专利名称：喷墨头制造方法和通过该制造方法制造的喷墨头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造喷墨头的方法和一种喷墨头。
背景技术：
喷墨头应用于喷墨记录方法(液体排出记录方法)，其中通过排出记录溶液如油墨而进行记录。喷墨头一般包括油墨流路，被提供在油墨流路中一个部分的出液能量产生部分，和通过出液能量产生部分的能量用于排出油墨流路中的油墨的细排墨口(也称作″孔″)。关于生产喷墨头的常规方法，例如，日本专利出版物No.H06-045242公开了一种用于制造喷墨头(也称作铸塑方法)，其中油墨流路的模在基板上被图形化，其中出液能量产生元件由光敏材料形成，涂覆树脂层被施加到基板上使得模具图形被涂覆，与油墨流路的模连通的排墨口在涂覆树脂层中形成，并随后去除用于模具的光敏材料。考虑到易去除性，正型光刻胶在用于制造喷墨头的方法中用作感光材料。另外，根据用于制造喷墨头的该方法，因为应用了半导体光刻技术，可在极高精确度下实现精细处理以形成油墨流路，排墨口等。
但因为负型光刻胶被施加到通过正型光刻胶而形成的油墨流路图形上，有时产生这样的问题油墨流路图形在施加负型光刻胶的过程中溶解和变形。
为了避免常规油墨流路图形化时的问题，例如，日本专利申请No.H08-323985公开了一种方法，其中负型光刻胶在通过用包括分子间可交联结构单元的电离辐射分解型光敏树脂组合物进行分子间交联而改进耐溶剂性之后施用。该方法通过将包含甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸的8/2共聚物的光敏树脂(重均分子量是180000)在180℃下烘烤1小时而进行分子间交联。
另外，在日本专利申请公开No.2004-042396中，本发明人等提出，作为进一步优选的丙烯酸树脂，包含甲基丙烯酸酯作为主组分、包含比例2至30％重量的甲基丙烯酸作为热交联因子，其分子量范围5000至50000的丙烯酸共聚物通过对丙烯酸共聚物进行热交联而用作用于形成油墨流路的正型光刻胶。
根据这些方法，尽管可防止油墨流路图形的变形，仍存在以下问题(1)由于分子间交联，需要大量能量用于正型光刻胶的光降解反应，敏感度往往下降。另外，由于光降解反应的进程不充分，尤其在正型光刻胶用于厚膜时，有时产生分辨率的下降。
(2)当正型光刻胶用于厚膜时，有时因与分子间交联有关的固化收缩应力而产生裂缝。另外，有时在负型光刻胶的显影或施用时产生裂缝。
(3)为了赋予足够的耐溶剂性，需要在高温进行长时间的热处理。
因此，油墨流路的宽度或高度受到限制，不仅导致油墨流路设计的障碍，而且降低生产节奏。
发明内容
鉴于前述，本发明提供的新型方式作为用于制造喷墨头的方法，对高密度喷墨头在高生产量下制造尤其有效。当尤其丙烯酸树脂用作用于形成流路的正型光刻胶，本发明注意到通过使用特定显影液而防止生成裂缝，分子间交联的进程受到尽可能多的抑制，且(甲基)丙烯酸树脂的极性通过改变树脂中(甲基)丙烯酸组分的比例而控制，这样提高显影液的敏感度。本发明还注意到通过使用特定有机溶剂作为负型光刻胶的施用溶剂而预防正型光刻胶形成的油墨流路图形的溶解和变形且可抑制裂缝的生成以使用负型光刻胶涂覆油墨流路图形。
以下描述用于获得以上目的详细方式。本发明公开了一种制造喷墨头的方法，该喷墨头包括用于排墨液滴的排出口，与排出口连通的油墨流路，和用于从排出口排墨液滴的能量产生元件，所述用于制造喷墨头的方法其特征在于包括在具有能量产生元件的基板上形成光降解性正型光刻胶层；形成通过曝光和显影光降解性正型光刻胶层而变成油墨流路的结构；用负型光刻胶层涂覆具有变成油墨流路的结构的基板；在负型光刻胶层中形成排墨口；和通过去除变成油墨流路的结构而形成与排出口连通的油墨流路，其中光降解性正型光刻胶层包括包含至少得自(甲基)丙烯酸酯作为主组分的单元，和进一步包含得自(甲基)丙烯酸的单元的丙烯酸共聚物组合物，所述丙烯酸共聚物组合物包含比例5至30％重量，更优选比例5至15％重量的(甲基)丙烯酸单元，和丙烯酸共聚物的重均分子量是50000至300000。
根据本发明的喷墨头其特征在于喷墨头通过该制造方法而制成。
根据用于制造喷墨头的该方法，可提供一种用于制造高密度喷墨头的方法，其中通过增加敏感度而提高产率和抑制裂缝，通过低温形成油墨流路而实现高生产量，等等。
图1是示意断面图，显示其中正型光刻胶层在基板上形成的一种状态；图2是示意断面图，显示其中结构油墨流路在正型光刻胶层中形成的一种状态；图3是示意断面图，显示其中形成负型光刻胶层和油墨排斥层的一种状态；图4是示意断面图，显示其中形成排墨口的一种状态；图5是示意断面图，显示其中形成保护层和刻蚀掩模的一种状态；图6是示意断面图，显示其中形成供墨口的一种状态；和图7是示意断面图，显示其中形成油墨流路的喷墨头的结构。
具体实施例方式
用于本发明的光降解性正型光刻胶是一种丙烯酸共聚物组合物，其中包含得自至少(甲基)丙烯酸酯的单元作为主组分和另外包含得自(甲基)丙烯酸的单元。表示为通式(1)的单元可作为优选的(甲基)丙烯酸酯单元被提及，和表示为通式(2)的单元可作为优选的(甲基)丙烯酸单元被提及。
通式(1) (其中R1是氢和其中碳数是1至3的烷基基团，R2是其中碳数是1至3的烷基基团，m是正整数。)通式(2) (其中R3是氢和其中碳数是1至3的烷基基团，n是正整数。)至少，具有通式(1)的单元可作为得自(甲基)丙烯酸酯的单元被提及，和通式(2)的单元可作为得自(甲基)丙烯酸的单元被调节。
现在参照附图详细描述本发明的每个工艺。图1至7示意显示一种用于制造本发明喷墨头的方法。
工艺1正型光刻胶层形成在本发明中，首先将光降解性正型光刻胶层2在具有能量产生元件的基板1上形成(图1)。基板1包括用于排墨的能量产生元件(未示)。由玻璃，陶瓷，金属之类的材料形成的基板用作本发明所用的基板1。电热产生元件或压电元件用作能量产生元件。但能量产生元件不限于这些元件。当电热产生元件用作能量产生元件时，可形成保护膜(未示)用于缓和鼓泡时的冲击和减少油墨的损害等。
光降解性正型光刻胶被施用到基板1的表面上以形成正型光刻胶层2。施用方法的例子包括旋涂法，直接涂覆法，和层压转移法。但施用方法不限于以上例子。具有在290nm附近的光敏波长范围的光刻胶如聚甲基异丙烯基酮(PMIPK)或聚乙烯基酮和具有在250nm附近的光敏波长范围的由包含甲基丙烯酸酯单元的高分子化合物如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成的光刻胶一般用作光降解性正型光刻胶。在这些光刻胶中，通过光照射而使分子量下降，不溶解基础树脂的显影液仅用于将分子量下降的那部分溶解到显影液中，这样形成正型图像。用于本发明的丙烯酸共聚物还通过光照射利用分子量下降的过程而形成正型图像，常规问题通过将注意力集中于丙烯酸共聚物的极性而解决。
为了防止在显影过程中生成裂缝，本发明特征在于使用包含以下详细描述的碱性组分的显影液。但如果使用包含后面提及的碱性组分的显影液，如上所述并不理想，因为在分子间交联丙烯酸共聚物中出现敏感度和分辨率的下降。因此，用于本发明的丙烯酸共聚物是特征在于其中在显影过程中难以产生裂缝的高敏感度光刻胶形成使得分子间交联尽可能多地受到抑制以优化分子量和组成。
另外，在用于本发明的丙烯酸共聚物中，极性通过包括在结构中的(甲基)丙烯酸组分的含量而极大地改变。即，丙烯酸共聚物的极性很大的取决于″包括在共聚物中的(甲基)丙烯酸组分的比例″和″通过热处理(预烘烤)而进行的分子间交联度″。对于在结构中包含(甲基)丙烯酸的丙烯酸共聚物，羧酸通过在高温下处理而进行脱水和缩合以产生分子间交联，这样包含(甲基)丙烯酸的丙烯酸共聚物有效地提高耐溶剂性。但因为极性还极大地影响对涂覆正型光刻胶的后面提及的负型光刻胶的溶解度，极性通过分子间交联而下降。结果，耐溶剂性有时下降。
根据这些观点，在本发明中，丙烯酸共聚物在最佳状态下通过控制″(甲基)丙烯酸的比例″和″通过热处理进行的分子间交联度″而用作正型光刻胶以调节极性((甲基)丙烯酸组分的量)。
发明人在认真研究后发现，其中包含表示为通式(1)的(甲基)丙烯酸酯作为主组分，包含5至30％重量表示为通式(2)的(甲基)丙烯酸组分，和重均分子量(聚苯乙烯的换算值)是50000至300000的丙烯酸共聚物特别优选使用。
例如，用于本发明的(甲基)丙烯酸酯可通过自由基共聚反应使用描述于以下结构式(3)和结构式(4)的单体而形成。
结构式(3) (其中R1是氢和碳数1至3的烷基基团、R2是碳数1至3的烷基基团。)结构式(4) (其中R3是氢和碳数1至3的烷基基团)。
″耐裂性″，″在显影液中的溶解度(敏感度)″，和″耐涂覆光刻胶性(分辨率)″可作为用于形成用作喷墨头的油墨流路的正型光刻胶的重要因素而被提及，和对每一特性有效的条件是优选的。后面提及的显影液的种类，分子间交联度，和后面提及的负型光刻胶的施用溶剂极大地影响根据本发明的丙烯酸共聚物的″耐裂性″。具体地，后面提及的碱性极性显影液的使用对减少裂缝有大的影响。因此，如果与非极性显影液如甲基异丁基酮和二甲苯相比，裂缝在本发明正型光刻胶显影过程中难以生成。随着分子间交联的进行，由于固化收缩而在共聚物中产生应力。因此，在交联进行至一定程度的共聚物中，裂缝有时因与烘烤后冷却有关的收缩或因在显影过程中的快速溶胀而产生。类似地，该现象倾向于涂有后面提及的正型光刻胶的负型光刻胶的施用溶剂而发生，有必要将不产生裂缝的溶剂选为负型光刻胶的施用溶剂。
在根据本发明的丙烯酸共聚物中，正型光刻胶和显影液之间的关系极大地影响″在显影液中的溶解度(敏感度)″。具体地，如果极性显影液用于具有高极性的正型光刻胶，溶解度得到提高。但如果(甲基)丙烯酸组分的比例太高，因为树脂的极性过度增加，膜在未曝光部分中在显影过程中显著变少、粘度在聚合反应过程中增加，造成难以进行合成。因此，具有过高比例的(甲基)丙烯酸组分的极性显影液不适用于正型光刻胶。如果后面提及的碱性极性显影液用于本发明，(甲基)丙烯酸组分的比例是5％至30％，在尽可能多地抑制分子间交联的进行的条件下优选使用碱性极性显影液。如果分子量低，溶解度在未曝光部分中增加，而如果分子量高，敏感度下降。因此优选的是，使用的正型光刻胶分子量是50000至300000。另外，如果分子间交联受到抑制，无需在高温下进行长时间的热处理；这样操作性优选得到改进。
为了使用非极性显影液，低于5％比例的(甲基)丙烯酸组分是正型光刻胶低极性的条件，或者进行分子间交联提高溶解度。但因为后面提及的耐涂覆光刻胶性和耐裂性相互不相容，它不适用于油墨流路的正型光刻胶。
正型光刻胶的极性和负型光刻胶的施用溶剂的极性之间的关系极大地影响根据本发明的丙烯酸共聚物的″耐涂覆光刻胶性(分辨率)″。具体地，正型光刻胶的溶解和变形可通过将具有高极性的正型光刻胶涂覆具有低极性的负型光刻胶而得到抑制以形成具有目标分辨率的油墨流路。为了使正型光刻胶溶解和变形，优选使用具有不低于50000的分子量的正型光刻胶。以下详细描述适用于涂覆的负型光刻胶。
工艺2油墨流路图形形成在形成正型光刻胶层2之后，将正型光刻胶层2的预定区域通过包括曝光工艺和显影工艺的光刻工艺而去除，形成油墨流路图形(图2)。首先将正型光刻胶层2使用电离辐射通过画有油墨流路图形的石英掩模照射。此时，包括在250nm附近的波长范围(是用于本发明的光降解性正型光刻胶的光敏波长范围)的电离辐射用作电离辐射。因此，在正型光刻胶层2中，主链降解反应在用电离辐射照射的区域中产生，且显影液对该区域的溶解度得到选择性地提高。因此，变成油墨流路的结构可通过显影正型光刻胶层2而形成。
对于显影液，可使用任何溶剂，只要该溶剂不溶解溶解度得到提高的曝光部分，也不溶解未曝光部分。但在本发明中，裂缝在显影中得到预防。另外，如上所述，本发明的注意力不仅集中于分子量的大小，而且集中于树脂的极性以实现高敏感度和高分辨率。因此，优选使用碱性显影液。发明人在认真研究之后发现，优选使用包含(1)碳数不低于6的二醇醚，能够与水按任意比例混合的二醇醚，(2)含氮碱性有机溶剂，和(3)水的显影液。例如，日本专利公报No.H03-010089公开了一种在X-射线光刻技术中用作光刻胶的PMMA显影液，而且具有公开于日本专利公报No.H03-010089的组成的该显影液也优选用于本发明。可任意选择每种组成。尤其，优选使用其中(1)是50％至70％，(2)是20％至30％，和(3)是余量的显影液。
工艺3负型光刻胶层形成然后，将形成油墨流路图形的正型光刻胶涂以用于形成油墨流路壁的负型光刻胶层3(图3)。其中利用反应如阳离子聚合反应和自由基聚合反应的材料可用作负型光刻胶。但负型光刻胶不限于以上材料。以利用阳离子聚合反应的负型光刻胶为例，被包括在负型光刻胶中、能够通过由包括在负型光刻胶中的光阳离子聚合反应引发剂产生的阳离子进行阳离子聚合反应的单体或聚合物分子之间进行聚合反应或交联。芳族碘盐，芳族锍盐，等可作为光阳离子聚合反应引发剂被提及。具体地，可提及可得自ASAHI DENKA CO.，LTD.的SP-170和SP-150(商品名)。
具有环氧基团，乙烯基醚基团，或氧杂环丁烷基团的单体或聚合物是合适的可进行阳离子聚合反应的单体或聚合物。但单体或聚合物不限于具有环氧基团，乙烯基醚基团，或氧杂环丁烷基团的单体或聚合物。环脂族环氧树脂如双酚A-型环氧树脂，酚醛清漆型环氧树脂，Aron氧杂环丁烷OXT-211(TOAGOSEI CO.，LTD.的品名)，和Celloxide2021(DAISEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.的品名)和具有直链烷基基团的单环氧化物如AOE(DAISEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.的品名)可例如被提及。另外，描述于日本专利No.3,143,308的多官能环氧树脂，如EHPE-3150(DAISEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.的品名)等具有极高的阳离子聚合反应性能，和通过固化而具有高交联密度。因此，因为可得到具有优异强度的固化材料，EHPE-3150等是尤其优选的。
在本发明中，如果流路图形通过涂有负型光刻胶的正型光刻胶而形成，使用负型光刻胶。因此，需要选择不溶解和变形该正型光刻胶的施用溶剂。发明人在认真研究之后发现，优选的是，具有与正型光刻胶的相反极性的甲基异丁基酮或二甲苯用作施用溶剂用于负型光刻胶。
为了提高在形成涂覆膜时的施用性能如膜均匀性，还优选的是，二醇化合物被包括在负型光刻胶中。二乙二醇二甲基醚和三乙二醇甲基醚之类的化合物可例如被提及。但二醇化合物不限于以上化合物。
负型光刻胶层3通过旋涂法和直接涂覆法之类的方法通过将负型光刻胶施用到变成油墨流路的结构上而形成。
然后，如果需要，油墨排斥层4在负型光刻胶层3上形成。在这种情况下，对于负型光刻胶，油墨排斥层4最好具有可用于进行分子间交联的光敏感度。还必需的是，油墨排斥层4和负型光刻胶互不相容。油墨排斥层4可通过旋涂法，直接涂覆法，和层压转移法之类的方法而形成。
工艺4排墨口形成然后，排墨口在负型光刻胶层中的预定部分形成(图4)。在工艺4中，变成排墨口的那部分被遮光，其它部分用光照射，使得负型光刻胶被固化。此时，油墨排斥层4的树脂也同时固化，随后对排墨口7进行显影。对于用于负型光刻胶层3和油墨排斥层4的显影液，其中曝光部分不溶解，未曝光部分可被完美地去除和被设置在未曝光部分下方的光降解性正型光刻胶不溶解的显影液是最佳的。可以使用甲基异丁基酮，二甲苯，或甲基异丁基酮/二甲苯等的混合溶剂。因为多个头一般被排列在一个基板上和通过切割工艺用作喷墨头，形成油墨流路图形的正型光刻胶在切割工艺之后被溶解和去除用于切割过程中的粉尘对策。这是因为，重要的是，光降解性正型光刻胶不溶解。
工艺5供墨口和油墨流路形成然后，形成贯穿基板1的供墨口8(图5和6)。尽管各向异性刻蚀或干刻蚀常用作形成供墨口8的方法，但本方法不限于各向异性刻蚀或干刻蚀。其中使用具有特定晶体取向的Si基板的各向异性刻蚀方法将作为例子进行描述。首先，刻蚀掩模6(例如，由Hitachi Chemical有限公司生产的HIMAL)在基板1的背面上形成，仅留下具有供墨口大小的细缝部分(图5)。然后，刻蚀掩模6在温热的同时浸入刻蚀溶液中。刻蚀溶液是碱性刻蚀溶液，包括氢氧化钾，氢氧化钠，四甲基氢氧化铵，等的水溶液。因此，仅从基板中的细缝部分暴露出的部分可各向异性地溶解地，可形成供墨口8(图6)。然后，根据需要去除刻蚀掩模6。此时，为了针对刻蚀溶液保护基板表面上的负型光刻胶层3和油墨排斥层4，也可将具有耐刻蚀溶液性的树脂(例如，由TOKYO OHKA KOGYOCO.，LTD.生产的OBC)在基板表面中作为保护层5而形成。
然后，去除形成油墨流路图形的正型光刻胶以形成与排墨口连通的油墨流路(图7)。在该工艺中，形成油墨流路图形的正型光刻胶用电离辐射照射以进行正型光刻胶的降解反应，这样提高对该去除溶液的溶解度。可以使用与用于正型光刻胶层2的图形化相同的电离辐射。但因为该工艺的目的是通过去除变成油墨流路的结构而形成油墨流路，电离辐射可在没有掩模的情况下在表面上进行。然后，形成油墨流路图形的正型光刻胶可用与用于正型光刻胶层2的图形化相同的显影液完美地去除。但在此工艺中，正型光刻胶可被溶解而不考虑图形化性能，可以使用不影响负型光刻胶层和油墨排斥层的溶剂。喷墨头可由上述工艺而制成。
在描述于本发明的使用丙烯酸共聚物制造喷墨头的方法中，本发明包括任何喷墨头制造方法而不取决于模式，只要该材料用于排出口形成区域。
本发明以下通过实施例更详细描述。
(实施例1)在实施例1中，喷墨头通过图1至7所示的一种用于制造喷墨头的方法而制成。首先制备其中包括形成用于排墨的能量产生元件和其上形成有驱动器和逻辑电路的硅基板1。然后，包括光降解性正型光刻胶的正型光刻胶层2在基板1上形成(图1)。关于光降解性正型光刻胶，光刻胶溶液通过旋涂法而施用，在所述溶液中，*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物，*MMA/MAA＝90/10(重量比)，和*重均分子量＝170000(聚苯乙烯的换算值)在25％重量的固体含量浓度下溶解在二乙二醇二甲基醚中。将施用的光刻胶溶液在热板上在温度100℃下预烘烤3分钟，并在氮置换的炉中在温度150℃下进一步预烘烤1小时以形成具有膜厚度14μm的正型光刻胶层2(图1)。使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量确认羧基基团时，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
然后，正型光刻胶层2用Deep-UV光在曝光量50000mJ/cm2下通过画有流路图形的掩模，使用Deep-UV曝光装置UX-3000(USHIO INC.的品名)照射。然后，正型光刻胶层2用具有以下组成的混合溶液显影*二乙二醇单丁基醚60vol％，*单乙醇胺5vol％，*吗啉20vol％，和*离子交换水15vol％。
然后，油墨流路图形通过用异丙醇进行漂洗处理而形成(图2)。
然后，油墨流路图形涂以负型光刻胶(图3)。具有以下组成的光刻胶溶液用作负型光刻胶*环氧树脂EHPE-3150(DAISEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.的品名)100重量份，*硅烷偶联剂A-187(Nippon Unicar Company Limited的品名)5重量份，*光聚合反应引发剂SP170(ASAHI DENKA CO.，LTD.的品名)2重量份，*添加剂HFAB(CENTRAL GLASSCO.，LTD.的品名)20重量份，和*溶剂二甲苯80重量份。
负型光刻胶通过旋涂法而施用，在热板上在90℃下进行3分钟的预烘烤以形成具有厚度20μm(在平板上)的负型光刻胶层3。由具有以下组成的树脂制成的光敏油墨排斥层4在负型光刻胶层3上通过层压方法而形成*环氧树脂EHPE-3150(DAISEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD的品名)35重量份，*2，2-双(4-缩水甘油基氧基苯基)六氟丙烷25重量份，*1，4-双(2-羟基六氟异丙基)苯25重量份，*3-(2-全氟己基)乙氧基-1，2-环氧丙烷16重量份，*硅烷偶联剂A-187(Nippon Unicar Company Limited的品名)4重量份，*光聚合反应引发剂SP170(ASAHI DENKA CO.，LTD的品名)1.5重量份，和*二乙二醇单乙基醚200重量份。
然后，图形曝光在曝光量300mJ/cm2下通过其中画有排墨口图形的掩模，使用掩模校准器MPA600FA(Canon Inc.的品名)进行。然后，PEB在90℃下进行180秒，显影使用甲基异丁基酮/二甲苯＝2/3的溶液进行，和使用二甲苯进行漂洗处理，形成排墨口7(图4)。
然后，供墨口8在基板1的背面上通过刻蚀处理而形成。OBC(TOKYOOHKA KOGYO CO.，LTD.的品名)作为保护层5被施用到油墨排斥层4的表面上。然后，细缝形刻蚀掩模6在基板的背面上使用聚醚酰胺树脂HIMAL(Hitachi Chemical有限公司的品名)而形成(图5)，通过将刻蚀掩模6在80℃下浸入四甲基氢氧化铵水溶液对硅基板进行各向异性刻蚀以形成供墨口8(图6)。刻蚀掩模6可事先在制备基板时形成。
在作为保护层5的OBC(品名)使用二甲苯去除之后，形成油墨流路图形的正型光刻胶通过使用深-UV曝光装置UX-3000(USHIO INC.的品名)将油墨流路图形在曝光量70000mJ/cm2下曝光从以上油墨排斥层4中溶解。油墨流路图形通过在施加超声的同时将油墨流路图形浸入乳酸甲酯中而去除，形成图7所示的喷墨头。
羧基基团使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量而确认，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。
通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(实施例2)喷墨头以实施例1的相同方式而制成，只是以下所示的树脂用作正型光刻胶层2*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物，*MMA/MAA＝90/10(重量比)，和*重均分子量＝72000(聚苯乙烯的换算值)。
在类似于实施例1的IR测量中，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(实施例3)喷墨头以实施例1的相同方式而制成，只是以下所示的树脂用作正型光刻胶层2*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物，*MMA/MAA＝90/10(重量比)，和*重均分子量＝220000(聚苯乙烯的换算值)。
在类似于实施例1的IR测量中，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。如果通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(实施例4)喷墨头以实施例1的相同方式而制成，只是以下所示的树脂用作正型光刻胶层2和在图形化过程中的曝光量被设定为68000mJ/cm2*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物，*MMA/MAA＝93/7(重量比)，和*重均分子量＝170000(聚苯乙烯的换算值)。
在类似于实施例1的IR测量中，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。如果通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(实施例5)喷墨头以实施例1的相同方式而制成，只是以下所示的树脂用作正型光刻胶层2和在图形化过程中的曝光量被设定为42000mJ/cm2*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物，*MMA/MAA＝85/15(重量比)，和*重均分子量＝170000(聚苯乙烯的核算值)。
在类似于实施例1的IR测量中，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。
在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。如果通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(实施例6)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是具有以下组成的混合溶液用作正型光刻胶层2的显影液*二乙二醇单丁基醚55vol％*单乙醇胺5vol％*吗啉20vol％*离子交换水20vol％在通过上述方法制成的喷墨头中，没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形。如果通过上述方法制成的喷墨头安装在打印机上以进行排出和记录评估，可实现稳定的印刷并得到高质量打印件。
(对比例1)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是具有以下组成的树用作正型光刻胶层和以下工艺用于正型光刻胶层。
在形成正型光刻胶层2的光降解性正型光刻胶中，调节聚甲基异丙烯基酮ODUR-1010(TOKYO OHKA KOGYO CO.，LTD.的品名)使得树脂浓度变成20wt％，此光降解性正型光刻胶通过旋涂法而涂布。光降解性正型光刻胶在热板上在温度120℃下预烘烤3分钟，在氮置换的炉中在150℃下进一步进行预烘烤30分钟以形成具有膜厚度15μm的正型光刻胶层2(图1)。然后，正型光刻胶层2用深UV光通过画有流路图形的掩模，使用深UV曝光装置UX-3000(品名)照射。然后，显影使用非极性溶剂甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯＝2/3的溶液进行和漂洗处理使用二甲苯进行，形成油墨流路图形(图2)。在通过上述方法制成的喷墨头中，在没有观察到裂缝的同时确认正型光刻胶层2的微小变形。
(对比例2)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是形成正型光刻胶层2的方法改变如下分子间交联通过在氮置换的炉中在温度200℃下进行预烘烤1小时而进行，形成具有膜厚度13μm的正型光刻胶层2。使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量确认羧基基团时，用于分子间交联的羧基基团不低于80％。在通过上述方法制成的喷墨头中，尽管正型光刻胶层稍微溶解和变形，但敏感度下降。因此，不低于65000mJ/cm2的曝光量是用于图形化所需的。
(对比例3)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是具有以下组成的树脂用作正型光刻胶层2。
*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物(MMA/MAA＝97/3(重量比)，重均分子量＝33000(聚苯乙烯的换算值))MMA/MAA共聚物的树脂颗粒在约30％重量的固体含量浓度下溶解在环己酮中的光刻胶溶液通过旋涂法涂布。然后，将所施用的光刻胶溶液在热板上在温度120℃下预烘烤3分钟以形成具有膜厚度15μm的正型光刻胶层2(图1)。使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量确认羧基基团时，用于分子间交联的羧基基团不超过20％。然后，正型光刻胶层2用深UV光通过画有流路图形的掩模，使用深UV曝光装置UX-3000(USHIO INC.的品名)照射。然后，正型光刻胶层2用非极性溶剂甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯＝2/3的溶液显影和漂洗处理使用二甲苯进行，形成油墨流路图形(图2)。在通过上述方法制成的喷墨头中，尽管没有观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形，但敏感度下降。因此，不低于60000mJ/cm2的曝光量是用于图形化所必需的，在显影过程中产生裂缝。
(对比例4)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是形成正型光刻胶层2的方法改变如下分子间交联通过在氮置换的炉中在温度200℃下进行预烘烤1小时而进行，形成具有膜厚度14μm的正型光刻胶层2。使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量确认羧基基团时，用于分子间交联的羧基基团不低于80％。然后，正型光刻胶层2用深UV光通过画有流路图形的掩模，使用深UV曝光装置UX-3000(USHIO INC.的品名)照射。然后，正型光刻胶层2用非极性溶剂甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯＝2/3的溶液显影和漂洗处理使用二甲苯进行，形成油墨流路图形(图2)。在通过上述方法制成的喷墨头中，尽管正型光刻胶层稍微溶解和变形，但敏感度下降。因此，不低于65000mJ/cm2的曝光量是用于图形化所需的。
(对比例5)喷墨头按照实施例1的相同方式制成，只是具有以下组成的树脂用作正型光刻胶层2。
*甲基丙烯酸甲基酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物(MMA/MAA＝97/3(重量比)，重均分子量＝33000(聚苯乙烯的换算值))MMA/MAA共聚物的树脂颗粒在约30％重量的固体含量浓度下溶解在环己酮中的光刻胶溶液通过旋涂法涂布。然后，将所涂布的光刻胶溶液在热板上在温度120℃下预烘烤3分钟，分子间交联通过在氮置换的炉中在温度200℃下预烘烤1小时而进行，和形成具有膜厚度15μm的正型光刻胶层2。使用IR利用树脂中的甲基丙烯酸中所包括的羧基基团所衍生的羟基基团的量确认羧基基团时，用于分子间交联的羧基基团不低于80％(图1)。在通过上述方法制成的喷墨头中，观察到裂缝和正型光刻胶层2的溶解和变形，和敏感度下降。因此，不低于70000mJ/cm2的曝光量是用于图形化所需的。
该申请要求2004年6月28日递交的日本专利申请No.2004-190480的优先权，在此作为参考并入本发明。
权利要求
1.一种制造喷墨头的方法，该喷墨头包括用于排出油墨液滴的排出口，与排出口连通的油墨流路，和用于从排出口排出油墨液滴的能量产生元件，所述用于制造喷墨头的方法包括在具有能量产生元件的基板上形成光降解性正型光刻胶层；形成通过曝光和显影光降解性正型光刻胶层而变成油墨流路的结构；用负型光刻胶层涂覆具有变成油墨流路的结构的基板；在负型光刻胶层中形成排墨口；和通过去除变成油墨流路的结构而形成与排出口连通的油墨流路，其中光降解性正型光刻胶层包括丙烯酸共聚物组合物，该丙烯酸共聚物组合物包含至少得自(甲基)丙烯酸酯作为主组分的单元，还包含得自(甲基)丙烯酸的单元，所述丙烯酸共聚物组合物包含比例5至30％重量的(甲基)丙烯酸单元，丙烯酸共聚物的重均分子量是50000至300000。
2.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中(甲基)丙烯酸酯为通式(1)所示，(甲基)丙烯酸为通式(2)所示，通式(1) (其中R1是氢和碳数1至3的烷基基团，R2是碳数1至3的烷基基团，m是正整数)通式(2) (其中R3是氢和碳数1至3的烷基基团、n是正整数)。
3.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中(甲基)丙烯酸酯包括甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中(甲基)丙烯酸是甲基丙烯酸。
5.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中(甲基)丙烯酸酯包括甲基丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸是甲基丙烯酸。
6.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中碱性溶液在形成成为油墨流路的结构的工艺中用作显影液。
7.根据权利要求6的用于制造喷墨头的方法，其中包含(1)碳数不低于6的二醇醚，能够与水按任意比例混合的二醇醚，(2)含氮碱性有机溶剂，和(3)水的显影液用作显影液。
8.根据权利要求7的用于制造喷墨头的方法，其中二醇醚是乙二醇单丁基醚和二乙二醇单丁基醚中的至少一种。
9.根据权利要求7的用于制造喷墨头的方法，其中含氮碱性有机溶剂是乙醇胺和吗啉中的至少一种。
10.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中主要包含甲基异丁基酮和/或二甲苯的用于涂覆树脂的溶剂用于涂覆负型光刻胶层的工艺。
11.根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法，其中丙烯酸共聚物组合物包含比例5至15％重量的(甲基)丙烯酸单元。
12.一种喷墨头，通过根据权利要求1的用于制造喷墨头的方法而制成。
全文摘要
一种制造喷墨头的方法，包括在具有能量产生元件的基板上形成光降解性正型光刻胶层，通过光降解性正型光刻胶层的曝光和显影而形成变成油墨流路的结构，将具有所述结构的基板涂以负型光刻胶层，在负型光刻胶层中形成排墨口，和通过去除所述结构而形成油墨流路，其中光降解性正型光刻胶层包括至少包含得自(甲基)丙烯酸酯的单元和进一步包含得自(甲基)丙烯酸的单元的丙烯酸共聚物组合物。丙烯酸共聚物组合物包含比例5至30％重量的(甲基)丙烯酸单元，丙烯酸共聚物的重均分子量是50000至300000。
文档编号B41J2/16GK1968816SQ20058001960
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月27日 优先权日2004年6月28日
发明者冈野明彦, 芝昭二, 石仓宏惠 申请人:佳能株式会社