(57)【要約】【課題】  吐出安定性、形状安定性、耐アルカリ性に優れた液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  液体吐出エネルギー発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、活性エネルギー線の照射により選択的に硬化させることが可能な被覆樹脂層を前記溶解可能な樹脂層上に形成する工程と、被覆樹脂層に液体吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を除去する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂が少なくとも、（１）１分子中に少なくとも２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と（２）光塩基発生剤と（３）塩基の作用により分解して塩基を発生する塩基増殖剤とを含む樹脂組成物であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。【選択図】  図４
2006341442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出エネルギー発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、活性エネルギー線の照射により選択的に硬化させることが可能な被覆樹脂層を前記溶解可能な樹脂層上に形成する工程と、被覆樹脂層に液体吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を除去する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂が少なくとも、
（１）１分子中に少なくとも２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と
（２）光塩基発生剤と
（３）塩基の作用により分解して塩基を発生する塩基増殖剤と
を含む樹脂組成物であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂が、常温で固体である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記塩基増殖剤が、下記一般式（１）
【化１】
2006341442.tif 000005
（式中、Ｒ１及びＲ２は水素、置換基または電子吸引性基を示し、かつ少なくともその一方は電子吸引性基を示す。またＲ３、Ｒ４は水素または置換基を示しＡはアミノ基を示す）
で表される請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法により製造された液体吐出ヘッドであって、吐出される液体が、アルカリ性のものである液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドに係り、特に光や熱を用いて現像等を行うことにより、液流路および液体吐出口を形成する液体吐出ヘッドの製造方法、該製造方法によって製造された液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドを用いる例としては、液体を吐出口から小滴として吐出させ、紙に代表される被記録媒体に付着させ画像記録を行うインクジェット記録方式が挙げられる。インクジェット記録方式においては、記録特性をより高度なものにするため、より小さい吐出量、より高い駆動周波数、より多いノズル数といった液体吐出ヘッドの性能向上に対する技術開発が求められている。
【０００３】
より小液滴を吐出することが可能で、多ノズル化された液体吐出ヘッドの製造方法としては、特許文献１に記載の方法が提案されている。この方法は、インク吐出エネルギー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パターンを形成し、該パターンを被覆するように基板上に感光性を有する被覆樹脂層を設け、この被覆樹脂層にインク吐出口を形成した後、溶解可能な樹脂パターンを溶解除去してインク流路を形成することからなる液体吐出ヘッドの製造方法である。この製造方法によると、フォトリソグラフィー技術を用いて精密な液流路構造を得ることが可能である。
【０００４】
前記の製造方法においては、被覆樹脂層を形成する材料は、構造材料としての高い機械的強度、基板との密着性、及び吐出口の微細なパターンを形成するための解像性が要求される。これらの要求特性を満たす材料としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有している光カチオン重合性のエポキシ樹脂を挙げることができる。
【特許文献１】特開平０６−２８６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光カチオン重合は、光酸発生剤を用いることで光酸発生剤から発生する酸が硬化後も被覆樹脂中に残存するため、被覆樹脂自身や、被覆樹脂に被着する前記基板、液流路パターン形成に用いる溶解可能な樹脂などの変性や腐食が問題となる場合があった。特に、樹脂への添加剤として塩基性の化合物を用いることが好ましくない場合があった。
【０００６】
また、光酸発生剤から発生する酸が環境に存在する微量な塩基性物質によって中和されるため、樹脂表面の硬化が阻害され、形成されるインク流路壁の形状が損なわれ、安定した吐出が得られない場合があった。
【０００７】
一方、画像記録の高度な要求にも伴って、インクに対して要求される特性も高度なものとなりつつある。これらのインクは、色材の溶解安定性のためにｐＨが７〜１１の塩基性に調節されることが多い。そのため、インク流路壁には耐インク性が求められる。しかし、前記被覆樹脂を光カチオン重合によって硬化する場合、硬化後にも樹脂中に酸が残存しており、これらアルカリ性の液体によって変質してしまう場合があり、インク流路壁としての性能が損なわれる虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の点を鑑み成されたものであって、液流路壁を形成する樹脂層中に酸が残存せず、変性、基板への腐食を抑え、形状安定性、耐アルカリ性に優れた液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、液体吐出エネルギー発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、活性エネルギー線の照射により選択的に硬化させることが可能な被覆樹脂層を前記溶解可能な樹脂層上に形成する工程と、被覆樹脂層に液体吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を除去する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂が少なくとも、
（１）１分子中に少なくとも２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と
（２）光塩基発生剤と
（３）塩基の作用により分解して塩基を発生する塩基増殖剤と
を含む樹脂組成物であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液流路壁を形成する被覆樹脂層中に酸が残存していないため、基板等への影響が少なく、形状安定性、経時安定性、耐アルカリ性に優れた液流路壁を形成することができる。そのため、長期にわたって信頼性の高い液体吐出ヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
まず、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法において、液流路壁を形成するために用いられる材料について説明する。
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂は、
（１）１分子中に少なくとも２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、
（２）光塩基発生剤と、
（３）塩基の作用により分解して塩基を発生する塩基増殖剤と、
を少なくとも有している。
【００１４】
本発明の前記被覆樹脂において、（１）１分子中に少なくとも２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡとエピクロル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、含ブロモビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応物、フェノールノボラックあるいはｏ―クレゾールノボラックとエピクロルヒドリンとの反応物、特開昭６０−１６１９７３号明細書、特開昭６３−２２１１２１号明細書、特開平２−１４０２１９号明細書に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有す多官能エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。また、常温で固体状のエポキシ樹脂を用いると、光照射により発生した重合活性種のエポキシ樹脂中への拡散が抑えられ、優れたパターニング精度や形状を得ることができるため、好ましい。
【００１５】
また、前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以下のもの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、密着性、耐液体性に問題が生じるためである。
【００１６】
（２）本発明の液体吐出ヘッドの製造方法に適用可能な光塩基発生剤としては、光の照射によって塩基を発生させる物質であれば特に制限無く用いることができる。具体的には、特開昭５５−２２６６９記載のカルボン酸アンモニウム塩、特開平１１−７１４５０に記載のα−アミノアセトフェノン誘導体、みどり化学社製ＴＰＳ−ＯＨ、ＮＢＣ−１０１、ＡＮＣ−１０１や、Ｈ．Ｔａｉｃｈｉ，Ｍ．Ｔｕｎｏｏｋａ，Ｊ．Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１２（２），３１３（１９９９）やＴ．Ｎｉｓｈｉｎｏｂｕ，Ａ．Ｋａｍｅｙａｍａ，Ｙ．Ｔｏｙａ，Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｊ．２９（５），４５０（１９９７）に合成法が記載のＮ−（２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（３−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（４−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、ジエチルジチオカルバマート誘導体などが挙げられる。
【００１７】
（３）本発明の液体吐出ヘッドの製造方法に適用可能な塩基増殖剤としては、塩基の作用により分解して塩基性物質を発生させる物質であれば特に制限なく用いることが出来る。具体的には、特開２０００−３３０２７０や特開２００２−１２８７５０に記載の下記一般式（１）
【００１８】
【化１】
2006341442.tif 000003
（式中、Ｒ１及びＲ２は水素、置換基または電子吸引性基を示すが、少なくともその一方は電子吸引性基を示し、Ｒ３、Ｒ４は水素または置換基を示しＡはアミノ基を示す）
で表されるウレタン系化合物を挙げることができる。
【００１９】
（２）光塩基発生剤および（３）塩基増殖剤の添加量としては、前記エポキシ樹脂を硬化できる濃度であれば特に制限はない。具体的には、前記エポキシ樹脂に対してそれぞれ０．１〜２０重量部の範囲にあるのが好ましい。
【００２０】
さらに、前記被覆樹脂に対しては必要に応じて添加剤などを適宜添加することができる。例えば、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する、また基板との密着力の向上を目的としてシランカップリング剤などを添加することなどがあげられる。特に、硬化後の樹脂中に酸が残存しないため、従来は使用することが困難な場合があったアミド結合を有する化合物なども用いることができる。
【００２１】
以下、図面を参照にして、本発明を更に詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明を適用可能な液体吐出ヘッドについて説明する。
【００２３】
図７は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図である。
【００２４】
本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体吐出圧力発生素子（液体吐出エネルギー発生素子）２が所定のピッチで２列に並んで形成されたＳｉ基板１を有している。Ｓｉ基板１には、Ｓｉを異方性エッチングすることによって形成された液体供給口６が、液体吐出圧力発生素子２の２つの列の間に開口されている。Ｓｉ基板１上には、液流路壁形成部材８によって、各液体吐出圧力発生素子１の上方に開口する吐出口５と、液体供給口６から各液体吐出口５に連通する個別の液流路が形成されている。
【００２５】
この液体吐出ヘッドは、液体供給口６が形成された面が記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこの液体吐出ヘッドは、液体供給口６を介して液流路内に充填された液体に、液体吐出圧力発生素子２によって発生する圧力を加えることによって、液体吐出口５から液滴を吐出させ、これを記録媒体に付着させることによって記録を行う。
【００２６】
この液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。
【００２７】
次に、本発明の液体吐出ヘッドの製造工程を、図１〜６を用いて説明する。図１〜６の各図は、図７のＡ−Ａ’線における断面図を示している。
【００２８】
図１〜６は本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。まず図１は電気熱変換素子または圧電素子等の液体吐出エネルギー発生素子が形成された基板の図である。該基板としては、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等を用いることができる。また、一般にはこれら吐出エネルギー発生素子の耐用性向上を目的として、保護層等の各種機能層が設けられるが、もちろん本発明においてもこのような機能層を設けることは一向に差し支えない。
【００２９】
図２は、前記基板に対して溶解可能な樹脂で発泡室および液流路パターンを形成した図であり、発泡室および液流路パターンは好適にはポジ型レジスト、特に後工程で被覆樹脂を積層する際に型崩れが起きないように分子量の比較的高い光分解型のポジ型レジストが好ましい。
【００３０】
次いで図３に示すように液流路パターン上に、通常のスピンコート法、ロールコート法等で被覆樹脂層を形成する。ここで、被覆樹脂層を形成するための材料を溶剤に溶解して溶液を調製し、この溶液をスピンコート、ロールコート等で、液流路パターン上に形成する場合、溶解可能な樹脂によって形成される液流路パターンを溶解しないように溶剤を選択する必要がある。
【００３１】
被覆樹脂層を形成する材料としては、液体吐出口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という理由により、感光性材料が好ましい。また、構造材料としての高い機械的強度、基板との密着性、耐液体性などの特性と同時に液体吐出口の微細なパターンを形成するための解像性が要求される。本発明にかかるエポキシ樹脂組成物は、これらの要求を満たし、液体吐出ヘッドの流路壁形成用材料として極めて好適なものである。
【００３２】
また、該被覆樹脂層表面に撥液性の層をさらに積層してもよい。
【００３３】
次いで、図４に示すように、マスクを介してパターン露光を行う。パターン露光は、使用する光塩基発生剤の感光領域に合わせて紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光、電子線、Ｘ線などから適宜選択することができる。
【００３４】
次いで、図５に示すように現像を行い、液体吐出口を形成する。
【００３５】
次いで、図６に示すように発泡室および液流路パターンを形成している溶解可能な樹脂を溶出させ、裏面より異方性エッチングにより液体供給口を形成する。次いで被覆樹脂層を完全に硬化させるため加熱処理を行い、液体吐出ヘッドを完成させる。
【００３６】
（実施例）
図１〜６を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００３７】
まず、液体を吐出させるためのエネルギー発生素子２が形成されたシリコン基板上１を用意した（図１）。
【００３８】
次いで、この基板上に溶解可能な樹脂層３としてポジ型レジストであるポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業社製ＯＤＵＲ−１０１０）をスピンコート法により塗布した。次いで１２０℃にて６分間プリベークした後、ウシオ電機社製ＵＸ３０００にて液流路パターンの露光を行った。次いで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て行い、液流路パターンを形成した。現像後の液流路パターンの膜厚は１３μｍであった（図２）。
【００３９】
次いで表１に示す光カチオン重合性の樹脂をメチルイソブチルケトン／ジグライム混合溶媒に５５ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコート法を用いて溶解可能な樹脂層３で形成された発泡室および液流路パターン上に塗布し、９０℃にて４分間プリベークを行い、被覆樹脂層４を形成した（図３）。
【００４０】
【表１】
2006341442.tif 000004
【００４１】
次いでキヤノン製マスクアライナーＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒにより、液体吐出口マスクパターン７を用いて露光を行った。ここで結像位置は前記被覆樹脂層４の表面に設定した（図４）。
【００４２】
次に９０℃で４分間ベークし、現像はメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／３、リンスはキシレンで行い、液体吐出口５を形成した。現像後の被覆樹脂層４の基板からの膜厚は１８μｍであった（図５）。
【００４３】
次いで、基板裏面に液体供給口６を形成し、更に発泡室および液流路パターンを形成している溶解可能な樹脂層３を除去した後、被覆樹脂層を完全に硬化させるため加熱処理し、最後に液体供給口に液体供給部材（不図示）を接着して液体吐出ヘッドを完成させた。（図６）。
【００４４】
以上のように、本実施例の製造方法で製造した液体吐出ヘッドを記録装置に装着し、キヤノン製インクＢＣＩ−６Ｃ（ｐＨ＝約９）を用いて記録を行ったが、印字品位は良好であった。
【００４５】
また、完成した液体吐出ヘッドに対して上述のキヤノン製インクＢＣＩ−６Ｃでの６０℃、１週間の浸漬テストを行った。その結果、本実施例で得られたヘッドでは剥離等の変化は見られなかった。
【００４６】
その後同様に、このヘッドを記録装置に装着し、前記ＢＣＩ‐６Ｃを用いて記録を行ったが、印字品位は良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図２】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図３】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図４】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図５】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図６】本発明による液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図。
【図７】本発明の製造方法を用いて製造されたインクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板
２  液体吐出エネルギー発生素子
３  溶解可能な樹脂層
４  被覆樹脂層
５  液体吐出口
６  液体供給口
７  液体吐出口マスクパターン
８  液流路壁形成部材
【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】
2006341442.tif 000010
【図６】
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【図７】
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