JPS61249765A - Preparation of liquid jet recording head - Google Patents
Preparation of liquid jet recording headInfo
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- JPS61249765A JPS61249765A JP9198085A JP9198085A JPS61249765A JP S61249765 A JPS61249765 A JP S61249765A JP 9198085 A JP9198085 A JP 9198085A JP 9198085 A JP9198085 A JP 9198085A JP S61249765 A JPS61249765 A JP S61249765A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液体噴射記録ヘッド、詳しくは、インクの小
滴を発生させ、それを紙などの被記録材に付着させて記
録を行なう液体噴射記録方式に用いるインク小滴発生用
の記録ヘッドの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid jet recording head, specifically, a liquid jet recording head that generates ink droplets and attaches them to a recording material such as paper to perform recording. The present invention relates to a method of manufacturing a recording head for generating ink droplets used in a jet recording method.
インク等の記録液の小滴を発生させ、それを紙などの被
記録材に付着させて記録を行なう液体噴射記録(インク
ジェット記録)方式は、記録時の騒音の発生が焦視でき
る程度に極めて小さく、かつ高速記録が可能であり、し
かも普通紙に定着などの特別な処理を必要とせずに記録
を行なうことのできる記録方式として注目され、最近種
々のタイプのものが活発に研究されている。The liquid jet recording (inkjet recording) method, in which small droplets of recording liquid such as ink are generated and recorded by adhering them to a recording material such as paper, is extremely sensitive to the noise generated during recording, to the extent that it can be seen clearly. It has attracted attention as a recording method that is small and capable of high-speed recording, and can record on plain paper without the need for special processing such as fixing, and various types have been actively researched recently. .
インクジェット記録方式に用いられる記録装置の記録ヘ
ッド部は、一般に、インクを吐出するためのオリフィス
(液体吐出口)と、該オリフィスに連通し、インクを吐
出するためのエネルギーがインクに作用する部分を有す
るインク通路(液体通路)と、該インク通路に供給する
インクを貯留するためのインク室とを有して構成されて
いる。The recording head section of a recording device used in the inkjet recording method generally includes an orifice (liquid ejection opening) for ejecting ink, and a part that communicates with the orifice and where energy for ejecting the ink acts on the ink. The ink passage (liquid passage) has an ink passage (liquid passage) and an ink chamber for storing ink to be supplied to the ink passage.
記録の際に、インクを吐出するためのエネルギーは、イ
ンク通路の一部を構成するインクに吐出エネルギーを作
用させる部分(エネルギー作用部)の所定の位置に配設
された発熱素子、圧電素子等の種々のタイプのエネルギ
ー発生素子によって発生される。During recording, the energy for ejecting ink is generated by a heating element, a piezoelectric element, etc. arranged at a predetermined position in a part of the ink passage that applies ejection energy to the ink (energy application part). energy generating elements of various types.
このような構成のインクジェット記録ヘッドを製造する
方法としては、例えば、ガラス、金属等の平板に切削や
エツチング等によって、微細な溝を形成し、更にこの溝
を形成した平板に他の適当な板を接合してインク通路を
形成する工程を含む方法、あるいは例えば吐出エネルギ
ー発生素子の配置された基板上に硬化した感光性樹脂の
溝壁をフォトリソグラフィ一工程を用いて積層して溝を
形成し、このようにして形成された溝付き板に、他の平
板(覆い)を接合してインク通路を形成する工程を含む
方法が知られている(例えば特開昭57−43878号
)。A method for manufacturing an inkjet recording head having such a configuration is, for example, to form fine grooves on a flat plate of glass, metal, etc. by cutting or etching, and then to attach another suitable plate to the flat plate with the grooves formed thereon. For example, a groove may be formed by laminating a groove wall of a cured photosensitive resin on a substrate on which an ejection energy generating element is arranged using a photolithography process. A method is known that includes a step of joining another flat plate (cover) to the thus formed grooved plate to form an ink passage (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-43878).
これらのインクジェット記録ヘッドの製造方法のなかで
、感光性樹脂を使用した後者の方法は、(基板に切削や
エツチングによって溝を形成する)前者の方法に対して
、インク通路を精度良く、かつ歩留り良く微細加工でき
、しかも量産化が容易であるので、品質が良く、より安
価なインクジェット記録ヘッドを提供することができる
という利点を有している。Among these methods for manufacturing inkjet recording heads, the latter method using photosensitive resin is superior to the former method (forming grooves on the substrate by cutting or etching), because it allows the ink passages to be formed with greater precision and yield. Since it can be finely processed and mass-produced easily, it has the advantage that it is possible to provide a high-quality and inexpensive inkjet recording head.
ところが、上記のような感光性樹脂を用いた従来法によ
って形成した記録ヘッドにおいては、基板とインク通路
を形成する感光性樹脂硬化膜との剥離が、製造工程で、
あるいは長期間の使用に際して生じる場合が多く、その
結果インク通路やオリフィスの所定形状が乱されて、所
定のインク通路内でのインクの流れや、インク滴の吐出
方向等のオリフィスからのインク滴の正常な吐出状態が
胆害され、良好な(例えば着弾点精度等)の記録特性を
得ることができない場合があり、記録ヘッドの信頼性を
低下させる原因となっていた。However, in the recording head formed by the conventional method using photosensitive resin as described above, peeling between the substrate and the photosensitive resin cured film forming the ink passage occurs during the manufacturing process.
Or, this often occurs during long-term use, and as a result, the predetermined shape of the ink passage or orifice is disturbed, resulting in the ink flow within the predetermined ink passage or the direction of ink droplet ejection from the orifice. In some cases, the normal ejection state is impaired, and it is not possible to obtain good recording characteristics (for example, impact point accuracy), which causes a decrease in the reliability of the recording head.
このような記録ヘッドの記録特性の低下は、より高解像
度、高品質の画像の提供というインクジェット記録方式
への種々の方面からの要求に対応する上で解決すべき問
題点ともなっている。This deterioration in the recording characteristics of the recording head is a problem that must be solved in order to meet the various demands for inkjet recording systems to provide images with higher resolution and higher quality.
このような問題は、例えば
1)インク通路の形成に、基板上で感光性樹脂を、光や
熱によって処理して硬化させる方法を用いるため、この
樹脂の硬化に際して、樹脂が収縮したりして、基板上の
樹脂の硬化膜内に応力が残存し、この応力が基板と樹脂
硬化膜との密着性を低下させる方向に働き、基板と樹脂
硬化膜との剥離にまで達する場合がある。These problems are caused by, for example, 1) a method of curing the photosensitive resin on the substrate by treating it with light or heat to form the ink passages; therefore, when the resin is cured, the resin may shrink; , stress remains in the cured resin film on the substrate, and this stress acts in a direction that reduces the adhesion between the substrate and the cured resin film, and may even reach the point where the substrate and the cured resin film separate.
2)オリフィスの形成に、基板と、該基板面上にインク
通路を形成する感光性樹脂硬化膜と、前記通路の覆いと
を積層してなる積層体のインク流路下流側を切削する工
程が用いられる場合に、この切削工程において加わる機
械的な応力によって基板と樹脂硬化膜との剥離が生じる
、
3)樹脂硬化膜と基板との接合部にインクが長時間接触
するとこの接合部での樹脂硬化膜の基板との密着性が除
々に低下し、しかも記録装置の作動と休止の繰返にとも
なう温度変化に曝された場合に密着性の低下が増長され
、上記のような剥離が生じ易くなる、
等の要因が有機的に結び着いて起ると考えられている。2) In order to form the orifice, there is a step of cutting the downstream side of the ink flow path of a laminate formed by laminating a substrate, a photosensitive resin cured film that forms an ink passage on the surface of the substrate, and a cover for the passage. 3) If the ink comes into contact with the joint between the cured resin film and the substrate for a long time, the resin at this joint will peel. The adhesion of the cured film to the substrate gradually decreases, and when exposed to temperature changes due to repeated operation and rest of the recording device, the decrease in adhesion is exacerbated, and peeling as described above is likely to occur. It is thought that this occurs due to an organic combination of factors such as .
このような樹脂硬化膜と基板との剥離を防止するために
、種々の検討がなされているが、未だ十分な効果を有す
る解決法は見あたらなかったのが現状である。Although various studies have been made to prevent such peeling between the cured resin film and the substrate, no solution having sufficient effects has yet been found.
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり
、その目的は、高精度で、品質が良く、安価で、かつ信
頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供することに
ある。The present invention has been made in view of these problems, and its purpose is to provide an inkjet recording head that is highly accurate, of good quality, inexpensive, and highly reliable.
本発明の他の目的は、長期使用に際しての耐久性に優れ
、常に初期の良好な記録特性を維持することのできるイ
ンクジェット記録ヘッドを製造することのできる方法を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inkjet recording head that has excellent durability during long-term use and can always maintain good initial recording characteristics.
上記の目的は、以下の本発明の方法によって達成するこ
とができる。The above object can be achieved by the following method of the invention.
本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法は、液体吐出エ
ネルギー発生素子を設けた基板上に、吐出口に連通ずる
液体通路を形成し、該液体通路の少なくとも一部の壁を
感光性樹脂硬化膜で構成した液体噴射記録ヘッドを製造
するに際して、前記基板の前記感光性樹脂硬化膜が積層
される面を。A method of manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention includes forming a liquid passage communicating with an ejection port on a substrate provided with a liquid ejection energy generating element, and coating at least a part of the wall of the liquid passage with a photosensitive resin cured film. When manufacturing a liquid jet recording head composed of: the surface of the substrate on which the photosensitive resin cured film is laminated;
数面に該感光性樹脂硬化膜を形成する感光性樹脂を積層
するに先立って下記一般式(1);%式%()
〔上記式において、mは1または2の整数を表わし、R
1はアミノ基、ビニル基、メタクリル基、エポキシ基及
びメルカプト基からなる群より選択された1種以上を有
する基を表わし、R2はクロロ基、メトキシ基、エトキ
シ基、アセトキシ基またはβ−メトキシエトキシ基を表
わし、R3はメチル基またはエチル基を表わす〕で示し
たシランカップリング剤で第1次処理した後、下記一般
式%式%)
〔」二記式において、nは1、2または3の整数を表わ
し、R4はアミノ基、ビニル基、メタクリル基、エポキ
シ基及びメルカプト基からなる群より選択された1種以
上を有する基を表わし、R5はクロロ基、メトキシ基、
エトキシ基、アセトキシ基またはβ−メトキシエトキシ
基を表わす〕で示したシランカップリング剤で第2次処
理することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法
。Prior to laminating the photosensitive resin to form the photosensitive resin cured film on several surfaces, the following general formula (1); % formula % () [In the above formula, m represents an integer of 1 or 2, R
1 represents a group having one or more selected from the group consisting of an amino group, a vinyl group, a methacrylic group, an epoxy group, and a mercapto group, and R2 represents a chloro group, a methoxy group, an ethoxy group, an acetoxy group, or a β-methoxyethoxy group. R3 represents a methyl group or an ethyl group] After the first treatment with a silane coupling agent represented by the following general formula % formula , R4 represents a group having one or more selected from the group consisting of an amino group, a vinyl group, a methacrylic group, an epoxy group, and a mercapto group, and R5 represents a chloro group, a methoxy group,
1. A method for manufacturing a liquid jet recording head, comprising performing a secondary treatment with a silane coupling agent represented by the following formula: ethoxy group, acetoxy group, or β-methoxyethoxy group.
すなわち、本発明の方法は、基板面を、数面に感光性樹
脂硬化膜を形成するための感光性樹脂を積層するに先立
って、上記のようなカップリング剤によって処理して、
液体(インク)通路を形成する樹脂硬化膜と基板との間
に、これらの接合部に働いてこれらの密着性を低下させ
る種々の応力を緩和することによって、またこれらの接
合部における耐インク性を向上させることによって、樹
脂硬化膜の剥離を防止する層を配置して、前述したよう
な問題点を解消するものである。That is, in the method of the present invention, prior to laminating a photosensitive resin for forming a photosensitive resin cured film on several surfaces of the substrate, the substrate surface is treated with a coupling agent as described above,
By alleviating the various stresses that act on the joints between the cured resin film and the substrate that form the liquid (ink) passages and reduce their adhesion, we also improve the ink resistance at these joints. The above-mentioned problems are solved by arranging a layer that prevents peeling of the cured resin film by improving the properties of the cured resin film.
以下、図面を用いて本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造方法の一例を詳細に説明する。Hereinafter, an example of the method for manufacturing an inkjet recording head of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第1図〜第9図は、本発明のインクジェット記録ヘッド
の製作手順を説明するための模式図である。FIGS. 1 to 9 are schematic diagrams for explaining the manufacturing procedure of the inkjet recording head of the present invention.
本発明の方法においては、まず、第1図に示すうに、ガ
ラス、セラミック、プラスチックあるいは金属等の平板
1−1上に発熱素子やピエゾ素子等のインク吐出エネル
ギー発生素子1−2を所望の個数配置し、更に必要に応
じて耐インク性及び/または電気絶縁性を基板1面に付
与する目的で、5i02、Ta205.ガラス等の保護
層1−3を被覆して基板1を形成する。なお、インク吐
出エネルギー発生素子1−2には、図示されていないが
、記録信号入力用電極が接続しである。In the method of the present invention, first, as shown in FIG. 1, a desired number of ink ejection energy generating elements 1-2 such as heating elements or piezo elements are placed on a flat plate 1-1 made of glass, ceramic, plastic, or metal. 5i02, Ta205. A substrate 1 is formed by covering with a protective layer 1-3 such as glass. Note that, although not shown, a recording signal input electrode is connected to the ink ejection energy generating element 1-2.
次に、第1図の工程を経て得られた基板lの表面を清浄
化すると共に例えば80〜150°Cで乾燥させた後、
この表面を、まず前記一般式(I)で示されたシランカ
ップリング剤で第1次処理する。Next, after cleaning the surface of the substrate l obtained through the steps shown in FIG. 1 and drying it at, for example, 80 to 150°C,
This surface is first treated with a silane coupling agent represented by the general formula (I).
シランカップリング剤による表面処理は、例えばシラン
カップリング剤の所定量を適当な溶媒に溶解した溶液に
所定の時間被処理表面を浸漬する、該溶液の所定量を被
処理面にスプレーする、あるいはスピナーコーター等に
より所定の厚さに塗布する方法等によって実施すること
ができる。Surface treatment with a silane coupling agent can be carried out by, for example, immersing the surface to be treated in a solution in which a predetermined amount of the silane coupling agent is dissolved in an appropriate solvent for a predetermined time, spraying a predetermined amount of the solution onto the surface to be treated, or This can be carried out by applying the coating to a predetermined thickness using a spinner coater or the like.
このようにして、シランカップリング剤で基板1の表面
を処理すると、基板表面とシランカップリング剤とが反
応して、基板表面に第1のシランカップリング剤層2−
1が形成される。When the surface of the substrate 1 is treated with the silane coupling agent in this way, the substrate surface and the silane coupling agent react, and a first silane coupling agent layer 2-
1 is formed.
なお、この基板表面とシラン力・ンプリング剤との反応
を促進するために表面処理後に、これを80°Cで10
分程度加熱するのが良い。In addition, in order to promote the reaction between the substrate surface and the silane force/sampling agent, after surface treatment, it was heated at 80°C for 10 minutes.
It is best to heat it for about a minute.
この第1次処理には、前述したように前記一般式(I)
で示されたシランカップリング剤が使用され、その具体
例としては、以下に主要官能基側に分類例示したものを
挙げることができる。In this first treatment, as mentioned above, the general formula (I)
The silane coupling agents shown in are used, and specific examples thereof include those categorized and exemplified on the main functional group side below.
1)ビニル基を有するもの1
a)ビこルジメチルエトキシシラン
(H2C=CHSi(CH:+hOC:2Hs )b)
ビニルエチルジクロロシラン
CHzC=CH3jCCH2CH3”)C12:)C)
ビニルメチルジアセトキシシラン
(H7C=CHSi(CH3)(OCCH3)2)d)
ビニルメチルジクロロシラン
CH2C=CH3i (CH3E A 2 )e)ビニ
ルメチルジエ)・キシシラン
(H7C=CHSi(OH3)(OCR7CH3h )
f)ビニルジメチルクロロシラン
CH2C=CH3l (CH3)2 C父〕g)アリル
メチルジクロロシラン
(H2C=CHCH25l (OL)0児2〕h)アリ
ルジメチルクロロシラン
(H2C=CHC:H2S i (CH3)2CA )
l)7−オクチニルジメチルクロロシラン(JI2C=
CH(CH7)6si(C:H3)、Cff1)J)5
−ヘキセニルジメチルクロロシラン(H2C=CH(C
H2)+5i(CH3)2Gffi)2)メタクリル基
を有するもの;
a) 3−メタクリロキシプロピル−
ジメチルクロロシラン
(H2C=C(CH3)GO(CH2)3s:(CH3
)2cR)b) 3−メタクリロキシプロピル−
ジメチルエトキシシラン
c)3−メタクリロキシプロピル−
メチルジェトキシシラン
(H2C=C(CH3)Go(CHz)3Si(CH3
)(OCHzCH3h )d) 3−メタクリロキシプ
ロピル−
メチルジクロロシラン
(H2C=C(CH:+)Go(GH2hSi(CH3
)Cj! 2 )3)エポキシ基を有するもの;
a) 3−グリシドキシプロピル−
ジメチルエトキシシラン
b) 3−グリシドキシプロピル−
メチルジメトキシシラン
4)メルカプト基を有するもの;
a) 3−メルカプトプロピル−メ
チルジメトキシシラン
C H2CH2C H2 CH2S i (OCl3
)2 0H3 )5)アミノ基を有するもの;
a) W−β−(アミノエチル)−γーアミノプロピル
ーメチルジメi・キシシラン
( H2NCH2 CH2N H(CH’2) 3S
i (CH3) (OCH3) 2 )b) 4−7ミ
ノブチルジメチルメトキシシランCH2N(GHz)4
si(OCH3)(CH3h )c) 3−アミノプロ
ピルジメチルエトキシシラン(’H2 N (CH2)
3S i (OCl2 CH3) (GH3’)2 )
d) 3−アミノプロピルメチルジェトキシシランC
H2 N (GH2hS i (OCl(2 0H3)
2C I(3 )e) 2−(2−アミノエチルチオエ
チル)−ジェトキシメチルシラン
(H2NcH2cH2scn2cH,、sI(cHs)
(ocu2cn3)2)以上の第1次カップリング剤処
理が終了したところで、続いて第1次処理された基板表
面を、前記一般式( TI )で示されたシランカップ
リング剤を用いて第1次処理と同様の手法により第2次
処理する。1) Those having a vinyl group 1 a) Vinyldimethylethoxysilane (H2C=CHSi(CH:+hOC:2Hs) b)
Vinylethyldichlorosilane CHzC=CH3jCCH2CH3”)C12:)C)
Vinylmethyldiacetoxysilane (H7C=CHSi(CH3)(OCCH3)2)d)
Vinylmethyldichlorosilane CH2C=CH3i (CH3E A 2 )e) Vinylmethyldie) xysilane (H7C=CHSi(OH3) (OCR7CH3h )
f) Vinyldimethylchlorosilane CH2C=CH3l (CH3)2C father] g) Allylmethyldichlorosilane (H2C=CHCH25l (OL) 0 children 2] h) Allyldimethylchlorosilane (H2C=CHC:H2S i (CH3)2CA )
l) 7-octynyldimethylchlorosilane (JI2C=
CH(CH7)6si(C:H3), Cff1)J)5
-hexenyldimethylchlorosilane (H2C=CH(C
H2)+5i(CH3)2Gffi)2) Those having a methacryl group; a) 3-methacryloxypropyl-dimethylchlorosilane (H2C=C(CH3)GO(CH2)3s:(CH3
)2cR)b) 3-methacryloxypropyl-dimethylethoxysilanec) 3-methacryloxypropyl-methyljethoxysilane (H2C=C(CH3)Go(CHz)3Si(CH3
)(OCHzCH3h)d) 3-methacryloxypropyl- methyldichlorosilane (H2C=C(CH:+)Go(GH2hSi(CH3
) Cj! 2) 3) Those having an epoxy group; a) 3-glycidoxypropyl-dimethylethoxysilane b) 3-glycidoxypropyl-methyldimethoxysilane 4) Those having a mercapto group; a) 3-mercaptopropyl-methyl Dimethoxysilane C H2CH2C H2 CH2S i (OCl3
)20H3)5) Those having an amino group; a) W-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyl-methyldimei-xysilane (H2NCH2 CH2N H(CH'2) 3S
i (CH3) (OCH3) 2 ) b) 4-7 Minobutyldimethylmethoxysilane CH2N (GHz) 4
si(OCH3)(CH3h)c) 3-aminopropyldimethylethoxysilane('H2N(CH2)
3S i (OCl2 CH3) (GH3')2)
d) 3-aminopropylmethyljethoxysilane C
H2N (GH2hS i (OCl(2 0H3)
2C I(3)e) 2-(2-aminoethylthioethyl)-jethoxymethylsilane (H2NcH2cH2scn2cH,, sI(cHs)
(ocu2cn3)2) When the above primary coupling agent treatment is completed, the surface of the substrate that has undergone the primary treatment is treated with the silane coupling agent represented by the general formula (TI). Secondary processing is performed using the same method as the next processing.
この第2次処理に用いるシランカップリング剤としては
、以下に主要官能広開に分類例示したものを挙げること
ができ、これらのなかから適宜選択したものが使用され
るが、第2次処理に用いるカップリング剤は、基板」二
に更に積層される感光性樹脂側と反応する官能基を有し
、密着性の高い感光性樹脂との接合面を形成できるよう
なものを用いるのが望ましい。As the silane coupling agent used in this secondary treatment, the following examples can be listed based on a wide range of main functionalities, and an appropriate one selected from these can be used. The coupling agent used preferably has a functional group that reacts with the photosensitive resin layered on the substrate 2, and is capable of forming a highly adhesive bonding surface with the photosensitive resin.
1)ビニル基を有するもの;
a)ビニルトリクロルシラン(CH2=CH3iCJj
3 〕b)ビニルトリメトキシシラン
CCH2= CH81(CCH3) 3 )C)ビニル
トリエトキシシラン
(CH2=CH8i(QC2)+s)3:]d)ビニル
トリアセトキシシラン
(CH2= CH8i (OCGH3)3 )e)ビニ
ル)・リス(β−メトキシエトキシ)−シラン
(CH2=CH3i(QC:1bcH20cH3)3)
f) N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(C:H2):
+Si(OCH3) 3 :]2)メタクリル基を有す
るもの;
a)γ−メタクリロキシプロピルー
トリメトキシシラン
CCH2=C−GO(CH2)3Si(OCH3h )
b)γーメタクリロキシプロピルー
ートリス−(β−メトキシエトキシ)シラン3CO
(CH2=C−Go(CH2):+Si(OCH2CH
20’CH3)3)3)エポキシ基を有するもの:
a)β−(3.4−エポキシシクロヘキシル)−b)γ
ーグリシドキシプロピルー
トリメトキシシラン
4〕メルカプト基を有するもの;
a)γーメルカプトプロピルトリメトキシシラン(HS
CH2(j(2CH2S i(OCH3)3)5)アミ
ノ基を有するもの;
a)γーアミノプロピルトリメトキシシラン(NH2C
H2C:H2CH2Si(OCH3)3 )b)γーア
ミノプロピルトリエトキシシランC NH2C: H2
CH2C H2 Si (QC7 HS )3 )c
) N−β−(アミノエチル)−γーアミノプロピルー
トリメトキシシラン
( NH2( CH2) 2N H(C:HzhS j
(OCH3)3 )d) γ− [ビス(β−ヒドロキ
シエチル)]−アミノプロピルトリエトキシシラン
( (HOCH2 CH2)2N (CH2 )3 S
i (QC2 HS )3 )e)γーニレイドプロピ
ルトリエトキシシラン(N)1cONH(CHz)3S
i(OC2Hs)3:]f)γーアニリノプロピルトリ
メトキシシランg) CToO CCH2 CH2N
H(CH2)2N H(CH2) 3S i (OC
H3)3 )6)メチル基を有するもの;
a)メチルトリクロロシラン (CH3SiCA 3
)b)ジメチルジクロロシラン ((CH3)2si(
:12)c) )リスチルクロロシラン C (CH
3)3 SiGffi)d)メチルトリメトキシシラン
( CH3S i (OCH3 )3 )e)メチルト
リエトキシシラン
(CH3Si(OC2Hsh )
f)ヘキサメチルジシラザン
( ((lH3)3siNHsi(CH3)3)7)ク
ロロ基を有するもの;
a)γークロロプロピルトリメトキシシラン(Cl (
CH3)3Si(OCH3h )8)フェニル基を有す
るもの;
a)フェニルトリメトキシシラン
c Qs ズ(DC:H3) 3 )b)フェニ
ルトリエトキシシラン
なお、この第2次処理においても、基板表面とシランカ
ップリング剤との反応を促進するために表面処理後に、
これを80°Cで10分程度加熱するのが良い。1) Those having a vinyl group; a) Vinyltrichlorosilane (CH2=CH3iCJj
3] b) Vinyltrimethoxysilane CCH2= CH81 (CCH3) 3 ) C) Vinyltriethoxysilane (CH2=CH8i (QC2)+s) 3: ] d) Vinyltriacetoxysilane (CH2= CH8i (OCGH3) 3 ) e ) vinyl) Lis(β-methoxyethoxy)-silane (CH2=CH3i(QC:1bcH20cH3)3)
f) N-β-(N-vinylbenzylaminoethyl)-
γ-Aminopropyltrimethoxysilane (C:H2):
+Si(OCH3) 3 :] 2) Those having a methacryl group; a) γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane CCH2=C-GO(CH2)3Si(OCH3h)
b) γ-methacryloxypropyl-tris-(β-methoxyethoxy)silane 3CO (CH2=C-Go(CH2):+Si(OCH2CH
20'CH3)3) 3) Those having an epoxy group: a) β-(3,4-epoxycyclohexyl)-b) γ
-glycidoxypropyltrimethoxysilane 4] Those having a mercapto group; a) γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (HS
CH2(j(2CH2S i(OCH3)3)5) having an amino group; a) γ-aminopropyltrimethoxysilane (NH2C
H2C: H2CH2Si(OCH3)3 ) b) γ-Aminopropyltriethoxysilane C NH2C: H2
CH2C H2 Si (QC7 HS )3 )c
) N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane (NH2(CH2) 2NH(C:HzhS j
(OCH3)3)d) γ-[bis(β-hydroxyethyl)]-aminopropyltriethoxysilane ((HOCH2CH2)2N (CH2)3S
i (QC2 HS ) 3 ) e) γnyreidopropyltriethoxysilane (N) 1cONH (CHz) 3S
i(OC2Hs)3:]f) γ-anilinopropyltrimethoxysilaneg) CToO CCH2 CH2N
H(CH2)2N H(CH2) 3S i (OC
H3)3)6) Those having a methyl group; a) Methyltrichlorosilane (CH3SiCA 3
) b) Dimethyldichlorosilane ((CH3)2si(
:12)c)) Listylchlorosilane C (CH
3)3SiGffi)d) Methyltrimethoxysilane (CH3S i (OCH3)3 )e) Methyltriethoxysilane (CH3Si(OC2Hsh) f) Hexamethyldisilazane (((lH3)3siNHsi(CH3)3)7) Chloro Those having a group; a) γ-chloropropyltrimethoxysilane (Cl (
CH3)3Si(OCH3h)8) Those having a phenyl group; a) Phenyltrimethoxysilane c Qs (DC:H3) 3) b) Phenyltriethoxysilane Also in this secondary treatment, the substrate surface and the silane After surface treatment to promote reaction with coupling agent,
It is best to heat this at 80°C for about 10 minutes.
第2次のシランカップリング剤処理が終了した時点で、
第2図に示すように基板lの表面には、先の第1次処理
で形成されている第1のシランカップリング剤層2−1
上に、更に積層される感光性樹脂側との密着性の良好な
表面を有する第2のシランカップリング剤層2−2が形
成される。When the second silane coupling agent treatment is completed,
As shown in FIG.
A second silane coupling agent layer 2-2 having a surface with good adhesion to the photosensitive resin side to be further laminated is formed thereon.
なお、このようにして形成されたシランカップリング剤
層は、主に、基板側との密着性に優れ、かつ外部から働
く、先に述べたような応力を緩和する第1の層と、感光
性樹脂硬化膜側との密着力に優れた第2の層とが総合的
に機能して、基板と感光性樹脂硬化膜との密着性を向上
し、しかもこの部分に働く応力が緩和されるので、従来
の記録ヘッドにおいて見られたようなこれらの剥離が防
止される。The silane coupling agent layer formed in this way mainly consists of a first layer that has excellent adhesion to the substrate side and relieves the stress acting from the outside as described above, and a photosensitive layer. The second layer, which has excellent adhesion to the photosensitive resin cured film side, functions comprehensively to improve the adhesion between the substrate and the photosensitive resin cured film, and to alleviate stress acting on this part. This prevents these peelings as seen in conventional recording heads.
次に、第1次及び第2次シランカップリング剤処理され
た基板1面に、80°C〜105°C程度に加温された
ドライフィルムフォトレジスI・3(膜厚、約251i
ffI−100μ)を0.5〜0.4 f /min、
の速度、1〜3Kg/cI113の加圧条件下でラミネ
ートする。Next, a dry film photoresist I.3 (film thickness, approximately 251 i
ffI-100μ) at 0.5 to 0.4 f/min,
lamination at a speed of 1 to 3 Kg/cI113.
続いて、第3図に示すように、基板1面上に設けたドラ
イフィルムフォトレジスト3上に、所定の形状の光を透
過しないパターンを有するフォトマスク4を重ね合わせ
た後、このフォトマスク4の」二部から露光(図中、矢
印)を行なう。Subsequently, as shown in FIG. 3, a photomask 4 having a pattern of a predetermined shape that does not transmit light is superimposed on the dry film photoresist 3 provided on the surface of the substrate 1. Exposure (arrows in the figure) is carried out from the second part.
なお、フォトマスク4と基板1との位置合わせは、露光
、現像処理等の工程を経て、最終的に形成されるインク
通路領域中に上記素子2が設けられるように行なわれ、
例えば、位置合せマークを、基板1とマスク4のそれぞ
れに予め描いておき、そのマークに従って位置合わせす
る方法等によって実施できる。The photomask 4 and the substrate 1 are aligned so that the element 2 is provided in the ink passage area that will be finally formed through steps such as exposure and development.
For example, alignment marks can be drawn in advance on each of the substrate 1 and the mask 4, and alignment can be performed according to the marks.
このように露光を行うと、前記パターンに覆われた領域
以外、すなわちフォトレジスト3の露光された部分が重
合硬化し、露光されなかった部分が、溶剤可溶性のまま
であるのに対して溶剤不溶性となる。When the exposure is performed in this way, the area other than the area covered by the pattern, that is, the exposed part of the photoresist 3 is polymerized and hardened, and the unexposed area remains solvent-soluble, whereas it becomes solvent-insoluble. becomes.
フォトレジスト3のパターン露光を終了したら、次に、
露光済みのフォトレジスト3を、例えばトリクロルエタ
ン等の揮発性有機溶剤中に浸漬しするなどして現像処理
し、溶剤可溶性であるドライフィルムフォトレジスト3
の未重合(未硬化)部分を基板1上から溶解除去し、$
4図に示すように基板1上に残存した硬化フォトレジス
ト膜3Pによって最終的にインク通路及びインク供給室
(第4図では図示されていない)となる溝7を形成する
。After completing the pattern exposure of photoresist 3, next
The exposed photoresist 3 is developed by immersing it in a volatile organic solvent such as trichloroethane to obtain a dry film photoresist 3 that is soluble in the solvent.
The unpolymerized (uncured) portion of is dissolved and removed from the substrate 1, and $
As shown in FIG. 4, the hardened photoresist film 3P remaining on the substrate 1 forms a groove 7 that will eventually become an ink passage and an ink supply chamber (not shown in FIG. 4).
次に基板l上の硬化フォトレジスト膜3Pを、該膜3P
の耐インク性を向上させる目的で、これを例えば150
8C〜25Q’Cで30分〜6時間程度加熱して更に熱
重合させる、あるいはこれに50〜200mW/C11
2の強度ので紫外線を照射する等して更に硬化させる。Next, the hardened photoresist film 3P on the substrate l is
For the purpose of improving the ink resistance of
Further heat polymerization by heating at 8C to 25Q'C for about 30 minutes to 6 hours, or add 50 to 200mW/C11 to this.
Since the strength is 2, it is further cured by irradiation with ultraviolet rays.
なお、これらの方法を併用するとより効果的である。Note that it is more effective to use these methods in combination.
なお、以上説明した本発明の方法の一例では、インク通
路及びインク供給室となる溝の形成に。Note that in the example of the method of the present invention described above, grooves that will become ink passages and ink supply chambers are formed.
感光性樹脂(フォトレジスト)としてドライフィルムタ
イプ、つまり固体状のものを使用しているが、本発明の
方法に於いて使用できる感光性樹脂としては、固体状の
もののみに限られるものではなく、液状のものももちろ
ん使用可能である。Although a dry film type, that is, a solid type photosensitive resin (photoresist) is used, the photosensitive resin that can be used in the method of the present invention is not limited to solid type. Of course, liquid ones can also be used.
基板上に感光性樹脂膜を形成する方法として、液状の感
光性樹脂組成物を使用する場合には1例えばレリーフ画
像の作製時に用いられるスキージによる方法、すなわち
所望の感光性樹脂硬化膜の塗膜の厚さに相当した高さの
壁を基板の周囲に設け、スキージによって余分な樹脂組
成物を除去する方法等を挙げることができる。As a method for forming a photosensitive resin film on a substrate, when using a liquid photosensitive resin composition, 1. For example, a method using a squeegee used when creating a relief image, that is, a coating film of a desired photosensitive resin cured film. Examples of methods include providing a wall with a height corresponding to the thickness of the substrate around the substrate and removing excess resin composition with a squeegee.
この場合、感光性樹脂組成物の粘度は、100cp〜3
00cpが適当である。また、基板の周囲に置〈壁の高
さは、感光性樹脂組成物の含有する溶剤分の蒸発による
減量分を見込んで決定する必要がある。In this case, the viscosity of the photosensitive resin composition is 100 cp to 3
00cp is appropriate. Further, the height of the walls placed around the substrate must be determined in consideration of the amount of weight loss due to evaporation of the solvent contained in the photosensitive resin composition.
他方、固体状の感光性樹脂を用いる場合には、感光性樹
脂シートを基板上に加熱圧着して貼着する方法が好適で
ある。On the other hand, when using a solid photosensitive resin, it is preferable to adhere the photosensitive resin sheet onto the substrate by heat-pressing it.
これらのうち、本発明の方法に適用するものとしては、
取扱い上で、あるいは厚さの制御が容易かつ正確にでき
る点に於いて、固体状のフィルムタイプのものが便利で
ある。Among these, those applicable to the method of the present invention are:
A solid film type material is convenient for handling and for controlling the thickness easily and accurately.
このような固体状のものとしては、例えばパーマネント
ポリマーコーティング リ ス ト ン(RISTON
)ソルダーマスク730S 、同740S、同730
FR1同740FR、同SM 1、カプトン(KAP
TON)XA−A3 、同XA−83、同XA−AI
、同XA−M3 、同XA−03(以上、デュポン社製
) ; Photec PHTシリーズ、同SRシリー
ズ(以上、日立化成社製)、DFRE−15、同P−2
5、同P−38、同T−50(以上、旭化成製);ネオ
ドロック(NEOTOROCK) Eタイプ、同Tタイ
プ(以上、日東電工社製);チオコール(Thioko
l)ラミナーGT、同GSI 、同TO1同TA(以上
、東京応化社製)などの商品名で市販されているものを
使用することができる。Examples of such solid materials include permanent polymer coatings such as RISTON.
) Solder mask 730S, 740S, 730
FR1 740FR, SM 1, Kapton (KAP
TON) XA-A3, XA-83, XA-AI
, XA-M3, XA-03 (manufactured by DuPont); Photoc PHT series, SR series (manufactured by Hitachi Chemical), DFRE-15, P-2
5. P-38, T-50 (manufactured by Asahi Kasei); NEOTOROCK E type, T type (manufactured by Nitto Denko Corporation); Thioko
l) Those commercially available under trade names such as Laminar GT, Laminar GSI, and Laminar TO1 TA (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) can be used.
この他に、本発明の方法においては、感光性樹脂として
、通常のフォトリソグラフィーの分野で用いられている
ものの多くを使用することができ、そのようなものとし
ては、例えばジアゾレジン、P−ジアゾキノン若しくは
ビニルモノマー等と重合開始剤を使用する光重合型フォ
トポリマー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用
する工事化型フォトポリマー、オルンナフトキノンジア
ジドとノボラックタイプのフェノール樹脂との混合物、
ポリビニルアルコールとジアゾ樹脂との混合物、4−グ
リシジルエチレンオキシドとベンゾフェノンやグリシジ
ルカルコンとを共重合させたポリエーテル型フォトポリ
マー、N、N−ジメチルメタクリルアミドと例えばアク
リルアミドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエ
ステル系感光性樹脂〔例えば、APR(旭化成製)、テ
ビスタ(奇人社製)、ゾンネ(関西ペイント社製)等〕
、不飽和ウレタンオリゴマー系感光性桐脂、二感能アク
リルモノマーに光重合開始剤とポリマーとを混合した感
光性樹脂組成物、重クロム酸系フォトレジスト、非クロ
ム系水溶性フォトレジスト、ポリケイ皮酸ビニル系フォ
トレジスト、環化ゴム−アジド系フォトレジスト等を挙
げることができる。In addition, in the method of the present invention, many of the photosensitive resins used in the field of ordinary photolithography can be used, such as diazoresin, P-diazoquinone, or A photopolymerizable photopolymer using a vinyl monomer etc. and a polymerization initiator, an engineered photopolymer using a polyvinyl cinnamate etc. and a sensitizer, a mixture of ornaphthoquinone diazide and a novolac type phenolic resin,
Mixtures of polyvinyl alcohol and diazo resins, polyether type photopolymers made by copolymerizing 4-glycidyl ethylene oxide with benzophenone or glycidyl chalcone, copolymers of N,N-dimethylmethacrylamide with e.g. acrylamide benzophenone, unsaturated polyesters. Photosensitive resins [e.g., APR (manufactured by Asahi Kasei), Tevista (manufactured by Kijinsha), Sonne (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.)]
, unsaturated urethane oligomer-based photosensitive tung fat, photosensitive resin composition in which a photopolymerization initiator and polymer are mixed with bisensitized acrylic monomer, dichromic acid-based photoresist, non-chromium-based water-soluble photoresist, polysilane Examples include acid vinyl photoresists, cyclized rubber-azide photoresists, and the like.
このようにして、硬化フォトレジスト膜3Pによって最
終的にインク通路及びインク供給室を構成する溝7を形
成した後、第6図に示すように、溝7の覆いとなる平板
6を硬化フォトレジスト膜3P上に接着剤5によって接
着固定し、接合体を形成する。In this way, after forming the grooves 7 that will finally constitute the ink passages and ink supply chambers using the hardened photoresist film 3P, as shown in FIG. It is adhesively fixed onto the membrane 3P using an adhesive 5 to form a bonded body.
なお、平板6を硬化フォトレジスト膜3P上に固定する
前に、溝7の基板面にあるカップリング剤層2は、イン
ク吐出エネルギー発生素子の機能に影響を及ぼす恐れが
あるので酸素プラズマ灰化処理等により第5図に示すよ
うに基板1上から除去するのが好ましい。Note that before fixing the flat plate 6 on the hardened photoresist film 3P, the coupling agent layer 2 on the substrate surface of the groove 7 is subjected to oxygen plasma ashing because it may affect the function of the ink ejection energy generating element. It is preferable to remove it from the substrate 1 by processing or the like as shown in FIG.
第6図に示した工程に於いて、覆い6を付設する具体的
な方法としては、
1) ガラス、セラミック、金属、プラスチック等の平
板6にエポキシ樹脂系接着剤を厚さ3〜4μsにスピン
コードした後、予備加熱して接着剤層5を、いわゆるB
ステージ化させ、これを硬化したフォトレジス)3P上
に貼り合わせた後前記接着剤層5を、本硬化させる、
等の方法があるが、
2)アクリル系樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン等の熱
可塑性樹脂の平板6を硬化フォトレジスト膜3P上に、
直接、熱融着させる
等の接着剤を使用しない方法でも良い。In the process shown in FIG. 6, the specific method for attaching the cover 6 is as follows: 1) Spinning epoxy resin adhesive to a thickness of 3 to 4 μs on a flat plate 6 made of glass, ceramic, metal, plastic, etc. After coding, the adhesive layer 5 is preheated and the so-called B
There are methods such as 2) thermoplastic resin such as acrylic resin, ABS resin, polyethylene, etc. A resin flat plate 6 is placed on the hardened photoresist film 3P,
A method that does not use an adhesive, such as direct heat-sealing, may also be used.
ここで、第6図の工程終了後の接合体の外観を第7図の
模式的斜視図に示す。第7図に於いて、?−1はインク
供給室、7−2はインク通路、8はインク供給室7−1
に不図示の記録ヘッド外部から内部へインクを供給する
ためのインク供給管(不図示)を連結するための貫通孔
を示す。Here, the appearance of the joined body after the process shown in FIG. 6 is completed is shown in the schematic perspective view of FIG. 7. In Figure 7, ? -1 is an ink supply chamber, 7-2 is an ink passage, 8 is an ink supply chamber 7-1
2 shows a through hole for connecting an ink supply pipe (not shown) for supplying ink from the outside of the recording head to the inside.
このようにして、溝7の形成された基板lと平板6との
接合が完了した後、この接合体を第7図のインク通路の
下流側にあたるc−c ′に添って切削して、切削面に
於けるインク通路の開口部である、インクを吐出するた
めのオリフィスを形成する。In this way, after the bonding between the substrate l on which the grooves 7 are formed and the flat plate 6 is completed, this bonded body is cut along c-c', which is the downstream side of the ink passage in FIG. An orifice for ejecting ink, which is an opening of an ink passage in the surface, is formed.
この工程は、第9図に示すインク吐出エネルギー発生素
子1−2とオリフィス?−3との間隔を適正化するため
に行なうものであり、ここで切削する領域は適宜選択さ
れる。この切削に際しては、半導体工業で通常採用され
ているダイジング法等を採用する巳とができる。This process is performed using the ink ejection energy generating element 1-2 and the orifice shown in FIG. This is done in order to optimize the distance from -3, and the area to be cut here is selected as appropriate. For this cutting, a dicing method or the like commonly used in the semiconductor industry can be used.
なお、本発明でいうインク通路下流部とは、記録ヘッド
を用いて記録を行なっている際のインクの流れ方向に於
ける下流領域、具体的には、吐出エネルギー発生素子1
−2の設置位置より下流のインク通路の部分を言う。Note that the downstream part of the ink passage in the present invention refers to the downstream region in the flow direction of ink when recording is performed using a recording head, specifically, the downstream region of the ink path in the flow direction of the ink when recording is performed using the recording head, specifically, the downstream region of the ink passage
Refers to the part of the ink passage downstream from the installation position of -2.
切削が終了したところで、切削面を研磨して平滑化し、
貫通孔8にインク供給管9を取イ1けてインクジェット
記録ヘッドを完成する6
なお、第9図に示した記録ヘッドに於いては、インク通
路7−2とインク供給室7−1の側壁が硬化フォトレジ
スト膜3Pによって一体成形されているが、インク通路
とインク供給室を別々に成形した後接合して形成される
記録ヘッドについても本発明の方法を適用することがで
きる。Once cutting is complete, the cut surface is polished and smoothed.
Insert the ink supply tube 9 into the through hole 8 to complete the ink jet recording head 6. Note that in the recording head shown in FIG. 9, the ink passage 7-2 and the side wall of the ink supply chamber 7-1 are Although the ink passage and the ink supply chamber are integrally molded using the cured photoresist film 3P, the method of the present invention can also be applied to a recording head in which the ink passage and the ink supply chamber are molded separately and then joined together.
以下、実施例及び比較例に従って本発明の方法を更に詳
細に説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail according to Examples and Comparative Examples.
実施例1
第1図〜第9図を用いて先に明細書中で説明した本発明
の方法により、インク吐出エネルギー発生素子として発
熱素子[ハフこラムポライド(HfB2) ] を用い
た10個のオリフィス(オリフィス寸法、75ulX5
01Llfi、ピッチ0.125 am)を有するオン
デマンド型インクジェット記録ヘッドの作成を以下のよ
うにして実施した。Example 1 According to the method of the present invention previously explained in the specification with reference to FIGS. 1 to 9, ten orifices were prepared using a heat generating element [Hafcolampolide (HfB2)] as an ink ejection energy generating element. (Orifice dimensions, 75ulX5
An on-demand inkjet recording head having a pitch of 0.01Llfi and a pitch of 0.125 am was fabricated as follows.
まず、シリコンからなる基板上に発熱素子の複数を所定
の位置に配設し、これらに記録信号印加用電極を接続し
てから、発熱素子が配設された基板面」−に保護膜とし
ての5i02層(厚さ1.0μs)を設け、保護層の表
面を清浄化すると共に80°Cで10分間乾燥させた。First, a plurality of heat generating elements are arranged at predetermined positions on a substrate made of silicon, electrodes for applying recording signals are connected to these, and then a protective film is applied to the surface of the substrate on which the heat generating elements are arranged. A 5i02 layer (thickness 1.0 μs) was applied, and the surface of the protective layer was cleaned and dried at 80° C. for 10 minutes.
次に、保護層表面に、3−メルカプトプロピルメチルジ
メトキシシランをエタノールに1重量%の濃度で溶解し
た溶液をスプレーした後、更にスプレー面を80℃で1
0分間加熱し、保護層表面の゛第1次シランカップリン
グ剤処理を実施した。Next, on the surface of the protective layer, a solution of 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane dissolved in ethanol at a concentration of 1% by weight was sprayed, and then the sprayed surface was heated at 80°C for 1 hour.
The protective layer was heated for 0 minutes, and the surface of the protective layer was treated with a primary silane coupling agent.
続いて、第1次処理された保護層表面に、更にγ−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシランをエタノールに1
重量%の濃度で溶解□した溶液をスプレーした後、スプ
レー面を80℃で10分間加熱して、第2次シランカッ
プリング剤処理を実施した。Subsequently, γ-glycidoxyprobyltrimethoxysilane was further added to the surface of the first-treated protective layer in ethanol.
After spraying a solution dissolved at a concentration of □% by weight, the sprayed surface was heated at 80° C. for 10 minutes to perform a second silane coupling agent treatment.
このようにして処理された保護層表面には、保護層側か
ら3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランから
なる第1の層とγ−グリシドキシプロビルトリメトキシ
シランからなる第2の層が形成された。On the surface of the protective layer treated in this way, a first layer consisting of 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and a second layer consisting of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane are formed from the protective layer side. Ta.
カップリング剤処理が終了したところで、保護層に重ね
て、80℃に加温された膜厚75騨のリンストン(RI
STON) 73’OS トライフイルムフオトレジス
ト(゛商品名、デュポン社製)を0.4f/ll1n、
の速度、I Kg/ cm3の加圧条件下でラミネート
した。After the coupling agent treatment was completed, Linston (RI
STON) 73'OS tri-film photoresist (trade name, manufactured by DuPont) at 0.4f/ll1n,
The lamination was carried out at a speed of 1 kg/cm3 under pressure conditions.
続いて、基板面」二に設けたドライフィルムフォトレジ
スト上に、インク通路インク供給室の形状に対応したパ
ターンを有するフォトマスクを重ね合わせ、最終的に形
成されるインク通路領域中に」−配素子が設けられるよ
うに位置合せを行なった後、このフォトマスクの上部か
ら8.2 mW/am 2の強度の紫外線を用いてフ
ォトレジストを露光した。Next, a photomask having a pattern corresponding to the shape of the ink passage ink supply chamber is superimposed on the dry film photoresist provided on the substrate surface, and a photomask is placed in the ink passage area to be finally formed. After alignment was performed so that the elements would be provided, the photoresist was exposed to ultraviolet light with an intensity of 8.2 mW/am 2 from above the photomask.
次に、露光済みのフォトレジストを、トリクロルエタン
中に浸漬して現像処理し、フォトレジストの未重合(未
硬化)部分を基板上から溶解除去して、基板上に残存し
た硬化フォトレジスト膜によって最終的にインク通路及
びインク供給室となる溝を形成した。Next, the exposed photoresist is immersed in trichloroethane and developed, and the unpolymerized (unhardened) portion of the photoresist is dissolved and removed from the substrate, resulting in the cured photoresist film remaining on the substrate. Grooves that would eventually become ink passages and ink supply chambers were formed.
現像処理を終了した後、基板上の硬化フォトレジストを
、250°Cで1時間加熱し、更に、これに50 n+
W/cm2の強度の紫外線を2分間照射して更に硬化さ
せた。After completing the development process, the cured photoresist on the substrate was heated at 250°C for 1 hour, and then heated at 50 n+
It was further cured by irradiating it with ultraviolet rays with an intensity of W/cm2 for 2 minutes.
このようにして、硬化フォトレジスト膜によってインク
通路及びインク供給室となる溝を基板上に形成した後、
溝内の基板面にあるカップリング剤層を酸素プラズマ灰
化処理により基板1−4=から除去した。In this way, after forming grooves that will become ink passages and ink supply chambers on the substrate using the cured photoresist film,
The coupling agent layer on the substrate surface within the groove was removed from substrate 1-4= by oxygen plasma ashing treatment.
次に、形成した溝の覆いとなるソーダガラスからなる貫
通孔の設けられた平板にエポキシ系樹脂接着剤を厚さ3
騨にスピンコードした後、予備加熱し−CBステージ化
させ、これを硬化したフォトレジスト−にに貼り合わせ
、更に、接着剤を本硬化させて接着固定し、接合体を形
成した。Next, apply epoxy resin adhesive to a thickness of 3 mm on a flat plate made of soda glass with through holes that will cover the formed grooves.
After spin-coding the wire, it was preheated to form a CB stage, and this was bonded to a hardened photoresist, and the adhesive was further cured and fixed to form a bonded body.
続いて、接合体のインク通路の下流側、すなわ吐出エネ
ルギー発生素子の設置位置から下流側へ0.15 mm
のところをインク通路に対して垂直に、市販のダイシン
グ・ソー(商品名、 DAD 2)1/B型、DISO
C:0社製)を用いて切削し、インクを吐出するための
オリフィスを形成した。Next, the downstream side of the ink passage of the bonded body, that is, 0.15 mm downstream from the installation position of the ejection energy generating element.
1/B, a commercially available dicing saw (product name: DAD 2)
(manufactured by C:0) to form an orifice for ejecting ink.
一最後に、切削面を研磨して平滑化し、貫通孔にインク
供給管を取付けてインフジエラI・記録ヘッドを完成し
た。Finally, the cut surface was polished and smoothed, and an ink supply tube was attached to the through hole to complete the Infusiera I recording head.
このようにして本発明の方法により作成した記録ヘッド
の品質及び長期使用に際しての耐久性を以下のようにし
て試験した。The quality of the recording head thus produced by the method of the present invention and its durability during long-term use were tested as follows.
まず、得られた20個の記録ヘッドについて、そのオリ
フィス形成面を金属顕微鏡(オリンパス社製)によって
観察し、硬化フォトレジスト膜と基板との間に剥離が生
じているかどうかを調べた。First, the orifice-forming surfaces of the 20 recording heads obtained were observed using a metallurgical microscope (manufactured by Olympus Corporation) to determine whether peeling occurred between the cured photoresist film and the substrate.
剥離が認られた記録ヘッドの個数を表1に示した。Table 1 shows the number of recording heads in which peeling was observed.
次に、剥離が認められなかった記録ヘッドにっ ゛いて
、−30°Cと+80°Cに記録ヘッドを加熱、冷却す
る操作を30分周期で繰返し、これを100サイクル往
復させる記録ヘッドのヒートショ・ンク試験を行なった
。試験後の記録ヘッドに硬化フォトレジスト膜と基板と
の間の剥離が生じているかどうかを上記と同様にして調
べ、剥離が認られた記録ヘッドの個数を表1に示した。Next, for the recording heads for which no peeling was observed, the operation of heating and cooling the recording heads to -30°C and +80°C was repeated at 30-minute intervals, and the recording head was heated back and forth for 100 cycles.・Conducted a link test. It was examined in the same manner as above to determine whether or not peeling occurred between the cured photoresist film and the substrate in the recording heads after the test, and the number of recording heads in which peeling was observed is shown in Table 1.
これとは別に、形成した記録ヘッドを記録装置に取付け
、水20重量%、エチレングリコール重量%及び黒色染
料重量%の組成からなるインクを使用し、108パルス
の記録信号を14時間連続的に記録ヘッドに印加して印
字を行ない、印字の開始直後と、14時間経過後でのイ
ンク着弾点精度を測定比較して、長期間の連続使用時に
おける耐久性を評価した。Separately, the formed recording head was attached to a recording device, and a recording signal of 108 pulses was continuously recorded for 14 hours using ink consisting of 20% by weight of water, % by weight of ethylene glycol, and % by weight of black dye. The ink was applied to the head to perform printing, and the accuracy of the ink landing point immediately after the start of printing and after 14 hours had elapsed was measured and compared to evaluate durability during long-term continuous use.
本実施例で得られた記録ヘッドにおいては、連続使用期
間全般にわたって、±12 JLIII /yHI11
飛翔距離と良好な着弾点精度が維持された。In the recording head obtained in this example, ±12 JLIII/yHI11 throughout the period of continuous use.
Flight distance and good impact point accuracy were maintained.
なお、インク着弾点精度は、以下のようにして測定され
た。Note that the ink landing point accuracy was measured as follows.
まず、記録ヘッドをオリフィス配列方向が垂直になるよ
うに固定して、オリフィスより 2mmの距離に垂直に
セットされ、かつオリフィス配列方向と直交する方向、
すなわち水平方向に0.25m/see。First, the recording head is fixed so that the orifice arrangement direction is perpendicular, and the recording head is set perpendicularly at a distance of 2 mm from the orifice, and in a direction perpendicular to the orifice arrangement direction.
That is, 0.25m/see in the horizontal direction.
で走査する紙面上に、2.0kHzでオリフィス1本お
きに5本同時に上記インクを吐出させた。The ink was simultaneously ejected from every other five orifices at 2.0 kHz onto the paper surface to be scanned.
次に、得られた記録物から着弾点誤差を算出した。Next, the impact point error was calculated from the obtained recorded matter.
すなわち、得られた記録物のオリフィスの配列方向に相
当する方向をX軸、これに直交する方向をY軸とし、紙
面上の任意の1ドツトを原点に取り、X−Y座標を設定
した。次にこの座標内での記録された各ドツトのX座標
値を、各ドツトの両端のX座標値の相加平均値から求め
、同様の操作をY座標方向についても行ない各ドツトの
X−Y座標値を求めこれを着弾点とした。そして、X軸
方向に隣接する2つのドツトの着弾点のX座標値の差を
算出し、これとオリフィスのピッチの2倍、すなわち0
.25+nmとの差をX軸方向の着弾点誤差とした。ま
た、X軸方向に隣接する2つのドラ)・のY座標値の差
をY軸方向での着弾点誤差とした。これらの計算を、■
ヘッドについて50パルス分のドツトについて行なった
。That is, the direction corresponding to the arrangement direction of the orifices of the obtained recording material was defined as the X axis, and the direction perpendicular to this was defined as the Y axis, and an arbitrary dot on the paper was taken as the origin, and the XY coordinates were set. Next, the X-coordinate value of each recorded dot within this coordinate is determined from the arithmetic average value of the X-coordinate values at both ends of each dot, and the same operation is performed in the Y-coordinate direction to determine the X-Y The coordinate values were determined and used as the impact point. Then, calculate the difference in the X coordinate values of the impact points of two dots adjacent to each other in the X-axis direction, and calculate the difference between this and twice the orifice pitch, that is, 0.
.. The difference from 25+nm was defined as the landing point error in the X-axis direction. Further, the difference between the Y coordinate values of two adjacent drums in the X-axis direction was defined as the impact point error in the Y-axis direction. These calculations, ■
The test was carried out for 50 pulses of dots on the head.
このようにして得られた着弾点誤差の1ヘツドごとの得
られた最大値を20ヘッド分について平均した。The maximum values of the landing point errors obtained for each head were averaged for 20 heads.
実施例2〜12
保護層の材質と、カップリング剤の種類を表2に示すよ
うにそれぞれ代え、実施例9〜12については、吐出エ
ネルギー発生素子としてピエゾ振動子[PbZ r03
−PbT i03系(東北金属■社製)を用いる以外は
実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドの作成
を実施し、実施例1と同様にして記録ヘッドの品質と耐
久性とを評価した。Examples 2 to 12 The material of the protective layer and the type of coupling agent were changed as shown in Table 2, and in Examples 9 to 12, a piezo vibrator [PbZ r03] was used as the ejection energy generating element.
An inkjet recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that -PbT i03 series (manufactured by Tohoku Kinzoku ■) was used, and the quality and durability of the recording head were evaluated in the same manner as in Example 1.
剥離が認められた記録ヘッドの個数を表1に示した。Table 1 shows the number of recording heads in which peeling was observed.
また、耐久性評価における着弾点精度については、これ
らの実施例で得られた記録ヘッドは、いずれも連続使用
期間全般にわたって、±12〜±18gm/mm飛翔距
離と良好な着弾点精度が維持された。Regarding the impact point accuracy in durability evaluation, the recording heads obtained in these examples all maintained good impact point accuracy with a flight distance of ±12 to ±18 gm/mm throughout the period of continuous use. Ta.
比較例1〜4
カップリング剤による切削面の処理を行なわない以外は
、実施例1〜3及び実施例12と同様にしてインクジェ
ット記録ヘッドの作成を実施し、実施例1と同様にして
記録ヘッドの品質と耐久性とを評価した。Comparative Examples 1 to 4 Inkjet recording heads were prepared in the same manner as in Examples 1 to 3 and Example 12, except that the cut surface was not treated with a coupling agent. The quality and durability of the product were evaluated.
剥離が認められた記録ヘッドの個数を表1に示した。Table 1 shows the number of recording heads in which peeling was observed.
また、耐久性評価における着弾点精度については、これ
らの比較例で得られた記録ヘッドは、印字開始初期にお
いては、±10〜±18鱗/ff1B飛翔距離程度であ
ったものが、連続印字後±40〜±112牌/mm飛翔
距離程度にまで低下した。Regarding the impact point accuracy in durability evaluation, the recording heads obtained in these comparative examples had a flight distance of about ±10 to ±18 scales/ff1B at the beginning of printing, but after continuous printing The flight distance decreased to about ±40 to ±112 tiles/mm.
以」二のような本発明のインクジェット記録ヘッドの製
造方法によれば、高精度で、品質が良く、かつ安価なイ
ンクジェット記録ヘッドを提供することができる。According to the method for manufacturing an inkjet recording head of the present invention as described in (2) below, it is possible to provide an inkjet recording head with high precision, good quality, and low cost.
しかも、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
によれば、基板とインク通路を形成する感光性樹脂硬化
膜との間に2層構成のシランカップリング剤層を、基板
表面を処理することによって設けたので、基板と感光性
樹脂硬化膜との密着性のにみならず、更にこの部分の耐
インク性も向上するので、従来の方法によって形成され
た記録ヘッドにおいて認められた基板と感光性樹脂硬化
膜との剥離によるオリフィスやインク通路の所定形状に
変形がなく、例えば着弾点精度などの記録性の低下が見
られず、長期間使用に際しても初期の良好な着弾点精度
を維持できる耐久性に優れた、信頼性の高いインクジェ
ット記録ヘッドを提供することができる。Moreover, according to the method for manufacturing an inkjet recording head of the present invention, a two-layer silane coupling agent layer is provided between the substrate and the cured photosensitive resin film forming the ink passage by treating the surface of the substrate. This improves not only the adhesion between the substrate and the photosensitive resin cured film, but also the ink resistance of this area, which improves the bond between the substrate and the photosensitive resin, which was observed in recording heads formed by conventional methods. There is no deformation of the predetermined shape of the orifice or ink passage due to peeling from the cured film, and there is no deterioration in recording performance such as impact point accuracy, and durability allows the initial good impact point accuracy to be maintained even during long-term use. It is possible to provide an inkjet recording head with excellent performance and high reliability.
第1図〜第9図は本発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法を説明するための模式図である。
l−に基板
1−2:吐出エネルギー発生素子
1−3:保護膜
2−1=第1のシランカップリング剤層2−2:第2の
シランカップリング剤層3ニドライフイルムフオトレジ
スト
3P:硬化フォトレジスト膜
4:フォトマスク
5:接着剤層
6:覆い
7:インク通路を形成する溝
7−1=インク供給室
7−2:インク通路
7−3=オリフイス
8:インク供給孔
9:インク供給用パイプ
第 1 図
第2図
が
第 3 図
39・
第 4 図
第5図FIGS. 1 to 9 are schematic diagrams for explaining the method of manufacturing an inkjet recording head of the present invention. Substrate 1-2: Discharge energy generating element 1-3: Protective film 2-1 = First silane coupling agent layer 2-2: Second silane coupling agent layer 3 Nidrifilm photoresist 3P: Cured photoresist film 4: Photomask 5: Adhesive layer 6: Cover 7: Groove forming ink passage 7-1 = Ink supply chamber 7-2: Ink passage 7-3 = Orifice 8: Ink supply hole 9: Ink Supply pipe Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 39 Figure 4 Figure 5
Claims (1)
出口に連通する液体通路を形成し、該液体通路の少なく
とも一部の壁を感光性樹脂硬化膜で構成した液体噴射記
録ヘッドを製造するに際して、前記基板の前記感光性樹
脂硬化膜が積層される面を、該面に該感光性樹脂硬化膜
を形成する感光性樹脂を積層するに先立って下記一般式
( I ); R^1SiR^2_3_−_mR^3_m( I )〔上
記式において、mは1または2の整数を表わし、R^1
はアミノ基、ビニル基、メタクリル基、エポキシ基及び
メルカプト基からなる群より選択された1種以上を有す
る基を表わし、R^2はクロロ基、メトキシ基、エトキ
シ基、アセトキシ基またはβ−メトキシエトキシ基を表
わし、R^3はメチル基またはエチル基を表わす〕で示
したシランカップリング剤で第1次処理した後、下記一
般式(II); R^4_nSiR^5_4_−_n(II) 〔上記式において、nは1、2または3の整数を表わし
、R^4はアミノ基、ビニル基、メタクリル基、エポキ
シ基及びメルカプト基からなる群より選択された1種以
上を有する基を表わし、R^Sはクロロ基、メトキシ基
、エトキシ基、アセトキシ基またはβ−メトキシエトキ
シ基を表わす〕で示したシランカップリング剤で第2次
処理することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法。[Scope of Claims] 1) A liquid in which a liquid passage communicating with an ejection port is formed on a substrate provided with a liquid ejection energy generating element, and at least a part of the wall of the liquid passage is made of a photosensitive resin cured film. When manufacturing an ejection recording head, the surface of the substrate on which the photosensitive resin cured film is laminated is prepared using the following general formula (I ); R^1SiR^2_3_-_mR^3_m(I) [In the above formula, m represents an integer of 1 or 2, and R^1
represents a group having one or more selected from the group consisting of an amino group, a vinyl group, a methacrylic group, an epoxy group, and a mercapto group, and R^2 represents a chloro group, a methoxy group, an ethoxy group, an acetoxy group, or a β-methoxy group. represents an ethoxy group, R^3 represents a methyl group or an ethyl group], and then the following general formula (II); In the above formula, n represents an integer of 1, 2 or 3, R^4 represents a group having one or more selected from the group consisting of an amino group, a vinyl group, a methacrylic group, an epoxy group and a mercapto group, R^S represents a chloro group, a methoxy group, an ethoxy group, an acetoxy group, or a β-methoxyethoxy group.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9198085A JPS61249765A (en) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | Preparation of liquid jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9198085A JPS61249765A (en) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | Preparation of liquid jet recording head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61249765A true JPS61249765A (en) | 1986-11-06 |
Family
ID=14041643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9198085A Pending JPS61249765A (en) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | Preparation of liquid jet recording head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61249765A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02153744A (en) * | 1988-07-21 | 1990-06-13 | Canon Inc | Ink-jet recording head |
JPH02227256A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-10 | Canon Inc | Manufacture of liquid jet recording head and liquid jet recording head manufactured thereby |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP9198085A patent/JPS61249765A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02153744A (en) * | 1988-07-21 | 1990-06-13 | Canon Inc | Ink-jet recording head |
JPH02227256A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-10 | Canon Inc | Manufacture of liquid jet recording head and liquid jet recording head manufactured thereby |
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