JP2015093453A - 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体を安定に吐出できる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である液体吐出ヘッド。【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関する。

液体吐出ヘッドの基板の表面にはエネルギー発生素子が設けられている。該エネルギー発生素子に液体を導くために、基板には基板を貫通する供給口が形成されている。また、基板の表面には、エネルギー発生素子を熱したときの泡で液体を所望の方向へ飛ばすための流路形成部材が形成されている。該流路形成部材により、供給口からエネルギー発生素子の上面に液体を供給する流路が形成されている。また、該流路形成部材には液体を吐出するための吐出口が設けられている。

特許文献１には、微細な吐出口から微小なインク滴を吐出して、紙やＯＨＰフィルム等の被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が開示されている。しかしながら、非記録動作状態が続いて吐出口から長期にわたってインクが吐出されない場合には、吐出口内のインクが蒸発乾燥し、増粘及び固化したインクが吐出口内に詰まる場合がある。この場合、ヨレ（インクの吐出方向の変化）や吐出不良が生じるため、安定してインクを吐出できない場合がある。そのため、特許文献１では、吐出口近傍に微細な保湿穴を複数開け、吐出口周囲の湿度を保つことでヨレや吐出不良の発生を抑制している。

特開２００４−２０９７４１号公報

近年、精密な印字を行う観点から、吐出口から一度に飛ばされる液体の量が少なくなっている。また、吐出口から一度に飛ばされる液体の量を少なくするために、吐出口の開口面積が小さくなっている。一方、印字のスピードを保つためには、同じ時間で同じ量の液体を飛ばす必要がある。そのため、吐出口を高密度に配置する必要があり、かつ液体の流路も小さく高密度に配置する必要がある。

ここで、特許文献１に記載されているような保湿穴を形成するためには、吐出口周りにスペースが必要である。該スペースは流路内にも必要であり、保湿穴をあけると流路が大きくなるため、高密度に吐出口を配置できない。仮に保湿穴を配置できたとしても、十分な数の保湿穴を配置することはできず、保湿が不十分である。また、保湿穴をあけると強度が低下する課題がある。特に流路形成部材の厚さが薄いと強度が低下し、破損しやすくなる。また、流路内には液体が存在するため、保湿穴による強度の低下により、液体による流路形成部材の膨潤変形が大きくなる。

本発明は、液体を安定に吐出できる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
プラズマＣＶＤ法により前記流路形成部材を形成する工程を含み、
前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である。

本発明によれば、液体を安定に吐出できる液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図である。

［液体吐出ヘッド］
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える。流路形成部材は、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに、保持された液体を用いる外部への放湿を可能とするポーラス構造を有している。このポーラス構造は、流路形成部材の流路側から吐出口面側まで互いに連通する多数の空孔を有し、ポーラス構造のマトリクス（骨格）または空孔壁が無機材料から形成され、流路形成部材の空孔率は３０体積％以上である。

本発明では、流路形成部材が耐液性の高いポーラス構造を有する無機材料を含むことにより、高密度に吐出口を配置した場合にも、強度不足による変形をおこすことなく、流路から吐出口周囲に直接液体を送ることができる。また、流路形成部材の空孔率は３０体積％以上であるため、流路形成部材内の吐出口周囲に十分な量の放湿のための液体を供給することができ、十分な保湿を行うことができる。これにより、本発明に係る液体吐出ヘッドは液体を安定に吐出することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を図１に示す。図１ａ）は該液体吐出ヘッドの断面図であり、図１ｂ）は該液体吐出ヘッドの上面図である。図１に示される液体吐出ヘッドは、基板１０１と、吐出口１０４及び流路１１５を形成する流路形成部材１０３とを備える。基板１０１の表面には、エネルギー発生素子１０２が配置されている。エネルギー発生素子１０２としては、熱変換素子（ヒータ）や圧電素子が挙げられる。エネルギー発生素子１０２は基板１０１に接していてもよく、基板１０１から離れ、宙に浮いている部分を有していてもよい。また、基板１０１とエネルギー発生素子１０２との間には、絶縁層が設けられていることが好ましい。

基板１０１の表面には、吐出口１０４及び流路１１５を形成する流路形成部材１０３が形成されている。流路形成部材１０３のエネルギー発生素子１０２と対向する位置には、吐出口１０４が形成されている。本発明において流路形成部材１０３はポーラス構造を有する無機材料を含み、空孔率は３０体積％以上である。基板１０１には、供給口１０５が形成されている。供給口１０５は、流路１１５及び吐出口１０４に液体を供給する。供給口１０５から流路１１５に供給された液体には、エネルギー発生素子１０２から発生したエネルギーが与えられ、これにより吐出口１０４から液体が吐出される。

流路形成部材１０３は前記無機材料を含むためポーラス構造を有し、流路１１５内に満たされた液体は流路形成部材１０３内に蓄えられる。蓄えられた液体はポーラス構造を通り、外部と接する流路形成部材１０３の表面まで浸透し、蒸発する。本発明に係る液体吐出ヘッドをインクジェット記録ヘッドとして用いる場合には、特に記録動作が行われず、吐出口１０４周囲の湿度が低下した際にも、前記表面からインクの水性溶媒成分、例えば水及び／または揮発性の水性有機溶剤が蒸発するため吐出口１０４の周囲が保湿され、印字の安定性が保たれる。流路形成部材１０３は前記無機材料を９０質量％以上含むことが好ましく、９５質量％以上含むことがより好ましい。流路形成部材１０３が前記無機材料からなる、すなわち、前記無機材料を１００質量％含むことがさらに好ましい。

流路形成部材１０３の空孔率は、吐出口周囲に十分な量の液体を供給することができ、十分な保湿を行うことができる観点から、３０体積％以上である。該空孔率は４０体積％以上であることが好ましく、５０体積％以上であることがより好ましく、６０体積％以上であることがさらに好ましい。また、流路形成部材の強度の観点から、該空孔率は９０体積％以下であることが好ましく、８０体積％以下であることがより好ましく、７０体積％以下であることがさらに好ましい。なお、該空孔率は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により得られた画像データから、空孔の面積割合を算出して得た値である。

前記無機材料はＳｉ系の無機材料であることが好ましい。該無機材料は、エポキシ系の樹脂材料の１０倍以上の強度がある。そのため、該無機材料がポーラス構造を有するために流路形成部材１０３に空孔が多く形成されている場合にも、十分な強度を確保することができる。また、該無機材料は空孔に液体を吸収するが、膨潤による変形は起こさない。

前記無機材料はケイ素及び炭素を含むことがより好ましい。この時、本発明者らは、ケイ素に対する炭素の含有割合を増やすことで、液体に対する耐性が向上することを見出した。特に、前記無機材料のケイ素の含有率をＸ（ａｔｏｍ％）、炭素の含有率をＹ（ａｔｏｍ％）とする場合、Ｙ／Ｘが０．００１以上であることが好ましい。Ｙ／Ｘは０．０５以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。また、成膜性の観点から、Ｙ／Ｘは１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましい。なお、Ｘ及びＹは光電子分光装置（ＸＰＳ）により測定した値である。以下に示す各元素の含有率の測定も同様である。また、無機材料中のケイ素と炭素は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）として存在することが好ましい。無機材料中のケイ素と炭素の合計量、即ちＸ＋Ｙは５０以上であることが好ましい。なお、流路形成部材１０３が前記無機材料からなる場合には、流路形成部材１０３はケイ素及び炭素のみで構成されてもよく、その場合Ｘ＋Ｙ＝１００である。

また、前記無機材料はケイ素、炭素及び窒素を含むことがさらに好ましい。前記無機材料がさらに窒素を含有することでエッチング性を上げることができる。また、成膜後に行うリモートプラズマによるチャンバーのクリーニング時間を短縮でき、生産性が向上する。ケイ素、炭素及び窒素の組成をＳｉ_ｘＣ_ｙＮ_ｚで表す場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、ｘ＞０、ｙ≧３及びｚ＞０であることが、耐液性の観点から好ましい。ｙはｙ≧１０を満たすことがより好ましい。ｚはｚ≧１０を満たすことがより好ましく、ｚ≧２０を満たすことがさらに好ましい。

無機材料中のケイ素、炭素及び窒素は炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）として存在することが好ましい。前記無機材料の窒素の含有率をＺ（ａｔｏｍ％）とする場合、Ｘ＋Ｙ＋Ｚは５０以上であることが好ましい。なお、流路形成部材１０３が前記無機材料からなる場合には、流路形成部材１０３はケイ素、炭素及び窒素のみで構成されてもよく、その場合Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００である。

また、後述するように、前記無機材料は環状シラザンの骨格形成材料であるガスを原料としたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により好適に合成することができるため、無機材料は環状シラザンを含むことが好ましい。環状シラザンとしては、例えば１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン等が挙げられる。前記無機材料はこれらの環状シラザンを一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。

水分子は０．４ｎｍ以下であるが、液体を空孔内で液体として存在させる観点から、空孔の大きさは０．４ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、１ｎｍ〜９０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜８０ｎｍがさらに好ましい。なお、空孔の大きさは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定した値である。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、インクジェット方式によりインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッドとして好適に用いることができる。以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態を、その製造方法と共に説明する。

＜実施形態１＞
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図２を用いて説明する。図２は本実施形態に係る液体吐出ヘッドの各工程における断面図である。

まず、エネルギー発生素子１０２およびその配線等（不図示）が配置されたシリコンの基板１０１の表面に、流路の型となる型材１１０を形成する（図２ａ））。型材１１０の材料は、後で除去できる材料であれば特に限定されないが、ポジ型感光性樹脂が好ましい。型材１１０の材料としては、例えばポリイミド、ポリメチルイソプロペニルケトン等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。型材１１０は、型材１１０の材料を基板１０１の表面上に塗工し、パターニングを行うことで形成することができる。例えば、塗工した材料上にマスクを形成し、Ｏ_２ガス等を用いて異方的なドライエッチングを行うことでパターニングしてもよい。また、型材１１０の材料として感光性樹脂を用いる場合には、フォトリソグラフィーによって型材１１０をパターニングしてもよい。型材１１０の厚さは特に限定されないが、例えば５〜３０μｍとすることができる。

次に、型材１１０を覆うように流路形成部材１０３を形成する（図２ｂ））。流路形成部材１０３は、プラズマＣＶＤ法にて形成することができる。流路形成部材１０３に含まれる無機材料が環状シラザンを含む場合には、以下の方法により流路形成部材１０３を形成することができる。まず、ＣＶＤチャンバー内に基板１０１を配置する。その後、ＣＶＤチャンバー内に環状シラザンの骨格形成材料である原料ガスを流入させる。該原料ガスとしては、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。次に、ＣＶＤチャンバー内にプラズマを発生させる。これにより、原料ガスの結合の一部が切れ、環状シラザンを含むポーラス構造を有する無機材料を含む流路形成部材１０３が形成される。このとき、成膜温度により形成される流路形成部材１０３の空孔率が変化する。該流路形成部材の空孔率を３０体積％以上とする観点から、該成膜温度は２５℃以上、３００℃以下が好ましく、１００℃以上、３００℃以下がより好ましい。

また、流路形成部材１０３は以下の方法によっても形成することができる。絶縁膜の前駆体と、ポロジェンとを別々に導入し、ポロジェンを含有する絶縁膜を形成する。その後、絶縁膜からポロジェンを熱処理等によって除去する。これにより、ポーラス構造を有する無機材料を含む流路形成部材１０３が形成される。

流路形成部材１０３の厚さは特に限定されないが、例えば流路側面の厚さを２〜１０μｍ、基板１０１と反対側の流路上面の厚さを５〜２０μｍとすることができる。なお、液体は流路形成部材１０３中に毛細管現象で浸透していくが、吐出口１０４から液体を吐出する際のμｓ単位の急激な流れは流路形成部材１０３内には伝わらないため、吐出口１０４からの液体の吐出には影響を及ぼさない。

次に、流路形成部材１０３に吐出口１０４を形成する（図２ｃ））。例えば、流路形成部材１０３上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによって該レジストにパターンを形成する。続いて、パターンを形成したレジストをマスクとして用いて流路形成部材１０３をドライエッチングすることで、吐出口１０４を形成する。吐出口１０４はフォトリソグラフィーで流路形成部材１０３を露光、現像することで形成してもよい。各吐出口１０４の間隔は、本発明の効果をより発揮できる観点から、２０μｍ以上、９０μｍ以下が好ましい。

次に、型材１１０を除去し、流路形成部材１０３に流路１１５を形成する。型材１１０の除去は、例えばＯ_２ガス等を用いた等方的なドライエッチング等によって行うことができる。なお、流路形成部材１０３は、このときのエッチングによってエッチングされにくい材料であることが好ましい。その後、基板１０１をエッチングして供給口１０５を形成する（図２ｄ））。その後、電気的な接続及びタンク等の液体供給の手段を適宜配置して、本実施形態に係る液体吐出ヘッドが得られる。

＜実施形態２＞
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図４を用いて説明する。図４は本実施形態に係る液体吐出ヘッドの各工程における断面図である。まず、実施形態１と同様に基板１０１上に型材１１０を形成し（図４ａ））、型材１１０を覆うように流路形成部材１０３を形成する（図４ｂ））。次に、エッチバック又はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて、流路形成部材１０３を型材１１０の上面と同じ高さまで削りとる。その後、実施形態１と同様の方法により、下層１０３ａ及び型材１１０上に上層１０３ｂを形成する（図４ｃ））。次に、実施形態１と同様に吐出口１０４を形成し（図４ｄ））、型材１１０を除去した後、供給口１０５を形成することで（図４ｅ））、本実施形態に係る液体吐出ヘッドが得られる。本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、流路形成部材１０３が、流路１１５の側面を形成する下層１０３ａと、基板１０１と反対側の流路１１５の上面を形成する上層１０３ｂとを備え、上層１０３ｂの空孔率は下層１０３ａの空孔率よりも低い。

流路１１５から流路形成部材１０３の空孔に入った液体は、湿度が低下するとより蒸発しやすくなる。また、流路１１５の直上部分の流路形成部材１０３は薄く、液体の移動がしやすいため蒸発量が多い。実際に保湿が必要な吐出口１０４は流路１１５の奥側によっており、湿度が低い場合、保湿能力を上げるために空孔率を大きくし過ぎると吐出口に至るまでに流路上壁の部分で蒸発が進みすぎる場合がある。これにより、安定して吐出口１０４付近の保湿ができなくなる場合がある。そこで本実施形態では、下層１０３ａと、下層１０３ａよりも空孔率の小さい上層１０３ｂとを備える流路形成部材１０３が形成されている（図３）。本実施形態では外部と接する上層１０３ｂの空孔率を小さくすることで、液体の蒸発量を制御することができる。

液体の蒸発量の制御の観点から、上層１０３ｂの空孔率は５０体積％以下、下層１０３ａの空孔率は６０体積％以上であることが好ましい。上層１０３ｂの空孔率は４０体積％以下、下層１０３ａの空孔率は６５体積％以上であることがより好ましく、上層１０３ｂの空孔率は３０体積％以下、下層１０３ａの空孔率は７０体積％以上であることがさらに好ましい。なお、上層１０３ｂの空孔率は３０体積％以上、下層１０３ａの空孔率は９０体積％以下とすることができる。また、流路形成部材１０３全体としての空孔率は、前述した流路形成部材を一層で形成した場合と同様であり、少なくとも３０体積％とされる。また、上層１０３ｂの空孔率と下層１０３ａの空孔率との比率は、１：１．５〜１：３が好ましい。

＜実施形態３＞
本実施形態では、実施形態２の上層１０３ｂの形成において、外部と接する表面層１０３ｄと、流路１１５と接する内層１０３ｃとを形成する点以外は、実施形態２と同様に液体吐出ヘッドを製造する。本実施形態では図５に示すように、上層１０３ｂを表面層１０３ｄと内層１０３ｃの２層に分けることで、上層１０３ｂの空孔率や空孔径を制御でき、液体の移動をより制御できる。本実施形態の表面層１０３ｄの空孔率は内層１０３ｃの空孔率よりも低い。

本実施形態では表面層１０３ｄの空孔率を内層１０３ｃより低くすることで、流路１１５と接する上層１０３ｂ部分においても液体を吸い上げることができ、より安定した保湿効果が得られる。また、吐出口１０４面に直接液体が染みだして液体の吐出方向に影響を与えることを防ぐ観点から、表面層１０３ｄの厚さを１０〜１００ｎｍとし、かつ空孔径を１〜１０ｎｍとして、液体を気体として吐出口１０４面に到達させることが好ましい。また、流路形成部材１０３の表面の硬度が必要な場合は、表面層１０３ｄの空孔率を下げることが好ましい。

表面層１０３ｄの空孔率は３５体積％以下、内層１０３ｃの空孔率は４０体積％以上であることが好ましい。また、表面層１０３ｄの空孔率は３２体積％以下、内層１０３ｃの空孔率は６０体積％以上であることがより好ましい。なお、表面層１０３ｄの空孔率は３０体積％以上、内層１０３ｃの空孔率は９０体積％以下とすることができる。また、流路形成部材１０３全体としての空孔率は、前述した流路形成部材を一層で形成した場合と同様であり、少なくとも３０体積％とされる。

また、上層１０３ｂを２層に分ける代わりに、成膜条件を変化させて上層１０３ｂの空孔率が流路側から外部側へ向けて連続的に低くなっているようにしても、上層１０３ｂを２層に分けた場合と同様の効果が得られるため好ましい。

［液体吐出ヘッドの製造方法］
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、プラズマＣＶＤ法により前記流路形成部材を形成する工程を含み、前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である。具体的な方法については、上述した方法を用いることができる。該方法によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを効率よく安定して製造することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されない。

［実施例１］
図２に示す方法により液体吐出ヘッドを作製した。まず、表面にエネルギー発生素子１０２とその配線（不図示）が配置されたシリコンの基板１０１を準備した。この基板１０１上にポリイミドを塗布し、乾燥させた後、フォトリソグラフィーによりパターニングして厚さ１５μｍの型材１１０を形成した（図２ａ））。

次に、型材１１０を覆うように流路形成部材１０３を形成した（図２ｂ））。具体的には、基板１０１をＣＶＤチャンバー内に配置し、ＣＶＤチャンバー内を１００℃とした後、環状シラザンの骨格形成材料であるガス（１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン）を流入させ、プラズマを発生させた。これにより、流路側面の厚さが４μｍ、基板１０１と反対側の流路上面の厚さが１０μｍの流路形成部材１０３を形成した。

流路形成部材１０３は、流路から外部に通じるポーラス構造を有していることが透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により確認された。また、流路形成部材１０３の空孔率は６０体積％であった。なお、空孔率は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定した。また、流路形成部材１０３に含まれる無機材料のケイ素の含有率（Ｘ）（ａｔｏｍ％）と炭素の含有率（Ｙ）（ａｔｏｍ％）との比（Ｙ／Ｘ）は０．８１であった。また、該無機材料の組成はＳｉ４８．６％Ｃ３９．５％Ｎ１１．９％であった。なお、これらの各元素の含有率は光電子分光装置（ＸＰＳ）により測定した。

次に、流路形成部材１０３上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによりレジストをパターニングした。該レジストをマスクとして流路形成部材１０３に対しドライエッチングを行い、４２μｍの間隔で流路形成部材１０３に吐出口１０４を形成した（図２ｃ））。

次に、型材１１０を酸素アッシングにより除去した。その後、基板１０１の裏面にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによりレジストをパターニングした。該レジストをマスクとして基板１０１に対し異方性エッチングを行い、基板１０１に供給口１０５を形成した（図２ｄ））。その後、電気的な接続及びタンク等の液体供給の手段を適宜配置して、図１に示す液体吐出ヘッドを完成させた。

得られた液体吐出ヘッドは、吐出口周辺の保湿を十分に行うことができ、液体を安定に吐出することができた。

［実施例２］
図４に示す方法により液体吐出ヘッドを作製した。まず、実施例１と同様に型材１１０を形成した（図４ａ））。次に、型材１１０を覆うように流路形成部材１０３を形成した（図４ｂ））。具体的には、基板１０１をＣＶＤチャンバー内に配置し、ＣＶＤチャンバー内を１００℃とした後、環状シラザンの骨格形成材料であるガス（１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン）を流入させ、プラズマを発生させた。これにより、流路側面の厚さが４μｍ、基板１０１と反対側の流路上面の厚さが１０μｍの流路形成部材１０３を形成した。

流路形成部材１０３は、流路から外部に通じるポーラス構造を有していることが確認された。また、流路形成部材１０３の空孔率は６０体積％であった。また、流路形成部材１０３に含まれる無機材料のケイ素の含有率（Ｘ）（ａｔｏｍ％）と炭素の含有率（Ｙ）（ａｔｏｍ％）との比（Ｙ／Ｘ）は０．８１であった。また、該無機材料の組成はＳｉ４８．６％Ｃ３９．５％Ｎ１１．９％であった。

次に、エッチバックにより流路形成部材１０３を型材１１０の上面と同じ高さまで削り取り、下層１０３ａとした。その後、下層１０３ａ及び型材１１０上に上層１０３ｂを形成した（図４ｃ））。具体的には、基板１０１をＣＶＤチャンバー内に配置し、ＣＶＤチャンバー内を３００℃とした後、環状シラザンの骨格形成材料であるガス（１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン）を流入させ、プラズマを発生させた。これにより、厚さが１０μｍの上層１０３ｂを形成した。

上層１０３ｂは、流路から外部に通じるポーラス構造を有していることが確認された。また、上層１０３ｂの空孔率は３０体積％であった。また、上層１０３ｂに含まれる無機材料のケイ素の含有率（Ｘ）（ａｔｏｍ％）と炭素の含有率（Ｙ）（ａｔｏｍ％）との比（Ｙ／Ｘ）は０．７２であった。また、該無機材料の組成はＳｉ５１．３％Ｃ３７．０％Ｎ１１．７％であった。

その後は実施例１と同様に行い、図３に示す液体吐出ヘッドを完成させた。得られた液体吐出ヘッドは、吐出口周辺の保湿を十分に行うことができ、液体を安定に吐出することができた。

［実施例３］
実施例２と同様に、下層１０３ａまで形成した。その後、下層１０３ａ及び型材１１０上に内層１０３ｃを形成した。具体的には、基板１０１をＣＶＤチャンバー内に配置し、ＣＶＤチャンバー内を２００℃とした後、環状シラザンの骨格形成材料であるガス（１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン）を流入させ、プラズマを発生させた。これにより、厚さが５μｍの内層１０３ｃを形成した。

内層１０３ｃは、流路から外部に通じるポーラス構造を有していることが確認された。また、内層１０３ｃの空孔率は４０体積％であった。また、内層１０３ｃに含まれる無機材料のケイ素の含有率（Ｘ）（ａｔｏｍ％）と炭素の含有率（Ｙ）（ａｔｏｍ％）との比（Ｙ／Ｘ）は０．８であった。また、該無機材料の組成はＳｉ４９．０％Ｃ３９．２％Ｎ１１．８％であった。

次に、内層１０３ｃ上に表面層１０３ｄを形成した。具体的には、基板１０１をＣＶＤチャンバー内に配置し、ＣＶＤチャンバー内を３００℃とした後、環状シラザンの骨格形成材料であるガス（１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシラザン）を流入させ、プラズマを発生させた。これにより、厚さが５μｍの表面層１０３ｄを形成した。

表面層１０３ｄは、流路から外部に通じるポーラス構造を有していることが確認された。また、表面層１０３ｄの空孔率は３０体積％であった。また、表面層１０３ｄに含まれる無機材料のケイ素の含有率（Ｘ）（ａｔｏｍ％）と炭素の含有率（Ｙ）（ａｔｏｍ％）との比（Ｙ／Ｘ）は２．８であった。また、該無機材料の組成はＳｉ５１．３％Ｃ３７．０％Ｎ１１．７％であった。

その後は実施例１と同様に行い、図５に示す液体吐出ヘッドを完成させた。得られた液体吐出ヘッドは、吐出口周辺の保湿を十分に行うことができ、液体を安定に吐出することができた。

１０１ 基板
１０２ エネルギー発生素子
１０３ 流路形成部材
１０３ａ 下層
１０３ｂ 上層
１０３ｃ 内層
１０３ｄ 表面層
１０４ 吐出口
１０５ 供給口
１１０ 型材
１１５ 流路

Claims (11)

1. 基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である液体吐出ヘッド。
2. 前記無機材料がケイ素及び炭素を含み、ケイ素の含有率をＸ（ａｔｏｍ％）、炭素の含有率をＹ（ａｔｏｍ％）とする場合、Ｙ／Ｘが０．００１以上である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記無機材料がケイ素、炭素及び窒素を含み、Ｓｉ_ｘＣ_ｙＮ_ｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、ｘ＞０、ｙ≧３及びｚ＞０）で表される請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記無機材料が環状シラザンを含む請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記流路形成部材の空孔率が３０体積％以上、９０体積％以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記流路形成部材の空孔率が５０体積％以上、８０体積％以下である請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記流路形成部材が、前記流路の側面を形成する下層と、前記基板と反対側の前記流路の上面を形成する上層とを備え、
   前記上層の空孔率が前記下層の空孔率よりも低い請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記上層の空孔率が５０体積％以下であり、前記下層の空孔率が６０体積％以上である請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記上層が、外部と接する表面層と、前記流路と接する内層とを備え、
   前記表面層の空孔率が前記内層の空孔率よりも低い請求項７又は８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記上層の空孔率が、流路側から外部側へ向けて連続的に低くなっている請求項７又は８に記載の液体吐出ヘッド。
11. 基板と、該基板上に設けられるエネルギー発生素子と、該基板との間に液体の流路を形成し、該エネルギー発生素子と対向する位置に吐出口を有する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    プラズマＣＶＤ法により前記流路形成部材を形成する工程を含み、
    前記流路形成部材が、前記流路側より液体を吸収し、前記流路形成部材内で液体を保持するとともに外部に液体を放湿できる、ポーラス構造を有する無機材料を含み、該流路形成部材の空孔率が３０体積％以上である液体吐出ヘッドの製造方法。

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