JP2013248804A - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 テーパー形状の吐出口を有しながらも、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる液体吐出ヘッドを製造すること
【解決手段】 基板と、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上に、ネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、前記ネガ型感光性樹脂層上に、レンズを構成するレンズ層を形成する工程と、前記レンズを介して前記ネガ型感光性樹脂層を露光し、前記ネガ型感光性樹脂層に吐出口を形成する工程と、前記レンズ層を除去する工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

液体を吐出口から吐出し、吐出した液体を記録媒体に着弾させて画像を記録する装置として、液体吐出装置が知られている。液体吐出装置においては、吐出口は液体吐出ヘッドに形成されている。この吐出口の形成方法として、基板上に設けた感光性樹脂層を露光し、現像するという方法がある。

近年、高精細な画像記録が求められており、吐出する液体を小さくすることが求められている。吐出する液体を小さくするには、吐出口の径を小さくすることが考えられるが、単に吐出口の径を小さくすると、液体吐出時における液体の流体抵抗が大きくなる。この結果、液体の吐出速度が低下するといった課題が発生することがある。

かかる課題を解決する吐出口として、基板側から吐出口の開口面に向かうに従って吐出口の断面積が小さくなる、所謂テーパー形状の吐出口が知られている。特許文献１には、感光性樹脂層の表面側（吐出口の開口面となる側）に窪みを設け、フォトリソグラフィーによって窪みの底にテーパー形状の吐出口を形成する方法が記載されている。この方法では、窪みを露光時に凹レンズとして作用させ、凹レンズにて光を屈折させることによって、吐出口をテーパー形状とすることができる。

特許第４４９８３６３号

液体吐出装置において液体を連続的に吐出し続けると、吐出口の開口面に液体が付着することがある。特に吐出口の開口部近傍に液体が付着すると、吐出する液体がよれ、液体を狙った着弾位置に着弾させることができないことがある。そこで、吐出口の開口面に付着した液体を、ゴム等で形成されるブレードによって拭き取るということが行われている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法で形成した吐出口は、窪みの底に形成されている。この為、ブレードが窪みに入りきらず、吐出口の開口部近傍の液体を十分に除去できない場合があった。

従って、本発明は、テーパー形状の吐出口を有しながらも、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる液体吐出ヘッドを製造することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、基板と、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、前記ネガ型感光性樹脂層上にレンズを構成するレンズ層を形成する工程と、前記レンズを介して前記ネガ型感光性樹脂層を露光し前記ネガ型感光性樹脂層に吐出口を形成する工程と、前記レンズ層を除去する工程と、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。

本発明によれば、テーパー形状の吐出口を有しながらも、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる液体吐出ヘッドを製造することができる。

液体吐出ヘッドの模式図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 レンズの模式図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの吐出口の模式図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態を示す図である。 撥水パターンの例を示す図である。 液体吐出ヘッドの製造方法の比較実施形態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明で製造する液体吐出ヘッドを説明する。図１（Ａ）は、液体吐出ヘッドの模式図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ｂを通る基板に垂直な面における液体吐出ヘッドの模式断面図である。

図１（Ａ）に示す液体吐出ヘッドでは、インク等の液体を吐出する為のエネルギーを発生するエネルギー発生素子２が、基板１上に所定のピッチで形成されている。エネルギー発生素子２は、基板１上に直接形成されていてもよいし、基板１との間に絶縁層等を介して形成されていてもよい。或いは基板１との間に空間を挟むように中空状に形成されていてもよい。また、エネルギー発生素子２は、ＴａＳｉＮ等で形成された発熱素子（ヒーター）であってもよいし、圧電材料であってもよい。基板１はシリコン等で形成されており、２列に形成されたエネルギー発生素子２の間には、液体を供給する供給口１３が開口している。基板１上には流路形成部材９が形成されており、流路形成部材９は吐出口１１及び液体流路１２を形成している。吐出口１１は、エネルギー発生素子２に対応した位置に形成されており、流路形成部材９の上面に開口部１０を有する。本発明では、流路形成部材９の開口部１０が存在する側の面を、吐出口の開口面という。

図１（Ａ）に示す液体吐出ヘッドは、供給口１３から液体流路１２を通って供給される液体に対し、エネルギー発生素子２で発生する圧力を加えることによって、吐出口１１の開口部１０から液体を液滴として吐出する。このような液体吐出ヘッドは、液体がインクである場合、インクジェット記録ヘッドと呼ばれる。

図１（Ｂ）に示す通り、液体吐出ヘッドの吐出口１１は、液体流路１２から吐出口１１の開口面（開口部１０が形成されている面）に向かうに従って、基板の表面と平行方向における断面積が小さくなる形状を有する。このような形状を、テーパー形状という。吐出口１１のテーパー角度（吐出口１１の基板１の表面に対する角度。図１（Ｂ）中「θ」で表す。）は、５０°以上であることが好ましく、６０°以上であることがより好ましく、７０°以上であることがさらに好ましい。また、８５°以下であることが好ましい。本発明によって製造する液体吐出ヘッドは、図１に示すように、吐出口１１の開口面を平坦にすることができる。

尚、液体吐出ヘッド内において、全ての吐出口が同じテーパー形状である必要は必ずしもない。例えば、吐出口から吐出する液体の吐出特性に応じてテーパー角度を変えてもよいし、テーパー形状ではないストレート形状（即ちθ＝９０°）の吐出口があってもよい。

次に、図面を参照して本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。

＜実施形態１＞
本実施形態における液体吐出ヘッドの製造方法を図２に示す。図２は、図１（Ｂ）と同じ断面における模式図である。

まず、図２（Ａ）に示すように、エネルギー発生素子２を有する基板１を用意し、基板１の表面側に液体流路１２の型となる型材３を形成する。型材３は、光照射により現像液に可溶化するポジ型感光性樹脂で形成することが好ましい。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、或いはアクリル系の光崩壊型高分子化合物を用いることが好ましい。アクリル系の光崩壊型高分子化合物としては、例えばメタクリル酸とメタクリル酸メチルとの共重合体、メタクリル酸とメタクリル酸メチルと無水メタクリル酸との共重合体が挙げられる。型材３の厚みは、特に限定されるものではないが、３．０μｍ以上５０．０μｍ以下とすることが好ましい。

次に、図２（Ｂ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４を、型材３を覆うようにして形成する。ネガ型感光性樹脂層４は、後で硬化することで流路形成部材９となる。ネガ型感光性樹脂層４は、フォトリソグラフィーによって良好にパターニングができる高い解像性を有することが好ましい。また、ネガ型感光性樹脂層の硬化物が、機械的強度、液体（インク）耐性、基板等の下地との密着性が良好であることが好ましい。これらの点を考慮すると、ネガ型感光性樹脂層４は、カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物であることが好ましい。特に、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂、オキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂をベースとし、光重合開始剤を含有する光カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物が好ましい。これらのエポキシ樹脂は、エポキシ基を２官能以上有するので、３次元架橋して硬化することができ、上記特性を得るのに適している。エポキシ樹脂としては、具体的には、「セロキサイド２０２１」、「ＧＴ−３００シリーズ」、「ＧＴ−４００シリーズ」、「ＥＨＰＥ３１５０」（商品名。ダイセル化学工業製）。「１５７Ｓ７０」（商品名。ジャパンエポキシレジン製）。「エピクロンＮ−８６５」（商品名。大日本インキ化学工業製）等が挙げられる。光重合開始剤としては、スルホン酸化合物、ジアゾメタン化合物、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジスルホン系化合物等が挙げられる。具体的には、「アデカオプトマーＳＰ−１７０」、「アデカオプトマーＳＰ−１７２」、「ＳＰ−１５０」（商品名。ＡＤＥＫＡ製）。「ＢＢＩ−１０３」、「ＢＢＩ−１０２」（商品名。みどり化学製）。「ＩＢＰＦ」、「ＩＢＣＦ」、「ＴＳ−０１」、「ＴＳ−９１」（商品名。三和ケミカル製）等が挙げられる。エポキシ樹脂組成物は、フォトリソグラフィー特性や基板との密着性のさらなる向上を目的とし、アミン類等の塩基性物質、アントラセン誘導体等の光増感物質、シランカップリング剤等を含有してもよい。

ネガ型感光性樹脂層４としては、他にも、「ＳＵ−８シリーズ」、「ＫＭＰＲ−１０００」（商品名。化薬マイクロケム製）、「ＴＭＭＲ Ｓ２０００」、「ＴＭＭＦ Ｓ２０００」（商品名。東京応化工業製）等を用いてもよい。

ネガ型感光性樹脂層４は、上記の組成物を含有した塗工液を、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等によって、型材を覆うように基板上に塗工することで形成する。他にも、上記組成物をドライフィルムとして、型材を覆うように基板上に配置してもよい。ネガ型感光性樹脂層４の厚みは、特に限定されるものではないが、基板１表面から５．０μｍ以上１００．０μｍ以下とすることが好ましい。

ネガ型感光性樹脂層４の表面は、最終的に吐出口の開口面となる。この為、吐出口の開口面を撥水性或いは親水性としたい場合には、図２（Ｂ）の時点でネガ型感光性樹脂層４の表面を撥水処理或いは親水処理してもよい。また、ネガ型感光性樹脂層４に撥水性を発現するフッ素系化合物を含有させておいてもよい。

次に、ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層５を形成する。レンズ層５の形成方法としては、まず、図２（Ｃ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層上にレンズ層形成材料１６を塗工する。

次に、図２（Ｄ）に示すように、レンズ層形成材料１６に対し、モールド１４を使用した成型法（インプリント法）を行うことによって、レンズ６を形成する。具体的には、転写するレンズ６の形状を突起パターン１５として有するモールドを、モールド温度２０℃〜１２０℃、圧力０．０１ＭＰａ〜５ＭＰａの条件でレンズ層形成材料に押し付けることで、突起パターン１５をレンズ層形成材料に転写する。その後、突起パターン１５を離間させ、レンズ６を構成するレンズ層５が形成される（図２（Ｅ））。転写を考慮すると、レンズ層形成材料は樹脂で構成されていることが好ましい。一般的なインプリント法では、パターンを転写する樹脂のガラス転移温度以上にモールドを加熱し、５ＭＰａを超える圧力でパターンを転写する。しかし、本発明では転写するパターンのアスペクト比が小さく、またレンズ６をレンズ層形成材料の深部まで形成する必要がないことから、比較的低温、低圧力でパターニングすることが可能である。尚、本発明のレンズは、図２（Ｅ）に示す通り凹レンズである。

モールド１４としては、金属材料、ガラス、セラミック、シリコン、石英、プラスチック、感光性樹脂等、強度及び加工性が優れた材料を用いることができる。モールド１４の突起パターン１５も、モールドの構成材料と同じとすればよく、モールド１４と一体的に形成されていてもよい。突起パターン１５の形状は、形成するレンズ６の形状に対応している。突起パターン１５の形状は、少なくとも最終的に形成する吐出口のテーパー角度に対応する傾斜面を有していればよい。従って、その傾斜面が曲線であってもよいが、転写時の圧力効率を考慮すると、傾斜面の傾きに変化の無い形状、即ち円錐や楕円錐、多角錐であることが好ましい。

上述した通り、レンズ層形成材料１６、即ちレンズ層５は樹脂で形成されていることが好ましい。特に、インプリント法でモールド１４の突起パターン１５が良好に転写され、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする光を十分に透過し、ネガ型感光性樹脂層４の硬化後に容易に除去できる樹脂であることが好ましい。また、レンズ層５は、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする光を５０％以上透過すること（透過率５０％）が好ましい。このような樹脂としては、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、メタクリル酸とメタクリル酸メチルとの共重合体等の有機溶剤に可溶なポジ型レジスト、ポリビニルアルコールやノボラック樹脂系レジスト等のポジ型レジスト、ポリイソブレンゴム等の環化ゴム、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂、オキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、アルキルシロキサンエポキシ樹脂等が挙げられる。特に、除去性の点からポジ型感光性樹脂であることが好ましい。尚、レンズ層５を形成する樹脂がカチオン重合可能なエポキシ樹脂である場合、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする際に、ネガ型感光性樹脂層４と接するレンズ層５が硬化して、厚みが２μｍ以下程度の薄膜が形成される場合がある。しかし、厚みが２μｍ以下程度の薄膜であれば液体吐出ヘッドの性能に大きな影響は与えない。

ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層形成材料１６を形成する方法としては、スピンコート、スリットコート、ラミネート等を用いる方法が挙げられる。ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層形成材料１６を形成する場合、ネガ型感光性樹脂層４とレンズ層形成材料１６が相溶しないことが好ましい。従って、レンズ層形成材料を溶剤に溶解してＰＥＴフィルム等のフィルム上に一旦コーティングし、ドライフィルム化した後に、ラミネーターにてネガ型感光性樹脂層４上にラミネートする方法が好ましい。

基板１と垂直な方向において、レンズ層５の厚みは、形成するレンズ６の深さの１．５倍以上５．０倍以下とすることが好ましい。基板１と垂直な方向におけるレンズ６の深さとは、レンズ６の、基板１と垂直な方向における最大の深さを意味し、例えばレンズが円錐形状であれば、円錐の高さ、即ちレンズ層５の底面の中心と円錐の頂点とを結んだ線分の長さとなる。ネガ型感光性樹脂層４及びレンズ層５の材質や成膜プロセスにもよるが、厚みが１．５倍未満の場合、モールドを押し付けたときにネガ型感光性樹脂層４にまで突起パターンが転写され、吐出口の開口面に窪みが形成されてしまうことがある。また、５．０倍を超える場合、レンズ層５を良好に除去できず、吐出口の開口面にレンズ層５による窪みが形成されてしまうことがある。

レンズ６を構成するレンズ層５を形成した後、図２（Ｆ）に示すように、吐出口に対応した遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して、レンズ６越しにネガ型感光性樹脂層４をパターン露光する。さらにネガ型感光性樹脂層４を加熱（熱処理）してネガ型感光性樹脂層４の露光部を硬化させ、流路形成部材９を形成する。フォトマスク８は、露光波長の光を透過するガラスや石英等からなる基板に、クロム膜等の遮光パターン７が形成されたものである。露光を行う露光装置としては、例えばｉ線露光ステッパー、ＫｒＦステッパー等の単一波長の光源や、マスクアライナー（商品名；ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ、キヤノン製）等の水銀ランプのブロード波長を光源に持つ投影露光装置を用いる。また、任意の波長を透過する光学フィルターを併用してもよい。

一般的に、ネガ型感光性樹脂層をパターニングする場合、露光後の熱処理の影響によるネガ型感光性樹脂層の硬化収縮或いは熱収縮によって、パターン形状が変形することがある。本発明では、ネガ型感光性樹脂層上にレンズ層が形成されている為、このようなパターン形状の変形を抑制することができる。

次に、図２（Ｇ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４（流路形成部材９）の非露光部とレンズ層５とを除去し、吐出口１１を形成する。ネガ型感光性樹脂層４の非露光部とレンズ層５とは、一括で除去してもよいし、別々に除去してもよい。レンズ層５は、全て除去して吐出口の開口面に残らないようにすることが好ましい。吐出口１１の開口部の形状は、円形状としてもよいし、吐出特性等を考慮して例えば図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す形状としてもよい。特に、図９（Ｃ）のような吐出口内に突起２２を設けた吐出口とすることで、突起２２間に液体を保持し、液体吐出時に液滴が複数（主滴とサテライト）に分割するのを大幅に抑制することができる。吐出口１１の開口部の形状は、フォトマスク８の遮光パターン７によって決定できる。

次に、図２（Ｈ）に示すように、アルカリ系エッチング液を用いて基板１に供給口１３を形成し、型材３を溶媒によって溶解除去して液体流路１２を形成する。さらに必要に応じて、流路形成部材９をより硬化させる為に熱処理をし、液体吐出ヘッドが製造される。

図３に、レンズ層５が構成するレンズ６を示す。図３（Ａ）は、レンズ６を上面側から見た図である。図３（Ａ）におけるＣ−Ｄは、レンズ６の中心を通る。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｄを通る基板に垂直な面におけるレンズ６の断面図である。図３（Ｂ）を用いて、レンズ６の効果を説明する。レンズ６の直径をｄ１（図３（Ａ）参照）、遮光パターン７の直径をｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２となる。遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して入射する光は、レンズ６の傾斜面（Ｌ２）において屈折する。このとき、傾斜面（Ｌ２）に入射する光の入射角は、傾斜面（Ｌ２）に対して垂直な線分（Ｌ３）と入射光の光路とのなす角Φ１である。ここで、入射する光に垂直な線分（Ｌ１）と傾斜面（Ｌ２）とのなす角は、傾斜面（Ｌ２）に対して垂直な線分（Ｌ３）と入射光の光路とのなす角Φ１と等しくなる。スネルの法則を用いると、傾斜面（Ｌ２）において屈折した光路の屈折角Φ２は、レンズ６の外側の屈折率をｎ１、レンズ層５の屈折率をｎ２として、「ｎ１ｓｉｎΦ１＝ｎ２ｓｉｎΦ２」と表すことができる。ここで、レンズ６の外側が空気の場合はｎ１＝１、レンズ層５が樹脂等で形成されている場合はｎ２＞１とすることができることから、Φ２＜Φ１となる。従って、レンズ６越しに露光した遮光パターンは深部に向かうほど広がる。即ち、ネガ型感光性樹脂層４に形成する吐出口１１はテーパー形状となる。

本実施形態によれば、製造した液体吐出ヘッドの吐出口はテーパー形状となる。さらに、レンズ層５を除去することから、吐出口の開口面を平坦とすることができ、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる。

＜実施形態２＞
図２（Ｂ）に示すまでは実施形態１と同様にするが、その後のレンズ６の形成方法を変更する。

まず、図４に示すような、実施形態１と同様のモールド１４を用意する。モールド１４は突起パターン１５を有しており、モールド１４及び突起パターン１５の表面は離型処理されている。このモールド１４の表面上に、樹脂等をスピンコートして、レンズ層形成材料１６を形成する（図４（Ａ））。次に、モールド１４をホットプレート等で加熱し、レンズ層形成材料１６の溶剤を除去することで、レンズ層５とする（図４（Ｂ））。

次に、ネガ型感光性樹脂層上にレンズ層を形成する。図５（Ａ）に示すように、モールド１４を反転させ、ネガ型感光性樹脂層４にレンズ層５を圧着させる。その後、図５（Ｂ）に示すようにモールド１４を剥離することで、ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ６を構成するレンズ層５を形成する。

レンズ層形成材料１６、即ちレンズ層５は樹脂で形成されていることが好ましい。また、ネガ型感光性樹脂層４と接着性が高く、モールド１４との剥離性が良好な材料であることが好ましい。具体的には、実施形態１で挙げたレンズ層形成材料１６の材料と同様の材料が挙げられる。モールド１４も、実施形態１で挙げた材料と同様の材料で形成すればよい。但し、本実施形態においては、ネガ型感光性樹脂層４とレンズ層５を接合する際にアライメント精度が要求されるので、アライメントに用いる光を通しやすくアライメントが合わせやすいという理由から、石英を用いることがより好ましい。

本実施形態においては、ネガ型感光性樹脂層に圧着させる前の段階において、レンズ層が突起パターンを有するモールド上に形成されている。ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層５及びレンズ６を形成した後は、実施形態１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造する。

本実施形態によれば、製造した液体吐出ヘッドの吐出口はテーパー形状となる。さらに、レンズ層５を除去することから、吐出口の開口面を平坦とすることができ、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる。

＜実施形態３＞
図２（Ｂ）に示すまでは実施形態１と同様にするが、その後のレンズ６の形成方法を変更する。

まず、図６（Ａ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４上にフレーム層１７を形成する。フレーム層１７は、空隙部１８を構成する。フレーム層１７は樹脂で形成することが好ましく、空隙部を構成することを考慮すると、フレーム層を形成する樹脂は感光性樹脂であることが好ましい。フレーム層１７は、例えば、ネガ型感光性樹脂層４上に感光性樹脂をスピンコートによって塗工し、感光性樹脂をフォトリソグラフィーによってパターニングすることで形成する。塗工方法としては、他にもスリットコート、ラミネート等が挙げられるが、ネガ型感光性樹脂層４とフレーム層の形成材料とを相溶させないことが好ましい。従って、フレーム層の形成材料を溶剤に溶解してＰＥＴフィルム等のフィルム上に一旦コーティングし、ドライフィルム化した後に、ラミネーターにてネガ型感光性樹脂層４上にラミネートする方法が好ましい。

次に、空隙部１８に、レンズ６を構成するレンズ層５を形成する。具体的には、レンズ層５を樹脂や液体といったレンズ層形成材料で充填し、充填したレンズ層形成材料をレンズ層５とする。レンズ層５を樹脂によって形成する場合は、空隙部１８に樹脂を充填する。樹脂を充填する方法としては、樹脂を溶剤に溶解させた後に空隙部１８に充填する方法、或いは樹脂材料をドライフィルム化して空隙部１８を埋めるようにラミネートする方法等が挙げられる。レンズ層５を液体によって形成する場合は、空隙部１８に液体を充填すればよい。液体としては、ネガ型感光性樹脂層４及びフレーム層１７を溶解しない液体が好ましく、また高沸点、高蒸気圧の液体であることが好ましい。即ち、シリコーンオイル等の各種オイル、水溶性溶媒、有機溶媒等を用いることが好ましい。特に、良好なレンズ６を形成する為には、シリコーンオイルを用いることが好ましい。空隙部１８に形成したレンズ層は、表面張力等の影響によって、図６（Ｂ）に示すようにレンズ６となる斜面を形成する。

フレーム層１７は、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする光を透過する必要がある。従って、フレーム層１７は、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする光を５０％以上透過すること（透過率５０％）が好ましい。また、ネガ型感光性樹脂層４の硬化後に良好に除去できることが好ましい。上述の通り、フレーム層１７は樹脂、さらには感光性樹脂で形成することが好ましいが、除去を考慮するとポジ型感光性樹脂で形成されていることが好ましい。フレーム層１７を形成する樹脂としては、例えば、ノボラック・ナフトキノン系レジスト、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、メタクリル酸とメタクリル酸メチルとの共重合体、ポリビニルアルコール系レジスト等が挙げられる。尚、フレーム層１７に空隙部１８を形成する際に、フレーム層１７上にレジストを重ねてレジストをマスクとしてもよい。この場合、フレーム層１７はポリイソブレンゴム等の環化ゴム、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂、オキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、アルキルシロキサンエポキシ樹脂等で形成してもよい。

ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ６を形成した後は、実施形態１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造する。尚、フレーム層１７及びレンズ層５は、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部と同様に除去してもよいし、一般的な剥離液、キシレン等の溶剤によって除去してもよい。

本実施形態によれば、製造した液体吐出ヘッドの吐出口はテーパー形状となる。さらに、レンズ層５を除去することから、吐出口の開口面を平坦とすることができ、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる。

＜実施形態４＞
図２（Ｂ）に示すまでは実施形態１と同様にするが、その後のレンズ６の形成方法を変更する。

まず、図７（Ａ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４上にポジ型感光性樹脂層１９を形成する。次に、図７（Ｂ）に示すように、ポジ型感光性樹脂層１９にレンズ６となる窪みを形成するレンズ層５形成する。窪みは、ポジ型感光性樹脂層１９を露光し、露光した部分をアルカリ現像液にて溶解除去することで形成する。露光を行う露光装置としては、例えばｉ線露光ステッパー、ｇ線露光ステッパー等の単一波長の光源や、マスクアライナー「ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ」（商品名。キヤノン製）等の水銀ランプのブロード波長を光源に持つ投影露光装置を用いる。露光の際には、任意の波長を透過する光学フィルターを用いてもよい。また、露光の際に用いるマスクに形成する窪みのパターンを光透過性のパターンとし、さらにパターン内では外側に向かうに従って透過率が低くなるパターンとすることが好ましい。

ポジ型感光性樹脂層１９は、レンズ６となる窪みの形成工程、さらに除去時の現像工程において、現像液を用いる。この現像液によって、ネガ型感光性樹脂層４が溶解しないことが好ましい。また、ポジ型感光性樹脂層１９は、フォトリソグラフィーによって良好にパターニングができる高い解像性を有することが好ましい。これらの点を考慮すると、ポジ型感光性樹脂層１９の形成材料としては、アルカリ溶液で現像できるノボラック樹脂とナフトキノンジアジド誘導体からなる材料であることが好ましい。具体的には、例えば「ＯＦＰＲシリーズ」及び「ＴＨＭＲ−ｉＰシリーズ」（商品名。東京応化工業製）、「ＮＰＲシリーズ」（商品名。ナガセケムテックス製）等のナフトキノン系ポジ型フォトレジストが挙げられる。

ポジ型感光性樹脂層１９を形成する方法は特に限定されないが、例えばスピンコート、スリットコート、ラミネート等が挙げられる。但し、ポジ型感光性樹脂層１９とネガ型感光性樹脂層４との相溶の抑制を考慮すると、ポジ型感光性樹脂をＰＥＴフィルム等のフィルム上に一旦コーティングし、ドライフィルム化した後に、ラミネーターにてネガ型感光性樹脂層４上にラミネートする方法が好ましい。

ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ６を形成した後は、実施形態１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造する。尚、レンズ層５は、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部と同様に除去する。

本実施形態によれば、製造した液体吐出ヘッドの吐出口はテーパー形状となる。さらに、レンズ層５を除去することから、吐出口の開口面を平坦とすることができ、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる。

＜実施形態５＞
図２（Ｂ）に示すまでは実施形態１と同様にするが、その後のレンズ６の形成方法を変更する。

まず、図８（Ａ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４上に撥水パターン２０を形成する。撥水パターン２０は、撥水性を有する材料で形成すればよい。撥水パターン２０が形成されていない箇所は、非撥水領域２１となる。当然ながら、撥水パターン２０は非撥水領域２１よりも撥水性が高くなり、例えば水の接触角が高くなる。また、撥水パターン２０は、ネガ型感光性樹脂層４の硬化後に良好に除去できることが好ましい。このような撥水パターン２０を形成する材料としては、パーフルオロポリエーテルやパーフルオロアルキル等が挙げられる。使いやすさの点では、パーフルオロポリエーテルが好ましい。パーフルオロポリエーテルとしては、具体的には「ＦＯＭＢＬＩＮシリーズ」（商品名。ソルベイ・ソレクシス製）等が挙げられる。また、構造の一部にパーフルオロポリエーテル基やパーフルオロアルキル基を有する材料を用いてもよい。このような材料としては、具体的には「ＭＤ４０、ＭＤ４０７、ＭＤ７００」（商品名。ソルベイ・ソレクシス製）、「ＫＹ１０８、ＫＹ１６４」（商品名。信越化学工業製）等が挙げられる。これら材料を用いる際には、使用に適した粘度や濃度に調整する為、適宜溶媒に希釈して使用することもできる。溶媒としては、一般的に用いられるフッ素系溶媒や有機溶媒等が挙げられる。フッ素系溶媒としては、地球温暖化係数の低い溶液を用いることが好ましい。具体的には、「Ｎｏｖｅｃ７１００、Ｎｏｖｅｃ７２００、Ｎｏｖｅｃ７３００」（商品名。住友３Ｍ製）、「ＡＣ−６０００」（商品名。旭硝子製）等が挙げられる。

撥水パターン２０は、形成する吐出口１１と相似形であり、上面から見たときにその中心が吐出口の中心と一致していることが好ましい。撥水パターン２０の大きさは、上面から見たときに吐出口１１よりも小さいものであるが、吐出口１１のテーパー角度によって適宜設定すればよい。また、撥水パターン２０の高さは、レンズ層を良好に形成する為、５μｍ以上とすることが好ましい。あまりに大きいと、除去しづらくなるので、５０μｍ以下とすることが好ましい。

撥水パターン２０は、オフセット印刷、マイクロコンタクトプリンティング、圧電素子や発熱素子等を用いたインクジェット記録等の手法を適宜選択して形成する。また、撥水パターン２０を形成する前に、ネガ型感光性樹脂層４上での撥水パターン２０の密着性やにじみ抑制の向上を目的として、ネガ型感光性樹脂層４の表面をシラン処理したりドライエッチング処理したりしてもよい。

次に、レンズ層５及びレンズ６を形成する。まず、ネガ型感光性樹脂層４上に、レンズ層を形成するレンズ層形成材料を含有した液体を付与する。レンズ層形成材料を含有した液体は、ネガ型感光性樹脂層４及び撥水パターン２０を溶解しにくく、非撥水領域２１に対して接触角が低く、ネガ型感光性樹脂層４をパターニングする光を十分に透過できることが好ましい。このような液体としては、高沸点、高蒸気圧の液体が挙げられ、具体的にはジメチルポリシロキサンのメチル基の一部にポリエーテル等の親水性有機基を導入した非反応性シリコーンオイル等が挙げられる。レンズ層形成材料を含有した液体のネガ型感光性樹脂層４上への付与は、バーコーター等を使用したスリット塗工方法や、圧電素子や発熱素子等を用いたインクジェット記録方法、さらには噴霧や浸漬が挙げられる。このようにして、ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層５を形成する。この際、ネガ型感光性樹脂層４上には撥水パターン２０が形成されている為、レンズ層形成材料を含有した液体は撥水パターン２０上から非撥水領域２１上へと移動してくる。この結果、図８（Ｂ）に示すように、レンズ６となる傾斜を有したレンズ層５が形成される。また、この際、加熱や振動、空気吹き付け等の工程を補助的に行ってもよい。図８（Ｂ）に示す断面において、レンズ６の形状は、レンズ層５の材料や厚み、形成プロセス等によるが、楕円等の近似式で表わすことができる。従って、形成したい吐出口のテーパー形状に応じて、レンズ層５の材料や形成プロセス等を設定して近似式を算出する。さらに、形成したい吐出口寸法に応じて撥水パターン２０の寸法を設定する。

ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ６を形成した後は、実施形態１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造する。尚、撥水パターン２０及びレンズ層５は、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部と同様に除去する。

本実施形態によれば、製造した液体吐出ヘッドの吐出口はテーパー形状となる。さらに、レンズ層５を除去することから、吐出口の開口面を平坦とすることができ、吐出口の開口部分近傍の液体をブレードによって良好に拭き取ることができる。

以下に本発明の実施例を示し、さらに本発明を詳細に説明する。

＜実施例１＞
図２（Ａ）〜（Ｈ）に示す工程により、液体吐出ヘッドを製造した。まず、ＴａＳｉＮからなるエネルギー発生素子２を有する基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトン（商品名；ＯＤＵＲ−１０１０、東京応化工業製）を１４．０μｍの厚みで塗工した。次いで、露光装置（商品名；ＵＸ３０００、ウシオ電機製）を用いて、液体流路の型となる型材３を形成した（図２（Ａ））。次に、ネガ型感光性樹脂層４として、下記表１に示すカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を、型材３を覆うように基板１表面から２５．０μｍの厚みで塗工し、１００℃で５分間熱処理した（図２（Ｂ））。

次に、レンズ層形成材料１６として、ポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）のドライフィルムを、ネガ型感光性樹脂層４上にラミネート法を用いて１１．０μｍの厚みで成膜した（図２（Ｃ））。

次に、円錐の頂点の角度１２０°（入射角Φ１＝３０°）、高さ７．５μｍ、底辺の直径が２６．０μｍの円錐状の突起パターン１５を有するモールド１４を、レンズ層形成材料１６に、突起パターン１５が高さ方向に５．０μｍ入りこむように押し付けた（図２（Ｄ））。この際の条件は、モールド１４の温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。その後、突起パターン１５を離間させ、レンズ６を構成するレンズ層５を形成した（図２（Ｅ））。

次に、吐出口に対応した遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して、レンズ６越しにネガ型感光性樹脂層４をパターン露光した。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は４０００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。露光後、ネガ型感光性樹脂層４を１００℃で４分間加熱（熱処理）し、ネガ型感光性樹脂層４の露光部を硬化させ、流路形成部材９を形成した（図２（Ｆ））。

次に、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部、及びレンズ層５を除去し、吐出口１１を形成した（図２（Ｇ））。

次に、基板１の裏面（表面と反対側の面）にマスクを配置し、基板１の表面側をゴム膜によって保護した。この状態で、基板１を裏面側からＴＭＡＨを用いて異方性エッチングを行い、基板１に供給口１３を形成した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、露光装置（商品名；ＵＸ３０００、ウシオ電機製）にて表面側から露光を行うことで型材３を分解し、乳酸メチルを用いて型材３を溶解除去した。このようにして、液体流路１２を形成した（図２（Ｈ））。その後、流路形成部材９を２００℃で１時間加熱し、電気的な接続及びインク供給の手段を配置した。以上の工程により、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例２＞
図１０（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程により、液体吐出ヘッドを製造した。まず、ＴａＳｉＮからなるエネルギー発生素子２を有する基板１上に、ポリメチルイソプロペニルケトン（商品名；ＯＤＵＲ−１０１０、東京応化工業製）を１４．０μｍの厚みで塗工した。次いで、露光装置（商品名；ＵＸ３０００、ウシオ電機製）を用いて、液体流路の型となる型材３を形成した（図１０（Ａ））。実施例１では型材３がエネルギー発生素子２を覆っているのに対し、実施例２では、型材３がエネルギー発生素子２を覆わないようにした。次に、ネガ型感光性樹脂層４としてＴＭＭＲ Ｓ２０００（商品名。東京応化工業製）を用意し、型材３を覆うように基板１表面から２５．０μｍの厚みで塗工し、１００℃で５分間熱処理した。さらに、レンズ層形成材料１６として、ポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）のドライフィルムを、ラミネート法を用いてネガ型感光性樹脂層４上に１１．０μｍの厚みで成膜した（図１０（Ｂ））。

次に、円錐の頂点の角度１００°（入射角Φ１＝４０°）、高さ７．５μｍ、底辺の直径が１８．０μｍの円錐状の突起パターンを有するモールドを、レンズ層形成材料１６に、突起パターンが高さ方向に５．０μｍ入りこむように押し付けた。この際の条件は、モールドの温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。その後、突起パターンを離間させ、レンズ６を構成するレンズ層５を形成した（図１０（Ｃ））。

次に、吐出口に対応した遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して、レンズ６越しにネガ型感光性樹脂層４をパターン露光した。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は３０００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。露光後、ネガ型感光性樹脂層４を１００℃で４分間熱処理し、ネガ型感光性樹脂層４の露光部を硬化させ、流路形成部材９を形成した（図１０（Ｄ））。

次に、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部、及びレンズ層５を除去し、吐出口１１を形成した（図１０（Ｅ））。

次に、基板１の裏面（表面と反対側の面）にマスクを配置し、基板１の表面側をゴム膜によって保護した。この状態で、基板１を裏面側からＴＭＡＨを用いて異方性エッチングを行い、基板１に供給口１３を形成した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、再び露光装置（商品名；ＵＸ３０００、ウシオ電機製）にて表面側から露光を行うことで型材３を分解し、乳酸メチルを用いて型材３を溶解除去した。このようにして、液体流路１２を形成した（図１０（Ｆ））。その後、流路形成部材９を２００℃で１時間加熱し、電気的な接続及びインク供給の手段を配置した。以上の工程により、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７０°であった。

＜実施例３＞
図１１（Ａ）〜（Ｉ）に示す工程により、液体吐出ヘッドを製造した。まず、ＴａＳｉＮからなるエネルギー発生素子２を有する基板１上に、樹脂層２３として表１に示すカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を１５．０μｍの厚みで塗工し、１００℃で５分間熱処理した（図１１（Ａ））。

次に、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、フォトマスク８を介して樹脂層２３をパターン露光した。露光量は４０００Ｊ／ｍ^２とした。露光後、９０℃３分間の熱処理をして流路形成部材の土台部２４を形成した（図１１（Ｂ））。その後、樹脂層２３の非硬化部を溶解除去し、液体流路１２を形成した（図１１（Ｃ））。

次に、支持部材２５としてポリメチルイソプロペニルケトン（商品名；ＯＤＵＲ−１０１０、東京応化工業製）を基板１から１８．０μｍの厚みで塗工した。さらに、化学的機械研磨（ＣＭＰ）を用いて、土台部２４及び支持部材２５を基板から１６．０μｍの高さとなるよう平坦化した（図１１（Ｄ））。

次に、表１に示すカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を、土台部２４及び支持部材２５上に１０．０μｍの厚みで塗工して樹脂層２３とし、９０℃で５分間熱処理した。さらにこの樹脂層２３上に、レンズ層形成材料１６としてポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）を１１．０μｍの厚みで成膜した（図１１（Ｅ））。

次に、円錐の頂点の角度１２０°（入射角Φ１＝３０°）、高さ７．５μｍ、底辺の直径が２６．０μｍの円錐状の突起パターンを有するモールドを、レンズ層形成材料１６に、突起パターンが高さ方向に５．０μｍ入りこむように押し付けた。この際の条件は、モールド１４の温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。その後、突起パターンを離間させ、レンズ６を構成するレンズ層５を形成した（図１１（Ｆ））。

次に、吐出口に対応した遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して、レンズ６越しに樹脂層２３をパターン露光した。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は４０００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。露光後、樹脂層２３を１００℃で４分間熱処理し、樹脂層２３の露光部を硬化させ、流路形成部材の一部であるオリフィスプレート２６を形成した（図１１（Ｇ））。

次に、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、樹脂層２３の非露光部、及びレンズ層５を除去し、吐出口１１を形成した（図１１（Ｈ））。

最後に、実施例１と同様にして、供給口１３を形成し、支持部材２５を溶解除去して液体流路１２を形成し、液体吐出ヘッドを製造した（図１１（Ｉ））。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例４＞
図１２（Ａ）〜（Ｉ）に示す工程により、液体吐出ヘッドを製造した。図１２（Ａ）は実施例３の図１１（Ａ）と同様である。次に、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、フォトマスク８を介して樹脂層２３をパターン露光した。露光量は８０００Ｊ／ｍ^２とした。露光後、９０℃３分間の熱処理をして流路形成部材の土台部２４を形成した（図１２（Ｂ））。土台部２４の内側の非露光部は、液体流路の型を形成する型材となる。

次に、下記表２に示す組成のカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物のドライフィルム２７を、ラミネート法を用いて、土台部２４及び樹脂層２３の非露光部上に１０．０μｍの厚みで塗工し、９０℃で５分間熱処理した。さらに、ポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）で形成されたドライフィルムを、ネガ型感光性樹脂層４上にラミネート法を用いて１１．０μｍの厚みで成膜した。続いて円錐の頂点の角度１２０°（入射角Φ１＝３０°）、高さ７．５μｍ、底辺の直径が２６．０μｍの円錐状の突起パターンを有するモールドを、ポリイソブレンゴムで形成されたドライフィルムに、突起パターンが高さ方向に５．０μｍ入りこむように押し付けた。この際の条件は、モールドの温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。その後、突起パターンを離間させ、ポリイソブレンゴムで形成されたドライフィルムを、レンズ６を構成するレンズ層５とした（図１２（Ｃ））。

次に、吐出口に対応した遮光パターン７を有するフォトマスク８を介して、レンズ６越しにドライフィルム２７をパターン露光した。露光機にはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は８００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。露光後、樹脂層２３を１００℃で４分間熱処理し、ドライフィルム２７の露光部を硬化させ、流路形成部材の一部であるオリフィスプレート２６を形成した（図１２（Ｄ））。

次に、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、ドライフィルム２７の非露光部、及びレンズ層５を除去し、吐出口１１を形成した（図１２（Ｅ））。

最後に、実施例１と同様にして、供給口１３を形成し、型材を溶解除去して液体流路１２を形成し、液体吐出ヘッドを製造した（図１２（Ｆ））。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例５＞
図１３（Ａ）〜（Ｇ）に示す工程により、液体吐出ヘッドを製造した。図１３（Ｂ）までは、実施例１の図２（Ｂ）までと同様とした。

ネガ型感光性樹脂層４を形成後、レンズ層形成材料１６として、表３に示すエポキシ樹脂組成物のドライフィルムを、ラミネート法を用いてネガ型感光性樹脂層４上に６．０μｍの厚みで成膜した（図１３（Ｃ））。

表３中の「成分Ａ」とは、下記一般式（ａ）および（ｂ）で表される構造単位を有する含アルキルシロキサンエポキシ樹脂である。

次に、円錐の頂点の角度１５０°（入射角Φ１＝１５°）、高さ６．０μｍ、底辺の直径が４５．０μｍの円錐状の突起パターンを有するモールドを、レンズ層形成材料１６に、突起パターンが高さ方向に４．０μｍ入りこむように押し付けた。この際の条件は、モールドの温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。その後、突起パターンを離間させ、レンズ６を構成するレンズ層５を形成した（図１３（Ｄ））。

次に、実施例１と同様にして、ネガ型感光性樹脂層４をパターン露光した（図１３（Ｅ））。さらにキシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部、及びレンズ層５を除去し、吐出口１１を形成した（図１３（Ｆ））。この結果、吐出口１１の開口面が撥水性となった。これは、ネガ型感光性樹脂層４とレンズ層５との接触面の周辺が、ネガ型感光性樹脂層４の硬化時に一緒に硬化して硬化部となることにより、レンズ層５を除去しても撥水性を発現する硬化部が吐出口１１の開口面に残った為と考えられる。本実施例においては、撥水性を発現する硬化部は層となっており、その厚みは０．５μｍであった。

最後に、実施例１と同様にして、供給口１３を形成し、型材３を溶解除去して液体流路１２を形成し、液体吐出ヘッドを製造した（図１３（Ｇ））。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは８２°であった。

＜実施例６＞
図４に示す工程により、レンズ層５を形成した。モールド１４は石英で形成されている。突起パターン１５も石英で形成されており、円錐の頂点の角度１２０°（入射角Φ１＝３０°）、高さ７．５μｍ、底辺の直径が２６．０μｍの円錐状である。続いて、モールド１４及び突起パターン１５の表面に溶液型離型剤（商品名；ＫＳ−７０７、信越シリコーン製）を塗工した（不図示）。このモールド１４の表面上に、ポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）をスピンコートして、レンズ層形成材料１６を形成した（図４（Ａ））。次いで、モールド１４をホットプレートにて１２０℃、６分加熱し、レンズ層５を得た（図４（Ｂ））。

次に、図２（Ｂ）までは実施例１と同様にして基板１上にネガ型感光性樹脂層４を作成し、図５（Ａ）に示すように、モールド１４を反転させ、ネガ型感光性樹脂層４にレンズ層５を圧着させた。モールド１４の温度を６０℃、転写圧を０．２ＭＰａとした。この際、後に吐出口が形成される上方位置に円錐状の突起が合うように、アライメントを行った。その後、図５（Ｂ）に示すようにモールド１４を剥離することで、ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ６を構成するレンズ層５を形成した。

このようにしてネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層５及びレンズ６を形成した後は、実施例１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例７＞
実施例６においてレンズ層形成材料１６としてポリイソブレンゴム（商品名；ＯＢＣ、東京応化工業製）を用いたのを、ポリメチルイソプロペニルケトン（商品名；ＯＤＵＲ−１０１０、東京応化工業製）に変更した。これ以外は実施例６と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例８＞
図２（Ｂ）までは実施例１と同様にした。次に、ネガ型感光性樹脂層４上にｇ線ポジ型感光性樹脂（商品名；ＯＦＰＲ−８００、東京応化工業製）を５．０μｍの厚みでラミネートした。さらに、ｇ線露光ステッパー（キヤノン製）及びフォトマスクを用いてパターニングを行い、続いて水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（商品名；ＮＭＤ−３、東京応化工業製）によって現像を行うことで、空隙部１８を構成するフレーム層１７を形成した（図６（Ａ））。このパターニングはｇ線によって行った為、ｇ線に対して感度が低いネガ型感光性樹脂層４はほぼ感光しなかった。

次に、圧電素子を用いた液体吐出装置によって、レンズ６の形成材料であるシリコーンオイルを空隙部１８に吐出し、空隙部１８内をシリコーンオイルで充填し、レンズ６を構成するレンズ層５を形成した（図６（Ｂ））。

次に、実施例１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は１００００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。ネガ型感光性樹脂層４の非露光部は実施例１と同様に除去したが、フレーム層１７及びレンズ層５はキシレンにて除去した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例９＞
実施例８において空隙部１８内にシリコーンオイルを充填したのに対し、ポリビニルアルコールを含有した水溶液の充填に変更した。充填後、８０℃３分の熱処理を行い、ポリビニルアルコールを５．０μｍの厚みで成膜し、レンズ層５とした。

その後、実施例８と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は５０００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。ネガ型感光性樹脂層４の非露光部はメチルイソブチルケトンで除去し、フレーム層１７及びレンズ層５は剥離液（商品名；リムーバー１１１２Ａ、ローム・アンドハース電子材料製）にて除去した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例１０＞
図２（Ｂ）までは実施例１と同様にした。次に、ネガ型感光性樹脂層４上にポジ型感光性樹脂層１９を形成した。ポジ型感光性樹脂層１９は、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名；ＮＰＲ−９６３０、ナガセケムテックス製）をドライフィルム化したものを用い、ネガ型感光性樹脂層４上に４．０μｍの厚みでラミネートした（図７（Ａ））。

次に、ポジ型感光性樹脂層１９を、露光装置（商品名；マスクアライナーＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ、キヤノン製）にてパターン露光した。また、ｇ線（４３６ｎｍ）の波長を透過するフィルターを使用した。マスクに形成する窪みのパターンは、直径２０．０μｍの円形の透過部とした。露光量は３０００Ｊ／ｍ^２、フォーカスはポジ型感光性樹脂層１９の表面から深さ方向に５０．０μｍとした。続いて、露光部をアルカリ現像液（商品名；ＮＭＤ−３、東京応化工業製）にて溶解除去することで、レンズ６となる窪みを有するレンズ層５形成した（図７（Ｂ））。

その後、実施例１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は１００００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７５°であった。

＜実施例１１＞
実施例１０に対し、ネガ型感光性樹脂層４を「ＴＭＭＲ Ｓ２０００」（商品名。東京応化工業製）に変更した。また、実施例１０において、ＮＰＲ−９６３０（商品名。ナガセケムテックス製。ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト）を用いたのを、ＯＦＰＲ−８００（商品名。東京応化工業製。ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト）に変更し、さらに厚みは３．０μｍとした。

また、ポジ型感光性樹脂層１９のパターン露光の際の露光量を６０００Ｊ／ｍ^２とし、マスクに形成する窪みのパターンを、直径２２．０μｍの円形で、円の外周に向かって透過率が小さくなるグラデーション機能を有するパターンとした。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は１６０００Ｊ／ｍ^２とした。これらの点以外は実施例１０と同様にした。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは８５°であった。

＜実施例１２＞
実施例１０でポジ型感光性樹脂層１９を４．０μｍの厚みでラミネートしたのに対し、本実施例では７．０μｍの厚みでラミネートした。

次に、ポジ型感光性樹脂層１９をパターン露光した。露光装置としてはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用いた。マスクに形成する窪みのパターンは、直径２０．０μｍの円形の透過部とした。露光量は４０００Ｊ／ｍ^２、フォーカスはポジ型感光性樹脂層１９の表面から深さ方向に５０．０μｍとした。続いて露光部をアルカリ現像液（商品名；ＮＭＤ−３、東京応化工業製）にて溶解除去することで、レンズ６となる窪みを有するレンズ層５形成した（図７（Ｂ））。レンズ６の深さは４．７μｍとなり、レンズ６の底にポジ型感光性樹脂層が２．３μｍ残存した。

その後、実施例１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は２００００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７０°であった。

＜実施例１３＞
図２（Ｂ）までは実施例１と同様にした。次に、図８（Ａ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４上に撥水パターン２０を形成した。撥水パターン２０は、末端にアルコキシシラン基を有するパーフルオロポリエーテル（商品名；ＫＹ１６４、信越化学工業製）をフッ素系溶媒（商品名；ＡＣ−６０００、旭硝子製）で希釈したものを材料とした。この材料を、乾燥後の厚みが０．２μｍ、直径が１５．０μｍとなるように、オフセット印刷によってネガ型感光性樹脂層４上に記録し、撥水パターン２０とした。また、撥水パターン２０は、後で形成する吐出口と相似形で、かつその中心が吐出口の中心と一致するようにした。

次に、図８（Ｂ）に示すように、ネガ型感光性樹脂層４上にレンズ層５及びレンズ６を形成した。まず、圧電素子を用いたインクジェット記録によって、ジメチルポリシロキサンのメチル基の一部をポリエーテル変性した非反応性シリコーンオイル（以下、変性シリコーンオイル）をネガ型感光性樹脂層４上に付与した。厚みは２μｍとした。付与した変性シリコーンオイルは、図８（Ｂ）に示すように撥水パターン２０と非撥水領域２１との境界部分で表面張力によりＲ形状を形成し、レンズ層５となった。また、レンズ層５にはレンズ６が形成された。

次に、実施例１の図２（Ｆ）〜（Ｈ）と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。吐出口１１を形成する際の露光は、ｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は４０００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターン７は直径１６．０μｍの円形とした。撥水パターン２０及びレンズ層５の除去はイソプロピルアルコールで行った。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７７°であった。

＜実施例１４＞
実施例１３で撥水パターンの形成をオフセット印刷で行ったのに対し、本実施例では圧電素子を用いたインクジェット記録に変更した。また、レンズ層の形成をインクジェット記録で行ったのに対し、本実施例ではオフセット印刷に変更した。さらに、形成する撥水パターンを以下の通り変更した。これ以外は実施例１３と同様にした。

図１４は、実施例１４において形成する撥水パターンを示す図である。図１４（Ａ）はネガ型感光性樹脂層を上面側から見た図であり、図１４（Ｂ）は図１３（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面形状を示す図である。図１４に示す通り、本実施例の撥水パターンは、内側の撥水パターン２０ａと外側の撥水パターン２０ｂに分けられる。その間の領域は撥水パターンを形成していない領域、即ちネガ型感光性樹脂層４が露出した非撥水領域２１である。非撥水領域２１は直径３４μｍの円形とした。また、内側の撥水パターン２０ａは直径１１μｍの円形とした。内側の撥水パターン２０ａ及び非撥水領域２１ａの中心と、後で形成する吐出口の中心とは一致する。遮光パターン７は直径１５．０μｍの円形とし、実施例１３と同様にして吐出口を形成した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７７°であった。

＜実施例１５＞
実施例１においてレンズ層形成材料１６を１１．０μｍの厚みで成膜したのに対し、厚みを３０．０μｍに変更した。これ以外は実施例１と同様にして、液体吐出ヘッドを製造しようとしたが、レンズ層を全て除去するまでにかかる時間が、実施例１と比較して非常に長くなった。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であった。

＜実施例１６＞
実施例１においてレンズ層形成材料１６を１１．０μｍの厚みで成膜したのに対し、厚みを７．０μｍに変更した。これ以外は実施例１と同様にして、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは７６°であったが、吐出口の開口面にわずかな窪みが見られた。

＜比較例１＞
図２（Ｂ）までは実施例１と同様にした（図１５（Ａ）、（Ｂ））。

次に、図１５（Ｃ）に示すように、遮光パターンを有するフォトマスクを用いて、ネガ型感光性樹脂層４をパターン露光した。露光装置としてはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は２５００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターンは直径２６．０μｍの円形とした。露光後、１００℃で４分間熱処理することでネガ型感光性樹脂層４の非露光部を放物線状に窪ませて、窪み２８を形成した（図１５（Ｃ））。窪み２８の直径は２７．０μｍ、深さは５．５μｍであった。

次に、図１５（Ｄ）に示すように、別の遮光パターンを有するフォトマスクを用いて、窪み２８越しにネガ型感光性樹脂層４をパターン露光した。露光装置としてはｉ線露光ステッパー（キヤノン製）を用い、露光量は３５００Ｊ／ｍ^２とした。遮光パターンは直径１６．０μｍの円形とした。露光後、１００℃で４分間熱処理することでネガ型感光性樹脂層４の露光部を硬化させ、流路形成部材９を形成した。

次に、キシレン／メチルイソブチルケトン混合液（質量比；６／４）を用いて、ネガ型感光性樹脂層４の非露光部を除去し、吐出口１１を形成した（図１５（Ｅ））。窪み２８は、底の部分が除去されて、窪み２９となる。吐出口１１の開口面には窪み２９が形成されている。窪み２９の深さは３．５μｍであった。

次に、基板１の裏面（表面と反対側の面）にマスクを配置し、基板１の表面側をゴム膜によって保護した。この状態で、基板１を裏面側からＴＭＡＨを用いて異方性エッチングを行い、基板１に供給口１３を形成した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、露光装置（商品名；ＵＸ３０００、ウシオ電機製）にて表面側から露光を行うことで型材３を分解し、乳酸メチルを用いて型材３を溶解除去した。このようにして、液体流路１２を形成した（図１５（Ｆ））。その後、流路形成部材９を２００℃で１時間加熱し、電気的な接続及びインク供給の手段を配置した。以上の工程により、液体吐出ヘッドを製造した。

本実施例で製造した液体吐出ヘッドの吐出口のテーパー角度θは８０°であった。

＜評価＞
製造したそれぞれの液体吐出ヘッドに黒インクを充填し、それぞれの吐出口からインクを連続吐出させた。その結果、全ての液体吐出ヘッドにおいて、インク滴が所望の方向に飛ばないことがあることが確認された。吐出口の開口面を光学顕微鏡で観察したところ、一部の吐出口において、吐出口の開口部近傍にインクが付着していることが確認された。その後、インクが付着した吐出口の開口面を、塩素化ブチルゴムからなるブレードでワイピングし、吐出口の開口面に付着したインクの拭き取りを試みた。拭き取り後、再びインクを吐出した。

この結果、実施例において製造した液体吐出ヘッドでは、インクを良好に吐出することができるようになった。しかし、比較例において製造した液体吐出ヘッドでは、インク滴が所望の方向に飛ばないことがあることがあった。そこで、再び吐出口の開口面を光学顕微鏡で観察したところ、実施例において製造した液体吐出ヘッドでは、吐出口の開口部近傍に付着したインクが良好に除去されていることが確認された。一方、比較例において製造した液体吐出ヘッドでは、吐出口の開口部近傍、即ち窪みにインクが残存していることが確認された。

Claims (16)

1. 基板と、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   基板上に、ネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   前記ネガ型感光性樹脂層上に、レンズを構成するレンズ層を形成する工程と、
   前記レンズを介して前記ネガ型感光性樹脂層を露光し、前記ネガ型感光性樹脂層に吐出口を形成する工程と、
   前記レンズ層を除去する工程と、
   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. 前記レンズ層が樹脂で形成されている請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記基板の表面と垂直な方向において、前記レンズ層の厚みは、前記レンズの深さの１．５倍以上５．０倍以下である請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記吐出口を形成する工程と、前記レンズ層を除去する工程との間に、前記ネガ型感光性樹脂層を加熱する工程を有する請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記吐出口は、基板側から吐出口の開口面に向かうに従って、基板の表面と平行方向における断面積が小さくなるテーパー形状である請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記レンズ層を形成する工程が、
   ネガ型感光性樹脂層上に、レンズ層形成材料を塗工する工程と、
   前記塗工したレンズ層形成材料に、突起パターンを押しつける工程と、
   前記レンズ層形成材料から前記突起パターンを離間させる工程と、
   を有する請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記レンズ層を形成する工程が、
   前記レンズ層をネガ型感光性樹脂層に圧着させることで、前記ネガ型感光性樹脂層上に前記レンズ層を形成する工程を有する請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記レンズ層をネガ型感光性樹脂層に圧着させる前の段階において、前記レンズ層は突起パターンを有するモールド上に形成されている請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記モールドが石英で形成されている請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記レンズ層を形成する工程が、
    ネガ型感光性樹脂層上に、空隙部を構成するフレーム層を形成する工程と、
    前記フレーム層の空隙部にレンズ層形成材料を充填し、該レンズ層形成材料をレンズ層とする工程と、
    を有する請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記フレーム層がポジ型感光性樹脂で形成されている請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
12. 前記レンズ層形成材料がシリコーンオイルである請求項１０または１１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
13. 前記レンズ層形成材料がポリビニルアルコールを含有した水溶液である請求項１０または１１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 前記レンズ層を形成する工程が、
    ネガ型感光性樹脂層上に、ポジ型感光性樹脂層を形成する工程と、
    前記ポジ型感光性樹脂層を露光し、露光した部分を除去することで、前記ポジ型感光性樹脂層にレンズとなる窪みを形成し、前記窪みを有するポジ型感光性樹脂層をレンズ層とする工程と、
    を有する請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
15. 前記レンズ層を形成する工程が、
    ネガ型感光性樹脂層上に、撥水パターンを形成する工程と、
    前記撥水パターンを形成したネガ型感光性樹脂層上に、レンズ層形成材料を含有した液体を付与し、付与したレンズ層形成材料によってレンズ層を形成する工程と、
    を有する請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
16. 前記撥水パターンがパーフルオロポリエーテルを含有する請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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