(57)【要約】【課題】耐ブレード性に優れた吐出口を有する液体吐出ヘッドを高精度で製造できる方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与し、前記吐出口形成部材となる第一の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与し、前記表面層となる第二の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層を一括でパターン露光する工程と、露光後の前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層に対して一括で現像処理を行う工程と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法。【選択図】図３
2015189111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、
前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、
を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与し、前記吐出口形成部材となる第一の樹脂層を形成する工程と、
前記第一の樹脂層上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与し、前記表面層となる第二の樹脂層を形成する工程と、
前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層を一括でパターン露光する工程と、
露光後の前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層に対して一括で現像処理を行う工程と、
を含む液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記凹部の前記開口部の幅が、前記吐出口の幅に対して１．３〜２．０倍である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａ及び前記ネガ型感光性樹脂組成物Ｂが、カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物である請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａ及び前記ネガ型感光性樹脂組成物Ｂが、エポキシ基を２個以上有するカチオン重合性樹脂と、光酸発生剤とを含む請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第二の樹脂層を形成する工程の後であって、前記パターン露光を行う工程の前に、
前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａに含まれるネガ型感光性樹脂Ａの軟化点以上の温度で熱処理を行い、前記第一の樹脂層と前記第二の樹脂層との界面を相溶させる工程を含む請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記表面層が撥水剤を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記撥水剤がフッ素を有する化合物を含む請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、
前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口形成部材および前記表面層が、ネガ型感光性樹脂の硬化物を含む液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する液体吐出ヘッドとしては、インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドが挙げられる。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装置による記録媒体への記録は、インクジェット記録ヘッドと記録媒体とが接近した状態で行われるため、吐出されたインクが跳ね返ってインクジェット記録ヘッドの吐出口面に付着する場合がある。また、インクが吐出口に残留して高粘度となったり、記録媒体の繊維質やほこりなどが吐出口面に付着したりした場合、吐出口の目詰まりが発生する場合がある。この場合インクの吐出圧力が小さくなるため、インクが吐出口面に付着する。このようにインクが吐出口面に付着すると、記録媒体に該インクが転写されて記録品質が低下する。このため、インクジェット記録ヘッドの吐出口面に対してブレードによるワイピングが行われている。
【０００３】
インクジェット記録ヘッドに対するブレードによるワイピングの回数が増加すると、吐出口面の摩耗が生じる。特に、インクのメニスカスが形成される吐出口の端部が劣化し、吐出口の形状が変化した場合、安定したインクの吐出が困難になる。特許文献１では、吐出口を有する基板面に吐出口に対応した孔を有する金属板を接着させ、基板面を周囲部に対して段差をもって低位置とすることによって、吐出口の保護性の向上を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の吐出口面と金属板との貼り合わせにより段差形状を形成する方法では、吐出口と金属板の孔とが同心となるように位置合わせをする必要があり、該方法は精度において課題を有する。
【０００６】
本発明は、耐ブレード性に優れた吐出口を有する液体吐出ヘッドを高精度で製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板と、前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与し、前記吐出口形成部材となる第一の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与し、前記表面層となる第二の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層を一括でパターン露光する工程と、露光後の前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層に対して一括で現像処理を行う工程と、を含む。
【０００８】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記吐出口形成部材および前記表面層が、ネガ型感光性樹脂の硬化物を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る方法によれば、耐ブレード性に優れた吐出口を有する液体吐出ヘッドを高精度で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。
【図２】本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの液滴の吐出状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの吐出口の形状の例を示す上面図である。
【図６】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。
【図７】液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。
【図８】液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［液体吐出ヘッドの製造方法］
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板と、前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与し、前記吐出口形成部材となる第一の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与し、前記表面層となる第二の樹脂層を形成する工程と、前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層を一括でパターン露光する工程と、露光後の前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層に対して一括で現像処理を行う工程と、を含む。
【００１２】
本発明に係る方法では、吐出口形成部材の原料であるネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度の高いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを、凹部を有する表面層の原料として用いる。これにより、第一の樹脂層および前記第二の樹脂層を一括でパターン露光した際に、第一の樹脂層に形成される吐出口のパターンよりも幅の大きな開口を有する凹部のパターンを、第二の樹脂層に容易に、かつ精度よく形成することができる。したがって、本発明に係る方法によれば、耐ブレード性に優れる吐出口を有する液体吐出ヘッドを高精度に、かつ簡便に製造することができる。以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドは、例えばインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッドとして用いることができる。
【００１３】
図１（Ａ）は、本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドを示す斜視図である。また、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面を示す断面図である。図１に示される液体吐出ヘッドは、インク等の液体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１が、所定のピッチで基板２上に配置されている。基板２には、液体を供給する供給口３が、エネルギー発生素子１の２つの列の間に設けられている。基板２上には、液体の流路５を形成する流路形成部材４が設けられている。また、流路形成部材４上には、液体を吐出する吐出口７を有する吐出口形成部材６が設けられている。なお、流路形成部材４と吐出口形成部材６とは一体であってもよく、この場合吐出口形成部材６は流路形成部材４を兼ねる。すなわち、この場合吐出口形成部材６は吐出口７と流路５を形成する。さらに、吐出口形成部材６上には、凹部１０を有する表面層９が設けられている。凹部１０の底部は吐出口７と連通している。また、凹部１０の外部と接する開口部の幅は、吐出口７の幅よりも大きい。なお、吐出口７の幅とは、凹部１０と接する吐出口７の開口部の幅を示す。
【００１４】
前記液体吐出ヘッドでは、供給口３から流路５を通って供給される液体に対し、エネルギー発生素子１によって発生する圧力を加える。これにより、図２（Ａ）に示されるように吐出口７の開口部にメニスカス１１が形成され、液体は図２（Ｂ）に示されるように液滴１２として吐出される。前記液体吐出ヘッドでは、表面層９の存在により吐出口７の開口部は周囲より低い位置に配置されている。このため、吐出口７の開口部の周辺は、ブレードよるワイピング、紙こすれ、紙ジャム等による機械的破壊の影響を直接受けにくく、吐出口７を保護することができる。
【００１５】
図２（Ａ）における凹部１０の外部と接する開口部の幅ｄ１は、吐出口７の幅ｄ２の１．３〜２．０倍が好ましい。ｄ１／ｄ２が１．３以上であることにより、ブレードが凹部１０の内部まで侵入し、十分に異物が除去される。また、ｄ１／ｄ２が２．０以下であることにより、ブレードが吐出口７の開口部の周辺に強い力で直接当たらず、吐出口７の劣化を防ぐことができる。ｄ１／ｄ２は１．４以上、１．９以下がより好ましく、１．５以上、１．８以下がさらに好ましい。また、凹部１０の深さ（以下、ｄ３とも示す）、すなわち表面層９の厚さは、耐ブレード性を向上させる観点から、ｄ１の０．１倍以上、１．３倍以下が好ましく、０．５倍以上、１．３倍以下がより好ましく、０．８倍以上、１．３倍以下がさらに好ましい。
【００１６】
なお、凹部１０および吐出口７の形状が円形である場合には、ｄ１は凹部１０の外部と接する開口部の直径を示し、ｄ２は吐出口７の直径を示す。また、凹部１０および吐出口７の形状が円形でない場合には、ｄ１は凹部１０の外部と接する開口部の最大幅を示し、ｄ２は吐出口７の最大幅を示す。
【００１７】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す、図１（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面の一部を示す断面図である。
【００１８】
まず、基板（不図示）上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与し、吐出口形成部材となる第一の樹脂層１３を形成する。第一の樹脂層１３の硬化物は、機械的強度、インク等の液体に対する耐性、下地との密着性を有することが要求される。さらにフォトリソグラフィー材料としての解像性を考慮する必要がある。これらの特性を満足する材料として、ネガ型感光性樹脂組成物Ａとしてはカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物が好ましい。該エポキシ樹脂組成物としては、ビスフェノール型のエポキシ樹脂、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂、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のエポキシ樹脂を含む光カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物が好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００１９】
また、ネガ型感光性樹脂組成物Ａは、エポキシ基を２個以上有するカチオン重合性樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤とを含むことが好ましい。エポキシ基を２個以上有するカチオン重合性樹脂を用いることで、硬化時に３次元架橋することができ、第一の樹脂層１３の硬化物は前記特性を満足することができる。エポキシ基を２個以上有するカチオン重合性樹脂としては、市販品では、「セロキサイド２０２１」、「ＧＴ−３００シリーズ」、「ＧＴ−４００シリーズ」、「ＥＨＰＥ３１５０」（以上商品名、（株）ダイセル製）、「１５７Ｓ７０」（商品名、三菱化学（株）製）、「エピクロンＮ−８６５」（商品名、ＤＩＣ（株）製）等が挙げられる。光酸発生剤としては、スルホン酸化合物、ジアゾメタン化合物、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジスルホン系化合物等が挙げられる。光酸発生剤としては、市販品では、「アデカオプトマーＳＰ−１７０」、「アデカオプトマーＳＰ−１７２」、「ＳＰ−１５０」（以上商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製）、「ＢＢＩ−１０３」、「ＢＢＩ−１０２」（以上商品名、みどり化学（株）製）、「ＩＢＰＦ」、「ＩＢＣＦ」、「ＴＳ−０１」、「ＴＳ−９１」（以上商品名、（株）三和ケミカル製）等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。光酸発生剤の含有量は、露光条件にもよるが、カチオン重合性樹脂を１００質量部とする場合、例えば０．５〜４．０質量部とすることができる。
【００２０】
さらに、ネガ型感光性樹脂組成物Ａは、フォトリソグラフィー性能や密着性能等の向上を目的として、アミン類などの塩基性物質、アントラセン誘導体などの光増感物質、シランカップリング剤などを含むことができる。また、ネガ型感光性樹脂組成物Ａは、付与性向上のため、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコール−１−メチルエーテルアセテート）、エタノール等の溶剤を含んでもよい。また、ネガ型感光性樹脂組成物Ａとして、ネガ型レジストとして市販されている、「ＳＵ−８シリーズ」、「ＫＭＰＲ−１０００」（以上商品名、化薬マイクロケム（株）製）、「ＴＭＭＲ  Ｓ２０００」、「ＴＭＭＦ  Ｓ２０００」（以上商品名、東京応化工業（株）製）等も用いることができる。
【００２１】
基板上にネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与する方法としては、特に限定されず、例えばスピンコート法、スリットコート法等により行うことができる。なお、本発明に係る方法において、ネガ型感光性樹脂組成物Ａの付与は、基板面に対して直接行ってもよく、基板上に設けられた流路形成部材となる層上に行ってもよい。
【００２２】
次に、第一の樹脂層１３上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与し、表面層となる第二の樹脂層１４を形成する（図３（Ａ））。第二の樹脂層１４の硬化物は、第一の樹脂層１３の硬化物と同様の特性が求められるため、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂとしては、ネガ型感光性樹脂組成物Ａと同様の材料を用いることができる。なお、ネガ型感光性樹脂組成物Ａに含まれるネガ型感光性樹脂Ａと、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂに含まれるネガ型感光性樹脂Ｂとは同じであってもよく、異なっていてもよい。また、ネガ型感光性樹脂組成物Ａに含まれる光酸発生剤と、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂに含まれる光酸発生剤とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２３】
また、本発明では、後述するように、第二の樹脂層１４を第一の樹脂層１３と一括にてパターン露光および現像した際に、ｄ１がｄ２よりも大きくなるようにするために、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂはネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも低感度である必要がある。ネガ型感光性樹脂組成物の感度は、ネガ型感光性樹脂組成物に含まれる光酸発生剤の種類および量を適宜選択することにより調整することができる。例えば、ネガ型感光性樹脂組成物ＡおよびＢに含まれる光酸発生剤の種類が同じ場合、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂに含まれる該光酸発生剤の量をネガ型感光性樹脂組成物Ａに含まれる該光酸発生剤の量よりも少なくすることで、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂをネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも低感度にすることができる。また、この場合該光酸発生剤の量を適宜選択することにより、ｄ１／ｄ２を調整することができる。なお、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂがネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いことは、各組成物を同条件下にてパターン露光および現像した際の抜きパターンの面積で確認する。即ち、本発明では、現像によって抜きパターンを作成した場合、抜きパターンの面積は、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂにおけるものの方が、ネガ型感光性樹脂組成物Ａにおけるものよりも大きい。
【００２４】
さらに、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂは撥水剤を含むことが好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物Ｂ、すなわち表面層が撥水剤を含むことにより、凹部１０の壁面および表面層の表面を撥水処理することができ、撥水性が向上する。撥水剤は、フッ素を有する化合物を含むことが好ましい。例えば、撥水剤としては、カチオン重合性を有するパーフルオロアルキル組成物、カチオン重合性を有するパーフルオロポリエーテル組成物が挙げられる。具体的には、撥水剤としては、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とを含む縮合物が挙げられる。
【００２５】
ネガ型感光性樹脂組成物Ｂを付与する方法としては、ネガ型感光性樹脂組成物Ａを付与する方法と同様の方法を用いることができる。第二の樹脂層１４の厚さは、例えば０．１μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。
【００２６】
次に、凹部のパターンを有するマスク１５を介して、第一の樹脂層１３および第二の樹脂層１４を一括でパターン露光する（図３（Ｂ））。その後、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を行うことで露光部を硬化させる。マスク１５としては、例えば露光波長の光を透過するガラスや石英などの材質からなる基板に、凹部や吐出口のパターンに合わせてクロム膜などの遮光膜が形成されたものを用いることができる。露光装置としては、ｉ線露光ステッパー、ＫｒＦステッパーなどの単一波長の光源や、マスクアライナーＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名、キヤノン（株）製）などの、水銀ランプのブロード波長を光源に有する投影露光装置を用いることができる。露光量は、ネガ型感光性樹脂組成物の感度にもよるが、例えば５００〜６０００Ｊ／ｍ２とすることができる。
【００２７】
マスク１５のパターンのサイズを図３（Ｂ）に示すように凹部１０の開口部の幅に合わせた場合、第二の樹脂層１４を構成するネガ型感光性樹脂組成物Ｂのパターン変換比をマスク１５のパターンに対して１：１とする。第一の樹脂層１３を構成するネガ型感光性樹脂組成物Ａはネガ型感光性樹脂組成物Ｂよりも感度が高いため、一括で露光を行うと、吐出口７の幅はマスク１５のパターンと同サイズにてパターニングされた凹部１０の開口部の幅よりも小さくなる。これにより、段差が形成される。一方、マスク１５のパターンのサイズを図４に示すように吐出口７の幅に合わせた場合、ネガ型感光性樹脂組成物Ｂのパターン変換比をマスク１５のパターンに対して１：１とする。ネガ型感光性樹脂組成物Ｂはネガ型感光性樹脂組成物Ａよりも感度が低いため、一括で露光を行うと、凹部１０の開口部の幅はマスク１５のパターンと同サイズにてパターニングされた吐出口７の幅よりも大きくなり、段差が形成される。
【００２８】
また、マスク１５のパターンにより決定される吐出口７の形状は、円形である必要はなく、吐出特性などを考慮して適宜選択することができる。吐出口７の形状としては、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示される形状が挙げられる。特に、図５（ｃ）に示される内部に突起部１６が設けられた吐出口７を用いることで、突起部１６間に液体が保持され、液滴吐出時に液滴が複数（主滴とサテライト）の液滴に分割されることを大幅に抑制でき、高画質な印字を実現することができる。
【００２９】
さらに、凹部１０の壁面は、必ずしも基板に対して垂直である必要はなく、図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していてもよい。ネガ型感光性樹脂組成物Ｂが撥水剤を含む場合、凹部１０の壁面が基板に対して垂直である場合には、図３（Ｃ）に示される凹部１０の底面は撥水性を有さない。一方、凹部１０の壁面が傾斜を有する場合には、図６（Ｃ）に示されるように凹部１０は底面を有さず、傾斜を有する凹部１０の壁面１８は全面において撥水性を有するため、吐出口７周辺の撥水性が向上する。凹部１０の壁面が傾斜を有するようにする方法としては、第二の樹脂層１４を形成する工程の後であって、パターン露光を行う工程の前に、ネガ型感光性樹脂組成物Ａに含まれるネガ型感光性樹脂Ａの軟化点以上の温度で熱処理を行い、第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面を相溶させる方法が挙げられる。該方法によれば、高感度な第一の樹脂層１３から低感度な第二の樹脂層１４へと感度の勾配を容易に発生させることができ、図６（Ｂ）に示されるように、凹部１０の壁面は傾斜を有するようになる。なお、ネガ型感光性樹脂の軟化点はＴＭＡ／ＳＳ−６０００（商品名、セイコーインスツルメンツ（株）製）により測定した値である。熱処理温度は、ネガ型感光性樹脂Ａの軟化点に対して０℃以上、２０℃以下の範囲内が好ましい。
【００３０】
次に、第一の樹脂層１３および第二の樹脂層１４に対して一括で現像処理を行う（図３（Ｃ））。現像処理には有機溶媒等を用いることができる。これにより、第一の樹脂層１３および第二の樹脂層１４の未硬化部が除去され、吐出口形成部材６、表面層９、吐出口７、および凹部１０が形成される。
【００３１】
なお、液体の流路の形成、液体の供給口の形成、エネルギー発生素子を駆動するための電気接続、液体供給のためのチップタンク等の部材の接合等は、公知の方法により行うことができる。以上により、本実施形態に係る液体吐出ヘッドが完成する。
【００３２】
［液体吐出ヘッド］
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、前記基板上に設けられ、液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、前記吐出口形成部材上に設けられ、底部が前記吐出口と連通し、外部と接する開口部の幅が前記吐出口の幅よりも大きい凹部を有する表面層と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記吐出口形成部材および前記表面層が、ネガ型感光性樹脂の硬化物を含む。該液体吐出ヘッドは、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法により製造することができる。該液体吐出ヘッドは吐出口形成部材および表面層がネガ型感光性樹脂の硬化物を含むため、吐出口形成部材と表面層との密着性が高く、耐久性が高い。
【実施例】
【００３３】
以下に本発明の実施例を示し、さらに本発明を詳細に説明する。液体吐出ヘッドの評価は以下の方法により行った。
【００３４】
［液体吐出ヘッドの評価］
作製した液体吐出ヘッドに対してブレードによるワイピングを０回、１００００回、３００００回行った際の印字品位をそれぞれ確認した。印字のパターンとしては、各吐出口におけるインクの吐出、不吐出、ヨレなどを確認できるパターンを利用した。評価の基準は以下の通りである。
○：印字ヨレが認識できない。
△：印字ヨレが認識されるが、許容できる。
×：印字ヨレが認識される。
【００３５】
［実施例１］
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示される工程により、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材周辺を作製した。基板上に、表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した。第一の樹脂層１３上に、表２に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物をスリットコート法で塗布し、厚さが０．５μｍの第二の樹脂層１４を形成した。その後、４０℃で５分間熱処理を行った（図３（Ａ））。
【００３６】
【表１】
2015189111.tif 000003
【００３７】
【表２】
2015189111.tif 000004
【００３８】
次に、凹部のパターンを有するマスク１５を介して、第一の樹脂層１３および第二の樹脂層１４を一括でパターン露光した（図３（Ｂ））。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン（株）製）を用いた。露光量は１３００Ｊ／ｍ２であった。その後、ＰＥＢを行うことで露光部を硬化させた。
【００３９】
次に、ＰＧＭＥＡを用いて第一の樹脂層１３および第二の樹脂層１４の未硬化部を溶解除去し、吐出口形成部材６、表面層９、吐出口７、および凹部１０を形成した（図３（Ｃ））。この時、ｄ１／ｄ２＝１．３であった。また、ｄ３／ｄ１＝１．２であった。
【００４０】
なお、液体の流路の形成、液体の供給口の形成、エネルギー発生素子を駆動するための電気接続、液体供給のためのチップタンク等の部材の接合等は、通常の方法により行った。これにより、液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドの評価結果を表８に示す。
【００４１】
［実施例２］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表３に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝１．５であった。
【００４２】
【表３】
2015189111.tif 000005
【００４３】
［実施例３］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表４に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝２．０であった。
【００４４】
【表４】
2015189111.tif 000006
【００４５】
［実施例４］
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示される工程により、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材周辺を作製した。基板上に、表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した。第一の樹脂層１３上に、表２に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物をスリットコート法で塗布し、厚さが０．５μｍの第二の樹脂層１４を形成した。その後、７０℃で３分間熱処理を行った（図６（Ａ））。ここで、１５７Ｓ７０とＥＰＨＥ−３１５０の軟化点はいずれも７０℃であり、該熱処理の温度と一致していたため、第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶した。
【００４６】
その後、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。本実施例では第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７を相溶させたため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。なお、ｄ１／ｄ２＝１．３であった。
【００４７】
［実施例５］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表３に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例４と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝１．５であった。
【００４８】
［実施例６］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表４に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例４と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝２．０であった。
【００４９】
［実施例７］
表２に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表５に示される組成の撥水剤を含むカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第二の樹脂層１４を形成した以外は、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、撥水剤としては、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、２−パーフルオロデシルエチルトリエトキシシラン、水およびエタノールを用いて加水分解性縮合生成物を生成し、これをエタノールで不揮発物含有量を３０質量％に希釈した組成物を用いた。また、ｄ１／ｄ２＝１．３であった。
【００５０】
【表５】
2015189111.tif 000007
【００５１】
［実施例８］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表３に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例７と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝１．５であった。
【００５２】
［実施例９］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表４に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例７と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝２．０であった。
【００５３】
［実施例１０］
表２に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表５に示される組成の撥水剤を含むカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第二の樹脂層１４を形成した以外は、実施例４と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝１．３であった。
【００５４】
［実施例１１］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表３に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１０と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝１．５であった。
【００５５】
［実施例１２］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表４に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１０と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝２．０であった。
【００５６】
［実施例１３］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表６に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝２．１であった。
【００５７】
【表６】
2015189111.tif 000008
【００５８】
［実施例１４］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表６に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例７と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝２．１であった。
【００５９】
［実施例１５］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表６に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例４と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝２．１であった。
【００６０】
［実施例１６］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表６に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１０と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝２．１であった。
【００６１】
［実施例１７］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表７に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝１．２であった。
【００６２】
【表７】
2015189111.tif 000009
【００６３】
［実施例１８］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表７に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例７と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、ｄ１／ｄ２＝１．２であった。
【００６４】
［実施例１９］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表７に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例４と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝１．２であった。
【００６５】
［実施例２０］
表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物の代わりに、表７に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した以外は、実施例１０と同様の工程により液体吐出ヘッドを作製し、評価した。評価結果を表８に示す。なお、熱処理において第一の樹脂層１３と第二の樹脂層１４との界面１７は相溶したため、凹部１０の壁面１８は図６（Ｃ）に示されるように傾斜を有していた。また、ｄ１／ｄ２＝１．２であった。
【００６６】
［比較例１］
図７（Ａ）〜（Ｃ）に示される工程により、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材周辺を作製した。基板上に、表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した。（図７（Ａ））。
【００６７】
次に、マスク１５を介して第一の樹脂層１３をパターン露光した（図７（Ｂ））。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン（株）製）を用いた。露光量は１３００Ｊ／ｍ２であった。その後、ＰＥＢを行うことで露光部を硬化させた。
【００６８】
次に、ＰＧＭＥＡを用いて第一の樹脂層１３の未硬化部を溶解除去し、吐出口形成部材６および吐出口７を形成した（図７（Ｃ））。
【００６９】
なお、液体の流路の形成、液体の供給口の形成、エネルギー発生素子を駆動するための電気接続、液体供給のためのチップタンク等の部材の接合等は、通常の方法により行った。これにより、液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドの評価結果を表８に示す。
【００７０】
［比較例２］
図８（Ａ）〜（Ｃ）に示される工程により、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材周辺を作製した。基板上に、表１に示される組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を付与し、第一の樹脂層１３を形成した。その後、撥水剤としてグリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、２−パーフルオロデシルエチルトリエトキシシラン、水およびエタノールを用いて加水分解性縮合生成物を生成し、エタノールで不揮発物の含有量を３０質量％に希釈した組成物を用い、第一の樹脂層１３の表面を撥水処理し、撥水層２１を形成した（図８（Ａ））。
【００７１】
次に、マスク１５を介して第一の樹脂層１３をパターン露光した（図８（Ｂ））。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン（株）製）を用いた。露光量は１３００Ｊ／ｍ２であった。その後、ＰＥＢを行うことで露光部を硬化させた。
【００７２】
次に、ＰＧＭＥＡを用いて第一の樹脂層１３の未硬化部を溶解除去し、吐出口形成部材６、吐出口７、および撥水処理層２２を形成した（図８（Ｃ））。
【００７３】
なお、液体の流路の形成、液体の供給口の形成、エネルギー発生素子を駆動するための電気接続、液体供給のためのチップタンク等の部材の接合等は、通常の方法により行った。これにより、液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドの評価結果を表８に示す。
【００７４】
撥水剤を用いなかった実施例１から６、１３、１５、１７、１９と比較例１とを比較すると、比較例１ではワイピングを１００００回行うと、印字品位の低下が確認された。また、撥水剤を用いた実施例７から１２、１４、１６、１８、２０と比較例２とを比較すると、比較例２ではワイピングを１００００回行うと、印字品位がやや低下することが確認された。これらは、ワイピング回数の増加に伴い吐出口の開口部周辺が摩耗し劣化したため、インク滴の吐出が不安定になったためと考えられる。一方、本実施例の液体吐出ヘッドでは、本比較例と比較して印字品位の低下が抑制された。また、本実施例では高精度で液体吐出ヘッドを製造することができた。
【００７５】
【表８】
2015189111.tif 000010
【符号の説明】
【００７６】
１    エネルギー発生素子
２    基板
３    供給口
４    流路形成部材
５    流路
６    吐出口形成部材
７    吐出口
９    表面層
１０  凹部
１１  メニスカス
１２  液滴
１３  第一の樹脂層
１４  第二の樹脂層
１５  マスク
１６  突起部
１７  界面
１８  壁面
２１  撥水層
２２  撥水処理層
【図１】
2015189111.tif 000011
【図２】
2015189111.tif 000012
【図３】
2015189111.tif 000013
【図４】
2015189111.tif 000014
【図５】
2015189111.tif 000015
【図６】
2015189111.tif 000016
【図７】
2015189111.tif 000017
【図８】
2015189111.tif 000018