JPH1024571A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドのインク流路部と液室
部を構成する材料の耐インク性、特に耐アルカリ性と長
期浸漬後の密着性を改善し、あわせて良好な作業環境と
環境汚染の問題のない状態で製造することができるよう
にしたインクジェットヘッド及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 加圧液室と、該加圧液室にインクを供給
する液室及び流路を構成する感光性樹脂組成物が、(a)
酸価１０〜４６mgＫＯＨ/ｇのビニル重合型高分子結合
剤を４０〜８０重量部、(b)分子内に少なくとも２個の
重合性不飽和二重結合を有する化合物を２０〜６０重量
部（(a)及び(b)を合計１００重量部とする）及び(c)活
性光により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤を(a)
及び(b)１００重量部に対して０.１〜１０重量部含有
し、前記感光性樹脂組成物を基板上に積層して、像的な
活性光照射によって液室及び流路のパターンを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関し、より詳細には、耐インク性と基板密着性
及び現像性に優れたインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、非接触にて
記録材を直接記録紙上に記録することができる点、ま
た、プロセスが非常にシンプルである点など、多くの特
徴を有する。さらに、インクジェット記録方式は、カラ
ー記録方式としても非常に注目されている。このような
インクジェット記録方式にも各種の方式が提案されてき
たが、急速に商品化が進んでいるのは、Drop On Demand
（ＤＯＤ）方式である。このＤＯＤ方式は、記録信号が
入力された時のみインクを吐出する方法であり、最も構
成がシンプルである。そして、ＤＯＤ方式の中にも、バ
ブルジェット方式とピエゾアクチュエータ方式の二つの
方式がある。前者バブルジェット方式の提案は、特公昭
６１−５９９１３号公報などでなされている。この方式
は、熱エネルギーにより発生するバブルを利用するもの
であり、アクチュエータに相当するヒーターがインク流
路の中にある。すなわち、インクを直接瞬間加熱するこ
とでヒーター表面にバブルを発生させ、このときの流路
内のインク圧力の上昇により滴化インクを飛翔させる方
式である。

【０００３】もう一方のインクジェット記録方式である
ピエゾアクチュエータ方式の提案は、特公昭６０−８９
５３号公報等でなされている。この方式は、前記のバブ
ルジェット方式の構成に対し、アクチュエータであるピ
エゾ素子がインク流路の外に設けられている点を特徴と
している。このピエゾ素子方式の動作概要は、加圧液室
の壁面の一部が変形可能な構造を有し、該壁面の外側に
設けたピエゾ素子が印加電圧によって変位することによ
り加圧液室内のインクに圧力を与え、ノズルを通して該
インクを噴射するものである。この時の圧力上昇は、パ
ルス的な上昇によって行なわれ、インク噴射後は、ピエ
ゾ素子の変位を元の位置に戻すことで、インクタンク側
から前記加圧室内にインクが補給される。この方式の特
徴は、ピエゾ素子が直接インクに接しないため、該ピエ
ゾ素子の部材選定に対インク適性の制約を受けず、ま
た、ピエゾ素子の効率的な設計を実施することにより、
該ピエゾ素子の発熱を抑えることができ、使用するイン
クについても耐熱性の制約が無い等の利点を有すること
である。

【０００４】このようなインクジェット記録方式を用い
るインクジェットヘッドにおいて、前記バブルジェット
方式，ピエゾアクチュエータ方式を問わず、インクの通
る流路部，液室部は、常に弱アルカリ性であるインクに
浸漬された状態になるため、これらを構成する材料同
士、材料自体の部材間及び該材料と基板との接合におけ
る信頼性が極めて重要である。従って、このような流路
部、液室部を構成する材料には、まず、前記のような耐
インク性を有していることが要求される。さらに、これ
に加えて、流路や液室の複雑な構造形成を可能とする微
細加工性を有していることが要求される。

【０００５】これまで、前記流路部や液室部に使用する
材料には、金属や樹脂プレート，Ｓi基板，感光性樹脂
などが使用されてきた。これらの材料の中で、前記感光
性樹脂は、フォトリソグラフィープロセスにより、所望
の形状のインク流路を容易に得ることができるため、前
記流路部や液室部の材料として広く使用されている。こ
のような感光性樹脂としては、印刷板，プリント配線等
におけるパターン形成用として用いられてきたもの，あ
るいはガラス，金属，セラミックス等に用いる光硬化型
の塗料や接着剤として知られているものが用いられてい
るが、作業能率などの面からドライフィルムタイプの感
光性樹脂フィルム（ＤＦＲ）が主に利用されてきた。

【０００６】しかしながら、このようなＤＦＲの主成分
がアクリル樹脂であるために、耐インク性、特に耐アル
カリ性や基板への密着性が長期インク浸漬後に完全では
ないという問題が生じている。これは、インク自身が染
料の溶解度を向上させるために弱アルカリ性になってお
り、これにより架橋度の比較的低いアクリル樹脂が膨潤
したり、残留未反応成分が溶解したりすることに起因し
ている。

【０００７】これらの問題を解決する手段として、特開
昭６３−９５９４９号公報や特開昭６３−２５１２４４
号公報等に耐インク性，密着性を向上したＤＦＲの組成
に関する記述が与えられている。しかしながら、前記特
開昭６３−９５９４９号公報や、特開昭６３−２５１２
４４公報のものは、前記耐インク性，密着性が向上した
反面、解像度が低下したり、現像時に薄層残さが生じた
りして、高密度微細形状には適していない。

【０００８】一方、ＤＦＲの種類としては、プリント基
板配線用として一般的に用いられるものに加え、基板上
に永久マスクとして残すことを目的とするソルダーマス
クレジストなどがある。インクジェットヘッド用の用途
としては、当然ソルダーマスクレジストの方がよい特性
を得ることが出来るが、近年、これに加え、無電解メッ
キ用のＤＦＲが、特開平７−４９５６７号公報等に開示
されている。無電解メッキは高温のアルカリ溶液に長時
間浸漬されるため、この用途に適応できるＤＦＲは耐ア
ルカリ性，密着性に優れると考えられる。また、前記特
開平７−４９５６７号公報のものは、現像液としてハロ
ゲン系有機溶剤を使用していないため、環境汚染の問題
がなく、作業環境も良好になると考えられる。しかしな
がら、前記特開平７−４９５６７号公報においては、無
電解メッキ用ＤＦＲのインクジェットヘッド用途への提
案はされていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、インクジェットヘッド
のインク流路部と液室部を構成する材料の耐インク性、
特に耐アルカリ性と、長期浸漬後の基板とＤＦＲ、及び
ＤＦＲ同士の密着性を改善し、あわせて良好な作業環境
と環境汚染の問題のない状態で製造することができるよ
うにしたインクジェットヘッド及びその製造方法を提供
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、１つ
もしくは複数のノズルと該ノズルの各々に対応した駆動
素子を有し、該駆動素子の各々に対応して基板上に設け
られ、前記ノズルと連通された加圧液室と、該加圧液室
にインクを供給する液室及び流路の一部もしくはすべて
が感光性樹脂組成物によって形成されるインクジェット
ヘッドにおいて、前記感光性樹脂組成物は、(a)酸価１
０〜４６mgＫＯＨ/ｇのビニル重合型高分子結合剤を４
０〜８０重量部、(b)分子内に少なくとも２個の重合性
不飽和二重結合を有する化合物を２０〜６０重量部を範
囲として前記(a)及び前記(b)を合計１００重量部、及
び、(c)活性光により遊離ラジカルを生成する光重合開
始剤を(a)及び(b)１００重量部に対して０.１〜１０重
量部含有することを特徴とし、耐インク性や、基板密着
性が良好で、かつ工法的に簡易に形成できるようにした
ものである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記(a)成分のビニル重合
型高分子結合剤が酸価２０〜４０mgＫＯＨ/ｇであり、
より良好な現像性と耐インク性を得ることができるよう
にしたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
のインクジェットヘッドにおいて、前記(a)成分が下記
一般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有するビニル単量体
を全ての共重合成分１００重量部中、０.１〜３０重量
部含有するビニル重合型高分子結合剤であって、冷熱衝
撃に対するレジストの耐久性と、基板との密着性をより
向上させるようにしたものである。

【００１３】

【化２】

【００１４】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
か１に記載のインクジェットヘッドにおいて、感光性樹
脂組成物によって形成される前記液室及び流路が、前記
感光性樹脂組成物を用いた感光エレメントをインクジェ
ットヘッドの構成部材である基板上に積層する方法であ
って、インクジェットヘッドの厚膜積層構造を容易に形
成できるようにしたものである。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４に記載のイン
クジェットヘッドにおいて、感光性樹脂組成物によって
形成される前記液室及び流路とそれらが形成されている
前記基板との間に、液状樹脂をコーティングして、該液
状樹脂を硬化させた薄膜層を設けることにより、前記感
光性樹脂との密着性が低い基板材料であっても、容易に
密着性を向上させることができるようにしたものであ
る。

【００１６】請求項６の発明は、請求項５に記載のイン
クジェットヘッドにおいて、液状樹脂が感光性を有する
ことにより、該液状樹脂層自体にもパターンを形成する
ことができ、例えば、ノズル等が形成された基板であっ
ても、フォトリソグラフィー工程を用い、ノズルを閉塞
することなく、基板表面の密着性を改善することができ
るようにしたものである。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
か１に記載のインクジェットヘッドの製造方法におい
て、感光性樹脂組成物の層に像的な活性光を照射し、半
水性現像液で現像することによって、該感光性樹脂組成
物のネガティブパターンを形成する製造工程を有するこ
とにより、作業環境が良好で環境汚染の少ない工程で該
インクジェットヘッドの製造ができるようにしたもので
ある。

【００１８】請求項８の発明は、請求項７に記載のイン
クジェットヘッドの製造方法において、現像後に活性光
を照射する製造工程を含み、感光性樹脂組成物の架橋反
応をより促進することができ、より高い耐インク性や基
板密着性を得ることができるようにしたものである。

【００１９】請求項９の発明は、請求項７又は８に記載
のインクジェットヘッドの製造方法において、現像後に
８０〜２００℃での加熱処理工程を含み、感光性樹脂組
成物の架橋反応をより促進でき、より高い耐インク性や
基板密着性を得ることができるようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるインクジェ
ットヘッド構成のピエゾアクチュエータ方式による一実
施例を説明するための斜視図である。図中、１１はセラ
ミック基板、１７はフレーム、２１は振動板、２３ａは
ＤＦＲ、２３ｂはＤＦＲ、２７はノズルプレート、
２９はノズルである。図２，図３は、本発明によるイン
クジェットヘッド構成のピエゾアクチュエータ方式によ
る一実施例を説明するためのインクジェットヘッド要部
の部分断面図で、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図を示し、
図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図を示す。図中、１０はアク
チュエータユニット、２０は液室ユニット、１２，２２
は接着剤、１３はピエゾ素子、１５は導電接着剤、１６
は端面電極、２４は共通インク流路、２５は流体抵坑
部、２６は加圧液室である。その他、図１と同じ作用を
する部分には、図１と同じ符号が付してある。なお、セ
ラミック基板１１は、フレーム１７を積載する基板であ
り、本発明が必須の構成要素とする液室及び流路が形成
される基板は、この実施例では振動板２１とノズルプレ
ート２７を指す。

【００２１】図２において、アクチュエータユニット１
０は、セラミックなどの基板１１，ピエゾ素子１３，フ
レーム１７等から成る。また、液室ユニット２０は、振
動板２１，ＤＦＲ２３ａ，ＤＦＲ２３ｂ，ノズルプ
レート２７等から成る。この実施例では、２層のＤＦＲ
で液室高さを構成している。そして、これらの各部品は
最適な接着剤、または、ＤＦＲ自体により全て接着接合
されて組み立てられる。

【００２２】前記液室ユニット２０における振動板２１
とノズルプレートの構成材料はＮi（ニッケル）の金属
プレートであり、エレクトロフォーミング工法によって
製造される。両金属プレートの間にあるＤＦＲ，ＤＦ
Ｒの材質は感光性樹脂であり、フォトリソグラフィー
によってパターニングされる。このフォトリソグラフィ
ーによる流路形成は後で述べる。

【００２３】この例において、図２に示すように、Ｎi
振動板は、ＤＦＲ側面はフラットであるが、該振動板
自体は、領域によって３種類の厚みを有する。加圧液室
の一壁面を構成する一番薄い領域は、３〜１０μm程度
の厚さであり、ダイアフラム領域としてピエゾ素子の変
位に応じて変形する領域である。最も厚い領域は、ピエ
ゾ素子およびフレームとの接合領域であり、２０μm以
上の厚さである。両者の中間の厚さの領域は、ピエゾ素
子との接触を避けるための厚さに設計されている。ま
た、ノズルプレートはインク滴を飛翔するための微細孔
（ノズル）を有する。このノズルは径がインク滴出口側
の直径で３５μm以下という微細穴であり、ここでは、
各加圧液室の中心近傍に対応した位置に設けてある。実
際には、１列３２〜６４個のノズルを２列配置した６４
〜１２８個構成で１個のヘッドをつくる。

【００２４】この６４〜１２８個のノズルを有するノズ
ルプレートの品質は、インクの滴化，飛翔特性を決定
し、印写品質に大きな影響を与えるため、最も重要な部
品であり、より高品位の印写品質を求める上でノズルプ
レート表面の均一化処理が不可欠である。

【００２５】図４は、本発明によるピエゾアクチュエー
タ方式のインクジェットヘッド液室ユニットの加工・組
付け工程の一実施例を説明するための部分断面図を製造
工程に従って示したものである。 (i)振動板２１を基板とし、該振動板のフラット面側に
感光性樹脂であるフィルム状ネガ型ＤＦＲ２３ａを熱
と圧力によってラミネートする。このＤＦＲの厚さ
は、２０〜５０μm程度である。 (ii)流路パターンに応じたマスク３０ａを使用してＵＶ
露光し、露光された部分が硬化部３１ａとなる。 (iii)未露光部材を除去できる溶剤を用い、該未露光部
を除去して現像する。 (iv)水洗，乾燥の後、再度ＵＶ露光と加熱により本硬化
する。 (ｖ)ノズルプレート２７をもう一方の基板とし、該ノズ
ルプレートにフィルム状ネガ型ＤＦＲ２３ｂを熱と圧
力によってラミネートする。このＤＦＲの厚さは、例
えば、４０〜１００μmのものを使用する。以下、上記
(ii)〜(iv)と同様にパターン化と本硬化を行う。ここで
使用するマスク３０ｂは、ＤＦＲとほぼ同じである
が、ＤＦＲには流体抵抗部が無い。 (vi)上記本硬化工程を経たＤＦＲ面とＤＦＲ面を接
合する。この接合は、位置合わせ用治具を用い、熱と圧
力によって行なう。このとき該加熱温度は、前記(iv)に
おける本硬化の温度より高く設定する。 (vii)(i)〜(vi)の工程を単独のヘッドを複数個ずつ集積
したプレート毎に行ない、各プレートを組み付けする。 以上の工程にて、液室ユニット２０が完成する。

【００２６】図５は、本発明によるピエゾアクチュエー
タ方式のインクジェットヘッド構成の他の実施例を説明
するための部分断面図を製造工程に従って示したもので
ある。図５に示す積層型のインクジェットヘッドは、図
４に示された工程と同様な方法で形成するが、ＤＦＲの
層数を増大させることにより、より複雑な形状を形成す
ることができる。図５に示すように、ノズルプレート２
７を基板とする側には、まず、一層目にノズルへの導入
口と共通液室、二層目に加圧液室と共通液室、三層目に
加圧液室と共通液室及び流体抵抗部が形成される。一方
の振動板２１を基板とする側は、一層が積層されるのみ
で、やや大きい加圧液室と共通液室で形成されている。
そして、前記ノズルプレート側と振動板側に積層された
最上面のＤＦＲ同士を接合し、四層構成のＤＦＲによる
液室及び流路が形成される。

【００２７】本発明で使用する感光性樹脂組成物は、
（ａ）酸価１０〜４６mgＫＯＨ/ｇのビニル重合型高分
子結合剤、（ｂ）分子内に少なくとも２個の重合性不飽
和二重結合を有する化合物、及び（ｃ）活性光により遊
離ラジカルを生成する光重合開始剤を必須成分として含
む。

【００２８】成分（ａ）の酸価１０〜４６mgＫＯＨ/ｇ
のビニル重合型高分子結合剤は、アクリル酸，メタクリ
ル酸，ｐ−ビニル安息香酸などの酸性極性基を有するビ
ニル単量体とその他の各種ビニル単量体とを共重合して
得られる。その他の各種ビニル単量体の適当な例として
は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリ
ル酸エチル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、ベンジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジル
メタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２,３−ジ
ブロモプロピルメタクリレート、３−クロロ−２−ヒド
ロキシプロピルメタクリレート、アクリルアミド、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることがで
きる。中でも、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、ジエチルアミノ（メタ）アクリレート等の下記一
般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有するビニル単量体を
共重合して得られる重合型高分子結合剤は、冷熱衝撃に
対するレジストの耐久性を向上させる効果が大きい。

【００２９】

【化３】

【００３０】一般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有する
ビニル単量体は、ポリエチレングリコール構造が長くな
ると、耐インク性が低下するという理由から、ｎは０〜
３の整数とされ、ｎ＝０が特に好ましい。また、Ｒ²及
びＲ³のアルキル基において、その鎖長が長くなると、
立体障害の点で基板と感光性樹脂層の密着性を低下さ
せ、先にあげた冷熱衝撃に対する耐久性を低下させるた
め、炭素数は１〜１２の範囲とされ、炭素数１〜３が好
ましく、炭素数１のアルキル基がより好ましい。

【００３１】（ａ）ビニル重合型高分子結合剤１００重
量部中の一般式（Ｉ）で示されるアミノ基を有する単量
体は、冷熱衝撃の耐久性，基板とレジストの密着性向上
等の観点から、（ａ）ビニル重合型高分子結合剤１００
重量部中０.１〜３０重量部の範囲とすることが好まし
く、１〜５重量部が特に好ましい。

【００３２】ここで、アクリル酸，メタクリル酸，ｐ−
ビニル安息香酸等の酸性極性基を有するビニル単量体の
共重合量は、共重合して得られるビニル重合型高分子結
合剤の酸価が１０〜４６mgＫＯＨ/ｇの範囲となる量に
制限される。ビニル重合型高分子結合剤の酸価が１０mg
ＫＯＨ/ｇ未満になると、環境汚染の問題のない半水性
現像液による現像性が低下し、一方、４６mgＫＯＨ/ｇ
を超えると、レジストと基板の間に間隙が発生する。よ
り良好な現像性及びより信頼性の高いレジストの観点か
ら、ビニル重合型高分子結合型高分子結合剤の酸価は２
０〜４０mgＫＯＨ/ｇの範囲が好ましい。

【００３３】（ａ）ビニル重合型高分子結合剤の重量平
均分子量は、20,000〜200,000の範囲とすることが好ま
しい。20,000未満では、レジストの可とう性が低くな
り、レジストの欠けなどが生じる傾向があり、200,000
を超えると、現像性が低下する傾向がある。

【００３４】成分（ｂ）の分子中に少なくとも２個の重
合性不飽和二重結合を有する化合物の例としては、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジアクリレート、ヘキサプロピレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、１,
６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジペンタエリス
リトールペンタアクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート等の多価アルコールの（メタ）アク
リレート、２,２−ビス（４−メタクリロキシエトキ
シフェニル）プロパン、２,２−ビス（４−アクリロキ
シエトキシフェニル）プロパン、ビスフェノールＡ、エ
ピクロルヒドリン系のエポキシ樹脂のアクリル酸又はメ
タクリル酸付加物等のエポキシアクリレート、無水フタ
ル酸−ネオペンチルグリコール−アクリル酸の１：２：
２モル比の縮合物等の低分子不飽和ポリエステルなどの
分子中にベンゼン環を有する（メタ）アクリレート、
トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルのアク
リル酸又はメタクリル酸との付加物、トリメチルヘキ
サメチレンジイソシアナートと２価アルコールのアクリ
ル酸モノエステル又はメタクリル酸モノエステルとの反
応で得られるウレタンアクリレート化合物などを挙げる
ことができる。

【００３５】成分（ｃ）の光重合開始剤としては、従来
知られているものを用いることができ、例えば、ベンゾ
フェノン、ｐ,ｐ−ジメチルアミノベンゾフェノン、ｐ,
ｐ−ジエチルアミノベンゾフェノン、ｐ,ｐ−ジクロル
ベンゾフェノン等のようなベンゾフェノン類、これらの
混合物、２−エチルアントラキノン、ｔ−ブチルアント
ラキノン等のアントラキノン類、２−クロロチオキサン
トン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインエ
チルエーテル、ベンジル、２,４,５−トリアリールイミ
ダゾール二量体等が挙げられる。

【００３６】本発明における感光性樹脂組成物は、
（ａ）酸価１０〜４６mgＫＯＨ/ｇのビニル重合型高分
子結合剤を４０〜８０重量部、（ｂ）分子内に少なくと
も２個の重合性不飽和二重結合を有する化合物を２０〜
６０重量部の範囲で、（ａ）と（ｂ）の総量が１００重
量部になるように用い、この１００重量部に対して
（ｃ）光重合開始剤を０.１〜１０重量部用いることが
必要である。（ａ）成分の使用量が多すぎると感度が低
下し、少なすぎると感光層のベタ付きにより取り扱い性
が低下する。（ｃ）成分の使用量は、１０重量部を超え
ても特に利点がなく、０.１重量部未満では感度が低下
する。なお、本発明に用いられる感光性樹脂組成物に
は、染料，可塑剤，顔料，難燃剤，安定剤等を必要に応
じて添加することもできる。また、密着性付与剤を使用
することも可能である。

【００３７】本発明のインクジェットヘッドは、基板表
面に上記で詳細に説明した感光性樹脂組成物の層を形成
して構成されるが、この工法は常法で行える。例えば、
感光性樹脂組成物をメチルエチルケトン，トルエン，塩
化メチレン等の溶剤に均一に溶解又は分散させ、ディッ
プコート法，フローコート法等で基板表面上に塗布し、
溶剤乾燥して行われる。

【００３８】感光性樹脂組成物の溶液を基板上に直接塗
布せずに、支持体フィルム上にナイフコート法，ロール
コート法等の公知の方法で塗布乾燥し、支持体フィルム
上に感光性樹脂組成物の層を有する感光性エレメント
（ドライフィルムレジスト）を製造したのち、該感光性
エレメントを基板表面に公知の方法で加熱，加圧積層し
て、該基板表面に感光性樹脂組成物の層を形成すること
もできる。支持体フィルムとしては、ポリエステルフィ
ルム，ポリプロピレンフィルム，ポリイミドフィルム，
ポリスチレンフィルム等の公知のフィルムを使用でき
る。感光性エレメントによる方法は、塗布膜厚の均一化
が容易である点で好ましい。形成する感光性樹脂組成物
の層の厚さは、特に限定されないが、塗膜の均一性，露
光，現像により形成されるレジストパターンの解像度の
点から５〜１５０μmであることが好ましい。

【００３９】また、前記感光性樹脂組成物は、上記のよ
うに、耐インク性，密着性，ＤＦＲ硬化後の熱融着性に
対して良好な結果を示すが、被着させる基板種類によっ
ては、良好な密着性を得ることができない場合がある。
このような材質としては、Ｎi電鋳部材等が挙げられ
る。このような場合、基板表面に液状樹脂をコーティン
グし、樹脂薄膜層を基板表面に形成すると、前記感光性
樹脂組成物との密着性を飛躍的に増大させることができ
る。これらの液状樹脂としては、それ自体も耐インク
性，密着性の良好なものでなくてはならず、具体例とし
ては、液状ポリイミド樹脂等が用いられる。また、これ
らの樹脂に感光性が付与されたものを用いると、例え
ば、ノズル等が形成された基板であってもフォトリソ工
程を用い、ノズルを閉塞することなく、基板の表面の密
着性を改善することができる。このような例としては、
感光性液状ポリイミド樹脂（商品例：ＰＩ−４００，宇
部興産）や感光性カルド型ポリマー樹脂（商品例：Ｖ−
２５９ＰＡ，新日鐵化学），環化ゴム−ビスアジド系樹
脂（商品例：ＯＭＲ−８５，東京応化）などがある。

【００４０】本発明のインクジェットヘッドの製造方法
は、像的な活性光照射及び現像により、基板表面上に感
光性樹脂組成物のネガティブパターンを形成する工程を
必ず含む。像的な活性光照射は、超高圧水銀灯，高圧水
銀灯等の光源を用い、ネガマスクを通して像的に露光す
ることで行える。また、微小断面積に絞ったレーザー光
線等を像的にスキャンして行うこともできる。

【００４１】本発明で用いる現像液には、アルカリ物質
と１種類以上の有機溶剤とからなる、いわゆる半水性現
像液が使用される。アルカリ物質としては、アルカリ金
属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化アンモニウムや炭酸塩、例えば、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウムやリン酸塩、例えば、リン酸三ナト
リウムやホウ酸塩、例えば、ホウ砂やメタケイ酸ナトリ
ウムや有機アミン、例えば、エタノールアミン、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、２−アミノ−２−
ヒドロキシメチル−１,３−プロパンジオール、２−ア
ミノ−２−メチル−１,３−プロパンジオール、１,３−
ジアミノプロパノール−２−モルホリンなど、およびそ
の他のアルカリ物質として常用されているものがある。
現像液のpHは、レジストの現像が十分に行える限度内で
できるだけ小さく維持することが望ましく、pHが８〜１
２の間であり、好ましくはpHが９〜１０の間である。

【００４２】有機溶剤としては、例えば、三アセトンア
ルコール，アセトン，酢酸エチル，炭素数１〜４のアル
コキシ基をもつアルコキシエタノール，エチルアルコー
ル，イソプロピルアルコール，ブチルアルコール，ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、こ
れらは２種以上組み合わせて用いることができる。有機
溶剤の濃度は、通常２〜５０容量％の範囲とされる。ま
た、その温度は現像性にあわせて調整し得る。該現像液
中には、表面活性剤，消泡剤を少量混入せしめてもよ
い。現像は、現像液に基板を浸漬するか、又は現像液を
スプレーするなどして行える。浸漬の際には、超音波を
印加することも有効である。

【００４３】このようにして形成された感光性樹脂組成
物のネガティブパターンはそのままでも優れた耐アルカ
リ性を示すが、現像後にさらに活性光の露光及び／又は
８０〜２００℃での加熱処理を行うことにより、耐溶剤
性，密着強度の優れた硬化皮膜が得られる。現像後の活
性光の露光及び／又は加熱処理は、どちらが先でもよ
く、また、それぞれ何度かに分けて行ってもよい。加熱
処理を図５におけるＤＦＲとＤＦＲの接合のための
加熱処理と兼ねることもできる。

【００４４】以下に、本発明の実施例として感光性樹脂
組成物及び半水性の現像液と液状樹脂を特定し、その耐
インク性とＤＦＲ間の熱融着性を評価した実施例を説明
する。 （実施例１）本発明による感光性樹脂組成物の例とし
て、日立化成製ドライフィルムレジストＳＲ−3000を使
用して以下の３種の実験を行った。半水性の現像液とし
ては２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール２０重量
部，ホウ砂０.８重量部、純水７９.２重量部の混合液を
用いた。また、比較例として、他のドライフィルムレジ
スト、すなわち、プリント基板配線用アルカリ現像型Ｄ
ＦＲ（日立化成製Ｈ-Ｋ425），一般電鋳用アルカリ現像
型ＤＦＲ（三菱レイヨン製ＦＲＡ-063)，ソルダーマス
ク用アルカリ現像型ＤＦＲ（日立化成製ＳＲ-2300Ｇ，
三菱レイヨン製ＳＲＡ-103），ソルダーマスク用半水性
現像型ＤＦＲ（サンノプコ製Ｆ-1025）を用いて実験を
行った。

【００４５】実験１ 上記ＤＦＲに現像後の露光相当量の５Ｊ/cm²を露光後、
２００℃で１時間熱処理を行い、完全硬化膜を作成し、
１cm×５cmの大きさに切断し、インク組成に相当するジ
エチレングリコール７.５重量部，グレセリン２.５重量
部，ＥＣＴＤ３ＮＥＸ（活性剤 日光ケミカルズ製）１
重量部，純水８９重量部の溶液（pH調整によりpH１０.
５）３０cm³に浸漬した。上記浸漬物を６０℃で６５時
間放置し、その後、溶液中に溶出したＤＦＲ成分を紫外
吸光度測定により検出した。また、あわせてＤＦＲの浸
漬前後での重量増加を測定した。

【００４６】実験２ 上記ＤＦＲを用いて銅基板上にＬ／Ｓ＝１００／２００
μmのラインパターンを形成し、５Ｊ/cm²露光、２００
℃で１時間熱処により完全硬化を行い、上記溶液に６０
℃で1000時間浸漬し、基板からの剥離状況を観察した。

【００４７】実験３ 上記ラインパターンを形成し、５Ｊ/cm²を露光後、２枚
の上記基板のＤＦＲ形成面同士をラインパターンが垂直
に交差するように重ね合わせ、５kgf/cm²で加圧しなが
ら、２００℃で１時間熱処理を行い、２枚の基板を張り
合わせる。その後、引っ張り強度試験により、ＤＦＲ間
の接合強度を測定した。

【００４８】実施例１の結果を表１に示す。ＳＲ−3000
を使用した試験片が全ての項目に対して良好な結果を示
したのに対して、その他のものは全ての項目において、
良好な結果を示したものはなかった。傾向としては、耐
インク性としては、ソルダーマスク用ＤＦＲの方が良好
であり、ＤＦＲ間の熱融着性に関しては、半水性現像型
のＤＦＲがアルカリ現像型のＤＦＲより良好であった。

【００４９】

【表１】

【００５０】次に、本発明による感光性樹脂組成物と基
板との密着性改善を評価した実験例を説明する。 （実施例２）Ｎi電鋳により形成した基板に液状樹脂
（東京応化製ネガレジスト ＯＭＲ-85，宇部興産製感光
性ポリイミド ＰＩ-400，新日鐵化学製感光性カルドポ
リマーＶ-259ＰＡ）のいずれかを塗布し、３Ｊ/cm²を全
面に露光し、２００℃で１時間加熱し、完全硬化させ
る。この上に、前記実験例１における評価方法２，３と
同様に、ＳＲ-3000でラインパターンを形成し、ＤＦＲ
面同士を貼り合わせた。また、比較用試験片としてＮi
電鋳基板上に樹脂層を形成せず、直接ＳＲ-3000でライ
ンパターンを形成し、同様にＤＦＲ面同士を貼り合わせ
た。こうしてできたサンプルをインク組成溶液中に６０
℃で最大1000時間浸漬させた後、引っ張り強度を測定
し、密着性を評価した。このとき浸漬時間の影響を見る
ため、２００時間毎の測定を行った。

【００５１】結果 表２に示したように、Ｎi電鋳基板上では、樹脂コート
を行わないと、ＤＦＲは４００時間程度で完全剥離した
のに対して、全ての樹脂コート品は1000時間経過後も、
全く剥がれ、浮き等は確認されなかった。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】請求項１の感光性組成物で形成されるイ
ンク流路部や液室部を持つインクジェットヘッドにおい
ては、感光性組成物を耐アルカリ性，耐溶剤性に優れ、
熱融着性も良い物にしているので、インク流路や液室部
の耐インク性が良く、基板との密着性は良好で、かつ工
法的に簡易に形成できるインクジェットヘッドを得るこ
とができる。

【００５４】請求項２の感光性組成物で形成されるイン
ク流路を持つインクジェットヘッドにおいては、上記組
成物のビニル重合型高分子結合材の酸価を２０〜４０mg
ＫＯＨ/ｇに限定することによって、現像性及び耐イン
ク性の高い感光性組成物を得ることができ、より品質の
優れたインクジェットヘッドを得ることができる。

【００５５】請求項３の感光性組成物で形成されるイン
ク流路を持つインクジェットヘッドにおいては、一般式
（Ｉ）に記載のビニル単量体を０.１〜３０重量部含ん
でいるため、冷熱衝撃の耐久性に優れ、基板との密着性
の優れた感光性組成物を得ることができ、より品質の優
れたインクジェットヘッドを得ることができる。

【００５６】請求項４の感光性組成物で形成されるイン
ク流路を持つインクジェットヘッドにおいては、感光性
組成物として感光エレメントを使用することにより、均
一かつ厚い層で形成されたインク流路及び液室を形成で
き、また多数層の積層形状のインクジェットヘッドを容
易に得ることができる。

【００５７】請求項５の構成で形成されるインクジェッ
トヘッドにおいては、基板と感光性樹脂組成物の間に液
状樹脂コート層を設けているため、前記感光性組成物と
の密着性の低い基板材料であっても、容易に密着性の高
い感光性樹脂流路及び液室を持ったインクジェットヘッ
ドを形成できる。

【００５８】請求項６の構成で形成されるインクジェッ
トヘッドにおいては、前記液状樹脂コート層を感光性樹
脂を用いて形成することにより、コート層自体にもパタ
ーンを形成することができ、例えば、基板がノズルプレ
ートであってもノズルを閉塞することなく、基板との密
着性の高い感光性樹脂流路及び液室を持ったインクジェ
ットヘッドを形成できる。

【００５９】請求項７の製造工程を有するインクジェッ
トヘッドにおいては、半水性の現像液を使用することに
よって、作業環境が良好で、環境汚染の少ない現像方法
で製造されたインクジェットヘッドを得ることができ
る。

【００６０】請求項８の製造工程を有するインクジェッ
トヘッドにおいては、現像後に再度充分な活性光の照射
を行うことによって、感光性組成物の架橋反応をより完
全な物にすることができ、耐インク性や密着性がより良
好であるなインク流路及び液室を持つインクジェットヘ
ッドを得ることができる。

【００６１】請求項９の製造工程を有するインクジェッ
トヘッドにおいては、現像後に８０〜２００℃の加熱処
理を行うことによって、感光性組成物の架橋反応を促進
でき、耐インク信頼性のより良好であるインク流路及び
液室を持つインクジェットヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインクジェットヘッド構成のピ
エゾアクチュエータ方式による一実施例を説明するため
の斜視図である。

【図２】 本発明によるインクジェットヘッド構成のピ
エゾアクチュエータ方式による一実施例を説明するため
のインクジェットヘッド要部の部分断面図で、図１のＡ
−Ａ矢視図を示す。

【図３】 本発明によるインクジェットヘッド構成のピ
エゾアクチュエータ方式による一実施例を説明するため
のインクジェットヘッド要部の部分断面図で、図１のＢ
−Ｂ矢視図を示す。

【図４】 本発明によるピエゾアクチュエータ方式のイ
ンクジェットヘッド液室ユニットの加工・組付け工程の
一実施例を説明するための部分断面図を製造工程に従っ
て示したものである。

【図５】 本発明によるピエゾアクチュエータ方式のイ
ンクジェットヘッド構成の他の実施例を説明するための
部分断面図を製造工程に従って示したものである。

【符号の説明】

１０…アクチュエータユニット、１１…セラミック基
板、１２，２２…接着剤、１３…ピエゾ素子、１４…内
部電極、１５…導電接着剤、１６…端面電極、１７…フ
レーム、２０…液室ユニット、２１…振動板、２３ａ…
ＤＦＲ、２３ｂ…ＤＦＲ、２３ｃ…ＤＦＲ、２３
ｄ…ＤＦＲ、２４…共通インク流路、２５…液体抵坑
部、２６…加圧液室、２７…ノズルプレート、２９…ノ
ズル、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…マスク、３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…ＤＦＲ硬化部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 33/14 ＬＪＨ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｈ Ｃ０９Ｄ 11/00 ＰＳＺ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つもしくは複数のノズルと該ノズルの
   各々に対応した駆動素子を有し、該駆動素子の各々に対
   応して基板上に設けられ、前記ノズルと連通された加圧
   液室と、該加圧液室にインクを供給する液室及び流路の
   一部もしくはすべてが感光性樹脂組成物によって形成さ
   れるインクジェットヘッドにおいて、前記感光性樹脂組
   成物は、(a)酸価１０〜４６mgＫＯＨ/ｇのビニル重合型
   高分子結合剤を４０〜８０重量部、(b)分子内に少なく
   とも２個の重合性不飽和二重結合を有する化合物を２０
   〜６０重量部を範囲として前記(a)及び前記(b)を合計１
   ００重量部、及び、(c)活性光により遊離ラジカルを生
   成する光重合開始剤を(a)及び(b)１００重量部に対して
   ０.１〜１０重量部含有することを特徴とするインクジ
   ェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記(a)成分のビニル重合型高分子結合
   剤が酸価２０〜４０mgＫＯＨ/ｇである請求項１に記載
   のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記(a)成分が下記一般式（Ｉ）で示さ
   れるアミノ基を有するビニル単量体を全ての共重合成分
   １００重量部中、０.１〜３０重量部含有するビニル重
   合型高分子結合剤である請求項１又は２に記載のインク
   ジェットヘッド。 【化１】
4. 【請求項４】 感光性樹脂組成物によって形成される前
   記液室及び流路が、前記感光性樹脂組成物を用いた感光
   エレメントを前記基板上に積層する方法によって形成さ
   れるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１に記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 感光性樹脂組成物によって形成される前
   記液室及び流路とそれらが形成されている前記基板との
   間に、液状樹脂をコーティングして、該液状樹脂を硬化
   させた薄膜層を設けるようにしたことを特徴とする請求
   項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 液状樹脂が感光性を有することを特徴と
   する請求項５に記載のインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 感光性樹脂組成物の層を形成する工程
   と、像的な活性光照射及び半水性現像液で現像すること
   により、該感光性樹脂組成物のネガティブパターンを形
   成する工程を有するようにしたことを特徴とする請求項
   １〜６のいずれか１に記載のインクジェットヘッドの製
   造方法。
8. 【請求項８】 現像後に活性光を照射する製造工程を含
   むようにしたことを特徴とする請求項７に記載のインク
   ジェットヘッドの製造方法。
9. 【請求項９】 現像後に８０〜２００℃での加熱処理工
   程を含むようにしたことを特徴とする請求項７又は８に
   記載のインクジェットヘッドの製造方法。