JP2019155796A - 液体吐出ヘッド、および、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リフィル性を維持しつつも供給口上に配される樹脂材料のうねりや落ち込みを抑制でき、供給口を有する基板上に精度良く簡便にノズル層を形成できる液体吐出ヘッドの製造方法の提供。【解決手段】第一の面にエネルギー発生素子が配された基板を用意する工程と、該基板の第二の面に開口し、底部を有する共通液室を形成する工程と、該第一の面に開口し一つの共通液室の底部に対して連通する複数の供給口を形成する工程と、得られた基板の第一の面上に樹脂層を形成する工程と、該樹脂層に吐出口と流路とを形成する工程とを有する製造方法であり、該供給口を形成する工程は該一つの共通液室の底部から該第一の面に到達しない深さの第一の供給口を形成する工程と、該第一の面から一つの該第一の供給口に連通する複数の第二の供給口を形成する工程とを有する液体吐出ヘッドの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、液体を吐出させて被記録媒体に記録を行う液体吐出ヘッド、およびその製造方法に関する。

液体吐出ヘッドは、通常、ノズル層と素子基板とから構成されている。また、前記ノズル層は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを備え、前記素子基板は、液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を供給する共通液室と、該共通液室及び該流路に連通する供給口とを備えている。

このような液体吐出ヘッドを製造する方法は、種々知られているが、例えば、上記共通液室及び供給口等が形成された基板上に、感光性樹脂等を用いてノズル層を形成する方法を用いることができる。この方法の場合、表面に上記供給口等の凹凸形状を有する基板上に精度良くノズル層を形成することが求められる。

特許文献１には、複数の構造体間の隙間をレジストフィルムによって埋めることによって、構造体表面を平坦化させ、この構造体表面に寸法精度良くエッチングパターンを形成する技術が開示されている。
また、特許文献２には、基体が有する貫通孔に予め充填剤を充填し、その後に、当該基体上に構造体を形成する技術が開示されている。

特開平１１−３０６７０６号公報 特開２００２−３２６３６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法で、供給口等を有する基板を用いて液体吐出ヘッドの製造を行う場合、供給口の大きさによって、該供給口上に配される、ノズル層を形成するための樹脂材料の落込みやうねりが発生し易くなる。また、特許文献２に記載の方法では、上記樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制することは可能であるが、貫通孔に予め充填剤を充填する必要がある。

従って、本発明は、リフィル性を維持しつつも、供給口上に配される樹脂材料のうねりや落ち込みを抑制することができ、供給口を有する基板上に精度良く簡便にノズル層を形成できる、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、高い吐出特性を有し良好な記録動作が可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、第一の面と、該第一の面に対向する第二の面とを有し、かつ、該第一の面に液体を吐出するためのエネルギー発生素子が配された基板を用意する工程と、前記基板の第二の面に開口し、底部を有する共通液室を形成する工程と、前記基板の第一の面に開口し、かつ、一つの前記共通液室の底部に対して連通する複数の供給口を形成する工程と、前記供給口が形成された基板の第一の面上に、樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に、液体を吐出する吐出口と、該吐出口および前記供給口に連通する流路とを形成するノズル形成工程と、を有する、液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記供給口を形成する工程は、前記一つの共通液室の底部から前記第一の面に到達しない深さの第一の供給口を形成する工程と、前記基板の第一の面から一つの前記第一の供給口に連通する複数の第二の供給口を形成する工程と、を有することを特徴とする記録ヘッドの製造方法である。

また、本発明の一態様は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギー発生素子を第一の面に有する素子基板と、前記素子基板の第一の面と対向する第二の面に開口し、該第一の面に向けて底部を有する共通液室と、前記素子基板の第一の面に開口し、前記流路および前記共通液室に連通する供給口と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記供給口は、前記共通液室の底部に開口する第一の供給口と、前記素子基板の第一の面に開口し、前記第一の供給口の一つに連通する複数の第二の供給口とを含み、前記素子基板の第一の面における、前記第一の供給口の一つに連通する複数の第二の供給口の開口総面積は、４００μｍ^２以上、４００００μｍ^２以下である、ことを特徴とする液体吐出ヘッドである。

本発明によれば、リフィル性を維持しつつも、供給口上に配される樹脂材料のうねりや落ち込みを抑制することができ、供給口を有する基板上に精度良く簡便にノズル層を形成できる、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高い吐出特性を有し良好な記録動作が可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明の一実施形態より得られる液体吐出ヘッドの一部を破断した状態の模式的斜視図である。 （ａ）は従来の液体吐出ヘッドの一例を吐出口面から見た模式的平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は本発明の４つの実施形態より得られる液体吐出ヘッドをそれぞれ吐出口面から見た模式的平面図である。 本発明の一実施形態より得られる液体吐出ヘッドの模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態における各工程の一部（（Ａ）〜（Ｆ））を説明するための模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態における各工程の一部（（Ｇ）〜（Ｌ））を説明するための模式的断面図である。 本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態における各工程の一部（（Ｍ）〜（Ｑ））を説明するための模式的断面図である。

＜液体吐出ヘッド＞
本発明より得られる液体吐出ヘッドは、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等の装置、更には、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。

以下に、本発明より得られる液体吐出ヘッドについて、図を用いて詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態より得られる液体吐出ヘッドの一部を破断した状態の模式的斜視図である。また、図３は、本発明の一実施形態より得られる液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
これらの図に示す液体吐出ヘッド１０は、素子基板１と、ノズル層２とを有する。このノズル層２は、液体（例えば、インク等の記録液）を吐出する（液体）吐出口６と、吐出口６に連通する（液体）流路７とを有する。また、素子基板１は、吐出口６から液体を吐出するためのエネルギー発生素子５と、液体を供給する共通液室３と、共通液室３及び流路７に連通する（液体）供給口４とを有する。なお、素子基板１の対向する二つの面のうち、ノズル層２を形成する側の面を第一の面とし、該第一の面に対向する面を第二の面とする。

（ノズル層）
ノズル層２は、図１に示すように単層で構成されても良いし、複数層で構成されても良い。例えば、ノズル層２が、吐出口６を有するオリフィスプレートと、流路７を有する流路壁部材とから構成されても良い。また、ノズル層２は、感光性樹脂層を含むことができ、感光性樹脂から構成されることができる。
ノズル層２が有する吐出口６は、液体を吐出するためのものであり、例えば、図１に示すように、エネルギー発生素子５の上方のノズル層部分に形成することができ、通常、１つの液体吐出ヘッドに複数形成される。図１に示す液体吐出ヘッドでは、第一の方向Ｘに沿って吐出口６を等間隔に配置することにより形成した吐出口列を、第一の方向と交差する第二の方向Ｙに４列配置している。
流路７は、素子基板１の第一の面と、ノズル層の内壁面（例えば、流路壁部材の内壁面及びオリフィスプレートの流路壁部材側の面）とで囲まれた空間部分であることができる。そして、流路７は、この空間部分に液体を保持する液室として利用される。

（素子基板）
素子基板１に用いる基板の材質は特に限定されず、例えば、シリコン基板を用いることができる。エネルギー発生素子５は、液体吐出ヘッドの吐出口６から液体を吐出するためのエネルギーを発生できるものであればよい。エネルギー発生素子５としては、例えば、液体を沸騰させる電気熱変換素子（発熱抵抗体素子、ヒータ素子）や、体積変化や振動により液体に圧力を与える素子（ピエゾ素子、圧電素子）などを用いることができる。なお、エネルギー発生素子５の数や配置は、作製する液体吐出ヘッドの構造に応じて適宜選択することができる。例えば、この素子を、素子基板の第一の面に、複数、所定のピッチで、（例えば、第一の方向Ｘに）並べて形成した素子列を（例えば、第二の方向Ｙに）複数配置しても良い。図１では、この素子列が４列、第二の方向（液体吐出ヘッドの短手方向）Ｙに配置されている。

また、素子基板１には、素子基板の第二の面に開口し、第一の面に向けて底部を有する、液体の導入口となる共通液室３が備えられている。図１では、この共通液室３は、エネルギー発生素子の下方に第一の方向Ｘに延在して形成されている。
さらに、素子基板１には、素子基板の第一の面に開口し、流路７及び共通液室３に連通する（複数の）供給口４を有している。この供給口４は、共通液室３の底部に開口する第一の供給口４ａと、素子基板の第一の面に開口し、第一の供給口４ａの一つに連通する複数の第二の供給口４ｂとを含む。従って、供給口４は、素子基板の第一の面側の開口数が、共通液室３側の開口数よりも多い構造となっている。
なお、図１では、第一の供給口４ａは、第二の方向Ｙにおいて、一つのエネルギー発生素子５の両側に複数（二つ）配置されている。エネルギー発生素子と、第一の供給口との相対的な数は特に限定されず、例えば、一つのエネルギー発生素子に対して、第一の供給口が一つ又は複数配置されていてもよい。
また、共通液室３及び供給口４は、素子基板１を、基板面に対して略垂直な方向に貫通している。図１に示すような複数の第二の供給口４ｂによる開口を、素子基板の第一の面に有する本発明の液体吐出ヘッドは、供給特性及び吐出性能にも大きな影響を与えずに、該基板上に樹脂材料を積層した際にも、樹脂材料の落込みやうねりを抑制することができる。

また、素子基板上には、エネルギー発生素子へ電気信号を送る電気信号入力端子等を設けることができる。この電気信号入力端子を介して、図１に示す液体吐出ヘッドと電気配線基板とを電気的に接合するとともに、電気配線基板に設けた端子とキャリッジに設けたコンタクトピンを電気的に接触させることで、記録装置での記録が可能となる。

本発明では、第一の供給口４ａ及び第二の供給口４ｂから構成される供給口４の構造に特徴を有しており、以下にこれらの構造について、図面を用いて詳しく説明する。

図２（ａ）は、従来の液体吐出ヘッドの一例を、このヘッドの吐出口が形成された面（吐出口面）から見た模式的平面図である。また、図２（ｂ）〜（ｅ）は、本発明の４つの実施形態より得られる液体吐出ヘッドをそれぞれ吐出口面から見た模式的平面図である。これらの図では、液体吐出ヘッドの内部に形成された、流路７及び供給口４（第二の供給口４ｂ）を破線で記載している。

図２（ａ）に示す従来の液体吐出ヘッドでは、素子基板の第一の面に開口し、一つの共通液室の底部に連通する２つの供給口４が、エネルギー発生素子５の両側に配されている。このような形態の場合、供給口４の開口部が十分に確保されないと供給特性が変化し、吐出性能に影響が生じ易い。また、供給口４の開口部が大きくなると、供給口が配された基板上に積層される樹脂材料の落ち込みやうねりの発生が懸念される。

一方、図１や図２（ｂ）〜（ｅ）に示す本発明の液体吐出ヘッドでは、供給口４が、液体吐出ヘッドの厚み方向（図２に示す紙面に対して垂直方向）において、複数の供給口部（第一の供給口４ａ及び第二の供給口４ｂ）から構成されている。本発明の液体吐出ヘッドでは、一つの第一の供給口４ａに対して、複数の第二の供給口４ｂが連通している。図２（ａ）に示す従来の液体吐出ヘッドでは、第二の方向（紙面右方向）において、一つのエネルギー発生素子５の両側に、（第一の面における開口形状が四角形である）供給口４が一つずつ配置されている。一方、図２（ｂ）〜（ｅ）に示す本発明の液体吐出ヘッドでは、一つのエネルギー発生素子５の両側に、複数（２〜４）の第二の供給口４ｂから構成される供給口群が、一群ずつ配置されている。この際、上記供給口群を構成する各第二の供給口４ｂは、供給口４の開口を分断するように形成されており、各第二の供給口４ｂの間は、格子材８により隔てられている。これらの図に示すように、第二の供給口４ｂの第一の面における開口形状、数及び配置は適宜設定することができ、開口形状は、例えば、三角形や四角形（正方形や長方形）等の多角形とすることができる。また、一つの供給口群を構成する各第二の供給口４ｂの形状は同一であっても異なっていても良いが、吐出性能の観点から、同一であることが好ましい。

また、第二の供給口４ｂは、第一の供給口４ａの共通液室側の開口部を素子基板の第一の面に投影した範囲９内に複数形成されても良いし、この範囲９よりも広い範囲に複数形成されても良い。しかしながら、樹脂材料の落ち込みやうねりの抑制の観点から、第二の供給口４ｂは、上記範囲９内に複数形成することが好ましい。

ここで、図２（ａ）に示す、開口形状が四角形である、従来の供給口４の（第一の面における）開口幅をＡ（横幅）、Ｂ（縦幅）、開口面積（Ａ×Ｂ）をＣとする。この場合、図２（ｂ）〜（ｅ）に示す、供給口群を構成する各第二の供給口４ｂの開口面積（図２（ｂ）ではｃ_１、ｃ_２、ｃ_３及びｃ_４）の和（開口総面積）ｃは、従来の供給口４の開口面積Ｃと同じ面積（又はそれ以上）とすることが好ましい。これにより、液体吐出ヘッドのリフィル性を維持しつつも、供給口上に配される樹脂材料のうねりや落ち込みを容易に抑制することができる。

ここで、素子基板の第一の面における、第一の供給口４ａの一つに連通する複数の第二の供給口４ｂの開口総面積ｃは、４００μｍ^２以上、４００００μｍ^２以下であることが好ましい。供給口群を構成する第二の供給口の開口総面積が４００μｍ^２以上であれば、リフィル性（液体の流れ）が十分に確保され易く、４００００μｍ^２以下であれば、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制し易い。

ここで、図２（ｂ）及び（ｅ）に示すように、例えば、４つの第二の供給口４ｂによって１つの供給口群が構成される場合は、素子基板の第一の面における、上記供給口群を構成する各第二の供給口４ｂの開口面積は、以下の範囲内とすることが好ましい。すなわち、リフィル性向上の観点から１００μｍ^２以上、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制する観点から１００００μｍ^２以下であることが好ましい。
また、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、例えば、２つの第二の供給口４ｂによって１つの供給口群が構成される場合は、素子基板の第一の面における、上記供給口群を構成する各第二の供給口４ｂの開口面積は、以下の範囲内とすることが好ましい。すなわち、リフィル性向上の観点から、１００μｍ^２以上が好ましく、２００μｍ^２以上がより好ましく、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制する観点から、２００００μｍ^２以下が好ましく、１００００μｍ^２以下がより好ましい。

また、図２（ｂ）〜（ｅ）に示すように、１つの供給口群を構成する第二の供給口４ｂの（第一の面における）開口幅ａ_１〜ａ_４（横幅）、ｂ_１〜ｂ_４（縦幅）はいずれも、従来の開口幅Ａ、Ｂ以下の大きさになっている。
例えば、図２（ｂ）〜（ｅ）において、素子基板の第一の面における、第二の供給口４ｂの開口幅（ａ_１、ａ_２、ｂ_１、ｂ_３）は、リフィル性向上の観点から１０μｍ以上、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制する観点から１００μｍ以下であることが好ましい。
また、素子基板の第一の面における、第二の供給口４ｂの開口幅（ａ_３、ａ_４、ｂ_２、ｂ_４）は、以下の範囲内とすることが好ましい。すなわち、リフィル性向上の観点から、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制する観点から、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。

例えば、図２（ｂ）に示すような、第一の面における開口形状が四角形の４つの第二の供給口４ｂによって１つの供給口群を構成する場合は、この各第二の供給口４ｂの開口幅ａ_１及びｂ_１のアスペクト比（ａ_１／ｂ_１）は、以下のようにすることが好ましい。すなわち、上記アスペクト比は、樹脂材料の落ち込みやうねりを抑制する観点から、１．０以上、１．２以下とすることが好ましい。

本発明では、流路７へのリフィル性の観点から、供給口４を第一の供給口４ａ及び第二の供給口４ｂにより二段構成としているが、これらの供給口の深さは以下のようにすることが好ましい。
すなわち、第一の供給口の深さＤ２と、第二の供給口の深さＤ３との比（Ｄ２：Ｄ３）は、圧力損失の観点から、１：１〜４：１とすることが好ましい。なお、共通液室３の深さＤ１は適宜設定することができるが、例えば、素子基板に用いる基板の厚みの５０％以上、９５％以下とすることができる。

＜液体吐出ヘッドの使用方法＞
この液体吐出ヘッドを用いて、紙等の被記録媒体に記録を行う場合、このヘッドの吐出口面を被記録媒体の記録面に対面するように配置する。そして、共通液室３から素子基板１内に流入し、ノズル層２内の流路７内に充填された液体が、エネルギー発生素子５から発生するエネルギーによって、吐出口６から吐出され、記録媒体にこの液体が着弾することにより印字（記録）を行うことができる。

＜液体吐出ヘッドの製造方法＞
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。
・第一の面及び第二の面を有し、かつ、該第一の面にエネルギー発生素子が配された基板を用意する工程（基板用意工程）。
・前記第二の面に開口し、底部を有する共通液室を形成する工程（共通液室形成工程）。
・前記第一の面に開口し、かつ、一つの前記共通液室の底部に対して連通する複数の供給口を形成する工程（供給口形成工程）。
・前記供給口が形成された基板の第一の面上に、樹脂層を形成する工程（樹脂層形成工程）。
・前記樹脂層に、吐出口と、該吐出口及び前記供給口に連通する流路とを形成する工程（ノズル形成工程）。

また、上記供給口形成工程は、以下の工程を有する。
・前記一つの共通液室の底部から前記第一の面に到達しない深さの第一の供給口を形成する工程（第一の供給口形成工程）。
・前記第一の面から一つの前記第一の供給口に連通する複数の第二の供給口を形成する工程（第二の供給口形成工程）。
なお、上記第一の供給口は、一つの前記エネルギー発生素子の両側に複数（例えば、二つ）形成することができる。

さらに、上記樹脂層形成工程は、前記第一の面上に、ラミネートにより、感光性樹脂を含む樹脂層（を含むドライフィルムレジスト）を貼り付ける工程（貼付工程）を含むことができる。このように、貼付工程は、支持体と樹脂層とを含むドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を用いて行うことができ、上記樹脂層形成工程は、さらに、以下の工程を含むことができる。
・支持体上に、樹脂層を形成し、ＤＦＲを作製する工程（ＤＦＲ作製工程）。
・（上記貼付工程後に）前記支持体を、樹脂層上から剥離する工程（剥離工程）。

また、前記樹脂層は、感光性樹脂を含むことができ、上記ノズル形成工程において、前記吐出口及び前記流路は、該樹脂層を露光及び現像することにより形成されることができる。なお、樹脂層は、複数層、例えば、前記流路を形成する第一の感光性樹脂層と、前記吐出口を形成する第二の感光性樹脂層とから構成されることができ、この場合、上記ノズル形成工程は、以下の工程を含むことができる。
・前記第一の感光性樹脂層に前記流路のパターンの潜像を形成する工程（流路パターン形成工程）。
・前記第二の感光性樹脂層に前記吐出口のパターンの潜像を形成する工程（吐出口パターン形成工程）。
・両潜像を現像して前記流路および前記吐出口を形成する工程（現像工程）。

さらに、前記共通液室形成工程、前記第一の供給口形成工程、及び、前記第二の供給口形成工程は、それぞれ以下の工程を含むことができる。
・それぞれを形成する部分に対応した開口部を有するエッチングマスク層を形成する工程（マスク層形成工程）。
・前記エッチングマスク層の開口部から前記基板をエッチングする工程（エッチング工程）。
・前記エッチングマスク層を除去する工程（除去工程）。

上述したこれらの各工程の順序は特に限定されず、順次行っても良いし、複数の工程を並行して行っても良い。
以下に、各工程を、図を用いて詳しく説明する。なお、図４−１〜図４−３は、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一実施形態における各工程を説明するための模式的断面図である。

（基板用意工程）
まず、図４−１（Ａ）に示すように、第一の面１１ａと、第一の面１１ａに対向する第二の面１１ｂとを有し、かつ、この第一の面１１ａにエネルギー発生素子１２が形成された基板１１を用意する。例えば、通常の半導体デバイスと同じように、基板（例えば、シリコン基板）１１上に、半導体素子を作り込み、エネルギー発生素子１２と、この素子を保護する保護膜（不図示）等とを、フォトリソグラフィを用いた多層配線技術によって形成する。エネルギー発生素子１２は、例えば第一の方向（図４−１に示す紙面に対して垂直方向）及び第二の方向（紙面右方向）に複数配置することができる。
基板１１の厚みは作製する液体吐出ヘッドの構造に応じて適宜設定することができる。

（共通液室形成工程）
次に、図４−１（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、基板の第二の面１１ｂに開口し、底部１５ａを有する共通液室１５を形成する。この共通液室１５は、エネルギー発生素子の下方（図４−１（Ｄ）では紙面上方）に第一の方向に延在して形成されている。
具体的には、まず、図４−１（Ｂ）に示すように、第二の面１１ｂに、共通液室１５を形成する部分に対応した開口部１３ａを有するエッチングマスク層（共通液室形成用マスク１３）を形成し（マスク層形成工程）、第一の面１１ａに、表面保護膜１４を形成する。上記共通液室形成用マスク１３及び表面保護膜１４は、例えば、ポジ型の感光性樹脂を用いて形成することができる。なお、共通液室形成用マスク１３が有する上記開口部１３ａは、裏面露光機を用いて形成することができる。

次に、図４−１（Ｃ）に示すように、共通液室形成用マスク１３の開口部１３ａから基板１１をエッチング（例えば、ドライエッチング）して（エッチング工程）、共通液室１５を形成する。この際、共通液室１５の深さＤ１が、所望の範囲内となるよう、エッチング時間及び条件等を適宜設定することができる。
続いて、図４−１（Ｄ）に示すように、共通液室形成用マスク１３及び表面保護膜１４を、剥離液により除去する（除去工程）。

（供給口形成工程）
次に、図４−１（Ｅ）〜図４−２（Ｇ）に示すように、一つの共通液室１５の底部１５ａから第一の面１１ａに到達しない深さの第一の供給口１８を形成する（第一の供給口形成工程）。この第一の供給口１８は、第二の方向のエネルギー発生素子１２の両側に一つずつ、計二つ形成されている。
具体的には、図４−１（Ｅ）に示すように、第一の供給口１８を形成する部分に対応した開口部１６ａを有するエッチングマスク層（第一の供給口形成用マスク１６）を、基板の第二の面１１ｂ及び共通液室の内壁面に形成する（マスク層形成工程）。また、基板の第一の面１１ａに、表面保護膜１７を形成する。上記第一の供給口形成用マスク１６及び表面保護膜１７は、例えば、ポジ型の感光性樹脂を用いて形成することができる。第一の供給口形成用マスク１６の開口部１６ａも、裏面露光機を用いて形成することができる。

次に、図４−１（Ｆ）に示すように、第一の供給口形成用マスク１６の開口部１６ａから基板１１をエッチング（例えば、ドライエッチング）して（エッチング工程）、第一の供給口１８を形成する。この際、第一の供給口の深さＤ２が、上述した条件を満たすように、エッチング時間及び条件を適宜設定することが好ましい。
続いて、図４−２（Ｇ）に示すように、第一の供給口形成用マスク１６及び表面保護膜１７を剥離液により除去する（除去工程）。

次に、図４−２（Ｈ）〜（Ｊ）に示すように、基板の第一の面１１ａから一つの第一の供給口１８に連通する複数の第二の供給口２１を形成する（第二の供給口形成工程）。
具体的には、図４−２（Ｈ）に示すように、第二の供給口２１を形成する部分に対応した開口部１９ａを有するエッチングマスク層（第二の供給口形成用マスク１９）を、基板の第一の面１１ａに形成する（マスク層形成工程）。また、基板の第二の面１１ｂに、エッチングストップ用フィルム２０を、例えば、バックグラインド用テープを貼り付けることにより形成する。第二の供給口形成用マスク１９は、ポジ型の感光性樹脂を用いて形成することができる。

次に、図４−２（Ｉ）に示すように、第二の供給口形成用マスク１９の開口部１９ａから基板１１をエッチング（例えば、ドライエッチング）して（エッチング工程）、複数の第二の供給口２１を形成する。この際、作製する第二の供給口２１の（基板の第一の面１１ａにおける）開口幅及び開口（総）面積並びに深さＤ３は、上述した範囲内となるように、開口形状などを適宜設定することが好ましい。ここでは、図２（ｂ）に示す構造の第二の供給口を形成する。従って、第二の供給口２１は、第一の供給口の共通液室側の開口部を基板の第一の面１１ａに投影した範囲内に複数形成されている。
このように作製した供給口（特に第二の供給口）は、従来のものと比較して、基板の第一の面における供給口群の開口総面積は変わらないものの、各供給口の開口面積を小さくすることができる。このため、リフィル性を維持しつつ、基板上に積層する後述する（各）樹脂層の落ち込みやうねりを防ぐことができる。

続いて、図４−２（Ｊ）に示すように、エッチングストップ用フィルム２０を剥離した後に第二の供給口形成用マスク１９を剥離液により除去する（除去工程）。

（樹脂層形成工程及びノズル形成工程）
次いで、図４−２（Ｋ）〜図４−３（Ｏ）に示すように、供給口が形成された基板の第一の面上に、樹脂層を形成する。なお、上述したように、ノズル層となるこの樹脂層は、単層で構成されても良いが、ここでは、流路を形成する第一の感光性樹脂層２３と、吐出口を形成する第二の感光性樹脂層２５とを含む多層構成とする。このように、樹脂層は、感光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含むことができ、吐出口及び流路を、この樹脂層を露光及び現像することにより形成することができる。
具体的には、まず、図４−２（Ｋ）に示すように、（例えばＰＥＴフィルム等から構成される）支持体２２上に、第一の感光性樹脂組成物を、例えば、スリットコート法で塗布して、支持体２２と、第一の感光性樹脂層２３とを含むＤＦＲを作製する（ＤＦＲ作製工程）。
第１の感光性樹脂組成物は、感光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）及び光開始剤等を含むことができる。上述したように、ここでは、樹脂層を多層構成としているため、光開始剤の滴下量を適宜調節することにより、各樹脂層を選択的に露光パターニングすることができる。なお、ここでは、第一の感光性樹脂層に、ネガ型の感光性樹脂を用いているが、特に限定されない。

次に、図４−２（Ｌ）に示すように、基板の第一の面上に、ラミネートにより、上記第一の感光性樹脂層を含むＤＦＲを貼り付け（貼付工程）、支持体２２を第一の感光性樹脂層２３上から剥離装置などを用いて剥離する（剥離工程）。これにより、図４−３（Ｍ）に示すように、基板の第一の面上に、第一の感光性樹脂層２３を形成する（第一の樹脂層形成工程）。

続いて、図４−３（Ｎ）に示すように、第一の感光性樹脂層２３に、流路のパターンの潜像を形成する（流路パターン形成工程）。
具体的には、マスク２４を介して、第一の感光性樹脂層２３を露光し、適宜、Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ（以下、ＰＥＢと称する）を行うことにより、流路となる非露光部２３ａと、露光部２３ｂとを形成する。

次に、第一の感光性樹脂層２３のときと同様、流路パターンが潜像された第一の感光性樹脂層上に、第二の感光性樹脂層２５を含むＤＦＲを、ラミネートにより貼り付ける（貼付工程）。そして、支持体（不図示）を剥離することにより（剥離工程）、図４−３（Ｏ）に示すように、第一の感光性樹脂層上に、第二の感光性樹脂層２５を形成する（第二の樹脂層形成工程）。
続いて、図４−３（Ｐ）に示すように、第一の感光性樹脂層２５に、吐出口のパターンの潜像を形成する（吐出口パターン形成工程）。具体的には、マスク２６を介して、第二の感光性樹脂層２５を露光し、適宜、ＰＥＢを行うことにより、吐出口となる非露光部２５ａと、露光部２５ｂとを形成する。
最後に、得られた基板を、例えば現像液に浸すことで、両潜像を現像して、非露光部２３ａ及び２５ａを取り除き、吐出口２７と、流路２８とを形成する（現像工程）。
以上より、高い吐出特性を有し良好な記録動作が可能な液体吐出ヘッドを得ることができる。

以下に、実施例を用いて、本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

［実施例１］
まず、図４−１（Ａ）に示すように、厚さ７００μｍのシリコン基板１１の第１の面１１ａに、エネルギー発生素子１２として、ＴａＳｉＮからなる発熱抵抗体を形成した。なお、エネルギー発生素子１２は、第一の方向（紙面に対して垂直方向）及び該第一の方向に交差する第二の方向に複数配置した。

次に、図４−１（Ｂ）に示すように、基板の第二の面１１ｂに、ポジ型フォトレジストを用いて、共通液室形成用マスク１３を形成した。さらに、基板の第一の面１１ａに、ポジ型フォトレジストを用いて、表面保護膜１４を形成した。なお、共通液室形成用マスク１３に、裏面露光機を用いて、共通液室１５に対応した開口部１３ａを形成した。

次に、図４−１（Ｃ）に示すように、共通液室形成用マスク１３を用いて、エッチング時間を調節することで、ドライエッチングにより、基板１１に、第二の面１１ｂに開口し、底部１５ａを有する深さＤ１が４５０μｍとなる共通液室１５を形成した。なお、この共通液室１５は、エネルギー発生素子１２の下方に上記第一の方向に延在して形成された。

次に、図４−１（Ｄ）に示すように、共通液室形成用マスク１３、及び表面保護膜１４を、剥離液（商品名：マイクロポジットリムーバー１１１２Ａ、ローム・アンド・ハース電子材料社製）を用いて除去した。

次に、図４−１（Ｅ）に示すように、基板の第二の面１１ｂ及び共通液室１５の内壁面に、ポジ型フォトレジストを用いて、第一の供給口形成用マスク１６を形成した。さらに、基板の第一の面１１ａに、ポジ型フォトレジストを用いて、表面保護膜１７を形成した。なお、第一の供給口形成用マスク１６には、裏面露光機（商品名：ＵＸ４シリーズ、ウシオ電機社製）を用いて、第一の供給口１８に対応した開口部１６ａを、共通液室の底部１５ａに配されたマスク部分に形成した。

次に、図４−１（Ｆ）に示すように、第一の供給口形成用マスク１６を用いて、ドライエッチングにより、共通液室の底部１５ａから第一の面１１ａに到達しない深さ、具体的には深さＤ２が１５０μｍとなる第一の供給口１８を形成した。この際、Ｄ２が上記深さになるようにエッチング時間を設定した。なお、第一の供給口２１は、上記第二の方向のエネルギー発生素子１２の両側に１つずつ、計二つ形成した。

次に、図４−２（Ｇ）に示すように、第一の供給口形成用マスク１６、及び表面保護膜１７を、剥離液（商品名：マイクロポジットリムーバー１１１２Ａ、ローム・アンド・ハース電子材料社製）を用いて除去した。

次に、図４−２（Ｈ）に示すように、基板の第一の面１１ａに、ポジ型フォトレジストを用いて、第二の供給口形成用マスク１９を形成した。さらに、基板の第二の面１１ｂに、バックグラインド用テープ（商品名：イクロス ＳＢ−２２８ＬＢＰ−ＣＨ８−ＰＢ２、エレマテック社製）を貼り付けることにより、エッチングストップ用フィルム２０を形成した。なお、第二の供給口形成用マスク１９には、露光機（商品名：ＵＸ４シリーズ、ウシオ電機社製）を用いて、第二の供給口２１に対応した開口部１９ａを形成した。

次に、図４−２（Ｉ）に示すように、第二の供給口形成用マスク１９を用いて、ドライエッチングにより、基板の第一の面１１ａから、第一の供給口１８に連通する複数の第二の供給口２１を形成した。この際、エッチング時間を調節することで、深さＤ３が１００μｍである第二の供給口２１を形成した。
なお、ここでは、図１及び図２（ｂ）に示す形状の供給口を形成した。従って、第二の供給口は、第一の供給口の共通液室側の開口部を基板の第一の面に投影した範囲内に４つ形成されていた。また、基板の第一の面における第二の供給口の開口幅は、横幅ａ_１が２０μｍであり、縦幅ｂ_１が２０μｍであった。さらに、基板の第一の面における、第二の供給口の開口面積は４００μｍ^２であり、４つの（同一形状の）第二の供給口から構成される供給口群の開口総面積は１６００μｍ^２であった。

次に、図４−２（Ｊ）に示すように、エッチングストップ用フィルム２０を剥離した後に第二の供給口形成用マスク１９を剥離液（商品名：マイクロポジットリムーバー１１１２Ａ、ローム・アンド・ハース電子材料社製）を用いて除去した。

次いで、図４−２（Ｋ）に示すように、支持体２２としてのＰＥＴフィルム上に、第一の感光性樹脂組成物をスリットコート法で塗布して積層化させ、厚みが１４μｍの第一の感光性樹脂層２３を形成し、ＤＦＲを作製した。第一の感光性樹脂組成物には、第一の感光性樹脂として、エポキシ樹脂を用い、後の工程で流路パターンを形成する際の露光波長３６５ｎｍに感度を持つ光開始剤を溶剤として用いた。なお、この光開始剤は、後の工程で、ノズル層を構成する各樹脂層を選択的に露光パターニングできるように、第一の感光性樹脂組成物中の滴下量を調整した。

次に、図４−２（Ｌ）に示すように、得られたＤＦＲを、第一の感光性樹脂層２３側を基板の第一の面１１ａに向けて、ロール式ラミネーター（タカトリ社製、商品名：ＶＴＭ−２００）を用いて、温度１００℃、圧力０．２ＭＰａの条件で貼り付けた。

その後、図４−３（Ｍ）に示すように、常温（２５℃）下で、支持体２２を、第一の感光性樹脂層２３上から剥離した。
更に、図４−３（Ｎ）に示すように、露光機（キヤノン社製、商品名：ＦＰＡ−３０００ｉ５＋）にて、露光波長３６５ｎｍの光を、１２０００Ｊ／ｍ^２の露光量で、マスク２４を介して、第一の感光性樹脂層２３にパターン露光させた。その後、温度：５０℃、５分間のＰＥＢを行うことにより、第一の感光性樹脂層２３の非露光部２３ａが流路となるように潜像させた。

次に、図４−２（Ｋ）と同じように、支持体上に、第二の感光性樹脂組成物をスリットコート法で塗布し、厚みが５μｍの第二の感光性樹脂層２５を形成し、ＤＦＲを作製した。第二の感光性樹脂組成物には、第二の感光性樹脂として、エポキシ樹脂を用い、光開始剤とともに溶剤で塗布した。なお、この光開始剤は、第一の感光性樹脂層に形成された流路パターンの非露光部２３ａが感光されないような感度になるように、第二の感光性樹脂組成物中の滴下量を調整した。

続いて、図４−２（Ｌ）と同じように、得られたＤＦＲを、基板１１上に形成した第一の感光性樹脂層２３上に、第二の感光性樹脂層２５側を向けて、ロール式ラミネーターを用いて、温度７５℃、圧力１００Ｐａの条件で貼り付けた。その後、常温（２５℃）下で、支持体を第二の感光性樹脂層２５上から剥離し、図４−３（Ｏ）に示す基板を得た。

次に、図４−３（Ｐ）に示すように、露光機（キヤノン社製、商品名：ＦＰＡ−３０００ｉ５＋）にて、露光波長３６５ｎｍの光を、１０００Ｊ／ｍ^２の露光量で、マスク２６を介して、第二の感光性樹脂層２５にパターン露光させた。その後、温度：９０℃、５分間のＰＥＢを行うことにより、第二の感光性樹脂層２５の非露光部２５ａが吐出口となるように潜像させた。

最後に、得られた基板を、現像液（商品名：ＰＧＭＥＡ、ジェーシーエス社製）に浸すことで、各感光性樹脂層の非露光部２３ａ及び２５ａを同時に取り除き、吐出口２７と流路２８とを形成した。

以上より、図４−３（Ｑ）に示す液体吐出ヘッドを得た。この液体吐出ヘッドを観察した結果、基板上に積層した第一の感光性樹脂層及び第二の感光性樹脂層から構成されるノズル層の落ち込みやうねりは観察されなかった。
従って、従来の液体吐出ヘッドと比較して、ノズル層部分のうねりの低減およびリフィル特性の向上が確認され、高い吐出特性を有し良好な記録動作が可能な液体吐出ヘッドを得ることができた。

１ 素子基板
２ ノズル層
３、１５ 共通液室
４ （液体）供給口
４ａ、１８ 第一の供給口
４ｂ、２１ 第二の供給口
５、１２ エネルギー発生素子
６、２７ （液体）吐出口
７、２８ （液体）流路
９ 第一の面に投影した範囲
１０ 液体吐出ヘッド
１１ 基板
１１ａ 第一の面
１１ｂ 第二の面
１３ 共通液室形成用マスク
１３ａ 開口部
１５ａ 底部
１６ 第一の供給口形成用マスク
１６ａ 開口部
１９ 第二の供給口形成用マスク
１９ａ 開口部
２３ 第一の感光性樹脂層
２５ 第二の感光性樹脂層
Ｘ 第一の方向
Ｙ 第二の方向
ａ_１〜ａ_４、ｂ_１〜ｂ_４ 第二の供給口の開口幅
ｃ 第一の供給口の一つに連通する複数の第二の供給口の開口総面積
ｃ_１〜ｃ_４ 第二の供給口の開口面積
Ｄ２ 第一の供給口の深さ
Ｄ３ 第二の供給口の深さ

Claims (22)

1. 第一の面と、該第一の面に対向する第二の面とを有し、かつ、該第一の面に液体を吐出するためのエネルギー発生素子が配された基板を用意する工程と、
   前記基板の第二の面に開口し、底部を有する共通液室を形成する工程と、
   前記基板の第一の面に開口し、かつ、一つの前記共通液室の底部に対して連通する複数の供給口を形成する工程と、
   前記供給口が形成された基板の第一の面上に、樹脂層を形成する工程と、
   前記樹脂層に、液体を吐出する吐出口と、該吐出口および前記供給口に連通する流路とを形成するノズル形成工程と、
   を有する、液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記供給口を形成する工程は、
   前記一つの共通液室の底部から前記第一の面に到達しない深さの第一の供給口を形成する工程と、
   前記基板の第一の面から一つの前記第一の供給口に連通する複数の第二の供給口を形成する工程と、
   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. 前記エネルギー発生素子が第一の方向に複数配置されており、前記共通液室が該エネルギー発生素子の下方に該第一の方向に延在して形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記第一の供給口が、前記第一の方向と交差する第二の方向の前記エネルギー発生素子の両側に複数形成される、請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記樹脂層が、感光性樹脂を含み、
   前記ノズル形成工程において、前記吐出口および前記流路が、該樹脂層を露光および現像して形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記樹脂層を形成する工程が、前記基板の第一の面上に、ラミネートにより、前記感光性樹脂を含む樹脂層を貼り付ける工程を含む、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記樹脂層が、前記流路を形成する第一の感光性樹脂層と、前記吐出口を形成する第二の感光性樹脂層とを含み、
   前記ノズル形成工程が、
   前記第一の感光性樹脂層に前記流路のパターンの潜像を形成する工程と、
   前記第二の感光性樹脂層に前記吐出口のパターンの潜像を形成する工程と、
   両潜像を現像して前記流路および前記吐出口を形成する工程と、
   を含む、請求項４または５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記基板の第一の面における、前記第一の供給口の一つに連通する前記複数の第二の供給口の開口総面積が、４００μｍ^２以上、４００００μｍ^２以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記基板の第一の面における、前記第二の供給口の一つの開口面積が、１００μｍ^２以上、１００００μｍ^２以下である、請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記基板の第一の面における、前記第二の供給口の一つの開口幅が、１０μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項７または８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記共通液室を形成する工程、前記第一の供給口を形成する工程および前記第二の供給口を形成する工程が、
    それぞれを形成する部分に対応した開口部を有するエッチングマスク層を形成する工程と、
    該エッチングマスク層の開口部から前記基板をエッチングする工程と、
    を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記第二の供給口が、前記第一の供給口の前記共通液室側の開口部を前記基板の第一の面に投影した範囲内に複数形成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
12. 前記第二の供給口が、前記第一の供給口の前記共通液室側の開口部を前記基板の第一の面に投影した範囲よりも広い範囲に複数形成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
13. 前記第一の供給口の深さＤ２と、前記第二の供給口の深さＤ３との比（Ｄ２：Ｄ３）が、１：１〜４：１である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、
    前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギー発生素子を第一の面に有する素子基板と、
    前記素子基板の第一の面と対向する第二の面に開口し、該第一の面に向けて底部を有する共通液室と、
    前記素子基板の第一の面に開口し、前記流路および前記共通液室に連通する供給口と、
    を有する液体吐出ヘッドであって、
    前記供給口は、前記共通液室の底部に開口する第一の供給口と、前記素子基板の第一の面に開口し、前記第一の供給口の一つに連通する複数の第二の供給口とを含み、
    前記素子基板の第一の面における、前記第一の供給口の一つに連通する複数の第二の供給口の開口総面積は、４００μｍ^２以上、４００００μｍ^２以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
15. 前記エネルギー発生素子が第一の方向に複数配置されており、前記共通液室が該エネルギー発生素子の下方に該第一の方向に延在している、請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記第一の供給口が、前記第一の方向と交差する第二の方向の前記エネルギー発生素子の両側に複数配される、請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
17. 前記ノズル層が、感光性樹脂層を含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
18. 前記素子基板の第一の面における、前記第二の供給口の一つの開口面積が、１００μｍ^２以上、１００００μｍ^２以下である、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
19. 前記素子基板の第一の面における、前記第二の供給口の一つの開口幅が、１０μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
20. 前記第二の供給口が、前記第一の供給口の前記共通液室側の開口部を前記素子基板の第一の面に投影した範囲内に複数配される、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
21. 前記第二の供給口が、前記第一の供給口の前記共通液室側の開口部を前記素子基板の第一の面に投影した範囲よりも広い範囲に複数配される、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
22. 前記第一の供給口の深さＤ２と、前記第二の供給口の深さＤ３との比（Ｄ２：Ｄ３）が、１：１〜４：１である、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

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