インクジェットヘッドおよびその製造方法
【課題】連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピードで、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止するインクジェットヘッド及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、前記インクジェットヘッドの吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。およびインクジェットヘッドの製造方法。
【解決手段】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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、前記インクジェットヘッドの吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。および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、インク等の液体を被記録媒体に吐出することにより記録を行うインクジェットヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式に適用されるインクジェットヘッドにおいては、高画質化、高速化等の性能向上のための様々な提案がなされている。ノズル表面の撥水処理に関しては、特許文献１において、吐出口表面に撥水領域と非撥水領域とを設けることで印字品位を改良する方法が提案されている。吐出口表面全域を撥水性とした場合、連続印刷時等にインクミストが集積してインク滴となり、吐出口に引き込まれることで不吐出となることがある。特許文献１では、吐出口表面に部分的に親水部を設けることで、インクミストが親水部に集まり、インク滴の吐出口への引き込みを防止できることが示されている。特許文献２では、撥水層としてフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる硬化縮合生成物を用いている。マスクパターンおよび露光条件を適切に設定することによって、吐出口を形成する部分を除いて、撥水層のみを部分的に除去することができる。すなわち、マスクパターンが限界分解能未満のとき、撥水層だけが部分的に除去されることを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３００３２３号公報
【特許文献２】特表２００７−５１８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合には、発生するインクミストは多量となる。従って、撥水層のみを部分的に除去した親水部を有する従来のインクジェットヘッドを用いた場合は、多量のインクミストがその親水部に集まり、親水部で保持出来なくなる程インク滴が大きくなると、吐出口へ引き込まれて不吐出となる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決することであり、詳しくは以下の通りである。連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止するインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明は、つぎの（１）、（２）に示すインクジェットヘッド及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
（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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水層を有する流路形成部材とを含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記流路形成部材内部に底を有し表面に前記撥水層を有さない窪みである親水部を含み、
カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物から成り前記流路形成部材を形成するための感光材料層を前記基板上に設ける工程と、
前記感光材料層上に、撥水層形成用材料層を設ける工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも、前記吐出口および前記親水部に対応する領域をそれぞれ除いた領域を露光して、その露光した領域の感光材料層および撥水層形成用材料層を硬化させる第１の露光工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも前記吐出口に対応する領域を除き、前記親水部に対応する領域を含む領域を露光する第２の露光工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【０００８】
（２）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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、
前記吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成によれば、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェットヘッドの模式図である。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの製造方法の例を説明するための図である。
【図３】従来のインクジェットヘッドの製造方法の例を説明するための図である。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの一例を示す模式図である。
【図５】本発明のインクジェットヘッドの他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態においては、上記構成を適応することにより、以下のことが可能となる。即ち、インクジェットヘッドの吐出口を有する面（図２の符号１８）に、撥水処理が施されている撥水領域と、凹形状に窪み、表面に撥水処理が施されていない親水部を、正確な位置精度で形成することができ、印字品位の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルの表面における撥液加工に特徴があり、上記撥水領域と親水部とを複数有することができる。なお、撥水とは、水滴やインク滴などの液滴が部材に接する際に、その接する部材上で濡れ広がらないことを意味し、部材が撥水性を有するか否かは、その部材表面の水滴の接触角を測定することにより特定することができる。少なくとも水の接触角が７０度以上である場合は、撥水性を有すると言うことができる。
【００１３】
以下に、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は、基板１上に液体としてインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子２、インク流路３を覆う流路形成部材４、吐出口５が配置され、基板１内にインク供給口６が配置されたインクジェットヘッドの模式図である。以下に、図１のＡ−Ｂ断面において、本発明のインクジェットヘッドの製造方法の実施形態における各工程について説明する。
【００１４】
まずインクを吐出するエネルギーを発生するエネルギー発生素子２を配置した基板１（図２Ａ）に、吐出口５と連通する液体流路であるインク流路３の型となる型レジスト７を形成する（図２Ｂ）。
【００１５】
次に前記型レジスト７上に、流路形成部材４を形成するための感光材料層として、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物からなる感光材料層１１を形成し、更にその感光材料層上に撥水層８を形成するための撥水層形成用材料層１２を形成する（図２Ｃ）。なお、感光材料層１１は、基板１表面に直接形成しても良いし、上述したように基板１と感光材料層１１との間に他の層（例えば、型レジスト７）を有していても良い。
【００１６】
なお、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物は、二官能以上のエポキシ基、もしくはオキセタン基を有するカチオン重合性樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤とを少なくとも含むことが好ましい。二官能以上のエポキシ基を有するカチオン重合性樹脂としては、例えば、多官能脂環型エポキシ樹脂、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。また、上記光酸発生剤としては、例えば、スルホン酸化合物、ジアゾメタン化合物、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジスルホン系化合物を挙げることができる。さらに、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物には、この他にもアミン類などの塩基性物質、アントラセン誘導体などの光増感物質、シランカップリング剤などを含むことができる。
【００１７】
次いで第１の露光工程を行う。即ち、第一のマスク１３を介してフォトリソグラフィー技術により親水部１０に対応する領域１９及び吐出口５に対応する領域２０を除く領域を、感光材料層１１及び撥水層形成用材料層１２が十分硬化する露光量でレーザー光１４等を用いて露光する（図２Ｄ）。なお、その際の露光量は、硬化後の撥水層形成材料層である撥水層８表面の純水による接触角が７０度以上となる露光量、即ち撥水層表面に撥水性を有することができる露光量であれば、使用する感光材料層および撥水層形成用材料層に応じて設定することができる。第１の露光工程では、領域１９および２０以外の領域も必要に応じて未露光部とすることができる。また、この未露光部は第２の露光工程においても未露光部とすることができ、現像の際に除去することができる。
【００１８】
この第１の露光工程後、後述する第２の露光工程前に、第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層１１の軟化点以上の温度で熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）をすることで、露光部の感光材料層の硬化が進行して樹脂が収縮する。さらに軟化点以上で加熱されている未露光部は、露光部の収縮によって生じる空間に応じて窪むため、親水部に対応する領域１９に、表面に撥水層形成用材料層を有する窪み９を設けることが可能である（図２Ｅ）。なお、軟化点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により測定することができる。窪みの形状及び配置については、使用するヘッド形態に応じて適宜マスクパターンを選択することで選択可能であるため、任意の箇所に窪み９を設けることができる。窪みの深さは露光量、熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度、感光材料層の厚さによって制御することが可能である。なお、パターン形状の維持の観点から、第１の露光工程後かつ第２の露光工程前に行う熱処理の温度は、１３０℃未満であることが好ましい。
【００１９】
次に、第２の露光工程を行う。即ち、第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層が十分硬化する露光量の１／１０〜１／３の露光量で、第二のマスク１５を介して窪み９、即ち親水部１０に対応する領域１９を含み吐出口５に対応する領域２０を含まない領域を露光する。これにより、親水部に対応する領域１９にある窪み９の撥水層形成用材料層は硬化させず、感光材料層のみを硬化させる（図２Ｆ）。
【００２０】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法では、この第２の露光工程後に現像工程を有することができる。具体的には、この第２の露光後、再び熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）をし、現像することで、親水部１０に対応する領域の撥水層形成用材料層１２を現像液に溶解し除去する（図２Ｇ）。なお、第１および第２の露光工程を通して露光されていない吐出口５に対応する領域２０は、上記現像工程により除去され、図２Ｇに示すような吐出口が形成される。
【００２１】
ついで、図２Ｈに示すようにインク供給口６を適宜形成し、型レジスト７を適宜除去し、必要に応じて、感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２をより硬化させるために更に熱処理をする。これにより、流路形成部材４と、窪み形状の親水部１０とを含むインクジェットヘッドを作製することができる。なお、流路形成部材４は、表面に撥水層８を有し、吐出口５およびインク流路３のパターンを形成する。本発明に用いる親水部１０は、流路形成部材内部に底を有し表面に撥水層を有さない窪みである。また、親水部の深さは、第１の露光工程後の熱処理温度にも依存するため、その熱処理温度におけるパターン形状維持の観点から、この窪みの流路形成部材内部の深さ１０ｈ（撥水層８の基板１側の面から親水部の底までの距離）は、０．５μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【００２２】
なお、エネルギー発生素子２としては、発熱抵抗材料を用いることができ、基板１としては、シリコーン基板を用いることができる。型レジスト７としては、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業社製、商品名：ＯＤＵＲ−１０１０）を用いることができる。また、露光装置としては、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）、ＫｒＦステッパー（キヤノン社製）、およびマスクアライナーＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名、キヤノン製）を用いることができる。
【００２３】
本発明で用いられる流路形成部材４は、高い機械的強度、耐インク性、基板との密着性等が要求されるため、その材料（感光材料層１１）として、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物からなる感光材料層を用いる。また、感光材料層としては、ネガ型レジストが好適に用いられ、特にエポキシ樹脂のカチオン重合物が好適に用いられる。この他にもオキセタン樹脂のカチオン重合物を用いることが出来る。
【００２４】
撥水層８はインクに対する撥水性と、ワイパー等による接触を伴う拭き取りに対する高い機械的強度が求められるため、その材料（撥水層形成用材料層１２）として、フッ素、ケイ素等の撥水性を有する官能基を含有するネガ型レジストが好適に用いられる。また、撥水層形成用材料層としては、特許文献２に示される、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とから縮合合成される硬化縮合生成物も好適に用いられる。その硬化縮合生成物としては、例えば、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、およびトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランからなる硬化縮合生成物を挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明に用いる撥水層形成用材料層１２は感光性を有する。また、第２の露光工程における露光量は、第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層１２が硬化する露光量の１／１０〜１／３の露光量であることが好ましい。これにより、第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層が容易に硬化可能となり、その領域の撥水層形成用材料層が現像工程において容易に除去可能となる。
【００２６】
また、均一な膜を形成する観点から、撥水層８の厚みは、０．２μｍ以上３μｍ以下が好ましい。
【実施例】
【００２７】
〔実施例１〕
以下に、本発明の実施例について説明する。図２Ａ〜Ｈの工程によりインクジェットヘッドを作製した。エネルギー発生素子２を設けた基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業社製、商品名：ＯＤＵＲ−１０１０）を１４μｍの厚さで塗布した。次いで、露光装置ＵＸ３０００（商品名、ウシオ電機）によってインク流路のパターン（型レジスト７）を形成した（図２Ｂ）。
【００２８】
次に、感光材料層１１として表１にその組成を示すカチオン重合性の光重合性樹脂組成物をインク流路パターン上に基板１表面から２５μｍの膜厚で塗布し、６０℃で９分間熱処理した。更に撥水層形成用材料層１２として、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、およびトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランからなる硬化縮合生成物を２−ブタノール及びエタノールで希釈して前記感光材料層１１上に塗布し、７０℃で３分間熱処理して前記希釈溶剤を揮発させた（図２Ｃ）。
【００２９】
【表１】
【００３０】
次に、第１の露光工程を行った。具体的にはＩ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口５及び親水部１０のパターン、即ち感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２のうちの、吐出口５及び親水部１０に対応する領域をそれぞれ除いた領域を４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図２Ｄ）。ついで、それを１００℃で４分間熱処理して、表面に撥水層形成用材料層を有する窪み９を形成した（図２Ｅ）。なお、露光に用いた第一のマスク１３上の吐出口に対応する部分の寸法はΦ（直径）２２μｍであった。また、マスク１３上には、親水部に対応する部分として、幅４０μｍのラインが吐出口列と平行に形成されていた。図４に、この吐出口５と親水部１０とを有するインクジェットの模式図を示す。
【００３１】
次いで、第２の露光工程を行った。吐出口５に対応する領域２０を除き親水部１０に対応する領域１９を含む領域として、具体的には、親水部１０に対応する領域１９を、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて１０００Ｊ／ｍ2で露光した（図２Ｆ）。次いで、それを９０℃で４分間熱処理した後、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比６／４）で現像し、親水部１０に対応する領域の撥水層形成用材料層１２ならびに吐出口５に対応する領域の層１１および１２を除去した（図２Ｇ）。
【００３２】
次に、基板の背面（感光材料層等を設けた面に対向する面）にインク供給口６を作製するためのマスク（不図示）を適切に配置し、基板の表面をゴム膜（不図示）によって保護した後、シリコーン基板の異方性エッチングによってインク供給口６を作製した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、再びＵＸ３０００（商品名、ウシオ電機製）を用いて表面全体に紫外線を照射することによって、インク流路パターンを形成する型レジスト７を分解し、乳酸メチルを用いて型レジスト７を溶解除去した（図２Ｈ）。
【００３３】
その後、感光材料層１１及び撥水層形成用材料層１２を２００℃で１時間加熱プロセスを実施した後、電気的な接続及びインク供給の手段を適宜配置した。これにより、窪み形状の親水部１０と、吐出口５及びインク流路３のパターンを形成し表面に撥水層８を有する流路形成部材４とを含むインクジェットヘッドを得た。なお、撥水層８の厚みは、０．４μｍであった。
【００３４】
なお、親水部１０の形状は、レーザー顕微鏡（キーエンス社製、商品名：ＶＫ９７００）を用いて測定した。その結果、下側（基板１側）にインク流路３を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ（図２の符号１０ｈで表される深さ）５μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路３を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ７μｍの窪みが形成されていた。後述する評価方法でこのインクジェットヘッドを評価した。結果を表２に示す。
【００３５】
〔実施例２〕
本発明の実施例２においては、親水部１０のパターンを変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。実施例２で使用したマスクには、親水部１０に対応する部分として、内径３０μｍ、外経４０μｍのドーナツ型の形状が、吐出口５の周囲に配置されていた。図５に、この吐出口と親水部とを有するインクジェットヘッドの模式図を示す。実施例２のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。なお、このインクジェットヘッドの親水部１０は、内径３０μｍ、外径４０μｍのドーナツ型形状であり、撥水層８の基板１側の面からの深さ１０ｈは６μｍであった。
【００３６】
〔実施例３〕
本発明の実施例３においては、第１の露光工程後の熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度を、１００℃から１２０℃に変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。親水部１０の形状は、下側（基板１側）にインク流路を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ７μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ１０μｍの窪みが形成されていた。実施例３のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００３７】
〔実施例４〕
本発明の実施例３においては、第１の露光工程後の熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度を、１００℃から８０℃に変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。親水部１０の形状は、下側（基板１側）にインク流路を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ３μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ４μｍの窪みが形成されていた。実施例４のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００３８】
〔比較例１〕
さらに比較のために、流路形成部材内部に底を有する窪みではなく、撥水層のみを部分的に除去することにより形成した親水部１７を設けたインクジェットヘッドを作製した。以下に図を用いて、親水部１７を設けたインクジェットヘッドについて説明する。なお、エネルギー発生素子、型レジスト、感光材料層および撥水層形成用材料層は、実施例１と同様のものを用いた。
【００３９】
実施例１と同様に、エネルギー発生素子２を設けた基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトンを塗布、パターニングしてインク流路のパターン（型レジスト７）を形成し、さらにその上に感光材料層１１、撥水層形成用材料層１２を製膜した（図３Ａ）。次いで、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口５及び親水部１１のパターンを４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図３Ｂ）。この際、感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２のうちの親水部１７に対応する領域は、感光材料層１１の限界分解能未満のマスクパターンを用いることで、現像後に撥水部８のみ部分的に除去させた（図３Ｃ）。このマスクとして、親水部に対応する領域が、実施例１と同様に幅４０μｍのライン状であるものを用いた。ここで感光材料層の限界分解能未満のマスクパターンとは、感光材料層１１が基板まで現像されず、場合によってはある深さまでは現像されるパターンサイズを意味する。その後、実施例１と同様に、インク供給口６を形成し、インク流路パターンを形成する型レジスト７を分解除去した後に加熱プロセスを実施してノズルを完成させた。
【００４０】
〔比較例２〕
さらに比較として親水部を設けないインクジェットヘッドも作製した。比較例１と同様に、エネルギー発生素子２を設けた基板上に、ポリメチルイソプロペニルケトンを塗布、パターニングしてインク流路のパターン（型レジスト７）を形成し、さらにその上に感光材料層１１、撥水層形成用材料層１２を製膜した。次いで、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口のパターンを４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図３Ｂ）。この際、比較例１で親水部１７となる領域においても、マスクパターンを用いずに全面を露光することで親水部を設けないインクジェットヘッドを作製した。
【００４１】
〔評価〕
作製したそれぞれのインクジェットヘッドに黒インクを充填し、Ａ４サイズの記録紙１１枚に対して、それぞれ全吐出口からインクを吐出させるベタ印字を連続で行い、インクミストから生成したインク滴がノズルに引き込まれる事で不吐出が発生するか観察した。不吐出の観察は、ベタ印字の白スジ（不吐出）を目視確認することで行った。評価の基準は以下の通りである。
○：白スジがゼロ本ないし１本しか認識できない、
△：２〜４本の白スジが認識される、
×：５本以上の白スジが認識される。
【００４２】
結果を表２に示す。なお、表２中の部分親水領域とは、窪み形状の親水部、もしくは解像限界以下のマスクを用いて形成した親水領域を示し、窪み（親水部）領域とは、部分親水領域を窪み形状の親水部にて達成しているものを示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
上記結果より明らかなように、本発明により、吐出口面１８に撥水部と凹形状に窪んだ親水部１０を正確な位置精度で形成することで、連続印字での印字品位を向上することができた。より具体的には、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピードで、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止することができた。上記評価では、黒インクを用いて評価を行ったが、複数の色を同時に駆動させた場合でも同様のことが言える。なお、凹形状に窪んだ新水部の形状及び配置については、使用する形態に応じて適宜選択することが出来る。
【符号の説明】
【００４５】
１ 基板
２ エネルギー発生素子
３ インク流路
４ 流路形成部材
５ 吐出口
６ インク供給口
７ 型レジスト
８ 撥水層
９ 表面に撥水層形成用材料層を有する窪み
１０ 窪み形状の親水部
１０ｈ 窪み（親水部）の流路形成部材内部の深さ
１１ 感光材料層
１２ 撥水層形成用材料層
１３ 第一のマスク
１４ レーザー光
１５ 第二のマスク
１６ 感光材料層の限界分解能未満のマスクパターン
１７ 流路形成部材表面に底を有する親水部
１８ 吐出口を有する面
１９ 親水部に対応する領域
２０ 吐出口に対応する領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を被記録媒体に吐出することにより記録を行うインクジェットヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式に適用されるインクジェットヘッドにおいては、高画質化、高速化等の性能向上のための様々な提案がなされている。ノズル表面の撥水処理に関しては、特許文献１において、吐出口表面に撥水領域と非撥水領域とを設けることで印字品位を改良する方法が提案されている。吐出口表面全域を撥水性とした場合、連続印刷時等にインクミストが集積してインク滴となり、吐出口に引き込まれることで不吐出となることがある。特許文献１では、吐出口表面に部分的に親水部を設けることで、インクミストが親水部に集まり、インク滴の吐出口への引き込みを防止できることが示されている。特許文献２では、撥水層としてフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる硬化縮合生成物を用いている。マスクパターンおよび露光条件を適切に設定することによって、吐出口を形成する部分を除いて、撥水層のみを部分的に除去することができる。すなわち、マスクパターンが限界分解能未満のとき、撥水層だけが部分的に除去されることを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３００３２３号公報
【特許文献２】特表２００７−５１８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合には、発生するインクミストは多量となる。従って、撥水層のみを部分的に除去した親水部を有する従来のインクジェットヘッドを用いた場合は、多量のインクミストがその親水部に集まり、親水部で保持出来なくなる程インク滴が大きくなると、吐出口へ引き込まれて不吐出となる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決することであり、詳しくは以下の通りである。連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止するインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明は、つぎの（１）、（２）に示すインクジェットヘッド及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
（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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水層を有する流路形成部材とを含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記流路形成部材内部に底を有し表面に前記撥水層を有さない窪みである親水部を含み、
カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物から成り前記流路形成部材を形成するための感光材料層を前記基板上に設ける工程と、
前記感光材料層上に、撥水層形成用材料層を設ける工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも、前記吐出口および前記親水部に対応する領域をそれぞれ除いた領域を露光して、その露光した領域の感光材料層および撥水層形成用材料層を硬化させる第１の露光工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも前記吐出口に対応する領域を除き、前記親水部に対応する領域を含む領域を露光する第２の露光工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【０００８】
（２）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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、
前記吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成によれば、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピード、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェットヘッドの模式図である。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの製造方法の例を説明するための図である。
【図３】従来のインクジェットヘッドの製造方法の例を説明するための図である。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの一例を示す模式図である。
【図５】本発明のインクジェットヘッドの他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態においては、上記構成を適応することにより、以下のことが可能となる。即ち、インクジェットヘッドの吐出口を有する面（図２の符号１８）に、撥水処理が施されている撥水領域と、凹形状に窪み、表面に撥水処理が施されていない親水部を、正確な位置精度で形成することができ、印字品位の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルの表面における撥液加工に特徴があり、上記撥水領域と親水部とを複数有することができる。なお、撥水とは、水滴やインク滴などの液滴が部材に接する際に、その接する部材上で濡れ広がらないことを意味し、部材が撥水性を有するか否かは、その部材表面の水滴の接触角を測定することにより特定することができる。少なくとも水の接触角が７０度以上である場合は、撥水性を有すると言うことができる。
【００１３】
以下に、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は、基板１上に液体としてインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子２、インク流路３を覆う流路形成部材４、吐出口５が配置され、基板１内にインク供給口６が配置されたインクジェットヘッドの模式図である。以下に、図１のＡ−Ｂ断面において、本発明のインクジェットヘッドの製造方法の実施形態における各工程について説明する。
【００１４】
まずインクを吐出するエネルギーを発生するエネルギー発生素子２を配置した基板１（図２Ａ）に、吐出口５と連通する液体流路であるインク流路３の型となる型レジスト７を形成する（図２Ｂ）。
【００１５】
次に前記型レジスト７上に、流路形成部材４を形成するための感光材料層として、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物からなる感光材料層１１を形成し、更にその感光材料層上に撥水層８を形成するための撥水層形成用材料層１２を形成する（図２Ｃ）。なお、感光材料層１１は、基板１表面に直接形成しても良いし、上述したように基板１と感光材料層１１との間に他の層（例えば、型レジスト７）を有していても良い。
【００１６】
なお、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物は、二官能以上のエポキシ基、もしくはオキセタン基を有するカチオン重合性樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤とを少なくとも含むことが好ましい。二官能以上のエポキシ基を有するカチオン重合性樹脂としては、例えば、多官能脂環型エポキシ樹脂、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。また、上記光酸発生剤としては、例えば、スルホン酸化合物、ジアゾメタン化合物、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジスルホン系化合物を挙げることができる。さらに、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物には、この他にもアミン類などの塩基性物質、アントラセン誘導体などの光増感物質、シランカップリング剤などを含むことができる。
【００１７】
次いで第１の露光工程を行う。即ち、第一のマスク１３を介してフォトリソグラフィー技術により親水部１０に対応する領域１９及び吐出口５に対応する領域２０を除く領域を、感光材料層１１及び撥水層形成用材料層１２が十分硬化する露光量でレーザー光１４等を用いて露光する（図２Ｄ）。なお、その際の露光量は、硬化後の撥水層形成材料層である撥水層８表面の純水による接触角が７０度以上となる露光量、即ち撥水層表面に撥水性を有することができる露光量であれば、使用する感光材料層および撥水層形成用材料層に応じて設定することができる。第１の露光工程では、領域１９および２０以外の領域も必要に応じて未露光部とすることができる。また、この未露光部は第２の露光工程においても未露光部とすることができ、現像の際に除去することができる。
【００１８】
この第１の露光工程後、後述する第２の露光工程前に、第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層１１の軟化点以上の温度で熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）をすることで、露光部の感光材料層の硬化が進行して樹脂が収縮する。さらに軟化点以上で加熱されている未露光部は、露光部の収縮によって生じる空間に応じて窪むため、親水部に対応する領域１９に、表面に撥水層形成用材料層を有する窪み９を設けることが可能である（図２Ｅ）。なお、軟化点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により測定することができる。窪みの形状及び配置については、使用するヘッド形態に応じて適宜マスクパターンを選択することで選択可能であるため、任意の箇所に窪み９を設けることができる。窪みの深さは露光量、熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度、感光材料層の厚さによって制御することが可能である。なお、パターン形状の維持の観点から、第１の露光工程後かつ第２の露光工程前に行う熱処理の温度は、１３０℃未満であることが好ましい。
【００１９】
次に、第２の露光工程を行う。即ち、第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層が十分硬化する露光量の１／１０〜１／３の露光量で、第二のマスク１５を介して窪み９、即ち親水部１０に対応する領域１９を含み吐出口５に対応する領域２０を含まない領域を露光する。これにより、親水部に対応する領域１９にある窪み９の撥水層形成用材料層は硬化させず、感光材料層のみを硬化させる（図２Ｆ）。
【００２０】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法では、この第２の露光工程後に現像工程を有することができる。具体的には、この第２の露光後、再び熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）をし、現像することで、親水部１０に対応する領域の撥水層形成用材料層１２を現像液に溶解し除去する（図２Ｇ）。なお、第１および第２の露光工程を通して露光されていない吐出口５に対応する領域２０は、上記現像工程により除去され、図２Ｇに示すような吐出口が形成される。
【００２１】
ついで、図２Ｈに示すようにインク供給口６を適宜形成し、型レジスト７を適宜除去し、必要に応じて、感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２をより硬化させるために更に熱処理をする。これにより、流路形成部材４と、窪み形状の親水部１０とを含むインクジェットヘッドを作製することができる。なお、流路形成部材４は、表面に撥水層８を有し、吐出口５およびインク流路３のパターンを形成する。本発明に用いる親水部１０は、流路形成部材内部に底を有し表面に撥水層を有さない窪みである。また、親水部の深さは、第１の露光工程後の熱処理温度にも依存するため、その熱処理温度におけるパターン形状維持の観点から、この窪みの流路形成部材内部の深さ１０ｈ（撥水層８の基板１側の面から親水部の底までの距離）は、０．５μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【００２２】
なお、エネルギー発生素子２としては、発熱抵抗材料を用いることができ、基板１としては、シリコーン基板を用いることができる。型レジスト７としては、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業社製、商品名：ＯＤＵＲ−１０１０）を用いることができる。また、露光装置としては、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）、ＫｒＦステッパー（キヤノン社製）、およびマスクアライナーＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名、キヤノン製）を用いることができる。
【００２３】
本発明で用いられる流路形成部材４は、高い機械的強度、耐インク性、基板との密着性等が要求されるため、その材料（感光材料層１１）として、カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物からなる感光材料層を用いる。また、感光材料層としては、ネガ型レジストが好適に用いられ、特にエポキシ樹脂のカチオン重合物が好適に用いられる。この他にもオキセタン樹脂のカチオン重合物を用いることが出来る。
【００２４】
撥水層８はインクに対する撥水性と、ワイパー等による接触を伴う拭き取りに対する高い機械的強度が求められるため、その材料（撥水層形成用材料層１２）として、フッ素、ケイ素等の撥水性を有する官能基を含有するネガ型レジストが好適に用いられる。また、撥水層形成用材料層としては、特許文献２に示される、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とから縮合合成される硬化縮合生成物も好適に用いられる。その硬化縮合生成物としては、例えば、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、およびトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランからなる硬化縮合生成物を挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明に用いる撥水層形成用材料層１２は感光性を有する。また、第２の露光工程における露光量は、第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層１２が硬化する露光量の１／１０〜１／３の露光量であることが好ましい。これにより、第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層が容易に硬化可能となり、その領域の撥水層形成用材料層が現像工程において容易に除去可能となる。
【００２６】
また、均一な膜を形成する観点から、撥水層８の厚みは、０．２μｍ以上３μｍ以下が好ましい。
【実施例】
【００２７】
〔実施例１〕
以下に、本発明の実施例について説明する。図２Ａ〜Ｈの工程によりインクジェットヘッドを作製した。エネルギー発生素子２を設けた基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業社製、商品名：ＯＤＵＲ−１０１０）を１４μｍの厚さで塗布した。次いで、露光装置ＵＸ３０００（商品名、ウシオ電機）によってインク流路のパターン（型レジスト７）を形成した（図２Ｂ）。
【００２８】
次に、感光材料層１１として表１にその組成を示すカチオン重合性の光重合性樹脂組成物をインク流路パターン上に基板１表面から２５μｍの膜厚で塗布し、６０℃で９分間熱処理した。更に撥水層形成用材料層１２として、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、およびトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランからなる硬化縮合生成物を２−ブタノール及びエタノールで希釈して前記感光材料層１１上に塗布し、７０℃で３分間熱処理して前記希釈溶剤を揮発させた（図２Ｃ）。
【００２９】
【表１】
【００３０】
次に、第１の露光工程を行った。具体的にはＩ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口５及び親水部１０のパターン、即ち感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２のうちの、吐出口５及び親水部１０に対応する領域をそれぞれ除いた領域を４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図２Ｄ）。ついで、それを１００℃で４分間熱処理して、表面に撥水層形成用材料層を有する窪み９を形成した（図２Ｅ）。なお、露光に用いた第一のマスク１３上の吐出口に対応する部分の寸法はΦ（直径）２２μｍであった。また、マスク１３上には、親水部に対応する部分として、幅４０μｍのラインが吐出口列と平行に形成されていた。図４に、この吐出口５と親水部１０とを有するインクジェットの模式図を示す。
【００３１】
次いで、第２の露光工程を行った。吐出口５に対応する領域２０を除き親水部１０に対応する領域１９を含む領域として、具体的には、親水部１０に対応する領域１９を、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて１０００Ｊ／ｍ2で露光した（図２Ｆ）。次いで、それを９０℃で４分間熱処理した後、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比６／４）で現像し、親水部１０に対応する領域の撥水層形成用材料層１２ならびに吐出口５に対応する領域の層１１および１２を除去した（図２Ｇ）。
【００３２】
次に、基板の背面（感光材料層等を設けた面に対向する面）にインク供給口６を作製するためのマスク（不図示）を適切に配置し、基板の表面をゴム膜（不図示）によって保護した後、シリコーン基板の異方性エッチングによってインク供給口６を作製した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、再びＵＸ３０００（商品名、ウシオ電機製）を用いて表面全体に紫外線を照射することによって、インク流路パターンを形成する型レジスト７を分解し、乳酸メチルを用いて型レジスト７を溶解除去した（図２Ｈ）。
【００３３】
その後、感光材料層１１及び撥水層形成用材料層１２を２００℃で１時間加熱プロセスを実施した後、電気的な接続及びインク供給の手段を適宜配置した。これにより、窪み形状の親水部１０と、吐出口５及びインク流路３のパターンを形成し表面に撥水層８を有する流路形成部材４とを含むインクジェットヘッドを得た。なお、撥水層８の厚みは、０．４μｍであった。
【００３４】
なお、親水部１０の形状は、レーザー顕微鏡（キーエンス社製、商品名：ＶＫ９７００）を用いて測定した。その結果、下側（基板１側）にインク流路３を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ（図２の符号１０ｈで表される深さ）５μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路３を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ７μｍの窪みが形成されていた。後述する評価方法でこのインクジェットヘッドを評価した。結果を表２に示す。
【００３５】
〔実施例２〕
本発明の実施例２においては、親水部１０のパターンを変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。実施例２で使用したマスクには、親水部１０に対応する部分として、内径３０μｍ、外経４０μｍのドーナツ型の形状が、吐出口５の周囲に配置されていた。図５に、この吐出口と親水部とを有するインクジェットヘッドの模式図を示す。実施例２のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。なお、このインクジェットヘッドの親水部１０は、内径３０μｍ、外径４０μｍのドーナツ型形状であり、撥水層８の基板１側の面からの深さ１０ｈは６μｍであった。
【００３６】
〔実施例３〕
本発明の実施例３においては、第１の露光工程後の熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度を、１００℃から１２０℃に変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。親水部１０の形状は、下側（基板１側）にインク流路を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ７μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ１０μｍの窪みが形成されていた。実施例３のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００３７】
〔実施例４〕
本発明の実施例３においては、第１の露光工程後の熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）の温度を、１００℃から８０℃に変更したのみで、後は実施例１と同様にしてインクジェットヘッドを作製した。親水部１０の形状は、下側（基板１側）にインク流路を有する領域では、幅が４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ３μｍの窪みが形成されていた。また、下側にインク流路を有さない領域では幅４４μｍ、最深部が撥水層８の基板１側の面より深さ４μｍの窪みが形成されていた。実施例４のインクジェットヘッドを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００３８】
〔比較例１〕
さらに比較のために、流路形成部材内部に底を有する窪みではなく、撥水層のみを部分的に除去することにより形成した親水部１７を設けたインクジェットヘッドを作製した。以下に図を用いて、親水部１７を設けたインクジェットヘッドについて説明する。なお、エネルギー発生素子、型レジスト、感光材料層および撥水層形成用材料層は、実施例１と同様のものを用いた。
【００３９】
実施例１と同様に、エネルギー発生素子２を設けた基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトンを塗布、パターニングしてインク流路のパターン（型レジスト７）を形成し、さらにその上に感光材料層１１、撥水層形成用材料層１２を製膜した（図３Ａ）。次いで、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口５及び親水部１１のパターンを４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図３Ｂ）。この際、感光材料層１１および撥水層形成用材料層１２のうちの親水部１７に対応する領域は、感光材料層１１の限界分解能未満のマスクパターンを用いることで、現像後に撥水部８のみ部分的に除去させた（図３Ｃ）。このマスクとして、親水部に対応する領域が、実施例１と同様に幅４０μｍのライン状であるものを用いた。ここで感光材料層の限界分解能未満のマスクパターンとは、感光材料層１１が基板まで現像されず、場合によってはある深さまでは現像されるパターンサイズを意味する。その後、実施例１と同様に、インク供給口６を形成し、インク流路パターンを形成する型レジスト７を分解除去した後に加熱プロセスを実施してノズルを完成させた。
【００４０】
〔比較例２〕
さらに比較として親水部を設けないインクジェットヘッドも作製した。比較例１と同様に、エネルギー発生素子２を設けた基板上に、ポリメチルイソプロペニルケトンを塗布、パターニングしてインク流路のパターン（型レジスト７）を形成し、さらにその上に感光材料層１１、撥水層形成用材料層１２を製膜した。次いで、Ｉ線露光ステッパー（キヤノン社製）を用いて、吐出口のパターンを４０００Ｊ／ｍ2で露光した（図３Ｂ）。この際、比較例１で親水部１７となる領域においても、マスクパターンを用いずに全面を露光することで親水部を設けないインクジェットヘッドを作製した。
【００４１】
〔評価〕
作製したそれぞれのインクジェットヘッドに黒インクを充填し、Ａ４サイズの記録紙１１枚に対して、それぞれ全吐出口からインクを吐出させるベタ印字を連続で行い、インクミストから生成したインク滴がノズルに引き込まれる事で不吐出が発生するか観察した。不吐出の観察は、ベタ印字の白スジ（不吐出）を目視確認することで行った。評価の基準は以下の通りである。
○：白スジがゼロ本ないし１本しか認識できない、
△：２〜４本の白スジが認識される、
×：５本以上の白スジが認識される。
【００４２】
結果を表２に示す。なお、表２中の部分親水領域とは、窪み形状の親水部、もしくは解像限界以下のマスクを用いて形成した親水領域を示し、窪み（親水部）領域とは、部分親水領域を窪み形状の親水部にて達成しているものを示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
上記結果より明らかなように、本発明により、吐出口面１８に撥水部と凹形状に窪んだ親水部１０を正確な位置精度で形成することで、連続印字での印字品位を向上することができた。より具体的には、連続した長期間の高周波駆動において、高印字スピードで、高デューティで、記録を実行する場合においても、発生するインクミストを親水部に留めておき、インク滴の吐出口への引き込みを防止することができた。上記評価では、黒インクを用いて評価を行ったが、複数の色を同時に駆動させた場合でも同様のことが言える。なお、凹形状に窪んだ新水部の形状及び配置については、使用する形態に応じて適宜選択することが出来る。
【符号の説明】
【００４５】
１ 基板
２ エネルギー発生素子
３ インク流路
４ 流路形成部材
５ 吐出口
６ インク供給口
７ 型レジスト
８ 撥水層
９ 表面に撥水層形成用材料層を有する窪み
１０ 窪み形状の親水部
１０ｈ 窪み（親水部）の流路形成部材内部の深さ
１１ 感光材料層
１２ 撥水層形成用材料層
１３ 第一のマスク
１４ レーザー光
１５ 第二のマスク
１６ 感光材料層の限界分解能未満のマスクパターン
１７ 流路形成部材表面に底を有する親水部
１８ 吐出口を有する面
１９ 親水部に対応する領域
２０ 吐出口に対応する領域
【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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水層を有する流路形成部材とを含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記流路形成部材内部に底を有し表面に前記撥水層を有さない窪みである親水部を含み、
カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物から成り前記流路形成部材を形成するための感光材料層を前記基板上に設ける工程と、
前記感光材料層上に、撥水層形成用材料層を設ける工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも、前記吐出口および前記親水部に対応する領域をそれぞれ除いた領域を露光して、その露光した領域の感光材料層および撥水層形成用材料層を硬化させる第１の露光工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも前記吐出口に対応する領域を除き、前記親水部に対応する領域を含む領域を露光する第２の露光工程と
を含む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】
前記カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物が、二官能以上のエポキシ基、もしくはオキセタン基を有するカチオン重合性樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記撥水層形成用材料層が、少なくとも、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とから縮合合成される硬化縮合生成物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ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の露光工程後かつ前記第２の露光工程前に、前記第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層の軟化点以上の温度で熱処理をすることで、前記親水部に対応する領域に、表面に前記撥水層形成用材料層を有する窪みを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第２の露光工程後に現像工程を有し、
前記第２の露光工程における露光量が、前記第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層が硬化可能であって、前記第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層が前記現像工程において除去可能な露光量であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、
前記吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記窪みの流路形成部材内部の深さが、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水層を有する流路形成部材とを含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記流路形成部材内部に底を有し表面に前記撥水層を有さない窪みである親水部を含み、
カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物から成り前記流路形成部材を形成するための感光材料層を前記基板上に設ける工程と、
前記感光材料層上に、撥水層形成用材料層を設ける工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも、前記吐出口および前記親水部に対応する領域をそれぞれ除いた領域を露光して、その露光した領域の感光材料層および撥水層形成用材料層を硬化させる第１の露光工程と、
前記感光材料層および前記撥水層形成用材料層のうちの、少なくとも前記吐出口に対応する領域を除き、前記親水部に対応する領域を含む領域を露光する第２の露光工程と
を含む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】
前記カチオン重合性の光硬化性樹脂組成物が、二官能以上のエポキシ基、もしくはオキセタン基を有するカチオン重合性樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記撥水層形成用材料層が、少なくとも、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とから縮合合成される硬化縮合生成物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ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の露光工程後かつ前記第２の露光工程前に、前記第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層の軟化点以上の温度で熱処理をすることで、前記親水部に対応する領域に、表面に前記撥水層形成用材料層を有する窪みを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第２の露光工程後に現像工程を有し、
前記第２の露光工程における露光量が、前記第１の露光工程において露光されていない領域の感光材料層が硬化可能であって、前記第１の露光工程において露光されていない領域の撥水層形成用材料層が前記現像工程において除去可能な露光量であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
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エネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出するための吐出口、および前記吐出口と連通する液体流路のパターンを形成し、表面に撥水処理が施された流路形成部材とを含むインクジェットヘッドであって、
前記吐出口を有する面に、撥水処理が施されている撥水領域と、前記流路形成部材内部に底を有し表面に撥水処理が施されていない窪みとを複数有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記窪みの流路形成部材内部の深さが、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９１４０５（Ｐ２０１２−９１４０５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０８１１（Ｐ２０１０−２４０８１１）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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