(57)【要約】【課題】  ＣＲ製法ヘッドにおいて、工程短縮、及び高信頼性ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】  ＰＭＭＡ、ＯＤＵＲにて二段流路を形成後、ＯＤＵＲのみ感光する光を照射し潜像を形成し、ＣＲにてインク吐出口形成時、現像工程で先の潜像を同時に除去することで、型材除去性の効率アップ、吐出口下部ひさしレスを達成する。【選択図】  図１
2007190718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体を有する基板面に対して垂直にインク液滴が吐出されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
（１）該基板上に、第一の光分解可能な樹脂層を形成する工程と、
（２）前記第一の光分解可能な樹脂層上に、更に第二の光分解可能な樹脂層を形成する工程と、
（３）第一及び第二の光分解可能な樹脂層が形成された基板面に、マスクを介して光照射することで、前記第二の光分解可能な樹脂層のみに所望のインク流路パターンを形成する工程と、
（４）第一及び第二の光分解可能な樹脂層が形成された基板面に、マスクを介して光照射することで、前記第一の光分解可能な樹脂層のみに所望のインク流路パターンを形成する工程と、
（５）前記第一及び第二の光分解可能な樹脂層上に、被覆樹脂層を形成し、前記発熱抵抗体垂直上方の対応する部分に、インク吐出口を形成する露光、現像を含む工程と
を含むと共に、前記（５）のインク吐出口を形成するための現像工程において、前記（２）の工程で形成された第二の光分解可能な樹脂の少なくとも一部を、同時に除去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】
インク吐出口形成のための現像工程と同時に、第二の光分解可能な樹脂の少なくとも一部を除去する際、インク流路パターン形成後、更にこの第二の光分解可能な樹脂のみが感光する波長域の光にて照射を行うことを特徴とする、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。
【請求項３】
前記第二の光分解可能な樹脂と、前記被覆樹脂層は、同一の現像液に対する溶解性を有することを特徴とする、請求項１又は、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法で製造された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、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ためのインクジェット記録ヘッドの製造方法ならびにその製造方法で得られるインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関わるインクジェット記録ヘッドは、インク吐出圧力発生素子が形成された基体に対し垂直方向にインク液滴が吐出する、いわゆるサイドシューター型記録ヘッドである。
【０００３】
特許文献１および特許文献２公報に記載のインクジェット記録ヘッドは、発熱抵抗体を過熱することにより生成した気泡を外気と連通させて、インク液滴を吐出させるものである。また、特許文献３には、前記特許文献１および特許文献２に記載のインクジェット記録ヘッドを実現するための代表的な製造方法が示されている。
【０００４】
該特許文献３には、図２ａ〜図２ｅに示すように、光分解可能な樹脂層３により発熱抵抗体１がその底部に位置するようにインク流路を形成する工程と、該光分解可能な樹脂層３上に被覆樹脂層４を形成する工程と、該被覆樹脂層の発熱抵抗体垂直上方の対応する部分に、インク吐出口５を形成する工程と、該光分解可能な樹脂層３を除去しインク流路を形成する工程とが示されており、光分解可能な樹脂層３は、現像にて除去される例が示されている。
【０００５】
一方、インクジェット記録ヘッドにおいては近年、印字の高精細化、高性能化の要求から、より微細、且つ高密度なパターンにてインク流路が形成される場合が多い。前述の公報に記載の製造方法にて被覆樹脂層３の除去をする際、従来の光照射後に現像するという手段では、図２ｅに示すようなインク流路の微細な部分に除去残渣１０が発生してしまう。このため、この光分解可能な樹脂層３の除去のために、除去液に高周波超音波を付与し、浸漬することで除去を行う手法が用いられている。
【０００６】
しかしながら、この超音波による除去工程は、多くの時間を有するものであり、生産性のあまり良いものとは言い難い。また一方で除去性を良くする目的で、超音波の強度を上げるような場合も考えられるが、ノズルの破壊、剥離等の懸念から、あまり有効な対策とはなり得ない。
【０００７】
インク流路内に光分解可能な樹脂層３の除去残渣１０が発生した場合には、インク液滴吐出の際に、インク吐出量不足や、ヨレて飛翔してしまうことにより、「スジ」や「ムラ」印字を発生する原因となってしまう。また場合によっては、インク液滴吐出を行った後、インク供給口側からインクがノズル内にリフィルする際、ノズル内流路断面積が小さくなってしまうことにより、インクのリフィルの流れが悪くなってしまう。従ってインクジェット記録ヘッドの重要な性能の一つであるリフィル周波数が低下してしまい、インク吐出周波数に追いつかない場合には、いわゆる「ショボ」印字発生の原因ともなってしまう。
【０００８】
更に特許文献４には、インク液滴が吐出される方向に対して直交し、且つ発熱抵抗体が形成された基板面と水平面における、インク流路断面積が変化するように、インク流路パターンを形成したインクジェット記録ヘッド及びその製造方法が提案されている（図３ａ〜図３ｅ、図５ａ〜図ｃ）。前記明細書によれば、インク流路を三次元的に形成することで、インクリフィル時のオリフィス面におけるメニスカス振動を抑制するとともに、インク液滴の吐出効率を高めることで、インク吐出特性の安定化を達成することが可能となる。このようなインク流路構成を持つインクジェット記録ヘッドにおいても、インク流路内に光分解可能な樹脂層の除去残渣（図５ｃの１０）が発生した場合の、インク吐出に対する悪影響が、上述の場合と同様に懸念される。この光分解可能な樹脂層の除去性を向上させることは、三次元的インク流路構成を持つインクジェット記録ヘッドの製造方法においても、重要な課題の一つとなっている。
【０００９】
これらの悪影響は、記録画像の高精細化対応する吐出インク液滴の小液滴化が進むほど、更に大きくなることは言うまでもない。
【特許文献１】特開平４−１０９４０号公報
【特許文献２】特開平４−１０９４１号公報
【特許文献３】特開平６−２８６１４９号公報
【特許文献４】特開2003-025595号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、小液滴記録時にも安定したインク吐出が可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。更には従来の製造方法に対して、工程時間短縮が可能な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】
【００１１】
上記の諸問題を解決するために本発明は、発熱抵抗体を有する基板面に対して垂直にインク液滴が吐出されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
（１）該基板上に、第一の光分解可能な樹脂層を形成する工程と、
（２）前記第一の光分解可能な樹脂層上に、更に第二の光分解可能な樹脂層を形成する工程と、
（３）第一及び第二の光分解可能な樹脂層が形成された基板面に、マスクを介して光照射することで、前記第二の光分解可能な樹脂層のみに所望のインク流路パターンを形成する工程と、
（４）第一及び第二の光分解可能な樹脂層が形成された基板面に、マスクを介して光照射することで、前記第一の光分解可能な樹脂層のみに所望のインク流路パターンを形成する工程と、
（５）前記第一及び第二の光分解可能な樹脂層上に、被覆樹脂層を形成し、前記発熱抵抗体垂直上方の対応する部分に、インク吐出口を形成する露光、現像を含む工程と、
を含むと共に、前記（５）のインク吐出口を形成するための現像工程において、前記（２）の工程で形成された第二の光分解可能な樹脂の少なくとも一部を、同時に除去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である。
【００１２】
インク吐出口形成のための現像工程と同時に、第二の光分解可能な樹脂の少なくとも一部を除去する際、インク流路パターン形成後、更にこの第二の光分解可能な樹脂のみが感光する波長域の光にて照射を行うことを特徴とする、前記インクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１３】
また第二の光分解可能な樹脂と、被覆樹脂層は、同一の現像液に対する溶解性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の製造方法である。
【００１４】
更には前記の製造方法で製造されたインクジェット記録ヘッドである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下のような効果を挙げることができる。
【００１６】
（１）インク流路が、インク吐出効率に対し有効である三次元的形状を有する上に、その内部に除去残渣のない良好な形状にて形成可能なため、インク吐出液滴の飛翔方向が安定で、かつインク液滴の吐出体積および吐出速度が安定であることから、高品位な印字物を得ることが可能となる。
【００１７】
（２）またインクがリフィルする際の流れの妨げが少なく、高い周波数にてリフィルが可能なことから、吐出周波数の速い、即ち高速印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することが可能となる。
【００１８】
（３）インク吐出口が発熱抵抗体側端部においても微小突起形状物のない良好な形状に形成可能なため、インク吐出液滴の飛翔方向が安定で、かつインク液滴の吐出体積および吐出速度が安定であることから、高品位な印字物を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。図１ａ〜図１ｆ、図４ａ〜図４ｃは本発明の製造方法の一例を示した模式的断面図であり、これを用いて本発明の製造方法の一例を説明する。
【００２１】
（１）まず図１ａに示すように、発熱抵抗体１を備えた基板２に、第一の光分解可能な樹脂層３を形成する。
【００２２】
（２）次に前記第一の光分解可能な樹脂層３が形成された基板２上に、更に第二の光分解可能な樹脂層７を形成する。
【００２３】
（３）ここで、第二の光分解可能な樹脂層７に対して感光性を有する第二の波長域の光を用いて、マスクを介しパターン露光、現像を行い、図１ｃに示すインク流路パターンを形成する。
【００２４】
（４）更にここで、第一の光分解可能な樹脂層３に対して感光性を有する第一の波長域の光を用いて、マスクを介しパターン露光、現像を行い、図１ｄに示すインク流路パターンを形成する。
【００２５】
（５）続いて図１ｅにおいて、上記（３）にて形成したインク流路パターン７に対して、前記第二の波長域の光を照射し、感光像７０を形成する。
【００２６】
（６）次に前記第二の光分解可能な樹脂層からなるインク流路パターン７０、及び第一の光分解可能な樹脂層からなるインク流路パターン３上に図１ｆに示すように被覆樹脂層４を形成する。ここに、被覆樹脂層４に用いる樹脂は感光性を有するとともに、前記第一及び第二の光分解可能な樹脂層３とは殆ど相溶しない性質を有するものである。
【００２７】
（７）この被覆樹脂層４の、前記発熱抵抗体１の垂直上方の対応する部分にインク吐出口となるパターン露光、現像を行い、インク吐出口５を形成する（図４ａ）。この際、前記第二の光分解可能な樹脂層の感光像７０は、インク吐出口５の形成の際、図４ａに示すように同時に現像される。
【００２８】
（８）続いて、インク供給のための開口部であるインク供給口６を基板に穴を開けることによって形成する（図４ｂ）。
【００２９】
（９）更に図４ｃに示すように、第一の光分解可能な樹脂層３を、第一の波長域の光を照射し溶出することにより、インク流路を形成する。
そして最後に熱硬化工程を行った後、発熱抵抗体２を駆動するための電気的接合（図示せず）を行ってインクジェット記録ヘッドが完成する。
【００３０】
ここで上記（９）のインク流路形成工程であって、第一の光分解可能な樹脂層３を溶出する際、（７）に示す工程にて第二の光分解可能な樹脂層７０が、すでに現像によって溶出され、空隙ができていることから、従来例と比較し、溶出性（除去性）が優れたものとなる。したがって、この（９）に示すインク流路形成のための樹脂層除去工程の時間が短縮できる上、従来時折見られた除去残渣などのない、インクジェット記録ヘッドの提供が可能となる。
【００３１】
このようにして作製したインクジェット記録ヘッドを用いてインク液滴を吐出させた場合には、図２ｅあるいは図５ｃのような除去残渣１０は発生していないため、インク流路内形状の非対称性によるインク液滴飛翔方向のずれは起こらず、また常に所望の体積のインク液滴が吐出されることから、ヨレ、ムラ、ショボなどの全くない、高品位でかつ安定的にインク吐出が可能となる、インクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【００３２】
本発明は特に、特許文献１および特許文献２に記載の液体（滴）噴射方法を適用した記録ヘッドに最適である。前記公報には、発熱抵抗体（電気熱変換素子）に、記録情報に対応した駆動信号を印加し、電気熱変換素子にインクの核沸騰を越える急激な温度上昇を与える熱エネルギーを発生させ、インク内に気泡を形成させ、この気泡を外気と連通させてインク液滴を吐出させる方法が記載され、この方法にさらに本法を適用すれば、インク液滴の吐出体積や吐出速度を安定化し、高品位な画像を得ることができる。
【００３３】
また本発明は、記録紙の全幅に渡り同時に記録ができるフルラインタイプの記録ヘッドとして、更には記録ヘッドを一体的に、あるいは複数個組み合わせたカラー記録ヘッドにも有効である。
【実施例１】
【００３４】
以下実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３５】
本実施例においては下記（１）〜（９）ように図１ａ〜図１ｆ、図４ａ〜図４ｃに示す手順に従って、インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００３６】
なお、基板２の材料にシリコンを、発熱抵抗体１には窒化タンタルを用いる。
【００３７】
また第一の光分解可能な樹脂層３には、以下の光崩壊型のポジ型レジストを使用した。
【００３８】
・無水メタクリル酸のラジカル重合物
重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）＝２５０００
分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）＝２．３
この樹脂粉末をシクロヘキサノンに約３０ｗｔ％の固形分濃度にて溶解し、レジスト液として使用した。
【００３９】
更にまた、第二の光分解可能な樹脂層７には、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）を使用した。
【００４０】
（１）まず窒化タンタルからなる発熱抵抗体１が形成されたシリコン基板２上に、上述の第一の光分解可能な樹脂層３を、スピンコート法にて塗布し、１２０℃で、３分でプリベークした後、窒素雰囲気中オーブンにて２５０℃で、６０分間の熱処理を行った（図１ａ）。
【００４１】
（２）次に上述の第二の光分解可能な樹脂層７をスピンコートし、１２０℃で３分間のベークを行った。（図１ｂ）。
【００４２】
（３）続いて、図１ｃに示すように、第二の光分解可能な樹脂層７のパターニングを行った。露光装置として、ウシオ電機（株）製マスクアライナーＵＸ−３０００のＤｅｅｐ−ＵＶに対し２７０ｎｍ以下の波長域の光を遮断する光学フィルターを装着し、マスクを用いて３０００ｍＪ／ｃｍ＾２の露光を行い、メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールでリンスすることで、流路パターン７を形成した。この際、２７０ｎｍ以上の波長域の光照射によって、第一の光分解可能な樹脂層３に対して影響を与えることはない。
【００４３】
（４）次いで図１ｄのように、第一の光分解可能な樹脂層３のパターニングを行った。上記と同一の露光装置を用い、２７０ｎｍ以上の波長の光を遮断する光学フィルターを装着して、マスクを用いて１００００ｍＪ／ｃｍ＾２の露光量にてパターン露光し、以下の組成の現像液にて現像した後、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行って、第一の流路パターン３を形成した。
【００４４】
・現像液
ジエチレングリコールモノブチルエーテル      ６０ｖｏｌ％
エタノールアミン                              ５ｖｏｌ％
モルフォリン                                ２０ｖｏｌ％
イオン交換水                                １５ｖｏｌ％
この際、第二の光分解可能な樹脂層からなる流路パターンに対しては、フォトマスクにて光が遮断されていること、更に２７０ｎｍ以下の波長域の光を照射することにより、影響を与えない。
【００４５】
（５）引き続き、上記のＵＸ−３０００に２７０ｎｍ以下の波長域の光を遮断する光学フィルターを装着し、３０００ｍＪ／ｃｍ＾２の露光を行うことで、図１ｅのような第二の光分解可能な樹脂層の感光像７０を形成する。この際、ブランクマスクにてアライメントなしでパターン全面に照射を行っても、第一の光分解可能な樹脂層３の流路パターンには影響を与えない。なおこの工程では現像を行わないため、該感光像７０の形状は維持される。
【００４６】
（６）次いで図１ｆに示すように、以下の組成からなる感光性樹脂組成物を用いてスピンコートを行い、９０℃で３分間（ホットプレート）のベークを行い、被覆樹脂層４を形成した。
【００４７】
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製。ＥＨＰＥは登録商標。）    １００重量部
１、４ＨＦＡＢ（セントラル硝子製）                        ２０重量部
ＳＰ−１７０（旭電化工業製）                                ２重量部
Ａ−１８７（日本ユニカー製）                                ５重量部
メチルイソブチルケトン                                  １００重量部
ジグライム                                              １００重量部
（７）次に、キヤノン製ＭＰＡ−６００を用い（ＭＰＡは登録商標）、２９０〜４００ｎｍの波長の光を用いて、４００ｍＪ／ｃｍ＾２の露光量にてパターン露光した後、ホットプレートにて９０℃で４分のＰＥＢを行い、メチルイソブチルケトンにて現像することにより、被覆樹脂層４のパターニングを行い、インク吐出口５を形成した（図４ａ）。なおこの現像の際、上記（５）にて形成した、第二の光分解可能な樹脂層の感光像７０が同時に現像され、図４ａに示すような形状を得る。
【００４８】
（８）次にインク供給のための開口部であるインク供給口６を、ＴＭＡＨによるシリコンの異方性エッチングにより形成した（図４ｂ）。この際、上記のように作製したノズル部材がダメージを受けないように、環化ゴムなどでシリコン基板のノズルを形成した側の面を保護しておき、インク供給口６を形成した後、除去した（不図示）。
【００４９】
（９）更に図４ｃにあるように、上記基板にＵＸ−３０００を使用し、光学フィルターの装着なしで、ブランクマスクを用い、３００００ｍＪ／ｃｍ＾２全面照射後、乳酸メチルに浸積し、出力２００Ｗ、周波数２００ｋＨｚの高周波超音波洗浄槽中で６０分間処理して第一の光分解可能な樹脂層３を除去し、その後純水で洗浄し乾燥することで、インク流路を形成した。
【００５０】
そして最後に熱硬化工程を行った後、発熱抵抗体２を駆動するための電気的接合（図示せず）を行ってインクジェット記録ヘッドが完成した。
【００５１】
また従来の比較例として、第二の光分解可能な樹脂層７にＵＸ−３０００による感光像を形成しなかった場合、図３ｃのようにインク吐出口５の現像の際には、第二の光分解可能な樹脂層３の形状変化は起こらない。そして図３ｅのように、十分な光照射（光学フィルターの装着なしで１５００００ｍＪ／ｃｍ＾２）後に、乳酸メチルに本実施例と同様の超音波に２時間浸漬することで、第一及び第二の光分解可能な樹脂層３の除去が可能となる。
【００５２】
本実施例のインクジェット記録ヘッドを用いて、純水／ジエチレングリコール／イソプロピルアルコール酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用いて記録を行った。その結果、「スジ」や「ムラ」の見られない、高品位な印字物が得られた。
【００５３】
一方、図３ａ〜図３ｅ、図５ａに示す手順にて作製したインクジェット記録ヘッドにて、同様のインクを用いて記録を行った。その結果、「スジ」や「ムラ」が若干目立つ印字物となってしまった。
【００５４】
また従来例のインクジェット記録ヘッドを破壊検査による断面観察を行った結果、インク流路内には若干の除去残渣が観察されるノズルがあった一方、本実施例のインク流路内には、どのノズルにも除去残渣は観察されなかった。
【００５５】
また更には、従来例のインクジェット記録ヘッドを断面観察した際、インク吐出口の発熱抵抗体側端部には、微小突起形状物が観察された一方、本実施例のインクジェット記録ヘッドには、微小突起形状物などのない、良好な形状であった。これは、インク吐出口形成の際、光分解可能な樹脂層の一部であって、インク吐出口側の部分が、一緒に現像されることで、現像残渣であるスカムが発生しないことによる効果である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明実施例１のインクジェット記録ヘッド製造方法の基本的な態様を示す模式的断面図である。
【図２】従来例のインクジェット記録ヘッド製造方法の基本的な態様を示す模式的断面図である。
【図３】従来例のインクジェット記録ヘッド製造方法の基本的な態様を示す模式的断面図である。
【図４】本発明実施例１のインクジェット記録ヘッド製造方法の基本的な態様を示す模式的断面図である。
【図５】従来例のインクジェット記録ヘッド製造方法の基本的な態様を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  発熱抵抗体
２  基板
３  第一の光分解可能な樹脂層
４  被覆樹脂層
５  インク吐出口
６  インク供給口
７  第二の光分解可能な樹脂層
１０  ３の除去残渣
７０  ７の光分解部分
【図１】
2007190718.tif 000003
【図２】
2007190718.tif 000004
【図３】
2007190718.tif 000005
【図４】
2007190718.tif 000006
【図５】
2007190718.tif 000007