JP3524344B2 - Method of manufacturing inkjet head, inkjet head and inkjet printing apparatus - Google Patents
Method of manufacturing inkjet head, inkjet head and inkjet printing apparatusInfo
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- JP3524344B2 JP3524344B2 JP24558497A JP24558497A JP3524344B2 JP 3524344 B2 JP3524344 B2 JP 3524344B2 JP 24558497 A JP24558497 A JP 24558497A JP 24558497 A JP24558497 A JP 24558497A JP 3524344 B2 JP3524344 B2 JP 3524344B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リント方式に用いるインクジェットヘッドおよびその製
造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head used in an inkjet printing system and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、ある種の芳香族オニウム塩が
光照射によりエポキシ樹脂のカチオン重合を開始させる
ことが知られている(例えば特公昭52−14277号
公報、特公昭52−14278号公報)。また、これら
の芳香族オニウム塩は、還元性を有する物質、例えば銅
化合物と併用することで熱重合の開始剤として作用する
ことが知られている(例えば、USP−417355
1、USP−4216288)。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been known that a certain kind of aromatic onium salt initiates cationic polymerization of an epoxy resin by light irradiation (for example, Japanese Patent Publication Nos. 52-14277 and 52-14278). ). Further, it is known that these aromatic onium salts act as an initiator of thermal polymerization when used in combination with a substance having a reducing property, for example, a copper compound (for example, USP-417355).
1, USP-4216288).
【0003】また、本出願人は、上述のエポキシ樹脂、
芳香族オニウム塩および銅化合物からなるエポキシ樹脂
組成物をインクジェットヘッドのインク流路形成材料と
して用いることを提案している(特開平6−28614
9号公報)。In addition, the applicant of the present invention, the above-mentioned epoxy resin,
It has been proposed to use an epoxy resin composition composed of an aromatic onium salt and a copper compound as a material for forming an ink flow path of an inkjet head (Japanese Patent Laid-Open No. 6-28614).
No. 9).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記組
成物は、比較的優れた硬化性、基板に対する密着性を有
しているものの熱的な安定性にかけ、工程管理が複雑に
なるという問題点があった。However, although the above-mentioned composition has relatively excellent curability and adhesion to the substrate, it has a problem in that process control becomes complicated due to its thermal stability. there were.
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、上記エポキシ樹脂等
からなる組成物の優れた硬化性、基板に対する密着性を
維持しつつ、簡易な工程でインクジェットヘッドを製造
することが可能なインクジェットヘッドの製造方法およ
びインクジェットヘッドを提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a simple composition while maintaining excellent curability and adhesion to a substrate of a composition made of the epoxy resin or the like. An object of the present invention is to provide an inkjet head manufacturing method and an inkjet head capable of manufacturing an inkjet head in a process.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インクジェットヘッドの製造方法であっ
て、インクを吐出する為の圧力を発生させる素子が形成
された基板の表面に銅化合物とシランカップリング剤を
含む溶液を付着させる工程と、前記銅化合物とシランカ
ップリング剤を含む溶液が付着した前記基板上に、イン
ク流路形成部材を形成する樹脂層を形成する工程と、を
含み、前記樹脂層を形成する樹脂組成物は、少なくとも
カチオン重合可能なエポキシ樹脂および芳香族オニウム
塩を含むことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is a method for manufacturing an ink jet head, in which copper is formed on the surface of a substrate on which an element for generating a pressure for ejecting ink is formed. Compound and silane coupling agent
Attaching a solution containing the copper compound and the silane
A step of forming a resin layer forming an ink flow path forming member on the substrate to which the solution containing a pulling agent is attached, wherein the resin composition forming the resin layer is at least a cationically polymerizable epoxy resin. And an aromatic onium salt.
【0007】他の形態では、インクジェットヘッドの製
造方法であって、インクを吐出する為の圧力を発生させ
る素子が形成された基板の一部に、溶解可能な樹脂にて
インク流路用パターンを形成する工程と、前記基板の表
面に銅化合物とシランカップリング剤を含む溶液を付着
させる工程と、前記銅化合物とシランカップリング剤を
含む溶液が付着した基板上に、インク流路形成部材を形
成する樹脂層を形成する工程と、前記インク流路形成部
材を光照射により硬化させる工程と、前記インク流路形
成部材の前記素子に対応した個所にインク吐出口を形成
する工程と、前記溶解可能な樹脂で形成されたインク流
路用パターンを溶出する工程と、を含み、前記樹脂層を
形成する樹脂組成物は、少なくともカチオン重合可能な
エポキシ樹脂および芳香族オニウム塩を含むことを特徴
とする。According to another aspect of the method for manufacturing an ink jet head, an ink flow path pattern is made of a soluble resin on a part of a substrate on which an element for generating a pressure for ejecting ink is formed. A step of forming, a step of attaching a solution containing a copper compound and a silane coupling agent to the surface of the substrate, the copper compound and a silane coupling agent
A step of forming a resin layer forming an ink flow path forming member on the substrate to which the solution containing is attached, a step of curing the ink flow path forming member by light irradiation, and a step of forming the element of the ink flow path forming member. The resin composition forming the resin layer includes a step of forming an ink discharge port at a corresponding position and a step of eluting an ink flow path pattern formed of the soluble resin, and the resin composition forming the resin layer is at least cationically polymerized. It is characterized in that it contains possible epoxy resins and aromatic onium salts.
【0008】[0008]
【0009】[0009]
【0010】上記構成において、芳香族オニウム塩と銅
化合物は、およそ150℃以上の温度で急速に反応しエ
ポキシ樹脂のカチオン重合反応を加速し、優れた硬化物
性(基板に対する密着力/耐インク性)を得ることがで
きる。ここで、エポキシ樹脂およびオニウム塩を含む樹
脂組成物にあらかじめ銅化合物を内添しておけば同様の
効果が得られるものの、エポキシ樹脂/オニウム塩と銅
化合物の暗反応が徐々に進行し、前記樹脂組成物の粘度
等が変化し厳密な工程管理が要求される問題があった。In the above structure, the aromatic onium salt and the copper compound react rapidly at a temperature of about 150 ° C. or higher to accelerate the cationic polymerization reaction of the epoxy resin, and have excellent cured physical properties (adhesion strength to substrate / ink resistance). ) Can be obtained. Here, although a similar effect can be obtained by previously adding a copper compound internally to a resin composition containing an epoxy resin and an onium salt, a dark reaction between the epoxy resin / onium salt and the copper compound gradually proceeds, There has been a problem that the viscosity of the resin composition changes and strict process control is required.
【0011】そこで本発明は、上記構成のごとく、エポ
キシ樹脂およびオニウム塩を含む樹脂組成物には、銅化
合物を内添せず(従って暗反応は起こらず組成物の経時
的な変化は起こらない)、前記樹脂層を形成する基板表
面にあらかじめ銅化合物を付着させておくことで後工程
の加熱処理により優れた硬化物性を有するノズル材料を
得るものである。また、シランカップリング剤を上記の
銅化合物とともに基板表面に付着させることにより、樹
脂層と基板表面との高い密着性を得ることができる。 Therefore, according to the present invention, as in the above constitution, the copper compound is not internally added to the resin composition containing the epoxy resin and the onium salt (therefore, no dark reaction occurs and the composition does not change with time). ), By depositing a copper compound in advance on the surface of the substrate on which the resin layer is formed, a nozzle material having excellent cured physical properties is obtained by heat treatment in a subsequent step. In addition, the silane coupling agent above
By adhering to the substrate surface with the copper compound,
High adhesion between the oil layer and the substrate surface can be obtained.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0013】図1ないし図8は、本発明の一実施形態に
係るインクジェットヘッドの構成とその製造手順を模式
的に示す図である。以下、これらの図を参照して工程順
に説明する。FIGS. 1 to 8 are schematic views showing the construction of an ink jet head according to an embodiment of the present invention and the manufacturing procedure thereof. Hereinafter, the steps will be described in order with reference to these drawings.
【0014】本実施態様のヘッドは、図1に示されるよ
うに硝子、セラミック、プラスチックあるいは金属等か
らなる基板1を用意する。この基板1には、電気熱変換
素子あるいは圧電素子等の吐出圧力発生素子2が所望の
位置に複数個配置される。さらに基板1には、インク供
給口3が設けられ、これにより、基板1の(図中)背後
よりインクを供給することができる。As the head of this embodiment, as shown in FIG. 1, a substrate 1 made of glass, ceramic, plastic, metal or the like is prepared. On this substrate 1, a plurality of discharge pressure generating elements 2 such as electrothermal converting elements or piezoelectric elements are arranged at desired positions. Further, the substrate 1 is provided with an ink supply port 3, which allows ink to be supplied from behind the substrate 1 (in the figure).
【0015】次いで、図1のA−A′線断面を示す図2
に示すように、基板1上には、各吐出発生素子を覆うよ
うにそれぞれのインク流路用パターン4を溶解可能な樹
脂層として形成する。Next, FIG. 2 showing a cross section taken along the line AA 'of FIG.
As shown in FIG. 5, each ink flow path pattern 4 is formed as a soluble resin layer on the substrate 1 so as to cover each ejection generating element.
【0016】樹脂層を形成するための最も一般的な手段
としては、感光性材料をドライフィルム状としてラミネ
ートし、通常のフォトリソグラフィーによりパターニン
グする方法が挙げられる。インク流路パターン4は、後
工程で除去されるため溶解可能な樹脂で形成される必要
があり、ポジ型レジストあるいはネガ型レジストの場合
は溶解性変化型樹脂の使用が可能である。The most common means for forming the resin layer is to laminate a photosensitive material in the form of a dry film and pattern it by ordinary photolithography. The ink flow path pattern 4 needs to be formed of a soluble resin because it is removed in a later step, and in the case of a positive type resist or a negative type resist, a solubility change type resin can be used.
【0017】このように、インク流路をパターニングし
た溶解可能な樹脂層上には、図3に示すように、銅化合
物5を付着させる。As shown in FIG. 3, the copper compound 5 is deposited on the soluble resin layer in which the ink flow path is patterned in this way.
【0018】その具体的手法としては、銅化合物を適当
な溶媒に溶かしスピンコートにより基板上に付着させる
方法、銅化合物を溶かした溶媒に基板ごと浸漬する方
法、あるいは通常高い密着性を得るために行うシランカ
ップリング処理時に同時に銅化合物を付着させる方法な
どが挙げられる。Specific methods are as follows: a copper compound is dissolved in an appropriate solvent and attached on the substrate by spin coating, a substrate is soaked in a solvent in which the copper compound is dissolved, or a high adhesion is usually obtained. Examples include a method of simultaneously depositing a copper compound during the silane coupling treatment.
【0019】ここで最も有効な銅化合物としては、銅ト
リフラート(トリフルオロメタンスルフォン酸銅)が挙
げられる。この銅トリフラートは、芳香族オニウム塩の
還元触媒として作用する際、トリフルオロメタンスルフ
ォン酸が生じカチオン重合の触媒として作用すること、
他の銅化合物に比してエポキシ樹脂に対する溶解度が高
いことなどの利点を有しているからである。The most effective copper compound here is copper triflate (copper trifluoromethanesulfonate). When this copper triflate acts as a reduction catalyst for an aromatic onium salt, trifluoromethanesulfonic acid is produced and acts as a catalyst for cationic polymerization,
This is because it has advantages such as high solubility in an epoxy resin as compared with other copper compounds.
【0020】このようにしてインク流路パターンおよび
基板の表面に銅化合物を付着させた後、図4に示す様に
被覆樹脂層6を、その材料となる樹脂を適宜溶媒に溶か
すことにより、一般的に知られるスピンコート法、ロー
ルコート法等で形成する。After depositing the copper compound on the ink flow path pattern and the surface of the substrate in this manner, the coating resin layer 6 is dissolved in a solvent as appropriate to dissolve the coating resin layer 6 as shown in FIG. It is formed by a known spin coating method, roll coating method, or the like.
【0021】ここで、被覆樹脂層6としては、少なくと
もカチオン重合可能なエポキシ樹脂および芳香族オニウ
ム塩を含む樹脂組成物を用いる。具体的には、カチオン
重合可能なエポキシ樹脂として、ビスフェノールAとエ
ポクロルヒドリンとの反応物、フェノールノボラックあ
るいはo−クレゾールノボラックとエピクロルヒドリン
との反応物、特開昭60−161973号公報、特開昭
63−221121号公報、特開昭64−9216号公
報、特開平2−140219号公報に記載のオキシシク
ロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂などを挙げ
ることができる。一方、芳香族オニウム塩としては、芳
香族ヨードニウム塩、芳香族スルフォニウム塩[J.P
OLYMER SCI:Symposium No56
383−395(1976)参照]、旭電化工業社よ
り提供されているSP−170,SP−150などを挙
げることができる。これらの樹脂組成物は、光照射によ
り芳香族オニウム塩が分解しエポキシ樹脂のカチオン重
合を開始させ、これにより硬化膜を形成することができ
るものである。As the coating resin layer 6, a resin composition containing at least a cationically polymerizable epoxy resin and an aromatic onium salt is used. Specifically, as a cationically polymerizable epoxy resin, a reaction product of bisphenol A and epochlorhydrin, a reaction product of phenol novolac or o-cresol novolac and epichlorohydrin, JP-A-60-161973, JP-A-60-161973. Examples thereof include polyfunctional epoxy resins having an oxycyclohexane skeleton described in JP-A-63-221121, JP-A-64-9216, and JP-A-2-140219. On the other hand, examples of the aromatic onium salt include aromatic iodonium salts and aromatic sulfonium salts [J. P
OLYMER SCI: Symposium No56
383-395 (1976)], SP-170, SP-150 provided by Asahi Denka Kogyo KK, and the like. In these resin compositions, the aromatic onium salt is decomposed by light irradiation to initiate cationic polymerization of the epoxy resin, whereby a cured film can be formed.
【0022】ところで、この硬化膜は、インクジェット
ヘッドのインク流路形成部材となるものであるため構造
材料としての高い強度および、基板面との密着性が要求
されるものであるが、本実施形態で用いているエポキシ
樹脂のカチオン重合硬化物は、一般的には架橋密度の高
い硬化塗膜を与えるものの基板面に対する密着力は、イ
ンクジェットヘッドとしての長期の使用を考えた場合十
分なものとは言えない。これに対し、本願発明者らが先
に提案した上記特開平6−286149号公報では、基
板に対する密着力を向上させるために、上記樹脂組成物
に銅トリフラートを含有させて更にエポキシ樹脂の硬化
密度を高め基板に対する良好な密着性を得ることを提案
している。しかしながら、銅トリフラートを添加するこ
とは、室温下でも徐々に暗反応が進行し、その結果、樹
脂組成物の経時安定性にかけるという問題を新たに派生
する場合もある。すなわち、室温下においても芳香族オ
ニウム塩と銅トリフラートがわずかに反応しエポキシ樹
脂が硬化することで樹脂組成物の粘度が微妙に変化する
ために、樹脂組成物をスピンコートしたときの膜厚等が
変化し、その結果、経時安定性に欠けることがある。こ
れに対し、常に粘度変化をモニターし、塗布膜厚をコン
トロールすることも可能であるが、この場合には、工程
管理が複雑になりコスト増大の問題をも派生することに
なる。By the way, since this cured film serves as an ink flow path forming member of the ink jet head, it is required to have high strength as a structural material and adhesion to the substrate surface. The cationically polymerized cured product of the epoxy resin used in (1) generally gives a cured coating film with a high crosslink density, but the adhesion to the substrate surface is not sufficient when considering long-term use as an inkjet head. I can not say. On the other hand, in the above-mentioned JP-A-6-286149 proposed by the inventors of the present application, in order to improve the adhesion to the substrate, the resin composition contains copper triflate and further the cured density of the epoxy resin. It has been proposed to improve the adhesion and obtain good adhesion to the substrate. However, the addition of copper triflate may cause a new problem that the dark reaction gradually progresses even at room temperature, resulting in deterioration of stability over time of the resin composition. That is, even at room temperature, the aromatic onium salt and copper triflate slightly react and the epoxy resin cures, so that the viscosity of the resin composition changes subtly. May change, resulting in lack of stability over time. On the other hand, it is possible to constantly monitor the change in viscosity and control the coating film thickness, but in this case, the process control becomes complicated and the problem of cost increase arises.
【0023】このように樹脂組成物に銅トリフラート等
を添加することは樹脂組成物の経時安定性に問題がある
ため、本実施形態では、これを基板面上に付着させるこ
とで樹脂組成物の粘度変化を防止し、これにより、良好
な密着力を維持したまま樹脂組成物の経時的な安定性を
も保つことを可能とするものである。Since the addition of copper triflate or the like to the resin composition has a problem with respect to the stability of the resin composition over time in this manner, in the present embodiment, the resin composition is deposited by adhering it onto the substrate surface. It is possible to prevent the viscosity from changing and thereby to maintain the stability of the resin composition over time while maintaining good adhesion.
【0024】次いで前述の被覆樹脂層6に対し図5に示
す様にマスク7を用いたパターン露光を行う。なお、こ
のようにパターン露光された被覆樹脂層6に対しては必
要に応じて反応を促進するために加熱処理を行ってもよ
い。Next, the above-mentioned coating resin layer 6 is subjected to pattern exposure using a mask 7 as shown in FIG. The pattern-exposed coating resin layer 6 may be subjected to a heat treatment as needed to accelerate the reaction.
【0025】次に、パターン露光された被覆樹脂層6
は、適当な溶剤を用いて現像され、これにより図6に示
すようにインク吐出口8が形成される。なお、ここで
は、インク吐出口の形成は、フォトリソグラフィーによ
って行う例を示したが、必要に応じて、エキシマレーザ
ーによる加工、酸素プラズマによるエッチング等の方法
を用いてもよい。Next, the pattern-exposed coating resin layer 6 is formed.
Is developed using a suitable solvent, and as a result, the ink discharge port 8 is formed as shown in FIG. In addition, although the example of forming the ink ejection port by photolithography is shown here, a method such as processing by an excimer laser or etching by oxygen plasma may be used if necessary.
【0026】次に、図7に示すように溶解可能な樹脂層
で形成されたインク流路パターン4を溶出させる。最後
に、得られたインクジェットヘッドに加熱処理を施し、
基板面上の銅トリフラートと被覆樹脂層を完全に反応さ
せ、基板界面の密着力を強固なものにすることができ
る。最後に、インク供給のための部材9を接合し、イン
クジェットヘッドが完成する。Next, as shown in FIG. 7, the ink flow path pattern 4 formed of a soluble resin layer is eluted. Finally, heat treatment is applied to the obtained inkjet head,
It is possible to completely react the copper triflate on the surface of the substrate with the coating resin layer to strengthen the adhesion at the substrate interface. Finally, the member 9 for supplying ink is joined to complete the ink jet head.
【0027】図9は、上述した実施形態により製造され
インクジェットヘッドを用いることのできるインクジェ
ットプリント装置の一例を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet printing apparatus which can be used with the ink jet head manufactured by the above embodiment.
【0028】インクジェットプリント装置100におい
て、キャリッジ101は、互いに平行に延在する2本の
ガイド軸104および105と摺動可能に係合する。こ
れにより、キャリッジ101は、駆動用モータおよびそ
の駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構(いずれ
も不図示)により、ガイド軸104および105に沿っ
て移動することができる。キャリッジ101には、上述
したようにして得られたインクジェットヘッドと、この
ヘッドで用いられるインクを収納するインク容器として
のインクタンクとを有するインクジェットユニット10
3が搭載される。In the ink jet printing apparatus 100, the carriage 101 slidably engages with two guide shafts 104 and 105 extending in parallel with each other. As a result, the carriage 101 can be moved along the guide shafts 104 and 105 by a driving motor and a driving force transmission mechanism (not shown) such as a belt that transmits the driving force of the driving motor. The carriage 101 has the inkjet head obtained as described above, and an inkjet unit 10 having an ink tank as an ink container for storing the ink used in this head.
3 is installed.
【0029】すなわち、インクジェットユニット103
は、ブラック(Bk),シアン(C),マゼンタ(M)
およびイエロー(Y)の4色の各インクをそれぞれ吐出
する4個のヘッドおよびこれらのそれぞれに対応して設
けられるタンクがインクジェットユニット103として
キャリッジ101上に搭載される。各ヘッドとタンクと
は相互に着脱可能なものであり、タンク内のインクが無
くなった場合等、必要に応じて個々のインク色等毎にタ
ンクのみを交換できるよう設けられている。また、ヘッ
ドのみを必要に応じて交換できることは勿論である。な
お、ヘッドおよびタンクの着脱の構成は、上記の例に限
られず、ヘッドとタンクが一体に成形された構成として
もよいことは勿論である。That is, the ink jet unit 103
Is black (Bk), cyan (C), magenta (M)
Four heads for respectively ejecting inks of four colors of yellow and yellow (Y) and tanks provided corresponding to these heads are mounted on the carriage 101 as an inkjet unit 103. The heads and the tanks are detachable from each other, and are provided so that only the tanks can be replaced for each individual ink color or the like as needed when the ink in the tanks runs out. Of course, only the head can be replaced if necessary. The structure for attaching and detaching the head and the tank is not limited to the above example, and it goes without saying that the head and the tank may be integrally molded.
【0030】プリント媒体としての用紙106は、装置
の前端部に設けられる挿入口111から挿入され、最終
的にその搬送方向が反転され、送りローラ109によっ
て上記キャリッジ101の移動領域の下部に搬送され
る。これにより、キャリッジ101に搭載されたヘッド
からその移動に伴なってプラテン108によって支持さ
れた用紙106上のプリント領域にプリントがなされ
る。The paper 106 as a print medium is inserted from an insertion port 111 provided at the front end of the apparatus, the conveyance direction thereof is finally reversed, and the paper 106 is conveyed to the lower part of the moving area of the carriage 101 by the feed roller 109. It As a result, the head mounted on the carriage 101 prints on the print area on the paper 106 supported by the platen 108 as the head moves.
【0031】以上のようにして、キャリッジ101の移
動に伴うヘッドの吐出口配列の幅に対応した幅のプリン
トと用紙106の送りとを交互に繰り返しながら、用紙
106全体にプリントがなされ、用紙106は装置前方
に排出される。As described above, printing is performed on the entire paper 106 while alternately repeating the printing of the width corresponding to the width of the ejection opening arrangement of the head and the feeding of the paper 106 as the carriage 101 moves, and the paper 106 is printed. Is discharged to the front of the device.
【0032】キャリッジ101の移動可能な領域の先端
には、キャリッジ101上の各ヘッドとそれらの下部に
おいて対向可能な回復系ユニット110が設けられ、こ
れにより非記録時等に各ヘッドの吐出口をキャップする
動作や各ヘッドの吐出口からインクを吸引する等の動作
を行うことができる。また、この左端部の所定位置はヘ
ッドのホームポジションとして設定される。At the tip of the movable area of the carriage 101, there is provided a recovery system unit 110 which can face the heads on the carriage 101 and the lower portions thereof so that the ejection ports of the heads can be used when recording is not performed. It is possible to perform an operation of capping, an operation of sucking ink from the ejection port of each head, and the like. The predetermined position of the left end is set as the home position of the head.
【0033】一方、装置の右端部には、スイッチや表示
素子を備えた操作部107が設けられる。ここにおける
スイッチは装置電源のオン/オフや各種プリントモード
の設定時等に使用され、表示素子は装置の各種状態を表
示するために用いられる。On the other hand, at the right end of the apparatus, an operation section 107 having a switch and a display element is provided. The switches here are used when turning on / off the power of the apparatus and setting various print modes, and the display element is used to display various states of the apparatus.
【0034】[0034]
【実施例】本実施例では、上記図1から図8に示す手順
にしたがってインクジェットヘッドを作成した。まず、
インク吐出圧力発生素子として電気熱変換素子2を形成
したシリコン基板1上に、インク供給口3をブラスト加
工により形成した(図1)。次いで、基板上に溶解可能
な樹脂層として、ポリイソプロペニルケトン(東京応化
工業(株)製ODUR1010)をPET上に塗布、乾
燥しドライフィルムとしたものをラミネートにより転写
した。EXAMPLE In this example, an ink jet head was prepared according to the procedure shown in FIGS. First,
The ink supply port 3 was formed by blasting on the silicon substrate 1 on which the electrothermal converting element 2 was formed as an ink ejection pressure generating element (FIG. 1). Next, polyisopropenyl ketone (ODUR1010 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto PET as a resin layer that can be dissolved on the substrate and dried to form a dry film, which was transferred by lamination.
【0035】なお、ODUR−1010は、固形分濃度
が低くそのままでは厚膜形成できないために濃縮して用
いた。次いで、120℃、20分間プリベークした後、
キヤノン製マスクアライナーPLA521にてインク流
路のパターニングを行った(図2に示すインク流路パタ
ーン層4の高さは12μm)。次いで、エタノール10
0部に対してシランカップリング材A−187(日本ユ
ニカー社製)1部、銅トリフラート2部を溶かした溶液
をインク流路用パターン4および基板1上にスピンコー
トし、基板面上に銅トリフラートを付着させた(図
3)。次いで、下記表1に記載の樹脂組成物をキシレン
に50wt%の濃度で溶解させ、スピンコートにより被
覆樹脂層を形成した(図4)。ODUR-1010 was used after being concentrated because the solid content concentration is low and a thick film cannot be formed as it is. Then, after prebaking at 120 ° C. for 20 minutes,
The ink flow path was patterned using a Canon mask aligner PLA521 (height of the ink flow path pattern layer 4 shown in FIG. 2 was 12 μm). Then ethanol 10
A solution obtained by dissolving 1 part of silane coupling material A-187 (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) and 2 parts of copper triflate with respect to 0 part was spin-coated on the ink flow path pattern 4 and the substrate 1 to form copper on the substrate surface. Triflate was attached (Figure 3). Next, the resin composition shown in Table 1 below was dissolved in xylene at a concentration of 50 wt%, and a coating resin layer was formed by spin coating (FIG. 4).
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】次いで、インク吐出口形成のためのパター
ン露光(PLA521)を行い(図5)、硬化反応促進
のための加熱処理(90℃ 10分)を施し、ここでの
加熱処理は、光照射による反応を促進するためのもの
で、銅化合物による硬化促進の効果はほとんど無い。更
にメチルイソブチルケトン/キシレンの混合溶媒で現像
することでインク吐出口を形成した(図6)。Next, pattern exposure (PLA521) for forming ink ejection ports is performed (FIG. 5), and heat treatment (90 ° C. for 10 minutes) to accelerate the curing reaction is performed. The heat treatment here is light irradiation. The effect of accelerating the curing by the copper compound is almost negligible. Further, by developing with a mixed solvent of methyl isobutyl ketone / xylene, an ink ejection port was formed (FIG. 6).
【0038】さらに、基板を全面露光(PLA521)
し、インク流路パターンを形成するODURを分解、メ
チルイソブチルケトン/キシレンで溶出させ、さらに加
熱処理(200℃ 1時間)することでインクジェット
ヘッドを得た(図7)。この200℃/1Hrの加熱処
理により、エポキシ樹脂/オニウム塩との反応が銅化合
物により促進された優れた物性のノズル材料を形成する
ことができる。Further, the entire surface of the substrate is exposed (PLA521)
Then, the ODUR forming the ink flow path pattern was decomposed, eluted with methyl isobutyl ketone / xylene, and further heat-treated (200 ° C. for 1 hour) to obtain an inkjet head (FIG. 7). By this heat treatment at 200 ° C./1 Hr, it is possible to form a nozzle material having excellent physical properties in which the reaction with the epoxy resin / onium salt is promoted by the copper compound.
【0039】こうして得られたインクジェットヘッド
を、純水/ジエチレングリコール/イソプロピルアルコ
ール/尿素/黒色染料フードブラック2=74.5/1
5/5/3/2.5からなるインクに浸漬し、プレッシ
ャークッカーテスト(PCT120℃ 2気圧 30時
間)を行ったところ、インク流路形成部材となる被覆樹
脂層の基板面からの剥離は全く観測されなかった。一
方、本実施例の工程において、シランカップリング処理
時に銅トリフラートを添加せずに作成した、インクジェ
ットヘッドを上記と同様のPCT試験を行ったところ、
被覆樹脂層と、基板面の界面の一部に干渉縞が観測され
密着力が十分でないことが判明した。The ink jet head thus obtained was used for pure water / diethylene glycol / isopropyl alcohol / urea / black dye hood black 2 = 74.5 / 1.
When a pressure cooker test (PCT 120 ° C., 2 atm for 30 hours) was performed by immersing in a 5/5/3 / 2.5 ink, there was no peeling of the coating resin layer serving as the ink flow path forming member from the substrate surface. It was not observed. On the other hand, in the process of this example, an ink jet head prepared without adding copper triflate during the silane coupling treatment was subjected to the same PCT test as above,
Interference fringes were observed at a part of the interface between the coating resin layer and the substrate surface, and it was found that the adhesion was not sufficient.
【0040】さらに、本実施例で作成したインクジェッ
トヘッドに、インク供給のための部材を配置し、前述の
組成のインクを用いて記録を行ったところ、高品位な印
刷物を得ることができた。また、このヘッドにインクを
充填した状態で、60℃、3ヶ月の保存試験後に再び記
録を行ったところ印刷物の劣化は見られなかった。Further, when a member for supplying ink was arranged in the ink jet head prepared in this example and recording was performed using the ink having the above composition, a high quality printed matter could be obtained. Further, when the head was filled with ink and recording was performed again after a storage test at 60 ° C. for 3 months, no deterioration of the printed matter was observed.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、芳
香族オニウム塩と銅化合物は熱的に反応し、エポキシ樹
脂のカチオン重合反応を開始させるものである。また、
芳香族オニウム塩は、光照射により単独でカチオン重合
を開始することが可能であり、例えばパターン露光を行
い、パターン形成後に加熱処理を施すことでエポキシ樹
脂/オニウム塩のカチオン重合反応を銅化合物によって
促進し、優れた硬化物性を有するノズル材料を得ること
ができる。As described above, according to the present invention, the aromatic onium salt and the copper compound are thermally reacted to initiate the cationic polymerization reaction of the epoxy resin. Also,
Aromatic onium salts can independently initiate cationic polymerization by light irradiation. For example, pattern exposure is performed, and heat treatment is performed after pattern formation, whereby the cationic polymerization reaction of the epoxy resin / onium salt is performed by a copper compound. A nozzle material that promotes and has excellent cured physical properties can be obtained.
【0042】ここにおいて、仮に上記樹脂層中に銅化合
物が含まれている場合には、芳香族オニウム塩と銅化合
物の暗反応が徐々に進行するため、経時的にエポキシ樹
脂組成物の粘度等が変化してしまいインクジェットヘッ
ドの製造に適用した場合には、厳密な工程管理が要求さ
れる。Here, if the above-mentioned resin layer contains a copper compound, the dark reaction between the aromatic onium salt and the copper compound gradually progresses, so that the viscosity of the epoxy resin composition, etc. over time. However, when applied to the manufacture of an inkjet head, strict process control is required.
【0043】このため、上記構成に示すように、インク
ジェットヘッドのインク流路形成部材としてエポキシ樹
脂/芳香族オニウム塩からなる樹脂層を形成し、その形
成前に基板側にあらかじめ銅化合物とシランカップリン
グ剤を付着させておくことで、樹脂層形成後の加熱処理
によりこの樹脂層と基板との良好な密着性を得ることが
できる。Therefore, as shown in the above structure, a resin layer composed of an epoxy resin / aromatic onium salt is formed as an ink flow path forming member of an ink jet head, and a copper compound and a silane cup are previously formed on the substrate side before forming the resin layer. Rin
By attaching the coating agent , good adhesion between the resin layer and the substrate can be obtained by the heat treatment after forming the resin layer.
【0044】この結果、基板とインク流路形成部材との
密着力の優れたインクジェットヘッドがより簡便な手段
で製造することができる。As a result, an ink jet head having excellent adhesion between the substrate and the ink flow path forming member can be manufactured by a simpler means.
【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッ
ドの基板を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a substrate of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記基板上に溶解可能な樹脂層でインク流路パ
ターンを形成した工程を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a step of forming an ink flow path pattern on the substrate with a soluble resin layer.
【図3】さらに銅化合物を基板表面に付着させた工程を
示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a step of further depositing a copper compound on the substrate surface.
【図4】さらにインク流路形成部材用の被覆樹脂層を形
成した工程を示す模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a step of forming a coating resin layer for the ink flow path forming member.
【図5】被覆樹脂層にインク吐出口のパターン露光を行
う工程を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step of performing pattern exposure of an ink ejection port on a coating resin layer.
【図6】上記工程でパターニングされた被覆樹脂層を現
像した工程を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a step of developing the coating resin layer patterned in the above step.
【図7】さらに、溶解可能な樹脂のインク流路パターン
を溶出した工程を示す模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a step of eluting an ink flow path pattern of a soluble resin.
【図8】さらにインク供給用部材を取付けた工程を示す
模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a step of attaching an ink supply member.
【図9】上記実施形態の製造方法で得られたインクジェ
ットヘッドを用いたインクジェットプリント装置の一例
を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an inkjet printing apparatus using the inkjet head obtained by the manufacturing method of the above embodiment.
1 基板 2 インク吐出圧力発生素子 3 インク供給口 4 溶解可能な樹脂で形成されたインク流路パターン 5 銅化合物 6 被覆樹脂層 7 マスク 8 インク吐出口 9 インク供給部材 1 substrate 2 Ink ejection pressure generating element 3 ink supply port 4 Ink flow path pattern made of soluble resin 5 Copper compound 6 Coating resin layer 7 mask 8 ink outlets 9 Ink supply member
Claims (7)
素子が形成された基板の表面に銅化合物とシランカップ
リング剤を含む溶液を付着させる工程と、 前記銅化合物とシランカップリング剤を含む溶液が付着
した前記基板上に、インク流路形成部材を形成する樹脂
層を形成する工程と、を含み、 前記樹脂層を形成する樹脂組成物は、少なくともカチオ
ン重合可能なエポキシ樹脂および芳香族オニウム塩を含
むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。1. A copper compound and a silane cup are formed on a surface of a substrate on which an element for generating a pressure for ejecting ink is formed.
A step of attaching a solution containing a ring agent, and a step of forming a resin layer forming an ink flow path forming member on the substrate to which the solution containing a copper compound and a silane coupling agent is attached, The method for producing an inkjet head, wherein the resin composition forming the resin layer contains at least a cationically polymerizable epoxy resin and an aromatic onium salt.
素子が形成された基板の一部に、溶解可能な樹脂にてイ
ンク流路用パターンを形成する工程と、 前記基板の表面に銅化合物とシランカップリング剤を含
む溶液を付着させる工程と、 前記銅化合物とシランカップリング剤を含む溶液が付着
した基板上に、インク流路形成部材を形成する樹脂層を
形成する工程と、 前記インク流路形成部材を光照射により硬化させる工程
と、 前記インク流路形成部材の前記素子に対応した個所にイ
ンク吐出口を形成する工程と、 前記溶解可能な樹脂で形成されたインク流路用パターン
を溶出する工程と、を含み、 前記樹脂層を形成する樹脂組成物は、少なくともカチオ
ン重合可能なエポキシ樹脂および芳香族オニウム塩を含
むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。2. A step of forming an ink flow path pattern with a soluble resin on a part of a substrate on which an element for generating a pressure for ejecting ink is formed, and a copper compound on the surface of the substrate . And silane coupling agent
A step of depositing a solution , a step of forming a resin layer forming an ink flow path forming member on the substrate to which the solution containing the copper compound and the silane coupling agent is attached, and A step of curing by irradiation, a step of forming an ink discharge port at a location corresponding to the element of the ink flow path forming member, a step of eluting an ink flow path pattern formed of the soluble resin, The method of manufacturing an inkjet head, wherein the resin composition forming the resin layer contains at least a cationically polymerizable epoxy resin and an aromatic onium salt.
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。3. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 1, wherein the copper compound is copper triflate.
インク流路形成部材と、に熱エネルギーを付与する工程
を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに
記載のインクジェットヘッドの製造方法。4. The inkjet head according to claim 1, further comprising a step of applying thermal energy to the copper compound adhered on the substrate and the ink flow path forming member. Manufacturing method.
によって製造されたことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。5. An ink jet head manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4.
特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッド。6. The ink jet head according to claim 5, wherein the element is an electrothermal conversion element.
ットヘッドを具備することを特徴とするインクジェット
プリント装置。7. An ink jet printing apparatus comprising the ink jet head according to claim 5 or 6.
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