(57)【要約】【課題】  凹部を有するＳｉ天板上に微少なパターンを形成することを目的とする。【解決手段】  エポキシ樹脂組成物中に、分子量９００〜１０００００且つ含有量５〜５０ｗｔ％となるように有機高分子化合物を配合し、エポキシ樹脂組成物をドライフィルム化することにより高精度に膜厚を制御する。【選択図】  図１
2007283550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体を有する基板と、液流路を形成するための天板部材と、液体を吐出する吐出孔と、該吐出孔に連通するとともに、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する液流路と、気泡の成長に伴い変位する可動部材と、可動部材の変位を規制する上方変位規制部材とを備え、該発熱抵抗体の気泡発生時のエネルギーにより液体を吐出するインクジェットヘッドにおいて、
該上方変位規制部材がエポキシ樹脂硬化物からなることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂硬化物が少なくともエポキシ樹脂、バインダー、シランカップリング剤、硬化剤とから構成されるエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記バインダーとなる有機高分子化合物の分子量（Ｍｗ）は、９００以上１０００００以下であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エポキシ樹脂組成物中に含まれるバインダーとなる有機高分子化合物の量は、５重量％以上５０重量％以下であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記天板部材のような凹部を有する基板上に、微少形状を形成する手段として、感光性樹脂ドライフィルムを用いることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクの小滴を発生させ、それを紙等の被プリント媒体に付着せしめてプリントを行うインクジェットプリント方式は、プリント時の騒音が極めて少なく、かつ高速プリントが可能であり、しかもインクジェットヘッドを極めて小型化できるため、カラー化及びコンパクト化が容易であるプリント方式である。該インクジェットプリント方式のひとつに発熱素子によってインクを発泡せしめ、この気泡の成長を利用してインクを吐出するタイプがある。
【０００３】
従来、図１に示すように、吐出エレメントは、天板部材６、可動部材３、上方変位規制部材４、ヒーター基板１から成り立っている。該ヒーター基板１には気泡を発生させるために利用される発熱抵抗体２が半導体プロセスにて複数配置されている。該発熱抵抗体２が加熱され、インクが発泡したときのエネルギーで該可動部材３を可動させる。該上方変位規制部材４にて該可動部材３の上方変位を規制することにより発泡エネルギーの効率化をはかっている。図１において、天板部材６の液室およびインク供給孔はＳｉ異方性エッチングやブラスト加工により形成される。
【０００４】
また、図２に示したのは、上方変位規制部材の信頼性をさらに高めるとともに、リフィル特性も改善した形態の吐出エレメントの断面模式図である。図２も図１同様に、天板部材６にＳｉ異方性エッチングやブラスト加工により、液室およびインク供給孔が形成されている。
【０００５】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開２００１−１９１５３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５４６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、図１や図２に示すように、天板部材６には液室およびインク供給孔がＳｉ異方性エッチングやブラスト加工により形成されている。該天板部材６に密着向上層９および上方変位部材４を形成するためには、スピンコート法および転写法を用いて感光性樹脂層を形成した後、ＵＶ光などの高エネルギー線により所望の形状を得てきた。しかしながら、前記天板部材６のような凹部を有するような基板に対しては、感光性樹脂の膜厚制御を高精度に制御することは困難であり、該膜厚のばらつきは上方変位規制部材４の高さばらつきを発生させ、吐出性能のばらつきを引き起こしていた。また、図２に示すような密着向上層９を有するノズル構造体においては、ヒーター基板１上に形成された流路５と該密着向上層９は接合されるが、密着向上層９が液室部へ流れこんだ結果膜厚が不均一となり流路５と密着向上層９との間に隙間が生じ、流路間でクロストークやインク漏れが発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、天板部材６のような微細に形成された凹部を有する基板上に、上方変位規制部材４や密着構造層９のような微細な形状を高精度に形成するために、感光性樹脂の総をあらかじめドライフィルム化し、ラミネートにより膜厚を高精度に制御することを目的としている。この為には、感光性樹脂組成物に、バインダーとして分子量（Ｍｗ）が９００〜１０００００有機高分子化合物を用い、感光性樹脂組成物に皮膜性を持たせてドライフィルム化することである。該エポキシ樹脂組成物は、少なくとも多官能エポキシ樹脂とバインダーとして分子量（Ｍｗ）９００〜１０００００である有機高分子化合物と硬化剤から成り、前記目的を達成するためには、充填剤、カップリング剤、難燃剤、粘着性付与剤、硬化促進剤等の通常知られている感光性エポキシ樹脂組成物の配合を適宜用いることができる。
【０００８】
主剤となるエポキシ樹脂としては、フェノール型としてビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、テトラプロモビスフェノールＡ、テトラフェニロールエタン、フェノールノボラック、ｏ−クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック等、アルコール型としてポリプロピレングリコール、水添ビスフェノール、水添ビスフェノールＡ等何れも使用できる。好適な例としては、多官能ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂が挙げられる。
【０００９】
硬化剤は、脂肪族アミン（トリエチレンテトラミン等）や脂環族アミン（イソホロンジアミン等）、芳香族アミン（ジアミノジフェニルメタン等）、酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸等）、三級アミン、イミダゾール類等が挙げられる。また、光カチオン重合剤として、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルフォニウム塩、芳香族セレニウム塩なども挙げられる。好適な例として、芳香族スルフォニウム塩が挙げられる。
【００１０】
バインダーは、感光性樹脂組成物の皮膜性を高めるために用いられ、フェノキシ樹脂、エポキシ環含有フェノキシ樹脂、高分子エポキシ樹脂、エポキシアクリレート、熱可塑性エラストマー、酸末端ニトリルゴム、ダイマー酸ジグリシジルエステル等があげられる。これらは主剤であるエポキシ樹脂との相溶性や硬化物としての耐インク性を考慮して決定される。該バインダーのなかで、好適な例としてビスフェノールＡエポキシ樹脂が挙げられる。バインダーとして用いる樹脂にエポキシ環を有する樹脂を選択することは、主材のエポキシ樹脂と化学的に結合するために接着性も良好という特徴を有する。分子量も適宜選択することができ、ドライフィルム化したときの感光性樹脂組成物の被膜性もより広範囲に調節することが可能である。
【００１１】
感光性樹脂組成物のドライフィルム化には、既に知られているコーティング技術を用いる事が可能であり、ナイフコート法、バーコート法、コンマコート法、グラビア法、マイクログラビア法、スロットダイ法など適宜選択することができる。天板部材６と流路５の接合において、該接着剤は流路５または天板部材６に転写される。オリフィスプレート７と吐出エレメントとの接合においては、該接着剤は吐出エレメントに転写される。あらかじめ該オリフィスプレート７上に形成されていても問題ない。転写の方法は、ソルベントコート法、熱転写法などの公知の技術により行うことができる。ソルベントコート法は、あらかじめ前記高分子材料を溶解可能な溶媒に溶解し塗工する方法であり、スピンコート、バーコート、グラビアロールコート、スプレーコート等を挙げることができる。
【００１２】
ドライフィルム作成時の膜厚安定性や被膜性を確保する観点よりバインダー量が限定される。本件出願人らが鋭意検討した結果、良好な感度特性とパターニングした時の寸法安定性の観点より、前記バインダーの分子量は９００〜１０００００であり、且つ、該バインダーの含有量は、５〜５０重量％であることが望ましいという結論に到達した。前記分子量が９００より低い値の樹脂では、バインダーとして添加効果がなく被膜性も優れず膜として非常に脆く、さらにドライフィルム化した際に均一な膜が得られない。１０００００以上の分子量の有機高分子化合物を混合すると、ＵＶ光により感光しパターニングした際、良好な寸法精度を得る事ができないことが判明した。
【００１３】
前記バインダー含有量を５重量％より少なくすると被膜性が低下し、膜質は脆く均一な膜が得られない。また、５０重量％より多くなると、パターニングした際良好な寸法精度を得る事ができず、さらに解像度も低下し、良好な形状を得る事ができなかった。
【００１４】
図１および図２に示した形態は、エッジシューターであるが、本発明は、基板に凹部が存在するサイドシューターのインクジェットヘッドにも適用することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明によれば、天板部材６のように平滑な基板ではなく凹部を有する基板上に微細な形状を得ようとする際、感光性樹脂組成物中にバインダーとして、分子量（Ｍｗ）９００〜１０００００且つ含有量５〜５０重量％を混合することにより、感光性樹脂組成物を高精度にドライフィルム化することができ、該ドライフィルムを用いて、所望の微細な形状を得ることができる。その結果、ヒーター基板に形成された流路壁と天板部材に形成された密着向上層とが良好な密着性を得ることができ、さらに上方変位規制部材の高さも高精度に制御することができ、吐出性能の安定した信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
・ドライフィルムＡ：ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂（ＥＰＯＮ（登録商標）  ＳＵ−８、シェル社製）８０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート（登録商標）１００７、油化シェルエポキシ社製）２０重量部、シランカップリング剤（Ａ−ｌ８７、日本ユニカー）５重量部、重合開始剤（ＳＰ−１７０、旭電化工業社製）１部をシクロヘキサノンに溶解し、溶液を得た。該溶液をＰＥＴ上に塗工し、ドライフィルムＡを得た。
・感光性樹脂組成物溶液：ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂（ＥＰＯＮ（登録商標）  ＳＵ−８、シェル社製）１００重量部、重合開始剤（ＳＰ−１７０、旭電化工業社製）１部をシクロヘキサノンに溶解し、感光性樹脂組成物溶液を得た。
【実施例１】
【００１７】
インクジェットヘッドは、ヒーター基板１，天板部材６，オリフィスプレート７等から構成されている。ヒーター基板１には気泡を発生させるために利用される発熱抵抗体２が半導体プロセスにて複数配置されている。該発熱抵抗体２と等間隔に液流路を形成するために流路壁５が形成されている。天板部材６は異方性エッチングにより液室およびインク供給孔を形成した後、ドライフィルムＡをラミネートした。所望の形状をマスクにしＭＰＡ−６００ＦＡ（キヤノン製）にて該ドライフィルムＡ層にλ＝３６５ｎｍのＵＶ光を２Ｊ／ｃｍ２照射した後、ポストエクスポジャーベーク（ＰＥＢ）し現像することにより上方変位規制部材４の形状を得た。得られた天板部材６とヒーター基板１を接合した後オリフィスプレート７を接合し、図１記載のインクジェットヘッドを作成した。上方変位規制部材の高さは、ドライフィルムＡの膜厚に良好に対応し、各ノズル間の高さばらつきも抑えられ、良好な吐出特性を示した。
【実施例２】
【００１８】
インクジェットヘッドは、ヒーター基板１，天板部材６，オリフィスプレート７等から構成されている。ヒーター基板１には気泡を発生させるために利用される発熱抵抗体２が半導体プロセスにて複数配置されている。該発熱抵抗体２と等間隔に液流路を形成するために流路壁５が形成されている。天板部材６は異方性エッチングにより液室およびインク供給孔を形成した後、ドライフィルムＡをラミネートした。所望の形状をマスクにしＭＰＡ−６００ＦＡ（キヤノン製）にて該ドライフィルムＡ層にλ＝３６５ｎｍのＵＶ光を２Ｊ／ｃｍ２照射し密着構造層９を形成した後、さらにドライフィルムＡをラミネートし、上方変位規制部材４の形状になるようＵＶ光を照射しＰＥＢ後、現像することにより上方変位規制部材４の形状を得た。得られた天板部材６とヒーター基板１を接合した後オリフィスプレート７を接合し、図２記載のインクジェットヘッドを作成した。上方変位規制部材４の高さは、ドライフィルムＡの膜厚に良好に対応するとともに、密着向上層９の膜厚も均−であり、流路５と良好な接着性を示した。該ヘッドは液漏れもなく、良好な印字結果を示した。
【００１９】
（比較例１）
天板部材６は異方性エッチングにより液室およびインク供給孔を形成した後、感光性樹脂組成物溶液を転写法により基板上に感光性樹脂層を形成した。所望の形状をマスクにしＭＰＡ−６００ＦＡ（キヤノン製）にてλ＝３６５ｎｍのＵＶ光を２Ｊ／ｃｍ２照射した後、ポストエクスポジャーベーク（ＰＥＢ）し現像することにより上方変位規制部材４の形状を得た。得られた天板部材６とヒーター基板１を接合した後オリフィスプレート７を接合し、図１記載のインクジェットヘッドを作成した。上方変位規制部材の高さは、感光性樹脂層の膜厚に対応するため、所々に液室部になる凹部への流れ込みが発生し、上方変位規制部材４の高さは、各ノズル間においてばらつきが発生した。該ヘッドの吐出評価では、リフィル周波数、液滴の吐出速度、吐出量にノズル間のバラツキが見られ、良好な印字は得られなかった。
【００２０】
（比較例２）
天板板部材６は異方性エッチングにより液室およびインク供給孔を形成した後、感光性樹脂組成物溶液を転写法により基板上に感光性樹脂層を形成した。密着向上層９の形状をマスクにしＭＰＡ−６００ＦＡ（キヤノン製）にてλ＝３６５ｎｍのＵＶ光を２Ｊ／ｃｍ２照射し密着構造層９を形成した後、さらに感光性樹脂組成物溶液を転写し、上方変位規制部材４の形状になるようＵＶ光を照射しＰＥＢ後、現像することにより上方変位規制部材４の形状を得た。得られた天板部材６とヒーター基板１を接合した後オリフィスプレート７を接合し、図２記載のインクジェットヘッドを作成した。密着向上層９の膜厚は不均一であり、流路５との間に隙間を生じ隣のノズルとのクロストークが発生した。また該ヘッドは液漏れも発生し、良好な印字結果は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】上方変位規制部材を有するノズル構造体の断面図
【図２】上方変位規制部材と密着向上層を有するノズル構造体の断面図
【符号の説明】
【００２２】
１  ヒーター基板
２  発熱抵抗体
３  可動部材
４  上方変位規制部材
５  流路壁
６  天板部材
７  オリフィスプレート
８  吐出孔
９  密着向上層
２０  上方変位規制部材露光基準面
【図１】
2007283550.tif 000003
【図２】
2007283550.tif 000004