JP2010023506A - 液体吐出ヘッドおよびその製造方法、構造体の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路を高密度に配置した場合においてリフィル性能を維持する。
【解決手段】 基板１の主面１ａに対して鈍角をなす側面１２をもつ、第１の固体層３ａを、基板上に設ける工程と、基板上に側面に接するように第２の固体層４ａを設ける工程と、第１の固体層３ａの、少なくとも側面の部分に対し、第２の固体層４ａを介して露光を施す工程と、第１の固体層３ａの、露光がなされた部分を除去する工程と、を行うことにより、流路のパターン３、４を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関し、具体的にはインクを被記録媒体に吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法に関するものである。また、半導体の製造などに応用可能な微細な構造体の形成方法に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いる例としては、インクを被記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録方式が挙げられる。

インクジェット記録方式（液体噴射記録方式）に適用されるインクジェット記録ヘッドは、一般に微細な吐出口、液流路及び該液流路の一部に設けられる液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を複数備えている。従来、このようなインクジェット記録ヘッドを作製する方法としては、例えば特許文献１に記載がある。

まず、エネルギー発生素子が形成された基板上に、溶解可能な樹脂にて流路のパターンを形成する。次いで、この流路の形状の型材上に、流路壁となるエポキシ樹脂及び光カチオン重合開始剤を含む被覆樹脂層を形成し、フォトリソグラフィーによりエネルギー発生素子上に吐出口を形成する。最後に溶解可能な樹脂を溶出して流路壁となる被覆樹脂層を硬化させる。

特開平６−２８６１４９号公報

特許文献１に記載されているような製造方法では、現状から用いられている材料では型材のパターニング精度に一定の限界があるものの、従来のノズル密度（６００ｄｐｉ）までは、図７に示すように良好な流路壁１０１を形成することが可能である。なお、１０３は基板に設けられている液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子である。また流路壁１０１のアスペクト比（高さと長さとの比）は４：３である。これに対し、ノズル密度を１２００ｄｐｉに向上させた場合には、感光性材料からなる型材の解像力が不足し、流路壁１０１を良好に形成することが困難になるという課題が発生する。例えば、図８に示すように流路壁１０１の端部とノズル密着向上層１０２との間に隙間が形成されてしまうと、隣接するノズル同士が連通してクロストークの影響を受けるため、インクの吐出に影響が現れる虞がある。

この対策としては、型材の材料を解像力のより高い材料に変更することが考えられる。しかし、解像力のより高い材料を直ちに開発することは困難である。他の対策としては、型材の厚みを小さくすることも考えられる。しかし、ノズル密度を１２００ｄｐｉに向上させた場合には各流路の流路長さが減少するため、ノズルへのインクのリフィル不足が発生しやすくなる。そのため、各流路の流路断面積を確保してそのようなリフィル不足を補うためには、各流路の高さを高くする必要がある。そのため、流路となる型材の厚みを小さくすることは、流路の高さを低くすることになり現実的には困難であるということができる。以上から、ノズル密度を向上させた場合に生じる問題を、上述した２つの対策によって解決することは合理的でない場合がある。

本発明では前述した従来技術における課題を解決し、流路、吐出口を高密度に配置した場合であっても、流路同士が連通することなく、かつ流路壁と基板との密着が確保された液体吐出ヘッドを提供する事を目的とする。また液体吐出ヘッドのほかに半導体製造技術などにも応用可能な微細構造体の形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、該基板上に形成された、液体を吐出する吐出口と連通する液体の流路と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記基板の主面に対して鈍角をなす側面をもつ、ポジ型感光性樹脂からなる第１の固体層を、前記基板上に設ける工程と、前記基板上に前記側面に接するように前記流路のパターンとなる第２の固体層を設ける工程と、前記第１の固体層の、少なくとも前記側面の部分に対し、前記第２の固体層を介して露光を施す工程と、前記第１の固体層の、前記露光がなされた部分を除去する工程と、少なくとも前記第２の固体層上に該第２の固体層を被覆するように被覆層を設ける工程と、前記第２の固体層を除去して前記流路を形成する工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、流路、吐出口を高密度に配置した場合であっても、流路同士が連通することなく、かつ流路長さが確保された液体吐出ヘッドを得ることができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、従来と同密度で流路を形成した場合、流路の断面積が従来製法よりも大きくなり、リフィルの高速化を図ることが出来る。

また、流路の断面積が従来と同じであれば、従来製法よりも流路壁と基板との密着面積を大きくすることが出来、より密着性に優れた流路壁を形成することが可能である。

本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す透視図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 従来の液体吐出ヘッドの製造方法を示す説明図である。 従来の液体吐出ヘッドの製造方法を示す説明図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 比較例の液体吐出ヘッドの製造方法を示す説明図である。 本発明に使用可能な紫外線吸収剤の吸収スペクトルを示す説明図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例における、工程の一部の状態における基板の上面を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明を具体的に説明する。

なお、液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、この液体吐出ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。

さらに、「インク」または「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、被記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、被記録媒体の加工、或いはインクまたは被記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは被記録媒体の処理としては、例えば、被記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。

図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す模式図である。

本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギ−発生素子２が所定のピッチで２列に並んで形成されたＳｉの基板１を有している。基板１には、Ｓｉを異方性エッチングすることによって形成された供給口８が、エネルギー発生素子２の２つの列の間に開口されている。基板１上には、流路形成部材５によって、各エネルギー発生素子に対向する位置に設けられた吐出口６と、供給口８から各吐出口６に連通する個別の流路が形成されている。なお、吐出口の位置は、上述のエネルギー発生素子と対向する位置に限定されるものではない。

この液体吐出ヘッドをインクジェット記録ヘッドとして用いる場合には、吐出口６が形成された面が被記録媒体の記録面に対面するように配置される。そして液体吐出ヘッドは、供給口８を介して流路内に充填されたインクに、エネルギー発生素子２によって発生するエネルギーを作用させ、吐出口６からインク液滴を吐出させる。このインク液滴を被記録媒体に付着させることによって記録を行う。エネルギー発生素子としては、熱エネルギーとして電気熱変換素子（所謂ヒーター）等、力学的エネルギーとして、圧電素子等があるが、これらに限定されるものではない。

以下に本発明の実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。なお、以下の説明では同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。

図２は本発明の液体吐出ヘッドの一形態を示した平面透視図であり、吐出口方向から基板面に向かって見た図である。図２に示す形態は、供給口の片側に、供給口に対して相対的に近い位置の吐出口６と、相対的に遠い位置の吐出口７とが、千鳥状に配列され、流路１３によって共通液室１６と連通されている。なお、本明細書中では、流路１３についてエネルギー発生素子２を内包する領域をエネルギー発生室１３ａ、１３ｂとして区別する場合がある。なお供給口８から遠いエネルギー発生室を１３ｂ、供給口８と近いエネルギー発生室を１３ａとする。また図２の平面で見て、供給口８から吐出口６または７に向かう方向をＺ方向とする。図２の平面でみた場合は、Ｚ方向は供給口８からエネルギー発生素子２に向かう方向ということもできる。また、Ｚ方向と交差し、エネルギー発生素子２の配列方向、または吐出口の配列と略平行な方向をＹ方向とする。

図３は、発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ’に沿った断面図であり、Ｙ方向にも沿っている。図１のような斜視図でみた場合には、Ａ―Ａ’に沿った断面に相当するものである。

（第１の実施形態）
まず第１に図３（ａ）に示されるように、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子２を有する基板１を用意する。

次いで、図３（ｂ）に示されるように、基板１上にポジ型感光性樹脂の層１１を設ける。このときに用いることができるポジ型感光性樹脂としては、例えばポリメチルイソプロペニルケトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系高分子化合物、ポリメタクリル酸が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリロニトリル等のメタクリル系高分子化合物が挙げられる。あるいはポリブデン−１−スルフォン、ポリメチルペンテン−１−スルフォン等のオレフィンスルフォン系高分子化合物等を使用できる。

次いで、図３（ｃ）に示されるように、基板１上に、基板１の主面１ａに対して鈍角をなす斜面状の側面１２をもつ、ポジ型感光性樹脂の第１の固体層３ａを設ける。

ここで、図３（ｃ）とともに図１２を参照する。図１２は、図３（ｃ）で示される状態の基板上の様子を示した模式図であり、基板上方から基板１ａに向かって見た上面図である。図３、図１２に示されるように側面１２は固体層３ａにおいて複数箇所存在し、必ずしも連続して一様な面をなしていなくともよい。Ｙで示される方向に関して、第１の固体層３ａの底部（基板側）の長さＬは、上部（基板と反対側）の長さＭよりも大きくなっている。

図３（ｃ）で示されるように、ある断面でみたときに基板１の主面１ａと第１の固体層３ａの側面１２とのなす角度θが鈍角（θ＞９０℃）をなしている。側面１２をこのように基板の主面と鈍角をなす斜面形状とする方法は、例えばプロキシミティー露光を採用することができる。また、θの値は露光する際のフォーカス高さの調整や、第１の固体層３ａに露光波長を吸収する吸収剤を添加することで制御可能である。例えば、第１の固体層３ａに、図１１に示すような吸収特性を持つ紫外線吸収剤を添加することにより、θを調整することも可能である。なお複数の固体層３ａのそれぞれにおける側面１２同士に関して、θは必ずしも一致している必要はないが、一致していてもかまわない。

次いで、図３（ｄ）に示されるように、第１の固体層上に、少なくとも側面１２に接するように第２の固体層４ａを設ける。第２の固体層４ａを形成する材料としてはポリメチルイソプロペニルケトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系高分子化合物が挙げられる。またポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリロニトリル等のメタクリル系高分子化合物が挙げられる。あるいはポリブデン−１−スルフォン、ポリメチルペンテン−１−スルフォン等のオレフィンスルフォン系高分子化合物等が挙げられる。ただし後の工程で第１の固体層３ａを露光する波長の光に対して透過性の高い材料を選択することが好ましい。好ましくは透過率として８０％以上である。

次いで図３（ｅ）に示されるように、第２の固体層４ａを露光する。

次いで図３（ｆ）に示されるように、第２の固体層４ａに現像を施して流路の形状の第２のパターン４を形成する。この際、第１の固体層３ａ上にも第２のパターン４を設けることで、吐出効率、リフィル効率に優れた多段構造の流路の形状を作成することが可能である。このとき第２のパターン４の側面には、第１の固体層３ａの側面１２の斜面部分が転写された部分Ｘが存在し、Ｘは基板の主面１ａと鋭角をなしている。よってパターン４の形状は底部（基板側）Ｃよりも上部（基板と反対側）Ｄが長い形状となる。通常このように、ポジ型感光性樹脂等を加工して底部よりも上部が長い形状を精度よく形成するのは困難であるが、以上の工程により精度よく得ることができる。

次いで図３（ｇ）に示されるように、第２のパターン４を介して第１の固体層３ａの露光を行う。このとき、第２のパターン４を透過する率が高く、第１の固体層３ａにより吸収される波長で露光を行うことが好ましい。

次いで図３（ｈ）に示されるように、現像を施し、第１の固体層３ａのうち、第２のパターン４と接触していた部分を除去して、第２のパターンと離間した流路の第１のパターン３を形成する。このとき第１のパターン３の側面が基板と成す角を、第１の固体層３ａのθと等しくすることができる。すなわち第１のパターン３の側面と第２のパターン４の側面の一部（Ｘに対応する部分）とを平行とすることができる。

以上で例示した形態は、外側面１２が図２のＺ方向にならい配され、隣接する一方の流路を第１の固体層の外側面形状が転写された第２の固体層、他方を第１の固体層から得られる第１のパターンを型として形成する。すなわちこれにより流路面積を維持して流路断面積を確保できる。上記の形態では、第１の固体層３ａの図２のＹ方向にほぼ平行な方向（流路の最下流側の壁に相当）の外端面が基板と成す角が鈍角であることは必ずしも求められない。また、流路の形状は共通液室１６から櫛刃状に配されるものに留まらない。

次いで図４（ａ）に示されるように、流路のパターンを被覆する被覆層としての流路形成部材５を第１、第２のパターン上に塗布により形成する。流路形成部材となるものとしてはネガ型の感光性樹脂で、優れた機械的強度と、耐侯性、耐インク性、基板に対する密着性とを有し、第１、第２のパターンとの相溶が少ない溶媒が使用可能であることが好ましい。代表的なものとしては脂環式のエポキシ樹脂があり、光カチオン重合触媒を用いることで光によって硬化させることが可能である。

次いで図４（ｂ）に示されるように、流路形成部材をパターニングして、エネルギー発生素子２に対向する位置に吐出口６を形成する。

次いで図４（ｃ）に示されるように、第１、第２のパターンを除去し、流路１３、エネルギー発生室１３ａを形成する。この流路１３の形状は、第２のパターン４に対応している（ＣはＣ’に、ＤはＤ’にそれぞれ対応）ため、上部の長さＤ’が底部の長さＣ’よりも大きい。また、第１のパターン３の側面と第２のパターン４の側面の一部（図３（ｆ）のＸに対応する部分）とを平行とした場合には、流路１３の側面の一部１５とエネルギー発生室１３ａの側面１４とが平行な形状となる。

以降に必要な電気接続等を行って液体吐出ヘッドが完成する。

図４（ｃ）に示されるように、供給口８（不図示）に近い方のエネルギー発生室１３ａの形状は、供給口からエネルギー発生素子に向かう方向（図２のＺ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に関して、基板側の長さＡ’より吐出口側の長さＢ’の方が小さい。一方、供給口８（不図示）に遠い方のエネルギー発生室１３ｂへと連通する流路１３の形状については、同方向（図２のＺ）に関する基板側の長さＣ’より吐出口側の長さＤ’の方が大きい。吐出液滴の直進性や吐出効率を考慮して供給口８に近い方のエネルギー発生室１３ａの形状を図４（ｃ）に示すように基板側の長さより吐出口側の長さが小さい形状とする場合がある。このような場合には、基板表面側では供給口８に近い方の二つのエネルギー発生室１３ａである第１のエネルギー発生室と第２のエネルギー発生室との間が狭くなる。この第１および第２のエネルギー発生室の間を通る流路１３を、供給口からエネルギー発生素子に向かう流路に沿った方向と交差する方向に関して、基板側の長さより吐出口側の長さの方が長い形状とすることで、流路断面積を稼ぐことができる。

（第２の実施形態）
図３（ｄ）に示される工程までは、第１の実施形態と同様に行う。

次いで、図５（ａ）に示されるように、第１の固体層３ａの上面を覆っている第２の固体層４ａを露光する。
次いで、図５（ｂ）に示されるように、第２の固体層に対して現像を施して第１の固体層３ａの間に第２のパターン４を形成する。
次いで、図５（ｃ）に示されるように、前記第２のパターン４を介して第１の固体層３aの露光を行う。
次いで、図５（ｄ）に示されるように、第１の固体層３ａに対して現像を施し、第１の固体層３ａのうち、第２のパターン４と接触していた部分を除去して、第２のパターン４と離間した流路の第１のパターン３を形成する。以上のようにして、第１のパターン３上に第２のパターンが存在しない形態の流路形状のパターンを形成することができる。

以降、流路形成部材、吐出口を形成する工程は、第１の実施形態において図４を参照して説明した方法と同様におこなうことができる。

（第３の実施形態）
図３（ｄ）に示される工程までは、第１の実施形態と同様に行う。

次いで、第１の固体層３ａが露出するまで第２の固体層４ａを基板に向かって研磨して第２のパターン４を形成する。これにより図６（ａ）に示されるように第１の固体層３ａと第２のパターン４とのそれぞれの上面は平坦化される。研磨方法としては、化学機械的研磨方法等を使用することができる。研磨の際には、研磨面でのスクラッチ（微少キズ）やディシング（凹凸）の発生を防止または抑制する為に、第２の固体層４ａに用いる材料によって、圧力、回転数、研磨砥粒（アルミナ、シリカなど）等の研磨条件を最適化することが望ましい。
次いで、図６（ｂ）に示されるように、第２のパターン４を介して第１の固体層３ａを露光する。
次いで、図６（ｃ）に示されるように、第１の固体層３ａに対して現像を施し、第１の固体層３ａのうち、第２のパターン４と接触していた部分を除去して、第２のパターン４と離間した流路の第１のパターン３を形成する。

以降の工程は、第１の実施形態の図４（ａ）から図４（ｃ）で示される工程と同様にして行い液体吐出ヘッドを得ることができる。

本形態は、第１のパターン３と第２のパターン４とのそれぞれの上面が研磨により平坦化され、その平面度が高くなっている。

また、本形態では、露光によりパターニングされているのは第１の固体層３ａのみである。第２の固体層４ａはパターニングを必要としない為、感光性を有さない材料を用いることが出来る。

（第４の実施形態）
図９を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。

図９は、図２におけるＣ−Ｃ’に沿った断面で見た図である。

まず、図９（ａ）に示されるようにポジ型感光性樹脂の層１１が設けられた基板１を用意する。
次いで、図９（ｂ）に示されるように、ポジ型感光性樹脂の層１１をパターニングして、基板１上に、基板１の主面１ａに対して底部より上部が小さく鈍角をなす斜面をもつポジ型感光性樹脂の第１の固体層３ａを形成する。
次いで、図９（ｃ）に示されるように、第１の固体層３ａ上に、第１の固体層３ａの基板の主面に対して鈍角をなす斜面状の側外面に接するように第２の固体層４ａを設ける。第２の固体層４ａは第１の固体層３ａを被覆してもよい。
次いで、図９（ｄ）に示されるように、第２の固体層４ａを露光する。
次いで、図９（ｅ）に示されるように、第２の固体層４ａに対して現像を施し、パターン４を形成するとともに、第１の固体層３ａの一部を露出させる。パターン４の側部は固体層３ａの側面が転写された形状であるため、結果として底部よりも上部の長さが長い形状となる。
次いで、図９（ｆ）に示されるように、第１の固体層３ａを除去する。

このとき必要に応じて第１の固体層全体を露光した後に、溶媒などにより第１の固体層を除去することも可能である。

以降の工程は第１の実施形態において、図４（ａ）以降で示される工程と同様にして行われる。図９（ｇ）のように底部よりも上部の寸法が長い形状の流路１３が設けられた液体吐出ヘッドを得る。

以上において説明を行った流路のパターンの形成方法に関して、形成されるパターンはＭＥＭＳ分野等で微細構造体として応用可能である。すなわち、上記したような基板上に第１、第２の流路のパターン３、４の形成方法は、基板上に、一方の微細構造体と他方の微細構造体を形成する微細構造体の形成方法として、さまざまな産業分野に応用可能である。

図３を参照して、本発明の実施例を示し、本発明についてさらに具体的に説明する。

液体吐出ヘッドを以下のように製造して評価を行った。

まずＳｉウエハ基板１上に、エネルギー発生素子としてのヒーター２を複数個配置した。（図３（ａ））。なお、ヒーター２には、それを動作させる制御信号を入力するための電極（図示せず）を接続した。

次に、Ｓｉウエハ基板１上にポリエーテルアミドからなる密着層を形成した（図示せず）。

続いて、ポリメチルイソプロペニルケトンを適当な溶媒に溶解させたものを、スピンコートにより成膜し、１５０℃で６分間ベークし、厚さ１１μｍの第１の固体層３ａを形成した（図３（ｂ））。

次いで、ウシオ電機（株）製露光装置ＵＸ３０００（商品名）を用いて、２６０ｎｍ以上の波長で第１の固体層３ａを露光し、第１流路パターン３を形成した（図３（ｃ））。ここでは傾斜角度１１５°、そしてそのとき、底部長さＬを３４μｍ、上部長さＭを２８μｍとして作った。

続いて、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂をスピンコートにより第１固体層を被覆するように成膜し、９０℃で２０分間ベークして、第２の固体層４を形成した（図３（ｄ））。

続いて、ウシオ電機（株）製露光装置ＵＸ３０００（商品名）を用いて、２５０ｎｍ以下の波長で露光し（図３（ｅ））、第２の流路パターン４を形成した。ここで、底部は底部長さＣ９．５μｍ、上部長さＤ１４．５μｍとした（図３（ｆ））。また第２の固体層４ａは第１の固体層３ａを被覆するように設けられた結果、第２のパターン４の膜厚は約１１μｍである。

その後、第１の固体層３ａを再び２６０ｎｍ以上の波長で露光し、現像して流路パターン３を形成した。そこで、流路パターン同士の間隔Ｅは６μｍとした。以上により第１の流路パターンの上部長さＢは１６μｍ、底部長さＡは２２μｍとして形成した（図３ｈ）。また第１のパターン上にも第２の流路パターン４が存在している。

その後、エポキシ樹脂からなる流路形成部材５を形成し（図４（ａ））、キヤノン（株）製マスクアライナーＭＰＡ−６００（商品名）により露光を行った後、現像を行って、流路形成部材５に吐出口６を形成した（図４（ｂ））。

次いで、保護膜形成材料をスピンコートによる成膜後、８０℃〜１２０℃で乾燥させて、エッチング時の吐出口表面の保護膜を形成した（図示せず）。さらにＳｉ基板１の裏面にはマスクを配置しておき、このマスクを用いてＳｉ異方性エッチングを行うことによって、供給口を形成した（図示せず）。

次いで、保護膜を除去し、第１および第２の流路パターン３、４を溶解除去して流路１３を形成した。さらに流路形成部材５であるエポキシ樹脂４をさらに硬化させるために、２００℃１時間加熱を行って液体吐出ヘッドを得た（図４（ｃ））。流路の形状は流路パターンの形状となり、流路パターンの間の位置に相当する隣接する流路１３同士の壁の厚さＥ’は６μｍとなる。また、第２の流路パターンに対応し、隣接するエネルギー発生室１３ａ同士に挟まれた流路１３の上部長さＤ’は１４．５μｍ、底部長さＣ’は９．５μｍ、高さは約１１μｍである。

以下に、図１０を参照して比較例の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。

図１０は、比較例の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図であり、実施例の説明に用いた図３と同様の断面である。

まず、Ｓｉ基板１上に、エネルギー発生素子としてのヒーター２を複数個配置した。（図１０（ａ））。

次に、基板１上にポリエーテルアミドからなる密着向上層を形成した（図示せず）。

続いて、ポリメチルイソプロペニルケトンを適当な溶媒に溶解させたものを、スピンコートにより成膜し、１３０℃で６分間ベークすることにより、厚さ１１μｍの第１の固体層１１を形成した（図１０（ｂ））。

続いて、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂をスピンコートにより第１固体層１１上に成膜し、１２０℃で６分間ベークすることにより第２の固体層２４ａを形成した（図１０（ｃ））。

その後、露光装置ＵＸ３０００（ウシオ電機（株））（商品名）を用いて、２５０ｎｍ以下の波長で露光し、第２のパターン２４を形成した（図１０（ｄ））。

続いて、２６０ｎｍ以上の波長で露光し、第１の流路パターン２３を形成した。ここではエネルギー発生室に対応するパターン２３ａについて傾斜角度θを７５度とした。なお、第１の固体層１１はポジ型感光性樹脂である為、感光波長の光を吸収して反応する。従って、固体層１１を透過する光は、層の下層に行くに従って強度が減衰する。それとともに、上部付近は回折光により本来マスクされる部分も露光されてしまうことによる。以上によりθ＜９０度となった。またエネルギー発生室に対応する部分２３ａについて、実施例の第１の流路のパターン３と同様に底部の長さＦを２２μｍ、上部の長さＧを１６μｍとした。また第１のパターン２３上の第２のパターン２４は実施例の第２の流路のパターン４と同じ形状である。

またパターン２３のエネルギー発生室に対応する第１の部分２３ａにはさまれた第２の部分２３ｂは、底部の長さＨを９．５μｍとし、第１の部分２３ａとともに露光を行ったため、上部の長さＩは、３．６μｍとなった。これはθ＜９０度となった原因と同じであると考えられる。なお第１の部分２３ａは、図３で説明される実施例における流路パターン３に対応し、第２の部分２３ｂは、パターン４に対応する。流路に対応する第２の部分２３ｂとエネルギー室に対応する第１の部分２３ａとの距離Ｊは、実施例のＥと同じく６μｍとした（図１０（ｅ））。

以降の工程は実施例と同様にして、基板上に流路形成部材５を設け（図１０（ｆ））、吐出口６を形成（図１０（ｇ））して、流路のパターン２３を除去して液体吐出ヘッドを得た（図１０（ｈ））。

図１０（ｈ）に示されるように、隣接するエネルギー発生室３３ａ同士に挟まれた流路３３の底部長さＨ’は９．５μｍ、上部長さＩ’は３．６μｍである。

実施例と比較例とを比較するとエネルギー発生室３３ａの形状は同じである。またエネルギー発生素室に挟まれた流路とエネルギー発生室との間の壁の厚さは等しい（Ｅ＝Ｊ＝６μｍ）ため、基板１と流路形成部材５との接触面積は変わらず、基板１と流路形成部材５密着性は変わらないといえる。一方、実施例のエネルギー発生室１３ａに挟まれた流路１３（上部長さ１４．５μｍ、底部長さ９．５μｍ、高さ約１１μｍ）は、比較例の同様の流路３３（上部長さ３．６μｍ、底部長さ９．５μｍ、高さ１１μｍ）よりも断面積が大きい。よって、本発明により、基板との密着性を維持しつつ、流路の断面積を増やすことが可能となり、リフィルを向上させることができたといえる。印字デューティーが比較的低くても構わない場合には、実施例の流路１３の断面積を比較例と等しくなるまで狭くして、その分流路形成部材５と基板１との接触面積を増やすことができる。この場合にはリフィル速度を維持したまま、基板１と流路形成部材５との密着性を向上させることができる。

（評価）
実施例と比較例との液体吐出ヘッドそれぞれを吐出装置に搭載して、インクを用いて記録紙に吐出をおこなった。比較例のヘッドを用いた記録において、高デューティーで吐出を行った場合には、白スジが出現する場合があった。これはリフィルが不足したため、一部の吐出口から吐出が行えなかったためであると考えられる。一方実施例のヘッドにおいては、高デューティーであっても問題なく吐出が行えた。

１ 基板
１ａ 主面
２ エネルギー発生素子
３ 第１のパターン
３ａ 第１の固体層
４ 第２のパターン
４ａ 第２の固体層
５ 流路形成部材
６ 吐出口（供給口に対して相対的に近い位置）
７ 吐出口（供給口に対して相対的に遠い位置）
８ 供給口
１２ 側面
１３ 流路

Claims (12)

1. 基板と、該基板上に形成された、液体を吐出する吐出口と連通する液体の流路と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記基板に対して鈍角をなす側外面をもつ、ポジ型感光性樹脂からなる第１の固体層を、前記基板上に設ける工程と、
   前記基板上に前記側外面に接するように前記流路の形状のパターンとなる第２の固体層を設ける工程と、
   前記第２の固体層から前記パターンを形成する工程と、
   前記第１の固体層の、少なくとも前記側外面の部分に対し、前記第２の固体層を介して露光を施す工程と、
   前記第１の固体層の、前記露光がなされた部分を除去する工程と、
   少なくとも前記パターン上に該パターンを被覆するように被覆層を設ける工程と、
   前記パターンを除去して前記流路を形成する工程と、
   を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記第２の固体層は、前記第１の固体層を被覆するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記第１の固体層を露光する前に、前記第２の固体層をパターニングして前記流路の形状のパターンとすることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記側面は前記基板上に設けられたポジ型感光性樹脂を露光することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記第１の固体層上に前記第２の固体層を設けた後、前記第２の固体層を研磨する工程をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記第２の固体層を研磨して前記第１の固体層を露出させることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記第２の固体層は前記第１の固体層を露光する光を８０％以上の透過率で透過させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記第１の固体層全体に対して前記露光を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 基板と、該基板上に形成された、液体を吐出する吐出口と連通する液体の流路と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記基板に対して鈍角をなす側外面をもつ、第１の固体層を、前記基板上に設ける工程と、
   前記基板上に前記側外面に接するように第２の固体層を設ける工程と、
   前記第２の固体層から前記流路の形状のパターンを形成する工程と、
   前記第１の固体層を除去する工程と、
   前記パターン上に該パターンを被覆するように被覆層を設ける工程と、
   前記第２のパターンを除去して前記流路を形成する工程と、
   を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 基板上に、該基板に対して鈍角をなす側外面をもつ第１の固体層を設ける工程と、
    前記基板上に前記側外面に接するように構造体となるポジ型感光性樹脂からなる第２の固体層を設ける工程と、
    前記第１の固体層を除去する工程と、
    を有することを特徴とする構造体の形成方法。
11. 基板上に、該基板に対して鈍角をなす側外面をもつ、ポジ型感光性樹脂からなる第１の固体層を設ける工程と、
    前記基板上に前記側面に接するように第２の固体層を設ける工程と、
    前記第１の固体層の、少なくとも前記側面の部分に対し、前記第２の固体層を介して露光を施す工程と、
    前記第１の固体層の、前記露光がなされた部分を除去する工程と、
    を有することを特徴とする構造体の製造方法。
12. 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数の素子に対向して設けられた複数の吐出口と、該吐出口と該吐出口へ液体を供給するための供給口とを連通する流路と、該流路の一部であって前記素子を内包するエネルギー発生室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記供給口から相対的に近い位置に設けられた二つの前記素子のそれぞれに対応する第１のエネルギー発生室と第２のエネルギー発生室との間に、前記供給口から相対的に遠い位置に設けられた前記エネルギー発生素子に対応する前記吐出口へと連通する第１の流路が設けられ、前記供給口から前記エネルギー発生素子へと向かう方向と交差する方向に関して、前記第１および第２のエネルギー発生室は前記吐出口側の長さより前記基板側の長さの方が長く、前記第１の流路は前記基板側の長さより前記吐出口側の長さの方が長いことを特徴とする液体吐出ヘッド。

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