JP2003300323A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ノズル表面に撥水領域と非撥水領域を設けるこ
とが可能となり、インクジェットヘッドのノズル表面に
撥水部分と親水部分を工程数を増やすことなく、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
ことが可能となるインクジェットヘッド及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】インクを吐出する吐出口が配列された吐出
口部材を有するインクジェットヘッドまたはその製造方
法において、前記吐出口部材が、第１の感光性樹脂層と
該第１の感光性樹脂層に積層された撥水性を有する第２
の感光性樹脂層とによって形成され、これらの層にパタ
ーン露光、現像処理を施して、前記第１の感光性樹脂層
と前記第２の感光性樹脂層との双方を除去した部分と、
前記第２の感光性樹脂層を部分的に除去した部分と、を
有する構成とする。
とが可能となり、インクジェットヘッドのノズル表面に
撥水部分と親水部分を工程数を増やすことなく、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
ことが可能となるインクジェットヘッド及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】インクを吐出する吐出口が配列された吐出
口部材を有するインクジェットヘッドまたはその製造方
法において、前記吐出口部材が、第１の感光性樹脂層と
該第１の感光性樹脂層に積層された撥水性を有する第２
の感光性樹脂層とによって形成され、これらの層にパタ
ーン露光、現像処理を施して、前記第１の感光性樹脂層
と前記第２の感光性樹脂層との双方を除去した部分と、
前記第２の感光性樹脂層を部分的に除去した部分と、を
有する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方式に用いる記録小滴を発生するためのインクジェッ
トヘッドおよびその製造方法に関し、特にヘッド表面の
撥水処理に関する。
録方式に用いる記録小滴を発生するためのインクジェッ
トヘッドおよびその製造方法に関し、特にヘッド表面の
撥水処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、高速化等性
能向上のための様々な提案がなされている。本件出願人
は、より高画質なインクジェット記録方法として、特開
平４−１０９４０号公報〜特開平４−１０９４２号公報
等に、これらに関する提案をしている。また、本件出願
人は、前記特開平４−１０９４０号公報〜特開平４−１
０９４２号公報記載のインクジェット記録方法に、より
最適なインクジェットヘッドの製造方法について、特開
平６−２８６１４９号公報等に提案をしている。更に、
インクジェットヘッドに最適な撥水性組成物およびその
利用形態、あるいはヘッド表面の撥水処理に関してヘッ
ド表面に凹部を形成し撥水部材を埋め込む方法等につい
ても、別途、提案している。
ンクジェットヘッドにおいては、高画質化、高速化等性
能向上のための様々な提案がなされている。本件出願人
は、より高画質なインクジェット記録方法として、特開
平４−１０９４０号公報〜特開平４−１０９４２号公報
等に、これらに関する提案をしている。また、本件出願
人は、前記特開平４−１０９４０号公報〜特開平４−１
０９４２号公報記載のインクジェット記録方法に、より
最適なインクジェットヘッドの製造方法について、特開
平６−２８６１４９号公報等に提案をしている。更に、
インクジェットヘッドに最適な撥水性組成物およびその
利用形態、あるいはヘッド表面の撥水処理に関してヘッ
ド表面に凹部を形成し撥水部材を埋め込む方法等につい
ても、別途、提案している。
【０００３】また、本件出願人は、ヘッド表面の撥水処
理に関し、特開平６−２１０８５９号公報においてノズ
ル表面に撥水領域と非撥水領域を設ける事で印字品位を
改良する方法を提案している。即ち、ノズル表面全域が
撥水した場合、連続印刷時等にインクミストが集積しイ
ンク滴となり吐出口に引き込まれる事で不吐出となる事
が示されている。一方、ノズル表面に部分的に親水部を
設けた場合は、インクミストが親水部に集まるインク滴
への成長を防止できることが示されている。
理に関し、特開平６−２１０８５９号公報においてノズ
ル表面に撥水領域と非撥水領域を設ける事で印字品位を
改良する方法を提案している。即ち、ノズル表面全域が
撥水した場合、連続印刷時等にインクミストが集積しイ
ンク滴となり吐出口に引き込まれる事で不吐出となる事
が示されている。一方、ノズル表面に部分的に親水部を
設けた場合は、インクミストが親水部に集まるインク滴
への成長を防止できることが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−１０９４０号公報〜特開平４−１０９４２号公
報記載の方法、あるいは、その最適な製造方法である前
記特開平６−２８６１４９号公報等に記載の方法では、
ノズル形成部材と撥水部材がパターン露光、現像処理で
一括に形成されるため、ノズル表面は必ず撥水部材が残
存する形態になる。従って、前記特開平６−２１０８５
９号公報に記載の様に、ノズル表面に撥水領域と非撥水
領域を設ける事で印字品位を改良する事が困難であっ
た。
開平４−１０９４０号公報〜特開平４−１０９４２号公
報記載の方法、あるいは、その最適な製造方法である前
記特開平６−２８６１４９号公報等に記載の方法では、
ノズル形成部材と撥水部材がパターン露光、現像処理で
一括に形成されるため、ノズル表面は必ず撥水部材が残
存する形態になる。従って、前記特開平６−２１０８５
９号公報に記載の様に、ノズル表面に撥水領域と非撥水
領域を設ける事で印字品位を改良する事が困難であっ
た。
【０００５】一方、この特開平６−２１０８５９号公報
に記載のノズル表面に撥水領域と非撥水領域を設けるこ
とで、印字品位を改良するものにおいても、撥水部材を
ノズル表面に均一に形成してからエキシマレーザーによ
り部分的にアブレーションにより撥水材を除去するもの
であることから、アブレーションによる残査の生じるこ
とがあり、また吐出口との精密な位置合わせが難しく、
工程数が増えること等の点で、改善の余地を有してい
た。
に記載のノズル表面に撥水領域と非撥水領域を設けるこ
とで、印字品位を改良するものにおいても、撥水部材を
ノズル表面に均一に形成してからエキシマレーザーによ
り部分的にアブレーションにより撥水材を除去するもの
であることから、アブレーションによる残査の生じるこ
とがあり、また吐出口との精密な位置合わせが難しく、
工程数が増えること等の点で、改善の余地を有してい
た。
【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決し、ノ
ズル表面に撥水領域と非撥水領域を設けることが可能と
なり、インクジェットヘッドのノズル表面に撥水部分と
親水部分を工程数を増やすことなく、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
ることを目的とするものである。
ズル表面に撥水領域と非撥水領域を設けることが可能と
なり、インクジェットヘッドのノズル表面に撥水部分と
親水部分を工程数を増やすことなく、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
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、つぎの（１）〜（１４）のように構成し
た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。 （１）インクを吐出する吐出口が配列された吐出口部材
を有するインクジェットヘッドにおいて、前記吐出口部
材が、第１の感光性樹脂層と該第１の感光性樹脂層に積
層された撥水性を有する第２の感光性樹脂層とによって
形成され、これらの層にパターン露光、現像処理を施し
て、前記第１の感光性樹脂層と前記第２の感光性樹脂層
との双方を除去した部分と、前記第２の感光性樹脂層を
部分的に除去した部分と、を有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 （２）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴とする
上記（１）に記載のインクジェットヘッド。 （３）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層を除去した部分と、前記第２の感光性樹脂層を除
去した部分とが、同一工程で形成されてなる吐出口部材
を有することを特徴とする上記（１）または上記（２）
に記載のインクジェットヘッド。 （４）前記第２の感光性樹脂層を除去した部分が、前記
第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパターン露光に
よって形成されていることを特徴とする上記（１）〜
（３）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （５）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の感
光性樹脂層より厚いことを特徴とする上記（１）〜
（４）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （６）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の感
光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特徴とする
上記（５）に記載のインクジェットヘッド。 （７）前記吐出口部材に、異方性導電シートを用いて電
気接続手段が施されていることを特徴とする上記（１）
〜（６）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （８）インクを吐出する吐出口が配列された吐出口部材
を有するインクジェットヘッドの製造方法において、イ
ンク吐出圧力発生素子が形成された基体上に、溶解可能
な樹脂によってインク流路パターンを形成する工程と、
前記インク流路パターン上に、前記吐出口部材を形成す
るために第１の感光性樹脂層を施す工程と、前記第１の
感光性樹脂層上に、前記吐出口部材を形成するために撥
水性を有する第２の感光性樹脂層を施す工程と、前記第
１の感光性樹脂層および第２の感光性樹脂層を、パター
ン露光、現像処理によって除去して吐出口を形成すると
同時に、前記第２の感光性樹脂層のみを部分的に除去す
る工程と、前記溶解可能な樹脂によって形成されたイン
ク流路パターンを除去する工程と、を有することを特徴
とするインクジェットヘッドの製造方法。 （９）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴とする
上記（８）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 （１０）前記第２の感光性樹脂層のみを除去する部分
は、前記第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパター
ン露光によって形成することを特徴とする上記（８）ま
たは上記（９）に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１１）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、第２の感光
性樹脂層より厚いことを特徴とする上記（８）〜（１
０）のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１２）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の
感光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特徴とす
る上記（１１）に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１３）前記吐出口部材を形成した後に、異方性導電シ
ートを用いて電気接続を施す工程を有することを特徴と
する上記（８）〜（１２）のいずれかに記載のインクジ
ェットヘッドの製造方法。 （１４）前記異方性導電シートを用いて電気接続を施す
に際して、前記第２の感光性樹脂層が部分的に除去され
た基板の領域と前記異方性導電シートとの間に、スペー
サーを配置する工程を有することを特徴とする上記（１
３）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
決するために、つぎの（１）〜（１４）のように構成し
た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。 （１）インクを吐出する吐出口が配列された吐出口部材
を有するインクジェットヘッドにおいて、前記吐出口部
材が、第１の感光性樹脂層と該第１の感光性樹脂層に積
層された撥水性を有する第２の感光性樹脂層とによって
形成され、これらの層にパターン露光、現像処理を施し
て、前記第１の感光性樹脂層と前記第２の感光性樹脂層
との双方を除去した部分と、前記第２の感光性樹脂層を
部分的に除去した部分と、を有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 （２）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴とする
上記（１）に記載のインクジェットヘッド。 （３）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層を除去した部分と、前記第２の感光性樹脂層を除
去した部分とが、同一工程で形成されてなる吐出口部材
を有することを特徴とする上記（１）または上記（２）
に記載のインクジェットヘッド。 （４）前記第２の感光性樹脂層を除去した部分が、前記
第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパターン露光に
よって形成されていることを特徴とする上記（１）〜
（３）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （５）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の感
光性樹脂層より厚いことを特徴とする上記（１）〜
（４）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （６）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の感
光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特徴とする
上記（５）に記載のインクジェットヘッド。 （７）前記吐出口部材に、異方性導電シートを用いて電
気接続手段が施されていることを特徴とする上記（１）
〜（６）のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 （８）インクを吐出する吐出口が配列された吐出口部材
を有するインクジェットヘッドの製造方法において、イ
ンク吐出圧力発生素子が形成された基体上に、溶解可能
な樹脂によってインク流路パターンを形成する工程と、
前記インク流路パターン上に、前記吐出口部材を形成す
るために第１の感光性樹脂層を施す工程と、前記第１の
感光性樹脂層上に、前記吐出口部材を形成するために撥
水性を有する第２の感光性樹脂層を施す工程と、前記第
１の感光性樹脂層および第２の感光性樹脂層を、パター
ン露光、現像処理によって除去して吐出口を形成すると
同時に、前記第２の感光性樹脂層のみを部分的に除去す
る工程と、前記溶解可能な樹脂によって形成されたイン
ク流路パターンを除去する工程と、を有することを特徴
とするインクジェットヘッドの製造方法。 （９）前記第１の感光性樹脂層および前記第２の感光性
樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴とする
上記（８）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 （１０）前記第２の感光性樹脂層のみを除去する部分
は、前記第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパター
ン露光によって形成することを特徴とする上記（８）ま
たは上記（９）に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１１）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、第２の感光
性樹脂層より厚いことを特徴とする上記（８）〜（１
０）のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１２）前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第２の
感光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特徴とす
る上記（１１）に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 （１３）前記吐出口部材を形成した後に、異方性導電シ
ートを用いて電気接続を施す工程を有することを特徴と
する上記（８）〜（１２）のいずれかに記載のインクジ
ェットヘッドの製造方法。 （１４）前記異方性導電シートを用いて電気接続を施す
に際して、前記第２の感光性樹脂層が部分的に除去され
た基板の領域と前記異方性導電シートとの間に、スペー
サーを配置する工程を有することを特徴とする上記（１
３）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用することにより、フォトリソグラフィー
技術によって、インクジエットヘッドのノズル表面に撥
水部分と親水部分を工程数を増やすことなく、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。
上記構成を適用することにより、フォトリソグラフィー
技術によって、インクジエットヘッドのノズル表面に撥
水部分と親水部分を工程数を増やすことなく、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。
【０００９】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〜図３に、本発明の一実施形態に
なるインクジェットヘッドの形成工程概略図を示す。図
１の（１−１）〔Ａ〕は、基板１上にインク吐出圧力発
生素子としてヒーター材２が配置された状態を示す。ヒ
ーター２は、電極が接続され（不図示）通電により発
熱、インクを気化させインク小滴を吐出する。図１の
（１−１）〔Ｂ〕は、図１の（１−１）〔Ａ〕のＡ−
Ａ’断面図である。
ついて説明する。図１〜図３に、本発明の一実施形態に
なるインクジェットヘッドの形成工程概略図を示す。図
１の（１−１）〔Ａ〕は、基板１上にインク吐出圧力発
生素子としてヒーター材２が配置された状態を示す。ヒ
ーター２は、電極が接続され（不図示）通電により発
熱、インクを気化させインク小滴を吐出する。図１の
（１−１）〔Ｂ〕は、図１の（１−１）〔Ａ〕のＡ−
Ａ’断面図である。
【００１０】これらの図に示されたインクジェットヘッ
ドの形成工程にしたがって、本実施形態におけるインク
ジェットヘッドの製造方法について説明する。
ドの形成工程にしたがって、本実施形態におけるインク
ジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００１１】まず、基板１上にインク流路の型となる型
レジスト３を形成する（図１の（１−２））。つぎに、
前記型レジスト３上に、更にノズル形成部材となる第１
感光製樹脂層４を形成する（図２の（１−３））。更
に、上記第１感光製樹脂層４上に、主として撥水性を有
する第２感光製樹脂層５を形成する（図２の（１−
４））。つぎに、前記第１感光製樹脂層４及び第２感光
製樹脂層５に対してマスクを介して通常のフォトリソグ
ラフィー技術により露光／現像処理を施し、吐出口６及
びノズル表面の任意の位置に形成可能な親水部７を形成
する（図２の（１−５））。
レジスト３を形成する（図１の（１−２））。つぎに、
前記型レジスト３上に、更にノズル形成部材となる第１
感光製樹脂層４を形成する（図２の（１−３））。更
に、上記第１感光製樹脂層４上に、主として撥水性を有
する第２感光製樹脂層５を形成する（図２の（１−
４））。つぎに、前記第１感光製樹脂層４及び第２感光
製樹脂層５に対してマスクを介して通常のフォトリソグ
ラフィー技術により露光／現像処理を施し、吐出口６及
びノズル表面の任意の位置に形成可能な親水部７を形成
する（図２の（１−５））。
【００１２】ここで、本実施の形態においては、インク
吐出口形成部においては第１感光製樹脂層４及び第２感
光製樹脂層５がパターニング可能（現像後に残らない）
な大きさにマスクパターンが設定され、親水部において
は、第２感光性樹脂層５はパターニングされるが、第１
感光性樹脂層４はパターニングされない（現像時に貫通
しない）大きさに、マスクパターンが設定される。親水
部では、撥水性を有する第２感光製樹脂層５が部分的に
欠落しており、第１感光製樹脂層４が露出しているため
に撥水性を示さない。
吐出口形成部においては第１感光製樹脂層４及び第２感
光製樹脂層５がパターニング可能（現像後に残らない）
な大きさにマスクパターンが設定され、親水部において
は、第２感光性樹脂層５はパターニングされるが、第１
感光性樹脂層４はパターニングされない（現像時に貫通
しない）大きさに、マスクパターンが設定される。親水
部では、撥水性を有する第２感光製樹脂層５が部分的に
欠落しており、第１感光製樹脂層４が露出しているため
に撥水性を示さない。
【００１３】通常、型レジスト３の膜厚は、１０〜４０
μｍ、第１感光製樹脂層４の膜厚は、１０〜４０μｍ、
吐出口はφ１０〜３０μｍ程度の範囲から選択されるた
め、第１感光性樹脂層４のパターニングに際してはおよ
そ１：１〜１：４程度のアスペクト比（吐出口幅：第１
感光製樹脂層４の膜厚）が必要となる。また、第２感光
製樹脂層５は、表面撥水性を得るために使用しているも
のであり、通常０．１〜３μｍ程度の膜厚に調整され、
前記アスペクト比（吐出口幅：第２感光製樹脂層５の膜
厚）で言えば１：１程度で十分である。いわゆるレジス
ト性能としては、アスペクト比はより高い方が好ましい
が、現実的には１：４以上のアスペクト比を達成するの
は特殊な条件（Ｘ線露光等）を除いて極めて困難であ
る。
μｍ、第１感光製樹脂層４の膜厚は、１０〜４０μｍ、
吐出口はφ１０〜３０μｍ程度の範囲から選択されるた
め、第１感光性樹脂層４のパターニングに際してはおよ
そ１：１〜１：４程度のアスペクト比（吐出口幅：第１
感光製樹脂層４の膜厚）が必要となる。また、第２感光
製樹脂層５は、表面撥水性を得るために使用しているも
のであり、通常０．１〜３μｍ程度の膜厚に調整され、
前記アスペクト比（吐出口幅：第２感光製樹脂層５の膜
厚）で言えば１：１程度で十分である。いわゆるレジス
ト性能としては、アスペクト比はより高い方が好ましい
が、現実的には１：４以上のアスペクト比を達成するの
は特殊な条件（Ｘ線露光等）を除いて極めて困難であ
る。
【００１４】ここで、親水部形成においては、吐出口径
に対して十分に小さいパターン幅のマスクを用意すれば
第２感光製樹脂層５のみをパターニングを行なうことが
可能となる。即ち、φ１〜３μｍ程度のマスクパターン
を用いれば、第２感光製樹脂層５はおよそ０．１〜３μ
ｍ程度の膜厚であるためにアスペクト比から考えても十
分にパターニング可能であるが、第１感光製樹脂層４の
膜厚は１０〜４０μｍ程度であるためパターニングでき
ない。
に対して十分に小さいパターン幅のマスクを用意すれば
第２感光製樹脂層５のみをパターニングを行なうことが
可能となる。即ち、φ１〜３μｍ程度のマスクパターン
を用いれば、第２感光製樹脂層５はおよそ０．１〜３μ
ｍ程度の膜厚であるためにアスペクト比から考えても十
分にパターニング可能であるが、第１感光製樹脂層４の
膜厚は１０〜４０μｍ程度であるためパターニングでき
ない。
【００１５】このように第１感光製樹脂層４及び第２感
光製樹脂層５の膜厚比を考慮してマスク設計を行なう事
で吐出口形成とノズル表面の任意の位置に親水部を設け
る事が一回のパターニング（露光／現像処理）で形成す
る事ができる。この事は、吐出口位置と親水部の相対位
置精度はマスクによって一義的に決定する事が可能であ
ることを示し、かつ親水部形成に際して工程を増やすこ
とがないことを示す。
光製樹脂層５の膜厚比を考慮してマスク設計を行なう事
で吐出口形成とノズル表面の任意の位置に親水部を設け
る事が一回のパターニング（露光／現像処理）で形成す
る事ができる。この事は、吐出口位置と親水部の相対位
置精度はマスクによって一義的に決定する事が可能であ
ることを示し、かつ親水部形成に際して工程を増やすこ
とがないことを示す。
【００１６】上記説明は、本発明の一実施形態について
説明したものであるが、本発明はこのような形態に限ら
れるものではなく、第２の感光性樹脂層のみをパターニ
ングするために、例えば、これ以外に・第１感光製樹脂
層４と第２感光製樹脂層５の現像液を変化させる（第２
感光製樹脂層５の現像液では第１感光製樹脂層４は現像
されない様に設定する）。・第１感光製樹脂層４と第２
感光製樹脂層５の感度差を設ける事で、両感光性樹脂層
のアスペクト比を最適な値に制御する。等の手法を適宜
用いる事で、より安定的に吐出口形成と親水部の形成を
同時に行なう事が可能となる。
説明したものであるが、本発明はこのような形態に限ら
れるものではなく、第２の感光性樹脂層のみをパターニ
ングするために、例えば、これ以外に・第１感光製樹脂
層４と第２感光製樹脂層５の現像液を変化させる（第２
感光製樹脂層５の現像液では第１感光製樹脂層４は現像
されない様に設定する）。・第１感光製樹脂層４と第２
感光製樹脂層５の感度差を設ける事で、両感光性樹脂層
のアスペクト比を最適な値に制御する。等の手法を適宜
用いる事で、より安定的に吐出口形成と親水部の形成を
同時に行なう事が可能となる。
【００１７】このようにして、吐出口及び親水部が形成
された後に、図３の（１−６）に示すとおりインク供給
口を適宜形成し、更に図３の（１−７）に示すとおり型
レジスト３を適宜除去する事でインクジェットヘッドを
作成する事ができる。次いで本発明に用いられる構成要
素について説明する。まず、第１感光性樹脂層は、ノズ
ル部材の一部となるため高い機械的強度、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。第２感光性樹脂層は、インクに対する
撥水性が求められフッ素、珪素等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。
された後に、図３の（１−６）に示すとおりインク供給
口を適宜形成し、更に図３の（１−７）に示すとおり型
レジスト３を適宜除去する事でインクジェットヘッドを
作成する事ができる。次いで本発明に用いられる構成要
素について説明する。まず、第１感光性樹脂層は、ノズ
ル部材の一部となるため高い機械的強度、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。第２感光性樹脂層は、インクに対する
撥水性が求められフッ素、珪素等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。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］本発明の実施例１においては、前記図１〜
図３の工程を用いてインクジェットヘッドを作成した。
まず、基板１としてＳｉウエハを用いヒーター材として
ＴａＮを用いた。次いで型レジストとして東京応化工業
社製ＯＤＵＲを用いインク流路パターンを形成した（図
１の（１−２）、膜厚１３μｍ）。更に、第１感光性樹
脂層として下記表１記載の組成物をインク流路パターン
上にスピンコートで形成した（図２の（１−３）、膜厚
１２μｍ）。
図３の工程を用いてインクジェットヘッドを作成した。
まず、基板１としてＳｉウエハを用いヒーター材として
ＴａＮを用いた。次いで型レジストとして東京応化工業
社製ＯＤＵＲを用いインク流路パターンを形成した（図
１の（１−２）、膜厚１３μｍ）。更に、第１感光性樹
脂層として下記表１記載の組成物をインク流路パターン
上にスピンコートで形成した（図２の（１−３）、膜厚
１２μｍ）。
【００１９】
【表１】
表１に示す組成物は、ネガ型の感光特性を有するカチオ
ン重合性組成物である。更に、第１感光性樹脂層上に第
２感光性樹脂層を形成した（図２の（１−４））。第２
感光性樹脂層は下記表２に示す組成物である。
ン重合性組成物である。更に、第１感光性樹脂層上に第
２感光性樹脂層を形成した（図２の（１−４））。第２
感光性樹脂層は下記表２に示す組成物である。
【００２０】
【表２】
第２感光性樹脂層は、その構造中にフッ素原子を含む官
能基を有し、撥水性を示すとともにエポキシ基、光カチ
オン重合触媒によりネガ型の感光性組成物となる。第２
感光性樹脂層形成に際しては、第１感光性樹脂層はこの
時点で反応していないために、塗布溶媒等の選択に際し
ては、第１感光性樹脂層に悪影響を与えない構成をとる
必要がある。本実施例においては、前記表２に示す組成
物をＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥する事でドライフィ
ルムを作成し、第１感光性樹脂層上に熱／圧力を適宜加
えながらラミネートする事で形成した（膜厚０．５μ
ｍ）。
能基を有し、撥水性を示すとともにエポキシ基、光カチ
オン重合触媒によりネガ型の感光性組成物となる。第２
感光性樹脂層形成に際しては、第１感光性樹脂層はこの
時点で反応していないために、塗布溶媒等の選択に際し
ては、第１感光性樹脂層に悪影響を与えない構成をとる
必要がある。本実施例においては、前記表２に示す組成
物をＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥する事でドライフィ
ルムを作成し、第１感光性樹脂層上に熱／圧力を適宜加
えながらラミネートする事で形成した（膜厚０．５μ
ｍ）。
【００２１】このようにして形成した第１及び第２感光
性樹脂層に対して吐出口部及び親水部のパターンが形成
されたマスクを介してキヤノン製マスクアライナーＭＰ
Ａ６００を用いて露光量１．０Ｊ／ｃｍ2で露光を行な
った。マスク上の吐出口寸法はφ２２μｍ／親水部を形
成する領域は２μｍのライン（ラインの間隔は７μｍ）
を形成してある（図４の（２−１））。露光後９０℃／
４分間加熱した後にメチルイソブチルケトン／キシレン
＝２／３の現像液に浸漬、キシレンでリンスを行い吐出
口部及び親水部領域を形成した。
性樹脂層に対して吐出口部及び親水部のパターンが形成
されたマスクを介してキヤノン製マスクアライナーＭＰ
Ａ６００を用いて露光量１．０Ｊ／ｃｍ2で露光を行な
った。マスク上の吐出口寸法はφ２２μｍ／親水部を形
成する領域は２μｍのライン（ラインの間隔は７μｍ）
を形成してある（図４の（２−１））。露光後９０℃／
４分間加熱した後にメチルイソブチルケトン／キシレン
＝２／３の現像液に浸漬、キシレンでリンスを行い吐出
口部及び親水部領域を形成した。
【００２２】得られたパターンは吐出口部においては、
φ２０．２μｍに形成され、第１及び第２感光性樹脂層
が除去される。一方、親水部領域においてはマスク上２
μｍのラインが１．８μｍ深さ０．７μｍで形成され
た。即ち、第２感光性樹脂層は除去されているが、第１
感光性樹脂層は、ほとんど除去されていない。形成され
たラインでは撥水性を有する第２感光性樹脂層が存在せ
ず、第１感光性樹脂層が出ているためにインクに対して
親水部となる（図２の（１−５））。次いで、Ｓｉウエ
ハは、裏面より異方性エッチングによりインク供給口を
形成し（図３の（１−６））、最後に型レジストを除去
し、第１及び第２感光性樹脂層を完全に硬化させる目的
で２００℃／１時間加熱処理を行ないノズルが完成する
（図３の（１−７））。こうして得られたノズルに対し
て、電気的な接続及びインク供給の手段を適宜配置して
インクジェットヘッドとした。また、比較のために、吐
出口のみを形成し、親水領域を形成しない形態のインク
ジェットヘッドも同時に作成した。このインクジェット
ヘッドに黒インクを充填し、Ａ４サイズの記録紙に対し
て全吐出口からインクを吐出させるベタ印字を連続で行
ない、インクミストから生成したインク滴がノズル内に
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
事で行なった。評価の基準は以下の通りである。 〇：白スジがほとんど認識できない △：１〜２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 結果を表３に示す。
φ２０．２μｍに形成され、第１及び第２感光性樹脂層
が除去される。一方、親水部領域においてはマスク上２
μｍのラインが１．８μｍ深さ０．７μｍで形成され
た。即ち、第２感光性樹脂層は除去されているが、第１
感光性樹脂層は、ほとんど除去されていない。形成され
たラインでは撥水性を有する第２感光性樹脂層が存在せ
ず、第１感光性樹脂層が出ているためにインクに対して
親水部となる（図２の（１−５））。次いで、Ｓｉウエ
ハは、裏面より異方性エッチングによりインク供給口を
形成し（図３の（１−６））、最後に型レジストを除去
し、第１及び第２感光性樹脂層を完全に硬化させる目的
で２００℃／１時間加熱処理を行ないノズルが完成する
（図３の（１−７））。こうして得られたノズルに対し
て、電気的な接続及びインク供給の手段を適宜配置して
インクジェットヘッドとした。また、比較のために、吐
出口のみを形成し、親水領域を形成しない形態のインク
ジェットヘッドも同時に作成した。このインクジェット
ヘッドに黒インクを充填し、Ａ４サイズの記録紙に対し
て全吐出口からインクを吐出させるベタ印字を連続で行
ない、インクミストから生成したインク滴がノズル内に
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
事で行なった。評価の基準は以下の通りである。 〇：白スジがほとんど認識できない △：１〜２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 結果を表３に示す。
【００２３】［実施例２］本発明の実施例２において
は、親水領域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成した。本実
施例で用いたマスクは、図４の（２−２）に示す様に吐
出口部とハッチングされた領域からなりハッチングされ
た領域は２μｍ角のマスクが２μｍピッチで配列されて
いる（図５の（２−３）参照）。２μｍ角マスクに対応
する領域の出来上がりは１．８〜２．０μｍ角、深さ２
μｍに形成されている。実施例１と同様にして評価を行
なった。結果を表３に示す。
は、親水領域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成した。本実
施例で用いたマスクは、図４の（２−２）に示す様に吐
出口部とハッチングされた領域からなりハッチングされ
た領域は２μｍ角のマスクが２μｍピッチで配列されて
いる（図５の（２−３）参照）。２μｍ角マスクに対応
する領域の出来上がりは１．８〜２．０μｍ角、深さ２
μｍに形成されている。実施例１と同様にして評価を行
なった。結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】
上記結果より明らかなように、本発明のごとくノズル表
面に親水領域を部分的に設ける事で連続印字での印字品
位を向上する事ができた。親水化処理する領域の大きさ
及び配置については、使用する形態に応じて適宜選択す
る事ができる。
面に親水領域を部分的に設ける事で連続印字での印字品
位を向上する事ができた。親水化処理する領域の大きさ
及び配置については、使用する形態に応じて適宜選択す
る事ができる。
【００２５】［実施例３］本発明の実施例３において
は、ノズル表面の親水領域の形成に加えて、電気実装部
に本発明を応用した例を示す。ヒーター、ノズルが形成
された基板に電気的な接続を行なうに際しては様々な方
法があるが、近年、高密度に実装可能な手法の一つに異
方性導電シート（以降ＡＣＦ）を用いるものがある。
は、ノズル表面の親水領域の形成に加えて、電気実装部
に本発明を応用した例を示す。ヒーター、ノズルが形成
された基板に電気的な接続を行なうに際しては様々な方
法があるが、近年、高密度に実装可能な手法の一つに異
方性導電シート（以降ＡＣＦ）を用いるものがある。
【００２６】図６に、ＡＣＦ（異方性導電シート）を用
いた場合の基本的な工程を示す。図６の（３−１）は、
ノズルが形成されたチップの断面図であり、チップの周
囲に電気的な接続のためのＡＬ パッド９が配置されて
いる形態を示す。次いでＡＬ パッド上にバンプ１０が
形成され（図６の（３−２））更にＡＣＦを位置合わせ
し（図６（３−３））、ＡＣＦ〜バンプ接続部に熱、圧
力をかける事で、ＡＣＦがつぶれ導電性を発揮し電気的
な接続がなされる（図６の（３−４））。最後に接続部
を封止して完了する（図６の（３−５））。
いた場合の基本的な工程を示す。図６の（３−１）は、
ノズルが形成されたチップの断面図であり、チップの周
囲に電気的な接続のためのＡＬ パッド９が配置されて
いる形態を示す。次いでＡＬ パッド上にバンプ１０が
形成され（図６の（３−２））更にＡＣＦを位置合わせ
し（図６（３−３））、ＡＣＦ〜バンプ接続部に熱、圧
力をかける事で、ＡＣＦがつぶれ導電性を発揮し電気的
な接続がなされる（図６の（３−４））。最後に接続部
を封止して完了する（図６の（３−５））。
【００２７】しかしながら、この方法においては、ＡＣ
Ｆに熱、圧力をかける際にバンプ部だけでなく、基板〜
ＡＣＦ間にも熱、圧力が加わり、基板側と導通して不具
合を生じる場合がある。そこで図７の（４−１）に示す
ようにノズルを形成する第１及び第２感光性樹脂層でＡ
Ｌ パッド周辺にスペーサー１３となるパターンを配置
する事が提案されている。スペーサーを配置する事でＡ
ＣＦの熱圧着の際に基板側と導通する事は無くなり、熱
圧着条件のマージンを増やす事が可能となる（図７の
（４−２））。しかしながら、スペーサーを第１及び第
２感光性樹脂層で形成した場合第２感光性樹脂層が撥水
性を有するため封止処理に際して封止材をはじき、完全
な封止が行われない場合があった。そこで、スペーサー
部に本実施例の部分的な親水処理を施す事で封止材のは
じきを防ぎ、完全な封止処理と基板〜ＡＣＦ間での導通
防止を両立する事ができる。
Ｆに熱、圧力をかける際にバンプ部だけでなく、基板〜
ＡＣＦ間にも熱、圧力が加わり、基板側と導通して不具
合を生じる場合がある。そこで図７の（４−１）に示す
ようにノズルを形成する第１及び第２感光性樹脂層でＡ
Ｌ パッド周辺にスペーサー１３となるパターンを配置
する事が提案されている。スペーサーを配置する事でＡ
ＣＦの熱圧着の際に基板側と導通する事は無くなり、熱
圧着条件のマージンを増やす事が可能となる（図７の
（４−２））。しかしながら、スペーサーを第１及び第
２感光性樹脂層で形成した場合第２感光性樹脂層が撥水
性を有するため封止処理に際して封止材をはじき、完全
な封止が行われない場合があった。そこで、スペーサー
部に本実施例の部分的な親水処理を施す事で封止材のは
じきを防ぎ、完全な封止処理と基板〜ＡＣＦ間での導通
防止を両立する事ができる。
【００２８】本実施例における実施形態として、実施例
１と同様な方法でノズル部を部分的に親水処理と同一工
程で親水処理されたスペーサーを形成した。スペーサー
は、マスク上５０μｍ角のパターンで形成され、２μｍ
のラインを８μｍ間隔で配置する事で表面は親水化され
る。こうして得られたチップをＡＣＦを用いて電気実装
した所、基板〜ＡＣＦ間の導通による不具合は発生しな
かった。更に、封止処理においてもスペーサー部で封止
材がはじかれる事は全くなかった。
１と同様な方法でノズル部を部分的に親水処理と同一工
程で親水処理されたスペーサーを形成した。スペーサー
は、マスク上５０μｍ角のパターンで形成され、２μｍ
のラインを８μｍ間隔で配置する事で表面は親水化され
る。こうして得られたチップをＡＣＦを用いて電気実装
した所、基板〜ＡＣＦ間の導通による不具合は発生しな
かった。更に、封止処理においてもスペーサー部で封止
材がはじかれる事は全くなかった。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、インクジエットヘッドのノズル表面に撥水部分と親
水部分を工程数を増やすことなく、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。
ば、インクジエットヘッドのノズル表面に撥水部分と親
水部分を工程数を増やすことなく、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。
【図１】本発明の実施の形態及び実施例１におけるイン
クジェットヘッドの形成工程を示す図である。
クジェットヘッドの形成工程を示す図である。
【図２】図１に続く、本発明の実施の形態及び実施例１
におけるインクジェットヘッドの形成工程を示す図であ
る。
におけるインクジェットヘッドの形成工程を示す図であ
る。
【図３】図２に続く、本発明の実施の形態及び実施例１
におけるインクジェットヘッドの形成工程を示す図であ
る。
におけるインクジェットヘッドの形成工程を示す図であ
る。
【図４】（２−１）は本発明の実施例１におけるインク
ジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクの構成を
示す図であり、（２−２）は本発明の実施例２における
インクジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクを
示す図である。
ジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクの構成を
示す図であり、（２−２）は本発明の実施例２における
インクジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクを
示す図である。
【図５】（２−３）は本発明の実施例２におけるインク
ジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクの構成を
示す図である。
ジェットヘッドの形成工程で用いられたマスクの構成を
示す図である。
【図６】本発明の実施例３における異方性導電シート
（ＡＣＦ）を用いたインクジェットヘッドの形成工程を
示す図である。
（ＡＣＦ）を用いたインクジェットヘッドの形成工程を
示す図である。
【図７】本発明の実施例３におけるスペーサーを用いた
インクジェットヘッドの形成工程を示す図である。
インクジェットヘッドの形成工程を示す図である。
１：基板
２：ヒーター
３：型レジスト
４：第１感光性樹脂層
５：第２感光性樹脂層
６：インク吐出口
７：親水部
８：インク供給口
９：ＡＬ パッド
１０：バンプ
１１：ＡＣＦ
１２：封止材
１３：スペーサー
Claims (14)
- 【請求項１】インクを吐出する吐出口が配列された吐出
口部材を有するインクジェットヘッドにおいて、 前記吐出口部材が、第１の感光性樹脂層と該第１の感光
性樹脂層に積層された撥水性を有する第２の感光性樹脂
層とによって形成され、これらの層にパターン露光、現
像処理を施して、前記第１の感光性樹脂層と前記第２の
感光性樹脂層との双方を除去した部分と、前記第２の感
光性樹脂層を部分的に除去した部分と、を有することを
特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】前記第１の感光性樹脂層および前記第２の
感光性樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴
とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】前記第１の感光性樹脂層および前記第２の
感光性樹脂層を除去した部分と、前記第２の感光性樹脂
層を除去した部分とが、同一工程で形成されてなる吐出
口部材を有することを特徴とする請求項１または請求項
２に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】前記第２の感光性樹脂層を除去した部分
が、前記第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパター
ン露光によって形成されていることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項５】前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第
２の感光性樹脂層より厚い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。 - 【請求項６】前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記第
２の感光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特徴
とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項７】前記吐出口部材に、異方性導電シートを用
いて電気接続手段が施されていることを特徴とする請求
項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項８】インクを吐出する吐出口が配列された吐出
口部材を有するインクジェットヘッドの製造方法におい
て、 インク吐出圧力発生素子が形成された基体上に、溶解可
能な樹脂によってインク流路パターンを形成する工程
と、 前記インク流路パターン上に、前記吐出口部材を形成す
るために第１の感光性樹脂層を施す工程と、 前記第１の感光性樹脂層上に、前記吐出口部材を形成す
るために撥水性を有する第２の感光性樹脂層を施す工程
と、 前記第１の感光性樹脂層および第２の感光性樹脂層を、
パターン露光、現像処理によって除去して吐出口を形成
すると同時に、前記第２の感光性樹脂層のみを部分的に
除去する工程と、 前記溶解可能な樹脂によって形成されたインク流路パタ
ーンを除去する工程と、 を有す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９】前記第１の感光性樹脂層および前記第２の
感光性樹脂層が、ネガ型感光性樹脂層であることを特徴
とする請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項１０】前記第２の感光性樹脂層のみを除去する
部分は、前記第１の感光性樹脂層の限界解像度以下のパ
ターン露光によって形成することを特徴とする請求項８
または請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項１１】前記第１の感光性樹脂層の厚さが、第２
の感光性樹脂層より厚いことを特徴とする請求項８〜１
０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１２】前記第１の感光性樹脂層の厚さが、前記
第２の感光性樹脂層の厚さの１０倍以上であることを特
徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドの製
造方法。 - 【請求項１３】前記吐出口部材を形成した後に、異方性
導電シートを用いて電気接続を施す工程を有することを
特徴とする請求項８〜１２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１４】前記異方性導電シートを用いて電気接続
を施すに際して、前記第２の感光性樹脂層が部分的に除
去された基板の領域と前記異方性導電シートとの間に、
スペーサーを配置する工程を有することを特徴とする請
求項１３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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|---|---|---|---|
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| US10/409,088 US6766579B2 (en) | 2002-04-11 | 2003-04-09 | Method for manufacturing an ink jet head |
| EP03008359A EP1366905B1 (en) | 2002-04-11 | 2003-04-10 | Method for manufacturing an ink jet head |
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| DE60317970T DE60317970T2 (de) | 2002-04-11 | 2003-04-10 | Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes |
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|---|---|
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