JP2014198386A - インク吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル層の膜厚を大きくすることができると共に、ノズル層の基板からの剥がれを抑止することができるインク吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】基板のエネルギー発生素子が設けられた一方の面に、インク流路となる犠牲層と、第１レジストによって犠牲層の側壁部の上端部まで、又は、上端部よりも下側を囲んでインク室の下側側壁部１６となる下側インク流路壁を形成する下側インク流路壁形成工程と、下側インク流路壁を露光し現像してインク室の下側側壁部を形成する下側側壁部形成工程と、下側側壁部と犠牲層の上側に、第２レジストによって犠牲層を囲んで、下側側壁部と共にインク室３を区画するインク流路壁を形成すると共に、犠牲層の上側にノズル層を形成するインク室部形成工程と、インク流路壁及びノズル層１８を露光し現像してインク室とノズル層にインクを吐出するノズル２を形成するノズル形成工程と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等に用いられるインク吐出ヘッドの製造方法に関するものである。

従来より、インクジェットプリンタ等に用いられるインク吐出ヘッドの製造方法に関して種々提案されている。
例えば、インク吐出圧力発生素子が形成された基板上に溶解可能な樹脂にてインク流路となる固体層を形成する工程と、この固体層にインク流路壁及びノズルとなるネガ型のエポキシ樹脂に光酸発生触媒あるいは光増感剤の添加量を変えて多層塗布し、各層を同時に露光することにより、所望のテーパ形状を有するノズルを形成する工程と、前記固体層を溶出してインク流路を形成する工程と、から構成されるインクジェット記録ヘッドの製造方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−３０２７２号公報

前記した特許文献１に記載されたインクジェット記録ヘッドの製造方法では、インクを収容するインク室の流路壁は、ノズルを構成するネガ型のエポキシ樹脂と一度に露光し現像することによって形成される。

しかしながら、本願出願人は、インク室の流路壁とノズル層を構成するネガ型のエポキシ樹脂を一度に露光・現像することで基板上に形成し、このネガ型エポキシ樹脂の基板に対して垂直方向の高さ、つまり、ネガ型エポキシ樹脂の基板に対して垂直方向の膜厚を種々変化させてインク室の流路壁及びノズル層を形成する実験を行った。この結果、図１１に示すように、基板に対してネガ型エポキシ樹脂の垂直方向の膜厚が４０μｍ以上となるようにインク室の流路壁とノズル層を形成した場合には、インク室の流路壁とノズル層を構成するネガ型のエポキシ樹脂が、残留応力による歪みによって基板から剥がれる虞が高くなるという問題が発生した。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ノズル層の膜厚を大きくすることができると共に、ノズル層の基板からの剥がれを抑止することができるインク吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係るインク吐出ヘッドの製造方法は、インク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が一方の面に設けられた板状の基板を準備する準備工程と、前記一方の面に、インク流路となる犠牲層と、第１レジストによって前記犠牲層の側壁部の基板に対して垂直方向の上端部まで、又は、前記垂直方向の上端部よりも下側を囲んでインクを収容するインク室の下側側壁部となる下側インク流路壁を形成する下側インク流路壁形成工程と、前記下側インク流路壁を露光し現像することによって前記インク室の下側側壁部を形成する下側側壁部形成工程と、前記下側側壁部と前記犠牲層の上側に、第２レジストによって前記犠牲層を囲んで、前記下側側壁部と共にインクを収容するインク室を区画するインク流路壁を形成すると共に、前記犠牲層の上側にノズル層を形成するインク室部形成工程と、前記インク流路壁及び前記ノズル層を露光し現像することによって前記インク室と前記ノズル層にインクを吐出するノズルを形成するノズル形成工程と、前記ノズル形成工程の後に、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係るインク吐出ヘッドの製造方法は、請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記インク室部形成工程において、前記下側側壁部の前記基板に対して垂直方向の第１厚さは、前記下側側壁部の前記基板に対して垂直方向の上端面から前記ノズル層の前記基板に対して垂直方向の上端面までの第２厚さよりも小さいことを特徴とする。

また、請求項３に係るインク吐出ヘッドの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記下側流路壁形成工程において、前記下側インク流路壁の前記基板に対して垂直方向の厚さは、４０μｍ未満であることを特徴とする。

更に、請求項４に係るインク吐出ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記下側インク流路壁形成工程において、前記下側インク流路壁を形成する第１レジストと、前記インク室部形成工程において、前記インク流路壁及び前記ノズル層を形成する第２レジストとは、同じレジスト材料であることを特徴とする。

請求項１に係るインク吐出ヘッドの製造方法では、エネルギー発生素子が形成された基板上に、インク流路となる犠牲層と、第１レジストによって犠牲層の側壁部の基板に対して垂直方向の上端部まで、又は、犠牲層の基板に対して垂直方向の上端部よりも下側を囲んでインクを収容するインク室の下側側壁部を形成する。その後、第２レジストによって下側側壁部の上側にインク流路壁及びノズル層を形成する。

これにより、下側側壁部の基板に対して垂直方向の高さは、犠牲層の基板に対して垂直方向の上端部の高さ以下に形成されるため、下側側壁部の膜厚を小さくすることができ、残留応力による歪みを小さくして下側側壁部の基板からの剥がれを抑止することができる。また、下側側壁部の上側にインク流路壁及びノズル層を形成することができ、インク室内の基板に対して垂直方向の高さを容易に高くし、インク室に収容可能なインク量の増大化を図ることができる。

また、請求項２に係るインク吐出ヘッドの製造方法では、下側側壁部の基板に対して垂直方向の第１厚さは、下側側壁部の基板に対して垂直方向の上端面からノズル層の基板に対して垂直方向の上端面までの第２厚さよりも小さいため、下側側壁部の第１厚さを確実に小さくすることができる。また、下側側壁部の基板に対して垂直方向の上端面からノズル層の基板に対して垂直方向の上端面までの第２厚さを大きくすることが可能となり、ノズル層の膜厚を容易に厚くすることができる。

また、請求項３に係るインク吐出ヘッドの製造方法では、下側インク流路壁の基板に対して垂直方向の厚さは、４０μｍ未満であるため、下側側壁部の基板に対して垂直方向の厚さを４０μｍ未満にすることができ、下側側壁部の基板からの剥がれを更に抑止することができる。

更に、請求項４に係るインク吐出ヘッドの製造方法では、下側インク流路壁を形成する第１レジストと、インク流路壁及びノズル層を形成する第２レジストとは、同じレジスト材料であるため、下側側壁部と、下側側壁部の上側に形成されるインク流路壁及びノズル層との密着性を高めることができる。また、インク流路壁及びノズル層を形成する製造工程の簡易化及び製造コストの削減化を図ることができる。

本実施形態に係るインク吐出ヘッドを示す斜視図である。 図１のＸ１−Ｘ１矢視断面図である。 本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造方法を示す工程断面図で、基板上にヒータと耐キャビテーション膜と密着層を形成した状態を模式的に示す図である。 図３に続いて、犠牲層を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。 図４に続いて、下側流路壁形成層を形成して、フォトマスク介して露光した状態を模式的に示す工程断面図である。 図５に続いて、現像して下側側壁部を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。 図６に続いて、インク室形成層を形成して、フォトマスク介して露光した状態を模式的に示す工程断面図である。 図７に続いて、現像してノズル及び上側ノズル層を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。 図８に続いて、インク供給口を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。 本発明の下側側壁部の膜厚と、上側ノズル層の膜厚とをそれぞれ変化させたときにおける、インク室部の基板からの剥がれ発生実験の実験結果の一例を示す図である。 従来の１回の露光、現像によってインク流路壁とノズル層を形成したときにおける、インク室部を形成するネガ型エポキシ樹脂の膜厚に対するインク室部の基板からの剥がれ発生実験の実験結果の一例を示す図である。

以下、本発明に係るインク吐出ヘッドの製造方法について具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るインク吐出ヘッド１の概略構成について図１及び図２に基づいて説明する。尚、以下の説明において、図１の上方向、下方向が、それぞれインク吐出ヘッド１の上方向、下方向である。

［インク吐出ヘッド１の概略構成］
図１及び図２に示すように、インク吐出ヘッド１は、インクを吐出する複数のノズル２が、所定のピッチで一方向に２列に並んで形成されている。各ノズル２は、それぞれインク室３に連通している。各インク室３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５がそれぞれ設けられ、保護膜６が積層されてノズル２に対応する部分に耐キャビテーション膜７が形成されている。

また、インク供給口８が、インク吐出ヘッド１の下面からシリコン製の基板１１の表裏面を上下方向に貫通して、２列のヒータ５の間に開口し、各インク室３へインクが供給される。各インク室３に供給されたインクは、ヒータ５の加熱によりその一部が気泡となって、インク室３内のインクを押し出し、ノズル２から吐出される。尚、ヒータ５に替えて、ピエゾ素子を設け、このピエゾ素子に電圧をかけて変形させ、インク室３内のインクをノズル２から吐出するようにしてもよい。

図２に示すように、インク吐出ヘッド１の層構造は、各ヒータ５を駆動する駆動回路１２等が形成された基板１１と、ヒータ５と、インク室部１５とから主に構成されている。インク室部１５は、基板１１の一方の面（例えば、上面）に形成される。インク室部１５は、下側側壁部１６と上側ノズル層１７とから構成されている。

下側側壁部１６は、基板１１から上方に立設されてインク室３を区画するインク流路壁１９の基板１１に対して垂直方向の上端部までの部分、又は、上端部よりも低い部分を構成する。上側ノズル層１７は、下側側壁部１６の上側に形成されて、下側側壁部１６と共にインク室３を区画するインク流路壁１９を形成すると共に、インク流路壁１９の上端から横方向に延出されてインク流路の天井部を構成するノズル層１８を形成する。

下側側壁部１６は各ヒータ５及び各耐キャビテーション膜７を囲み、エポキシ樹脂からなる密着層２１を介してヒータ５上に形成された保護膜６に接合されている。また、下側側壁部１６の上側に形成された上側ノズル層１７に形成された各ノズル２は、ヒータ５のほぼ真上に設けられている。尚、下側側壁部１６と上側ノズル層１７とによって形成されるインク流路壁１９は、ヒータ５及びインク供給口８を全周に渡って囲む態様であっても、一部や一辺が開口した状態で囲む態様であっても、どちらでも差し支えない。尚、上側ノズル層１７の上端面１７Ａにおいて、各ノズル２の吐出口を囲む面上にのみ撥水層を形成してもよい。

基板１１は、結晶方位が＜１００＞面のシリコンからなる。但し、結晶方位は＜１００＞面に限定されるわけではなく、例えば、＜１１０＞面等の他の結晶方位でもよい。各ヒータ５は、上下に電極２２が積層され、駆動回路１２から駆動電流が供給され発熱駆動される。また、両側縁部の各電極２２上には、駆動回路１２に対して駆動信号や電力を供給するための電極パッド２３が形成されている。

［インク吐出ヘッド１の製造方法］
以下、インク吐出ヘッド１の製造方法を図３乃至図９と図２に基づいて説明する。
先ず、図３に示すように、シリコン製の基板１１の上に駆動回路１２を形成し、この駆動回路１２の両側縁部に各電極２２を形成する。続いて、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、駆動回路１２等の上側に、絶縁膜２５となる酸化シリコン（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を、１μｍ〜５μｍの厚さになるように形成する。また、基板１１の裏面の全面に、酸化膜２６となる酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を、プラズマＣＶＤ、若しくは、駆動回路１２を形成する工程中の熱酸化により１μｍ〜５μｍの厚さになるように形成する。

続いて、絶縁膜２５の上に、スパッタリング法によって、ヒータ５の発熱抵抗体となるタンタルアルミニウム（Ｔａ−Ａｌ）を３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成し、その後、ヒータ５の電極２２となるアルミ銅（Ａｌ−Ｃｕ）を２００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さに形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、タンタルアルミニウム層とアルミ銅層とを予め定められた形状にパターニングする。タンタルアルミニウム層とアルミ銅層は、ドライエッチングによって同時に配線パターンの形状が形成される。

その後、フォトリソグラフィ法によって、ヒータ５の配置部分等をパターニングする。ヒータ５の配置部分等に対応するアルミ銅層は、ウエットエッチングにより除去されて、ヒータ５の配置部分をパターニングした形状が形成される。

更に、プラズマＣＶＤ法によって、保護膜６となる窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を２００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さに形成する。その後、保護膜６の上に、スパッタリング法によって、耐キャビテーション膜７となるタンタル（Ｔａ）を１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、タンタル膜及び保護膜６をパターニングする。耐キャビテーション膜７及び電極パッド２３の配置部分に対応する保護膜６は、ドライエッチングによって除去する。続いて、メッキバンプ等によって、電極パッド２３を形成する。

続いて、保護膜６の上に、例えば、スピンコートによって、密着層２１となるエポキシ樹脂をベースとして感光した部分が残るネガ型レジスト（例えば、日本化薬株式会社製の光硬化エポキシ樹脂ＳＵ−８等である。）を１μｍ〜３μｍの厚さに形成し、加熱（以下、「ベーク」という。）により乾燥させる。そして、フォトリソグラフィ法によって、密着層２１に対応する予め定められた形状にパターニングし、密着層２１を形成する。その後、高温でベークにより硬化させ、基板との密着性を高める。

次に、図４に示すように、保護膜６の上に、例えば、スピンコートによって、犠牲層２７となる感光した部分が溶解するポジ型レジスト（例えば、東京応化工業株式会社製のＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ等である。）を、例えば、２０μｍ〜４０μｍの厚さに形成し、ベークにより乾燥する。そして、フォトリソグラフィ法により、ポジ型レジストをインク流路となる形状にパターニングした後、弱アルカリ水溶液で現像して犠牲層２７を形成する。

次に、図５に示すように、犠牲層２７の側壁部２７Ａの基板１１に対して垂直方向の上端部まで、又は、垂直方向の上端部よりも下側を囲むように、例えば、スピンコートによって、ネガ型レジスト（例えば、日本化薬株式会社製の光硬化エポキシ樹脂ＳＵ−８等である。）を、密着層２１の上端面２１Ａから４０μｍ未満の厚さ、好ましくは、２０μｍ〜３５μｍの厚さになるように形成する。ネガ型レジストは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等にシランカップリング剤、光重合開始剤を混合し、キシレンやトルエン等の炭化水素系溶剤に溶解したものである。

その後、７０℃前後でベークにより乾燥させ、下側側壁部１６となる下側流路壁形成層２８を保護膜６の全面を覆うように形成する。従って、下側側壁部１６の厚さＴ１は、犠牲層２７の上端面２７Ｂを上側に超えない厚さで、且つ、密着層２１の上端面２１Ａから４０μｍ未満の厚さ、好ましくは、約２０μｍ〜３５μｍの厚さになるように形成される。

続いて、フォトマスク３１を下側流路壁形成層２８の上に載置し、紫外線露光を行って、下側側壁部１６をパターニングする。このフォトマスク３１は、下側側壁部１６よりも外側の部分を遮光する遮光部３１Ａと、犠牲層２７に対向する部分を遮光する遮光部３１Ｂと、下側側壁部１６に対向する部分が透過する透過部３１Ｃとから構成されている。これにより、下側流路壁形成層２８の各遮光部３１Ａ、３１Ｂに対向する部分は、紫外線が遮光され、感光されない。そして、透過部３１Ｃに対向する部分は、密着層２１に達する深さまで紫外線によって感光される。

次に、図６に示すように、犠牲層２７を溶解しないキシレン若しくはトルエンを用いて下側流路壁形成層２８を現像した後、７０℃前後でベークすることによって、犠牲層２７の側壁部２７Ａの上端を超えないように囲む下側側壁部１６が形成される。従って、密着層２１の上面に、犠牲層２７の側壁部２７Ａの上端を超えない、４０μｍ未満の厚さ、好ましくは、２０μｍ〜３５μｍの厚さＴ１の下側側壁部１６が形成される。

次に、図７に示すように、下側側壁部１６と犠牲層２７の上側に、例えば、スピンコートによって、下側側壁部１６を形成したネガ型レジストと同じネガ型レジスト（例えば、日本化薬株式会社製の光硬化エポキシ樹脂ＳＵ−８等である。）を犠牲層２７の上端面２７Ｂから２０μｍ〜６０μｍの厚さになるように形成する。つまり、下側側壁部１６と犠牲層２７の上側に、ネガ型レジストを下側側壁部１６の上端面から２５μｍ〜８０μｍの厚さＴ２、即ち、下側側壁部１６の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２になるように形成する。

その後、７０℃前後でベークにより乾燥させ、上側ノズル層１７となるインク室形成層３２を犠牲層２７、下側側壁部１６及び保護膜６の全面を覆うように形成する。従って、ノズル層１８の厚さは、犠牲層２７の上端面２７Ｂから２０μｍ〜６０μｍの厚さに形成される。また、下側側壁部１６の上端面から上側ノズル層１７の上端面１７Ａまでの厚さＴ２は、２５μｍ〜８０μｍの厚さに形成される。

続いて、フォトマスク３３をインク室形成層３２の上に載置し、紫外線露光を行って、上側ノズル層１７をパターニングする。このフォトマスク３３は、上側ノズル層１７よりも外側、つまり、インク室部１５（図２参照）よりも外側の部分を遮光する遮光部３３Ａと、各ノズル２の吐出口に対応する部分を遮光する遮光部３３Ｂと、上側ノズル層１７に対向する部分が透過する透過部３３Ｃとから構成されている。これにより、インク室形成層３２の各遮光部３３Ａ、３３Ｂに対向する部分は、紫外線が遮光され、感光されない。そして、透過部３３Ｃに対向する部分は、下側側壁部１６及び犠牲層２７に達する深さまで紫外線によって感光される。

次に、図８に示すように、犠牲層２７を溶解しないキシレン若しくはトルエンを用いてインク室形成層３２を現像した後、７０℃前後でベークすることによって、下側側壁部１６と犠牲層２７の上側に、犠牲層２７を囲む上側ノズル層１７が、下側側壁部１６の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２で形成される。従って、基板１１の上面に、下側側壁部１６と上側ノズル層１７とから構成される厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）のインク室部１５が形成される。

つまり、犠牲層２７を囲んでインク室３を区画するインク流路壁１９と、このインク流路壁１９と犠牲層２７との上側に形成されたノズル層１８とから構成される厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）のインク室部１５が形成される。また、各ノズル２が犠牲層２７の上側に形成されたノズル層１８に形成される。

次に、図９に示すように、基板１１の下面の酸化膜２６上に、例えば、スピンコートによって、ポジ型レジスト（例えば、東京応化工業株式会社製のＯＦＰＲ−８００等である。）を１μｍ程度の厚さに形成し、ベークにより硬化する。そして、フォトリソグラフィ法により、ポジ型レジストをインク供給口８に対応する形状に現像してパターニングした後、酸化膜２６をドライエッチング、またはウエットエッチング等によってインク供給口８に対応する形状にパターニングした後、ポジ型レジストを除去する。

続いて、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）水溶液等のアルカリ溶液を用いたウエットエッチングによって、酸化膜２６から基板１１の上面に向かってＳｉ異方性エッチング（化学的エッチング）を行う。基板１１の異方性は＜１００＞又は＜１１０＞であるため、基板１１の裏面から進行するＳｉ異方性エッチングは、基板１１の上面に形成された絶縁膜２５に容易に到達し、インク供給口８が形成される。その後、ドライエッチング等により、インク供給口８の上に位置する絶縁膜２５、保護膜６を除去する。

次に、図２に示すように、全体をアセトンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等の有機溶剤に浸すことによって、犠牲層２７を有機溶剤に溶解させ、インク供給口８から流出させて除去し、乾燥する。これにより、インク室部１５内に、各インク室３及び各インク室３とインク供給口８とを連通するインク流路が形成される。その後、基板１１をダイシングソー等によって切断分離することによって、インク吐出ヘッド１がチップ化される。

尚、基板１１をダイシングソー等によって切断分離する前に、上側ノズル層１７の上端面１７Ａにおいて、各ノズル２の吐出口を囲む面上にのみ撥水層を形成してもよい。具体的には、スプレーコートによって、感光性を有する撥水材料を液体微粒子にして、ノズル層１８の上に、基板１１の上面に対して略垂直に吹き付け、３０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さに形成してもよい。

その後、７０℃前後でベークにより乾燥させ、上記フォトマスク３３を、インク室部１５の上に載置し、紫外線露光を行って、撥水層をパターニングする。次に、全体をアセトンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等の有機溶剤に浸すことによって、硬化していない撥水材料を除去し、ノズル層１８の上端面において、各ノズル２の吐出口を囲む面上にのみ撥水層を形成するようにしてもよい。

ここで、前記インク吐出ヘッド１の製造方法によって、下側側壁部１６と上側ノズル層１７の基板１１に対して垂直方向の各厚さＴ１、Ｔ２を変化させたときにおける、インク室部１５の基板１１からの剥がれ発生実験の実験結果の一例について図１０に基づいて説明する。尚、犠牲層２７の基板１１に対して垂直方向の厚さは、４０μｍの厚さに形成した。

図１０に示すように、下側側壁部１６の厚さＴ１を３２μｍ、上側ノズル層１７の厚さＴ２を４０μｍとし、合計厚さを７２μｍとした場合には、インク室部１５の基板１１からの剥がれは、発生しなかった。また、下側側壁部１６の厚さＴ１を３０μｍ、上側ノズル層１７の厚さＴ２を６０μｍとし、合計厚さを９０μｍとした場合にも、インク室部１５の基板１１からの剥がれは、発生しなかった。更に、下側側壁部１６の厚さＴ１を２０μｍ、上側ノズル層１７の厚さＴ２を８０μｍとし、合計厚さを１００μｍとした場合にも、インク室部１５の基板１１からの剥がれは、発生しなかった。

従って、厚さＴ１が２０μｍの厚さの下側側壁部１６の上側に、厚さＴ２が８０μｍの上側ノズル層１７を形成して、インク室部１５の厚さが１００μｍに達しても、基板１１からの剥がれは、発生していない。これは、下側側壁部１６の厚さＴ１を、２０μｍ〜３２μｍ程度の厚さにすることによって、上側ノズル層１７の基板１１との熱膨張係数の差に基づく歪み変形量が緩和されるため、インク室部１５の厚さを４０μｍ以上に形成しても、インク室部１５の基板１１からの剥がれが抑止されるものと考えられる。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るインク吐出ヘッド１の製造方法では、ヒータ５が形成された基板１１上に、インク流路となる犠牲層２７と、エポキシ樹脂等によるネガ型レジストによって犠牲層２７の側壁部２７Ａの上端を超えない、４０μｍ未満の厚さＴ１、好ましくは、２０μｍ〜３５μｍの厚さＴ１の下側側壁部１６を形成する。その後、下側側壁部１６を形成したネガ型レジストと同じネガ型レジストによって下側側壁部１６の上端面から２５μｍ〜８０μｍの厚さＴ２、即ち、下側側壁部１６の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２の上側ノズル層１７を形成して、インク流路壁１９及びノズル層１８から構成されるインク室部１５を形成する。

これにより、下側側壁部１６の基板１１に対して垂直方向の厚さＴ１は、犠牲層２７の基板に対して垂直方向の上端部の厚さ以下、つまり、厚さＴ１は４０μｍ未満に形成されるため、下側側壁部１６の厚さＴ１を小さくすることができ、残留応力による歪みを小さくして下側側壁部１６の基板１１からの剥がれを抑止することができる。また、下側側壁部１６の上側にインク流路壁１９及びノズル層１８となる上側ノズル層１７を、下側側壁部１６の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２で形成することができ、インク室３内の基板１１に対して垂直方向の高さを容易に高くし、インク室３に収容可能なインク量の増大化を図ることができる。

また、下側側壁部１６の基板１１に対して垂直方向の厚さＴ１は、下側側壁部１６の基板１１に対して垂直方向の上端面から上側ノズル層１７の基板に対して垂直方向の上端面までの厚さＴ２よりも小さいため、下側側壁部１６の厚さＴ１を確実に小さくすることができる。また、下側側壁部１６の基板１１に対して垂直方向の上端面から上側ノズル層１７の基板１１に対して垂直方向の上端面までの厚さＴ２を２５μｍ〜８０μｍの厚さに大きくすることが可能となり、ノズル層１８の膜厚を容易に厚くすることができる。

更に、下側側壁部１６を形成するネガ型レジストと、上側ノズル層１７を形成するネガ型レジストとは、同じレジストであるため、下側側壁部１６と、下側側壁部１６の上側に形成される上側ノズル層１７との密着性を高めることができる。また、下側側壁部１６及び上側ノズル層１７、つまり、インク流路壁１９及びノズル層１８から構成されるインク室部１５を形成する製造工程の簡易化及び製造コストの削減化を図ることができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。

（Ａ）例えば、図７に示すインク室形成層３２に替えて、下側側壁部１６と犠牲層２７の上側に、例えば、スピンコートによって、下側側壁部１６を形成したネガ型レジストと同じネガ型レジストに光酸発生触媒あるいは光増感剤の添加量を変えて多層塗布し、フォトマスク３３によって各層を同時に紫外線露光を行うようにしてもよい。その後、犠牲層２７を溶解しないキシレン若しくはトルエンを用いて現像した後、７０℃前後でベークすることによって、所望のテーパ形状を有するノズルを形成するようにしてもよい。

（Ｂ）また、例えば、下側側壁部１６を基板１１に対して複数層積層すると共に、密着層２1の上端面２１Ａからの総厚さが４０μｍ未満になるように形成してもよい。これにより、下側側壁部１６の基板１１との熱膨張係数の差に基づく歪み変形量が緩和されるため、インク室部１５の厚さを４０μｍ以上に形成しても、インク室部１５の基板１１からの剥がれを更に抑止することができる。

１ インク吐出ヘッド
２ ノズル
３ インク室
５ ヒータ
１１ 基板
１５ インク室部
１６ 下側側壁部
１７ 上側ノズル層
１８ ノズル層
１９ インク流路壁
２７ 犠牲層
２８ 下側流路壁形成層
３１、３３ フォトマスク
３２ インク室形成層

Claims (4)

1. インク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が一方の面に設けられた板状の基板を準備する準備工程と、
   前記一方の面に、インク流路となる犠牲層と、第１レジストによって前記犠牲層の側壁部の基板に対して垂直方向の上端部まで、又は、前記垂直方向の上端部よりも下側を囲んでインクを収容するインク室の下側側壁部となる下側インク流路壁を形成する下側インク流路壁形成工程と、
   前記下側インク流路壁を露光し現像することによって前記インク室の下側側壁部を形成する下側側壁部形成工程と、
   前記下側側壁部と前記犠牲層の上側に、第２レジストによって前記犠牲層を囲んで、前記下側側壁部と共にインクを収容するインク室を区画するインク流路壁を形成すると共に、前記犠牲層の上側にノズル層を形成するインク室部形成工程と、
   前記インク流路壁及び前記ノズル層を露光し現像することによって前記インク室と前記ノズル層にインクを吐出するノズルを形成するノズル形成工程と、
   前記ノズル形成工程の後に、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
   を備えたことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記インク室部形成工程において、前記下側側壁部の前記基板に対して垂直方向の第１厚さは、前記下側側壁部の前記基板に対して垂直方向の上端面から前記ノズル層の前記基板に対して垂直方向の上端面までの第２厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記下側流路壁形成工程において、前記下側インク流路壁の前記基板に対して垂直方向の厚さは、４０μｍ未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記下側インク流路壁形成工程において、前記下側インク流路壁を形成する第１レジストと、前記インク室部形成工程において、前記インク流路壁及び前記ノズル層を形成する第２レジストとは、同じレジスト材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインク吐出ヘッドの製造方法。

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