JP2014162129A

JP2014162129A - Manufacturing method for liquid discharge head

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Publication number: JP2014162129A
Application number: JP2013035645A
Authority: JP
Inventors: Junichi Seki; 淳一関
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a liquid discharge head that can discharge stably liquid droplets with uniform liquid quantity and has a flow path communicated with a discharge port formed with high precision.SOLUTION: The manufacturing method for a liquid discharge head provided with a substrate in which energy generating elements are arranged and flow path wall members for forming an inner wall of flow paths that have a discharge port for discharging liquid and are communicated with the discharge port, includes the steps of: preparing the substrate; forming a die shape to make flow paths on the substrate; forming a first coating material layer including a first coating material as the flow path wall members on the die shape; imparting a second coating material with higher elasticity than that of the first coating material to a recessed portion of the first coating material layer; and pressing a planar die on the first coating material layer and the second coating material to make surfaces of the first coating material layer and the second coating material flat.

Description

本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head.

インク等の記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録方式（液体吐出記録方式）に適用されるインクジェットヘッドは、一般に以下の構成を備える。インク流路と、該インク流路の一部に設けられるインク滴を吐出するためのエネルギー発生素子と、該インク流路のインクをエネルギー発生素子のエネルギーによって吐出するための微細なインク吐出口（「オリフィス」とも呼ばれる）とを備える。 An inkjet head applied to an inkjet recording system (liquid ejection recording system) that performs recording by discharging a recording liquid such as ink generally has the following configuration. An ink flow path, an energy generating element for discharging an ink drop provided in a part of the ink flow path, and a fine ink discharge port (for discharging the ink in the ink flow path by the energy of the energy generating element) Also called “orifice”).

インクジェットヘッドには、圧電素子を用いるピエゾインクジェットヘッドと、薄膜抵抗素子を加熱し、その熱により発生した泡の圧力でインクを吐出するサーマルインクジェットヘッドがある。ピエゾインクジェットヘッドは、圧電素子の圧力によりインクを吐出するためインク種によらず吐出可能であるが、インクを吐出できるエネルギーを得るには素子の大きさが必要となるため、小型化には不向きである。これに対し、サーマルインクジェットヘッドの薄膜抵抗素子で生成する発泡エネルギーは、小型でもインクを吐出するに十分であるため、サーマルインクジェットヘッドは小型化に向いた方式である。サーマルインクジェットヘッドでは、薄膜抵抗素子による発泡エネルギー発生直後にオリフィスからインクが吐出され、液室内のインクがすべて吐出される前にインクが分離する場合と、液室内すべてのインクが吐出される場合とに大別される。前者はＢＪモードと呼ばれ、後者はＢＴＪモードと呼ばれる。 As the ink jet head, there are a piezo ink jet head using a piezoelectric element and a thermal ink jet head that heats a thin film resistance element and discharges ink with a pressure of bubbles generated by the heat. Piezo ink-jet heads can be ejected regardless of the type of ink because ink is ejected by the pressure of piezoelectric elements, but the size of the element is required to obtain energy that can eject ink, so it is not suitable for miniaturization. It is. On the other hand, since the foaming energy generated by the thin film resistance element of the thermal inkjet head is small enough to eject ink, the thermal inkjet head is suitable for miniaturization. In thermal inkjet heads, ink is ejected from the orifice immediately after the generation of foaming energy by the thin film resistor element, and the ink is separated before all the ink in the liquid chamber is ejected. It is divided roughly into. The former is called BJ mode and the latter is called BTJ mode.

ＢＪモードでは、温度によりインクの物性が変化するため、個々のノズルにおいて吐出時に分離したインク滴量にばらつきが生じ、紙面に着弾するインク滴量がばらつく場合がある。したがって、より高画質を要求する場合にはＢＴＪモードが適している。ＢＴＪモードでは、高画質記録のための微小インク滴の吐出を可能にするため、吐出量に影響を及ぼすヒーターと吐出口との間の距離が重要であり、これを高精度で加工することが要求されている。 In the BJ mode, the physical properties of the ink change depending on the temperature. Therefore, the amount of ink droplets separated at the time of ejection at each nozzle may vary, and the amount of ink droplets that land on the paper surface may vary. Therefore, the BTJ mode is suitable when higher image quality is required. In the BTJ mode, the distance between the heater and the ejection port that affects the ejection amount is important in order to enable ejection of minute ink droplets for high-quality recording, and this can be processed with high accuracy. It is requested.

これらのインクジェットヘッドを製造する方法としては、例えば特許文献１に開示される方法が用いられる。具体的には、エネルギー発生素子の形成された基板上にポジ型の感光性材料を被覆し、フォトリソグラフィー工程にてインク流路の型をパターニングする。次いでこれをインク流路壁となるネガ型の感光性材料で被覆し、フォトリソグラフィー工程にて前記インク流路の型に連通するインク吐出口を形成する。その後、インク流路の型に使用した感光性材料を除去してインクジェットヘッドを製造する。この方法は注型法とも称される。この製造方法によれば、半導体のフォトリソグラフィーの手法を適用しているため、インク流路、インク吐出口等の形成において極めて高精度で微細な加工が可能である。 As a method for manufacturing these ink jet heads, for example, a method disclosed in Patent Document 1 is used. Specifically, a positive photosensitive material is coated on a substrate on which an energy generating element is formed, and the ink flow path mold is patterned in a photolithography process. Next, this is covered with a negative photosensitive material which becomes an ink flow path wall, and an ink discharge port communicating with the ink flow path mold is formed in a photolithography process. Thereafter, the photosensitive material used for the ink flow path mold is removed to manufacture an ink jet head. This method is also called a casting method. According to this manufacturing method, since a semiconductor photolithography technique is applied, fine processing can be performed with extremely high accuracy in forming an ink flow path, an ink discharge port, and the like.

特許第３１４３３０７号公報Japanese Patent No. 3143307 米国特許第６７１６７６７号明細書US Pat. No. 6,716,767

近年では、より高いレベルで高画質化を行うため、吐出されるインク滴の体積を更に均一化することが要求されている。このため、前述したヒーターと吐出口との間の距離をより高い精度で加工することが求められている。 In recent years, in order to improve image quality at a higher level, it has been required to make the volume of ejected ink droplets more uniform. For this reason, it is required to process the distance between the heater and the discharge port described above with higher accuracy.

以下、図２を用いてインクジェットヘッドの製造方法における課題を説明する。特許文献１に示される製造方法において、基板１０１、エネルギー発生素子１０２及び流路となる型形状２０１を流路壁部材となる第１の被覆樹脂層２０２で被覆する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ドライフィルム埋込法等が適用できる。これらの方法は、半導体素子やディスプレイの製造工程で用いられる一般的な方法である。しかしながら、これらの方法を用いた場合、基板１０１上に存在する型形状２０１の形状の影響を受け、図２（ａ）に示すように第１の被覆樹脂層２０２表面にうねりが生じ、これにより最終的にヒーターと吐出口との間の距離にばらつきが生じる。また、スピンコート法又はスプレーコート法を適用する場合には、第１の被覆樹脂層２０２の乾燥時の流動性や表面張力の影響等によっても、ヒーターと吐出口との間の距離にばらつきが生じる。また、ドライフィルム埋込法を適用する場合には、ドライフィルム自体の膜厚分布等によっても、ヒーターと吐出口との間の距離にばらつきが生じる。 Hereinafter, problems in the method of manufacturing the ink jet head will be described with reference to FIG. In the manufacturing method shown in Patent Document 1, as a method of coating the substrate 101, the energy generating element 102, and the mold shape 201 serving as a flow path with the first coating resin layer 202 serving as a flow path wall member, a spin coating method, A spray coating method, a dry film embedding method, or the like can be applied. These methods are general methods used in the manufacturing process of semiconductor elements and displays. However, when these methods are used, the surface of the first coating resin layer 202 is swelled as shown in FIG. 2 (a) due to the influence of the shape of the mold shape 201 existing on the substrate 101. Eventually, variations occur in the distance between the heater and the discharge port. In addition, when applying the spin coating method or the spray coating method, the distance between the heater and the discharge port varies depending on the fluidity at the time of drying the first coating resin layer 202 and the influence of the surface tension. Arise. In addition, when the dry film embedding method is applied, the distance between the heater and the discharge port varies depending on the film thickness distribution of the dry film itself.

一方、特許文献２には、様々なパターンの形成された基板上に様々な材料を載せ、該材料に平坦な物体を接触させて該材料の表面を平坦化する方法が提案されている。この方法を特許文献１に開示された方法と組み合わせた場合、平板型２０３により第１の被覆樹脂層２０２表面を平坦化することで、前述の第１の被覆樹脂層２０２の乾燥時の流動性や表面張力の影響、ドライフィルム自体の膜厚分布等による影響を軽減できる。しかしながら、この場合図２（ｃ）に示すように、型形状２０１の間の部分に形成される第１の被覆樹脂層２０２の凹部に合わせて平板型２０３及び基板１０１が変形する。これにより、図２（ｄ）に示すように第１の被覆樹脂層２０２表面のうねりを補正しきれず、最終的に図２（ｅ）に示すようにヒーターと吐出口との間の距離にばらつきが生じる。 On the other hand, Patent Document 2 proposes a method in which various materials are placed on a substrate on which various patterns are formed, and a flat object is brought into contact with the material to planarize the surface of the material. When this method is combined with the method disclosed in Patent Document 1, the surface of the first coating resin layer 202 is flattened by the flat plate mold 203, whereby the fluidity during drying of the first coating resin layer 202 described above is obtained. And the influence of surface tension and the film thickness distribution of the dry film itself can be reduced. However, in this case, as shown in FIG. 2C, the flat plate mold 203 and the substrate 101 are deformed in accordance with the recesses of the first coating resin layer 202 formed in the portion between the mold shapes 201. As a result, the undulation on the surface of the first coating resin layer 202 cannot be corrected as shown in FIG. 2D, and finally the distance between the heater and the discharge port varies as shown in FIG. Occurs.

本発明は上述した課題を鑑みなされたものであって、均一液量の液滴を安定的に吐出することができ、かつ吐出口に連通する流路が高精度に形成された液体吐出ヘッドを製造することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a liquid discharge head capable of stably discharging a uniform amount of liquid droplets and having a flow path communicating with a discharge port with high accuracy. The purpose is to manufacture.

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、エネルギー発生素子が配置された基板と、液体を吐出する吐出口を有し、該吐出口に連通する流路の内壁を形成する流路壁部材と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板を用意する工程と、前記基板上に流路となる型形状を形成する工程と、前記型形状上に、流路壁部材となる第１の被覆材料を含む第１の被覆材料層を形成する工程と、前記第１の被覆材料層の凹部に、前記第１の被覆材料より高粘弾性の第２の被覆材料を付与する工程と、前記第１の被覆材料層及び前記第２の被覆材料上に平板型を押し付け、前記第１の被覆材料層及び前記第２の被覆材料の表面を平坦化する工程と、を含む。 A method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention includes a substrate on which an energy generating element is disposed, a flow path wall member that has a discharge port that discharges liquid and forms an inner wall of a flow path that communicates with the discharge port. A method of manufacturing a liquid discharge head comprising: a step of preparing the substrate; a step of forming a mold shape to be a flow path on the substrate; and a flow path wall member on the mold shape. Forming a first coating material layer containing one coating material, and applying a second coating material having a higher viscoelasticity than the first coating material to a recess of the first coating material layer; Pressing a flat plate mold on the first coating material layer and the second coating material, and planarizing the surfaces of the first coating material layer and the second coating material.

本発明によれば、均一液量の液滴を安定的に吐出することができ、かつ吐出口に連通する流路が高精度に形成された液体吐出ヘッドを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a liquid discharge head that can stably discharge a uniform amount of liquid droplets and that has a flow path communicating with a discharge port with high accuracy.

本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of the liquid discharge head manufactured by the method which concerns on this invention. インクジェットヘッドの製造方法における課題を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the subject in the manufacturing method of an inkjet head. 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示した模式的断面図である。It is typical sectional drawing which showed an example of the manufacturing method of the inkjet head which concerns on this invention. 本発明における第２の被覆材料の塗布方法の一例を示した模式的上面図である。It is the typical top view which showed an example of the coating method of the 2nd coating material in this invention. 本発明における第２の被覆材料の塗布方法の一例を示した模式的上面図である。It is the typical top view which showed an example of the coating method of the 2nd coating material in this invention. 本発明における第２の被覆材料の塗布方法の一例を示した模式的上面図である。It is the typical top view which showed an example of the coating method of the 2nd coating material in this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施形態の一例を説明する。なお、本発明に係る方法により製造されるインクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドは、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。例えば、バイオッチップ作製や電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出することなどの用途にも用いることができる。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid discharge head such as an ink jet head manufactured by the method according to the present invention is combined with a printer, a copying machine, a facsimile having a communication system, a word processor having a printer unit, and various processing devices in combination. It can be installed in other industrial recording devices. For example, it can be used for applications such as biochip production, electronic circuit printing, and spraying a drug in a spray form.

図１は本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの一例の模式図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図１に示される液体吐出ヘッドは、インク等の液体を吐出するために用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１０２が所定のピッチで配置された基板１０１を有する。基板１０１には液体を供給する供給口１０６が設けられている。基板１０１上には、エネルギー発生素子１０２の上方に開口する液体を吐出する吐出口１０５を有し、供給口１０６から各吐出口１０５に連通する液体の流路１０３の内壁を形成する流路壁部材１０４が設けられている。 FIG. 1 is a schematic view of an example of a liquid discharge head manufactured by the method according to the present invention. 1A is a top view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. The liquid discharge head shown in FIG. 1 has a substrate 101 on which energy generating elements 102 that generate energy used for discharging a liquid such as ink are arranged at a predetermined pitch. The substrate 101 is provided with a supply port 106 for supplying a liquid. On the substrate 101, there is a discharge port 105 that discharges a liquid that opens above the energy generating element 102, and a flow channel wall that forms the inner wall of the liquid flow channel 103 that communicates from the supply port 106 to each discharge port 105. A member 104 is provided.

次いで、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。本発明に係る方法では、型形状の存在により第１の被覆材料層上に形成される凹部に、第１の被覆材料より高粘弾性の第二の被覆材料を付与し、平板型により平坦化を行う。この場合、凹部において高粘弾性の第二の被覆材料が支えとして機能するため、平板型による平坦化において凹部による平板型２０３及び基板１０１の変形を抑制することができる。これにより、第１の被覆樹脂層表面を十分に平坦化することができ、エネルギー発生素子と吐出口との間の距離を均一にすることができる。 Next, a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention will be described. In the method according to the present invention, a second coating material having a higher viscoelasticity than the first coating material is applied to the recess formed on the first coating material layer due to the presence of the mold shape, and the flat plate mold is used for planarization. I do. In this case, since the second coating material having high viscoelasticity functions as a support in the concave portion, deformation of the flat plate mold 203 and the substrate 101 due to the concave portion can be suppressed in flattening by the flat plate mold. Thereby, the surface of the first covering resin layer can be sufficiently flattened, and the distance between the energy generating element and the discharge port can be made uniform.

以下、図３を用いて本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例について説明する。図３は、図１（ｂ）に対応する各工程での切断面を表す液体吐出ヘッドの模式的断面図である。なお、インクジェットヘッドを、半導体プロセスを応用して製造する際には、通常１枚の基板上に複数のインクジェットヘッドを並べて製造し、これを切断して図１に示す状態にする。そこで、便宜上、図３では図１（ｂ）に対応するインクジェットヘッドを３個並べて示す。 Hereinafter, an example of a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid ejection head showing a cut surface in each step corresponding to FIG. When manufacturing an inkjet head by applying a semiconductor process, a plurality of inkjet heads are usually manufactured side by side on a single substrate and cut into the state shown in FIG. Therefore, for convenience, FIG. 3 shows three inkjet heads corresponding to FIG.

まず、エネルギー発生素子１０２が配置された基板１０１を準備する。基板としては特に限定されないが、例えばシリコン基板を用いることができる。 First, the substrate 101 on which the energy generating element 102 is arranged is prepared. Although it does not specifically limit as a board | substrate, For example, a silicon substrate can be used.

次に、基板１０１上に流路となる型形状２０１を形成する。型形状２０１の材料としてはレジスト材料を用いることができ、例えば光崩壊性ポジ型レジストを用いることができる。具体的には、ポリメチルイソプロペニルケトンなどを用いることができる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を用いてもよい。型形状２０１の形成方法としては、例えば溶媒で希釈したレジスト材料をスピンコート法により基板１０１上に塗布し、乾燥した後、流路パターンの描かれたマスクを介して露光し、現像することで形成することができる。図３に示すように、型形状２０１は基板１０１上に複数形成することができる。型形状２０１を複数形成する場合、型形状２０１の配列は特に限定されないが、例えば型形状２０１を縦横に直線状に配列させる、いわゆる長方配列状に配列させることができる。型形状２０１を複数形成する場合、各型形状２０１の間隔としては、第一の被覆材料層を形成した際に凹部が形成される間隔であれば特に限定されないが、例えば０．５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とすることができる。型形状２０１の厚みとしては、第一の被覆材料層を形成した際に凹部が形成される厚みであれば特に限定されないが、例えば２μｍ以上、５０μｍ以下とすることができる。 Next, a mold shape 201 serving as a flow path is formed on the substrate 101. As the material of the mold shape 201, a resist material can be used. For example, a photo-disintegrating positive resist can be used. Specifically, polymethyl isopropenyl ketone or the like can be used. These may use 1 type and may use 2 or more types. As a method for forming the mold shape 201, for example, a resist material diluted with a solvent is applied onto the substrate 101 by spin coating, dried, exposed through a mask on which a flow path pattern is drawn, and developed. Can be formed. As shown in FIG. 3, a plurality of mold shapes 201 can be formed on the substrate 101. When a plurality of mold shapes 201 are formed, the arrangement of the mold shapes 201 is not particularly limited. For example, the mold shapes 201 can be arranged in a so-called rectangular array in which the mold shapes 201 are linearly arranged vertically and horizontally. In the case of forming a plurality of mold shapes 201, the interval between the mold shapes 201 is not particularly limited as long as the recesses are formed when the first coating material layer is formed. For example, 0.5 mm or more, 20 mm It can be as follows. The thickness of the mold shape 201 is not particularly limited as long as the concave portion is formed when the first coating material layer is formed, and may be, for example, 2 μm or more and 50 μm or less.

次に、型形状上に、流路壁部材となる第１の被覆材料を含む第１の被覆材料層２０２を形成する。第１の被覆材料としては、光感光性樹脂を用いることが好ましく、光硬化性樹脂を用いることがより好ましい。光硬化性樹脂としては、カチオン重合系の樹脂やラジカル重合系の樹脂が挙げられる。カチオン重合系の樹脂の具体例としてはエポキシ樹脂が、ラジカル重合系の樹脂の具体例としてはアクリル樹脂が挙げられる。市販品では、ＥＨＰＥ−３１５０（商品名、（株）ダイセル製）等を用いることができる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を用いてもよい。第１の被覆材料層２０２の形成方法としては、例えば第１の被覆材料をスピンコート法により基板１０１上に塗布することで形成することができる。なお、第１の被覆材料層２０２はその表面に凹部が形成されるように形成する。例えば図３に示すように、基板１０１の表面全面に第１の被覆材料層２０２を形成すると、各型形状２０１の間に凹部が形成される。第１の被覆材料層２０２の厚みとしては特に限定されないが、例えば１μｍ以上、５０μｍ以下とすることができる。また、第１の被覆材料層２０２に形成される凹部の深さとしては、例えば１．５μｍ以上、３０μｍ以下とすることができる。 Next, a first coating material layer 202 containing a first coating material to be a flow path wall member is formed on the mold shape. As the first coating material, it is preferable to use a photosensitive resin, and it is more preferable to use a photocurable resin. Examples of the photocurable resin include cationic polymerization resins and radical polymerization resins. A specific example of the cationic polymerization resin is an epoxy resin, and a specific example of the radical polymerization resin is an acrylic resin. As a commercial product, EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) or the like can be used. These may use 1 type and may use 2 or more types. As a method for forming the first coating material layer 202, for example, the first coating material can be formed by applying the first coating material on the substrate 101 by a spin coating method. Note that the first coating material layer 202 is formed so that a concave portion is formed on the surface thereof. For example, as shown in FIG. 3, when the first coating material layer 202 is formed on the entire surface of the substrate 101, recesses are formed between the mold shapes 201. Although it does not specifically limit as thickness of the 1st coating material layer 202, For example, they are 1 micrometer or more and 50 micrometers or less. In addition, the depth of the recess formed in the first coating material layer 202 can be, for example, 1.5 μm or more and 30 μm or less.

次に、第１の被覆材料層２０２の凹部に、第１の被覆材料より高粘弾性の第２の被覆材料３０１を付与する（図３（ａ））。第２の被覆材料３０１としては、光感光性樹脂を用いることが好ましく、光硬化性樹脂を用いることがより好ましい。光硬化性樹脂としては、第１の被覆材料と同様の材料を用いることができる。また、例えば第１の被覆材料及び第２の被覆材料３０１として、光硬化性エポキシ樹脂同士等、お互いが化学結合する組み合わせを用いることが好ましい。 Next, the second coating material 301 having higher viscoelasticity than the first coating material is applied to the concave portion of the first coating material layer 202 (FIG. 3A). As the second coating material 301, it is preferable to use a photosensitive resin, and it is more preferable to use a photocurable resin. As the photocurable resin, the same material as the first coating material can be used. In addition, for example, as the first coating material and the second coating material 301, it is preferable to use a combination in which the photocurable epoxy resins are mutually chemically bonded.

第２の被覆材料３０１には、後述する平板型２０３によるプレス時の環境下、特にその温度下において、第１の被覆材料より高粘弾性の材料を使用する。仮に第２の被覆材料３０１として第１の被覆材料より低粘弾性の材料を使用した場合、後述するプレス工程において第２の被覆材料３０１が先に変形し、第１の被覆材料層２０２の凹部の支えとなることができない。このため、基板１０１及び平板型２０３の変形を抑制しきれず、結果として第１の被覆材料層２０２表面のうねりを低減することができない。 For the second coating material 301, a material having higher viscoelasticity than the first coating material is used in an environment during pressing by a flat plate mold 203, which will be described later, particularly at that temperature. If a material having a lower viscoelasticity than the first coating material is used as the second coating material 301, the second coating material 301 is deformed first in a pressing process described later, and the concave portion of the first coating material layer 202 is formed. Can not support. For this reason, the deformation of the substrate 101 and the flat plate mold 203 cannot be suppressed, and as a result, the undulation of the surface of the first coating material layer 202 cannot be reduced.

第２の被覆材料３０１と第１の被覆材料との粘弾性の差は、例えば揮発性溶媒の含有量の差により生み出すことが出来る。すなわち、第１の被覆材料及び第２の被覆材料３０１が揮発性溶媒を含み、揮発性溶媒の含有量の差により第２の被覆材料３０１が第１の被覆材料層より高粘弾性であることが好ましい。特に、第１の被覆材料から揮発性溶媒を除いた成分が、第２の被覆材料から揮発性溶媒を除いた成分と同一であることが好ましい。このような材料の組み合わせの場合、ベーク工程等で揮発性溶媒を気化し除去することで両者を同一組成とすることができるため、露光硬化後に両者をほぼ完全に一体化することができる。これにより、機械的強度が向上し、熱膨張量、硬化収縮量、耐候性及び耐薬品性を均一化できるため、インクジェットヘッドの高精度化とともに高信頼性が得られる。 The difference in viscoelasticity between the second coating material 301 and the first coating material can be generated by, for example, a difference in the content of volatile solvents. That is, the first coating material and the second coating material 301 contain a volatile solvent, and the second coating material 301 has higher viscoelasticity than the first coating material layer due to the difference in the content of the volatile solvent. Is preferred. In particular, the component obtained by removing the volatile solvent from the first coating material is preferably the same as the component obtained by removing the volatile solvent from the second coating material. In the case of such a combination of materials, both can be made to have the same composition by evaporating and removing the volatile solvent in a baking process or the like, so that both can be integrated almost completely after exposure and curing. As a result, the mechanical strength is improved and the thermal expansion amount, curing shrinkage amount, weather resistance, and chemical resistance can be made uniform, so that high accuracy and high reliability of the inkjet head can be obtained.

前述の粘弾性の差は、異なる組成の材料の組み合わせ等、他の方法でも生み出すことができる。特にプレス時の温度に対して、ガラス転移温度の高い材料を第２の被覆材料３０１として用い、ガラス転移温度の低い材料を第１の被覆材料として使用することにより、大きな粘弾性の差を生みだすことができる。また、第２の被覆材料３０１に光硬化性樹脂を用い、光照射により第２の被覆材料３０１を第１の被覆材料より高粘弾性にすることもできる。これらにおいても、光硬化性エポキシ樹脂同士等、お互いが化学結合する組み合わせを用いることが好ましい。なお、第１の被覆材料及び第２の被覆材料３０１の粘弾性は、一般的なレオメーター等により測定することができる。 The aforementioned viscoelastic difference can also be produced in other ways, such as a combination of materials of different compositions. In particular, by using a material having a high glass transition temperature as the second coating material 301 and using a material having a low glass transition temperature as the first coating material with respect to the temperature during pressing, a large difference in viscoelasticity is produced. be able to. Alternatively, a photocurable resin can be used for the second coating material 301, and the second coating material 301 can be made to have higher viscoelasticity than the first coating material by light irradiation. Also in these, it is preferable to use a combination in which the photocurable epoxy resins are chemically bonded to each other. The viscoelasticity of the first coating material and the second coating material 301 can be measured with a general rheometer or the like.

第２の被覆材料３０１を付与する方法としては、液体状態で塗布可能な材料であれば、ディスペンサやスクリーン印刷等、一般的な局所塗布手段が使用可能である。また、粘弾性の特に高い材料の場合には、あらかじめ所望の形状に別途成形した上で、これを第１の被覆材料層２０２の凹部に配置する等の方法も用いることができる。 As a method for applying the second coating material 301, a general local application means such as a dispenser or screen printing can be used as long as it is a material that can be applied in a liquid state. In the case of a material having particularly high viscoelasticity, a method in which the material is separately formed into a desired shape in advance and then disposed in the concave portion of the first coating material layer 202 can be used.

付与する第２の被覆材料３０１の高さは、後述する平板型２０３を押し付ける際の圧力、第１の被覆材料及び第２の被覆材料の粘弾性、第２の被覆材料を付与する面積、又は第２の被覆材料を付与する位置に応じて決定することができる。例えば、平板型２０３を押し付ける際の圧力が大きい場合、第２の被覆材料３０１の変形量が大きくなる上、基板１０１及び平板型２０３の変形量も大きくなるため、付与する第２の被覆材料３０１の高さは高い方が好ましい。また、第２の被覆材料３０１の粘弾性が小さい場合、第２の被覆材料３０１の変形量が大きくなるため、付与する第２の被覆材料３０１の高さは高い方が好ましい。また、第２の被覆材料を付与する面積が小さい場合、第２の被覆材料３０１の変形量が大きくなるため、付与する第２の被覆材料３０１の高さは高い方が好ましい。第２の被覆材料を付与する位置については後述する。 The height of the second coating material 301 to be applied is the pressure when pressing a flat plate mold 203 to be described later, the viscoelasticity of the first coating material and the second coating material, the area to which the second coating material is applied, or It can be determined according to the position where the second coating material is applied. For example, when the pressure at the time of pressing the flat plate mold 203 is large, the deformation amount of the second coating material 301 is increased, and the deformation amount of the substrate 101 and the flat plate mold 203 is also increased. The height of is preferably higher. Moreover, when the viscoelasticity of the 2nd coating material 301 is small, since the deformation amount of the 2nd coating material 301 becomes large, the one where the height of the 2nd coating material 301 to provide is higher is preferable. In addition, when the area to which the second coating material is applied is small, the deformation amount of the second coating material 301 is large, and thus the height of the second coating material 301 to be applied is preferably high. The position where the second coating material is applied will be described later.

このように、付与する第２の被覆材料３０１の高さは前述した各要素によって変化するものの、第２の被覆材料３０１が変形しつつ基板１０１と平板型２０３との間を支えることができることから、基板１０１からの第１の被覆材料層２０２表面の高さより高いことが好ましい。しかしながら、付与する第２の被覆材料３０１の高さが高すぎると、第２の被覆材料３０１が変形する際に安定した形状で変形できず、プレスされた第２の被覆材料３０１の高さがまちまちとなって、各吐出口１０５の基板１０１からの高さがばらつく場合がある。以上の理由から、具体的には、基板１０１からの第１の被覆材料層２０２表面の高さに対して、基板１０１からの第２の被覆材料３０１頂点の高さは、１．１倍以上、２．５倍以下であることが好ましく、１．２倍以上、１．８倍以下であることがより好ましい。 Thus, although the height of the second covering material 301 to be applied varies depending on each element described above, the second covering material 301 can be supported between the substrate 101 and the flat plate mold 203 while being deformed. The height of the surface of the first coating material layer 202 from the substrate 101 is preferably higher. However, if the height of the second coating material 301 to be applied is too high, the second coating material 301 cannot be deformed in a stable shape when deformed, and the height of the pressed second coating material 301 is too high. In some cases, the height of each discharge port 105 from the substrate 101 varies. For the above reasons, specifically, the height of the top of the second coating material 301 from the substrate 101 is 1.1 times or more the height of the surface of the first coating material layer 202 from the substrate 101. , Preferably 2.5 times or less, more preferably 1.2 times or more and 1.8 times or less.

第２の被覆材料３０１を付与する位置としては、第１の被覆樹脂層２０２の凹部内であれば特に限定されないが、例えば以下に示す位置に第２の被覆材料３０１を付与することができる。 The position for applying the second coating material 301 is not particularly limited as long as it is within the concave portion of the first coating resin layer 202. For example, the second coating material 301 can be applied at the following positions.

例えば、型形状２０１を取り囲むように第２の被覆材料３０１を付与することができる。具体的には、例えば図４に示すように、型形状２０１が縦横に直線状に配列した長方配列状に配列する場合、第２の被覆材料３０１を各型形状２０１の間の凹部全体に、長方格子状に付与することができる。この場合、第２の被覆材料３０１の使用量が多く、またその塗布時間も長くなるが、平板型２０３を支える面積が大きく、第２の被覆材料３０１の粘弾性があまり大きくとれない場合に好適である。また、吐出口１０５となる部分を全体に取り囲むように付与されるため、全体的な平坦性確保が容易である。 For example, the second coating material 301 can be applied so as to surround the mold shape 201. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, when the mold shapes 201 are arranged in a rectangular array in which the shapes 201 are linearly arranged in the vertical and horizontal directions, the second coating material 301 is placed over the entire recesses between the mold shapes 201. Can be applied in the form of a rectangular lattice. In this case, the amount of the second coating material 301 used is large and the application time becomes long, but it is suitable when the area supporting the flat plate mold 203 is large and the viscoelasticity of the second coating material 301 is not so large. It is. Moreover, since it is given so that the part used as the discharge outlet 105 may be surrounded as a whole, ensuring of flatness is easy.

また、基板１０１上に複数の型形状２０１が長方配列状に形成されるとき、凹部の交点に第２の被覆材料３０１を付与することができる。具体的には、例えば図５に示すように、第２の被覆材料３０１を各型形状２０１の頂点が相対する位置の凹部に点状に付与することができる。この位置は型形状２０１の間の凹部の交点にあたり、最も周囲に支えとなるものが少なく、基板１０１及び平板型２０３が最も大きく変形する部分である。ここに第２の被覆材料３０１を局所配置することで、第２の被覆材料３０１同士の間に広い凹部が残ることから、基板１０１及び平板型２０３の変形抑制能力の点では図４に示す配置には及ばないものの、小さい塗布面積で平坦性の改善が可能である。また、塗布時間の短縮と第２の被覆材料３０１の節約が可能である。 In addition, when the plurality of mold shapes 201 are formed in a rectangular array on the substrate 101, the second coating material 301 can be applied to the intersections of the recesses. Specifically, for example, as shown in FIG. 5, the second coating material 301 can be applied in the form of dots to the recesses at the positions where the apexes of the mold shapes 201 face each other. This position corresponds to the intersection of the recesses between the mold shapes 201 and is the part where the substrate 101 and the flat plate mold 203 are deformed most greatly because there are few supports around the periphery. Since the second covering material 301 is locally disposed here, a wide concave portion remains between the second covering materials 301, so that the arrangement shown in FIG. However, the flatness can be improved with a small coating area. In addition, the application time can be shortened and the second coating material 301 can be saved.

また、基板１０１上に複数のエネルギー発生素子１０２が並んで配置されるとき、エネルギー発生素子１０２の並び方向の延長線上にあたる凹部に第２の被覆材料３０１を付与することができる。具体的には、例えば図６に示すように、第２の被覆材料３０１をエネルギー発生素子１０２に対応する位置に形成される吐出口１０５（図６の時点では未形成）の並び方向の延長線上にあたる凹部に点状に付与することができる。ここで、並び方向とは物が２つ以上並ぶ方向を示す。この場合、基板１０１及び平板型２０３の変形抑制能力の点では図４に示す配置には及ばず、第２の被覆材料３０１の使用量は図５に示す配置より多い。しかしながら、平坦化対象である吐出口１０５付近の形状制御性が良く、精度とコスト（塗布時間及び被覆材料使用量）のバランスが良い配置である。 In addition, when the plurality of energy generating elements 102 are arranged side by side on the substrate 101, the second coating material 301 can be applied to the concave portions corresponding to the extended lines in the arrangement direction of the energy generating elements 102. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, on the extension line in the arrangement direction of the discharge ports 105 (not formed at the time of FIG. 6) in which the second coating material 301 is formed at a position corresponding to the energy generating element 102. It can give to the recessed part which hits like a dot shape. Here, the arrangement direction indicates a direction in which two or more objects are arranged. In this case, in terms of the deformation suppression capability of the substrate 101 and the flat plate mold 203, the amount of the second coating material 301 used is larger than that shown in FIG. However, the shape controllability near the discharge port 105 to be flattened is good and the balance between accuracy and cost (application time and amount of coating material used) is good.

次に、第１の被覆材料層２０２及び第２の被覆材料上に平板型２０３を押し付け、第１の被覆材料層２０２及び第２の被覆材料３０１の表面を平坦化する（図３（ｂ）及び（ｃ））。本発明では、第２の被覆材料３０１が第１の被覆材料層２０２の凹部において支えとなり、基板１０１及び平板型２０３の変形を抑制することができる。第１の被覆材料及び第２の被覆材料３０１の材料特性によっては流動性向上のために加熱下で、また、泡の混入を防ぐため真空下でこの工程を行うことができる。平板型２０３としては特に限定されないが、例えば溶融石英ガラスなどを用いることができる。また、表面に離型処理が施された平板型を用いることが、第１の被覆材料層２０２及び第２の被覆材料３０１の離型性向上の観点から好ましい。平板型２０３を押し付ける際の圧力としては、前述したように第２の被覆材料３０１の高さや材料の種類等によって適宜選択することができるが、例えば０．００１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以下とすることができる。 Next, the flat plate 203 is pressed onto the first coating material layer 202 and the second coating material, and the surfaces of the first coating material layer 202 and the second coating material 301 are planarized (FIG. 3B). And (c)). In the present invention, the second coating material 301 serves as a support in the concave portion of the first coating material layer 202, and deformation of the substrate 101 and the flat plate mold 203 can be suppressed. Depending on the material properties of the first coating material and the second coating material 301, this step can be performed under heating to improve fluidity and under vacuum in order to prevent mixing of bubbles. Although it does not specifically limit as the flat plate type | mold 203, For example, a fused silica glass etc. can be used. In addition, it is preferable to use a flat plate whose surface is subjected to a release treatment from the viewpoint of improving the release properties of the first coating material layer 202 and the second coating material 301. The pressure at the time of pressing the flat plate mold 203 can be appropriately selected depending on the height of the second coating material 301, the type of material, and the like as described above, and can be set to, for example, 0.001 MPa or more and 1 MPa or less. .

次に、平板型２０３を第１の被覆材料層２０２及び第２の被覆材料３０１から離型する（図３（ｄ））。その後、一般的なフォトリソグラフィー工程により吐出口１０５を形成し、異方性エッチング等により供給口１０６を形成する。さらに、型形状２０１を溶解除去し（図３（ｅ））、基板１０１を切り分けることでインクジェットヘッドを製造することができる。 Next, the flat plate mold 203 is released from the first coating material layer 202 and the second coating material 301 (FIG. 3D). Thereafter, the discharge port 105 is formed by a general photolithography process, and the supply port 106 is formed by anisotropic etching or the like. Furthermore, an ink jet head can be manufactured by dissolving and removing the mold shape 201 (FIG. 3E) and cutting the substrate 101 apart.

本発明に係る方法によれば、吐出液滴の液量のバラツキが低減され、均一液量の液滴を安定的に繰り返し吐出することができ、かつ吐出口に連通する流路が高精度に形成された信頼性の高い液体吐出ヘッドを歩留まりよく製造することができる。 According to the method of the present invention, variations in the liquid volume of the discharged liquid droplets are reduced, liquid droplets of a uniform liquid volume can be discharged stably and repeatedly, and the flow path communicating with the discharge port can be highly accurate. The formed liquid ejection head with high reliability can be manufactured with a high yield.

［実施例１］
以下、図３を用いて本実施例について説明する。まずインクを吐出させるためのエネルギー発生素子とドライバーやロジック回路が配置された単結晶シリコンの基板１０１を準備した。次に基板１０１と同径の溶融石英ガラスからなる平行平面基板の表面をフッ素コーティング剤（ダイキン工業社製、オプツールＤＳＸ）にて離型処理した。これを平板型２０３として準備した。 [Example 1]
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG. First, a single crystal silicon substrate 101 on which an energy generating element for discharging ink, a driver, and a logic circuit are arranged was prepared. Next, the surface of a parallel flat substrate made of fused silica glass having the same diameter as that of the substrate 101 was subjected to mold release treatment with a fluorine coating agent (manufactured by Daikin Industries, Ltd., OPTOOL DSX). This was prepared as a flat plate mold 203.

次に基板１０１上に、光崩壊性ポジ型レジストからなるポジ型レジスト層を形成した。具体的には、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（株）製）を樹脂濃度が２０質量％になるように調節した。この液をスピンコート法によって基板１０１上に塗布し、ホットプレート上にて１２０℃の温度で３分間、引き続き窒素置換されたオーブンにて１５０℃の温度で３０分間プリベークを行い、５μｍの膜厚のポジ型レジスト層を形成した。その後、ポジ型レジスト層上に、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（製品名：ＵＸ−３０００、ウシオ電機（株）製）を用い、流路パターンの描かれたマスクを介して、１８０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量でＤｅｅｐ−ＵＶ光を照射した。その後、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）＝２／３の溶液により現像し、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）を用いてリンス処理を行うことで、基板１０１上に流路の形状を有する複数の型形状２０１を形成した。 Next, a positive resist layer made of a photo-disintegrating positive resist was formed on the substrate 101. Specifically, polymethyl isopropenyl ketone (trade name: ODUR-1010, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was adjusted so that the resin concentration was 20% by mass. This solution is applied onto the substrate 101 by spin coating, pre-baked at a temperature of 120 ° C. for 3 minutes on a hot plate, and then at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes in an oven purged with nitrogen, to a film thickness of 5 μm. A positive resist layer was formed. Thereafter, an exposure of 18000 mJ / cm ² is performed on the positive resist layer using a Deep-UV exposure apparatus (product name: UX-3000, manufactured by USHIO INC.) Through a mask on which a flow path pattern is drawn. Deep-UV light was irradiated in an amount. Thereafter, development is performed with a solution of methyl isobutyl ketone (MIBK) / xylene (Xylene) = 2/3, which is a nonpolar solvent, and rinsing is performed using xylene, thereby forming the shape of the flow path on the substrate 101. A plurality of mold shapes 201 having the above were formed.

次に、基板１０１上に、光硬化性樹脂を含む第１の被覆材料層を被覆した。該光硬化性樹脂としては以下の組成のレジスト溶液を使用した。
・ＥＨＰＥ−３１５０（商品名、（株）ダイセル製）１００質量部
・ＨＦＡＢ（商品名、セントラル硝子（株）製）２０質量部
・Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー（株）製）５質量部
・ＳＰ１７０（商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製）２質量部
・キシレン８０質量部
これをスピンコート法によって塗布し、光硬化性樹脂からなる流路壁となる第１の被覆樹脂層２０２を形成した。 Next, a first coating material layer containing a photocurable resin was coated on the substrate 101. As the photo-curable resin, a resist solution having the following composition was used.
EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) 100 parts by mass HFAB (trade name, manufactured by Central Glass Co., Ltd.) 20 parts by mass A-187 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) 5 parts by mass Part / SP170 (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 2 parts by mass / xylene 80 parts by mass This is applied by a spin coating method to form a first coating resin layer 202 to be a channel wall made of a photocurable resin. did.

次に各型形状２０１の間の部分に存在する第１の被覆樹脂層２０２の凹部に、光硬化性樹脂を含む第２の被覆材料を追加塗布した。該光硬化性樹脂としては以下の組成のレジスト溶液を使用した。
・ＥＨＰＥ−３１５０（商品名、（株）ダイセル製）１００質量部
・ＨＦＡＢ（商品名、セントラル硝子（株）製）２０質量部
・Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー（株）製）５質量部
・ＳＰ１７０（商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製）２質量部
・キシレン４０質量部
これをエア方式のディスペンサ（製品名：ＳｕｐｅｒΣＣＭＩＩ、武蔵エンジニアリング（株）製）を使用して、前記凹部に沿って線状に塗布し、図４に示すパターンで第２の被覆材料３０１を形成した。 Next, the 2nd coating material containing a photocurable resin was further apply | coated to the recessed part of the 1st coating resin layer 202 which exists in the part between each mold shape 201. FIG. As the photo-curable resin, a resist solution having the following composition was used.
EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) 100 parts by mass HFAB (trade name, manufactured by Central Glass Co., Ltd.) 20 parts by mass A-187 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) 5 parts by mass Part / SP170 (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 2 parts by mass / xylene 40 parts by mass Using an air-type dispenser (product name: SuperΣCMII, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.), along the recess. The second coating material 301 was formed in the pattern shown in FIG.

次に、基板１０１をホットプレート上にて９０℃の温度で３分間プリベークを行った。以上のようにして、図３（ａ）に示す状態とした。第２の被覆材料３０１は第１の被覆樹脂層２０２よりも塗布時の溶媒（キシレン）の含有量が少なく、これらを同時にプリベークした後も第２の被覆材料３０１の方が溶剤の含有量は少ない。このため、第２の被覆材料３０１は第１の被覆樹脂層２０２より高粘弾性（粘度が高い）であった。なお、第１の被覆樹脂層２０２表面露出部の基板１０１表面からの平均高さは１０μｍであり、第２の被覆材料３０１頂点の基板１０１表面からの高さは１２μｍであった。 Next, the substrate 101 was pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 3 minutes. As described above, the state shown in FIG. The second coating material 301 has less solvent (xylene) content at the time of application than the first coating resin layer 202, and the second coating material 301 has a solvent content after pre-baking these simultaneously. Few. For this reason, the 2nd coating material 301 was higher viscoelasticity (high viscosity) than the 1st coating resin layer 202. FIG. The average height of the exposed surface of the first coating resin layer 202 from the surface of the substrate 101 was 10 μm, and the height of the second coating material 301 from the surface of the substrate 101 was 12 μm.

次に、第１の被覆樹脂層２０２と平板型２０３の離型処理された面とを相対させ（図３（ｂ））、プレス装置（製品名：ＳＴ−５０、東芝機械（株）製）を用いて、両者を８０℃に加温し、真空環境下で０．１ＭＰａの圧力にてプレスした（図３（ｃ））。プレス後、平板型２０３を第１の被覆樹脂層２０２及び第２の被覆材料３０１の表面から離型した（図３（ｄ））。さらに、マスクアライナー（製品名：ＭＰＡ６００ＦＡ、キヤノン（株）製）を用い、吐出口パターンが描かれたマスクを介して、３０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量にてパターン露光した。次に、９０℃で１８０秒ＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）を行い、硬化させた。次に、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／３の溶液を用いて現像し、キシレンを用いてリンス処理を行うことで、吐出口１０５を形成した（図３（ｅ））。 Next, the first coating resin layer 202 and the surface of the flat plate mold 203 that have been subjected to the release treatment are made to face each other (FIG. 3B), and a press device (product name: ST-50, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) Both were heated to 80 ° C. and pressed under a vacuum environment at a pressure of 0.1 MPa (FIG. 3C). After pressing, the flat plate mold 203 was released from the surfaces of the first coating resin layer 202 and the second coating material 301 (FIG. 3D). Further, using a mask aligner (product name: MPA600FA, manufactured by Canon Inc.), pattern exposure was performed at an exposure amount of 3000 mJ / cm ² through a mask on which a discharge port pattern was drawn. Next, PEB (Post Exposure Bake) was performed at 90 ° C. for 180 seconds and cured. Next, development was performed using a solution of methyl isobutyl ketone / xylene = 2/3, and rinse treatment was performed using xylene, thereby forming the discharge port 105 (FIG. 3E).

次に、基板１０１の裏面に供給口１０６をエッチング処理により形成した。具体的には、保護層を基板１０１の表面全面に形成し、基板１０１の裏面にポジ型レジストでスリット状のエッチングマスクを形成した。８０℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中に基板１０１を浸漬することで、基板１０１に対して異方性エッチングを行い、供給口１０６を形成した。次に、保護層を除去した後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（製品名：ＵＸ−３０００、ウシオ電機（株）製）を用いて７０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で基板１０１全面に露光し、型形状２０１を可溶化した。そして基板１０１を乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬することで、型形状２０１を除去し、インクジェットヘッドを作製した。 Next, a supply port 106 was formed on the back surface of the substrate 101 by etching. Specifically, a protective layer was formed on the entire surface of the substrate 101, and a slit-like etching mask was formed on the back surface of the substrate 101 with a positive resist. By immersing the substrate 101 in an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at 80 ° C., anisotropic etching was performed on the substrate 101 to form the supply port 106. Next, after removing the protective layer, the entire surface of the substrate 101 was exposed with an exposure amount of 7000 mJ / cm ² using a Deep-UV exposure apparatus (product name: UX-3000, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). 201 was solubilized. Then, the mold 101 was removed by immersing the substrate 101 in methyl lactate while applying ultrasonic waves, and an ink jet head was manufactured.

上記の方法で作製したインクジェットヘッドは、図３（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さばらつきが０．５μｍ以下であり、均一な形状であった。また、基板１０１を切断し、図１（ｂ）及び（ｃ）に相当する断面を光学顕微鏡にて観察したが、流路壁１０４のうち、第１の被覆樹脂層２０２からなる部分と第２の被覆材料３０１からなる部分との間に継ぎ目や材料上の差異は観察されなかった。このインクジェットヘッドをプリンタに搭載し、インク吐出及び記録評価を行ったところ、安定な吐出量の液滴を飛翔させることが可能であり、得られた印字物は高品位であった。 As shown in FIG. 3E, the inkjet head manufactured by the above method had a uniform shape with a variation in height of each ejection port 105 from the substrate 101 of 0.5 μm or less. Further, the substrate 101 was cut, and the cross section corresponding to FIGS. 1B and 1C was observed with an optical microscope. Of the flow path wall 104, the portion composed of the first coating resin layer 202 and the second portion No difference in seam or material was observed between the coating material 301 and the material. When this ink jet head was mounted on a printer and ink ejection and recording evaluation were performed, it was possible to fly a droplet with a stable ejection amount, and the obtained printed matter was of high quality.

［実施例２］
本実施例と実施例１との差異は、第１の被覆樹脂層２０２と第２の被覆材料３０１の形成に関わる工程であるため、この工程について説明する。本実施例においては、実施例１と同様に基板１０１上に第１の被覆樹脂層２０２をスピンコート法により形成した後、第２の被覆材料３０１を塗布することなくホットプレート上にて９０℃の温度で３分間プリベークを行った。 [Example 2]
Since the difference between the present example and Example 1 is a process related to the formation of the first coating resin layer 202 and the second coating material 301, this process will be described. In this embodiment, after the first coating resin layer 202 is formed on the substrate 101 by the spin coating method as in the first embodiment, the second coating material 301 is not applied on the hot plate at 90 ° C. Pre-baking was performed at a temperature of 3 minutes.

次に実施例１における平板型２０３を別途用意し、その離型処理された表面に実施例１と同様のディスペンサを使用して、点状に光硬化性樹脂を塗布した。該光硬化性樹脂としては第１の被覆樹脂層２０２と同じ組成のものを使用した。さらにこの点状の光硬化性樹脂の載った平板型２０３をホットプレート上にて９０℃の温度で２０分間プリベークを行った。このとき、平板型２０３上の光硬化性樹脂は基板１０１上の光硬化性樹脂と元の組成比は同じものの、プリベーク時間が長いため、溶媒の含有量が少なく、高粘弾性（粘度が高い）である。また、平板型２０３上の光硬化性樹脂は非常に粘度が高いため、操作において実質固体として扱うことができる。 Next, the flat plate mold 203 in Example 1 was separately prepared, and a photocurable resin was applied to the surface of the mold release treatment in the form of dots using the same dispenser as in Example 1. As the photocurable resin, one having the same composition as the first coating resin layer 202 was used. Further, the flat plate mold 203 on which the dot-like photocurable resin was placed was pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 20 minutes. At this time, although the photocurable resin on the plate mold 203 has the same original composition ratio as the photocurable resin on the substrate 101, the pre-baking time is long, so the content of the solvent is small and the viscosity is high (high viscosity). ). Moreover, since the photocurable resin on the flat plate mold 203 has a very high viscosity, it can be treated as a substantially solid in operation.

次に平板型２０３からピンセットにて前記点状の光硬化性樹脂を取り外し、第１の被覆樹脂層２０２の凹部のうち、図５に示すように凹部の交点に前記点状の光硬化性樹脂を配置して、第２の被覆材料３０１を形成した。なお、第１の被覆樹脂層２０２表面露出部の基板１０１表面からの平均高さは１０μｍであり、第２の被覆材料３０１頂点の基板１０１表面からの高さは１８μｍであった。 Next, the spot-like photocurable resin is removed from the flat plate mold 203 with tweezers, and the spot-like photocurable resin is formed at the intersection of the concave portions of the first coating resin layer 202 as shown in FIG. To form a second coating material 301. The average height from the surface of the substrate 101 of the exposed portion of the first coating resin layer 202 was 10 μm, and the height from the surface of the substrate 101 at the top of the second coating material 301 was 18 μm.

以後、平板型２０３を用いたプレス以下の工程は実施例１と同様に行った。上記の方法で作製したインクジェットヘッドは、図３（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さばらつきが１μｍ以下であり、均一な形状であった。また、基板１０１を切断し、図１（ｂ）及び（ｃ）に相当する断面を光学顕微鏡にて観察したが、流路壁１０４のうち、第１の被覆樹脂層２０２からなる部分と第２の被覆材料３０１からなる部分との間に継ぎ目や材料上の差異は観察されなかった。このインクジェットヘッドをプリンタに搭載し、インク吐出及び記録評価を行ったところ、安定な吐出量の液滴を飛翔させることが可能であり、得られた印字物は高品位であった。 Thereafter, the steps following the press using the flat plate mold 203 were performed in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 3E, the inkjet head manufactured by the above method had a uniform shape with variations in height from the substrate 101 of each ejection port 105 being 1 μm or less. Further, the substrate 101 was cut, and the cross section corresponding to FIGS. 1B and 1C was observed with an optical microscope. Of the flow path wall 104, the portion composed of the first coating resin layer 202 and the second portion No difference in seam or material was observed between the coating material 301 and the material. When this ink jet head was mounted on a printer and ink ejection and recording evaluation were performed, it was possible to fly a droplet with a stable ejection amount, and the obtained printed matter was of high quality.

［実施例３］
本実施例と実施例２との差異は、第１の被覆樹脂層２０２と第２の被覆材料３０１の形成に関わる工程であるため、この工程について説明する。本実施例においては、実施例２と同様に平板型２０３を別途用意し、その離型処理された表面に点状に光硬化性樹脂を塗布した。さらに、この点状の光硬化性樹脂の載った平板型２０３をホットプレート上にて９０℃の温度で３分間プリベークを行った後、ＵＶ光源（製品名：ＵＬ−７５０、ＨＯＹＡＣＡＮＤＥＯＯＰＴＲＯＮＩＣＳ（株）製）を用いて５００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行った。このとき、平板型２０３上の光硬化性樹脂は基板１０１上の光硬化性樹脂と元の組成比は同じものの、光照射が行われているため高粘弾性（粘度が高い）である。また、平板型２０３上の光硬化性樹脂は一部成分の重合により固体となっているものの、その他は未反応のまま残っているため、後の露光工程で第１の被覆樹脂層２０２と重合し、化学的に強固に結合することが可能である。 [Example 3]
Since the difference between the present example and Example 2 is a process related to the formation of the first coating resin layer 202 and the second coating material 301, this process will be described. In the present example, a flat plate mold 203 was separately prepared in the same manner as in Example 2, and a photocurable resin was applied in a spot shape on the surface subjected to the mold release treatment. Further, after pre-baking the flat plate mold 203 on which the spot-like photocurable resin is placed on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 3 minutes, a UV light source (product name: UL-750, HOYA CANDEO OPTRONICS Co., Ltd.) ), And an exposure of 500 mJ / cm ² was performed. At this time, the photocurable resin on the plate mold 203 has the same composition ratio as that of the photocurable resin on the substrate 101, but has high viscoelasticity (high viscosity) because light irradiation is performed. In addition, although the photocurable resin on the flat plate 203 is solid due to polymerization of some components, the others remain unreacted, and thus polymerize with the first coating resin layer 202 in a later exposure step. However, it is possible to bond chemically and firmly.

次に平板型２０３から点状の光硬化性樹脂を取り外し、第１の被覆樹脂層２０２の凹部のうち、図６に示すようにエネルギー発生素子の並び方向の延長線上にあたる部分に点状の光硬化性樹脂を配置して、第２の被覆材料３０１を形成した。なお、第１の被覆樹脂層２０２表面露出部の基板１０１表面からの平均高さは１０μｍであり、第２の被覆材料３０１頂点の基板１０１表面からの高さは１４μｍであった。 Next, the spot-like photocurable resin is removed from the flat plate mold 203, and the spot-like light is applied to the portion of the concave portion of the first coating resin layer 202 that corresponds to the extended line in the arrangement direction of the energy generating elements as shown in FIG. The second coating material 301 was formed by arranging a curable resin. The average height of the exposed surface of the first coating resin layer 202 from the surface of the substrate 101 was 10 μm, and the height of the second coating material 301 from the surface of the substrate 101 was 14 μm.

以後、平板型２０３を用いたプレス以下の工程は実施例１と同様に行った。上記の方法で作製したインクジェットヘッドは、図３（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さばらつきが０．５μｍ以下であり、均一な形状であった。また、基板１０１を切断し、図１（ｂ）及び（ｃ）に相当する断面を光学顕微鏡にて観察したが、流路壁１０４のうち、第１の被覆樹脂層２０２からなる部分と第２の被覆材料３０１からなる部分との間に継ぎ目や差異は観察されなかった。 Thereafter, the steps following the press using the flat plate mold 203 were performed in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 3E, the inkjet head manufactured by the above method had a uniform shape with a variation in height of each ejection port 105 from the substrate 101 of 0.5 μm or less. Further, the substrate 101 was cut, and the cross section corresponding to FIGS. 1B and 1C was observed with an optical microscope. Of the flow path wall 104, the portion composed of the first coating resin layer 202 and the second portion No joints or differences were observed between the coating material 301 and the portion of the coating material 301.

［比較例１］
本比較例では、図２に示すように第１の被覆樹脂層２０２を被覆させた後に、第２の被覆材料３０１を塗布することなく平板型２０３でプレスした以外は実施例１と同様にインクジェットヘッドを作製した。この方法で作製したインクジェットヘッドは、図２（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さが３μｍ以上ばらついていた。このインクジェットヘッドをプリンタに搭載し、インク吐出及び記録評価を行ったところ、吐出量のばらつきに起因する文字のゆがみが見られた。 [Comparative Example 1]
In this comparative example, as shown in FIG. 2, after the first coating resin layer 202 was coated, the inkjet was performed in the same manner as in Example 1 except that the second coating material 301 was pressed without pressing the flat plate mold 203. A head was produced. As shown in FIG. 2E, the ink jet head manufactured by this method had a variation in the height of each ejection port 105 from the substrate 101 by 3 μm or more. When this ink jet head was mounted on a printer and ink ejection and recording evaluation were performed, distortion of characters due to variation in ejection amount was observed.

［比較例２］
本比較例では、第２の被覆材料３０１として第１の被覆樹脂層２０２の材料を用いた。すなわち、第２の被覆材料３０１と第１の被覆樹脂層２０２の粘弾性は同じである。それ以外は実施例１と同様にインクジェットヘッドを作製した。この方法で作製したインクジェットヘッドは、図２（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さが２μｍ以上ばらついていた。このインクジェットヘッドをプリンタに搭載し、インク吐出及び記録評価を行ったところ、吐出量のばらつきに起因する文字のゆがみが見られた。 [Comparative Example 2]
In this comparative example, the material of the first coating resin layer 202 was used as the second coating material 301. That is, the viscoelasticity of the second coating material 301 and the first coating resin layer 202 is the same. Otherwise, an ink jet head was produced in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 2E, the ink jet head manufactured by this method had a variation in the height of each ejection port 105 from the substrate 101 by 2 μm or more. When this ink jet head was mounted on a printer and ink ejection and recording evaluation were performed, distortion of characters due to variation in ejection amount was observed.

［比較例３］
本比較例では、第２の被覆材料３０１として以下の組成のレジスト溶液を使用した。
・ＥＨＰＥ−３１５０（商品名、（株）ダイセル製）１００質量部
・ＨＦＡＢ（商品名、セントラル硝子（株）製）２０質量部
・Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー（株）製）５質量部
・ＳＰ１７０（商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製）２質量部
・キシレン１６０質量部
すなわち、溶媒であるキシレンの含有量が多いため、第２の被覆材料３０１は第１の被覆樹脂層２０２より低粘弾性である。それ以外は実施例１と同様にインクジェットヘッドを作製した。 [Comparative Example 3]
In this comparative example, a resist solution having the following composition was used as the second coating material 301.
EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) 100 parts by mass HFAB (trade name, manufactured by Central Glass Co., Ltd.) 20 parts by mass A-187 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) 5 parts by mass Part / SP170 (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 2 parts by mass / xylene 160 parts by mass That is, since the content of xylene as a solvent is large, the second coating material 301 is lower than the first coating resin layer 202. Viscoelastic. Otherwise, an ink jet head was produced in the same manner as in Example 1.

上記の方法で作製したインクジェットヘッドは、図２（ｅ）に示されるように、各吐出口１０５の基板１０１からの高さが２μｍ以上ばらついていた。このインクジェットヘッドをプリンタに搭載し、インク吐出及び記録評価を行ったところ、吐出量のばらつきに起因する文字のゆがみが見られた。 As shown in FIG. 2E, the inkjet head manufactured by the above method had a variation in the height of each ejection port 105 from the substrate 101 by 2 μm or more. When this ink jet head was mounted on a printer and ink ejection and recording evaluation were performed, distortion of characters due to variation in ejection amount was observed.

１０１基板
１０２エネルギー発生素子
１０３流路
１０４流路壁部材
１０５吐出口
１０６供給口
２０１型形状
２０２第１の被覆樹脂層
２０３平板型
３０１第２の被覆樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102 Energy generating element 103 Channel 104 Channel wall member 105 Discharge port 106 Supply port 201 Mold shape 202 First coating resin layer 203 Flat plate mold 301 Second coating resin

Claims

A liquid discharge head manufacturing method comprising: a substrate on which an energy generating element is disposed; and a flow path wall member that has a discharge port for discharging a liquid and forms an inner wall of a flow path that communicates with the discharge port. ,
Preparing the substrate;
Forming a mold shape to be a flow path on the substrate;
Forming a first coating material layer including a first coating material to be a flow path wall member on the mold shape;
Applying a second coating material having a higher viscoelasticity than the first coating material to the recess of the first coating material layer;
Pressing a flat plate mold onto the first coating material layer and the second coating material to planarize the surfaces of the first coating material layer and the second coating material;
A method of manufacturing a liquid discharge head including:

The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the first coating material and the second coating material are photosensitive resins.

The first coating material and the second coating material contain a volatile solvent, and the second coating material has higher viscoelasticity than the first coating material due to a difference in content of the volatile solvent. Item 3. A method for manufacturing a liquid discharge head according to Item 1 or 2.

The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 3, wherein a component obtained by removing the volatile solvent from the first coating material is the same as a component obtained by removing the volatile solvent from the second coating material.

3. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the second coating material is a photocurable resin, and the second coating material is made to have higher viscoelasticity than the first coating material by light irradiation. .

6. The method according to claim 1, wherein, in the step of applying the second coating material to the concave portion of the first coating material layer, the second coating material is applied so as to surround the mold shape. Manufacturing method of the liquid discharge head.

In the step of applying the second coating material to the concave portion of the first coating material layer, when the plurality of mold shapes are formed in a rectangular array on the substrate, the second portion is formed at the intersection of the concave portions. The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the coating material is applied.

In the step of applying the second coating material to the concave portion of the first coating material layer, when a plurality of the energy generating elements are arranged side by side on the substrate, on the extension line in the arrangement direction of the energy generating elements The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the second covering material is applied to the concave portion corresponding to the concave portion.

9. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the second coating material to be applied is determined in accordance with viscoelasticity of the first coating material and the second coating material. Manufacturing method.

The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the second coating material to be applied is determined according to an area to which the second coating material is applied.

The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the second coating material to be applied is determined according to a position to which the second coating material is applied.

9. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the second coating material to be applied is determined according to a pressure when the flat plate mold is pressed.