(57)【要約】【課題】インクジェット記録ヘッドにおいて、電気接続部の封止材は、インク特性の変化、長期信頼性の観点で、耐インク電気実装部の信頼性に懸念があった。【解決手段】電気接続部を封止する封止材が少なくとも、エポキシ樹脂と酸無水物と硬化促進剤、充填材とからなり、硬化剤がトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備える基板と、液体を供給する流路を形成する、前記基板上に形成される流路部材と、前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための信号を送信するための電気配線部材と、前記基板と前記電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部とを備える液体吐出ヘッドであって、前記電気接続部を封止する封止材が少なくとも、エポキシ樹脂と酸無水物と硬化促進剤、充填材とからなり、硬化剤がトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸であ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】
エポキシ樹脂がジシクロペンタジエン型エポキシであ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。
【請求項３】
反応性希釈剤として、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルを用い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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドに代表される液体吐出ヘッドによる記録方式は、インク等の液体に熱エネルギーや振動エネルギーを与え、インクを微小な液滴として吐出口より吐出し、被記録媒体上に画像を形成するものである。このようなインクジェットヘッドを製造する方法としては、特許文献１の方法がある。
【０００３】
この種の液体吐出ヘッドの製造方法としては、まずシリコン基板上に吐出エネルギー発生素子と、吐出エネルギー発生素子に電力を供給するための配線導体を設ける。そして、その配線導体に保護膜をもうけた後、インク流路及びインク吐出口をレジストによりパターニングする。次に、シリコン基板の裏面側から吐出エネルギー発生素子部へインクを供給するための貫通孔（インク供給口）をシリコン基板に空ける。
【０００４】
そして、この記録素子基板をアルミナ等の支持プレートに張り付け、記録素子基板と電気配線部材とを電気的に接合する。
【０００５】
次に、記録素子基板の側面をインクやゴミ等から保護するための周囲封止材を塗布する。その周囲封止材が硬化した後、その上から電気接続部を封止するＩＬＢ（ｉｎｎｅｒ  ｌｅａｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ）封止材（電気接続部封止材）の塗布を行う。
【０００６】
ここで使用される、記録素子基板の周囲を封止する周囲封止材と電気接続部封止材との２つの封止材に求められる機能は次のとおりである。
【０００７】
周囲封止材としては、支持プレート上の部位と記録素子基板との間に形成される１ｍｍ弱の幅の隙間を短時間に流れ、すみやかに充填される事が要求される。加えて、インクやその他の要因から記録素子基板を保護することも求められる。
【０００８】
電気接続部封止材としては、電気接続部の封止を行うことはもちろんのこと、インク吐出口配設面を清掃するブレードやワイパー等によるこすりや紙ジャムによる紙等との接触によっても封止剤が剥がれないことが求められる。
【０００９】
周囲封止材（リード下部領域）と、電気接続部封止材（リード上部領域）との２種類の封止材剤を塗布するための方法としては、特許文献２に記載されている。ここでは、電気接続部封止材の硬化後の硬度を、周囲封止剤の硬化後の高度より硬くし、かつ電気接続部封止材と周囲封止材の材料の主剤及び、硬化剤を同一にする方法について記載されている。
【００１０】
この方法により、周囲封止材と電気接続部封止材が同時に硬化しても、硬化スピードの相違による両封止剤間での硬化材の奪い合い（硬化阻害）はなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−０１９１２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
周囲封止材（リード下部領域）は、リード下に流し込む為、粘度が低い物を用いており結果フィラー含有量は、電気接続部封止材（リード上部領域）と較べ低いものとなっている。フィラーの充填量としては、流れ性を考慮しなるべく高充填にするのが望ましい。フィラーが高充填になれば、線膨張係数も下がり記録素子基板の線膨超係数が近くなり信頼性も上がり、又フィラーが増加した分インクに対しての耐性もあがる。
【００１３】
しかしながら、近年、ＩＪヘッドのインクは、高速化、高画質化の供給により極性溶媒等のより封止材へのアタックが強いものが使われている。吐出によるミストや吐出口面をブレードで拭く等の作業が入ると、インクが封止材に付着し長年使われると封止材に徐々にインクが浸み込み電気実装部に影響を与える恐れがある。
【００１４】
ＩＪヘッドはオフィースから印刷さどの産業用へ用いる様になり、より長期の信頼性が求められるようになった。
【００１５】
本発明の目的は、上記課題を解決するものである。すなわちフィラー添加の耐インク性向上だけでなく、樹脂分の耐インク性を向上し、封止材としてより耐インクを向上させることにより、より長期の電気接続部の信頼性の向上が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るインクジェット記録ヘッドは、
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備える基板と、液体を供給する流路を形成する、前記基板上に形成される流路部材と、前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための信号を送信するための電気配線部材と、前記基板と前記電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部とを備える液体吐出ヘッドであって、前記電気接続部を封止する封止材が少なくとも、エポキシ樹脂と酸無水物と硬化触媒又は硬化促進剤、充填材とからなり、
硬化剤がトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項２に係るインクジェット記録ヘッドは、
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
上記エポキシ樹脂がジシクロペンタジエン型エポキシであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項３に係るインクジェット記録ヘッドは、
請求項２又は請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
上記封止材に反応性希釈剤として、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルを加えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るインクジェット記録ヘッドによれば、電気実装部の封止材は、耐インク性が向上することにより、長期の電気接続部の信頼性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】液体吐出ヘッドの構成を示す模式図
【図２】本発明の封止工程を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態）
図１（ａ）はインクジェッド記録ヘッドをインクが吐出する方向よりみた模式図である。図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面の図である。
【００２３】
一つの記録素子基板１に、二つインク供給口１６をもうけ、吐出口３が並んだ吐出口列を四列配置し、ふたつのインク供給口に、同一種のインクを充填し、インクを吐出させるものである。
【００２４】
電気接続部封止材（リード上部領域）１１は、リード６を保護する機能を有する為に、高い弾性率（高い硬度）を必要とする。そのため、シリカなどのフィラーを高充填している。又、リード上部に封止材を残すために、チクソ性を付与する必要がある。その上、ある流動性をもたしたうえでチクソ性を付与する必要が有る。
【００２５】
周囲封止材（リード下部領域封止材）１３は、リード下領域及び周囲に流れて行かなければならないので、低粘度、低チキソ性が要求される。
【００２６】
電気接続部封止材（リード上部領域）及び周囲封止材（リード下部領域封止材）は、代表的には、表１に示すような組成となる。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
電気接続部封止材は、上述の通り流動性を考慮しながらフィラーを高充填し、チクソ剤を加えた組成になっている。それに対して、周囲封止材は、ヘッドの構造にもよるが、低粘度にする為に、フィラーの充填量が低くなっている。
【００２９】
このような部位に用いられる本発明に係る封止材料は、少なくともエポキシ樹脂と酸無水物と硬化触媒又は硬化促進剤、充填材とからなり、硬化剤がトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、更に、又エポキシ樹脂がジシクロペンタジエン型エポキシ、更に反応性希釈剤として、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルを加える事で耐インク性が優れた材料として好適に用いられる。
【００３０】
硬化剤としては、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸を用いることで、耐インク性を向上する事が出来る。
【００３１】
トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸としては、
メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸  ＹＨ３０６（商品名  三菱化学社製）
３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）−４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物  ＹＨ３０７（商品名  三菱化学社製）などが挙げられる。
【００３２】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、これらにアルキレンオキサイドを付加させた化合物、エポキシノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラックジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦノボラックジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、又、液状硬化剤の配合量が多い為、固体エポキシも使用する事が可能で、例えばビフェニル骨格、ナフタレン骨格、クレゾールノボラック骨格、トリスフェノールメタン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、フェノールビフェニレン骨格等を有するエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂を用いることが、インクによる吸湿や吸水に電気的性能劣化を抑える観点で好ましい。
【００３３】
固体エポキシを用いる場合にかぎらないが、リード下のような塗布部位の場合、低粘度化必要場合は、常法用いられているように反応性希釈剤を用いることができる。
【００３４】
反応性希釈剤のなかで、アルキル鎖が長い２−エチルヘキシルグリシジルエーテルは、アルキル鎖を有しているため、硬化剤とも親和性が高く、吸湿や吸水に対しても樹脂組成物として性能を落とす事がない。
【００３５】
硬化触媒としては、３級アミン、三フッ化ホウ素アミン錯体、カチオン重合触媒等が挙げられる。これらの硬化触媒は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００３６】
硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、１，８−ジアザ−ビシクロ−（５，４，０）−ウンデセン−７、２−エチルヘキサン酸塩等が挙げられる。これらの硬化促進剤は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００３７】
封止材としては、フィラーとの接着、粘度低下の観点からシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００３８】
表２に本発明法と比較例での樹脂組成（フィラーなし）とインク浸漬プレッシャークッカー１２１℃１０時間後の重量変化率を示す。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
樹脂分での効果の確認をおこなった。本実施例は、比較例の１／３程度の重量変化率となっている。
【００４１】
実施例３では、エポキシ樹脂も低吸水の為一番低い重量変化率となっている。実施例４では、反応性希釈剤を使用しているが、重量変化率は、実施例３とほぼ同等で、通常観られるような反応性希釈剤による性能劣化は観られない。実際の封止材は、耐インク性、電気特性向上ＣＴＥの低下の目的でフィラーを含有している。フィラーとしては、例えば、ガラス、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、マイカ、シリカ等が挙げられる。これらの中でも、フィラーとしては、線膨張係数の小さい溶融シリカが好ましい。フィラーの形状としては、充填率を上げる観点から球状が好ましい。さらに、最密充填を行うことができる観点から、粒径の異なるフィラーが含まれることが好ましい。
【００４２】
ここで、表１の封止材について、説明する。
実施例８（リード下部領域）、実施例９（リード上部領域）は、実施例１を、
実施例１０（リード下部領域）、実施例１１（リード上部領域）は、実施例３を、
比較例１２（リード下部領域）、比較例１３（リード上部領域）は、比較例５を、
比較例１４（リード下部領域）、比較例１５（リード上部領域）は、比較例７を、
それぞれ、フィラー、及びチクソ剤を添加し封止材としたものである。
【００４３】
図２（ａ）に示す様に、リードが接続された部品に対して、表１に示す実施例８、１０及び比較例１２、１４の周囲封止材（リード下領域）を各々、図２（ｂ）で示す様に塗布を行った。この時、スペースの関係上、リード６の下部にはディスペンサーにより直接塗布する事ができないため、リード部の横の領域に塗布し、リードの下部に封止剤を流し込ませた。
【００４４】
次に、電気接続部封止材（リード上領域）実施例９、１１及び比較例１３、１５を図１に示す様に塗布し、１５０℃３時間の加熱硬化をおこなった。
【００４５】
このようにして作成した記録素子ユニット１０に対して、封止材部をインクに浸漬し、６０℃二ヶ月の保存を行った。
【００４６】
配線間の抵抗を確認したところ、実施例では、抵抗変化は観られなかったが、比較例では、若干抵抗値が下がっているのが確認できた。
【００４７】
このように、本発明では、前記電気接続部を封止する封止材が少なくとも、エポキシ樹脂と酸無水物と硬化触媒又は硬化促進剤、充填材とからなり、
硬化剤がトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸で有ること
上記エポキシ樹脂がジシクロペンタジエン型エポキシであること
上記封止材に反応性希釈剤として、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルを加えることとすることで、インクでの封止材の膨潤を低くし、より長期の電気接続部の信頼性が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１  記録素子基板、２  吐出エネルギー発生素子、３  吐出口、５  電気配線部材、
６  リード、７  支持部材、８  横周囲封止部、１０  記録素子ユニット、
１１  電気接続部封止材（リード上領域封止材）、
１３  周囲封止材（リード下部領域封止材）
【図１】
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【図２】
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