JP4470835B2

JP4470835B2 - 液体吐出型記録ヘッド及び液体吐出装置

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Publication number: JP4470835B2
Application number: JP2005229902A
Authority: JP
Inventors: 浩一五十嵐; 章吾小野; 学冨田; 稔河野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-08-08
Also published as: JP2007044928A; US7665827B2; US20070195133A1

Description

本発明は、低応力、耐薬品性を有し、紫外線照射などによるパターン成形で形成された高精度な流路を有する液体吐出型記録ヘッド及び液体吐出装置に関する。

液体吐出装置としては、液体として例えばインクを吐出するインクジェット記録方式（液体噴射記録方式）を適用したインクジェットプリンタ装置がある。このインクジェットプリンタ装置は、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドを備える。インクジェット記録ヘッドは、インクを微細な状態にして吐出する吐出口（オリフィス）と、この吐出口に連通する流路と、流路の一部に設けられたインク吐出圧力発生素子とからなる構成単位を複数備えている。そして、このようなインクジェット記録ヘッドで高品位の画像を得るためには、吐出口から吐出されるインクの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好ましい。

このような吐出条件を実現するインクジェット記録ヘッドとしては、例えば下記の特許文献１〜特許文献３等に記載されているものがある。特許文献１〜特許文献３に記載されているインクジェット記録ヘッドは、インク吐出圧力発生素子が形成された基板上にインク流路及びオリフィス部からなるノズルが感光性樹脂材料やフォトレジストでパターン形成され、インク流路やノズルを形成する部材の上にガラス板などの蓋が接合されたものである。感光性樹脂材料やフォトレジストとしては、例えば、ジアゾレジン、Ｐ−ジアゾキノン、ビニルモノマーと重合開始剤を使用する光重合フォトポリマー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用する二量化型フォトポリマー、オルソキノンジアジドとフェノールノボラック樹脂との混合物、ポリビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物、４−グリシジルエチレンオキシドとベンゾフェノンやグリシジルカルコンとを共重合させたポリエーテル型フォトポリマー、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミドと例えばアクリルアミドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエステル系感光性樹脂、不飽和ウレタン系感光性樹脂、二官能アクリルモノマーに光重合開始剤とポリマーとを混合した感光性組成物、重クロム酸フォトレジスト、非クロム系水溶性フォトレジスト、ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト等が用いられる。

また、上記吐出条件を実現する他のインクジェット記録ヘッドとしては、下記の特許文献４に記載されている製造方法によって得られたインクジェット記録ヘッドがある。特許文献４に記載されているインクジェット記録ヘッドの製造方法は、基板上のインク流路となる部分に溶解可能な樹脂でインク流路のパターンを形成し、このインク流路のパターンをエポキシ樹脂等で被覆し、基板を切断後にインク流路のパターンを形成している溶解可能な樹脂を溶出除去することによってインクジェット記録ヘッドが得られる。

特許文献１〜特許文献４に記載されているインクジェット記録ヘッドでは、いずれもインク流路の一部に設けられたインク吐出圧力発生素子となる例えば発熱抵抗体がインクの流れる方向と平行に設けられている。インクを吐出する吐出口は、インク流路の端部に設けられており、インクの流れる方向と垂直に設けられている。インクジェット記録ヘッドでは、発熱抵抗体に対して、吐出口がほぼ垂直に位置するため、発熱抵抗体上に形成される気泡の成長方向に対して、インクの吐出方向が垂直となり、気泡の成長方向とインクの吐出方向が異なる。

このようなインクジェット記録ヘッドでは、インク流路の端部に位置する吐出口の一部が基板の端部より形成されるため、基板を切断することによりインク吐出圧力発生素子と吐出口との距離が設定される。このため、インク吐出圧力発生素子と吐出口との間の距離の制御においては、基板の切断精度が非常に重要となる。基板の切断は、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、このような機械的手段では高い精度を実現することは困難である。

また、インクジェット記録ヘッドでは、特許文献１〜特許文献４とは異なり、インク吐出圧力発生素子である例えば電気熱変換素子と、吐出口とが対向して設けられており、電気熱変換素子上に形成される気泡の成長方向とインクの吐出方向とがほぼ同じ方向となっているものがある。このようなインクジェット記録ヘッドには、例えば下記の特許文献５及び特許文献６に記載されているものがある。特許文献５に記載されているインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子が設けられた基板上に、オリフィスプレートとなるドライフィルムをパターニングされた別のドライフィルムで接合し、オリフィスプレートとなるドライフィルムの電気熱変換素子と対向する位置にフォトリソグラフィによって吐出口が形成される。特許文献６に記載されているインクジェット記録ヘッドは、インク吐出圧力発生素子が形成された基板と、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したものである。

この特許文献５及び特許文献６に記載されているインクジェット記録ヘッドでは、いずれもオリフィスプレートが薄く、例えば厚さ２０μｍ以下であり、かつ均一に作製することは困難である。また、このインクジェット記録ヘッドでは、たとえオリフィスプレートを作製できたとしても、インク吐出圧力発生素子が形成された基板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。

また、インクジェット記録ヘッドでは、インクを吐出口から同じ体積、吐出速度で吐出するという吐出条件の他に、微小なインク滴を正確な位置に吐出する必要がある。インクジェット記録ヘッドは、正確な位置にインクを吐出するため、吐出エネルギ発生部に設けられた電気熱変換素子と吐出口との距離（以下、「ＯＨ距離」と記す。）が短い方が好ましい。

高精度のＯＨ距離を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法としては、特許文献７に記載されているような製造方法がある。特許文献７には、インク吐出圧力発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にてインク流路となる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させたものを、インク流路パターンを形成している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の上方の被覆樹脂層に吐出口を形成する工程と、インク流路パターンを形成している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ついて記載されている。特許文献７に記載されているインクジェット記録ヘッドの製造方法では、高アスペクトのパターンを形成すること及び耐インク性の観点から、被覆樹脂に脂環式エポキシ樹脂のカチオン重合物が用いられる。

また、インクジェット記録ヘッドでは、特許文献７及び特許文献８に記載された方法及び材料を用いることにより、新たに以下のような問題も生じている。

これらの脂環式エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、下地となる基板との接着力は優れているものの、内部応力が高いため、下地となる基板からの剥離が発生してしまう。また、脂環式エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、膜自体の特にパターンエッジのようなコーナー部の応力集中が発生する部分には、クラック（膜割れ）も発生して、インクジェット記録ヘッドとしての信頼性を大きく低下させてしまう。また、これらの材料によっては、パターニング性能が不十分で、インクジェット記録ヘッド用構造体として必要な微細なパターニング性能が得られないものも多々含まれている。

インクジェット記録ヘッドでは、特に長尺状に形成した場合やインク流路壁となる被覆樹脂層の厚みが厚くなる場合、さらにはインク流路の構造が微細化、複雑化することにより、被覆樹脂層の剥離が生じたり、クラックが生じやすい。また、インクジェット記録ヘッドでは、画像品質を保持するため、インクが吐出されるヘッド表面をヘッドクリーニングして、ヘッド表面に付着した余分なインクを除去することが欠かせない。インクジェット記録ヘッドでは、ヘッドクリーニングする際に、クリーニング部材でヘッド表面をワイピングしたりするため、ヘッド表面にメカニカルな負荷がかかり、基板からの被覆樹脂層の剥離を助長してしまう虞がある。

特開昭５６−１２３８６９号公報特開昭５７−２０８２５５号公報特開昭５７−２０８２５６号公報特開昭６１−１５４９４７号公報特開昭５８−８６５８号公報特開昭６２−２６４９５７号公報特開平６−２８６１４９号公報特開平７−２１４７８３号公報

本発明は、低応力であり、紫外線照射などによるパターン成形が正確かつ容易である塗膜を有する液体吐出型記録ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液体吐出型記録ヘッドは、液体を吐出するものであり、液体吐出エネルギ発生素子が形成されると共に液体を供給する流路の一部を構成する基板と、基板上に形成され、流路の一部を構成すると共に液体を吐出する液体吐出口を有する被覆樹脂層とを有する。この液体吐出型記録ヘッドの被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている。

また、本発明に係る液体吐出装置は、上記液体吐出型記録ヘッドを備える。

さらに、本発明に係る液体吐出型記録ヘッドは、液体を吐出するものであり、液体を供給する共通流路の一部を構成する凹部を有する液体供給部材と、液体供給部材の凹部の一方の側に接着され、端面が共通流路の一部を構成し、表面に液体吐出エネルギ発生素子が形成された第１の基板と、第１の基板上に形成され、共通流路から供給された液体を液体吐出エネルギ発生素子の周囲に供給する個別流路と液体を吐出する液体吐出口とを有する第１の被覆樹脂層と、液体供給部材の凹部の他方の側に接着され、端面が共通流路の一部を構成する第２の基板と、第２の基板上に形成される第２の被覆樹脂層と、第１の被覆樹脂層上及び第２の被覆樹脂層上に設けられ、共通流路の吐出面側を閉塞する天板とを有する。この液体吐出型記録ヘッドの第１の被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている。

本発明によれば、流路の一部を構成し、液体吐出口を有する被覆樹脂層や個別流路及び液体吐出口を有する第１の被覆樹脂層を分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物で形成することにより、オキセタン化合物の持つ低ストレス材料としての特性から、被覆樹脂層を低応力化でき、クラックの発生を防止でき、基板からの剥離も防止することができ、耐久性に優れている。また、本発明によれば、被覆樹脂層及び第１の被覆樹脂層をオキセタン樹脂組成物で形成することにより、耐薬品性が得られる。これらのことから、本発明では、製造歩留まり及び品質が向上し、長期にわたって高い信頼性が得られる。

以下、本発明が適用された液体吐出型記録ヘッド及び液体吐出装置について、図面を参照して説明する。液体吐出装置は、液体として例えばインクを吐出するインクジェットプリンタ装置であり、液体吐出型記録ヘッドであるインクジェット記録ヘッドは、このプリンタ装置に設けられる。

インクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置という。）１は、図１に示すように、対象物となる例えば記録紙Ｐに対して上述したインクｉを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）が略ライン状に１列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。

先ず、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いて上述したインクｉを吐出し、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。ヘッドカートリッジ２には、図２及び図３に示すように、インクｉが収容された容器であるインクカートリッジ１１が装着される。インクカートリッジ１１は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの色毎に、イエローインクのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタインクのインクカートリッジ１１ｍ、シアンインクのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックインクのインクカートリッジ１１ｋを備える。インクカートリッジ１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。具体的に、インクカートリッジ１１は、図３に示すように、インクｉを収容するインク収容部１２を有し、このインク収容部１２の下面にヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１にインクｉを送り出すためのインク供給部１３が設けられている。

インク収容部１２には、上面中央部に外部の空気を取り込む際の孔となる外部連通孔１４が設けられている。インクカートリッジ１１では、インクｉがカートリッジ本体２１に供給された際に、減少したインクｉの分に相当する空気が外部連通孔１４を介して空気が取り込まれる。

インク供給部１３は、インク収容部１２の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、インク収容部１２と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部２５に嵌合されることにより、インクカートリッジ１１のインク収容部１２とヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１とを接続する。

インク供給部１３は、インクカートリッジ１１の底面側にインクｉをカートリッジ本体２１側に供給する供給口が設けられ、詳細を図示しない弁機構により供給口を開放、閉塞する。インクカートリッジ１１は、カートリッジ本体２１に装着され、インク供給部１３とヘッドカートリッジ２の接続部２５が接続されると、弁が供給口から離れ、供給口が開放され、ヘッドカートリッジ２側にインクｉが送り出される。

インクカートリッジ１１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２と、インクｉを吐出するインクジェット記録ヘッド２３と、インクジェット記録ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。

装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１のインク供給部１３と接続される接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１のインク供給部１３からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインクｉを吐出するインクジェット記録ヘッド２３にインクｉを供給する供給路となる。接続部２５は、インクカートリッジ１１からインクジェット記録ヘッド２３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。

接続部２５からインクｉが供給されるインクジェット記録ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されている。インクジェット記録ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル３５が記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中矢印Ｗ方向に略ライン状に並設されている。インクジェット記録ヘッド２３は、インクｉを吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、ノズルライン毎にインクｉを吐出する。

インクジェット記録ヘッド２３は、図４及び図５に示すように、共通流路３１の一部を構成する凹部３２ａが形成されたインク供給部材３２と、このインク供給部材３２の凹部３２ａの一方の側に設けられる第１の基板３３と、この第１の基板３３上に形成され、個別流路３４とノズル３５とが形成された第１の被覆樹脂層３６と、インク供給部材３２の凹部３２ａの他の側に設けられ、第１の基板３３と高さを揃える第２の基板３７と、この第２の基板３７上に形成され、第１の被覆樹脂層３６と高さを揃える第２の被覆樹脂層３８と、第１の被覆樹脂層３６及び第２の被覆樹脂層３８上に設けられ、共通流路３１を閉塞する天板３９とを有する。

インクジェット記録ヘッド２３は、インク供給部材３２と、第１の基板３３の端面と、第１の被覆樹脂層３６の端面と、第２の基板３７の端面と、第２の被覆樹脂層３８の端面と、天板３９とで囲まれた共通流路３１が形成され、第１の基板３３及び第１の被覆樹脂層３６で吐出エネルギ発生素子３３ａを囲んだ液室となる個別流路３４が形成される。インクジェット記録ヘッド２３では、インクカートリッジ１１からのインクｉが共通流路３１に供給され、共通流路３１に供給されたインクｉが各個別流路３４に供給される。

共通流路３１の一部を構成するインク供給部材３２は、耐インク性の樹脂等で形成され、共通流路３１の一部を構成する凹部３２ａが形成されている。

第１の基板３３は、例えばシリコン基板であり、表面の所定の箇所に複数の吐出エネルギ発生素子３３ａとして電気熱変換素子が半導体プロセスにより形成されている。また、第１の基板３３には、吐出エネルギ発生素子３３ａを制御する制御回路３３ｂが形成されている。第１の基板３３は、共通流路３１側の端面が共通流路３１の一部を構成している。また、第１の基板３３は、吐出エネルギ発生素子３３ａが設けられた面が個別流路３４の底面を構成している。なお、吐出エネルギ発生素子３３ａとして、電気的熱変換素子に限定されず、ピエゾ素子といった電気機械変換素子等であってもよい。

第１の被覆樹脂層３６は、第１の基板３３上にパターン形成され、共通流路３１からインクｉを第１の基板３３上に設けられた吐出エネルギ発生素子３３ａの周囲に供給する個別流路３４と、吐出エネルギ発生素子３３ａと対向する位置にインクｉを吐出するノズル３５とが形成されている。個別流路３４は、吐出エネルギ発生素子３３ａ毎に設けられ、共通流路３１の深さ方向と直交する方向に凹状をなし、共通流路３１側の端部に共通流路３１と接続するための供給口４０が形成されている。

ノズル３５は、個別流路３４と接続されており、吐出エネルギ発生素子３３ａで発生したエネルギによって加熱、押圧された個別流路３４内のインクｉを吐出する。

具体的に、第１の被覆樹脂層３６は、分子中に少なくとも１個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と、光カチオン重合開始剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物を第１の基板３３上の吐出エネルギ発生素子３３ａが設けられている面にパターン形成し、オキセタン樹脂組成物を硬化させることにより形成される。

ここで、第１の被覆樹脂層３６を形成するオキセタン樹脂組成物について説明する。オキセタン樹脂組成物中のオキセタン化合物は、エポキシのオキシラン環に炭素が１つ増えた４員環をもつものである。このオキセタン化合物は、エポキシ化合物と比べて、カチオン硬化性が良好である。このオキセタン化合物のカチオン硬化物は、エポキシ硬化物よりはるかに大きな分子量をもち、強靱性と伸びをもった信頼性の高い機械的強度が出せ、より優れた耐水性や耐薬品性を示す。このオキセタン化合物のカチオン硬化物の特徴は、堅くて脆いエポキシ硬化物の特徴と大きく異なる。また、オキセタン化合物のカチオン硬化物は、４員環のオキセタニル基由来の変異原生はなく安全性に関しても、低分子量の光硬化性エポキシ樹脂より優位である。

オキセタン化合物には、分子中に１つのオキセタニル基を有する単官能オキセタン化合物、分子中に２つ以上のオキセタニル基を有する多官能オキセタン化合物がある。単官能オキセタン化合物は、下記の一般式（１）で表わされる。

一般式（１）において、Ｒ１は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基等の炭素数１〜６個のアルキル基、炭素数１〜６個のフルオロアルキル基、アリル基、アリール基、フリル基若しくはチエニル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基等の炭素数１〜６個のアルキル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、２−メチル−１−プロペニル基、２−メチル−２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基又は３−ブテニル基等の炭素数２〜６個のアルケニル基、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基等の芳香環を有する基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基又はブチルカルボニル基等の炭素数２〜６個のアルキルカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基又はブトキシカルボニル基等の炭素数２〜６個のアルコキシカルボニル基、若しくはエチルカルバモイル基、プロピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基又はペンチルカルバモイル基等の炭素数２〜６個のＮ−アルキルカルバモイル基等である。

２つのオキセタニル基を有する２官能オキセタン化合物は、下記一般式（２）および一般式（３）で表わされる。

一般式（２）において、Ｒ１は、一般式（１）におけるものと同様である。

一般式（３）において、Ｒ１は、一般式（１）におけるものと同様である。Ｒ３は、炭素数１〜１２の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数１〜１２の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）で示される芳香族炭化水素類、式（Ｆ）及び（Ｇ）で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式（Ｈ）及び（Ｉ）で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される２つの原子価を持った基である。その他の２官能オキセタン化合物としては、カルド型、ナフタレン型などが挙げられる。

式（Ａ）〜（Ｅ）において、Ｒ４は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、Ｒ５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ_２−、−ＮＨ−、−ＳＯ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、又は−Ｃ（ＣＦ_３）_２−を表わし、Ｒ６は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表わす。

式（Ｆ）において、ｎは１以上の整数を表わす。

３官能以上のオキセタン化合物としては、下記の一般式（４）に示すフェノールノボラック型オキセタン化合物、下記の一般式（５）に示すクレゾールノボラック型オキセタン化合物、や下記の一般式（６）及び一般式（７）に示すトリアジン骨格を持つオキセタン化合物が挙げられる。その他の３官能以上のオキセタン化合物としては、ポリ（ヒドロキシスチレン）、カリックスアレーン類、又はシルセスキオキサン等のシリコーン樹脂類などの水酸基を有する樹脂とのエーテル化物、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル（メタ）アクリレートとの共重合体等も挙げられる。

一般式（４）〜一般式（５）において、Ｒ１は一般式（１）におけるものと同様であり、ｎは１以上の整数を表す。また、このようなノボラック型オキセタン化合物は、その数平均核体数が３〜１０（ｎは、１〜８）であることが好ましい。この数平均核体数が１０を超えると、粘度が高くなって立体障害により架橋密度が上がらないからである。

一般式（６）において、Ｒ１は一般式（１）におけるものと同様である。

一般式（７）において、Ｒ１は前記一般式（１）におけるものと同様であり、Ｒ７は、下記式（Ｊ）、（Ｋ）及び（Ｌ）で示されるような炭素数１〜１２の分岐状アルキレン基、式（Ｍ）、（Ｎ）及び（Ｐ）で示される芳香族炭化水素類である。また、ｎは、Ｒ７に結合している一般式（７）に示された官能基の数を表わす。

式（Ｐ）において、Ｒ８は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はアリール基を表わす。

これらオキセタン化合物は単独または２種以上を混合して用いられる。選択としてより強い耐薬品性や耐久性を求めるのであれば、多官能オキセタン化合物の使用が好ましい。また、多官能オキセタン化合物の使用で要望の粘度が得られない場合は、単官能オキセタン化合物で希釈することも可能である。

また、オキセタン化合物は、最終的にカチオン硬化度が高い硬化物が得られるが、エポキシ化合物やビニルエーテル化合物などを適切な量で添加することにより、反応初期の硬化速度を向上させることができる。この場合の添加量は、オキセタン化合物に対して５重量％から９５重量％とすることが望ましい。

また、第１の被覆樹脂層３６には、オキセタン樹脂組成物を硬化させた硬化物構造体で形成されるため、オキセタン樹脂組成物中に上述したオキセタン化合物の他にカチオン重合開始剤が含有される。オキセタン樹脂組成物に紫外線等の活性エネルギ線を照射によるパターニングする場合には、光カチオン重合開始剤が用いられ、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

市販されているものとしては、例えばユニオン・カーバイト社製のＣＹＲＡＣＵＲＥＵＶＩ−６９５０、ＵＶＩ−６９７０、旭電化工業社製のオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５１、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７１、日本曹達社製のＣＩ−２８５５、デグサ社製のＤｅｇａｃｅｒｅＫＩ８５Ｂ等のトリアリールスルホニウム塩や非置換又は置換されたアリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩が挙げられる。また、スルホン酸誘導体としては、みどり化学社製のＰＡＩ−１０１等が挙げられる。

これらの光カチオン重合開始剤の配合割合としては、上述したオキセタン化合物１００重量部当たり、２〜４０重量部が適当である。２重量部よりも少ない場合には、活性エネルギ線の照射により生成する酸が少なく、パターン形成が困難になるからである。一方、４０重量部よりも多い場合には、光カチオン重合開始剤自身の光吸収により感度が低下し易くなるからである。また、より硬化度を向上させたい場合には、熱重合カチオン開始剤や光カチオン増感剤を併用してもよい。

第１の被覆樹脂層３６は、分子中に少なくとも１個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と、光カチオン重合開始剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されることによって、強靱性と伸びをもった信頼性の高い機械的強度が出せ、第１の基板３３から剥離したり、クラックが生じたりといった不具合が生じることを防止できる。

また、第１の被覆樹脂層３６には、上述したオキセタン化合物及び光カチオン重合開始剤から構成されるオキセタン樹脂組成物の他に、必要に応じて各種添加剤等を適宜添加することが可能である。添加剤としては、特にオキセタン樹脂組成物と下地となる第１の基板３３との更なる密着力を向上させるために、カップリング剤を添加することが好ましい。カップリング剤には、アルミネート系、チタネート系、ジルコネート系、シラン系など選択可能で、シラン系が最も好ましい。

アルミネート系カップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロポキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。

チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスフェイト）チタネート、テトラ（２−２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフェイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート等が挙げられる。

ジルコネート系カップリング剤としては、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。

シラン系カップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプト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、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。

シラン系カップリング剤のうちアミン系のものは、光カチオン開始剤から出される酸を吸収して感度低下を起こすので望ましくない。また、添加剤の添加量は、オキセタン樹脂組成物等を含む第１の被覆樹脂層３６を形成する材料全体に対して、０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％未満である。添加量が０．１ｗｔ％未満では、密着に対する効果が少なく、１ｗｔ％以上では現像速度が著しく低下してしまい、現像残りが発生したり、又は解像性が低下してしまう。

第１の被覆樹脂層３６では、最適な添加剤、即ちシラン系カップリング剤等を使用することで、無機成分が主体となる第１の基板３３と有機材料であるオキセタン樹脂組成物との界面における密着強度が向上し、インクｉに曝された状態でも第１の基板３３に対する密着性を保持することが可能となり、インクジェット記録ヘッド２３の信頼性向上につながる。

また、第１の被覆樹脂層３６を形成する場合には、オキセタン樹脂組成物を溶剤に溶解させて使用することも可能である。オキセタン樹脂組成物を溶剤に溶解させることにより、第１の基板３３上に第１の被覆樹脂層３６を必要な膜厚でコーティングするにあたり、最適な粘度と塗布特性を得ることができるからである。

使用する溶剤としては、オキセタン化合物やその他の添加物を溶解させることができるものであればよい。例えば、メチルエチルケトンやシクロヘキサノン等のケトン類、トルエンやキシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブやメチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチルや酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類、エタノールやプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類、石油エーテルや石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤類、リモネン等のテルペン類などが挙げられ、オキセタン樹脂組成物の良好な溶解性が得られる。これらの中でも、後述するインクジェット記録ヘッド２３の個別流路３４のパターンを形成するために使用される溶解可能な樹脂層のインク流路パターン４１を溶解させず、オキセタン樹脂組成物を溶解させることができる溶媒としては、脂肪族炭化水素類及び石油系溶剤類を用いることができる。石油系溶剤類においては、個別流路３４のパターンを形成するために使用される溶解可能な樹脂層に対して、溶解性が低く、これによってインク流路パターン４１の形状の型崩れが起きにくくなるからである。

以上のように第１の被覆樹脂層３６では、分子中に少なくとも１個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と、光カチオン重合開始剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物によって形成されることにより、低応力化され、強靱性と伸びをもった信頼性の高い機械的強度が出せ、第１の基板３３から剥離したり、クラックが生じたりといった不具合が生じることを防止できる。インクジェット記録ヘッド２３では、このような第１の被覆樹脂層３６により、製造歩留まりや品質が向上し、長期にわたって高い信頼性が得られる。

また、第１の被覆樹脂層３６は、オキセタン樹脂組成物の硬化物によって形成されることによって、オキセタン樹脂組成物の硬化物はエポキシ樹脂の硬化物と比べて応力が小さいため、エポキシ樹脂の硬化物で第１の被覆樹脂層３６を形成した場合よりも第１の基板３３から剥離することを防止できる。また、第１の被覆樹脂層３６は、オキセタン化合物により耐水性や耐薬品性を有する。

また、第１の被覆樹脂層３６では、オキセタン樹脂組成物で形成されているため、長尺状や厚みを厚く形成でき、複雑で微細な個別流路３４やノズル３５も正確かつ容易に形成することができる。

さらに、第１の被覆樹脂層３６では、オキセタン樹脂組成物の他に、最適な添加剤、即ちシラン系カップリング剤等を含有することで、第１の基板３３との密着性がさらに向上し、第１の基板３３からの剥離をより防止することができる。

インク供給部材３２の凹部３２ａの他方に接着される第２の基板３７は、インク供給部材３２に対して接着剤で接着される。この第２の基板３７は、第１の基板３３が接着された凹部３２ａの一方の側と、他方の側との高さを同一にするため設けられ、第１の基板３３と同じ厚みに形成されている。この第２の基板３７は、第１の基板３３と同様にシリコン基板で形成されていてもよく、材料は限定されない。

この第２の基板３７上に形成する第２の被覆樹脂層３８は、第２の基板３７上にスピンコート等により形成され、第１の被覆樹脂層３６が設けられているインク供給部材３２の凹部３２ａの一方の側と高さを同一にするため設けられ、第１の被覆樹脂層３６と同じ厚みで形成されている。この第２の被覆樹脂層３８は、第１の被覆樹脂層３６と同様にオキセタン樹脂組成物で形成されていてもよく、材料は限定されない。なお、凹部３２ａの一方の側の高さと、他方の側の高さとを調整する際に凹部３２ａの他方の側に設ける部材としては、第２の基板３７及び第２の被覆樹脂層３８に限定されず、凹部３２ａの一方の側の高さと同一の高さとすることができるものであれば、材料や構成は限定されない。

天板３９は、第１の被覆樹脂層３６のインクｉが吐出される側の吐出面３６ａ上及び第２の被覆樹脂層３８上に接着され、共通流路３１の吐出面３６ａ側の開口部を閉塞し、共通流路３１の一部を構成する。

以上のような構成からなるインクジェット記録ヘッドは、インク供給部材３２の凹部３２ａの一方の側に第１の基板３３及び第１の被覆樹脂層３６が設けられ、凹部３２ａの他方の側に第２の基板３７及び第２の被覆樹脂層３８が設けられ、第１の被覆樹脂層３６及び第２の被覆樹脂層３８上に天板３９が取り付けられる。インクジェット記録ヘッド２３は、インク供給部材３２と、第１の基板３３の端面と、第１の被覆樹脂層３６の端面と、第２の基板３７の端面と、第２の被覆樹脂層３８の端面と、天板３９とで囲まれた共通流路３１が形成され、第１の基板３３と第１の被覆樹脂層３６とで吐出エネルギ発生素子３３ａを囲んだ液室となる個別流路３４が共通流路３１と連続して形成される。このインクジェット記録ヘッド２３では、インクカートリッジ１１からのインクｉが共通流路３１に供給され、共通流路３１に供給されたインクｉが各個別流路３４に供給される。

インクジェット記録ヘッド２３では、インクカートリッジ１１からインクｉが共通流路３１に流れ込み、共通流路３１から供給口４０を介してインクｉが個別流路３４に供給され、供給されたインクｉを吐出エネルギ発生素子３３ａで加熱、押圧し、ノズル３５よりインクｉを液滴の状態にして吐出する。

具体的に、インクジェット記録ヘッド２３では、図６に示すように、吐出エネルギ発生素子３３ａに対してパルス電流を供給し、吐出エネルギ発生素子３３ａを急速に加熱すると、図６（Ａ）に示すように、吐出エネルギ発生素子３３ａと接するインクｉに気泡ｂが発生する。そして、インクジェット記録ヘッド２３は、図６（Ｂ）に示すように、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押圧されたインクｉを液滴の状態にしてノズル３５より吐出する。また、インクジェット記録ヘッド２３は、液滴の状態でインクｉを吐出した後、インクカートリッジ１１から共通流路３１にインクｉが流れ、供給口４０を介して個別流路３４にインクｉを供給することによって、再び吐出前の状態へと戻る。これを繰り返し行い、連続的にインクｉを吐出する。

次に、このインクジェット記録ヘッド２３の製造方法について説明する。

先ず、図７に示すように、第１の基板３３としてＳｉ基板を用意する。この第１の基板３３の表面に、所定の個所に吐出エネルギ発生素子３３ａとしての電気熱変換素子を半導体プロセス等で形成する。

次に、この第１の基板３３の吐出エネルギ発生素子３３ａが設けられた面に、溶解可能な樹脂層として例えばノボラック樹脂を主成分としたポジ型レジスト（東京応化工業株式会社製ＰＭＥＲ−Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を、スピンコーターの回転数を調整しながら塗布する。そして、例えば１１０℃にて６分間ホットプレート上でプリベークした後、キヤノン製ミラープロジェクションアライナー露光機（ＭＰＡ−６００ＦＡ）等にて個別流路３４のパターン露光を行い、図８に示すように、溶解可能な樹脂層で個別流路３４となる部分にインク流路パターン４１を形成する。この際の露光量は、例えば８００ｍＪ／ｃｍ^２とする。

次に、上記レジストを現像する。現像は例えばＰ−７Ｇ専用現像液（ＴＭＡＨ（水酸化アンモニウム溶液）３％）にてディップ現像を行い、続いて純水の流水でリンスを行う。この溶解可能な樹脂で形成されたインク流路パターン４１は、共通流路３１と吐出エネルギ発生素子３３ａとの間に設けられる個別流路３４を確保するためのものである。なお、現像後の該ポジ型レジストの膜厚が例えば１０μｍ程度となるようにする。

次に、図９に示すように、ポジ型レジストで形成されたインク流路パターン４１を溶解させない石油ナフサ等に、上述したオキセタン樹脂組成物を例えば５０ｗｔ％程度の濃度で溶解させ、他の添加剤等も含有した溶液を作製する。そして、この溶液をスピンコートし、インク流路パターン４１上にオキセタン樹脂組成物や添加剤等を含む感光性の第１の被覆樹脂層３６を形成する。この感光性の第１の被覆樹脂層３６は、例えばインク流路パターン４１上における膜厚が、例えば２０μｍ程度となるようにする。

次に、図１０に示すように、キヤノン製ミラープロジェクションアライナー露光機（ＭＰＡ−６００ＦＡ）等にて、ノズル３５及びインク供給口４０を形成するためにパターン露光を行う。パターン露光を行う際は、ノズル３５及びインク供給口４０が形成される部分が露光されないようにパターン形成したマスク４２を介して活性エネルギ線４３を第１の第１の被覆樹脂層３６に照射する。なお、この際の露光量は、例えば８００ｍＪ／ｃｍ^２であり、アフターベークは６５℃、６０分間程度行う。

次に、図１１に示すように、石油ナフサで、露光していない感光性の第１の被覆樹脂層３６の現像を行い、その後、続いて現像残りを除去するためにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）浸漬にてリンスを行い、露光していない部分の第１の被覆樹脂層３６を除去し、ノズル３５及びインク供給口４０とを形成する。なお、ノズル３５は、約直径１５μｍである。また、このときインク流路パターン４１は、石油ナフサに溶解しないため、ほとんど溶解されず残存するようになる。

さらに、第１の基板３３上には複数の同一または異なる形状の第１の被覆樹脂層３６が一括して作りこまれるため、この段階で、図１２に示すように、ダイサー４４、例えばディスコ社製のＤＡＤ−５６１等によりそれぞれ切断する。なお、ここでは、前述の通り、インク流路パターン４１が残存しているため、第１の基板３３の切断時に発生するゴミが個別流路３４内に侵入することを防止できる。

次に、切断したものをチップトレー等にセットし、ポジ型レジストを溶解させることが可能な、例えば極性を有する溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を用い、このプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液中に超音波を付与しつつ浸漬し、図１３に示すように、残存しているインク流路パターン４１を溶出する。

次に、１５０℃で１時間程度、ポストキュアのための加熱を行い、感光性の第１の被覆樹脂層３６を完全に硬化させる。

次に、図４及び図５に示すように、インク供給部材３２の凹部３２ａの一方の側に第１の被覆樹脂層３６が積層された第１の基板３３を接着し、他方の側に第２の被覆樹脂層３８が積層された第２の基板３７を接着し、さらに第１の被覆樹脂層３６の吐出面３６ａ及び第２の被覆樹脂層３８にインク供給部材３２の吐出面３６ａ側を閉塞する天板３９を接着し、インクジェット記録ヘッド２３を作製することができる。

このインクジェット記録ヘッド２３の吐出面３６ａを保護するためのヘッドキャップ２４は、インクｉを吐出せず、印刷をしない間、インクジェット記録ヘッド２３の吐出面３６ａを閉塞し、ノズル３５を乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ２４は、ヘッドカーリッジ２の底面から移動する際に、吐出面３６ａに付着している余分なインクｉをクリーニングローラ２４ａで抜き取り、吐出面３６ａをクリーニングする。

インクジェット記録ヘッド２３では、吐出面３６ａをクリーニングローラ２４ａでクリーニングした際に、吐出面３６ａに負荷がかかっても、被覆樹脂層３６、３８が強靱性と伸びをもったオキセタン樹脂組成物により形成されているため、基板３３から剥離することを防止できる。

ヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３には、図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部５１にヘッドカートリッジ２が装着される。また、装置本体３には、前面下側に設けられた給紙口５２に印刷される前の記録紙Ｐが積層して収納された給紙トレイ５３が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口５４に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トイレ５５が取り付けられている。

装置本体３には、図１４に示すように、記録紙Ｐを搬送する給排紙機構５６及びヘッドカートリッジ２の吐出面３６ａに設けられたヘッドキャップ２４を開閉するキャップ開閉機構５７が設けられている。

以上のような構成からプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき、給排紙機構５６、ヘッドキャップ開閉機構５７、インクジェット記録ヘッド２３に供給する電流の供給を制御する制御回路に設けられた制御部によって制御される。

具体的に、プリンタ装置１では、先ず、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号により給排紙機構５６、ヘッドキャップ開閉機構５７が駆動して、図１４に示すように、印刷が可能な状態となる。

プリンタ装置１では、ヘッドキャップ開閉機構５７により、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ２に対して給紙トレイ５３及び排紙トレイ５５が設けられている前面側に移動する。これにより、プリンタ装置１では、インクジェット記録ヘッド２３の吐出面３６ａに設けられたノズル３５が外部に露出し、インクｉが吐出できるようになる。

また、プリンタ装置１では、給排紙機構５６により、給紙トレイ５３から給紙ローラ６１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ６２ａ，６２ｂによって１枚だけ引き出された記録紙Ｐを反転ローラ６３に搬送して搬送方向を反転させて、インクジェット記録ヘッド２３の吐出面３６ａと対向する位置に設けた搬送ベルト６４に記録紙Ｐを搬送する。プリンタ装置１では、搬送ベルト６４に搬送させた記録紙Ｐをプラテン板６５で所定の位置に支持し、記録紙Ｐを吐出面３６ａと対向させる。

次に、プリンタ装置１では、インクジェット記録ヘッド２３に設けられた吐出エネルギ発生素子３３ａに印刷データの制御信号に基づいて、吐出エネルギ発生素子３３ａを加熱する。プリンタ装置１では、吐出エネルギ発生素子３３ａを加熱することによって、図６に示すように、印刷位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル３５より上述したインクｉが液滴の状態にして吐出され、インクドットからなる画像や文字等が印刷される。

そして、プリンタ装置１では、インク液滴ｉをノズル３５より吐出すると、インクｉを吐出した量と同量のインクｉがカートリッジ１１から接続部２５を介してインクジェット記録ヘッド２３に補充される。

次に、プリンタ装置１では、印刷された記録紙Ｐを排紙口５４方向に回転する搬送ベルト６４と、搬送ベルト６４と対向し、排紙口５４側に設けられた排紙ローラ６６とによって記録紙Ｐを排紙口５４に送り出す。

以上のようにしてプリンタ装置１では、記録紙Ｐに印刷を行う。プリンタ装置１では、インクジェット記録ヘッド２３の個別流路３４及びノズル３５を形成している第１の被覆樹脂層３６がオキセタン樹脂組成物によって形成されているため、第１の被覆樹脂層３６が低応力化され、強靱性と伸びをもった信頼性の高い機械的強度が出せ、基板３３から剥離したり、クラックが生じたりといった不具合が生じることを防止できる。これにより、プリンタ装置１では、個別流路３４の形状が変化することを防止できるため、インクｉをノズル３５から同じ体積、吐出速度で所定の方向に吐出することができる。

また、プリンタ装置１では、第１の被覆樹脂層３６をオキセタン樹脂組成物により形成することによって、耐水性や耐薬品性が得られる。

さらに、プリンタ装置１では、オキセタン樹脂組成物の他に、最適な添加剤、即ちシラン系カップリング剤等を含有することで、基板３３との密着性がさらに向上し、基板３３からの剥離をより防止することができる。

これらのことから、プリンタ装置１では、高品位な印字物を得ることができ、長期に亘って高い信頼性も得られる。

なお、上述したプリンタ装置１では、吐出エネルギ発生素子３３ａとして電気熱変換素子を用いたものを例に挙げて説明したが、このことに限定されず、例えばピエゾ素子といった電気機械変換素子等によってインクｉを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式であってもよい。

また、上述では、プリンタ装置を例に挙げて説明したが、このことに限定されず、他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機等にも適用可能である。

また、上述では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばヘッドカートリッジが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のプリンタ装置にも適用可能である。

以下に、第１の被覆樹脂層を形成するオキセタン樹脂組成物の物性の検討及びこのオキセタン樹脂組成物を用いた第１の被覆樹脂層を有するインクジェット記録ヘッドの耐インク性及び印画品質評価を行った。

〈オキセタン樹脂組成物の物性の検討〉
樹脂においての問題点、即ち樹脂の硬化後の内部応力について確認するため、以下の実験を行った。内部応力の確認は、樹脂の硬化前の膜厚と、硬化後の膜厚とを観測することにより行う。両者の膜厚が等しいときには、樹脂の硬化に伴う体積変化による内部応力が極めて少ないものと考えることができる。

〈実施例１〉
実施例１では、以下の表１に示すオキセタン樹脂組成物を含有する溶液を６インチウェハにスピンコートし、ホットプレートで９０℃、５ｍｉｎのプリベーク後に、２０μｍになるよう塗布し、ミラープロジェクション露光機（ＭＰＡ６００ＦＡ：キャノン社製）で１Ｊ／ｃｍ^２露光し、ホットプレートで９０℃、５ｍｉｎのポストベーク後、２００℃１時間の硬化を行い、オキセタン樹脂組成物の硬化膜を得た。

〈比較例１〉
比較例１では、以下の表２に示す脂環式エポキシ樹脂組成物を含有する溶液を用いて、実施例１と同様にして脂環式エポキシ樹脂組成物の硬化膜を得た。

実施例１及び比較例１で得られたそれぞれの硬化膜について、２００℃で１時間ホットプレートにて硬化後の膜厚をそれぞれ測定した。測定した結果、表１に示すオキセタン樹脂組成物が含有された硬化膜では、膜厚の減少が観測されなかったが、表２に示す脂環式エポキシ樹脂組成物が含有された硬化膜では、膜厚の減少が観測された。

また、得られたそれぞれの硬化膜について、薄膜ストレス測定装置で測定したところ、表２に示す脂環式エポキシ樹脂組成物を含有する硬化膜よりも、表１に示すオキセタン樹脂組成物を含有する硬化膜の方が応力が格段に低下していた。

〈インクジェット記録ヘッドの耐インク性及び印画品質評価〉
〈実施例２〉
実施例２では、次のようにして、図４に示すようなインクジェット記録ヘッド２３を作製した。先ず、図７に示す吐出エネルギ発生素子３３ａが形成された基板３３上に、溶解可能な樹脂層として例えばノボラック樹脂を主成分としたポジ型レジスト（東京応化工業株式会社製ＰＭＥＲ−Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を塗布した。そして、このポジ型レジストを１１０℃にて６分間ホットプレート上でプリベークした後、キヤノン製ミラープロジェクションアライナー露光機（ＭＰＡ−６００ＦＡ）にて個別流路３４のパターン露光を行い、図８に示すように、溶解可能な樹脂層で個別流路３４となる部分にインク流路パターン４１を形成した。この際の露光量は、８００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

次に、上記レジストをＰ−７Ｇ専用現像液（ＴＭＡＨ（水酸化アンモニウム溶液）３％）にてディップ現像を行い、続いて純水の流水でリンスを行った。現像後の該ポジ型レジストの膜厚は１０μｍであった。

次に、図９に示すように、インク流路パターン４１を溶解させない石油ナフサに、上記表１に示すオキセタン樹脂組成物を約５０ｗｔ％の濃度で溶解させた溶液を作製した。この溶液をスピンコートにて、インク流路パターン４１上に塗布し、表１に示すオキセタン樹脂組成物により感光性の第１の被覆樹脂層３６を形成した。この第１の被覆樹脂層３６は、インク流路パターン４１上における膜厚が２０μｍであった。

次に、図１０に示すように、第１の被覆樹脂層３６に対して、キヤノン製ミラープロジェクションアライナー露光機（ＭＰＡ−６００ＦＡ）にて、ノズル３５及び供給口４０を形成のためにパターン露光を行った。パターン露光を行う際は、ノズル３５及びインク供給口４０が形成される部分が露光されないようにパターン形成したマスク４２を介して活性エネルギ線４３を第１の被覆樹脂層３６に照射する。なお、この際の露光量は、８００ｍＪ／ｃｍ^２であり、アフターベークは６５℃、６０分間行った。

次に、図１１に示すように、石油ナフサで露光していない感光性の第１の被覆樹脂層３６の現像を行い、その後、続いて現像残りを除去するためにＩＰＡ浸漬にてリンスを行い、露光していない部分の第１の被覆樹脂層３６を除去し、ノズル３５及びインク供給口４０とを形成した。なお、ノズル３５は、直径１５μｍとした。また、このときインク流路パターン４１はほとんど溶解されず残存していた。

さらに、図１２に示すように、ダイサー４４（ディスコ社製のＤＡＤ−５６１）で所定の大きさに切断した。なお、ここでは、インク流路パターン４１が残存していたため、基板３３の切断時に発生するゴミが個別流路３４内に侵入することを防止できた。

次に、切断したものをチップトレー等にセットし、ポジ型レジストを溶解させることが可能な例えば極性を有する溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液中に超音波を付与しつつ浸漬し、図１３に示すように、残存しているインク流路パターン４１を溶出させた。

次に、１５０℃で１時間、ポストキュアのための加熱を行い、感光性の第１の被覆樹脂層３６を完全に硬化させた。

次に、図４及び図５に示すように、インク供給部材３２の凹部３２ａの一方の側に第１の被覆樹脂層３６が積層された第１の基板３３を接着し、他方の側に、第２の被覆樹脂層３８が積層された第２の基板３７を接着し、さらに第１の被覆樹脂層３６の吐出面３６ａ上及び第２の被覆樹脂層３８上に天板３９を接着し、インクジェット記録ヘッド２３を作製した。

〈比較例２〉
比較例２では、第１の被覆樹脂層３６を表２に示す脂環式エポキシ樹脂組成物で作製し、第１の被覆樹脂層３６の現像にキシレンを用い、実施例２と同様にインクジェット記録ヘッド２３を作製した。

得られた実施例２及び比較例２のインクジェット記録ヘッド２３を黒インクに６０℃、１週間浸漬させ、インク浸漬テストを行った。ここで、黒インクには、純水、エチレングリコール、黒色染料等で構成されたものであり、ＬＰＲ−５０００用のインクを用いた。

インク浸漬テストを行った結果、第１の被覆樹脂層３６を形成する材料に表１に示すオキセタン樹脂組成物を含有させた実施例２のインクジェット記録ヘッドでは、第１の基板３３から第１の被覆樹脂層３６が剥離する等の変化は何も見られなかった。一方、第１の被覆樹脂層３６を形成する材料に表２に示す脂環式エポキシ樹脂組成物を含有させた比較例２のインクジェット記録ヘッド２３では、インクへの浸漬後に第１の被覆樹脂層３６の一部に硬化による応力が原因と考えられる剥がれがみられた。

また、印画品質評価は次のようにして行った。実施例２及び比較例２のインクジェット記録ヘッド２３を上述したプリンタ装置に装着し、純水／ジエチレングリコール／黒色染料＝８０／１７．５／２．５からなるインクを用いて記録を行った。実施例２のインクジェット記録ヘッド２３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。一方、比較例２のインクジェット記録ヘッド２３では、印画品質の乱れがあった。また、比較例２のインクジェット記録ヘッド２３では、長期間使用した後に、ヘッドの状況を光学顕微鏡にて観察したところ、被覆樹脂の剥がれと見られる干渉縞が見られた。

本発明を適用したインクジェットプリンタ装置の斜視図である。同インクジェットプリンタ装置に設けられるヘッドカートリッジの斜視図である。同ヘッドカートリッジの断面図である。インクジェット記録ヘッドの一部を示す斜視図である。同インクジェット記録ヘッドの断面図である。同インクジェット記録ヘッドを示しており、同図（Ａ）は吐出エネルギ発生素子上に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインクを吐出される状態を模式的に示す断面図である。吐出エネルギ発生素子が設けられた基板の断面図である。基板上に溶解可能な樹脂でインク流路パターンを形成した状態を示す断面図である。インク流路パターン上に第１の被覆樹脂層を形成した状態を示す断面図である。第１の被覆樹脂層に活性エネルギ線を照射している状態を示す断面図である。第１の被覆樹脂層をパターン形成した状態を示す断面図である。第１の基板上にインク流路パターン及び第１の被覆樹脂層を形成したものをダイサーで切断している状態を示す断面図である。インク流路パターンを形成して溶解可能な樹脂を溶解させた状態を示す断面図である。インクジェットプリンタ装置の一部を透視した状態を示す側面図である。

符号の説明

１インクジェットプリンタ装置、２ヘッドカートリッジ、３装置本体、１１インクカートリッジ、２１カートリッジ本体、２２装着部、２３インクジェット記録ヘッド、２４ヘッドキャップ、３１共通流路、３２インク供給部材。３３第１の基板、３３ａ吐出エネルギ発生素子、３４個別流路、３５ノズル、３６第１の被覆樹脂層、３６ａ吐出面、３７第２の基板、３８第２の被覆樹脂層、３９天板、４０供給口、４１インク流路パターン、４２マスク、４３活性エネルギ線、４４ダイサー

Claims

液体を吐出する液体吐出型記録ヘッドにおいて、
液体吐出エネルギ発生素子が形成されると共に液体を供給する流路の一部を構成する基板と、
上記基板上に形成され、上記流路の一部を構成すると共に上記液体を吐出する液体吐出口を有する被覆樹脂層とを有し、
上記被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている液体吐出型記録ヘッド。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（１）で表されるものである請求項１記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（１）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（２）で表されるものである請求項１記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（２）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ３は、炭素数１〜１２の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数１〜１２の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）で示される芳香族炭化水素類、式（Ｆ）及び（Ｇ）で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式（Ｈ）及び（Ｉ）で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される２つの原子価を持った基を表す。
下記式（Ａ）〜（Ｅ）におけるＲ４は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、Ｒ５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ _２ −、−ＮＨ−、−ＳＯ _２ −、−ＣＨ（ＣＨ _３）−、−Ｃ（ＣＨ _３） _２ −、又は−Ｃ（ＣＦ _３） _２ −を表わし、Ｒ６は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（３）、一般式（４）又は一般式（５）で表されるものである請求項１記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（３）〜一般式（５）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（６）で表されるものである請求項１記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（６）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ７は、下記式（Ｊ）、（Ｋ）及び（Ｌ）で示されるような炭素数１〜１２の分岐状アルキレン基、式（Ｍ）、（Ｎ）及び（Ｐ）で示される芳香族炭化水素類である。
式（Ｐ）におけるＲ８は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はアリール基を表す。
ｎは、Ｒ７に結合している一般式（６）に示された官能基の数を表わす。
上記シラン系カップリング剤の含有量は、０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％未満である請求項１記載の液体吐出型記録ヘッド。
上記液体を吐出する液体吐出口が略ライン状に並設されている請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の液体吐出型記録ヘッド。
液体を吐出する液体吐出型記録ヘッドにおいて、
液体を供給する共通流路の一部を構成する凹部を有する液体供給部材と、
上記液体供給部材の凹部の一方の側に接着され、端面が上記共通流路の一部を構成し、表面に液体吐出エネルギ発生素子が形成された第１の基板と、
上記第１の基板上に形成され、上記共通流路から供給された液体を上記液体吐出エネルギ発生素子の周囲に供給する個別流路と上記液体を吐出する液体吐出口とを有する第１の被覆樹脂層と、
上記液体供給部材の凹部の他方の側に接着され、端面が上記共通流路の一部を構成する第２の基板と、
上記第２の基板上に形成される第２の被覆樹脂層と、
上記第１の被覆樹脂層上及び第２の被覆樹脂層上に設けられ、上記共通流路の吐出面側を閉塞する天板とを有し、
上記第１の被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている液体吐出型記録ヘッド。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（１）で表されるものである請求項８記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（１）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（２）で表されるものである請求項８記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（２）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ３は、炭素数１〜１２の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数１〜１２の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）で示される芳香族炭化水素類、式（Ｆ）及び（Ｇ）で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式（Ｈ）及び（Ｉ）で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される２つの原子価を持った基を表す。
下記式（Ａ）〜（Ｅ）におけるＲ４は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、Ｒ５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ _２ −、−ＮＨ−、−ＳＯ _２ −、−ＣＨ（ＣＨ _３）−、−Ｃ（ＣＨ _３） _２ −、又は−Ｃ（ＣＦ _３） _２ −を表わし、Ｒ６は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（３）、一般式（４）又は一般式（５）で表されるものである請求項８記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（３）及び一般式（４）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（６）で表されるものである請求項８記載の液体吐出型記録ヘッド。

一般式（６）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ７は、下記式（Ｊ）、（Ｋ）及び（Ｌ）で示されるような炭素数１〜１２の分岐状アルキレン基、式（Ｍ）、（Ｎ）及び（Ｐ）で示される芳香族炭化水素類である。
式（Ｐ）におけるＲ８は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はアリール基を表す。
ｎは、Ｒ７に結合している一般式（６）に示された官能基の数を表わす。
上記シラン系カップリング剤の含有量は、０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％未満である請求項８記載の液体吐出型記録ヘッド。
上記液体吐出口が略ライン状に並設されている請求項８乃至請求項１３の何れか１項記載の液体吐出型記録ヘッド。
液体を吐出する液体吐出型記録ヘッドを有する液体吐出装置において、
上記液体吐出型記録ヘッドは、液体吐出エネルギ発生素子が形成されると共に液体を供給する流路の一部を構成する基板と、
上記基板上に形成され、上記流路の一部を構成すると共に上記液体を吐出する液体吐出口を有する被覆樹脂層とを有し、
上記被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている液体吐出装置。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（１）で表されるものである請求項１５記載の液体吐出装置。

一般式（１）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（２）で表されるものである請求項１５記載の液体吐出装置。

一般式（２）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ３は、炭素数１〜１２の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数１〜１２の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）で示される芳香族炭化水素類、式（Ｆ）及び（Ｇ）で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式（Ｈ）及び（Ｉ）で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される２つの原子価を持った基を表す。
下記式（Ａ）〜（Ｅ）におけるＲ４は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、Ｒ５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ _２ −、−ＮＨ−、−ＳＯ _２ −、−ＣＨ（ＣＨ _３）−、−Ｃ（ＣＨ _３） _２ −、又は−Ｃ（ＣＦ _３） _２ −を表わし、Ｒ６は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（３）、一般式（４）又は一般式（５）で表されるものである請求項１５記載の液体吐出装置。

一般式（３）及び一般式（４）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（６）で表されるものである請求項１５記載の液体吐出装置。

一般式（６）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ７は、下記式（Ｊ）、（Ｋ）及び（Ｌ）で示されるような炭素数１〜１２の分岐状アルキレン基、式（Ｍ）、（Ｎ）及び（Ｐ）で示される芳香族炭化水素類である。
式（Ｐ）におけるＲ８は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はアリール基を表す。
ｎは、Ｒ７に結合している一般式（６）に示された官能基の数を表わす。
上記シラン系カップリング剤の含有量は、０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％未満である請求項１５記載の液体吐出装置。
上記液体を吐出する液体吐出口が略ライン状に並設されている請求項１５乃至請求項２０の何れか１項記載の液体吐出装置。
液体を吐出する液体吐出型記録ヘッドを有する液体吐出装置において、
上記液体吐出型記録ヘッドは、液体を供給する共通流路の一部を構成する凹部を有する液体供給部材と、上記液体供給部材の凹部の一方の側に接着され、端面が上記共通流路の一部を構成し、表面に液体吐出エネルギ発生素子が形成された第１の基板と、上記第１の基板上に形成され、上記共通流路から供給された液体を上記液体吐出エネルギ発生素子の周囲に供給する個別流路と上記液体を吐出する液体吐出口とを有する第１の被覆樹脂層と、上記液体供給部材の凹部の他方の側に接着され、端面が上記共通流路の一部を構成する第２の基板と、上記第２の基板上に形成される第２の被覆樹脂層と、上記第１の被覆樹脂層上及び第２の被覆樹脂層上に設けられ、上記共通流路の吐出面側を閉塞する天板とを有し、
上記第１の被覆樹脂層は、分子中に２個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とシラン系カップリング剤とを必須成分とするオキセタン樹脂組成物により形成されている液体吐出装置。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（１）で表されるものである請求項２２記載の液体吐出装置。

一般式（１）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記２個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（２）で表されるものである請求項２２記載の液体吐出装置。

一般式（２）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ３は、炭素数１〜１２の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数１〜１２の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）で示される芳香族炭化水素類、式（Ｆ）及び（Ｇ）で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式（Ｈ）及び（Ｉ）で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される２つの原子価を持った基を表す。
下記式（Ａ）〜（Ｅ）におけるＲ４は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、Ｒ５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ _２ −、−ＮＨ−、−ＳＯ _２ −、−ＣＨ（ＣＨ _３）−、−Ｃ（ＣＨ _３） _２ −、又は−Ｃ（ＣＦ _３） _２ −を表わし、Ｒ６は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（３）、一般式（４）又は一般式（５）で表されるものである請求項２２記載の液体吐出装置。

一般式（３）及び一般式（４）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表す。
上記３個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物は以下に示す一般式（６）で表されるものである請求項２２記載の液体吐出装置。

一般式（６）におけるＲ１は、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基又はフェノキシエチル基の芳香環を有する基を表し、Ｒ７は、下記式（Ｊ）、（Ｋ）及び（Ｌ）で示されるような炭素数１〜１２の分岐状アルキレン基、式（Ｍ）、（Ｎ）及び（Ｐ）で示される芳香族炭化水素類である。
式（Ｐ）におけるＲ８は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はアリール基を表す。
ｎは、Ｒ７に結合している一般式（６）に示された官能基の数を表わす。
上記シラン系カップリング剤の含有量は、０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％未満である請求項２２記載の液体吐出装置。
上記液体吐出口が略ライン状に並設されている請求項２２乃至請求項２７記載の液体吐出装置。