(57)【要約】【課題】  インク流路形成時の露光でインク流路パターンが感光することにより発生する「インク流路内クラック」を抑制する事を目的としている。【解決手段】  インク流路形成材料を二層構造にし、下層には上層よりも多くの光酸発生触媒が入っている事を特徴としており、この光酸発生触媒が吸光することで、インク流路パターンの感光を抑えられる。また、紫外線吸収剤を添加した場合と比較して、硬化に必要な光を、紫外線吸収材に奪われる事が無く、基板界面との密着性も維持される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出圧力発生素子と、インク流路となる部分を占有するポジ型レジストから成る固体層とが設けられた基体上に、光酸発生触媒により硬化されるインク流路壁形成材料を被覆し、インク流路壁形成部材に吐出口を形成し、前記固体層を除去する事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において、前記インク流路壁形成部材が二層構造で、下層には上層よりも多くの光酸発生触媒が含まれている事を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記インク流路壁形成部材が、上層、下層とも同一樹脂である事を特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記インク流路壁形成部材が、下層は上層よりも低応力樹脂である事を特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記固体層が、アクリル系ポジレジストである事を特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記固体層が、ポリメチルイソプロペニルケトンである事を特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記光酸発生触媒がスルホニウム塩系光重合開始材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記録ヘッド。
【請求項７】
インク吐出圧力発生素子が形成された基板上に（１）溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、（２）前記溶解可能な樹脂層にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、（３）インク吐出圧力発生素子上方にインク吐出口をフォトリソグラフィーにて形成する工程と、（４）前記溶解可能な樹脂層を溶出し、インク流路を形成する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記インク流路壁となる被覆樹脂が二層構造で、下層には上層よりも多くの光酸発生触媒が含まれている事を特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【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記録液小滴を発生する為のインクジェット記録ヘッドの構成部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式（液体噴射記録方式）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（以下、オリフィスと称す）、液流路及び該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。従来、このようなインクジェット記録ヘッドを作製する方法としては、例えば特開平6-286149、特開平11-348288記載の次のような工程が知られている。
【０００３】
まず、インク吐出圧力発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成し、このインク流路パターン上に、インク流路壁となるエポキシ樹脂及び光カチオン重合開始剤を含む被覆樹脂層を形成し、フォトリソグラフィーによりインク吐出圧力発生素子上にオリフィスを形成し、最後に前記溶解可能な樹脂を溶出してインク流路壁となる被覆樹脂層を硬化する。
【０００４】
ところで、フォトリソグラフィーによりインク流路パターン、及びオリフィスを形成する露光の際に、インク流路壁の透過光によりインク流路パターン壁部が一部低分子化され、後の被覆樹脂層現像時にクラックを発生する。このクラックは、稀にオリフィス形状の異常を引き起こす事があり、出力されるインク滴の吐出方向がばらついたり、吐出されるインク滴が小さかったりと、出力される画像にムラが生じる可能性がある。なお、この現象は、オリフィス径が小さいほど発生しやすい事が確認されている。
【０００５】
近年の記録技術の進展に伴い、インクジェット記録技術には、より高精細・高速な記録が求められている。高精細な記録を満たす一つの方法としてインクジェット記録ヘッドにより吐出されるインク滴の極小化、すなわちインクジェット記録ヘッドの極小オリフィス化が挙げられる。
【０００６】
このように、上述のインクジェット記録ヘッド製造方法では、極小オリフィスを作成した場合、流路パターン内のクラック低減という技術課題がある。
【特許文献１】特開平6-286149号公報
【特許文献２】特開平11-348288号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前述した従来技術における課題を解決し、極小オリフィスを作成した場合においても流路パターン内のクラックが低減できる、安定したインク吐出が可能であるインクジェット記録ヘッドを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前述した従来技術における問題点を解決して上記課題を達成すべく鋭意研究した結果、従来のインクジェット記録ヘッドにおけるインク流路壁形成部材を二層化し、下層に上層よりも多くの光酸発生触媒を含むことで、インク流路壁硬化時の露光による光が下層部材に多く吸収されることで、インク流路パターン壁部の低分子化領域の低減、及びこれに伴う現像時のインク流路パターン内のクラック低減が実現できる事が判明した。露光による光を抑制するという事は、下層部材に紫外線吸収剤を添加することでも達成できるが、この場合、下層の硬化に必要な光が紫外線吸収剤により奪われてしまう為に、下層部材と基板との密着性が低下してしまう。また、インク流路壁形成部材全体に光酸発生触媒を多く含むことでも、インク流路パターン壁部の低分子領域の低減を抑制できる。しかし、この場合、インク流路壁形成部材表面付近での光吸収が大きく、基板界面の密着性に必要なだけの露光量をかけた場合、インク流路壁形成部材表面の露光に対する感度が上がってしまい、オリフィス形状の安定形成が困難で、今後の極小オリフィス形成には不向きである。しかし、本発明ではこれら弊害が一切無い。その結果、所望の安定した吐出が可能なインクジェット記録ヘッドを得られる事が判明した。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、オリフィス形状に異常が無い信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施例では表1.記載のインク流路壁形成部材を用いて、以下の製造方法で極小オリフィスを有するインクジェット記録ヘッドを作成し、インク流路パターンのクラック評価、インク流路壁と基板の密着性評価、画像評価を行った。以下、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図2に示すようにインク供給口形成用マスク3を設けた結晶軸（100）のSiウエハ基板1上にインク圧力発生素子として電熱変換素子2を配置した。なお、電熱変換素子2にはその素子を動作させるための制御信号入力電極が接続されている（不図示）。図3に図2のA-A'断面図を示す。
【００１２】
次いで図4に示すように、基板1上にアクリル系樹脂ポジレジストからなるインク流路パターン4を形成した。
【００１３】
更に表1.に記載のエポキシ樹脂、光重合開始剤を適当な溶媒に溶解させたインク流路壁形成部材5、6を順次基板1上にソルベントコートにて膜形成し（図5、図6）、フォトリソグラフィーにより極小オリフィス7（φ8μm）を形成した（図7参照）。
【００１４】
次いで、前記基板1をSi異方性エッチングし、インク供給口8を形成し、次いで、インク流路パターン4を除去し、さらに前記エポキシ樹脂6を完全に硬化させるために、200℃1時間加熱を行い、インクジェット記録ヘッドを得た（図1参照）。
【００１５】
製造工程中で、インク流路パターンのクラック発生を評価したところ、表2.の様に、インク流路壁形成部材を二層化し、下層部材の光酸発生触媒量を過多にした実施例は比較例（１）と比べてクラック発生を抑制できた。
【００１６】
また、作成したインクジェット記録ヘッドをエチレングリコール/尿素/イソプロピルアル
作成したインクジェット記録ヘッドでエチレングリコール/尿素/イソプロピルアルコール/黒色染料/水＝5/3/2/3/87からなるインクを用いて50000枚テストプリントを行ったところ、密着向上層に比較例の樹脂組成物を用いたものは、オリフィス近傍の撥水部のダメージから若干の画像の乱れを生じた。これに対して、インク流路壁形成部材に実施例の樹脂組成物を用いたものは、画像の乱れが生じなかった。その後、インク流路壁を観察してみると、表2.の様に、インク流路壁形成部材を二層化し、下層部材の光酸発生触媒量を過多にした実施例のものは、比較例（１）と同様、インク流路壁の基板からの剥離は見られなかった。なお、表2.の比較例（２）の様に、インク流路壁形成部材を二層化し、下層部材に紫外線吸収剤を添加したものは、インク流路内のクラック発生は抑制できたものの、基板界面でのインク流路壁形成部材の硬化不足により、基板との密着性が低下し、基板からの剥離が見られた。以上のように本発明にかかる実施例においては、いずれもオリフィス形状の異常や、インク流路壁の剥離が無く、長時間安定したインク吐出が可能である信頼性の高いインクジェット記録ヘッドが得られる事がわかる。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
1  Si基板
2  インク吐出圧力発生素子
3  インク供給口形成用マスク
4  インク流路パターン
5  インク流路壁形成部材（下層部材）
6  インク流路壁形成部材（上層部材）
7  吐出口
8  インク供給口
【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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