JP5027991B2 - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
インクを吐出するためのインク吐出口と、該インク吐出口に連通するインク流路と、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
(1)基板上にエネルギー発生素子を設ける工程と、
(2)前記エネルギー発生素子が設けられた基板面上に、前記エネルギー発生素子を被覆するように、上記の感光性樹脂組成物を有する層を形成する工程と、
(3)前記第一の波長域の電離放射線を、該感光性樹脂組成物を有する層の所定の部位に照射する工程と、
(4)前記感光性樹脂組成物を有する層における前記第一の波長域の電離放射線非照射部位を現像処理により除去することで、インク流路パターンを形成する工程と、
(5)前記インク流路パターンが形成された基板上に、インク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、
(6)前記被覆樹脂層の、前記エネルギー発生素子の上方となる部分に、前記インク吐出口を形成する工程と、
(7)前記インク流路パターンを形成している感光性樹脂組成物を有する層に、前記第二の波長域の電離放射線を照射する工程と、
(8)前記第二の波長域の電離放射線が照射された感光性樹脂組成物を有する層を溶解除去して、前記インク吐出口に連通する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ヘッドの製造方法である。また、その方法により製造されたインクジェットヘッドである。
インクを吐出するためのインク吐出口と、該インク吐出口に連通するインク流路と、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
(1)基板上にエネルギー発生素子を設ける工程と、
(2)前記エネルギー発生素子が設けられた基板面上に、前記エネルギー発生素子を被覆するように、第一の波長域の電離放射線の照射により分子間架橋反応が進行し、該第一の波長域と異なる第二の波長域の電離放射線の照射により分子崩壊反応が進行する感光性樹脂組成物層を形成する工程と、
(3)前記第一の波長域の電離放射線を、該感光性樹脂組成物層の所定の部位に照射する工程と、
(4)前記感光性樹脂組成物層における前記第一の波長域の電離放射線非照射部位を現像処理により除去することで、インク流路パターンを形成する工程と、
(5)前記インク流路パターンが形成された基板上に、インク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、
(6)前記被覆樹脂層の、前記エネルギー発生素子の上方となる部分に、前記インク吐出口を形成する工程と、
(7)前記インク流路パターンを形成している感光性樹脂組成物層に、前記第二の波長域の電離放射線を照射する工程と、
(8)前記第二の波長域の電離放射線が照射された感光性樹脂組成物層を溶解除去して、前記インク吐出口に連通する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ヘッドの製造方法であり、また、その方法により製造されたインクジェットヘッドである。まず、上記の感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物について説明する。
・下記一般式(1)で示される構造単位を有する樹脂と、光カチオン重合開始剤と、を含有する感光性樹脂組成物、
・下記一般式(2)で示される構造単位を有する樹脂と、光カチオン重合開始剤と、架橋剤と、を含有する感光性樹脂組成物、
などが挙げられる。本発明においては、下記一般式(2)で示される構造単位を有する樹脂と、光カチオン重合開始剤と、架橋剤と、を含有する感光性樹脂組成物が用いられる。
(インクジェットヘッドの作製)
本参考例では、前述の図1〜図8に示す手順にしたがって、インクジェットヘッドを作製し評価を行った。
分散度(Mw/Mn)=2.5
この化合物8の樹脂粉末をシクロヘキサノンに約30wt%の固形分濃度にて溶解し、レジスト液として使用した。その際、光カチオン重合開始剤は、樹脂に対して2wt%添加した。該レジスト液を、スピンコート法にて塗布し、100℃で3分プリベークした後、300〜370nmの波長のUV光を用いて、1000mJ/m2の露光量にて露光し、現像液としてメチルイソブチルケトンを用いて現像することで、厚さ10μmのインク流路パターン3を形成した。
1,4HFAB(商品名、セントラル硝子製) 20質量部
SP−170(商品名、旭電化工業製) 2質量部
A−187(商品名、日本ユニカー製) 5質量部
メチルイソブチルケトン 100質量部
ジグライム 100質量部
引き続き、被覆樹脂層4を形成した基板上に、以下の組成からなる撥インク剤層を形成するための感光性樹脂組成物をスピンコートにより1μmの乾燥膜厚となるように塗布し、80℃で3分間(ホットプレート)のベークを行い、撥インク剤層5を形成した(図5)。
2,2−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)ヘキサフロロプロパン 25質量部
1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル)ベンゼン 25質量部
3−(2−パーフルオロヘキシル)エトキシ−1,2−エポキシプロパン 16質量部
A−187(商品名、日本ユニカー製) 4質量部
SP−170(商品名、旭電化工業製) 2質量部
ジエチレングリコールモノエチルエーテル 100質量部
次いで、被覆樹脂層4および撥インク剤層5のパターニングを行い、インク吐出口6を形成した(図6)。なお、本実施例では開口径φ15μmのインク吐出口パターンを形成した。具体的には、マスク(不図示)を介してパターン露光を行い、現像処理を施してインク吐出口6を形成する。パターン露光されたノズル構成部材である被覆樹脂層4および撥インク剤層5を、適当な溶剤を用いて現像することにより、図6に示すように、インク吐出口6を形成することができる。
このようにして、作製したインクジェットヘッドの品質を確認するため、まず顕微鏡にてインク流路形状を観察した。尚、本実施例において被覆樹脂層4及び撥インク剤層5は全て無色透明であるため、インク流路の形状は被覆樹脂層4及び撥インク剤層5を通して観察することができる。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、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からなるインクを用いて印字を行ったところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、フェニルイソプロペニルケトンとグリシジルメタクリレートとの共重合体(化合物9、共重合ユニット比85:15)に変えた以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
分散度(Mw/Mn)=1.8
参考例1と同様に、顕微鏡にてインク流路形状を観察した。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、参考例1と同様に印字を行ったこところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、メチルイソプロペニルケトンとメタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートとの共重合体(化合物10、共重合ユニット比70:15:15)に変えた以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
分散度(Mw/Mn)=2.0
参考例1と同様に、顕微鏡にてインク流路形状を観察した。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、参考例1と同様に印字を行ったこところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、メタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートとの共重合体(化合物11、共重合ユニット比90:10)に変えた以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
分散度(Mw/Mn)=2.1
参考例1と同様に、顕微鏡にてインク流路形状を観察した。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、参考例1と同様に印字を行ったこところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、メタクリル酸フェニルとグリシジルメタクリレートとの共重合体(化合物12、共重合ユニット比80:20)に変えた以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
分散度(Mw/Mn)=2.1
参考例1と同様に、顕微鏡にてインク流路形状を観察した。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、参考例1と同様に印字を行ったこところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、メタクリル酸メチルとグルタル基含有アクリル誘導体化合物との共重合体(化合物13、共重合ユニット比80:20)に変え、さらに架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン(三和ケミカル製、商品名:MW−30HM)を樹脂に対して10wt%添加した以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
分散度(Mw/Mn)=2.7
参考例1と同様に、顕微鏡にてインク流路形状を観察した。その結果、インク流路の形状が崩れているものは見受けられなかった。さらに、参考例1と同様に印字を行ったこところ、安定な印字が可能であった。
感光性樹脂組成物層を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる化合物8を、メタクリル酸メチルとヒドロキシメチルメタクリルアミドとの共重合体(化合物14、共重合ユニット比85:15)に変え、さらに架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン(三和ケミカル製、商品名:MW−30HM)を樹脂に対して10wt%添加した以外は、参考例1と同様に実施して、インクジェットヘッドを作製した。
2 エネルギー発生素子
3 インク流路パターン
4 被覆樹脂層
5 撥インク剤層
6 インク吐出口
7 インク供給口
Claims (8)
- インクを吐出するためのインク吐出口と、該インク吐出口に連通するインク流路と、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
(1)基板上にエネルギー発生素子を設ける工程と、
(2)前記エネルギー発生素子が設けられた基板面上に、前記エネルギー発生素子を被覆するように、感光性樹脂組成物を有する層を形成する工程と、
(3)前記第一の波長域の電離放射線を、該感光性樹脂組成物を有する層の所定の部位に照射する工程と、
(4)前記感光性樹脂組成物を有する層における前記第一の波長域の電離放射線非照射部位を現像処理により除去することで、インク流路パターンを形成する工程と、
(5)前記インク流路パターンが形成された基板上に、インク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、
(6)前記被覆樹脂層の、前記エネルギー発生素子の上方となる部分に、前記インク吐出口を形成する工程と、
(7)前記インク流路パターンを形成している感光性樹脂組成物を有する層に、前記第二の波長域の電離放射線を照射する工程と、
(8)前記第二の波長域の電離放射線が照射された感光性樹脂組成物を有する層を溶解除去して、前記インク吐出口に連通するインク流路を形成する工程と、
を有し、
前記感光性樹脂組成物が、下記一般式(2)で示される構造単位を有する樹脂と、光カチオン重合開始剤と、下記一般式(3)で示される架橋剤と、を含有する感光性樹脂組成物であって、第一の波長域の電離放射線の照射により前記樹脂の分子間で前記架橋剤を介した架橋反応が進行し、該第一の波長域と異なる第二の波長域である200〜280nmの波長域の電離放射線の照射により前記樹脂の主鎖分解型の分子崩壊反応が進行する感光性樹脂組成物である
ことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記第一の波長域が前記第二の波長域よりも長波長域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ヘッドの製造方法。
- 前記光カチオン重合開始剤が、芳香族ホスホニウム塩であることを特徴する請求項1または2に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記一般式(2)における架橋剤と架橋可能な構造単位が、活性水素を含む置換基を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記被覆樹脂層を形成するための樹脂組成物が、硬化可能なエポキシ化合物を少なくとも含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記被覆樹脂層を形成するための樹脂組成物が、光カチオン重合開始剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記エネルギー発生素子が、電気熱変換素子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法により製造されたインクジェットヘッド。
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