(57)【要約】【課題】極微少液滴のインクを吐出する場合でも、印字の乱れがなく、良好な印字物が長期に渡り得られるインクジェット記録ヘッド及びそれに用いる封止剤を提供する。【解決手段】インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、該素子基板へインクを供給する供給路を有するチッププレートとを有するインクジェット記録ヘッドの、前記素子基板の外周又はリードを保護する封止剤として、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有することを特徴とする封止剤を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、該素子基板へインクを供給する供給路を有するチッププレートとを有するインクジェット記録ヘッドの、前記素子基板の外周及び／又はリードを保護するための封止剤において、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有することを特徴とする封止剤。
【請求項２】
前記反応性老化防止剤が、エチレン性不飽和結合を有することを特徴とする請求項１に記載の封止剤。
【請求項３】
前記反応性老化防止剤が、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、及び２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレートから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の封止剤。
【請求項４】
インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、該素子基板へインクを供給する供給路を有するチッププレートとを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記素子基板の外周及び／又はリードが、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有する封止剤により封止されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記反応性老化防止剤が、エチレン性不飽和結合を有すること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】
前記反応性老化防止剤が、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、及び２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレートから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項５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、液体を噴射し飛翔液滴を形成して記録を行うインクジェット記録ヘッド及びこれに用いる封止剤に関するものである。なお、『記録』とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体吐出ヘッドのオリフィスから記録液（インク）を吐出することにより記録を行うインクジェット記録装置が、低騒音、高速記録などの点で優れた記録装置として知られている。このインクジェット記録を行う液体吐出ヘッド（インクジェット記録ヘッド）については、これまでにも様々な方式が提案され改良が加えられて商品化されたものもあれば現在実用化への努力が続けられているものもある。
【０００３】
この種のインクジェット記録ヘッドの中で、インクを加熱することで膜沸騰させ、泡の形成と共にインクを吐出させる方法では、インクを加熱させるヒータは半導体製造方法を用いてウェハ状態の単結晶シリコン基板上に作り込まれる。そして、ダイシングによって切り分けられた各々の素子基板を用いてインクジェット記録ヘッドを作製するが、ダイシングによってカットされた素子基板のカット面は、化学的に侵され易い。そこで、素子基板の外周に封止剤（以下、チップ横封止剤）を塗布することによって、インク等の様々な外的要因から素子基板を守っている（特許文献１）。
【０００４】
このチップ横封止剤に求められる機能としては、耐薬品性、柔軟性、低アウトガス性等が挙げられる。耐薬品性は上述した通り、様々な薬品が混ぜられているインク等に触れてもインクの吐出に問題を発生させないことを目的としている。柔軟性については、インクジェットプリンタが様々な環境で使用させることを考慮し、高温又は低温状態における素子基板とチップ横封止剤の熱膨張率の差によって発生する素子基板の割れを回避するために、応力の緩和を行うことを目的としている。低アウトガス性は、アウトガスの発生によって、ヒータやオリフィスプレートのぬれ性の変化によるインクの吐出劣化を防ぐことを目的としている。
【０００５】
これらの要求性能を満たすため、耐薬品性に優れていることが知られているエポキシ樹脂に、アウトガスの発生を抑えつつ柔軟性を付与するために、ブタジエン等のジエン系ゴム骨格などを主鎖に組み込むことが有効である（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１９１２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在市場で求められているインクジェットプリンタ用のインクジェット記録ヘッドにおいては、上記封止剤を用いることで十分に対応可能である。しかしながら、今後求められる更なる画像の高精細化のため、吐出されるインク滴はより小さくなると考えられる。そのため、従来と同程度の量のアウトガスでも、吐出に悪影響を及ぼす要因と成り得る。
【０００７】
さらに、ジエン系ゴム骨格は二重結合を有していることから、その酸化反応によって特に封止剤表面において耐薬品性や柔軟性の劣化を起こす可能性もある。その酸化劣化を防止する方法として、上記封止剤に老化防止剤を配合する場合が考えられる。すなわち、一般にジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂は分子鎖が活発な熱運動をしていることから、配合された老化防止剤が経時的に封止剤表面に移行し、表面における酸化劣化の防止に有効に働くものと考えられる。しかし、インクジェット記録ヘッドにおいては、吐出口面に付着したインクやごみを取り除くためのワイパーブレード拭きの工程の際に、封止剤表面に移行した老化防止剤が吐出口に移動し印字不良を招く可能性がある。また、老化防止剤がインクと接触すると、インクによっては老化防止剤がインクに溶出する可能性もある。このようなインクへの溶出は従来問題視されていないが、極微少液滴のインクを吐出する場合には、悪影響を及ぼす要因と成り得る。
【０００８】
そこで、本発明は、極微少液滴のインクを吐出する場合でも、印字の乱れがなく、良好な印字物が長期に渡り得られるインクジェット記録ヘッド及びそれに用いる封止剤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】
【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、該素子基板へインクを供給する供給路を有するチッププレートとを有するインクジェット記録ヘッドの、前記素子基板の外周及び／又はリードを保護するための封止剤において、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有することを特徴とする封止剤である。
【００１０】
また、前記反応性老化防止剤が、エチレン性不飽和結合を有することを特徴とする前記の封止剤である。特に、前記反応性老化防止剤が、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、及び２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレートから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする前記の封止剤である。
【００１１】
また、本発明は、インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、該素子基板へインクを供給する供給路を有するチッププレートとを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記素子基板の外周及び／又はリードが、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有する封止剤により封止されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００１２】
また、前記反応性老化防止剤が、エチレン性不飽和結合を有することを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドである。特に、前記反応性老化防止剤が、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、及び２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレートから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、極微少液滴のインクを吐出する場合でも、印字の乱れがなく、良好な印字物が長期に渡り得られるインクジェット記録ヘッド及びそれに用いる封止剤を提供できる。より具体的には、封止剤に反応性老化防止剤を配合することで、インクへの老化防止剤の溶出を抑えることができ、極微小液滴のインクを吐出する際にも悪影響を与えることなく、高品質なインクジェット記録ヘッドを安定的に提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の封止剤は、ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂と反応性老化防止剤とを含有する。
【００１５】
ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂としては、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂、ブタジエンニトリル変性エポキシ樹脂、イソプロピレン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂が好ましい。ジエン系ゴム骨格を有するエポキシ樹脂は、１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
反応性老化防止剤としては、ジエン骨格を有するエポキシ樹脂が酸化劣化した際に生じるラジカルにより反応し得るエチレン性不飽和結合を分子内に有する老化防止剤を使用する。具体的には、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレート等を用いることができる。中でも、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレートが好ましい。反応性老化防止剤は、１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
このような反応性老化防止剤は、酸化劣化時に生じるゴムラジカル〔Ｒ・〕やゴムヒドロペルオキシドラジカル〔ＲＯＯ・〕を連鎖反応機構に関与させないような型にしたり、ヒドロキシド〔ＲＯＨ〕型に変化させたりするような機能を有している。したがって、ジエン系ゴム骨格による柔軟性を維持することが可能となる。また、エチレン性不飽和結合のような反応性基を有しているため、酸化劣化時に生じるラジカルにより反応性基が反応してエポキシ樹脂の主鎖に取り込まれ、インクが封止剤に接触しても溶出の問題が起きにくい。
【００１８】
反応性老化防止剤は、封止剤中の含有率が０．１〜１０質量％の範囲となるように配合することが好ましい。０．１質量％以上とすることで、封止剤の酸化劣化を効果的に防止することができる。１０質量％以下とすることで、インクが封止剤に接触しても反応性老化防止剤がより溶出しにくくなる。より好ましくは、１．０〜５．０質量％である。
【００１９】
本発明の封止剤には、例えば、他のエポキシ樹脂、他のゴム成分、硬化剤、フィラー、カップリング剤、消泡剤等の成分を適宜含有してもよい。
【００２０】
本発明の封止剤は、インクジェット記録ヘッドの素子基板の外周及び／又はリードを保護する封止剤（後述するチップ横封止剤１２及び又はリード封止剤１１）として好適に用いられる。すなわち、本発明の封止剤を用いることで、将来の高精彩画像を狙った極微少液滴（例えば３〜０．０５ｐｌ）のインク吐出の際も、吐出に対して悪影響を与えることはなく、非常に高品質なインクジェット記録ヘッドとなる。
【００２１】
次に、本発明が適用されるインクジェット記録ヘッドの概略構成を説明する。
【００２２】
図１には、本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図を示す。図２には、本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘッドにおける素子基板とチップ横封止剤部分の模式的上面図を示す。図３には、本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘッドにおける素子基板とチップ横封止剤部分の模式的断面図を示す。
【００２３】
このインクジェット記録ヘッドは、素子基板１と電気配線部材１０とチッププレート８とホルダー１３とから構成されている。素子基板１は、インクを吐出するための吐出口３を有するオリフィスプレート４と、各吐出口３に連通した流路５と、インク吐出のためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子であるヒータ２と、各流路５にインクを供給する共通液室６を有している。電気配線部材１０は、素子基板１とリード９により電気的に接続され、インクを吐出するための信号を通信することができる。チッププレート８には、素子基板１へインクを供給するための供給路７が形成されており、チッププレート８上に素子基板１を配設することで、供給路７と共通液室６とが連通している。チッププレート８にはホルダー１３が接続されており、ホルダー１３にインクの入ったインクタンクを設置することでチッププレート８の供給路７からインクを供給することができる。
【００２４】
また、リード９の保護のため、リード９はリード封止剤１１により封止されており、素子基板１の端面の保護のため、素子基板１の外周はチップ横封止剤１２により封止されている。
【００２５】
このようなインクジェット記録ヘッドは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行うことができる。したがって、プリンタ，複写機，通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、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適用できる。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
図１〜３に示す構成を有するインクジェット記録ヘッドを作製した。このインクジェット記録ヘッドは、微少液滴が吐出可能なように設計されており、その吐出量は０．０５〜１ｐｌ程度である。
【００２７】
なお、チップ横封止剤１２には、反応性老化防止剤としてＮ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン（下記式（１））を含有する封止剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクラックＧ−１）を用いた。この封止剤は、ジエン系ゴム骨格を主鎖中に有するエポキシ樹脂に上記反応性老化防止剤を配合したものであり、その反応性老化防止剤の含有量は３質量％である。チップ横封止剤１２の硬化条件は、１５０℃で３時間とした。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
また、リード封止剤１１には、松下電工社製のＣＶ５４２０Ｄ（商品名）を用いた。リード封止剤１１の硬化条件は、１５０℃で３時間とした。
【００３０】
得られたインクジェット記録ヘッドを用いて連続印字を行ったところ、印字の乱れは発生せず良好な印字物が長期に渡り得られた。
【００３１】
（実施例２）
チップ横封止剤１２には、反応性老化防止剤として２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート（下記式（２））を含有する封止剤（住友化学社製、商品名：アンチゲンＧＭ）を用いた。この封止剤は、ジエン系ゴム骨格を主鎖中に有するエポキシ樹脂に上記反応性老化防止剤を配合したものであり、その反応性老化防止剤の含有量は５質量％である。それ以外は、実施例１と同様の方法でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００３２】
【化２】
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【００３３】
得られたインクジェット記録ヘッドを用いて連続印字を行ったところ、印字の乱れは発生せず良好な印字物が長期に渡り得られた。
【００３４】
（実施例３）
チップ横封止剤１２には、反応性老化防止剤として２−［１−（２−ヒドロ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）エチル］−４，６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアクリレート（下記式（３））を含有する封止剤（住友化学社製、商品名：アンチゲンＧＳ）を用いた。この封止剤は、ジエン系ゴム骨格を主鎖中に有するエポキシ樹脂に上記反応性老化防止剤を配合したものであり、その反応性老化防止剤の含有量は３質量％である。それ以外は、実施例１と同様の方法でインクジェット記録ヘッドを作製した。
【００３５】
【化３】
2007331235.tif 000005
【００３６】
得られたインクジェット記録ヘッドを用いて連続印字を行ったところ、印字の乱れは発生せず良好な印字物が長期に渡り得られた。
【００３７】
なお、上記実施例１〜３では、極微少液滴のインクを吐出が可能なインクジェット記録ヘッドを作製したが、従来のインクジェット記録ヘッドであっても同様の効果がある。そして、より浸透性の高いインクを用いた場合の信頼性が向上し、インクの選択自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録ヘッドにおける素子基板とチップ横封止剤部分の模式的上面図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録ヘッドにおける素子基板とチップ横封止剤部分の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    素子基板
２    ヒータ
３    吐出口
４    オリフィスプレート
５    流路
６    共通液室
７    供給路
８    チッププレート
９    リード
１０  電気配線部材
１１  リード封止剤
１２  チップ横封止剤
１３  ホルダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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