(57)【要約】【課題】  基板の所定位置に設けたインク流路の少なくとも一部となる領域を占める溶解除去可能な固体層を、流路壁の少なくとも一部と吐出口を設けるための吐出口形成材料からなる層で被覆した状態で固体層を溶解してインク流路の少なくとも一部を形成する工程を有する方法によりインクジェット記録ヘッドを製造する際に、吐出口のインク流路への開口部におけるスカムの発生を抑制すること。【解決手段】  吐出口形成材料として、紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型の樹脂組成物を用いる。【選択図】    図７
2006110910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子に対応して設けられ前記吐出口に連通するインク流路となる部分の少なくとも一部を形成する固体層と、が設けられた基板上に、紫外線の照射により硬化する吐出口形成材料の被覆層を前記固体層を覆う様に設ける工程と、
前記被覆層にパターン状に紫外線を照射し、未照射部分を除去することにより前記吐出口を形成する工程と、
前記固体層を除去することにより前記インク流路の少なくとも一部を形成する工程と、
を有し、
前記吐出口形成材料が、硬化反応に関与しない紫外線吸収剤を含む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】
前記吐出口が前記インク流路を外部と仕切る流路壁に設けられている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記吐出口形成材料が、光カチオン重合開始剤と、カチオン重合性のエポキン樹脂と、を含み、前記紫外線吸収剤が塩基性ではない請求項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】
前記紫外線吸収剤の前記吐出口形成材料への添加割合が、該吐出口形成材料の固形分全体を基準として、0.01〜10重量％である請求項１〜３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】
前記紫外線吸収剤が有機物である請求項１〜４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載の製造方法により製造されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記エネルギー発生素子に対応して前記吐出口に連通するインク流路が設けられているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記インク流路の壁の少なくとも前記吐出口を含む部分が、硬化反応に関与しない紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型の吐出口形成材料の硬化物からなることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記吐出口が前記インク流路を外部と仕切る流路壁に設けられている請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記紫外線吸収剤が有機物である請求項７または８に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録方式に用いるインク小滴を発生するためのインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式に適用されるインクジェット記録ヘッドは、一般に微細なインク吐出口（オリフィス）、液流路（インク流路）及びこの液流路の一部に設けられる液体吐出エネルギー発生部を複数備えている。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の一つの方法として、吐出口から吐出されるインク小滴のそれぞれを吐出口より常に同じ体積、吐出速度で吐出させる方法がある。このような方法を実現するためのインクジェット記録ヘッドとしては、電気熱変換素子とオリフィスとの距離（以下、「ＯＨ距離」と称する。）は、正確に、また再現性良く設定できることが必要である。
【０００３】
ＯＨ距離を精度良く設定可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法としては、本願出願人による特開平６−２８６１４９号公報に記載の方法がある。この方法は、図１ないし図６に示すように、インク吐出圧発生素子とオリフィス間の距離を極めて高い精度で短くかつ再現よく設定可能で、高品位記録を可能にするために、インク吐出圧力発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂材料にて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して、これを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上方の被覆樹脂層に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、を有することを特徴とするものである。
【０００４】
紫外線を被覆樹脂層に照射し、パターン形成を行うことにより、インク流路壁の所定部に吐出口を形成する際に、吐出口部分が紫外線照射されない領域であるにもかかわらず、溶解可能な流路パターン層と流路壁となる紫外線硬化型の被覆樹脂層の境界部分境に、わずかなスカム（現像残渣）が発生することが確認されている。このスカムは、被覆樹脂層の硬化させるべき部分に紫外線を照射した時に、インク流路パターン層と被覆樹脂層の界面で光の反射が生じ、吐出口形成のために未露光部分として設定した領域内の一部に光が回り込み、この部分がわずかに硬化したためと考えられている。このインク流路と吐出口の接続部における吐出口のインク流路への開口部に形成される吐出口内方向に張り出したひさし状のスカムは、極微小のため、インクジェット記録ヘッドに要求される特性によっては問題ないものである。しかし、近年のプリンタにおいては、益々高画質化、高精細化の傾向にあり、インク吐出量は少なくなる為、吐出口寸法は益々微細化していくので、これらのスカムの大きさが従来と同じ大きさであっても、相対的に吐出特性とりわけインク液滴方向に与える影響が大きくなる場合が生じてきた。そこで、この問題を解決する方法として、本願出願人による特開２００１−１７９９９０号公報により、インク流路となる部分を占有する固体層に塩基性物質を添加する製造方法が開示されている。この方法によれば、固体層と吐出口形成材料から出来た相溶層に固体層に含まれている塩基性物質が混ざりこみ、酸発生触媒による硬化反応が阻害されるので吐出口形成材料を除去する際に相溶層が除去され、スカムの発生が無くなる。しかし、吐出口形成材料の硬化反応を阻害させる物質を扱うので生産現場では塩基性物質の使用時における管理を注意して行なわないと硬化が進みにくい場合などが生じるので、工程管理を確実に行なう必要が生じる場合がある。更に、硬化反応の進み方が変われば、異なる硬化反応速度を有する吐出口形成材料から得られたヘッド間で吐出特性に大きな影響を与える吐出口の寸法精度にバラツキが生じる場合がある。また、吐出口形成材料の硬化物からなる流路壁の部分に十分な硬化状態が得られない場合は、ヘッドの長期使用時において基板から流路壁が剥離し、インク吐出性能の劣化を招く場合もある。
【０００５】
また、本願出願人による特開２００１−１７９９７９号公報では、吐出口形成材料中に、紫外線を吸収または散乱させる成分を含有させることで、ノズル材料をパターン露光する際、照射エネルギーの入射方向に対して、液吐出口断面積が徐々に大となるような潜像を形成し、インク吐出エネルギー発生部に向かって断面積が大きい吐出口を形成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が記載されている。この製造方法では、吐出口形成材料と固体層の界面反射した紫外線は、吐出口形成材料中で減衰するのでスカムの発生が無くなるもしくは非常に小さいものとなる。この公報に記載の発明の目的は、インク滴の吐出周波数を上げる為に、インク吐出口断面積が徐々に大となるテーパー形状にする事にある。そのため、この公報の実施例では光を散乱させる成分として無機の顔料粒子を吐出口形成材料に添加しており、吐出口形成材料からなる層は均質層ではなく不均一系の層であり、無機顔料の添加量も１０〜３５％と多い。しかし、この公報に記載の構造においては、吐出口断面が徐々に大となるテーパー形状となっている為、形状の管理が難しく安定して生産することが難しくなる場合があり、また、微小インクの吐出用としてノズル密度を高くする場合に、吐出口がスソ広がりの形状を有することによって更にノズル密度を上げるには限界がある。
【特許文献１】特開平６−２８６１４９号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９９９０号公報
【特許文献３】特開２００１−１７９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術の問題に鑑みてなされたもので、基板上の所定部分に、インク流路の少なくとも一部となる領域を形成する固体層とこれを覆う吐出口形成材料の層を設け、吐出口形成材料の層の所定部に吐出口を設け、更に、固体層を溶解除去してインク流路の少なくとも一部を形成する方法における先に記載したスカム発生に係る問題を解決することのできるインクジェット記録ヘッドの製造方法及びそれにより得られたインクジェット記録ヘッドを提供することを目的としている。また、インクジェット記録ヘッドを寸法精度が良く、安定して生産できる製造方法を提供することも本発明の目的の一つである。更に、取扱い性の良い吐出口形成材料を使用したインクジェット記録ヘッドの製造方法及びそれにより得られたインクジェット記録ヘッドを提供することも本発明の目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子に対応して設けられ前記吐出口に連通するインク流路となる部分の少なくとも一部を形成する固体層と、が設けられた基板上に、紫外線の照射により硬化する吐出口形成材料の被覆層を前記固体層を覆う様に設ける工程と、前記被覆層にパターン状に紫外線を照射し、未照射部分を除去することにより前記吐出口を形成する工程と、前記固体層を除去することにより前記インク流路の少なくとも一部を形成する工程と、を有し、前記吐出口形成材料が、硬化反応に関与しない紫外線吸収剤を含む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である。
【０００８】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記エネルギー発生素子に対応して前記吐出口に連通するインク流路が設けられているインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク流路の壁の少なくとも前記吐出口を含む部分が、硬化反応に関与しない紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型の吐出口形成材料の硬化物からなることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紫外線吸収剤を吐出口形成材料に含有させたことで、吐出口形状を吐出口の高密度化に適応した形状とした場合でも、インク流路への開口部におけるスカムの発生を無くし、もしくは問題とならない程度に小さいくすることができ、その結果、吐出口の高密度化に対応できるインクジェット記録ヘッドを精度良く製造可能な方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る実施態様例を詳細に説明する。本実施例では、図１〜図７に示す手順に従って、インクジェット記録ヘッドを作成した。なお、図１〜図６には、前記従来例特開平６−２８６１４９号公報に示された基本的な製法の一部をも重複的に含めて説明している。
【００１１】
前記従来例においては、例えば図１にその模式的斜視図を示すような、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等からなる基板１が用いられる。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、後述のインク流路及びインク吐出口（オリフィス）を形成する吐出口（ノズル）形成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、材質等に特に限定されることなく使用できる。基板１上には、電気熱変換素子あるいは圧電素子等のインク吐出のためのエネルギー発生素子２が所望の個数配置される。このような、エネルギー発生素子２によって、インクとしてのインク小滴を吐出させるためのエネルギーがインクに与えられ、記録が行われる。因に、例えば、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、この素子が近傍のインクを加熱することにより、インクに状態変化を生じせしめ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。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不図示の制御信号入力用電極が接続されている。また、一般的には、これらエネルギー発生素子２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、もちろんこのような機能層を設けることは一向に差し支えない。
【００１２】
図１において、インク供給のための開口部３を、基板１上に予め設けておき、基板１の後方よりインクを供給する形態を例示した。この開口部３の形成においては、基板１に穴を形成できる手段であれば、いずれの方法も使用できる。例えば、ドリル等の機械的手段にて形成しても構わないし、レーザ等の光エネルギーを使用しても差支えない。また、基板１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差支えない。もちろん、インク供給口３を基板１に形成せず、樹脂パターンに形成し、基板１に対してインク吐出口８と同じ面に設けてもよい。
【００１３】
なお、後述するようにインク供給口３は、後述のインク流路パターン（固体層）及び吐出口形成材料層（被覆樹脂層）などを基板上の所定位置に形成してから、固体層の除去工程の前に基板の裏面からエッチングなどの方法により形成してもよい。
【００１４】
次いで、図２（図１のＡ−Ａ′断面図）に示すように、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４（固体層）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挙げられるが、スクリーン印刷法等の手段にても形成は可能である。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、ポジ型レジストか、あるいは溶解性変化型のネガ型レジストの使用が可能である。
【００１５】
このインク流路パターンである固体層の形成の方法として、基板１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、この感光性材料を適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレクタラート）等のフィルム上に塗布、乾燥してドライフィルムを作成し、ラミネートによって形成することが好ましい。上述のドライフィルムとしては、ポリメチルイソプロピルトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系光崩壊性高分子化合物を好適に用いることができる。というのは、これら化合物は、光照射前は高分子化合物としての特性（被膜性）を維持しており、インク供給口３上にも容易にラミネート可能であるためである。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、ロールコート法等で被膜を形成しても差支えない。このように、溶解可能な固体層で形成したインク流路パターン４上に、図３に示すように、さらに吐出口形成材料である被覆樹脂層５を通常のスピンコート法、ロールコート法等で形成する。
【００１６】
ここで、この樹脂層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させない等の特性が必要となる。すなわち、被覆樹脂層５を溶剤に溶解し、これをスピンコート、ロールコート等で溶解可能な樹脂パターン４上に形成する場合、溶解可能な樹脂パターン４を溶解しないように溶剤を選択する必要がある。
【００１７】
次に、被覆樹脂層５について説明する。被覆樹脂層５としては、インク吐出口３をフォトリソグラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光性のものを用いる。このような感光性被覆樹脂層５には、基板１とともに流路壁の一部を形成するものであることから、構造材料としての高い機械的強度、基板１との密着性、耐インク性と、同時にインク吐出口の微細なパターンをパターニングするための解像性が要求される。本発明では、紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型の樹脂組成物がこの吐出口形成材料として好適に用いられる。この樹脂組成物の樹脂成分としては、カチオン重合性のエポキシ樹脂が好ましく、樹脂組成物としては、紫外線の照射によりカチオン重合を生じさせる光カチオン重合開始剤と、この重合開始剤の作用で重合を開始し得るエポキシ樹脂とを含樹脂組成物がより好ましい。エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、構造材料として優れた強度、密着性、耐インク性を有し、かつエポキシ樹脂が常温にて固体状であれば、優れたパターニング特性を有する。すなわち、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較して、高い架橋密度（高Ｔｇ）を有するため、構造材として優れた特性を示す。また、常温にて固体状のエポキシ樹脂を用いることで、光照射によりカチオン重合開始材より発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑制され、優れたパターニング精度、形状を得ることができる。
【００１８】
光カチオン重合開始剤は、吐出口形成材料（樹脂組成物）１００重量部中に、例えば、光カチオン重合開始剤を０．１〜１５重量部、好ましくは０．３〜１０重量部、より好ましくは１〜８重量部の割合で用いることができる。更に、樹脂成分としてエポキシ樹脂を用いる場合は、吐出口形成材料（樹脂組成物）１００重量部中に、エポキシ樹脂を５０〜９９重量部、好ましくは６０〜９８重量部の範囲で用いることができる。
【００１９】
しかし、紫外線を被覆樹脂層の吐出口領域以外の領域に照射し、パターン形成を行なう際、吐出口部分は照射されない領域であるにもかかわらず、流路パターンとの境に、樹脂硬化物からなるスカム（現像残渣）がわずかに発生する場合があることが確認されている。そこで本発明では、被覆樹脂層とノズル流路パターンの界面で生じた反射光が減衰し、吐出口が形成されるべき領域内で被覆樹脂層が硬化しないように、紫外線吸収剤を含む被覆樹脂層を均質層として形成する。
【００２０】
この紫外線吸収剤は、紫外線を吸収して、被覆樹脂層と流路パターンの界面で生じた反射光（紫外線）を吸収して吐出口形成領域での樹脂組成物の硬化を防ぐために用いられるものであり、光カチオン重合開始剤のように紫外線を吸収してエポキシ樹脂を硬化させる機能はなく、また、パターン状の露光精度に影響する光散乱性を被覆層に生じさせないものである。
【００２１】
添加できる紫外線吸収剤の例としては、塩基性でないものが好ましく、更に、有機物（有機化合物）であることが好ましい。例えば、２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどを挙げることができ、必要に応じて１種を、あるいは２種以上の組み合わせで用いることができる。これ以外のものであっても、本発明の主旨を逸脱しないものであれば使用できる。
【００２２】
紫外線吸収剤の添加量は、硬化させる必要のある流路壁となる部分における紫外線照射による硬化物の形成を阻害せず、かつ、被覆樹脂層と流路パターンの界面で生じた反射光（紫外線）を吸収してスカムの発生を防止できる量とされ、必要であれば、紫外線照射条件を考慮して、設定することができる。この添加量は樹脂組成物の固形分全体を基準として、例えば、0.01重量％〜10重量％が好ましく、0.03重量％〜５重量％がより好ましい。これらの範囲から添加量を選択することで、硬化物の基板との良好な密着性や流路壁としての良好な耐インク性を確保しつつ、スカム発生防止効果を効率良く向上させることができる。
【００２３】
なお、上記の範囲の上限を超えた添加量とした場合、ヘッドの構造によっては、以下のような事項に対する考慮が必要となる。
（１）スカム発生の問題はなくなるが、基板に到達する紫外線が減衰しすぎて基板表面での硬化不良が生じ、吐出口形成材料層の現像処理を行った時に、基板から剥れる事がある。（２）紫外線吸収剤が硬化反応に寄与しない成分なので吐出口形成材料がその本来の性能から逸脱し、特に耐インク性が低下しインクの長期浸漬に基板面から剥れる場合がある。（３）吐出口断面形状にテーパーが付き寸法精度の管理が困難であったり、吐出口のインク流入口が大きくなりすぎる為、高密度に配列されたインクジェット記録ヘッドでは設計に制約を受ける場合がある。
【００２４】
ノズル形成部材に用いる樹脂組成物を主体として構成し得る固体状のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ９００以上のもの、含ブロモスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物、フェノールノボラックあるいは、クレゾールノボラックとエピクロヒドリンとの反応物、例えば特開昭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号公報等に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２５】
また、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。
【００２６】
上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、光酸発生剤が好ましく、例えば、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩［Ｊ． ＰＯＬＹＭＥＲ ＳＣＩ：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｎｏ．５６，３８３−３９５（１９７６）参照］や、旭電化工業株式会社より上市されている商品各ＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２等が挙げられる。
【００２７】
また、上述の光カチオン重合開始剤は、還元剤を併用し加熱することによって、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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、ノズル数の増加（高速印刷性）、非中性インクの使用（着色剤の耐水性の改良）等、より高い架橋密度（高Ｔｇ）が必要な場合は、上述の還元剤を、後述のように前記被覆樹脂層の現像工程後に溶液の形で用いて被覆樹脂層を浸積及び加熱する後工程によって、架橋密度を上げることができる。
【００３０】
さらに、上記組成物に対し、必要に応じて、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１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ができる。
【００３１】
なお、本発明において吐出口形成材料として用いられる樹脂組成物を用いて得られる被覆樹脂層は、均質層として形成される。この均質層はこれを構成する樹脂組成物の組成が層全体で、所望とする光透過性が得られる程度に均質となっているものである。例えば、粒子径の大きな無機顔料を層に分散させた際には、光散乱が生じて所望とする光透過性を得ることができなくなる。
【００３２】
次いで、上記化合物から成る感光性被覆樹脂層５に対して、図４の「インク吐出口のパターン露光図」に示すように、マスク６を介してパターン露光を行う。感光性被覆樹脂層５は、ネガ型であり、インク吐出口を形成する部分をマスクで遮蔽する（もちろん、電気的な接続を行う部分も遮蔽する。図示せず）。パターン露光は、使用する光カチオン重合開始剤の感光領域に合わせて紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光、電子線、Ｘ線等から適宜選択することができる。ここで、これまでの工程は、すべて従来のフォトリソグラフィー技術を用いて位置合わせが可能であり、オリフィスプレートを別途作成し基板と張り合せる方法に比べて、格段に精度を向上することができる。こうしてパターン露光された感光性被覆樹脂層５は、必要に応じて反応を促進するために、加熱処理を行ってもよい。ここで、前述の如く、感光性被覆樹脂層５は、常温で固体状のエポキシ樹脂で構成されているため、パターン露光で生ずカチオン重合開始種の拡散は制約を受け、優れたパターニング精度、形状を実現できる。
【００３３】
次いで、パターン露光された感光性被覆樹脂層５は、適当な溶剤を用いて現像され、図５に示すように、インク吐出口８を形成する。ここで、未露光の感光性被覆樹脂層の現像時に同時にインク流路を形成する溶解可能な樹脂パターン４を現像することも可能である。ただし、一般的に、基板１上には複数の同一または異なる形態の記録ヘッドが配置され、切断工程を経てインクジェット記録ヘッドとして使用されるため、切断時のごみ対策として、図５に示すように、感光性被覆樹脂層５のみを選択的に現像することにより、インク流路を形成する樹脂パターン４を残し（液室内に樹脂パターン４が残存するため切断時に発生するごみが入り込まない）、切断工程後に樹脂パターン４を現像することも可能である（図６流路パターン溶出後の図）。また、この際、感光性被覆樹脂層５を現像する時に発生するスカム（現像残渣）は、溶解可能な流路パターン４と共に溶出されるためほとんどノズル内には残渣が残らない。
【００３４】
なお、先に述べたように、基板１に設けてある開口部３は、このような開口部のない基板を用いて流路パターン４の溶出前にエッチングなどの方法を用いて形成可能である。このエッチングにウエットエッチングを用いる場合には、例えば特開２００４−２６２２４１号公報などに記載される異方性エッチングを用いた工程を利用することができる。例えば、ポリエーテルアミド膜などの耐エッチング膜を所定のパターンで基板裏面に形成し、吐出口形成材料層の表面について環化ゴムなどの保護材料の層で保護しておき、基板がシリコンウエハの場合はフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液をエッチング液として異方性エッチングを行うことで開口部３を作製することができる。
【００３５】
このようにして形成したインク流路及びインク吐出口を形成した基板１に対して、インク供給のための部材７及びエネルギー発生素子２を駆動するための電気的接合（図示せず）を行って、インクジェット記録ヘッドが形成される（図７インク供給部を配置した基板図）。図７の構成において、インクが収納されているインクタンク（不図示）よりインク通路（不図示）を通って、インクがインク供給口３に供給される。インクは基板１上の電気熱変換素子２上のインク流路を満たし、インク吐出口８でインクの表面張力によりメニスカスが形成される。インクがインク吐出口８より吐出する時は、不図示の電力供給線より電力が供給され電気熱変換素子２が発熱し、インク中の揮発成分が発泡して発生する圧力によりインクが吐出する。
【００３６】
本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造方法は、記録紙の全幅に亘り、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個組み合わせたカラー記録ヘッドにも有効である。
【実施例】
【００３７】
以上は、本発明を適用し得る基本的態様を主体に説明したが、つぎに本発明実施例について詳述する。
（実施例１）
まず、図１において、インク吐出のためのエネルギー発生素子としての電気熱変換素子２（材質ＨｆＢ２から成るヒータ）を形成したシリコン基板１上にブラストマスクを設置し、サンドブラスト加工によりインク供給のための貫通口３を形成した。次いで、この基板１上に、溶解可能な樹脂層４として、ポリメチルイソプロぺニルケトン（東京応化工業（株）社製商品名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基板１に転写した。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、上記のそれぞれを１２０℃にて２０分間プリベークした後、キヤノン（株）製マスクアライナーＰＬＡ５２０（商品名コールドミラーＣＭ２９０）にて、インク流路４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＝２／１、リンスはキシレンを用いた。この溶解可能な樹脂で形成されたパターン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る（図２）。なお、現像後のレジストの膜厚は１０μｍであった。次いで、下記樹脂組成物１をメチルイソブチルケトン／キシレン混合溶媒に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて感光性被覆樹脂層５を形成した（流路パターン４上における膜厚１０μｍ、図３）。ここでＫＥＭＩＳＯＲＢ  １１は紫外線吸収剤である。
【００３８】
（樹脂組成物１）
エポキシ樹脂：ＥＨＰＥ−３１５８（ダイセル化学（株）製）：１００重量部
シランカップリング剤：Ａ−１８７（日本ユニカー（株）製）：５重量部
光酸発生剤：ＳＰ−１７０（旭電化工業（株）製）：１．５重量部
紫外線吸収剤：ＫＥＭＩＳＯＲＢ  １１（ケミプロ化成(株)製）：０．３重量部
次いで、前記マスクアライナーＰＬＡ５２０（ＣＭ２５０）にて、インク吐出口８形成のためのパターン露光を行った（図４）。なお、露光は１５秒、アフターベークは６０℃、３０分間行った。次いで、メチルイソブチルケトンで現像を行い、インク吐出口を形成した。なお、本実施例ではφ10μｍの吐出口パターンを形成した。次に、溶解可能な樹脂層４（ポリメチルイソプロぺニルケトン）の除去性を高める為、再び前記ＰＬＡ５２０（ＣＭ２９０）にて２分間露光した後、乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸積し、残存しているインク流路パターン４を溶出した（図６）。次いで、インクジェット記録ヘッドを、１８０℃、１時間加熱し感光性被覆材料層５を完全に硬化させた。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７を接着して、本発明実施例のインクジェット記録ヘッドを完成させた。
【００３９】
（実施例２）
被覆樹脂層に以下の樹脂組成物２を用いた以外は実施例１と同様にインクジェット記録ヘッドを作成した。（流路パターン４上における膜厚は１０μｍ、図３）。
ここでＫＥＭＩＳＯＲＢ  １２は紫外線吸収剤である。
（樹脂組成物２）
ＥＨＰＥ−３１５８（ダイセル化学（株）製）：１００重量部
Ａ−１８７（日本ユニカー（株）製）：５重量部
ＳＰ−１７０（旭電化工業（株）製）：１．５重量部
ＫＥＭＩＳＯＲＢ  １２（ケミプロ化成(株)製）：０．５重量部
（比較例１）
比較例１として、被覆樹脂層として以下の樹脂組成物を用いた以外実施例１と同様にインクジェット記録ヘッドを作成した。この樹脂組成物には紫外線吸収剤を含まないものを用いた。
（比較例・樹脂組成物）
ＥＨＰＥ−３１５８（ダイセル化学（株）製）：１００重量部
Ａ−１８７（日本ユニカー（株）製）：５重量部
ＳＰ−１７０（旭電化工業（株）製）：１．５重量部
このようにして作成した実施例１及び２、比較例１のインクジェット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／酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用いて記録を行なったところ、本実施例ではいずれも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。しかし、前記比較従来例では、印字の乱れが認められた。それぞれのヘッドを分解して観察すると、従来例では、インク吐出口入り口のインク流路の一部に数ｎｍ程度のスカムが観察された。本実施例のヘッドではスカムの発生は認められなかった。
【００４０】
以上、述べたように、本発明実施例によれば、エネルギー発生素子２と、少なくとも流路となる部分を専有する固体層５と、設けられた基板１上に紫外線硬化型のノズル形成部材５を被覆し、露光現像により吐出口８を形成し、固体層５を除去することによりインク流路を形成する工程を包含するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、吐出口形成材料に紫外線吸収剤を均一に添加することでインク流路の一部に発生するスカムを極小さいレベル、もしくは全く無いレベルまで抑える事が出来る。そのため、微小インク滴を吐出するインクジェト記録ヘッドにおいても吐出の乱れが問題となることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】インクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための基板の模式的斜視図である。
【図３】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図４】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図５】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図６】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図７】インクジェット記録ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    基板
２    電気熱変換素子（インク吐出用のエネルギー発生素子）
３    インク供給口
４    インク流路パターン
５    感光性被覆樹脂層
６    ネガ型マスク
７    インク供給部材
８    インク吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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