專利名稱：油墨噴頭的制造方法
專利說明油墨噴頭的制造方法 本發(fā)明涉及用于油墨噴射記錄方式為發(fā)生記錄小滴用的油墨噴頭及其制造方法，尤其是涉及頭表面的憎水處理。油墨噴射記錄方式中適用的油墨噴頭，已提出了各種用于高圖象品質(zhì)化、高速化等提高性能的提案。作為更高圖象品質(zhì)化油墨噴射記錄方法，本案申請人在特開平(Japanes Patent ApplicationLaid-Open、以下相同)4-10940號公報(bào)～特開平4-10942號等公報(bào)中提出了有關(guān)這些的提案。
另外，本案申請人對于前述特開平4-10940號公報(bào)～特開平4-10942號公報(bào)所述的油墨噴射記錄方法，在特開平6-286149號公報(bào)等中提出了有關(guān)更適用的油墨噴頭的制造方法。此外，還通過別的方式提出了有關(guān)油墨噴頭最適用的憎水性組合物及其利用形態(tài)、或頭表面的憎水處理、還涉及在頭表面形成的凹部填入憎水部分材料的方法。
還有，關(guān)于頭表面的憎水處理，本案申請人在特開平6-210859號公報(bào)中提出了在噴嘴表面設(shè)憎水領(lǐng)域和非憎水領(lǐng)域而改進(jìn)打印品位的方法。即，噴嘴表面全部進(jìn)行防水時(shí)，由于連續(xù)印刷時(shí)等油墨霧累積成油墨滴被導(dǎo)入噴出口而出現(xiàn)不噴出的問題。另一方面，在噴嘴表面部分地設(shè)親水部分時(shí)，則顯示出可防止油墨霧聚集在親水部分成長為油墨滴。
然而，前述特開平4-10940號公報(bào)～特開平4-10942號公報(bào)所述的方法，或者作為其最佳制造方法的前述特開平6-286149號公報(bào)所述的方法，由于采用圖象曝光、顯象處理一下子形成噴嘴形成部分材料和憎水部分材料，所以噴嘴表面一定變成殘存憎水部分材料的形態(tài)。因此，如前述特開平6-210859號公報(bào)所述，很難采用在噴嘴表面設(shè)憎水領(lǐng)域和非憎水領(lǐng)域的方法來改進(jìn)打印品位。
另一方面，采用該特開平6-210859號公報(bào)所述的在噴嘴表面設(shè)憎水領(lǐng)域和非憎水領(lǐng)域即使改進(jìn)打印品位，但噴嘴表面均勻地形成憎水部分材料后，由于被受激準(zhǔn)分子激光部分地剝落除去憎水材料，所以有時(shí)產(chǎn)生剝落的殘?jiān)?，并且很難與噴出口的位置精確吻合，從增加工序數(shù)等方面考慮還有改進(jìn)的余地。本發(fā)明目的是為了解決上述課題，通過可在噴嘴表面設(shè)防水域和非防水域，不增加工序數(shù)而在油墨噴頭的噴嘴表面以正確的位置精確度形成憎水部分和親水部分，提供可實(shí)現(xiàn)打印品位提高的油墨噴頭及其制造方法。
本發(fā)明為了解決上述課題，提供如以下構(gòu)成的油墨噴頭的制造方法。
油墨噴頭的制造方法，其特征在于在有噴出油墨的噴出口排列的噴出口構(gòu)件的油墨噴頭的制造方法中，有在形成油墨噴出壓力發(fā)生元件的基體上，用可溶解的樹脂形成油墨流路圖案的工序和在前述油墨流路圖案上，為了形成前述噴出口構(gòu)件而疊層第1感光性樹脂層的工序和在前述第1感光性樹脂層上，為了形成前述噴出口構(gòu)件而疊層有憎水性的第2感光性樹脂層的工序、和用掩膜同時(shí)將前述第1感光性樹脂層與第2感光性樹脂層進(jìn)行圖案曝光，同時(shí)通過在該圖案曝光時(shí)部分地控制曝光部分的曝光域使?jié)撓笊疃炔煌?，形成到達(dá)第1感光性樹脂層底部的第1的潛象圖案，和超過第2感光性樹脂層、且不到達(dá)第1感光性樹脂層底部的第2的潛象圖案的工序、和通過將圖案曝光的前述第1感光性樹脂層與第2感光性樹脂層進(jìn)行顯象，形成噴出口與第1感光性樹脂層露出的親水露出部分的工序、和除去前述可溶解的樹脂形成的油墨流路圖案的工序。

圖1A、1B和1C是表示本發(fā)明的實(shí)施方案及實(shí)施例1中油墨噴頭形成工序的圖。
圖2A、2B和2C是繼圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方案及實(shí)施例1中油墨噴頭形成工序的圖。
圖3A和3B是繼圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方案及實(shí)施例1中油墨噴頭形成工序的圖。
圖4A是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中油墨噴頭形成工序使用的掩膜構(gòu)成的圖，圖4B是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中油墨噴頭形成工序使用的掩膜構(gòu)成的圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中油墨噴頭形成工序使用的掩膜構(gòu)成的圖。
圖6A、6B、6C、6D和6E是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中使用各向異性導(dǎo)電片(ACF)的油墨噴頭形成工序的圖。
圖7A和7B是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中使用調(diào)距板的油墨噴頭形成工序的圖。本發(fā)明的實(shí)施方案通過使用上述構(gòu)成，采用照相平版印刷技術(shù)，可不增加工序數(shù)而在油墨噴頭的噴嘴表面以正確的位置精確度形成憎水部分和親水部分，可實(shí)現(xiàn)打印品位的提高。
以下，用圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說明。
圖1A-3B是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方案的油墨噴頭形成工序的概略圖。
圖1A在基板1上配置作為油墨噴出壓力發(fā)生元件的加熱器材料2的狀態(tài)。加熱器2連接電極(未圖示)經(jīng)通電發(fā)熱，使油墨氣化噴出油墨小滴。
圖1B是圖1A的1B-1B截面圖。
根據(jù)這些圖表示的油墨噴頭的形成工序，對本實(shí)施方案中的油墨噴頭的制造方法進(jìn)行說明。
首先，在基板1上形成成為油墨流路的模的?？刮g劑3(圖1C)。
接著，在前述?？刮g劑3上再形成成為形成噴嘴構(gòu)件的第1感光性樹脂層4(圖2A)。
還有，在上述第1感光性樹脂層4上，主要形成有憎水性的第2感光性樹脂層5(圖2B)。
然后，對前述第1感光性樹脂層4及第2感光性樹脂層5通過掩膜采用通常的照相平版印刷技術(shù)進(jìn)行曝光/顯象處理，在噴出口6及噴嘴表面的任意位置形成可形成的親水部分7(圖2C)。
這里，在本實(shí)施方案中，在油墨噴出口部分按照第1感光性樹脂層4及第2感光性樹脂層5可成圖象(顯象后不殘留)的大小設(shè)定掩膜圖象，在親水部分按第2感光性樹脂層5形成圖象，但第1感光性樹脂層4不形成圖象(顯象時(shí)不貫通)的大小設(shè)定掩膜。親水部分有憎水性的第2感光性樹脂層5部分剝落，由于第1感光性樹脂層4露出不顯示憎水性。這通過圖案曝光時(shí)部分地控制曝光部分的曝光域使?jié)撓笊疃炔煌?，通過形成到達(dá)第1感光性樹脂層底部的第1潛象圖案(噴出口形成部分)，和超過第2感光性樹脂層，且不到達(dá)第1感光性樹脂層底部的第2潛象圖案(親水部分)而實(shí)現(xiàn)。
通常，因?？刮g劑3的膜厚從10～40μm的范圍選擇、第1感光性樹脂層4的膜厚從10～40μm的范圍選擇，噴出口從φ10～30μm的范圍選擇，所以第1感光性樹脂層4形成圖案時(shí)大約需要1∶1～1∶4左右的縱橫尺寸比(噴出口寬第1感光性樹脂層4的膜厚)。
另外，第2感光性樹脂層5是為了獲得表面憎水性而使用的樹脂層，通常調(diào)整到0.1～3μm左右的膜厚，用前述縱橫尺寸比(噴出口寬第2感光性樹脂層5的膜厚)衡量可以是1∶1左右。作為所謂的抗蝕性能，優(yōu)選縱橫尺寸比更高的抗蝕劑，但實(shí)際上要達(dá)到1∶4以上的縱橫尺寸比，除了特殊條件(X射線曝光等)以外，是極困難的。
這里，在親水部分形成中，若準(zhǔn)備比噴出口直徑十分小的圖案寬的掩膜，則可進(jìn)行親水部分的成圖。即，若用φ1～3μm左右的掩膜圖案，由于第2感光性樹脂層5大約是0.1～3μm左右的膜厚，所以即使從縱橫尺寸比來考慮也可充分成圖，但因第1感光性樹脂層4的膜厚是10～40μm左右，所以不能完全成圖。
這樣通過考慮第1感光性樹脂層4與第2感光性樹脂層5的膜厚比進(jìn)行掩膜設(shè)計(jì)，噴出口形成和在噴嘴表面的任意位置設(shè)親水部分均可通過一次成圖(曝光/顯象處理)形成。這表明噴出口位置與親水部分的相對位置精度可同樣地決定，且表明形成親水部分時(shí)沒有增加工序。
上述說明是對本發(fā)明的一種實(shí)施方案進(jìn)行說明的例子，但本發(fā)明不局限于這樣的方案，因?yàn)橹皇堑?感光性樹脂層形成圖案，除此以外，例如，還可以適當(dāng)采用·改變第1感光性樹脂層4與第2感光性樹脂層5的顯象液(設(shè)定第2感光性樹脂層5的顯象液使第1感光性樹脂層不顯象)；·通過設(shè)第1感光性樹脂層4與第2感光性樹脂層5的感度差，把兩種感光性樹脂層的縱橫尺寸比控制在最佳值；等的方法，可同時(shí)進(jìn)行更穩(wěn)定地形成噴出口和形成親水部分。
這樣，形成噴出口及親水部分后，如圖3A所示適當(dāng)形成油墨供給口，再如圖3B所示通過適當(dāng)除去?？刮g劑3可制作油墨噴頭。
以下，對本發(fā)明用的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。
首先，第1感光性樹脂層，為了成為噴嘴部材料的一部分，由于要求高的機(jī)械強(qiáng)度、耐油墨性、與基板的粘附性，故優(yōu)選使用負(fù)型抗蝕劑，最優(yōu)選使用環(huán)氧樹脂的陽離子聚合物。
第2感光性樹脂層要求對油墨的憎水性，優(yōu)選使用含有氟、硅等憎水性官能基的負(fù)型抗蝕劑。[實(shí)施例]以下，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)明的實(shí)施例1，使用前圖1A～3B的工序制作油墨噴頭。
首先，作為基板1用硅片、作為加熱器材料用TaN。
然后，作為?？刮g劑用東京應(yīng)化工業(yè)公司制ODUR形成油墨流路圖案(圖1C、膜厚13μm)。還有，作為第1感光性樹脂層用旋涂器在油墨流路圖案上形成下述表1所述的組合物(圖2A、膜厚12μm)。
表1
表1中表示的組合物，是有負(fù)型感光特性的陽離子聚合性組合物。并在第1感光性樹脂層上形成第2感光性樹脂層(圖2B)。
第2感光性樹脂層是下述表2表示的組合物。
表2 第2感光性樹脂層，其結(jié)構(gòu)中有含氟原子的官能基，顯示出憎水性，同時(shí)通過環(huán)氧基、光陽離子聚合催化劑成為負(fù)型的感光性組合物。
形成第2感光性樹脂層時(shí)，由于此時(shí)第1感光性樹脂層不反應(yīng)，所以選擇涂布溶劑等時(shí)，必須是對第1感光性樹脂層沒有不良影響的構(gòu)成。本實(shí)施例中通過在PET薄膜上涂布前述表2表示的組合物進(jìn)行干燥制成干膜，是在第1感光性樹脂層上一邊適當(dāng)施加熱/壓力一邊進(jìn)行復(fù)合而形成的薄膜(膜厚0.5μm)。
對這樣形成的第1及第2感光性樹脂層，通過形成噴出口部分及親水部分的圖案的掩膜用佳能公司制的掩膜校準(zhǔn)器-MPA600，用曝光量1.0J/cm2進(jìn)行曝光。掩膜上的噴出口6的尺寸是形成φ22m/親水部分的領(lǐng)域形成2μm的線21(線的間隔7μm)(圖4A)。曝光后進(jìn)行90℃/4分鐘加熱后，浸漬在甲基異丁基酮/二甲苯＝2/3的顯象液中，用二甲苯?jīng)_洗形成噴出口部分和親水部分領(lǐng)域。
得到的圖案在噴出口部分形成φ20.2μm，除去第1及第2感光性樹脂層。另外，在親水部分領(lǐng)域在掩膜上按1.8μm深0.7μm形成2μm的線21。即，除去第2感光性樹脂層但基本上不除去第1感光性樹脂層。所形成的線不存在有憎水性的第2感光性樹脂層，由于第1感光性樹脂層露出所以對油墨來講成為親水部分(圖2C)。
然后，硅片由里面用各向異性蝕刻形成油墨供給口(圖3A)、最后除去?？刮g劑，為使第1及第2感光性樹脂層完全固化，進(jìn)行200℃/小時(shí)加熱處理制成噴嘴(圖3B)。對這樣制得的噴嘴適當(dāng)?shù)嘏渲媒与娂肮┙o油墨的手段成為油墨噴頭。
另外，為了比較起見，也同時(shí)制作只形成噴出口、不形成親水領(lǐng)域形態(tài)的油墨噴頭。
在該油墨噴頭中填充黑油墨，由全噴出口對A4規(guī)格的記錄紙連續(xù)進(jìn)行噴出油墨的實(shí)心打印(solid print)、由于油墨霧生成的油墨滴被導(dǎo)入噴嘴內(nèi)、觀察是否發(fā)生不噴出。采用目視確認(rèn)實(shí)心打印的白條紋(不噴出)進(jìn)行不噴出的觀察。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下。A基本上沒有白條紋B有1～2條的白條紋C有5條以上的白條紋將結(jié)果示于表3。在本發(fā)明的實(shí)施例2中，只改變親水領(lǐng)域的圖案，其他與實(shí)施例1同樣地制成油墨噴頭。
本實(shí)施例中用的掩膜如圖4B所示由噴出口部分與影線的領(lǐng)域構(gòu)成、影線的領(lǐng)域2μm正方形的掩膜按2μm間距排列(參見圖5)。相對應(yīng)于2μm正方形掩膜的領(lǐng)域形成是形成1.8～2.0μm正方形、深度2μm。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行評價(jià)。將結(jié)果示于表3。
表3
由上述結(jié)果看出，如本發(fā)明通過在噴嘴表面部分地設(shè)親水領(lǐng)域可提高連續(xù)打印時(shí)的打印品位。
有關(guān)進(jìn)行親水化處理的領(lǐng)域的大小及配置，可根據(jù)進(jìn)行使用的形態(tài)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。在本發(fā)明的實(shí)施例3中，除了噴嘴表面的親水領(lǐng)域的形成外，還列舉電氣安裝部分應(yīng)用本發(fā)明的例子。
對有加熱器、噴嘴形成的基板進(jìn)行電連接時(shí)有各種方法，近年在可高密度地安裝的一種方法中有采用各向異性導(dǎo)電片(anisotropicconduction sheet、以下稱ACF)的方法。
圖6A～6E表示用ACF(各向異性導(dǎo)電片)時(shí)的基本工序。
圖6A是形成噴嘴尖端的截面圖，表示在尖端的周圍配置接電用的AL墊片9的形態(tài)。用圓圈包圍的部分是噴嘴部分20。然后在AL墊片上形成凸緣10(圖6B)，再把ACF調(diào)準(zhǔn)位置(圖6C)、通過對ACF～凸緣連接部分施加熱、壓力，壓住ACF發(fā)揮導(dǎo)電性完成電連接(圖6D)。最后封堵連接部分而完成(圖6E)。
然而，本方法中，對ACF施加熱、壓力時(shí)，不僅是凸緣部分，而且對基板～ACF間也施加熱、壓力，與基板接通有時(shí)產(chǎn)生不良結(jié)果。因此，如圖7A所示，提出了在AL墊片周邊用形成噴嘴的第1及第2感光性樹脂層配置成為調(diào)距板13的圖案。通過配置調(diào)距板13在ACF熱壓接時(shí)不發(fā)生與基板接通的問題，可增大熱壓接條件的安全系數(shù)(圖7B)。然而，用第1及第2感光性樹脂層形成調(diào)距板13時(shí)，由于第2感光性樹脂層有憎水性，故封堵處理時(shí)，使封堵材料崩裂，有時(shí)出現(xiàn)不完全封堵的情況。因此，用對調(diào)距板13進(jìn)行本實(shí)施例的部分性親水處理的方法防止封堵材料的崩裂，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)完全的封堵處理和防止基板～ACF間的接通。噴嘴部分20用圓圈包圍來表示。
作為本實(shí)施例中的實(shí)施方案，采用與實(shí)施例1同樣的方法在與對噴嘴部分地進(jìn)行親水處理同一工序中形成親水處理的調(diào)距板。調(diào)距板用掩膜上50μm的正方形圖案形成、通過按8μm間隔配置2μm的線，表面得到親水化。對這樣制得的尖端用ACF進(jìn)行電氣安裝時(shí)，不發(fā)生因基板～ACF間的接通導(dǎo)致的不良現(xiàn)象。此外，即使是封堵處理中在調(diào)距板部分封堵材料也完全不產(chǎn)生崩裂。
如上說明，若采用本發(fā)明可以不增加工序數(shù)而以正確的位置精度在油墨噴頭的噴嘴表面形成憎水部分和親水部分，可實(shí)現(xiàn)打印品位的提高。
權(quán)利要求
1.油墨噴頭的制造方法，其特征在于在有噴出油墨的噴出口排列的噴出口構(gòu)件的油墨噴頭的制造方法中，有在形成油墨噴出壓力發(fā)生元件的基體上，用可溶解的樹脂形成油墨流路圖案的工序、和在前述油墨流路圖案上，為了形成前述噴出口構(gòu)件而疊層第1感光性樹脂層的工序、和在前述第1感光性樹脂層上，為了形成前述噴出口構(gòu)件而疊層有憎水性的第2感光性樹脂層的工序、和用掩膜同時(shí)將前述第1感光性樹脂層與第2感光性樹脂層進(jìn)行圖案曝光、同時(shí)通過在該圖案曝光時(shí)部分地控制曝光部分的曝光領(lǐng)域使?jié)撓笊疃炔煌纬傻竭_(dá)第1感光性樹脂層底部的第1潛象圖案、和超過第2感光性樹脂層、且不到達(dá)第1感光性樹脂層底部的第2潛象圖案的工序、和通過將圖案曝光的前述第1感光性樹脂層與第2感光性樹脂層進(jìn)行顯象，形成噴出口與第1感光性樹脂層露出的親水露出部分的工序、和除去前述可溶解的樹脂形成的油墨流路圖案的工序。
2.權(quán)利要求1所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于前述第1感光性樹脂層與前述第2感光性樹脂層是負(fù)型感光性樹脂層。
3.權(quán)利要求1所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于前述第2潛象圖案采用前述第1感光性樹脂層的極限析象清晰度以下的圖案曝光而形成。
4.權(quán)利要求1所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于前述第1感光性樹脂層的厚度比第2感光性樹脂層厚。
5.權(quán)利要求4所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于前述第1感光性樹脂層的厚度是前述第2感光性樹脂層厚度的10倍以上。
6.權(quán)利要求1所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于在形成前述噴出口構(gòu)件后，有用各向異性導(dǎo)電片進(jìn)行電連接的工序。
7.權(quán)利要求6所述的油墨噴頭的制造方法，其特征在于用前述各向異性導(dǎo)電片進(jìn)行電連接時(shí)，在部分地除去前述第2感光性樹脂的基板的領(lǐng)域與前述各向異性導(dǎo)電片之間，有配置調(diào)距板的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供在噴嘴表面設(shè)憎水領(lǐng)域與非憎水領(lǐng)域，不增加工序數(shù)而以正確的位置精度在油墨噴頭的噴嘴表面形成憎水部分和親水部分，可實(shí)現(xiàn)打印品位提高的油墨噴頭及其制造方法。在有噴出油墨的噴出口排列的噴出口構(gòu)件的油墨噴頭及其制造方法中，前述噴出口構(gòu)件由第1感光性樹脂層和疊層在該第1感光性樹脂層上有憎水性的第2感光性樹脂層形成，對這些的層進(jìn)行圖案曝光、顯象處理，成為具有除去前述的第1感光性樹脂層和前述的第2感光性樹脂層的雙方的部分、和部分地除去前述第2感光性樹脂層的部分的構(gòu)成。
文檔編號B41J2/135GK1449917SQ0311070
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者大熊典夫 申請人:佳能株式會社