(57)【要約】【課題】  密着向上層に微粒子を添加し、密着向上層表面に凹凸を形成することで、露光時の反射光の抑制、インク流路壁との密着性向上を図ることができるインクジェット記録ヘッド及びその製造方法の提供。【解決手段】  インク吐出圧力発生素子と、密着向上層と液路となる部分を占有す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ことによりインク流路を形成する手段を包含するインクジェット記録ヘッドにおいて、密着向上層に微粒子が含まれていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。【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、密着向上層と液路となる部分を占有す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ことによりインク流路を形成する手段を包含するインクジェット記録ヘッドにおいて、密着向上層に微粒子が含ま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２】
前記密着層が、ポリエーテルアミドであること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】
前記微粒子の粒径が５０ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記微粒子の添加量が、密着向上層固形分に対して、１〜３０重量％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記微粒子は、ポリイミド微粒子であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
インク吐出圧力発生素子が形成された基板上にインク流路壁形成材料との密着を高める為の密着向上層を形成する工程と、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、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、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、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、前記密着向上層に微粒子が含まれてい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。
【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ヘッド及びその製造方法に関し、特に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、例えば特許文献１、特許文献２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、熱硬化型の樹脂にて下記インク流路壁形成材料との密着性を高める為の密着向上層パターンを形成する。次いで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、密着向上層からの反射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】
また、インク流路壁の密着向上層からの剥離という現象も、インク流路壁幅が小さいほど発生しやすい事が確認されている。この場合も出力される画像にムラが生じる可能性がある。
【０００６】
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。また、高速な記録を満たす方法としては、ノズル数倍密化などが考えられ、インク流路壁幅の縮小が挙げられる。
【０００７】
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、及び、インク流路壁幅を縮小した場合、インク流路壁の密着向上層からの剥離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】
【０００８】
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、また、インク流路壁幅が縮小した場合においても、インク流路壁の密着向上層からの剥離を抑え、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及びその製造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】
【０００９】
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密着向上層に微粒子を添加すれば、密着向上層表面に凹凸が形成され、インク流路パターンを形成する露光の際の溶解可能樹脂透過光の密着向上層での反射光、及びオリフィスを形成する露光の際の被覆樹脂層透過光の密着向上層での反射光を散乱させる事で抑制でき、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。また、インク流路壁との接着面積が大きくなることから、インク流路壁の密着向上層からの剥離を抑制できることが判明した。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。
【００１０】
本発明の、密着向上層に添加する微粒子としては、密着向上層溶剤に耐性があるものでなくてはならず、また、密着向上層パターニング時のＯ２アッシングで密着向上層と同等なエッチングレートである事が望ましく、例としては、ポリイミドが挙げられる。
【００１１】
これ以外のものであっても、本発明の主旨を逸脱しないものであれば使用できる。
【００１２】
微粒子の粒径としては、５０ｎｍ〜１μｍのものが望ましい。粒径がこれより小さいと、密着向上層表面に凹凸をつくることが困難で効果が得られない。これより大きいと、成膜性に影響をもたらす恐れがある。また、微粒子の添加量としては、１重量％〜３０重量％が好ましい。添加量がこれより少ないと、微粒子の添加効果が得られない。これより多いと、成膜性に影響をもたらす恐れがある。
【００１３】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１４】
（１）インク吐出圧力発生素子と、密着向上層と液路となる部分を占有す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ことによりインク流路を形成する手段を包含するインクジェット記録ヘッドにおいて、密着向上層に微粒子が含まれていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【００１５】
（２）インク吐出圧力発生素子が形成された基板上にインク流路壁形成材料との密着を高める為の密着向上層を形成する工程と、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、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、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、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、前記密着向上層に微粒子が含まれてい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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、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及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１８】
［評価１］
本実施例では表１記載の樹脂組成物を密着向上層として、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、インク流路内のクラック評価、インク流路壁と密着向上層の密着性評価、画像評価を行った。以下、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
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）。
【００２０】
図３に図２のＡ−Ａ’断面図を示す。
【００２１】
次いで前記基板１上に、表１記載の樹脂組成物をスピンナーで塗布し、１００℃３０分＋２５０℃１時間ベークで厚み２．０μｍの密着向上層４を形成した。
【００２２】
次いで、前記密着向上層上にノボラック樹脂ポジレジストを用いてパターニングを行い、更にこのレジストパターンをマスクとして、Ｏ２プラズマアッシングにより密着向上層のパターニングを行い、最後にマスクとして使用したレジストパターンを剥離する事で図４に示す密着向上層を形成した。
【００２３】
次いで図５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５を形成した。
【００２４】
更にエポキシ樹脂、光重合開始剤を適当な溶媒に溶解させたもの６を基板１上にソルベントコートにて形成し、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６参照）。
【００２５】
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を形成した（図７参照）。
【００２６】
次いで、インク流路パターン５を除去し、さらにノズル構成部材である前記エポキシ樹脂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）。
【００２７】
製造工程中で、インク流路内のクラック発生を評価したところ、表２の様に、密着向上層に微粒子を添加した実施例は比較例と比べてクラック発生を低減できた。
【００２８】
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、密着向上層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、密着向上層に実施例の樹脂組成物を用いたものは、インク流路壁の密着向上層からの剥離が見られなかった。
【００２９】
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。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】
【００３３】
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    密着向上膜
５    インク流路パターン
６    インク流路壁構成部材
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】
2007038527.tif 000010
【図７】
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