噴射記録ヘッドでは、切削加
工される液流路内壁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、製作後の液体噴射記録ヘッドの
記録特性にバラツキが出易いといった問題があった。
【０００４】また、切削加工の際に、板の欠けや割れが
生じ易く、製造歩留りが悪いという欠点もあった。ま
た、エッチング加工を行う場合には、製造工程数が多
く、製造コストの上昇を招くという不利もあった。更に
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為の吐出エネル
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
が設けられた蓋板とを貼り合わせる際に、これら板の位
置合わせが困難であり、量産性に欠けるといった問題も
あった。
生じ易く、製造歩留りが悪いという欠点もあった。ま
た、エッチング加工を行う場合には、製造工程数が多
く、製造コストの上昇を招くという不利もあった。更に
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為の吐出エネル
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
が設けられた蓋板とを貼り合わせる際に、これら板の位
置合わせが困難であり、量産性に欠けるといった問題も
あった。
【０００５】これら問題を解決する為に、特開昭５７−
２０８２５５号公報、５７−２０８２５６号公報、６１
−１５４９４７号公報に記載されている製造方法が考案
された。
２０８２５５号公報、５７−２０８２５６号公報、６１
−１５４９４７号公報に記載されている製造方法が考案
された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５７−２０
８２５５号公報、５７−２０８２５６号公報に開示され
た方法では、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もあるが、前記方法におい
ては下記の問題を有していた。
８２５５号公報、５７−２０８２５６号公報に開示され
た方法では、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もあるが、前記方法におい
ては下記の問題を有していた。
【０００７】天板を接着する為の部材がインク流路に
たれこんで流路形状を変形する。
たれこんで流路形状を変形する。
【０００８】インク吐出口を形成する為に、基板を切
断する際に、インク流路に切断屑が入り込み、インク吐
出を不安定にする。
断する際に、インク流路に切断屑が入り込み、インク吐
出を不安定にする。
【０００９】インク流路が形成された空洞部を有する
基板を切断する為、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。これらの問題によって、液体
噴射記録ヘッドの製造の歩留りが低下するとともに、更
に微細なインク流路構造、長尺にて多数のインク吐出口
を有する液体噴射記録ヘッドの製造を困難なものにして
いる。
基板を切断する為、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。これらの問題によって、液体
噴射記録ヘッドの製造の歩留りが低下するとともに、更
に微細なインク流路構造、長尺にて多数のインク吐出口
を有する液体噴射記録ヘッドの製造を困難なものにして
いる。
【００１０】上記方法を回避する方法として、特開昭６
１−１５４９４７号公報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部を形成し、
該パターンをエポキシ樹脂等で被覆、硬化し、基板を切
断後に溶解可能な樹脂を溶出除去するものである。
１−１５４９４７号公報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部を形成し、
該パターンをエポキシ樹脂等で被覆、硬化し、基板を切
断後に溶解可能な樹脂を溶出除去するものである。
【００１１】一方、近年の記録技術の進展にともない、
より高精細な記録技術が求められている。液体噴射記録
技術においてこのような要求を満たす一つの方法として
は、オリフィスの面積を小さくすることが上げられる。
即ち、より微細なオリフィスの加工技術が必要となって
きている。ここで、前記特開昭５７−２０８２５５号，
５７−２０８２５６号，６１−１５４９４７号の各公報
が開示する方法では、何れもインク流路を切断すること
でインク吐出口を形成するため切断精度でインク吐出圧
力発生素子とインク吐出口との距離が決定される。切断
はダイシングソーなどの機械的手段で行うことが一般的
であり、高い精度を実現することは難しい。また、切断
時に基板が欠けを起こしたりする場合があり、インクが
曲って吐出し良好な印字を実現できない場合がある。
より高精細な記録技術が求められている。液体噴射記録
技術においてこのような要求を満たす一つの方法として
は、オリフィスの面積を小さくすることが上げられる。
即ち、より微細なオリフィスの加工技術が必要となって
きている。ここで、前記特開昭５７−２０８２５５号，
５７−２０８２５６号，６１−１５４９４７号の各公報
が開示する方法では、何れもインク流路を切断すること
でインク吐出口を形成するため切断精度でインク吐出圧
力発生素子とインク吐出口との距離が決定される。切断
はダイシングソーなどの機械的手段で行うことが一般的
であり、高い精度を実現することは難しい。また、切断
時に基板が欠けを起こしたりする場合があり、インクが
曲って吐出し良好な印字を実現できない場合がある。
【００１２】これらの問題点を回避するために、本件発
明者によって、インク吐出圧力発生素子が形成された基
体上に、 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 とを少なくとも含む液体噴射記録ヘッドの製造方法が提
案された。
明者によって、インク吐出圧力発生素子が形成された基
体上に、 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 とを少なくとも含む液体噴射記録ヘッドの製造方法が提
案された。
【００１３】前記液体噴射記録ヘッドの製造方法によれ
ば、液体噴射記録ヘッドの特性に影響を及ぼす最も重要
な因子の一つである吐出エネルギー発生素子とオリフィ
ス間の距離が、スピンコートに代表される薄膜コーティ
ング技術によって再現性よく厳密に制御できる。更に吐
出エネルギー発生素子とオリフィスの位置合わせはフォ
トリソグラフィーによる光学的な位置合わせが可能であ
り高い位置精度を実現できる。
ば、液体噴射記録ヘッドの特性に影響を及ぼす最も重要
な因子の一つである吐出エネルギー発生素子とオリフィ
ス間の距離が、スピンコートに代表される薄膜コーティ
ング技術によって再現性よく厳密に制御できる。更に吐
出エネルギー発生素子とオリフィスの位置合わせはフォ
トリソグラフィーによる光学的な位置合わせが可能であ
り高い位置精度を実現できる。
【００１４】前記特開昭５７−２０８２５５号，５７−
２０８２５６号，６１−１５４９４７号各公報で開示の
酸素プラズマを用いる方法では、何れも液体噴射記録ヘ
ッドの構成部材としてガラスあるいは金属に較べて加工
性に優れた樹脂組成物を使用する。また、前記特開昭６
１−１５４９４７号公報記載の方法に用いる被覆樹脂と
して特開平３−１８４８６８号公報では、芳香性エポキ
シ化合物のカチオン重合硬化物が有用であることを開示
している。
２０８２５６号，６１−１５４９４７号各公報で開示の
酸素プラズマを用いる方法では、何れも液体噴射記録ヘ
ッドの構成部材としてガラスあるいは金属に較べて加工
性に優れた樹脂組成物を使用する。また、前記特開昭６
１−１５４９４７号公報記載の方法に用いる被覆樹脂と
して特開平３−１８４８６８号公報では、芳香性エポキ
シ化合物のカチオン重合硬化物が有用であることを開示
している。
【００１５】ここで、液体噴射記録ヘッドは通常その使
用環境下にあってインク（一般的に言って、水を主体と
し多くの場合中性でないインク）と常時接触している。
それ故、液体噴射記録ヘッドの構成部材は記録液からの
影響を受けて強度低下を起こすことのないようなもので
なくてはならない。即ち、長期間にわたる使用を考慮に
入れて、より吸水率の低い液体噴射記録ヘッド構成部材
が求められていた。
用環境下にあってインク（一般的に言って、水を主体と
し多くの場合中性でないインク）と常時接触している。
それ故、液体噴射記録ヘッドの構成部材は記録液からの
影響を受けて強度低下を起こすことのないようなもので
なくてはならない。即ち、長期間にわたる使用を考慮に
入れて、より吸水率の低い液体噴射記録ヘッド構成部材
が求められていた。
【００１６】本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので
あって、インクジェット記録ヘッドの構造部材を吸水率
が低く耐インク性、機械的強度、基板に対する密着性に
優れた樹脂組成物で形成したインクジェット記録ヘッド
の製造方法提供を目的とするものである。
あって、インクジェット記録ヘッドの構造部材を吸水率
が低く耐インク性、機械的強度、基板に対する密着性に
優れた樹脂組成物で形成したインクジェット記録ヘッド
の製造方法提供を目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録ヘッドの製造方法は、インク吐出圧
力発生素子が形成された基体上に、 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、 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、 前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂
層にインク吐出口を形成する工程と、 前記溶解可能な樹
脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘ
ッドの製造工程において、 インクジェット記録ヘッドの
構成部材は、少なくとも硬化可能なエポキシ化合物と
フルオロカーボンを有する化合物と硬化剤とを含
み、かつ前記フルオロカーボンを有する化合物を１〜５
０ｗｔ％含む樹脂組成物の硬化物により形成することに
より、前記の目的を達成しようとするものである。
インクジェット記録ヘッドの製造方法は、インク吐出圧
力発生素子が形成された基体上に、 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、 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、 前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂
層にインク吐出口を形成する工程と、 前記溶解可能な樹
脂層を溶出する工程と、を有するインクジェット記録ヘ
ッドの製造工程において、 インクジェット記録ヘッドの
構成部材は、少なくとも硬化可能なエポキシ化合物と
フルオロカーボンを有する化合物と硬化剤とを含
み、かつ前記フルオロカーボンを有する化合物を１〜５
０ｗｔ％含む樹脂組成物の硬化物により形成することに
より、前記の目的を達成しようとするものである。
【００１８】そして、前記硬化剤がカチオン重合開始剤
であり、硬化反応がカチオン重合であること、或は、前
記フルオロカーボンを有する化合物のフッ素含有量が２
０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であること、或は、前記フ
ルオロカーボンを有する化合物が官能基を有すること、
或は、前記フルオロカーボンを有する化合物の官能基が
水酸基であること、或は、前記フルオロカーボンを有す
る化合物が、
であり、硬化反応がカチオン重合であること、或は、前
記フルオロカーボンを有する化合物のフッ素含有量が２
０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であること、或は、前記フ
ルオロカーボンを有する化合物が官能基を有すること、
或は、前記フルオロカーボンを有する化合物の官能基が
水酸基であること、或は、前記フルオロカーボンを有す
る化合物が、
【００１９】
【化１】
【００２０】であること、或は、前記硬化可能なエポキ
シ化合物が芳香族エポキシ化合物であること、或は、前
記硬化可能なエポキシ化合物が脂環式エポキシ化合物で
あること、或は、前記硬化可能なエポキシ化合物が少な
くともその分子構造中にオキシシクロヘキサン骨格を有
するエポキシ化合物であること、を特徴とする構成によ
って、前記の目的を達成しようとするものである。
シ化合物が芳香族エポキシ化合物であること、或は、前
記硬化可能なエポキシ化合物が脂環式エポキシ化合物で
あること、或は、前記硬化可能なエポキシ化合物が少な
くともその分子構造中にオキシシクロヘキサン骨格を有
するエポキシ化合物であること、を特徴とする構成によ
って、前記の目的を達成しようとするものである。
【００２１】
【作用】上記の構成により、エポキシ化合物は架橋密度
が高く、高いガラス転移温度（熱変形温度）を有し、フ
ルオロカーボンにより可撓性が付与され、硬化剤により
架橋硬化され、精密な液体噴射記録ヘッドの構成を有
し、耐インク性、機械的強度に優れ、安定した記録が長
期間にわたって可能である。
が高く、高いガラス転移温度（熱変形温度）を有し、フ
ルオロカーボンにより可撓性が付与され、硬化剤により
架橋硬化され、精密な液体噴射記録ヘッドの構成を有
し、耐インク性、機械的強度に優れ、安定した記録が長
期間にわたって可能である。
【００２２】
【実施例】以下、本発明に係る液体噴射記録ヘッドの一
実施例の構成および効果について説明する。
実施例の構成および効果について説明する。
【００２３】本実施例は、主要部分の構成材料に特徴を
有しており、以下本発明の樹脂組成物について詳細に説
明する。まず、硬化可能なエポキシ樹脂としては、その
硬化物が高い機械的強度、基板との密着性を得るために
その分子内に２つ以上のエポキシ基を有するものが好ま
しい。具体的には、前記特開平３−１８４８６８号公報
に開示されている化合物、例えば、ビスフェノールＡ、
Ｆ、Ｓ骨格を有するエポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂等があげられる。また、従来より
高いカチオン重合性を有しながらその硬化物が前述の芳
香族エポキシ樹脂と比較して高い吸水率を持つため使用
が難しかった脂環式エポキシ樹脂も使用することが可能
となる。但し、脂環式エポキシ樹脂は、一般的にナフト
キノンジアジド系ポジ型レジストとの相溶性が高いため
実施形態によっては注意が必要である。
有しており、以下本発明の樹脂組成物について詳細に説
明する。まず、硬化可能なエポキシ樹脂としては、その
硬化物が高い機械的強度、基板との密着性を得るために
その分子内に２つ以上のエポキシ基を有するものが好ま
しい。具体的には、前記特開平３−１８４８６８号公報
に開示されている化合物、例えば、ビスフェノールＡ、
Ｆ、Ｓ骨格を有するエポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂等があげられる。また、従来より
高いカチオン重合性を有しながらその硬化物が前述の芳
香族エポキシ樹脂と比較して高い吸水率を持つため使用
が難しかった脂環式エポキシ樹脂も使用することが可能
となる。但し、脂環式エポキシ樹脂は、一般的にナフト
キノンジアジド系ポジ型レジストとの相溶性が高いため
実施形態によっては注意が必要である。
【００２４】更に特開昭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号公報に記載のオキシ
シクロヘキサン骨格を有するエポキシ樹脂を用いること
ができる。特に前記オキシシクロヘキサン骨格を有する
エポキシ樹脂の硬化物は、基板に対して優れた密着性を
有しフルオロカーボンを有する化合物の添加による密着
性の低下にも十分対応できる。
開昭６３−２２１１２１号公報、特開昭６４−９２１６
号公報、特開平２−１４０２１９号公報に記載のオキシ
シクロヘキサン骨格を有するエポキシ樹脂を用いること
ができる。特に前記オキシシクロヘキサン骨格を有する
エポキシ樹脂の硬化物は、基板に対して優れた密着性を
有しフルオロカーボンを有する化合物の添加による密着
性の低下にも十分対応できる。
【００２５】次に、フルオロカーボンを有する化合物に
ついて説明する。フルオロカーボンを有する化合物は、
エポキシ硬化反応の際、エポキシ硬化物中に取込まれる
か、あるいはエポキシ樹脂と反応して硬化物の吸水率を
低下させるものである。このような、フルオロカーボン
を有する化合物は、樹脂組成中１〜５０ｗｔ％の範囲で
使用することが好ましい。１ｗｔ％以下では、吸水率の
低下に大きく寄与することはないし、また５０ｗｔ％以
上含まれる場合はエポキシ樹脂硬化物の特徴である機械
的強度、密着性を損なう場合があるからである。特に、
フルオロカーボンを有する化合物はその表面張力が低い
ことで低吸水化に寄与するわけであるが、同時に基板と
の密着性を弱める性質もありその使用範囲には注意が必
要である。
ついて説明する。フルオロカーボンを有する化合物は、
エポキシ硬化反応の際、エポキシ硬化物中に取込まれる
か、あるいはエポキシ樹脂と反応して硬化物の吸水率を
低下させるものである。このような、フルオロカーボン
を有する化合物は、樹脂組成中１〜５０ｗｔ％の範囲で
使用することが好ましい。１ｗｔ％以下では、吸水率の
低下に大きく寄与することはないし、また５０ｗｔ％以
上含まれる場合はエポキシ樹脂硬化物の特徴である機械
的強度、密着性を損なう場合があるからである。特に、
フルオロカーボンを有する化合物はその表面張力が低い
ことで低吸水化に寄与するわけであるが、同時に基板と
の密着性を弱める性質もありその使用範囲には注意が必
要である。
【００２６】また、フルオロカーボンを有する化合物
は、そのフッ素含有量が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下
であることが好ましい。２０ｗｔ％以下では、その効果
が小さく、８０ｗｔ％以上では、一般的なエポキシ化合
物、有機溶剤に対して全く親和性がなくなるためであ
る。
は、そのフッ素含有量が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下
であることが好ましい。２０ｗｔ％以下では、その効果
が小さく、８０ｗｔ％以上では、一般的なエポキシ化合
物、有機溶剤に対して全く親和性がなくなるためであ
る。
【００２７】更にフルオロカーボンを有する化合物はそ
の構造中に官能基を有し前記硬化可能なエポキシ樹脂と
反応することが好ましい。即ち、本発明実施例に於いて
は、フルオロカーボンを有する化合物は、エポキシ硬化
物中に相溶して存在しても構わないし、非相溶で分散さ
れた状態で存在しても構わないが、エポキシ樹脂となん
らかの化合物、物理的結合を介して存在することが好ま
しい。これは、液体噴射記録ヘッドの構成部材は長期に
渡りインクと接するため、インク中への溶出を避けるた
めである。このような官能基としては、水酸基、カルボ
キシル基、アミノ基等があげられる。このうち、後記の
硬化剤としてカチオン重合開始剤を用いた場合、即ち硬
化反応がカチオン重合である場合、水酸基は、カチオン
重合の水素供給源となり、フルオロカーボンを有する化
合物が連鎖移動剤として働くため特に好ましい。これら
官能基は、エポキシ樹脂の硬化反応の種類によって適宜
選択される。無論、硬化反応がカチオン重合による場合
はアミンなどの求核性を有する官能基が使用できないこ
とは言うまでもない。
の構造中に官能基を有し前記硬化可能なエポキシ樹脂と
反応することが好ましい。即ち、本発明実施例に於いて
は、フルオロカーボンを有する化合物は、エポキシ硬化
物中に相溶して存在しても構わないし、非相溶で分散さ
れた状態で存在しても構わないが、エポキシ樹脂となん
らかの化合物、物理的結合を介して存在することが好ま
しい。これは、液体噴射記録ヘッドの構成部材は長期に
渡りインクと接するため、インク中への溶出を避けるた
めである。このような官能基としては、水酸基、カルボ
キシル基、アミノ基等があげられる。このうち、後記の
硬化剤としてカチオン重合開始剤を用いた場合、即ち硬
化反応がカチオン重合である場合、水酸基は、カチオン
重合の水素供給源となり、フルオロカーボンを有する化
合物が連鎖移動剤として働くため特に好ましい。これら
官能基は、エポキシ樹脂の硬化反応の種類によって適宜
選択される。無論、硬化反応がカチオン重合による場合
はアミンなどの求核性を有する官能基が使用できないこ
とは言うまでもない。
【００２８】次いで前述のフルオロカーボンを有する化
合物の具体例を以下の化学式に示すが、無論本発明実施
例はこれに限定されるものではない。
合物の具体例を以下の化学式に示すが、無論本発明実施
例はこれに限定されるものではない。
【００２９】
【化２】
【００３０】これらの化合物のうち、前記の理由により
カチオン重合による硬化反応の場合は、水酸基を有する
フルオロカーボンが好ましく、特に一般式（Ｉ）で示す
ヂオール類が好ましい。これは、前記ヂオール類は、低
吸水化あるいは連鎖移動剤として寄与するだけでなく、
エポキシ樹脂の可とう性付与剤として働くからである。
カチオン重合による硬化反応の場合は、水酸基を有する
フルオロカーボンが好ましく、特に一般式（Ｉ）で示す
ヂオール類が好ましい。これは、前記ヂオール類は、低
吸水化あるいは連鎖移動剤として寄与するだけでなく、
エポキシ樹脂の可とう性付与剤として働くからである。
【００３１】前記エポキシ化合物は、適当な硬化剤によ
って架橋硬化する。このような硬化剤としては従来より
公知のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、カチオン重
合硬化剤等が用いられる。アミン系硬化剤としては、ジ
エチレントリアミン、２．５ジメチルヘキサメチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族アミンやメン
センジアミン、イソフォロンジアミン等の環状アミンや
ｍ−キシレンジアミン、メタフェニレンジアミンなどの
芳香族アミンなどがあげられる。酸無水物系硬化剤とし
ては、ポリアジピン酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル
酸、無水プロメリット酸等があげられる。また、本発明
実施例においては、カチオン重合型の硬化剤が好適に用
いられる。即ち、カチオン重合されたエポキシ硬化物
は、架橋密度が高く、高いガラス転移温度（熱変形温
度）を有する利点がある。
って架橋硬化する。このような硬化剤としては従来より
公知のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、カチオン重
合硬化剤等が用いられる。アミン系硬化剤としては、ジ
エチレントリアミン、２．５ジメチルヘキサメチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族アミンやメン
センジアミン、イソフォロンジアミン等の環状アミンや
ｍ−キシレンジアミン、メタフェニレンジアミンなどの
芳香族アミンなどがあげられる。酸無水物系硬化剤とし
ては、ポリアジピン酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル
酸、無水プロメリット酸等があげられる。また、本発明
実施例においては、カチオン重合型の硬化剤が好適に用
いられる。即ち、カチオン重合されたエポキシ硬化物
は、架橋密度が高く、高いガラス転移温度（熱変形温
度）を有する利点がある。
【００３２】エポキシ化合物の硬化反応においては、ア
ミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤を用いた場合、高温、
長時間に渡る反応時間を必要とし、反応可能なエポキシ
基の反応率が高いほどガラス転移温度は高くなり、高い
機械的強度、密着性が得られるので、スループットの点
で制約を受ける。この点、カチオン重合は、連鎖移動反
応であり一旦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。
ミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤を用いた場合、高温、
長時間に渡る反応時間を必要とし、反応可能なエポキシ
基の反応率が高いほどガラス転移温度は高くなり、高い
機械的強度、密着性が得られるので、スループットの点
で制約を受ける。この点、カチオン重合は、連鎖移動反
応であり一旦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。
【００３３】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．ＰＯＬＹＭＥ
Ｒ ＳＣＩ：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ．５６．３８３
−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、旭電化工業よ
り上市されているＣＰ−６６、ＣＰ−７７あるいは芳香
族ヨードニウム塩と銅化合物との併用［Ｊ．ＰＯＬＹＭ
ＥＲ ＳＣＩ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅ
ｄｉｔｉｏｎ Ｖｏｌ２１、９７−１０９（１９８３）
参照］すれば、加熱によってカチオン重合が開始され
る。
ドニウム塩、芳香族スルホニウム塩［Ｊ．ＰＯＬＹＭＥ
Ｒ ＳＣＩ：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ．５６．３８３
−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、旭電化工業よ
り上市されているＣＰ−６６、ＣＰ−７７あるいは芳香
族ヨードニウム塩と銅化合物との併用［Ｊ．ＰＯＬＹＭ
ＥＲ ＳＣＩ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅ
ｄｉｔｉｏｎ Ｖｏｌ２１、９７−１０９（１９８３）
参照］すれば、加熱によってカチオン重合が開始され
る。
【００３４】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さげる目的で可と
う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。
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さげる目的で可と
う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。
【００３５】以下に実施例を示して、本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】本実施例では、本発明の液体噴射記録ヘッ
ドの構造部材用樹脂組成物を、前記の酸素プラズマを用
いた液体噴射記録ヘッドの製造方法に使用し評価を行っ
た。以下、図面を参照しながら説明する。
ドの構造部材用樹脂組成物を、前記の酸素プラズマを用
いた液体噴射記録ヘッドの製造方法に使用し評価を行っ
た。以下、図面を参照しながら説明する。
【００４０】まず、図１に示すごとく液体吐出エネルギ
ー発生素子として電気熱変換素子（ＨｆＢ2 からなるヒ
ーター）２とインク供給口３を設けた熱酸化ＳｉＯ2 膜
付シリコンウエハー１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。尚、
ＯＤＵＲは濃縮して用いた。次いで、１２０℃で２０分
間ベークし、キヤ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。図２に示す通り、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。尚現像後のレジスト
の膜厚は１２μｍであった。
ー発生素子として電気熱変換素子（ＨｆＢ2 からなるヒ
ーター）２とインク供給口３を設けた熱酸化ＳｉＯ2 膜
付シリコンウエハー１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。尚、
ＯＤＵＲは濃縮して用いた。次いで、１２０℃で２０分
間ベークし、キヤ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。図２に示す通り、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。尚現像後のレジスト
の膜厚は１２μｍであった。
【００４１】次いで、表１に示す本発明実施例の樹脂組
成物をメチルイソブチルケトン／キシレンに溶解し、前
記パターン４上にスピンコート、乾燥して被覆層５を形
成した（図３）。次いで、被覆層５が形成されたシリコ
ンウエハーに対して、キヤノン製マスクアライナーＰＬ
Ａ５２０（コールドミラーＣＭ２５０使用）にて３０秒
間露光し、１００℃で１時間ベークしてカチオン重合反
応を起こさせた。尚、被覆樹脂層５は、インク流路パタ
ーン上で１０μｍの厚さに調整された。
成物をメチルイソブチルケトン／キシレンに溶解し、前
記パターン４上にスピンコート、乾燥して被覆層５を形
成した（図３）。次いで、被覆層５が形成されたシリコ
ンウエハーに対して、キヤノン製マスクアライナーＰＬ
Ａ５２０（コールドミラーＣＭ２５０使用）にて３０秒
間露光し、１００℃で１時間ベークしてカチオン重合反
応を起こさせた。尚、被覆樹脂層５は、インク流路パタ
ーン上で１０μｍの厚さに調整された。
【００４２】該硬化樹脂被膜５上にシリコン系ネガレジ
スト（ＳＮＲ：トーソ社）６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。尚、該層の露光量は、約６０ｍｊ／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。
本シリコン系レジストはネガ型レジストであり、インク
供給口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はあるが、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。尚、本実施例ではφ１５μｍの吐出口パターンを形
成した（図４参照）。
スト（ＳＮＲ：トーソ社）６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。尚、該層の露光量は、約６０ｍｊ／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。
本シリコン系レジストはネガ型レジストであり、インク
供給口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はあるが、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。尚、本実施例ではφ１５μｍの吐出口パターンを形
成した（図４参照）。
【００４３】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
ング時間は樹脂組成により適宜決定した。エッチングに
てインク供給口７は貫通する（図５参照）。尚、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、吐出口の
深さ方向への形状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於いては更にエッチング時
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。
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
ング時間は樹脂組成により適宜決定した。エッチングに
てインク供給口７は貫通する（図５参照）。尚、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、吐出口の
深さ方向への形状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於いては更にエッチング時
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。
【００４４】次いで、溶解可能な樹脂層（ＯＤＵＲ−１
０１０）４を溶解除去する為、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を溶出してインク流路８を形成した
（図６参照）。更に、こうして得られた基板を１５０℃
で１時間ベークした。
０１０）４を溶解除去する為、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を溶出してインク流路８を形成した
（図６参照）。更に、こうして得られた基板を１５０℃
で１時間ベークした。
【００４５】最後に、図７に示すようにインク供給口に
インク供給部材９を接着して液体噴射記録ヘッドを作製
した。
インク供給部材９を接着して液体噴射記録ヘッドを作製
した。
【００４６】上記のようにして、作製された液体噴射記
録ヘッドを記録装置に装着し、純水／ジエチレングリコ
ール／イソプロピルアルコール／水溶性黒色染料／酢酸
リチウム＝７９．４／１５／３／２．５／０．１から成
るインクを用いて記録を行ったところ、何れのヘッドも
安定な印字が可能であった。更に、長期に渡る信頼性を
評価する為に、前記インクにヘッドを浸漬し、プレッシ
ャークッカーテスト（ＰＣＴ １２０℃ ２ａｔｍ ５
０時間）を行い吸水率の測定を行い、その結果を表１に
記載してある。尚、この試験は、インク供給部材９を未
装着の状態で行った。また、比較例としてフルオロカー
ボンを有する化合物を用いない例、フルオロカーボンに
代えてフッ素を水素に置換した化合物を用いた例を併せ
て示す。
録ヘッドを記録装置に装着し、純水／ジエチレングリコ
ール／イソプロピルアルコール／水溶性黒色染料／酢酸
リチウム＝７９．４／１５／３／２．５／０．１から成
るインクを用いて記録を行ったところ、何れのヘッドも
安定な印字が可能であった。更に、長期に渡る信頼性を
評価する為に、前記インクにヘッドを浸漬し、プレッシ
ャークッカーテスト（ＰＣＴ １２０℃ ２ａｔｍ ５
０時間）を行い吸水率の測定を行い、その結果を表１に
記載してある。尚、この試験は、インク供給部材９を未
装着の状態で行った。また、比較例としてフルオロカー
ボンを有する化合物を用いない例、フルオロカーボンに
代えてフッ素を水素に置換した化合物を用いた例を併せ
て示す。
【００４７】上記結果より明らかなように、フルオロカ
ーボンを有する化合物をエポキシ硬化物中に併用させる
と、吸水率が大幅に改善される。
ーボンを有する化合物をエポキシ硬化物中に併用させる
と、吸水率が大幅に改善される。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク吐出口、インク流路は正しく精密に形成されてお
り、耐インク性、機械的強度も優れ、多数のインク吐出
口による安定した記録が長期間にわたって可能である。
インク吐出口、インク流路は正しく精密に形成されてお
り、耐インク性、機械的強度も優れ、多数のインク吐出
口による安定した記録が長期間にわたって可能である。
【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。
式的斜視図である。
【図２】 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。
板の模式的斜視図である。
【図３】 被覆樹脂層を形成した基板の模式図である。
【図４】 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。
ク吐出口パターンを形成した基板の模式図である。
【図５】 酸素プラズマにて被覆樹脂にインク吐出口を
形成した基板の模式図である。
形成した基板の模式図である。
【図６】 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。
式図である。
【図７】 インク供給手段を設けたヘッドの模式図であ
る。
る。
１ シリコンウエハー
２ 電気熱変換素子
３ インク供給口
４ レジストパターン（溶解可能な樹脂層）
５ 被覆層（硬化樹脂被覆層）
６ シリコン系ネガレジスト膜
７ インク吐出口
８ インク流路
９ インク供給部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−286149（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−55140（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−193146（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−184868（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−214783（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/05
B41J 2/16
Claims (9)
- 【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、 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、 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、 前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂層にイ
ンク吐出口を形成する工程と、 前記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おい
て、 前記インクジェット 記録ヘッドの構成部材は、少なくと
も硬化可能なエポキシ化合物とフルオロカーボンを
有する化合物と硬化剤とを含み、かつ前記フルオロカ
ーボンを有する化合物を１〜５０ｗｔ％含む樹脂組成物
の硬化物により形成するようにした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】 前記硬化剤がカチオン重合開始剤であ
り、硬化反応がカチオン重合であることを特徴とする請
求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】 前記フルオロカーボンを有する化合物の
フッ素含有量が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 前記フルオロカーボンを有する化合物が
官能基を有することを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 前記フルオロカーボンを有する化合物の
官能基が水酸基であることを特徴とする請求項４記載の
インクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 前記フルオロカーボンを有する化合物が
下記一般式で示されることを特徴とする請求項５記載の
インクジェット記録ヘッドの製造方法。 【化１】 - 【請求項７】 前記硬化可能なエポキシ化合物が芳香族
エポキシ化合物であることを特徴とする請求項１ないし
６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造
方法。 - 【請求項８】 前記硬化可能なエポキシ化合物が脂環式
エポキシ化合物であることを特徴とする請求項１ないし
６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造
方法。 - 【請求項９】 前記硬化可能なエポキシ化合物が少なく
ともその分子構造中にオキシシクロヘキサン骨格を有す
るエポキシ化合物であることを特徴とする請求項１ない
し６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製
造方法。
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|---|---|---|---|
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| AT96106182T ATE203711T1 (de) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf und sein herstellungsverfahren |
| DE69614176T DE69614176T2 (de) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf und sein Herstellungsverfahren |
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| ES96106182T ES2158970T3 (es) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | Cabezal de impresion por chorros de liquido y proceso para su fabricacion. |
| CN96110334A CN1082449C (zh) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | 喷液记录头及制造它的方法 |
| EP96106182A EP0738603B1 (en) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | Liquid jet recording head and process for production thereof |
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| MX9601501A MX9601501A (es) | 1995-04-21 | 1996-04-22 | Cabeza de registro por chorros de liquido y proceso para la produccion de la misma. |
| AU50801/96A AU724344B2 (en) | 1995-04-21 | 1996-04-22 | Liquid jet recording head and process for production thereof |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=14173027
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| CN1072117C (zh) * | 1997-10-21 | 2001-10-03 | 研能科技股份有限公司 | 喷墨头电阻层的制程 |
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