本发明涉及一种在喷墨记录法中，用于产生记录液微滴的喷墨记录头的制造方法。 通常，喷墨记录法中使用的喷墨记录头包括喷射记录液微滴的出口（下称喷墨口）、液流路径和装在液流路径中的液体喷射能量发生部分。使用这种喷墨记录头欲得到高质量的图象，记录液微滴必须从各自的喷墨口始终以等速度量的方式喷射。为满足这个条件，已经公布的日本专利申请10940／1992号至10942／1992号公开的方法包括响应记录信息施加驱动信号给喷墨压力产生元件（电热转换元件）使得电热转换元件产生热能导致温度迅速的增加让油墨成泡沸腾，由此在油墨内形成泡，并通过油墨泡与空气的交换喷射油墨微滴。
完成上述方法的喷墨记录头最好是电热转换元件和喷墨口之间的距离较短（下称OH距离）。上述方法需要精确地确定OH距离而且必须具有良好的再现性，因为该参数实际上在确定喷射量。传统的喷墨记录头制造方法如同在已经公布的日本专利申请208255/1982号至208256/1982号中描述的那样。该方法包括使用光敏树脂材料在具有喷墨压力产生元件的基底上形成包含墨流路径和喷墨口部分的喷嘴成形模，再装一个罩到喷嘴上，例如玻璃片制成的罩。在已经公布的日本专利申请154947/1986号公开的方法中，还包括用可溶树脂形成墨流路径模，用环氧树脂或者类似物覆盖该模，然后固化该树脂，切去基板，再用溶解的方法除去可溶树脂形成地模。所有这些方法制成的喷墨记录头，其墨泡的生长方向和油墨微滴的喷射方向是不同的（近似垂直）。用这种方式制作的记录头喷墨压力产生元件和喷墨口之间的距离由切去基板来确定，这样切去基板的精确度成了控制喷墨压力产生元件和喷墨口之间距离的重要参数。然而，切去基板通常采用机械方式，例如用小片锯，这样确保高精确度是困难的。
一种将墨泡生长方向和油墨微滴的喷射方向设计成几乎相同的喷墨记录头制造方法在已经公布的日本专利申请8658/1983号中公开。该方法包括将基底通过另一个已形成模的干膜和作为喷墨口板的干膜组合在一起，然后用光刻法形成喷墨口。在已经公布的日本专利申请264975/1987号公开的另一种方法包括将在其上具有喷墨压力产生元件的基底通过一个已形成模的干膜和用电铸法制成的喷墨口板组合在一起。用这两种方法制成薄（例如20微米或者更薄）而且均匀的喷墨口板则很困难。即使又薄又均匀的喷墨口板已经做好，将它与其上具有喷墨压力产生元件的基底组合在一起也是非常困难的，因为该喷墨口板极易破碎。
本发明已经解决了上述的问题。本发明的目的在于提供一种喷墨记录头制造方法，它不仅能够精确地确定和再现喷墨压力产生元件和喷墨口之间的短距离，而且能够进行高质量的记录。
本发明的另一个目的是提供一种经济的制造方法，通过一种简化的制造方法得到高可靠性的喷墨记录头。
为达到上述的目的，本发明设计了一种喷墨记录头的制造方法，它包括下列步骤：
（1）在有喷墨压力产生元件的基底上，用可溶树脂形成墨流路径模；
（2）将含有在常温下为固态的环氧树脂的覆盖树脂溶解在溶剂中，再将其溶液覆盖在该墨流路径模上形成覆盖树脂层作为墨流路径壁；
（3）在喷墨压力产生元件上方的覆盖树脂层上形成喷墨口；和
（4）溶解墨流路径模。
根据本发明提供的喷墨记录头的制造方法，它不仅能够以很高的精确度和再现性确定喷墨压力产生元件和喷口之间的短距离，而且能够进行高质量的记录。
本发明的上述目的和其它目的、效果、特征和优点将从下述的实施例结合各附图的描述得以体现。
图1是墨流路径和喷墨口部分形成前的基底透视图；
图2是基板的示意图，其上有可溶解掉的墨流路径模；
图3是基板的示意图，其上有覆盖树脂层；
图4是基板的示意图，其上有覆盖树脂层曝光模用于喷墨口的成形；
图5是基板的示意图，其上有显影成形的覆盖树脂层；
图6是基板的示意图，其上的可溶树脂模形已被溶解掉；和
图7是基板的示意图，其上装有供墨部件。
本发明将参照各附图作详细的描述。
图1至图6是本发明基本体现的示意图，它们当中的每一幅图都是有关本发明的喷墨记录头制造方法中各步骤的构造例。
在具体的实施例中，图1中的基板1可以用玻璃、陶瓷、塑料或者金属制成。
基板1可以是任何形状，也可以用任何材料制成，只要它能构成液流路径的一部分，并且形成墨流路径模和喷墨口的各材料层的支承就可以了，以后还将描述。在基板1上还要配置需要数量的喷墨能量产生元件2，例如电热转换元件或者压电元件。用这种喷墨能量产生元件2，将记录液喷射液滴的喷射能量传给油墨，然后进行记录。顺便说一句，用电热转换元件作喷墨能量产生元件2，它加热其附近的记录液，由此改变了记录液的状态并产生喷射能量。另外，使用压电元件时，喷射能量由它的机械振动产生。
为了使这些元件起作用，将这些元件2与控制信号输入电极（图中未显示）相连接。为了提高这些喷射能量产生元件的寿命，通常设置很多功能层，例如保护层。不用说，这种功能层的设置是必要的。
图1举例说明在基板上预先设置了进墨口3，油墨从该基板的后面进给。进墨口可以任何方式形成，只要能够在基板上形成一个孔就可以了。例如，用钻床机械打孔，或者用激光器的光能打孔。除此之外，也可以在基板上形成抗蚀图形或者类似物，然后用化学方法蚀刻它。
不必说，进墨口也可以不作在基板上而作在树脂模上，相对于基板与喷墨口在同一平面上。
接下来，看图2（图1的沿线A-A，取的剖面图），墨流路径模4由可溶树脂在有喷墨能量产生元件2的基板1上形成。形成该模最常用的方式是采用光敏材料，当然也可以采用丝网印刷的方式。当使用光敏材料时，正抗蚀（a positive resist）或者可变溶性的负抗蚀（a solubility-changeable negative resist）都可以采用，因为墨流路径模是可以溶解的。
当基板有一个进墨口时，形成抗蚀层的最好方法是在一种适合的溶剂中溶解光敏材料，将该溶液覆盖到PET膜上或者类似物上，随后用干燥法制备干膜，然后将该干膜包在基板上。对于干膜，最好使用由乙烯基酮得到的可光分解聚合物，如聚甲基异丙基甲酮（polymethylisopropyl ketone）或者聚乙烯基酮。
这些化合物能够容易地包在进墨口上，因为在曝光前，它们保持着聚合物的特性（成膜特性）。
再有，该进墨口3中的填充物可以在随后的步骤中被除去，接下来用常规的方法，例如旋涂法或者辊涂法形成一个膜。
正如图3所示的那样，用常规的方法，例如旋涂法或者辊涂法，可以在有这样成模的墨流路径的可溶树脂材料层上形成覆盖树脂层5。在形成覆盖树脂层的过程中，其特征是要求不得造成可溶树脂模的变形。这就是说，当在一种溶剂中溶解覆盖树脂形成覆盖树脂层，再用旋涂法或者辊涂法将该溶液覆盖到可溶树脂模上时，需要选择一种不溶化该可溶树脂模的溶剂。
下一步，就本发明使用的覆盖树脂层予以说明。最好的覆盖树脂层是光敏层，因为它能够用光刻法容易和精确地形成喷墨口。这样一种光敏覆盖树脂层应当具有如同构件材料一样的高机械强度、对基板的强附着力、很好的抗墨性和形成喷墨口复杂模形的精细的分辨力。我们经过大量的研究发现环氧树脂的阳离子聚合硬化产物具有如同构件材料一样的极好的强度、附着力和抗墨性，而且如果该环氧树脂在常温下是固态的话，它还具有极好的形成模形的特性。这些发现导致我们完成本发明。
环氧树脂的阳离子聚合硬化产物比酸酐或者胺的常规硬化产物具有更高的交联密度（高玻璃化温度〔Tg〕），显现出如同构件材料一样的满意特性。另外，在常温下为固态的环氧树脂的使用可以防止在曝光时阳离子聚合引发剂扩散到已出现的聚合晶粒的环氧树脂中去，以确保高精度成形和得到一个确定形状的模形。
在可溶树脂层上形成覆盖树脂层的这一步骤的实施需要先用一种溶剂溶解在常温下为固态的覆盖树脂，再用旋涂法涂盖该溶液。
使用旋涂法（一种涂膜技术）可以使覆盖树脂层均匀和精确地形成，以缩短喷墨压力产生元件和喷墨口的间距（用传统的方法很难实现）和容易地实现喷射墨滴。
我们期望覆盖树脂层在平面上平整地形成。这是因为：（1）在喷墨口板平面上出现的不平有可能造成油墨积蓄在凹陷处，这是难处理的；（2）在覆盖树脂层上形成喷墨口时，平整将有利于加工。
我们急切地研究形成平整的覆盖树脂层的条件时发现，相对于该溶剂覆盖树脂的浓度对于覆盖树脂层的平面度是一个非常重要的参数。
具体地说，为实施旋涂步骤，在溶剂中溶解覆盖树脂的浓度按重量计为30-70%，最好为40-60%时，它将使覆盖树脂层的表面平整。
如果在可溶树脂层的模形形成后，用覆盖树脂被溶解的浓度小于30%（按重量计）的溶液旋涂，其结果是覆盖树脂层凹凸不平。如果覆盖树脂被溶解的浓度超过70%（按重量计），该溶液变得非常粘稠，不能进行旋涂；即使它能被旋涂，其结果是膜的厚度不均匀，不能令人满意。
用旋涂法进行覆盖时，覆盖溶液的粘度应为10-3000厘泊（cps）。粘度太低将会使覆盖溶液流掉；粘度太高将造成覆盖溶液层的不均匀。因此，需要选择适合的溶剂以使含覆盖树脂的溶液达到上述期望的浓度值。
当使用前面提到的负光敏材料作为覆盖树脂时，通常会发生从基板表面的反射和浮渣（显影残余物）。然而，在本发明中，喷墨口模形形成在由可溶树脂成形的墨流路径上，这样基板反射的影响很小。再有，在显影时出现的浮渣，将在后面描述的洗涤步骤中清除掉，该步骤用于洗掉构成墨流路径的可溶树脂。所以，浮渣不会产生有害影响。
在本发明中使用的固态环氧树脂的例子包括：双酚A和表氯醇（分子量为大约900或者更高）之间的反应产物、含双酚A的溴和表氯醇之间的反应产物、酚醛清漆或者O-甲酚清漆（o-cresol novolak）和表氯醇之间的反应产物以及有氧环已烷（oxycyclohexane）骨架的多官能环氧树脂（见日本专利申请公开说明书161973/1985号、221121/1988号、9216/1989号和140219/1990号）。显然，本发明的环氧树脂将不受这些化合物的限制。
对于这些环氧化合物，最好使用其环氧当量为2000的或者小于2000的，以1000的或者小于1000的为最佳。使用环氧当量超过2000的，可能导致在固化反应时交联密度下降，从而降低Tg或固化产品的热变形温度，或者降低附着力或抗墨性。
硬化环氧树脂的阳离子光聚合引发剂的例子包括：芳族碘盐、芳族锍盐（见J.POLYMER SCI∶Symposium No.56，383-395（1976）和由Asahi-Denka KogyoKabushiki Faisha推向市场的SP-150和SP-170。
阳离子光聚合引发剂和还原剂的组合能够通过加热改善阳离子光聚合作用（即，与没有这种组合的阳离子光聚合相比，可以提高交联密度）。然而，当阳离子光聚合引发剂与还原剂组合时，需要选择这样一种还原剂，使得给出的氧化还原式引发剂体系在常温下不反应，但是在某一特定的温度或者高于这个温度（最佳为60℃或以上）时，才起反应。考虑到在环氧树脂中的反应速度和可溶性，最适合作为还原剂的是铜的化合物，特别是三氟甲烷磺酸铜（copper triflate[copper(Ⅱ)trifluoromethanesulfonate]）。另外，象抗坏血酸这样的还原剂也可以使用。如果因为增加喷嘴数量（高速打印）或者使用非中性油墨（改进颜料的防水性）而要求比较高的交联密度（比较高的Tg），则提高交联密度是可能的，其方法是：在覆盖树脂层的显影步骤完成后，将覆盖树脂层浸渍在还原剂溶液中，并加热它，这之后就可以实现。
如果需要的话，在上述的组分中可以加入添加剂。例如，为了提高环氧树脂的弹性，可以加入增塑剂；或者为了得到强的与基板的附着力，可以加入硅烷偶合剂。
在此之后，如同图4所示的那样，包括上述化合物的光敏覆盖树脂层5通过一个遮盖膜6曝光成形。在具体实施例中，设置喷墨口的光敏覆盖树脂层5是负抗蚀方式设计，用遮盖膜将要保护的部分遮盖起来（当然，被保护的部分还将有电的连接，图上未表示）。
成形曝光用的光线可以根据使用的阳离子光聚合引发剂的光敏范围来选择，可以是：紫外线、远紫外线（deep-UV radiation）、电子射线和X射线。
所有上述的步骤都可以用传统的光刻技术完成，并能得到比把喷墨口板分开准备再包在基板上的方法显著改善的精度。如果需要的话，也可以加热曝光成形的光敏覆盖树脂层5，以加速反应。如前所述，由于光敏覆盖树脂层是由在常温下为固态的环氧树脂组成，在成形曝光时出现的阳离子光聚合晶粒的扩散极小，这样就保证了模形形成的精度和形状。
然后，如图5所示，经过成形曝光的光敏覆盖树脂层5被放入一种适合的溶剂中显影，以形成喷墨口。在未曝光的光敏覆盖树脂层显影的同时，能够显影形成墨流路径的可溶树脂模形4。然而，通常有许多相同或者不同形状的记录头安排在基板上，并且在切割步骤后用作喷墨记录头。因此，在切割步骤中，为排除切屑的干扰可以采用下述的步骤：如图5所示，只选择显影光敏覆盖树脂层，从而保留构成墨流路径的树脂模形4（保留树脂模形4在显影液罐中，不让在切割步骤中产生的切屑进入显影液罐），并在切割步骤之后显影树脂模形4（图6）。再有，在光敏覆盖树脂层5显影过程中出现的浮渣（显影残余物）连同可溶树脂一起被溶解掉，这样在喷嘴里不会有显影残余物留下来。
如上所述，如要提高交联密度，将有墨流路径和喷墨口的光敏覆盖树脂层5浸渍在含有还原剂的溶液中并加热它以进行二次硬化。该步骤进一步地提高了光敏覆盖树脂层5的交联密度，使得其对基极的附着力和抗墨性都令人满意。当然，在铜离子溶液中浸渍的步骤可以在该光敏覆盖树脂层5的成形曝光和显影成形喷墨口之后立即实施，并在随后进行加热。之后，可溶树脂4可以被溶解掉。浸渍和加热步骤可以同时进行。也可以先浸渍后加热。
这样一种还原剂可以是有还原活度的任何物质，特别是含有铜离子的化合物最有效，例如三氟甲烷磺酸铜（copper triflate）、乙酸铜或者苯甲酸铜。这些化合物中，以三氟甲烷磺酸铜为最佳。除这些化合物外，抗坏血酸也可以采用。
有墨流路径和喷墨口的基板与供墨部件7和驱动喷墨压力产生元件的电气连接（图中未画）装在一起完成整个喷墨记录头（图7）。
所举的实施例中，喷墨口由光刻法形成，但是本发明不受此限制；如果改变掩膜，喷墨口也可以用氧等离子体干蚀刻法或者受激准分子激光器形成。如果使用受激准分子激光器或者使用氧等离子体干蚀刻法形成喷墨口，基板应用树脂模形保护不受激光或者等离子的破坏，以便得到高精度和可靠的护录头。另外，如果使用干蚀刻法或者受激准分子激光器形成喷墨口，覆盖树脂层可以是光敏层或者热固层。
本发明对在同一时间能在记录纸的整个宽度上记录的整行方式记录头，和将记录头或者多个记录头组合成一体的彩色记录头最为有效。
另外，根据本发明的记录头最适合于用超过某一特定温度就成为液体的固体油墨。
本发明的几个例子将在下面描述。
例1：
根据表示在图1至图7中的上述程序制造一种喷墨记录头。
在有作为喷墨能量产生元件的电热转换元件2（由HFB2材料组成的加热器）的硅基极1上安置喷砂遮盖层。进墨通孔3用喷砂方法形成（图1）。
然后，用聚甲基、异丙基甲酮（ODUR-1010，Tokyo Oka Kogyo Kabushiki Kaisha）覆盖在PET上，经干燥形成干膜，它作为可溶树脂层被转移到基板上。ODER-1010产品应使用浓缩形式，因为它的粘度较低不能形成薄膜。
在120℃的温度下，将该系统预烘20分钟后，使用Canon公司制造的掩膜对准器PLA520（Cold Mirror CM290）进行成形曝光以形成墨流路径。曝光时间持续1.5分钟，然后用甲基、异丁基甲酮二甲苯=2/1的溶液显影，再用二甲苯进行漂洗。由可溶树脂形成的模形4是用来获得在进墨口3和电热传换元件2之间的墨流路径（图2）。显影后，该保护膜厚10微米。
此后，如表1所示的树脂组分被溶解在甲基、异丁基甲酮二甲苯混合溶剂中，其浓度按重量计为50%，然后该溶液被旋涂以形成光敏覆盖树脂层5（在模形4上的该膜厚度为10微米，见图3）。
接下来，喷墨口成形的成形曝光使用装置PLA520（CM250）来实施。曝光持续10秒钟，然后在60℃的温度下，后烘30分钟。
用甲基、异丁基甲酮显影形成喷墨口，本例中形成的喷墨口直径为25微米。
按照上面提到的条件，墨流路径模形4没有完全地被显影，而是保留下来。
通常，相同的或者不同的形状的许多记录头被安排在基板1上，以便用小片锯或者类似的设备在上述的阶段切割基板以得到各自的喷墨记录头。然而在本例中，如前所述，墨流路径模形4保留下来，这样可以防止在切割基板时产生的切屑进入记录头。这样得到的喷墨记录头用装置PLA520（CM290）曝光2分钟，随后浸渍在甲基异丁基，酮溶液中，同时使用超声波，以溶解留下的墨流路径模形4（图6）。
然后，在150℃的温度下，将喷墨记录头加热1小时，以完全硬化光敏覆盖材料层5。
最后，供墨部件7装到供墨部位完成整个的喷墨记录头。
将这样制成的喷墨记录头装到记录设备中，使用组分为：软化水/二亚乙基二醇/异丙醇/乙酸锂/黑色染料食用黑2＝79.4/1/5/3/0.1/2.5的油墨进行记录，可以稳定的打印，并取得高质量的打印结果。
例2：
将例1中用的光敏覆盖树脂层的组分换成表2给出的组分，也同样可以制成。在本例中，喷嘴构成（光敏覆盖树脂的固化产物）的机械强度、它对基板的附着力由于使用了阳离子光聚合引发剂和还原剂大大改善了。在光敏覆盖树脂层5形成之前的各步骤与例1中的方式相同。喷墨口成形的模形曝光使用装置PLA520（CM250）曝光5秒钟，然后在60℃的温度下，后烘10分钟。在这些条件下，阳离子光聚合引发剂和还原剂（三氟甲烷磺酸铜）实质上不反应，这样能够用光线成形。
在墨流路径4的显影、切割和漂洗之后按与例1相同的方式实施，并在150℃温度下，烘1小时。在此阶段，阳离子光聚合引发剂和三氟甲烷磺酸铜起反应，改善了环氧树脂的阳离子光聚合作用。这样得到的环氧树脂固化产物比只用光固化的有更高的交联密度。而且机械强度、对基板的附着力的抗墨性都更优。将这样制成的喷墨记录头装到记录设备上，使用组分为：软化水／二亚乙基二醇／异丙醇／乙酸锂／黑色染料食用黑2＝79.4/15/3/0.1/2.5的油墨进行记录，可以稳定地打印，并取得高质量的打印结果。
上述的喷墨记录头注入上述的油墨在60℃的温度下，存放三个月后，再实施打印，结果打印质量与三个月前是一样的好。
例3
例1的喷墨记录头在含有还原剂的溶液中实施补充浸渍并加热的步骤也可采用。
在例1中的墨流路径4漂洗步骤之后，将喷墨记录头放入按重量计三氟甲烷磺酸铜为2%的乙醇溶液中浸渍30分钟，并使用超声波，然后将其干燥。在150℃的温度下，加热处理2小时，再用净水漂洗。在此之后，将供墨部件7按照与例1中相同的方式装到供墨部位上，完成整个的喷墨记录头。
将这样制成的喷墨记录头装到记录设备上，如同在例1中那样使用组分为：软化水/二亚乙基二醇/异丙醇/乙酸锂/黑色染料食用黑2＝79.4/15/3/0.1/2.5的油墨进行记录，可以稳定的打印，并取得高质量的打印结果。
为了证实由于在铜离子中浸渍而改善交联密度，实施下面的实验。按照表1所示的组分形成10微米厚的capton膜，然后光处理。此后，将该薄膜浸渍在含有铜离子的乙醇溶液中，并加热处理制成试件（a）；或者，将该薄膜浸渍在没有铜离子的纯乙醇溶液中，并加热处理制成试件（b）。用动态粘弹性评定方法测量这两种试件的玻璃化点[Tg]。测量结果发现：试件（a）的Tg为240℃，试件（b）的Tg只有200℃。由此结果可以证实，用铜离子后处理的方法可以改善交联密度，并能得到高可靠性能的喷墨记录头。
表1环氧树脂O-甲酚酚醛清漆型环氧树脂（Epicoat 180H65,Yuka Shell)100份阳离子光聚合引发剂4,4′-di-t-丁基苯酚磺六氟锑酸盐1份硅烷偶合剂A-187,Nihon Yuniker10份
表2环氧树脂含有氧环乙烷骨架的多官能环氧树脂（EHPE-3150,Daicel Chemical)100份阳离子光聚合引发剂4,4′-di-t-丁基苯酚碘六氟锑酸盐0.5份还原剂三氟甲烷磺酸铜0.5份硅烷偶合剂A-187,Nihon Yuniker5份
上述的本发明能够严格地控制喷墨压力产生元件和喷墨口之间的距离，保证其位置精度。因此，它带来的效果是喷墨记录头具有稳定的喷墨性能和使用简单的方法可以得到高的可靠性。
本发明已经对照最佳实施例作了详细地描述，在更宽的范围上不离开本发明可以有一些变化和改进，但是所有变化和改进都落入本发明权利要求书所述的范围之内。