JP2004050524A - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液流路を高精度に形成するとともに液流路と液吐出エネルギー発生素子との位置合わせを正確に行うことができ、高品位の液体噴射ヘッドの生産性を向上させることが可能な液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】基板１上に分離層２を介して第１の被覆樹脂層３を形成し、その上に溶解可能な樹脂にて液加圧室を含む液流路のパターン４ｂを形成し、そのパターン４ｂ上に液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層６を形成する。第２の被覆樹脂層６上に液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子１０との接合部となる接合層９を形成して、該接合層９の上に圧電素子１０を位置合わせして接合する。その後に分離層２を溶出して基板１を分離し、第１の被覆樹脂層３にレーザーアブレーションによって液吐出口１２を形成し、そして溶解可能な樹脂層４ｂを溶出して液流路１３を形成する。
【選択図】 図２
【解決手段】基板１上に分離層２を介して第１の被覆樹脂層３を形成し、その上に溶解可能な樹脂にて液加圧室を含む液流路のパターン４ｂを形成し、そのパターン４ｂ上に液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層６を形成する。第２の被覆樹脂層６上に液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子１０との接合部となる接合層９を形成して、該接合層９の上に圧電素子１０を位置合わせして接合する。その後に分離層２を溶出して基板１を分離し、第１の被覆樹脂層３にレーザーアブレーションによって液吐出口１２を形成し、そして溶解可能な樹脂層４ｂを溶出して液流路１３を形成する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴を吐出飛翔させて記録媒体等に付着させる液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射記録方式（インクジェットプリント方式）に使用される液体噴射ヘッドは、一般にインク等の液体を吐出するための吐出口（オリフィス）、該吐出口に連通する液流路、および該液流路内に設けられる液吐出エネルギー発生素子とを備え、記録時における騒音の発生が無視しうる程度に小さく、高速記録と様々な記録媒体に対する記録が可能であり、いわゆる普通紙に対しても特別な処理を必要とせずに定着し、しかも高精細な画像が廉価に得られることなどの特徴を有している。このような利点から、コンピュータの周辺機器としてのプリンタばかりでなく、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等のプリンティングシステムでここ数年急速に普及している。 今日、広く一般的に用いられている液体噴射装置の液吐出方法は、電気熱変換素子（ヒーター）を利用する方法と、圧電素子（ピエゾ素子）を利用する方法がある。どちらの方法も、電気的な信号によって液滴の吐出を制御することが可能である。
【０００３】
このような液体噴射ヘッドを作製する方法としては、例えば、ガラスや金属等の板に切削やエッチング等の加工手段によって微細な液流路形成用の溝を形成した後に、該溝が形成された板に液吐出エネルギー発生素子を備える液体噴射ヘッド用基板を接合して液流路を形成する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特開平６−２５５０９９号公報に記載されているように、液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子上に、ダイヤフラム部を有する振動板を積層し、この振動板上に圧電素子でダイヤフラム部を介して加圧される液室およびこの液室に液体を供給する液流路を形成する液流路形成部材を積層し、さらに、この液流路形成部材上にノズル孔を形成したノズル形成部材を積層したものが知られている。
【０００５】
また、例えば、特開平６−１１５０７１号公報に記載されているように、基板上に複数の液吐出エネルギー発生素子である圧電素子を列状に接合配置するとともに、圧電素子の周囲に位置し液体共通流路を形成する液体共通流路部材を接合し、この液体共通流路部材上に振動板を接合し、この振動板に隔壁部材を接合し、隔壁部材上にノズル板を接合して、これらの振動板、隔壁部材およびノズル板で、圧電素子により振動板を介して加圧される液室（加圧液室）を形成したものがある。
【０００６】
また、例えば、特開平８−１４２３２４号公報に記載されているように、基板上に複数の圧電素子を複数列列状に接合するとともに、圧電素子の周囲に位置するフレーム部材を接合してなるアクチュエータユニットと、ダイヤフラム部を有する振動板上に、圧電素子でダイヤフラム部を介して加圧される加圧液室およびこの液室に液体を供給する共通液室を形成する液室隔壁部材を積層し、さらに、この液室隔壁部材上にノズルを形成したノズルプレートを積層した液室ユニットとを接合したものがある。
【０００７】
さらに、例えば、特開平６−２９７７０４号公報に記載されているように、液室隔壁部材として感光性樹脂を用いて、複数の感光性樹脂層を接合して液室を形成し、あるいは、その他樹脂成形、金属板の多層貼り合わせによって微細な液室を形成するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の液体噴射ヘッドの製造方法においては、液流路を形成する溝を切削工程で形成する場合には、前記溝の内壁面を平滑にすることが難しく、また、板の欠けや割れが生じやすいため、歩留りが余りよくない。一方、前記溝をエッチングによって形成する場合には、エッチング状態を全ての液流路形成用溝について均一にすることが困難であり、また、工程が複雑で、製造コストの上昇を招くという不利もある。このように、いずれの加工手段によっても、均一な液流路を有する液体噴射ヘッドを定常的に作製することが困難であり、得られる液体噴射ヘッドはプリント特性にバラツキがあるものになる傾向がある。さらに、前述した液流路形成用の溝が形成された板と、液吐出エネルギー発生素子が設けられた液体噴射ヘッド用基板とを接合する際に、前記溝と前記液吐出エネルギー発生素子の位置合わせを精度良く行うことが困難であった。したがって、前述した従来の製造方法は、高品質の液体噴射ヘッドを多量生産するには適さないものであった。
【０００９】
このように、従来技術においては、液体噴射ヘッドの製造方法において、いろいろな工程が行われているが、いずれも、高精度の液流路を形成することが課題であり、また、仮に高精度の液流路を形成できたとしても、液吐出エネルギー発生素子との位置合わせを正確に行うことが課題であった。
【００１０】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、液流路を高精度に形成するとともに液流路と液吐出エネルギー発生素子の位置合わせを正確に行うことができ、高品位の液体噴射ヘッドの生産性を向上させることが可能な液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、基板上に溶解可能な樹脂層と被覆樹脂層とで液加圧室を含む液流路を形成する工程と、前記基板上に形成された液加圧室と液吐出エネルギー発生素子を接合する工程と、前記基板を分離する工程を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記液流路を形成する工程は、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することが好ましく、あるいは、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記基板を分離する工程は、基板上に溶解可能な樹脂の分離層を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂からなる分離層を溶出して前記基板を分離する工程を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法においては、前記被覆樹脂層がスピンコートあるいはロールコートで基板上に形成されることが好ましい。
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記基板および該基板上に形成される樹脂層は光透過性を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法においては、前記液吐出エネルギー発生素子が圧電素子であることが好ましい。
【００１７】
【作用】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、基板上に液流路の形成に寄与する感光性樹脂を形成し、さらに該感光性樹脂上に被覆用樹脂を形成した後に、液流路部分の感光性樹脂を溶解除去することにより液流路を形成することで、高精度の液流路を形成することができる。また、液加圧室上に長手方向に延びる凸部を高精度に形成し、そして、光透過性のある樹脂で液流路構成部材を形成することにより、液吐出エネルギー発生素子と液加圧室の位置合わせを正確にかつ容易に行うことができる。
【００１８】
高品位の液体噴射ヘッドを高歩留まりで作製することが可能となり、液体噴射ヘッドの製造における生産性を著しく向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドを一部破断して示す液吐出エネルギー発生素子である圧電素子側から見た斜視図である。
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドは、図１に図示するように、液体を吐出させるための圧力を発生する液吐出エネルギー発生素子である圧電素子２１、液体を吐出する液吐出口２２、吐出させる液体を収容し加圧する液加圧室２３、各液加圧室２３に連通した液供給路２４、液供給路２４に連通し液体を供給するための液供給口２５、液加圧室２３を加圧するための振動板２６、振動板２６と圧電素子２１を接合するために設けた液加圧室２３の長手方向に延びる凸部いわゆるアイランド構造をした接合部２７から構成され、液加圧室２３は、隔壁２８によって個々に分離されて複数並列して形成され、これに伴い液吐出口２２も同じく複数個並列して形成されている。また、液供給口２５には液体供給部材３０が接着剤で接着されており、この液体供給部材３０を図示しない液体タンクに接続することにより液体が供給される。図１において、２９は、液加圧室２３や液流路２４からなる液流路および振動板２６を構成する液流路構成部材である。
【００２２】
本実施例では、液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子２１には、圧電体のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）と電極を積層した構造の圧電素子を用いた。そして、各圧電素子２１はベースプレート（図１には不図示）に固定されており、液加圧室２３にそれぞれ対応するように複数並列して配設されている。また、圧電素子２１には、駆動のための個別電極（不図示）とコモン電極（不図示）が形成されており、これらの個別電極とコモン電極はそれぞれ信号線とコモン線に接続され、図示しない駆動回路から駆動信号が送られる。
【００２３】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例について図２を用いて説明する。図２は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【００２４】
図２の（ａ）において、基板１として厚さ５ｍｍの耐熱性を有するガラスの基板を用い、この基板１上に分離層２を形成する。分離層２は、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚２μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより基板１上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００２５】
次いで、図２の（ｂ）に示すように、液流路（図１において符号２３、２４で示す部材に該当する。以下、同様に括弧内に図１に図示する部材の符号を示す。）の隔壁となる液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、膜厚５μｍの第１の被覆樹脂層３をスピンコートあるいはロールコート等により分離層２の上に形成する。この第１の被覆樹脂層３として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて膜厚５μｍの感光性をもつ第１の被覆樹脂層３を分離層２上に形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００２６】
次に、図２の（ｃ）に示すように、液加圧室（２３）および液供給路（２４）を形成するため、膜厚１０μｍの溶解可能な樹脂層４ａを第１の被覆樹脂層３の上に形成する。この樹脂層４ａとしては、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚１０μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより第１の被覆樹脂層３上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００２７】
その後に、マスク５を用いて、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にて液流路のパターン露光を行う。露光は１．５分間、現像はメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１、リンスはキシレンを用いた。これによって、図２の（ｄ）に示すように、溶解可能な樹脂によるパターン４ｂが形成され、このパターン４ｂは液加圧室（２３）と液供給路（２４）を確保するためのものである。
【００２８】
次に、図２の（ｅ）に示すように、振動板（２６）および液流路の隔壁（２８）や液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、パターン４ｂの上における膜厚５μｍの第２の被覆樹脂層６をスピンコートあるいはロールコート等によりパターン４ｂの上に形成する。この第２の被覆樹脂層６として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて、パターン４ｂ上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６を形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００２９】
次に、図２の（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の被覆樹脂層６の上に圧電素子を接合するための接合部（２７）を形成する。そのために、先ず、同図（ｆ）に示すように、無電解メッキにより電極層７を形成する。そして、膜厚５μｍの非導電性のフォトレジスト層を塗布し、接合部（２７）の底部の形状に一致させたパターン８を形成する。次いで、
スルファミン酸ニッケル ３０Ｗｔ％
塩化ニッケル ０．５Ｗｔ％
ホウ酸 ４Ｗｔ％
光沢剤 １Ｗｔ％
ピット防止剤 ０．５Ｗｔ％
の水溶液ニッケルイオンを含んだ電鋳用電解液に浸漬し、電極層７をマイナス極として、２ｍＡ／ｃｍ２ 程度の電流密度で電鋳を行う。その結果、同図（ｇ）に示すように、パターン８のフォトレジスト層が形成されていない部分に選択的に電解液中のニッケルが堆積してこの部分の厚みが大きくなり、フォトレジスト層のパターン８の高さを突出させ、厚さ１８μｍまで成長させると、エッジ効果によりフォトレジスト層のパターン８の表面方向にも１０μｍの長さのオーバーハングが生じさせ、通電を停止した。次に、同図（ｈ）に示すように、フォトレジスト層のパターン８を洗い流し、断面鋲型のアイランド構造をした接合部９を形成した。
【００３０】
次に、図２の（ｉ）に示すように、圧電素子１０をアイランド構造の接合部９にエポキシ系接着剤を用いて接着する。この圧電素子１０の接着に際しては、接合部９以外の基板１や樹脂層には光透過性があるため、基板１側から圧電素子１０上に形成してあるアライメントマーク（不図示）を実体顕微鏡で観察しながら、圧電素子１０の接合を行うことができる。実体顕微鏡としては（株）ニコン製のＳＺＨ−１０（商品名）を用いた。このようにすることにより、圧電素子１０の位置を接合部９に対して正確に決定することができ、位置精度を向上させることができる。エポキシ系接着剤を介して接合した後に、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００３１】
次に、図２の（ｊ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、基板１と第１の被覆樹脂層３間の分離層２を溶出することによって、基板１を分離する。
【００３２】
次に、図２の（ｋ）および（ｌ）に示すように、液吐出口（２２）を形成する。先ず、同図（ｋ）に示すように、シリコン含有ポジ型レジスト１１（富士ハント（株）製のＦＨ−ＳＰ（商品名））を第１の被覆樹脂層３の表面に塗布し、液吐出口（２２）をパターニングし、そして、エキシマレーザーを用いて、マスクを介して照射することでレーザーアブレーションにより第１の被覆樹脂層３に液吐出口１２を形成する。なお、レーザーアブレーションは溶解可能な樹脂層４ｂ中の任意の点で終了させた。
【００３３】
次に、図２の（ｍ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、溶解可能なパターン樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）や液供給路（２４））を形成する。
【００３４】
このようにして形成した液加圧室（２３）と液供給路（２４）を構成する液流路１３および圧電素子１０（２１）に対して、液体を供給するための液体供給部材（３０）の接合および液吐出圧発生素子である圧電素子１０（２１）を駆動するため信号線とコモン線の電気的接合を行って、液体噴射ヘッドが完成する。
【００３５】
このようにして作製された液体噴射ヘッドを液体噴射装置に装着し、純水／ジエチレングリコール／イソプロピルアルコール／酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用いて印字記録を行ったところ、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００３６】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第２の実施例について図３を用いて説明する。図３は、本実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【００３７】
本実施例においては、液吐出口（２２）の形成工程に酸素プラズマエッチングを用いる点でのみ前述した第１の実施例と相違し、その他の工程は前述した第１の各実施例と同様であり、前述した第１の各実施例と同様の構成や部材には同一符号を付して説明する。
【００３８】
すなわち、本実施例における図３の（ａ）〜（ｊ）の工程（圧電素子１０の接合までの工程）は、前述した第１の実施例における図２の（ａ）〜（ｊ）の工程と同様であり、その説明は省略する。本実施例では、図３の（ｋ）および（ｌ）に示すように、液吐出口（２２）の形成に酸素プラズマエッチングを用いる。レジスト１４を耐酸素プラズマ膜として作用させ、酸素プラズマエッチングにより第１の被覆樹脂層３に液吐出口１２（２２）をエッチングする。このエッチングは溶解可能な樹脂層４ｂ中の任意の点で終了させた。次いで、前述した第１の実施例と同様に、図３の（ｍ）に示すように、溶解可能な樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）や液供給路（２４））を形成する。
【００３９】
このようにして形成された液体噴射ヘッドにおいても、第１の実施例の液体噴射ヘッドと同様に、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００４０】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第３の実施例について図４を用いて説明する。図４は、本実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。なお、本実施例においても、前述した各実施例と同様の構成や部材には同一符号を付して説明する。
【００４１】
図４の（ａ）において、基板１として厚さ５ｍｍの耐熱性を有するガラスの基板を用い、この基板１上に分離層２を形成する。分離層２は、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚２μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより基板１上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４２】
次いで、図４の（ｂ）に示すように、先ず、液流路（２３、２４）の隔壁となる液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、膜厚５μｍの第１の被覆樹脂層３をスピンコートあるいはロールコート等により分離層２の上に形成し、そして、硬化と液吐出口（２２）を確保するための潜像１５を作成するためパターン露光を行う。
【００４３】
この第１の被覆樹脂層３として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて膜厚５μｍの感光性をもつ第１の被覆樹脂層３を分離層２上に形成した。そして、硬化と液吐出口（２２）を確保するための潜像１５を作成するために、マスク１６を用いてキヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にてパターン露光を行った。
【００４４】
次に、図４の（ｃ）に示すように、液加圧室（２３）および液供給路（２４）を形成するため、膜厚１０μｍの溶解可能な樹脂層４ａを第１の被覆樹脂層３の上に形成する。この樹脂層４ａとしては、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚１０μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより第１の被覆樹脂層３上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４５】
そして、マスク５を用いて、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にて液流路のパターン露光を行う。露光は１．５分間、現像はメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１、リンスはキシレンを用いた。これによって、図４の（ｄ）に示すように溶解可能な樹脂で形成されたパターン４ｂが形成され、このパターン４ｂは液加圧室（２３）と液供給路（２４）を確保するためのものである。
【００４６】
次に、図４の（ｅ）に示すように、振動板（２６）および液流路の隔壁（２８）や液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、パターン４ｂの上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６をパターン４ｂの上にスピンコートあるいはロールコート等により形成する。この第２の被覆樹脂層６として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて、パターン４ｂ上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６を形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００４７】
次に、図４の（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の被覆樹脂層６の上に圧電素子を接合するための接合部（２７）を形成する。そのために、先ず、同図（ｆ）に示すように、無電解メッキにより電極層７を形成する。そして、膜厚５μｍの非導電性のフォトレジスト層を塗布し、接合部（２７）の底部の形状に一致させたパターン８を形成する。次いで、
スルファミン酸 ３０Ｗｔ％
塩化ニッケル ０．５Ｗｔ％
ホウ酸 ４Ｗｔ％
光沢剤 １Ｗｔ％
ピット防止剤 ０．５Ｗｔ％
の水溶液ニッケルイオンを含んだ電鋳用電解液に浸漬し、電極層７をマイナス極として、２ｍＡ／ｃｍ２ 程度の電流密度で電鋳を行う。その結果、同図（ｇ）に示すように、パターン８のフォトレジスト層が形成されていない部分に選択的に電解液中のニッケルが堆積してこの部分の厚みが大きくなり、フォトレジスト層のパターン８の高さを突出させ、厚さ１８μｍまで成長させると、エッジ効果によりフォトレジスト層のパターン８の表面方向にも１０μｍの長さのオーバーハングが生じさせ、通電を停止した。次に、同図（ｈ）に示すように、フォトレジスト層のパターン８を洗い流し、断面鋲型のアイランド構造をした接合部９を形成した。
【００４８】
次に、図４の（ｉ）に示すように、圧電素子１０をアイランド構造の接合部９にエポキシ系接着剤を用いて接着する。この圧電素子１０の接着に際しては、接合部９以外の基板１や樹脂層には光透過性があるため、基板１側から圧電素子１０上に形成してあるアライメントマーク（不図示）を実体顕微鏡で観察しながら、圧電素子１０の接合を行うことができる。実体顕微鏡としては（株）ニコン製のＳＺＨ−１０（商品名）を用いた。このようにすることにより、圧電素子１０の位置を接合部９に対して正確に決定することができ、位置精度を向上させることができる。エポキシ系接着剤を介して接合した後に、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４９】
次に、図４の（ｊ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、基板１と第１の被覆樹脂層３間の分離層２を溶出することによって、基板１を分離する。
【００５０】
次に、図４の（ｋ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、潜像１５を溶出して、液吐出口１２（２２）を形成し、その後に、溶解可能なパターン樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）および液供給路（２４））を形成する。
【００５１】
このようにして形成した液加圧室（２３）と液供給路（２４）を構成する液流路１３および圧電素子１０（２１）に対して、液体を供給するための液体供給部材（３０）の接合および液吐出圧発生素子である圧電素子１０（２１）を駆動するため信号線とコモン線の電気的接合を行って、液体噴射ヘッドが完成する。
【００５２】
このようにして作製された液体噴射ヘッドにおいても、前述した第１の実施例と同様に、液体噴射装置に装着して印字記録を行ったところ、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００５３】
以上のように作製される本発明の液体噴射ヘッドは、記録紙の全幅にわたり同時に記録ができるフルラインタイプの液体噴射ヘッドとして有効であり、さらに、液体噴射ヘッドを一体的にあるいは複数個組み合わせたカラー記録ヘッドにも有効である。また、ある温度以上で液化する固体インクにも適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に液流路の形成に寄与する感光性樹脂を形成し、さらに該感光性樹脂上に被覆用樹脂を形成した後に、液流路部分の感光性樹脂を溶解除去することにより液流路を形成することで、高精度の液流路を形成することができる。
【００５５】
また、液加圧室上に長手方向に延びる凸部を高精度に形成し、そして、光透過性のある樹脂で液流路構成部材を形成することにより、液吐出エネルギー発生素子と液加圧室の位置合わせを正確にかつ容易に行うことができる。
【００５６】
これにより、高品位の液体噴射ヘッドを高歩留まりで作製することが可能となり、液体噴射ヘッドの製造における生産性を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドを一部破断して示す液吐出エネルギー発生素子である圧電素子側から見た斜視図である。
【図２】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【図３】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第２の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【図４】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第３の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 分離層
３ 第１の被覆樹脂層
４ａ 溶解可能な樹脂層
４ｂ 溶解可能なパターン樹脂層
５ マスク
６ 第２の被覆樹脂層
７ 電極層
８ （フォトレジスト層の）パターン
９ 接合部
１０ 圧電素子
１１ マスク
１２ 液吐出口
１３ 液流路
１４ レジスト
１５ （液吐出口）潜像
２１ 圧電素子
２２ 液吐出口
２３ 液加圧室
２４ 液供給路
２５ 液供給口
２６ 振動板
２７ 接合部
２８ 隔壁
２９ 液流路構成部材
３０ 液体供給部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴を吐出飛翔させて記録媒体等に付着させる液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射記録方式（インクジェットプリント方式）に使用される液体噴射ヘッドは、一般にインク等の液体を吐出するための吐出口（オリフィス）、該吐出口に連通する液流路、および該液流路内に設けられる液吐出エネルギー発生素子とを備え、記録時における騒音の発生が無視しうる程度に小さく、高速記録と様々な記録媒体に対する記録が可能であり、いわゆる普通紙に対しても特別な処理を必要とせずに定着し、しかも高精細な画像が廉価に得られることなどの特徴を有している。このような利点から、コンピュータの周辺機器としてのプリンタばかりでなく、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等のプリンティングシステムでここ数年急速に普及している。 今日、広く一般的に用いられている液体噴射装置の液吐出方法は、電気熱変換素子（ヒーター）を利用する方法と、圧電素子（ピエゾ素子）を利用する方法がある。どちらの方法も、電気的な信号によって液滴の吐出を制御することが可能である。
【０００３】
このような液体噴射ヘッドを作製する方法としては、例えば、ガラスや金属等の板に切削やエッチング等の加工手段によって微細な液流路形成用の溝を形成した後に、該溝が形成された板に液吐出エネルギー発生素子を備える液体噴射ヘッド用基板を接合して液流路を形成する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特開平６−２５５０９９号公報に記載されているように、液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子上に、ダイヤフラム部を有する振動板を積層し、この振動板上に圧電素子でダイヤフラム部を介して加圧される液室およびこの液室に液体を供給する液流路を形成する液流路形成部材を積層し、さらに、この液流路形成部材上にノズル孔を形成したノズル形成部材を積層したものが知られている。
【０００５】
また、例えば、特開平６−１１５０７１号公報に記載されているように、基板上に複数の液吐出エネルギー発生素子である圧電素子を列状に接合配置するとともに、圧電素子の周囲に位置し液体共通流路を形成する液体共通流路部材を接合し、この液体共通流路部材上に振動板を接合し、この振動板に隔壁部材を接合し、隔壁部材上にノズル板を接合して、これらの振動板、隔壁部材およびノズル板で、圧電素子により振動板を介して加圧される液室（加圧液室）を形成したものがある。
【０００６】
また、例えば、特開平８−１４２３２４号公報に記載されているように、基板上に複数の圧電素子を複数列列状に接合するとともに、圧電素子の周囲に位置するフレーム部材を接合してなるアクチュエータユニットと、ダイヤフラム部を有する振動板上に、圧電素子でダイヤフラム部を介して加圧される加圧液室およびこの液室に液体を供給する共通液室を形成する液室隔壁部材を積層し、さらに、この液室隔壁部材上にノズルを形成したノズルプレートを積層した液室ユニットとを接合したものがある。
【０００７】
さらに、例えば、特開平６−２９７７０４号公報に記載されているように、液室隔壁部材として感光性樹脂を用いて、複数の感光性樹脂層を接合して液室を形成し、あるいは、その他樹脂成形、金属板の多層貼り合わせによって微細な液室を形成するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の液体噴射ヘッドの製造方法においては、液流路を形成する溝を切削工程で形成する場合には、前記溝の内壁面を平滑にすることが難しく、また、板の欠けや割れが生じやすいため、歩留りが余りよくない。一方、前記溝をエッチングによって形成する場合には、エッチング状態を全ての液流路形成用溝について均一にすることが困難であり、また、工程が複雑で、製造コストの上昇を招くという不利もある。このように、いずれの加工手段によっても、均一な液流路を有する液体噴射ヘッドを定常的に作製することが困難であり、得られる液体噴射ヘッドはプリント特性にバラツキがあるものになる傾向がある。さらに、前述した液流路形成用の溝が形成された板と、液吐出エネルギー発生素子が設けられた液体噴射ヘッド用基板とを接合する際に、前記溝と前記液吐出エネルギー発生素子の位置合わせを精度良く行うことが困難であった。したがって、前述した従来の製造方法は、高品質の液体噴射ヘッドを多量生産するには適さないものであった。
【０００９】
このように、従来技術においては、液体噴射ヘッドの製造方法において、いろいろな工程が行われているが、いずれも、高精度の液流路を形成することが課題であり、また、仮に高精度の液流路を形成できたとしても、液吐出エネルギー発生素子との位置合わせを正確に行うことが課題であった。
【００１０】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、液流路を高精度に形成するとともに液流路と液吐出エネルギー発生素子の位置合わせを正確に行うことができ、高品位の液体噴射ヘッドの生産性を向上させることが可能な液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、基板上に溶解可能な樹脂層と被覆樹脂層とで液加圧室を含む液流路を形成する工程と、前記基板上に形成された液加圧室と液吐出エネルギー発生素子を接合する工程と、前記基板を分離する工程を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記液流路を形成する工程は、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することが好ましく、あるいは、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記基板を分離する工程は、基板上に溶解可能な樹脂の分離層を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂からなる分離層を溶出して前記基板を分離する工程を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法においては、前記被覆樹脂層がスピンコートあるいはロールコートで基板上に形成されることが好ましい。
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記基板および該基板上に形成される樹脂層は光透過性を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法においては、前記液吐出エネルギー発生素子が圧電素子であることが好ましい。
【００１７】
【作用】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、基板上に液流路の形成に寄与する感光性樹脂を形成し、さらに該感光性樹脂上に被覆用樹脂を形成した後に、液流路部分の感光性樹脂を溶解除去することにより液流路を形成することで、高精度の液流路を形成することができる。また、液加圧室上に長手方向に延びる凸部を高精度に形成し、そして、光透過性のある樹脂で液流路構成部材を形成することにより、液吐出エネルギー発生素子と液加圧室の位置合わせを正確にかつ容易に行うことができる。
【００１８】
高品位の液体噴射ヘッドを高歩留まりで作製することが可能となり、液体噴射ヘッドの製造における生産性を著しく向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドを一部破断して示す液吐出エネルギー発生素子である圧電素子側から見た斜視図である。
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドは、図１に図示するように、液体を吐出させるための圧力を発生する液吐出エネルギー発生素子である圧電素子２１、液体を吐出する液吐出口２２、吐出させる液体を収容し加圧する液加圧室２３、各液加圧室２３に連通した液供給路２４、液供給路２４に連通し液体を供給するための液供給口２５、液加圧室２３を加圧するための振動板２６、振動板２６と圧電素子２１を接合するために設けた液加圧室２３の長手方向に延びる凸部いわゆるアイランド構造をした接合部２７から構成され、液加圧室２３は、隔壁２８によって個々に分離されて複数並列して形成され、これに伴い液吐出口２２も同じく複数個並列して形成されている。また、液供給口２５には液体供給部材３０が接着剤で接着されており、この液体供給部材３０を図示しない液体タンクに接続することにより液体が供給される。図１において、２９は、液加圧室２３や液流路２４からなる液流路および振動板２６を構成する液流路構成部材である。
【００２２】
本実施例では、液吐出エネルギー発生素子としての圧電素子２１には、圧電体のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）と電極を積層した構造の圧電素子を用いた。そして、各圧電素子２１はベースプレート（図１には不図示）に固定されており、液加圧室２３にそれぞれ対応するように複数並列して配設されている。また、圧電素子２１には、駆動のための個別電極（不図示）とコモン電極（不図示）が形成されており、これらの個別電極とコモン電極はそれぞれ信号線とコモン線に接続され、図示しない駆動回路から駆動信号が送られる。
【００２３】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例について図２を用いて説明する。図２は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【００２４】
図２の（ａ）において、基板１として厚さ５ｍｍの耐熱性を有するガラスの基板を用い、この基板１上に分離層２を形成する。分離層２は、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚２μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより基板１上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００２５】
次いで、図２の（ｂ）に示すように、液流路（図１において符号２３、２４で示す部材に該当する。以下、同様に括弧内に図１に図示する部材の符号を示す。）の隔壁となる液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、膜厚５μｍの第１の被覆樹脂層３をスピンコートあるいはロールコート等により分離層２の上に形成する。この第１の被覆樹脂層３として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて膜厚５μｍの感光性をもつ第１の被覆樹脂層３を分離層２上に形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００２６】
次に、図２の（ｃ）に示すように、液加圧室（２３）および液供給路（２４）を形成するため、膜厚１０μｍの溶解可能な樹脂層４ａを第１の被覆樹脂層３の上に形成する。この樹脂層４ａとしては、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚１０μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより第１の被覆樹脂層３上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００２７】
その後に、マスク５を用いて、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にて液流路のパターン露光を行う。露光は１．５分間、現像はメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１、リンスはキシレンを用いた。これによって、図２の（ｄ）に示すように、溶解可能な樹脂によるパターン４ｂが形成され、このパターン４ｂは液加圧室（２３）と液供給路（２４）を確保するためのものである。
【００２８】
次に、図２の（ｅ）に示すように、振動板（２６）および液流路の隔壁（２８）や液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、パターン４ｂの上における膜厚５μｍの第２の被覆樹脂層６をスピンコートあるいはロールコート等によりパターン４ｂの上に形成する。この第２の被覆樹脂層６として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて、パターン４ｂ上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６を形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００２９】
次に、図２の（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の被覆樹脂層６の上に圧電素子を接合するための接合部（２７）を形成する。そのために、先ず、同図（ｆ）に示すように、無電解メッキにより電極層７を形成する。そして、膜厚５μｍの非導電性のフォトレジスト層を塗布し、接合部（２７）の底部の形状に一致させたパターン８を形成する。次いで、
スルファミン酸ニッケル ３０Ｗｔ％
塩化ニッケル ０．５Ｗｔ％
ホウ酸 ４Ｗｔ％
光沢剤 １Ｗｔ％
ピット防止剤 ０．５Ｗｔ％
の水溶液ニッケルイオンを含んだ電鋳用電解液に浸漬し、電極層７をマイナス極として、２ｍＡ／ｃｍ２ 程度の電流密度で電鋳を行う。その結果、同図（ｇ）に示すように、パターン８のフォトレジスト層が形成されていない部分に選択的に電解液中のニッケルが堆積してこの部分の厚みが大きくなり、フォトレジスト層のパターン８の高さを突出させ、厚さ１８μｍまで成長させると、エッジ効果によりフォトレジスト層のパターン８の表面方向にも１０μｍの長さのオーバーハングが生じさせ、通電を停止した。次に、同図（ｈ）に示すように、フォトレジスト層のパターン８を洗い流し、断面鋲型のアイランド構造をした接合部９を形成した。
【００３０】
次に、図２の（ｉ）に示すように、圧電素子１０をアイランド構造の接合部９にエポキシ系接着剤を用いて接着する。この圧電素子１０の接着に際しては、接合部９以外の基板１や樹脂層には光透過性があるため、基板１側から圧電素子１０上に形成してあるアライメントマーク（不図示）を実体顕微鏡で観察しながら、圧電素子１０の接合を行うことができる。実体顕微鏡としては（株）ニコン製のＳＺＨ−１０（商品名）を用いた。このようにすることにより、圧電素子１０の位置を接合部９に対して正確に決定することができ、位置精度を向上させることができる。エポキシ系接着剤を介して接合した後に、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００３１】
次に、図２の（ｊ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、基板１と第１の被覆樹脂層３間の分離層２を溶出することによって、基板１を分離する。
【００３２】
次に、図２の（ｋ）および（ｌ）に示すように、液吐出口（２２）を形成する。先ず、同図（ｋ）に示すように、シリコン含有ポジ型レジスト１１（富士ハント（株）製のＦＨ−ＳＰ（商品名））を第１の被覆樹脂層３の表面に塗布し、液吐出口（２２）をパターニングし、そして、エキシマレーザーを用いて、マスクを介して照射することでレーザーアブレーションにより第１の被覆樹脂層３に液吐出口１２を形成する。なお、レーザーアブレーションは溶解可能な樹脂層４ｂ中の任意の点で終了させた。
【００３３】
次に、図２の（ｍ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、溶解可能なパターン樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）や液供給路（２４））を形成する。
【００３４】
このようにして形成した液加圧室（２３）と液供給路（２４）を構成する液流路１３および圧電素子１０（２１）に対して、液体を供給するための液体供給部材（３０）の接合および液吐出圧発生素子である圧電素子１０（２１）を駆動するため信号線とコモン線の電気的接合を行って、液体噴射ヘッドが完成する。
【００３５】
このようにして作製された液体噴射ヘッドを液体噴射装置に装着し、純水／ジエチレングリコール／イソプロピルアルコール／酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用いて印字記録を行ったところ、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００３６】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第２の実施例について図３を用いて説明する。図３は、本実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【００３７】
本実施例においては、液吐出口（２２）の形成工程に酸素プラズマエッチングを用いる点でのみ前述した第１の実施例と相違し、その他の工程は前述した第１の各実施例と同様であり、前述した第１の各実施例と同様の構成や部材には同一符号を付して説明する。
【００３８】
すなわち、本実施例における図３の（ａ）〜（ｊ）の工程（圧電素子１０の接合までの工程）は、前述した第１の実施例における図２の（ａ）〜（ｊ）の工程と同様であり、その説明は省略する。本実施例では、図３の（ｋ）および（ｌ）に示すように、液吐出口（２２）の形成に酸素プラズマエッチングを用いる。レジスト１４を耐酸素プラズマ膜として作用させ、酸素プラズマエッチングにより第１の被覆樹脂層３に液吐出口１２（２２）をエッチングする。このエッチングは溶解可能な樹脂層４ｂ中の任意の点で終了させた。次いで、前述した第１の実施例と同様に、図３の（ｍ）に示すように、溶解可能な樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）や液供給路（２４））を形成する。
【００３９】
このようにして形成された液体噴射ヘッドにおいても、第１の実施例の液体噴射ヘッドと同様に、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００４０】
次に、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第３の実施例について図４を用いて説明する。図４は、本実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。なお、本実施例においても、前述した各実施例と同様の構成や部材には同一符号を付して説明する。
【００４１】
図４の（ａ）において、基板１として厚さ５ｍｍの耐熱性を有するガラスの基板を用い、この基板１上に分離層２を形成する。分離層２は、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚２μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより基板１上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４２】
次いで、図４の（ｂ）に示すように、先ず、液流路（２３、２４）の隔壁となる液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、膜厚５μｍの第１の被覆樹脂層３をスピンコートあるいはロールコート等により分離層２の上に形成し、そして、硬化と液吐出口（２２）を確保するための潜像１５を作成するためパターン露光を行う。
【００４３】
この第１の被覆樹脂層３として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて膜厚５μｍの感光性をもつ第１の被覆樹脂層３を分離層２上に形成した。そして、硬化と液吐出口（２２）を確保するための潜像１５を作成するために、マスク１６を用いてキヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にてパターン露光を行った。
【００４４】
次に、図４の（ｃ）に示すように、液加圧室（２３）および液供給路（２４）を形成するため、膜厚１０μｍの溶解可能な樹脂層４ａを第１の被覆樹脂層３の上に形成する。この樹脂層４ａとしては、溶解可能なポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）製ＯＤＵＲ−１０１０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥し、膜厚１０μｍのドライフィルムとしたものをラミネートにより第１の被覆樹脂層３上に転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用いた。次いで、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４５】
そして、マスク５を用いて、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コールドミラーＣＭ２９０）にて液流路のパターン露光を行う。露光は１．５分間、現像はメチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１、リンスはキシレンを用いた。これによって、図４の（ｄ）に示すように溶解可能な樹脂で形成されたパターン４ｂが形成され、このパターン４ｂは液加圧室（２３）と液供給路（２４）を確保するためのものである。
【００４６】
次に、図４の（ｅ）に示すように、振動板（２６）および液流路の隔壁（２８）や液流路構成部材（２９）の一部を形成するため、パターン４ｂの上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６をパターン４ｂの上にスピンコートあるいはロールコート等により形成する。この第２の被覆樹脂層６として、
エポキシ樹脂（ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂） １００部
光カチオン重合開始剤（４，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート） １部
シランカップリング剤（日本ユニカー社製Ａ−１８７） １０部
からなる樹脂組成物をメチルイソブチルケトン／キシレン混合液に５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコートにて、パターン４ｂ上における膜厚５μｍの感光性をもつ第２の被覆樹脂層６を形成し、そして、硬化のため露光を行った。
【００４７】
次に、図４の（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の被覆樹脂層６の上に圧電素子を接合するための接合部（２７）を形成する。そのために、先ず、同図（ｆ）に示すように、無電解メッキにより電極層７を形成する。そして、膜厚５μｍの非導電性のフォトレジスト層を塗布し、接合部（２７）の底部の形状に一致させたパターン８を形成する。次いで、
スルファミン酸 ３０Ｗｔ％
塩化ニッケル ０．５Ｗｔ％
ホウ酸 ４Ｗｔ％
光沢剤 １Ｗｔ％
ピット防止剤 ０．５Ｗｔ％
の水溶液ニッケルイオンを含んだ電鋳用電解液に浸漬し、電極層７をマイナス極として、２ｍＡ／ｃｍ２ 程度の電流密度で電鋳を行う。その結果、同図（ｇ）に示すように、パターン８のフォトレジスト層が形成されていない部分に選択的に電解液中のニッケルが堆積してこの部分の厚みが大きくなり、フォトレジスト層のパターン８の高さを突出させ、厚さ１８μｍまで成長させると、エッジ効果によりフォトレジスト層のパターン８の表面方向にも１０μｍの長さのオーバーハングが生じさせ、通電を停止した。次に、同図（ｈ）に示すように、フォトレジスト層のパターン８を洗い流し、断面鋲型のアイランド構造をした接合部９を形成した。
【００４８】
次に、図４の（ｉ）に示すように、圧電素子１０をアイランド構造の接合部９にエポキシ系接着剤を用いて接着する。この圧電素子１０の接着に際しては、接合部９以外の基板１や樹脂層には光透過性があるため、基板１側から圧電素子１０上に形成してあるアライメントマーク（不図示）を実体顕微鏡で観察しながら、圧電素子１０の接合を行うことができる。実体顕微鏡としては（株）ニコン製のＳＺＨ−１０（商品名）を用いた。このようにすることにより、圧電素子１０の位置を接合部９に対して正確に決定することができ、位置精度を向上させることができる。エポキシ系接着剤を介して接合した後に、１２０℃にて２０分間プリベークした。
【００４９】
次に、図４の（ｊ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、基板１と第１の被覆樹脂層３間の分離層２を溶出することによって、基板１を分離する。
【００５０】
次に、図４の（ｋ）に示すように、メチルイソブチルメトン中に超音波を付与しつつ浸漬して、潜像１５を溶出して、液吐出口１２（２２）を形成し、その後に、溶解可能なパターン樹脂層４ｂを溶出して、液流路１３（液加圧室（２３）および液供給路（２４））を形成する。
【００５１】
このようにして形成した液加圧室（２３）と液供給路（２４）を構成する液流路１３および圧電素子１０（２１）に対して、液体を供給するための液体供給部材（３０）の接合および液吐出圧発生素子である圧電素子１０（２１）を駆動するため信号線とコモン線の電気的接合を行って、液体噴射ヘッドが完成する。
【００５２】
このようにして作製された液体噴射ヘッドにおいても、前述した第１の実施例と同様に、液体噴射装置に装着して印字記録を行ったところ、安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００５３】
以上のように作製される本発明の液体噴射ヘッドは、記録紙の全幅にわたり同時に記録ができるフルラインタイプの液体噴射ヘッドとして有効であり、さらに、液体噴射ヘッドを一体的にあるいは複数個組み合わせたカラー記録ヘッドにも有効である。また、ある温度以上で液化する固体インクにも適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に液流路の形成に寄与する感光性樹脂を形成し、さらに該感光性樹脂上に被覆用樹脂を形成した後に、液流路部分の感光性樹脂を溶解除去することにより液流路を形成することで、高精度の液流路を形成することができる。
【００５５】
また、液加圧室上に長手方向に延びる凸部を高精度に形成し、そして、光透過性のある樹脂で液流路構成部材を形成することにより、液吐出エネルギー発生素子と液加圧室の位置合わせを正確にかつ容易に行うことができる。
【００５６】
これにより、高品位の液体噴射ヘッドを高歩留まりで作製することが可能となり、液体噴射ヘッドの製造における生産性を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により作製される液体噴射ヘッドを一部破断して示す液吐出エネルギー発生素子である圧電素子側から見た斜視図である。
【図２】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第１の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【図３】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第２の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【図４】本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第３の実施例の主要工程を断面で示す概略的な工程図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 分離層
３ 第１の被覆樹脂層
４ａ 溶解可能な樹脂層
４ｂ 溶解可能なパターン樹脂層
５ マスク
６ 第２の被覆樹脂層
７ 電極層
８ （フォトレジスト層の）パターン
９ 接合部
１０ 圧電素子
１１ マスク
１２ 液吐出口
１３ 液流路
１４ レジスト
１５ （液吐出口）潜像
２１ 圧電素子
２２ 液吐出口
２３ 液加圧室
２４ 液供給路
２５ 液供給口
２６ 振動板
２７ 接合部
２８ 隔壁
２９ 液流路構成部材
３０ 液体供給部材
Claims (7)
- 基板上に溶解可能な樹脂層と被覆樹脂層とで液加圧室を含む液流路を形成する工程と、前記基板上に形成された液加圧室と液吐出エネルギー発生素子を接合する工程と、前記基板を分離する工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記液流路を形成する工程が、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記液流路を形成する工程が、前記基板上に第１の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第１の被覆樹脂層に液吐出口を形成する工程と、前記第１の被覆樹脂層上に溶解可能な樹脂にて液流路パターンを形成する工程と、液流路壁と振動板となる第２の被覆樹脂層を形成する工程と、形成された第２の被覆樹脂層上に液滴を吐出させるための液吐出エネルギー発生素子との接合部となる接合層を形成する工程と、前記前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程を有することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記基板を分離する工程が、基板上に溶解可能な樹脂の分離層を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂からなる分離層を溶出して前記基板を分離する工程を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記被覆樹脂層がスピンコートあるいはロールコートで基板上に形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記基板および該基板上に形成される樹脂層は光透過性を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記液吐出エネルギー発生素子が圧電素子であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
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