JP2012210757A - インク吐出ヘッド及びインク吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】犠牲層の除去時に犠牲層の残渣がインク室内に残留することを防止し、インク室の体積を精度良く保つことが可能なインク吐出ヘッドの製造方法と、インク吐出ヘッドとを提供すること。
【解決手段】板状の基板１１と、基板１１の一方の面に形成されたヒーター１３とが準備される。次に、インク流路パターンに対応する位置に設けられる犠牲層１６と、犠牲層１６及びヒーター１３を少なくとも含み、インク室ＣＨを区画する流路壁１５と、流路壁１５及び犠牲層１６の上に設けられるノズル層１７とが、基板１１の一方の面に形成される。次に、インクが吐出される吐出孔Ａが、ノズル層１７に形成される。その後に、犠牲層１６を吐出孔Ａを通ってインク室ＣＨの外部に排出することで、犠牲層１６が除去される。そして、基板１１の他方の面から一方の面へと貫通するインク供給口Ｂが、他方の面からエッチングによって形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェットプリンター等に用いられるインク吐出ヘッドを製造する方法と、インク吐出ヘッドとに関する。

インクジェットプリンター等に用いられる熱源駆動方式のインク吐出ヘッドは、熱源を用いてインクに気泡を発生させ、その気泡の膨張力によりインク液滴を吐出させるものである。インク吐出ヘッドは、吐出されるインクを保持するために、インク室を有する。このインク室は、基板の上面に複数設けられる。そして、インクが、基板を厚み方向に貫通するインク供給口を通って、基板下面からインク室に対して供給される。

このようなインク吐出ヘッドの製造方法には、例えば、基板上に設けられるインク室などのインク流路に対応する位置に、その空間を確保するために、犠牲層を形成する手法がある。そして、インク流路を区画する流路壁やノズル層は、この犠牲層に接するようにして基板上に形成される。流路壁やノズル層が形成された後、犠牲層は基板上から除去される必要がある。そこで、特許文献１では、シリコンの基板の裏面から、ウェットエッチングなどによってインク供給口を形成し、そのインク供給口を通って、犠牲層を除去している。

米国特許第７２８５２２６号公報（請求項１など）

犠牲層をインク供給口から除去するためには、犠牲層が基板上に存在した状態で、インク供給口が形成される必要がある。インク供給口の形成がウェットエッチングによって行われる場合、シリコン製の基板をエッチングするエッチング溶液に、インク供給口の上に存在する犠牲層が曝される。しかし、犠牲層を基板のエッチング溶液に曝すことにより、犠牲層が変質することが、本発明者らによって確認された。犠牲層をエッチング溶液に曝さないために、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護層を、基板の上面に形成する方法が考えられる。しかし、この場合、インク供給口の上に形成された保護膜を除去する際に、ドライエッチングなどが必要となる。犠牲層がドライエッチングに曝されるため、同様に、犠牲層が変質する可能性がある。変質した犠牲層は、黒色化などを生じ、犠牲層を溶解する溶媒に対して残渣を生じることが確認された。犠牲層の残渣は、インク室内に残留する可能性がある。これにより、インク室の体積が変化し、基板上に設けられる個々のインク室の体積が異なる可能性が出てくる。その結果、インク室毎に吐出されるインクの液滴量が変化する可能性がある。

本発明は、上記問題を解決し、犠牲層の除去時に犠牲層の残渣がインク室内に残留することを防止し、インク室の体積を精度良く保つことが可能なインク吐出ヘッドの製造方法と、インク吐出ヘッドとを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一側面は、板状の基板と、前記基板の一方の面に形成された、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、を備える基板を準備する準備工程と、インク流路パターンに対応する位置に設けられる犠牲層と、前記犠牲層及び前記エネルギー発生素子を少なくとも含み、前記エネルギー発生素子によって加熱されるインクを収容するインク室を区画する流路壁と、前記流路壁及び前記犠牲層の上に設けられるノズル層とを、前記一方の面に形成するインク室形成工程と、前記ノズル層を厚み方向に貫通し、インクを吐出可能な吐出孔を、前記ノズル層に形成する吐出孔形成工程と、前記吐出孔形成工程の後に、前記犠牲層を前記吐出孔を通って前記インク室の外部に排出することで、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、前記犠牲層除去工程の後に、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通するインク供給口を、前記他方の面からエッチングによって形成するインク供給口形成工程と、を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法である。

これによれば、ノズル層に設けられた吐出孔を通って、犠牲層がインク室から排出される。そして、犠牲層が除去された後で、基板にインク供給口がエッチングによって形成される。従って、犠牲層はインク供給口を作成するエッチングの影響を受けることなく、除去される。その結果、犠牲層は変質しないので、犠牲層の残渣がインク室内に残留することが防止される。従って、インク室の体積が精度良く保たれる。

さらに、前記インク室形成工程は、前記流路壁を前記一方の面に形成する流路壁形成工程と、前記流路壁形成工程の後に、前記流路壁により形成された空間に、前記犠牲層を埋め込む犠牲層埋め込み工程と、前記犠牲層埋め込み工程の後に、前記犠牲層の上面を平坦化する平坦化工程と、前記平坦化工程の後に、前記犠牲層及び前記流路壁の上に前記ノズル層を形成するノズル層形成工程と、を有してもよい。

これによれば、犠牲層の上面が平坦化された後で、その上にノズル層が形成される。従って、ノズル層のインク室側の面を精度よく形成できるとともに、インク室の高さも精度よく決定することが可能となる。その結果、インク室の体積が精度良く保たれる。

さらに、前記準備工程は、前記基板として、全厚さ変動が２μｍ以下となる高平坦シリコン基板を準備してもよい。

これによれば、全厚さ変動が２μｍ以下となる高平坦シリコンを用いて、インク吐出ヘッドが製造される。全厚さ変動が２μｍ以下なので、基板上の位置に関らず、基板とノズル層との距離が精度よく決定される。その結果、インク室の体積が精度良く保たれる。

さらに、前記平坦化工程は、前記犠牲層の上面から前記基板に向けて切削することで、前記犠牲層の上面を平坦化する切削工程を有してもよい。

平坦化工程としては、研磨、切削など、様々な加工方法が利用できる。研磨で平坦化が行われると、研磨工具の砥粒が犠牲層に付着し、犠牲層除去後にインク室に砥粒が残る問題が生じる。一方、切削は、このような問題は生じないため、研磨よりも望ましい。しかし、切削は多くの場合、ワークの下面を基準面として、加工高さが定義される。仮に基板の厚みが場所によって大きく異なると、基板の下面と除去後の犠牲層の上面とが平行にされるため、犠牲層の厚さが、基板上の位置によって異なってくる。これは、インク室の体積の変動に繋がる。しかし、高平坦シリコンが用いられることによって、基板の傾きは十分に押えられる。従って、切削によって犠牲層を平坦化しても、犠牲層の厚さは基板上の位置に関らず一定に保たれる。その結果、インク室の体積が精度良く保たれる。

さらに、前記インク室形成工程の前且つ前記準備工程の後に、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護層を、前記一方の面に準備する保護層準備工程をさらに有し、前記インク供給口形成工程は、前記基板の前記インク供給口に対応する位置において、異方性エッチングによって前記他方の面から前記一方の面へ向けて前記基板を削除する基板除去工程と、前記基板除去工程の後に、前記インク供給口に対応する位置に形成された前記保護層を、前記他方の面から除去する保護層除去工程とを有してもよい。

これによれば、基板に対して異方性エッチングを行う際に、保護層がエッチングストップ層として機能する。従って、異方性エッチングのエッチャントがインク室内に流入することが防止される。

さらに、前記基板除去工程の後に、前記犠牲層除去工程が行われ、前記犠牲層除去工程の後に、前記保護層除去工程が行われてもよい。

これによれば、異方性エッチングによって基板が除去された後に、犠牲層が除去される。そして、犠牲層が除去された後に、保護層が除去される。異方性エッチングによって基板が除去される際には、保護層がエッチングストップ層として機能するため、犠牲層は異方性エッチングのエッチャントに曝されない。また、保護層をドライエッチングなどで除去する前に犠牲層が除去される。そのため、犠牲層は保護層を除去するためのドライエッチングなどに曝される事なく、除去される。その結果、犠牲層は変質しないので、犠牲層の残渣がインク室内に残留することが防止される。従って、インク室の体積が精度良く保たれる。

また、前記吐出孔形成工程はさらに、前記犠牲層を前記インク室の外部に排出するための追加排出孔を、前記ノズル層に形成し、前記犠牲層除去工程は、前記犠牲層を前記吐出孔及び前記追加排出孔を通って前記インク室の外部に排出することで、前記犠牲層を除去してもよい。

これによれば、犠牲層は、吐出孔に加えて、追加排出孔を通ってインク室から排出される。そのため、インク室から確実に犠牲層を除去することが可能になる。

上記課題を解決するために、本発明の他の側面は、板状の基板と、前記基板の一方の面に設けられ、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子を少なくとも含み、前記エネルギー発生素子によって加熱されるインクを収容するインク室を区画する流路壁と、前記流路壁の上に設けられるノズル層とを備え、前記基板は、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通し、前記インク室へ流入するインクが通過するインク供給口を有し、前記ノズル層は、前記エネルギー発生素子に対応する位置に設けられ、前記ノズル層を厚み方向に貫通し、インクを吐出可能な吐出孔と、前記吐出孔と離間する位置に設けられ、前記ノズル層を厚み方向に貫通する追加孔と、前記ノズル層の前記インク室と反対側の面であって、前記追加孔を覆う位置に設けられ、前記追加孔を封止する封止部材とを有する、ことを特徴とするインク吐出ヘッドである。

これによれば、犠牲層の残渣がインク室内に残留することが防止され、インク室から確実に犠牲層が除去された状態のインク吐出ヘッドが得られる。

本発明によれば、犠牲層の除去時に犠牲層の残渣がインク室内に残留することを防止し、インク室の体積を精度良く保つことが可能なインク吐出ヘッドの製造方法と、インク吐出ヘッドが得られる。

インク吐出ヘッド１００を示す斜視図。 インク吐出ヘッド１００を示す断面図。 インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図。 インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図（図３の続き）。

以下に図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態を示す。まず、図１及び図２を用いて、インク吐出ヘッド１００の構成について説明する。

［インク吐出ヘッド１００の構成］
図１に示されるように、インク吐出ヘッド１００は、一方向に整列した複数の吐出孔Ａを有する。この吐出孔Ａのそれぞれは、個別に設けられたインク室ＣＨ（図２参照）にそれぞれ連通する。インク室ＣＨ内には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子として機能するヒーター１３（図２参照）が、それぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室ＣＨへとつながるインク供給口Ｂによって、インク室ＣＨへとインクが供給される。インク室ＣＨに供給されたインクは、ヒーター１３の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室ＣＨ内のインクは、吐出孔Ａから吐出する。

図２（Ａ）は、インク吐出ヘッド１００を、複数の吐出孔Ａの整列方向と直交する方向に切断した断面（即ち、図１のａ―ａ断面）の図である。インク吐出ヘッド１００の層構造は、基板１１と、絶縁層１２ａ，１２ｂと、保護層１４と、流路壁１５と、ノズル層１７とから主に構成される。基板１１は、基板１１を厚み方向（図２における上下方向）に貫通するインク供給口Ｂを有する。インクは、基板１１の下面から、このインク供給口Ｂを通って基板１１の上面に移動する。その後、インクは、流路壁１５で仕切られるインク流路を通過して、ノズル層１７及び流路壁１５で区画されるインク室ＣＨに流入する。以下、各層構造について説明する。

基板１１の一方の面（例えば、上面）には、絶縁層１２ａが形成される。絶縁層１２ａ上には、ヒーター１３が形成される。なお、基板１１の上面（一方の面）に形成されるという文言は、基板１１の上面に直接接触して形成されることは勿論、基板１１の上面側に何らかの構成を間に挟んで形成されることも含む意味である。勿論、下面（他方の面）に形成されるという文言も、同様に解釈されるべきである。

保護層１４は、基板１１の上面を覆うように設けられる。即ち、保護層１４は、絶縁層１２ａ及びヒーター１３の上に形成される。

流路壁１５は、基板１１の上面から、上方に向けて立設される。流路壁１５は、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを囲う。なお、流路壁１５は、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。

ノズル層１７は、流路壁１５の上端から横方向に延出する。このノズル層１７と、流路壁１５とによって、基板１１の上面においてインクが流れるインク流路パターンが規定される。ノズル層１７のヒーター１３に対向する位置には、ノズル層１７を厚み方向に貫通する吐出孔Ａが形成される。また、ノズル層１７のインク供給口Ｂに対向する位置には、封止部材１８が設けられる。封止部材１８は、ノズル層１７を厚み方向に貫通する貫通孔を塞ぐことによって、インク室ＣＨのインクが吐出孔Ａ以外から吐出することを防止する。

［インク吐出ヘッド１００の製造方法］
以下、図３及び図４を用いて、インク吐出ヘッド１００の製造工程を説明する。

先ず、図３（Ａ）に示されるように、絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂを有するシリコン製の基板１１が準備される。本実施形態では、基板１１として、全厚さ変動（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ：ＴＴＶ）が２μｍ以下となる、高平坦シリコン基板が利用される。これによって、基板１１上の位置に関らず、基板１１とノズル層１７との距離が精度よく決定される。その結果、インク室ＣＨの体積が精度良く保たれる絶縁層１２ａ及び絶縁膜１２ｂは、例えば、酸化シリコンによって構成される。絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂは、例えば、シリコン製の基板１１を熱酸化することで形成される。或いは、予め両面に酸化シリコン膜が設けられた既製品の基板を用いることで、絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂが準備されても差し支えない。本実施形態では一例として、基板１１の厚みは、６２５μｍ程度である。また、絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂの厚みは、例えば、１〜５μｍ程度である。なお、酸化シリコンは耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する。従って、絶縁層１２ａ単体でも、保護層として機能することは可能である。

次に、図３（Ｂ）に示されるように、絶縁層１２ａの上に、ヒーター１３が形成される。ヒーター１３は、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）やタンタル・アルミニウム（ＴａＡｌ）などの抵抗発熱体を、２００〜１０００Å程度の厚みになるように、スパッタリング法によってヒーター１３の形成位置に堆積することで形成される。

次に、図３（Ｃ）に示されるように、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護層１４が、基板１１の上面を覆うように形成される。本実施形態では、ヒーター１３及び絶縁層１２ａを被覆するように、保護層１４が形成される。保護層１４は、例えば、プラズマを利用した化学気相成長（プラズマＣＶＤ）やスパッタリング法によって、窒化シリコンをヒーター１３及び絶縁層１２ａ上に成膜することで得られる。なお、保護層１４の厚みは、例えば、０．４μｍ程度である。

次に、図３（Ｄ）に示されるように、基板１１上のヒーター１３を含むように、流路壁１５が、保護層１４の上に形成される。本実施形態では、流路壁１５は、完全に硬化したエポキシ樹脂で形成される。なお、流路壁１５は、ヒーター１３を全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。また、流路壁１５の膜厚は、例えば１０−３０μｍ程度になるように調整されてよい。

次に、図３（Ｅ）に示されるように、犠牲層１６が形成される。犠牲層１６は、流路壁１５の上面を覆う領域にも形成される。たとえば、犠牲層１６の形成は、流路壁１５によって形成された空間に、半硬化樹脂を注入し乾燥させることで行われる。本実施形態では、半硬化樹脂として、東レ（株）のポリイミド材、フォトニースが半硬化状態で使用される。フォトニースは、アルカリ溶液には可溶であるが、有機溶剤には不溶である。流路壁１５を構成するエポキシ樹脂は、熱や光によって、犠牲層１６が注入される前に、完全に硬化している。流路壁１５を構成するエポキシ樹脂は、非硬化時には有機溶剤に可溶であるが、硬化時には有機溶剤に不溶である。そのため、流路壁１５と犠牲層１６との間で、クロスミキシングは生じない。また、犠牲層１６として、ノボラック樹脂が利用されても良い。ノボラック樹脂としては、一例として、旭有機材工業（株）製のＥＰ４０８０Ｇ、ＥＰ４０５０Ｇなどをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）などの有機溶剤に溶解したものが利用可能である。ノボラック樹脂は、キシレンやトルエンなどには溶解性が極めて低いが、アルカリ水溶液やアセトンなどには溶解する。流路壁１５を構成するエポキシ樹脂は、完全に硬化しているため、有機溶剤に対して不溶となっている。そのため、ノボラック樹脂が利用される場合でも、流路壁１５と犠牲層１６との間で、クロスミキシングは生じない。

次に、図３（Ｆ）に示されるように、犠牲層１６の上面が平坦になるように、犠牲層１６が上面から削除される。ここで、犠牲層１６が流路壁１５の上に残っていると、隣接するインク室ＣＨの間が連通する可能性がある。そのため、犠牲層１６と流路壁１５とが同一平面上に位置するまで、換言すれば、流路壁１５の上面が露出するまで、犠牲層１６が平坦化されるのが望ましい。このとき、流路壁１５の上面も僅かながら削除されてよい。本実施形態では、犠牲層１６の平坦化は、切削によって行われる。これにより、研磨のように砥粒が犠牲層１６に残留することがなく、犠牲層１６の除去時に残渣がインク室ＣＨに残ることが防止される。切削の際に、基板１１は切削装置の加工台の上に載置される。一般に、切削は、基板１１の下面を基準面として行われる。今、基板１１には高平坦シリコンが用いられているため、基板の傾きは十分に押えられている。従って、犠牲層１６が平坦化されても、犠牲層１６の厚さは基板１１上の位置に関らず一定に保たれる。また、切削よる平坦化の後で、インク吐出ヘッド１００をアルカリ溶液に浸すことで、犠牲層１６を上面から微量溶解させてもよい。これによって、犠牲層１６の上面がより平坦になる。

次に、図３（Ｇ）に示されるように、流路壁１５及び犠牲層１６を覆うように、ノズル層１７が形成される。ノズル層１７は、犠牲層１６を溶解しないように形成される。そのために、例えば、犠牲層１６の樹脂を溶解しないような溶媒を使ってのスピンコートやスプレーコートなどが行われる。ノズル層１７の形成には、例えば、キシレンやトルエンなどの溶媒に溶解したエポキシ樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものが利用される。キシレンやトルエンは前述の半硬化ポリイミドやノボラック樹脂を溶解しないため、ノズル層１７を形成する樹脂の溶媒として好都合である。ノズル層１７を構成する樹脂の塗布後は、流路壁１６との密着性をよくするとともにノズル層１７に残った溶媒を追い出すために、ノズル層１７を構成する樹脂が乾燥される。この乾燥は、例えば、インク吐出ヘッド１００を、加熱する、真空中に暴露するなどの方法によって行われてよい。加熱による乾燥の場合、インク吐出ヘッド１００は、例えば、７０℃の環境下に約３０分間曝される。また、真空暴露による乾燥の場合、インク吐出ヘッド１００は、例えば、１０Ｔｏｒｒ以下の環境下に約８時間曝される。また、ノズル層１７の膜厚は、２０−５０μｍなどに調整される。

次に、図４（Ａ）に示されるように、ノズル層１７を上下方向に貫通するノズル孔Ａ及び追加排出孔Ｃが、ノズル層１７に形成される。吐出孔Ａは、ヒーター１３に対向する位置に設けられる。追加排出孔Ｃは、ノズル孔Ａから離間する位置に設けられる。なお、追加排出孔Ｃのサイズは、溶解した犠牲層１６が通過しやすいように、吐出孔Ａのサイズよりも大きい。あるいは、吐出孔Ａのサイズよりも小さなサイズの追加排出孔Ｃが、個々のインク室ＣＨ毎にノズル層１７に複数設けられてもよい。勿論、吐出孔Ａのサイズよりも大きな追加排出孔Ｃが、ノズル層１７に複数設けられてもよい。吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃの形成は、フォトリソグラフィーによって行われる。具体的には、ノズル層１７上面の吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃに対応する位置に、フォトマスクが載置される。そして、フォトマスクの上から紫外線がノズル層１７に対して照射される。紫外線照射によって、吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃの位置を除いて、ノズル層１７が硬化する。そして、インク吐出ヘッド１００を現像液に浸すことで、吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃの位置の硬化していない樹脂が溶解し、吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃが現像される。なお、吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃの現像には、キシレンやトルエンなど、犠牲層１６を溶解しない溶媒が現像液として利用される。但し、ＰＧＭＥＡやアセトンやアルカリ水溶液などの、犠牲層１６も溶解可能な溶媒を利用して、吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃ近辺にある犠牲層１６の一部まで除去してしまっても差し支えない。

次に、図４（Ｂ）に示されるように、基板１１が、下面から異方性エッチングされる。具体的には、先ず、基板１１の下面にエッチングマスクが形成される。本実施形態では、エッチングマスクとして、絶縁膜１２ｂが利用される。即ち、絶縁膜１２ｂの、追加排出孔Ｃに対向する位置に開口が形成されることで、エッチングマスクが形成される。この開口は、例えば、四フッ化メタン（ＣＦ４）などのガスを用いたドライエッチングや、フッ化水素酸溶液を用いたウェットエッチングによって、絶縁膜１２ｂの一部を除去することによって形成される。そして基板１１が、異方性ウェットエッチング用のエッチング溶液に浸される。本実施形態では、エッチング溶液として、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液などのアルカリ水溶液が用いられる。エッチング溶液であるアルカリ水溶液に対して、絶縁膜１２ａを構成する酸化シリコン膜のエッチング速度は、基板１１を構成するシリコンのエッチング速度に比べて十分に遅い。そのため、基板１１の下面から上面に向かって進行する異方性エッチングは、絶縁膜１２ａの下面で止まる。従って、犠牲層１６は、エッチング溶液であるアルカリ水溶液に接触しない。そのため、犠牲層１６の変質が防止される。

次に、図４（Ｃ）に示されるように、犠牲層１６が除去される。犠牲層１６が半硬化ポリイミドで構成される場合、ＴＭＡＨ２．３８％のアルカリ水溶液に対して、インク吐出ヘッド１００が浸される。犠牲層１６がノボラック樹脂で構成される場合、アセトンやＰＧＭＥＡなどの有機溶剤に対して、インク吐出ヘッド１００が浸される。溶媒に溶解した犠牲層１６が吐出孔Ａ及び追加排出孔Ｃから流出することで、犠牲層１６が除去される。インク供給口Ｂが貫通する前に犠牲層１６が除去されるので、犠牲層１６は変質せず、犠牲層１６の残渣がインク室内ＣＨに残留することが防止される。また、追加排出孔Ｃが設けられるので、インク室から確実に犠牲層１６を除去することが可能になる。

次に、図４（Ｄ）に示されるように、インク供給口Ｂに対応する位置に形成された絶縁膜１２ａ及び保護層１４が、除去される。本実施形態では、絶縁膜１２ａ及び保護層１４は、例えば、基板１１の下面から、ＣＦ４を用いたドライエッチングによって除去される。

次に、図４（Ｅ）に示されるように、追加排出孔Ｃを埋めるようにして、封止部材１８が、ノズル層１７に形成される。具体的には、封止部材１８を構成する樹脂材料が樹脂フィルム１９上に形成された貼付フィルムが、ノズル層１７上面の追加排出孔Ｃの位置に貼り付けられる。貼付フィルムは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリイミドなどの樹脂フィルム１９上に、封止部材１８を構成する樹脂材料をスピンコートやスプレーコートすることで得られる。なお、封止部材１８を構成する樹脂材料としては、ノズル層１７と同様に、キシレンやトルエンなどの溶媒に溶解したエポキシ樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものが利用される。

最後に、貼付フィルムの樹脂フィルム１９が剥がされた後に、封止部材１８が硬化される。封止部材１８の硬化は、紫外線の照射によって行われる。以上説明した工程により、インク吐出ヘッド１００が製造される。

本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその一例を述べる。

前記した実施形態では、ノズル層１７は、溶媒に溶解させた樹脂を塗布・乾燥することで形成された。しかし、封止部材１８の形成と同じように、フィルム状の光硬化性樹脂や吐出孔が形成されたフィルム状の樹脂を載置して、ノズル層１７が形成されても差し支えない。

前記した実施形態では、吐出口Ａと追加排出口Ｃとから、犠牲層１６が溶出された（図４Ｃ）。しかし、追加排出口Ｃが形成されずに、吐出口Ａだけから犠牲層１６が溶出されても差し支えない。吐出孔Ａは、インク吐出ヘッド１００に必ず設けられる構成である。そのため、追加排出口Ｃが設けられずに、吐出孔Ａだけから犠牲層１６が溶出される場合は、犠牲層１６を除去するための特別な構成を形成する必要がなくなる。従って、製造工程の簡易化に繋がる。

前記した実施形態では、ヒーター１３の下に設けられる絶縁層１２ａと、ヒーター１３の上に設けられる保護層１４とが、基板１１の上面に形成された。絶縁層１２ａ及び保護層１４の両方は、耐インク性と、アルカリ溶液によるウェットエッチングに対して耐エッチング性とを有する。しかし、何れか一方の層が省略されても差し支えない。要は、基板１１のウェットエッチングの際に、エッチングストップ層として機能する保護膜が、基板１１の上面に設けられていればよい。

前記した実施形態では、貼付フィルムを用いて、封止部材１８が追加排出孔Ｃを封止する（図４（Ｅ）参照）。しかし、封止部材１８は、例えばスプレーコートやスピンコートなどによって、ノズル層１７の上面を覆うことで追加排出孔Ｃを封止してもよい。この場合、吐出孔Ａを塞がないように、封止部材１８を構成する樹脂材料がノズル層１７の上面に塗布される前に、吐出孔Ａ上にマスクが載置される。そして、追加排出孔Ｃを通って封止部材１８がインク室ＣＨ内に流れ込まないように、追加排出孔Ｃは複数の微細な孔から形成される。この場合、追加排出孔Ｃのサイズは、封止部材１８の粘度に依存して決定される。

１００ インク吐出ヘッド
１１ 基板
１２ａ，１２ｂ 絶縁層
１３ ヒーター
１４ 保護層
１５ 流路壁
１６ 犠牲層
１７ ノズル層
１８ 封止部材
Ａ 吐出孔
Ｂ インク供給口
Ｃ 追加排出孔

Claims (8)

1. 板状の基板と、前記基板の一方の面に形成された、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、を備える基板を準備する準備工程と、
   インク流路パターンに対応する位置に設けられる犠牲層と、前記犠牲層及び前記エネルギー発生素子を少なくとも含み、前記エネルギー発生素子によって加熱されるインクを収容するインク室を区画する流路壁と、前記流路壁及び前記犠牲層の上に設けられるノズル層とを、前記一方の面に形成するインク室形成工程と、
   前記ノズル層を厚み方向に貫通し、インクを吐出可能な吐出孔を、前記ノズル層に形成する吐出孔形成工程と、
   前記吐出孔形成工程の後に、前記犠牲層を前記吐出孔を通って前記インク室の外部に排出することで、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
   前記犠牲層除去工程の後に、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通するインク供給口を、前記他方の面からエッチングによって形成するインク供給口形成工程と、
   を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記インク室形成工程は、
   前記流路壁を前記一方の面に形成する流路壁形成工程と、
   前記流路壁形成工程の後に、前記流路壁により形成された空間に、前記犠牲層を埋め込む犠牲層埋め込み工程と、
   前記犠牲層埋め込み工程の後に、前記犠牲層の上面を平坦化する平坦化工程と、
   前記平坦化工程の後に、前記犠牲層及び前記流路壁の上に前記ノズル層を形成するノズル層形成工程と、
   を有する請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記準備工程は、前記基板として、全厚さ変動が２μｍ以下となる高平坦シリコン基板を準備する、
   請求項２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記平坦化工程は、前記犠牲層の上面から前記基板に向けて切削することで、前記犠牲層の上面を平坦化する切削工程を有する、
   請求項３に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記インク室形成工程の前且つ前記準備工程の後に、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護層を、前記一方の面に準備する保護層準備工程をさらに有し、
   前記インク供給口形成工程は、
   前記基板の前記インク供給口に対応する位置において、異方性エッチングによって前記他方の面から前記一方の面へ向けて前記基板を削除する基板除去工程と、
   前記基板除去工程の後に、前記インク供給口に対応する位置に形成された前記保護層 を、前記他方の面から除去する保護層除去工程とを有する、
   請求項１〜４の何れか１項に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記基板除去工程の後に、前記犠牲層除去工程が行われ、
   前記犠牲層除去工程の後に、前記保護層除去工程が行われる、
   請求項５に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記吐出孔形成工程はさらに、前記犠牲層を前記インク室の外部に排出するための追加排出孔を、前記ノズル層に形成し、
   前記犠牲層除去工程は、前記犠牲層を前記吐出孔及び前記追加排出孔を通って前記インク室の外部に排出することで、前記犠牲層を除去し、
   前記追加排出孔を封止する封止工程をさらに備える、
   請求項１〜６の何れか１項に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
8. 板状の基板と、
   前記基板の一方の面に設けられ、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、
   前記エネルギー発生素子を少なくとも含み、前記エネルギー発生素子によって加熱されるインクを収容するインク室を区画する流路壁と、
   前記流路壁の上に設けられるノズル層とを備え、
   前記基板は、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通し、前記インク室へ流入するインクが通過するインク供給口を有し、
   前記ノズル層は、
   前記エネルギー発生素子に対応する位置に設けられ、前記ノズル層を厚み方向に貫通し、インクを吐出可能な吐出孔と、
   前記吐出孔と離間する位置に設けられ、前記ノズル層を厚み方向に貫通する追加孔と、
   前記ノズル層の前記インク室と反対側の面であって、前記追加孔を覆う位置に設けられ、前記追加孔を封止する封止部材とを有する、
   ことを特徴とするインク吐出ヘッド。

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