(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に親水性の液流路および吐出孔内壁を備え、かつ、この親水性の吐出孔内壁と通ずるインクの吐出口面を撥水性とするインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
基板上の、後に液流路及び液室となる部分に形成された固体層に親水性被膜を被覆する工程と、
前記親水性被膜を被覆するように前記液流路の壁となる撥水性硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記親水性被膜により被覆された前記固体層上に塗布された前記撥水性硬化性樹脂を硬化させて撥水樹脂層を形成し、前記撥水樹脂層を除いた部分に塗布された前記撥水性硬化性樹脂を除去する工程と、
前記液流路と連通する液室を形成するために、天板の前記基板及び前記撥水樹脂層と接する部分に硬化性接着剤を塗布し、前記撥水樹脂層と接する前記天板の部分に塗布された前記硬化性接着剤が前記撥水樹脂層の側面を覆うように前記基板と前記天板とを接合する工程と、
前記硬化性接着剤を硬化させる工程と、
前記天板と前記基板とを前記撥水樹脂層が形成された部分で切断する工程と、
前記基板上の固体層を除去して親水性の液流路および撥水性の吐出口面を形成する工程と、を有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。
【請求項２】
前記接合する工程において、前記基板上の前記撥水性硬化性樹脂が除去されて露出した前記親水性被膜の部分と、前記天板の前記基板と接する部分に塗布された硬化性接着剤とが接するようにして前記基板と前記天板とが接合され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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のインクジェット記録ヘッドに用いる吐出口面は撥水性にすぐれ、インクの通過する液流路は親水性を有することが望ましい。
【０００３】
液流路が撥水性であると、インク充填の際インク液流路内に気泡を取り残してしまったり、液流路内に発生した気泡に対して排出操作を行っても排出することが困難であり、ドット抜けや印字乱れなどのトラブルにより適正な記録が不能となる可能性がある。
【０００４】
また一方、吐出口面の撥水性が不十分であると、インクの液滴が付着し易くなり、吐出するインク滴の直進性が損われ、印字乱れなどのトラブルで記録不能となることがある。
【０００５】
これらに対し、液流路の壁を親水性樹脂で形成し吐出口面を撥水処理する方法が例えば特開平１−２９０４３８号公報などに開示されている。しかしながら、この先行例では撥水性樹脂を吐出口面に薄く形成しているので、撥水性の維持が困難で実用に供し得ない。これに対し、例えば特開平６−１９１０３６号公報では、液流路の壁を撥水性樹脂で形成し液流路内面をアッシング処理などで親水化する方法が提案されている。
【０００６】
この特開平６−１９１０３６号公報に示される方法の概要を、図８を用いて説明する。
【０００７】
インク吐出方向の安定化を図ると共に、耐久性を高めるために、図８（１）に示すように、基板１０１に液流路端部形成溝１０３を設け、図８（２）に示すように、ここに撥水性硬化性樹脂層１０５を形成する。図８（３）に示すように、その上に可溶性樹脂よりなる帯状の固体層１０６を重ね、更にその上に撥水性硬化性樹脂層１１３を被覆した後、図８（４）に示すように、天板１０７を載置する。そして、図８（５）に示すように、活性エネルギー線照射による撥水性硬化性樹脂層１１３のパターン硬化を行い、図８（６）に示すように、未硬化部分１１３ａを除去して液室１１４の一部を形成する。次いで、図８（６）の撥水性硬化性樹脂層１０５の位置に沿って切断して図８（７）に示す吐出口面１１９を形成し、図８（８）に示すように、前記固体層１０６を溶出して液流路１１５および吐出孔１１６を形成する。そして更に、図８（９）に示すように、液流路１１５、液室１１４を親水化処理して親水性被膜１１７を形成する。これにより吐出口面１１９を均一材質の撥水性硬化性樹脂で形成できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、吐出口面１１９の撥水性維持は充分であるが、親水化処理された内壁の耐久性が低下する。
【０００９】
本発明は、以上のような局面にかんがみてなされたもので、その目的とする処は、液流路内の親水性被膜の耐久性および吐出口面の撥水性の耐久性が共に高いインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の（１）に示すインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することにより、前記目的を達成しようとするものである。
（１）基板上に親水性の液流路および吐出孔内壁を備え、かつ、この親水性の吐出孔内壁と通ずるインクの吐出口面を撥水性とするインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、基板上の、後に液流路及び液室となる部分に形成された固体層に親水性被膜を被覆する工程と、前記親水性被膜を被覆するように前記液流路の壁となる撥水性硬化性樹脂を塗布する工程と、前記親水性被膜により被覆された前記固体層上に塗布された前記撥水性硬化性樹脂を硬化させて撥水樹脂層を形成し、前記撥水樹脂層を除いた部分に塗布された前記撥水性硬化性樹脂を除去する工程と、前記液流路と連通する液室を形成するために、天板の前記基板及び前記撥水樹脂層と接する部分に硬化性接着剤を塗布し、前記撥水樹脂層と接する前記天板の部分に塗布された前記硬化性接着剤が前記撥水樹脂層の側面を覆うように前記基板と前記天板とを接合する工程と、前記硬化性接着剤を硬化させる工程と、前記天板と前記基板とを前記撥水樹脂層が形成された部分で切断する工程と、前記基板上の固体層を除去して親水性の液流路および撥水性の吐出口面を形成する工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を複数の実施例に基づき、それぞれ図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内であれば適宜変更できるものである。
【００１８】
【実施例】
図７に、本発明に係るエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの基本的な構成を斜視図として示す。
【００１９】
図７（ａ）は複数本のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの作成を示す斜視図、図７（ｂ）は前記図７（ａ）の結果得られたインクジェット記録ヘッドの斜視図を示すものである。図７（ａ）において、基板１と天板５とを接合し、切断線１２で分離することで図７（ｂ）に示すヘッドを複数本作成する。
【００２０】
以下の実施例１、２にはそれぞれこのエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの各実施例を、実施例３にはサイドシュータ型インクジェット記録ヘッドの実施例を示す。
【００２１】
図１、図３にはそれぞれ実施例１、実施例２の図７のＡ−Ａ断面の作成工程を、図２、図４にはそれぞれ完成した各インクジェット記録ヘッドの吐出口面の図を示す。
【００２２】
（実施例１）第１のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【００２３】
まず、蓄熱層、ヒータなどを形成したアルミ基板１ａ上の液流路予定部位及び液室予定部位にポジレジストの固体層２を２０μｍパターニング等により選択的に形成する（図１（１））。
【００２４】
さらに、固体層２を被覆するように、親水性被膜３としてＳｉＯ2を０．２μｍスパッタする。用いた装置はＭＲＣ社製６０３型スパッタ装置で、２ｋＷで成膜した。固体層２の溶解を防ぐため、基板加熱は行わない（図１（２））。
【００２５】
なお、親水性被膜３は構成を明確にするため実際の大きさより誇張して肉厚く示している（以下同様）。
【００２６】
次に、親水性被膜３を被覆するように、撥水性硬化性樹脂を３０μｍ塗布する。
【００２７】
この撥水性硬化性樹脂としては、特開平１０−５３６３９号公報に示される撥水性付与活性エネルギー線硬化材料の感光性撥水樹脂８ａを用いた（図１（３））。
【００２８】
次に、マスクＭ１を介して中心部のみ１．８mm幅残した露光を行う。露光は（株）キヤノン製マスクアライナー商品名ＭＰＡ６００を用いて露光量４Ｊ／cm2で実施する（図１（４））。
【００２９】
そして、オーブンで９０℃４５分間加熱した後、メチルイソブチルケトンを用いて未露光部を溶出し、更に１００℃１時間の加熱をし、中央に幅１．８mmの感光性撥水樹脂８ａ層を得る（図１（５））。
【００３０】
次に、中央の厚さが０．９７mm、幅２．０mm、端が厚さ１．０mm、幅１．１mmで耐食処理を施したアルミ天板５の中央及び両端に、常温硬化性樹脂９をディスペンサで塗布する（図１（６））。
【００３１】
なお、塗布速度３０mm／ｓｅｃ、シリンジＧ２３、シリンジ−基板間距離０．１mm、端部塗布圧０．６kg／cm2、中央塗布圧０．４kg／cm2で実施。常温硬化性樹脂９としては油化シェルエポキシ（株）製商品名エピコート８２８重量部１００、富士化成工業（株）製商品名フジキュアー６０１０重量部５０を混合したものを用いた。
【００３２】
常温硬化製樹脂９を塗布したアルミ天板５をアルミ基板１ａと接合する（図１（６））。
【００３３】
この接合時に、感光性撥水樹脂８ａ層の幅は１．８mm、アルミ天板５中央部の幅は２．０mmのため、アルミ天板５に塗った前記常温硬化性樹脂９が感光性撥水樹脂８ａ層の側面を覆う。この後、１００℃１時間の硬化を行う（図１（７））。
【００３４】
ＲＩＥを使用して、ＣＨＦ3１６ｓｃｃｍ、Ｃ2Ｆ6２４ｓｃｃｍ、Ｏ2５ｓｃｃｍ、０．０２Ｔｏｒｒ、９００ＷでＳｉＯ2のドライエッチングを行う（図１（８））。
【００３５】
次いで、刃幅１．０mmのダイヤモンドバイト１３を使用して中央を分離切断する（図１（９））。
【００３６】
以上により１ヘッドに分離される（図１（１０））。
【００３７】
次に、固体層２をエチルセロソルブで除去し液流路１６、共通液室１１、吐出孔１０ａおよび吐出口面１０を得る（図１（１１））。
【００３８】
これを図１（１１）の左側より観察すると図２に示すようになる。なお、親水性被膜３は説明のため誇張して肉厚く示しているが、実際には、その厚みは０．２μｍほどしかないのでほとんど見えず、また、吐出口面１０の撥水性にもほとんど影響しない。
【００３９】
このように、吐出口面１０が、感光性撥水樹脂８ａ層とアルミ基板１ａとの間に形成され、かつ、アルミ基板１ａの端面に沿って形成されたインクジェット記録ヘッドが製造できる。また、吐出孔１０ａの内壁は親水性被膜３を有し、さらに、共通液室１１の内壁も全て親水性となっている。
【００４０】
（実施例２）第２のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【００４１】
エッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの別の実施例を図３、図４に示す。
【００４２】
前記実施例１では、撥水性硬化性樹脂として感光性撥水樹脂８ａを用いたが、ここでは感光性のない撥水樹脂８ｂを用いる。また吐出孔１０ａの下側にもこの感光性のない撥水樹脂８ｂを設ける。
【００４３】
まず、アルミ基板１ａの中央部に深さ２０μｍ、幅１．２mmの溝をダイヤモンドバイトで形成する（図３（１））。
【００４４】
次に、感光性のない撥水樹脂８ｂをディスペンサで溝に埋め込む（図３（２））。
【００４５】
なお、撥水樹脂８ｂは、油化シェルエポキシ（株）製商品名エピコート８２８重量部５０、１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサン重量部３０、３−（２−パーフルオロヘキシル）エトキシ−１、２−エポキシプロパン重量部２０、日本ユニカー（株）製ＮＵＣシランカップリング剤商品名Ａ−１８７重量部５、旭電化化工業（株）製商品名アデカオプトマーＳＰ−１７０重量部１．５を混合したものである。
【００４６】
そして、８．３Ｊ／cm2の露光後、１３０℃１時間の硬化を行った。この後、図に示していない蓄熱層、ヒータ、配線などを形成する。
【００４７】
次いで、前記実施例１と同様ポジレジストの固体層２を２０μｍパターニングした（図３（３））。
【００４８】
さらに、実施例１と同じ条件で親水性被膜３としてＳｉＯ2を０．２μｍスパッタにより成膜した（図３（４））。
【００４９】
そして、先に使用したものと同じ感光性のない撥水樹脂８ｂをディスペンサで塗布する。塗布速度３０mm／ｓｅｃ、シリンジＧ２３、シリンジ−基板間距離０．１mm、端部塗布圧０．４kg／cm2で実施。そして８．３Ｊ／cm2の露光後、１３０℃１時間の硬化を行った（図３（５））。
【００５０】
これ以降の図３（６）〜（１１）に示す製造方法は、前記実施例１の図１（６）〜（１１）と実質的に同様であるので説明を省略する。
【００５１】
図３（１１）の左側から吐出口面１０を観察した図が図４である。
【００５２】
前記図２と異なるのは、撥水性硬化性樹脂として感光性のない撥水性樹脂８ｂが用いられていること、および、吐出口面１０の下側にも感光性のない撥水樹脂８ｂがあることである。
【００５３】
このようにして、吐出口面１０が撥水性硬化性樹脂で形成され、かつ、アルミ基板１ａの端面に沿って形成されたインクジェット記録ヘッドが製造できる。吐出口面１０の周囲を全て同じ樹脂で構成することで、濡れ性が同じとなり、吐出安定性が増す効果が得られる。
【００５４】
（実施例３）サイドシュータ型インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【００５５】
実施例３を図５、６に示す。
【００５６】
まず、前記実施例１、実施例２におけるアルミ基板１ａの代わりに、配線、ヒータ、蓄熱層を作り込んだシリコン基板１ｂを用いる（図５（１））。
【００５７】
次に、特開平６−８４３７号公報に示す多段露光法を用いて、以下のようにパターニングする。
【００５８】
ポジ型フォトレジスト商品名ＡＺ−４９０３（ヘキスト社製）を膜厚４０μｍとなるようにスピンコートし、オーブン中で９０℃４０分のプリベークを行って固体層２を形成する。この固体層２上にノズルパターンのマスクＭ２を介してキヤノン（株）製マスクアライナー商品名ＰＬＡ−５０１により８００ｍＪ／cm2の露光量でパターン露光した（図５（２））。
【００５９】
０．７５ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて現像し、次いでイオン交換水でリンス処理を施し真空オーブン中で５０℃３０分間のポストベークを行い、２０μｍまで現像された固体層２を得た（図５（３））。
【００６０】
次に別のマスクＭ３を用いてこの固体層２上にアライメントを行って再度８００ｍＪ／cm2の露光量でパターン露光した（図５（４））。
【００６１】
０．７５ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて現像し、次いでイオン交換水でリンス処理を施し真空オーブン中で７０℃３０分間のポストベークを行い、固体層２を得た（図５（５））。
【００６２】
次に、前記実施例１、２と同じ条件でＳｉＯ2の親水性被膜３を形成した（図５（６））。
【００６３】
さらに、前記実施例２において用いたものと同じ感光性のない撥水樹脂８ｂを、３０μｍ塗布する。そして８．３Ｊ／cm2の露光後１３０℃１時間の硬化を行った（図５（７））。
【００６４】
そして、前記実施例１、２と同様、ＲＩＥでＳｉＯ2膜のドライエッチングを行う（図５（８））。
【００６５】
これによって、レジストの最も凸状となっている部分の表面のＳｉＯ2膜がエッチングされる（図５（９））。
【００６６】
次に、シリコン基板１ｂの裏面より異方性エッチングによりインク供給口１３を形成する（図５（１０））。
【００６７】
そして、３．０ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、固体層２を溶解し液流路１６、吐出孔１０ａおよび吐出口面１０を得た（図５（１１））。
【００６８】
これを上面より視た図が図６である。
【００６９】
このようにして、吐出口面１０がシリコン基板１ｂの上方の撥水性硬化性樹脂に形成されたインクジェット記録ヘッドが製造できる。そしてこれは、吐出孔１０ａの内壁のみが親水性被膜３で覆われたサイドシュータ型インクジェット記録ヘッドとなる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な製作工程で液流路および吐出孔内壁の親水性被膜が形成でき、しかも吐出口面も撥水性硬化性樹脂によって形成されるので、吐出孔内壁の親水性被膜及び吐出口面の撥水性硬化性樹脂共に、耐久性が格段と優れたインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの工程説明図（１）〜（１１）
【図２】  図１の結果得られたインクジェット記録ヘッドの吐出口面の図
【図３】  実施例２のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの工程説明図（１）〜（１１）
【図４】  図３の結果得られたインクジェット記録ヘッドの吐出口面の図
【図５】  実施例３のサイドシュータ型インクジェット記録ヘッドの工程説明図（１）〜（１１）
【図６】  図５の結果得られたインクジェット記録ヘッドの吐出口面の図
【図７】  エッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの斜視図、（ａ）は複数本のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの作成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の結果得られたインクジェット記録ヘッドの斜視図
【図８】  従来のエッジシュータ型インクジェット記録ヘッドの工程説明図（１）〜（９）
【符号の説明】
１ａ  アルミ基板
１ｂ  シリコン基板
２    固体層（ポジレジスト）
３    親水性被膜
５    アルミ天板
８ａ  感光性撥水樹脂
８ｂ  （感光性のない）撥水樹脂
９    硬化性樹脂
１０  吐出口面
１０ａ  吐出孔
１１  共通液室
１２  切断線
１３  インク供給口
１５  蓋
１６  液流路
１０１  基板
１０３  液流路端部形成溝
１０５  撥水性硬化性樹脂層
１０６  固体層
１０７  天板
１１３  撥水性硬化性樹脂層
１１４  液室
１１５  液流路
１１６  吐出孔
１１７  親水層
１１９  吐出口面
【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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【図８】
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