JP2021094774A - 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】階調性に優れた高品位な画像を記録する液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド20は、基板1と、基板1に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口9が形成された吐出口面12aを有するとともに、基板1との間に複数の吐出口9に連通する流路6を形成する吐出口形成部材12と、を有している。吐出口形成部材12は、吐出口面12aが平坦になるように、かつ複数の吐出口9に対応する位置で流路6の高さが互いに異なるように形成されている。【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。
吐出口からインクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録する液体吐出ヘッドでは、階調性に優れた画像を得るために、吐出口ごとに異なるサイズの液滴を吐出する方法が知られている。特許文献1には、同一基板上に厚みの異なる吐出口形成部材を複数形成することで、吐出口形成部材ごとに異なるサイズの液滴を吐出する液体吐出ヘッドが記載されている。
ところで、液体吐出ヘッドでは、吐出口形成部材の吐出口面(吐出口が形成された面)に液体が付着することで吐出不良が発生することがあるため、それを抑制するために、ゴム製のブレードで吐出口面を払拭するワイピング動作を行うことが好ましい。しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドでは、吐出口形成部材ごとにその厚みが異なるため、隣接する吐出口形成部材間に段差が生じてしまう。そのため、ワイピング時に段差部分に拭き残りが発生したり、ワイピングにより段差部分が破損したりすることで、結果的に、液体の吐出不良が発生して画像品位の低下を招くおそれがある。
そこで、本発明の目的は、階調性に優れた高品位な画像を記録する液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することである。
そこで、本発明の目的は、階調性に優れた高品位な画像を記録する液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することである。
上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、基板の複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出口面を有し、基板との間に複数の吐出口に連通する流路を形成する吐出口形成部材と、を有し、吐出口形成部材は、吐出口面が平坦になるように、かつ複数の吐出口に対向する位置で流路の高さが互いに異なるように形成されている。
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、基板の複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有するとともに、基板との間に複数の吐出口に連通する流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上に、複数のエネルギー発生素子を覆うように流路を形成するための型材を形成する工程と、型材を覆うように吐出口形成部材を形成する工程と、型材を除去する工程と、を含み、型材は、複数のエネルギー発生素子を覆う位置での厚みが互いに異なるように形成され、吐出口形成部材は、表面が平坦になるように形成される。
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、基板の複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有するとともに、基板との間に複数の吐出口に連通する流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板上に、複数のエネルギー発生素子を覆うように流路を形成するための型材を形成する工程と、型材を覆うように吐出口形成部材を形成する工程と、型材を除去する工程と、を含み、型材は、複数のエネルギー発生素子を覆う位置での厚みが互いに異なるように形成され、吐出口形成部材は、表面が平坦になるように形成される。
本発明によれば、階調性に優れた高品位な画像を記録することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、同一の機能を有する構成には図面中に同一の符号を付与し、その説明を省略する場合がある。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線に沿った断面図である。
液体吐出ヘッド20は、インクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録するものであり、基板1と、基板1の表面(以下、「基板表面」ともいう)1aに設けられた吐出口形成部材12とを有している。基板1は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子3を有している。吐出口形成部材12は、液体を吐出するための複数の吐出口9が形成された吐出口面12aを有し、複数の吐出口9は、複数のエネルギー発生素子3に対向する位置に配置されている。複数のエネルギー発生素子3は、複数(図示した例では8つ)の素子列を形成するように配列され、それに応じて、複数の吐出口9も、複数の吐出口列を形成するように配列されている。
液体吐出ヘッド20は、インクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録するものであり、基板1と、基板1の表面(以下、「基板表面」ともいう)1aに設けられた吐出口形成部材12とを有している。基板1は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子3を有している。吐出口形成部材12は、液体を吐出するための複数の吐出口9が形成された吐出口面12aを有し、複数の吐出口9は、複数のエネルギー発生素子3に対向する位置に配置されている。複数のエネルギー発生素子3は、複数(図示した例では8つ)の素子列を形成するように配列され、それに応じて、複数の吐出口9も、複数の吐出口列を形成するように配列されている。
基板1と吐出口形成部材12との間には複数の流路6が形成されている。複数の流路6のそれぞれは、1つの素子列を構成する複数のエネルギー発生素子3を内部に備え、1つの吐出口列を構成する複数の吐出口9に連通している。エネルギー発生素子3が発生するエネルギーを利用することで、流路6内の液体を吐出口9から吐出させることができる。エネルギー発生素子3としては、液体を加熱して発泡させることで吐出させる発熱素子(ヒータ)や、変形することで圧力を発生させて液体を吐出させる圧電素子(ピエゾ素子)などが挙げられる。吐出口形成部材12の吐出口面12aには、液体の付着を抑制して吐出性能を良好に維持するための撥水層8が形成されている。
基板1には、複数の吐出口9に液体を供給するための供給路11が形成されている。供給路11は、基板1を貫通して2つの素子列の間で基板表面1aに開口し、それぞれが各素子列を内包する2つの流路6に連通している。基板1の裏面(以下、「基板裏面」ともいう)1bには、後述する工程において異方性エッチングにより基板1に供給路11を形成する際にエッチングマスクとして機能する保護層2が形成されている。また、基板1と吐出口形成部材12との間には、両者の密着性を向上させる密着層4が設けられている。
基板1には、複数の吐出口9に液体を供給するための供給路11が形成されている。供給路11は、基板1を貫通して2つの素子列の間で基板表面1aに開口し、それぞれが各素子列を内包する2つの流路6に連通している。基板1の裏面(以下、「基板裏面」ともいう)1bには、後述する工程において異方性エッチングにより基板1に供給路11を形成する際にエッチングマスクとして機能する保護層2が形成されている。また、基板1と吐出口形成部材12との間には、両者の密着性を向上させる密着層4が設けられている。
図1(b)から明らかなように、本実施形態では、吐出口形成部材12は、吐出口面12aが平坦になるように、かつ複数の流路6の高さが互いに異なるように形成されている。換言すると、吐出口形成部材12は、基板表面1aとの間隔が一定の吐出口面12aを有し、かつ吐出口列ごとに高さが異なる流路6を有している。そのため、吐出口9と流路6とを連通する筒状の吐出口部の高さ(液体の吐出方向における長さ)が吐出口列ごとに異なり、したがって、吐出される液滴のサイズが吐出口列ごとに異なる。その結果、階調性に優れた高品位な画像を記録することが可能になる。また、吐出口面12aは、上述のように平坦であり、したがって、その上に形成された撥水層8の表面も平坦である。そのため、ゴム製のブレードなどで撥水層8の表面を払拭するワイピング動作を行う際にも、拭き残りが発生したり、構造体が破損したりすることが抑制され、液体の吐出不良による画像品位の低下を抑制することができる。
なお、本実施形態では、複数の流路6が互いに異なる高さを有することに加え、あるいはその代わりに、1つの流路6内でも吐出口9ごとにその高さが異なっていてもよい。すなわち、1つの吐出口列内の複数の吐出口9に対向する位置で流路6の高さが互いに異なっていてもよい。これにより、さらに様々なサイズの液滴を吐出することが可能になり、さらに階調性に優れた高品位な画像を記録することが可能になる。図2は、図1(a)のB−B線に沿った断面図であり、1つの吐出口列内の複数の吐出口に連通する流路のいくつかの構成例を示す図である。
例えば、吐出口列の中央部における流路6の高さは、図2(a)および図2(c)に示すように、吐出口列の端部における流路6の高さよりも高くてもよく、図2(b)および図2(d)に示すように、吐出口列の端部における流路6の高さよりも低くてもよい。また、流路6の高さは、図2(a)および図2(b)に示すように、吐出口列に沿って不連続的に変化してもよく、図2(c)および図2(d)に示すように、吐出口列に沿って連続的に変化してもよい。
例えば、吐出口列の中央部における流路6の高さは、図2(a)および図2(c)に示すように、吐出口列の端部における流路6の高さよりも高くてもよく、図2(b)および図2(d)に示すように、吐出口列の端部における流路6の高さよりも低くてもよい。また、流路6の高さは、図2(a)および図2(b)に示すように、吐出口列に沿って不連続的に変化してもよく、図2(c)および図2(d)に示すように、吐出口列に沿って連続的に変化してもよい。
次に、図3および図4を参照して、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。図3(a)から図4(d)は、本実施形態の製造方法の各工程における液体吐出ヘッドの断面図であり、図1(b)に対応する図である。
まず、基板表面1aにエネルギー発生素子3を有するとともに、基板裏面1bに保護層2を有する基板1を用意する。
次に、基板表面1aに樹脂を塗布した後、パターニングを行い、図3(a)に示すように、所望のパターンの密着層4を形成する。樹脂の塗布方法としては、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。パターニングは、基板表面1aに塗布した樹脂上に、通常のフォトリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成し、それをマスクとしたドライエッチングにより行われる。なお、感光性樹脂を用いて直接パターニングを行うことで、所望のパターンを形成してもよい。
次に、基板表面1aに樹脂を塗布した後、パターニングを行い、図3(a)に示すように、所望のパターンの密着層4を形成する。樹脂の塗布方法としては、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。パターニングは、基板表面1aに塗布した樹脂上に、通常のフォトリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成し、それをマスクとしたドライエッチングにより行われる。なお、感光性樹脂を用いて直接パターニングを行うことで、所望のパターンを形成してもよい。
次に、同じく図3(a)に示すように、基板表面1aに、型材形成用の樹脂層5を形成する。具体的には、基板表面1aに設けられた複数の素子列をそれぞれ覆うように、ディスペンスノズル15を用いたディスペンス法により感光性樹脂をベタ状に塗布し、型材形成用の樹脂層5を形成する。
ディスペンス法により樹脂をベタ状に塗布する方法としては、ディスペンスノズル15を一定のピッチで相対移動させながら、直線、矩形、円形、渦形などが繰り返し配置された幾何学模様を描くように樹脂を塗布する方法が挙げられる。このとき、時間的に前後して塗布された樹脂が互いに隣接して重なり合うことで、ベタ状のパターンが形成される。感光性樹脂の塗布には、例えば、内径が20μm以上500μm以下のディスペンスノズル15が用いられるが、本実施形態の製造方法のようにミクロンオーダーの精度が要求される場合、樹脂層5の表面を滑らかにするためには、樹脂の蒸気圧が重要になる。すなわち、樹脂の乾燥が早いと、ディスペンサの吐出条件によっては、重なり合った樹脂同士が混ざらずに、樹脂層5の表面が波打ってしまうことがある。そのため、樹脂に含まれる溶媒としては、20℃での蒸気圧が水(約2.33kPa)と同等のものを用いることもあるが、20℃での蒸気圧が約0.0039kPaであるN−メチルピロリドン(NMP)のように、蒸気圧が低いものを用いることが好ましい。こうして、最適な蒸気圧の樹脂を用いることで、前に塗布された樹脂が乾燥する前にその樹脂に対して後から塗布される樹脂を隣接して重ねることが可能になり、樹脂層5の表面を滑らかにすることができる。
ディスペンス法により樹脂をベタ状に塗布する方法としては、ディスペンスノズル15を一定のピッチで相対移動させながら、直線、矩形、円形、渦形などが繰り返し配置された幾何学模様を描くように樹脂を塗布する方法が挙げられる。このとき、時間的に前後して塗布された樹脂が互いに隣接して重なり合うことで、ベタ状のパターンが形成される。感光性樹脂の塗布には、例えば、内径が20μm以上500μm以下のディスペンスノズル15が用いられるが、本実施形態の製造方法のようにミクロンオーダーの精度が要求される場合、樹脂層5の表面を滑らかにするためには、樹脂の蒸気圧が重要になる。すなわち、樹脂の乾燥が早いと、ディスペンサの吐出条件によっては、重なり合った樹脂同士が混ざらずに、樹脂層5の表面が波打ってしまうことがある。そのため、樹脂に含まれる溶媒としては、20℃での蒸気圧が水(約2.33kPa)と同等のものを用いることもあるが、20℃での蒸気圧が約0.0039kPaであるN−メチルピロリドン(NMP)のように、蒸気圧が低いものを用いることが好ましい。こうして、最適な蒸気圧の樹脂を用いることで、前に塗布された樹脂が乾燥する前にその樹脂に対して後から塗布される樹脂を隣接して重ねることが可能になり、樹脂層5の表面を滑らかにすることができる。
また、型材形成用の樹脂層5は、その厚みが部分的に異なるように形成される。すなわち、樹脂層5は、上述したように、基板表面1aに設けられた複数の素子列をそれぞれ覆う複数の領域を含んでいるが、この工程では、その複数の領域が互いに異なる厚みを有するように形成される。あるいはそれに加えて、樹脂層5は、1つの素子列内の複数のエネルギー発生素子3を覆う位置での厚みが互いに異なるように形成される。ディスペンス法により樹脂層5の厚みを部分的に変化させる方法としては、ディスペンサの吐出圧力を時間的に変化させる方法や、塗布対象物である基板1を載置するステージの移動速度を時間的に変化させる方法を用いることができる。
なお、型材形成用の樹脂層5は、単一層として一度に形成されてもよく、全体の厚みを厚くするために2層以上に分けて形成されてもよい。樹脂層5を2層以上に分けて形成する場合、樹脂層5の一部、すなわち、最上層(第1の層)を形成するためにディスペンス法が用いられる限り、その下の層(第2の層)を含む他の層の形成方法に特に制限はない。他の層の形成方法としては、例えば、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。なお、樹脂層5を2層以上に分けて形成する場合、これらの層は、同じ溶媒に溶解可能なものであれば、同じ種類の感光性樹脂であってもよく、異なる種類の感光性樹脂であってもよい。
なお、型材形成用の樹脂層5は、単一層として一度に形成されてもよく、全体の厚みを厚くするために2層以上に分けて形成されてもよい。樹脂層5を2層以上に分けて形成する場合、樹脂層5の一部、すなわち、最上層(第1の層)を形成するためにディスペンス法が用いられる限り、その下の層(第2の層)を含む他の層の形成方法に特に制限はない。他の層の形成方法としては、例えば、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。なお、樹脂層5を2層以上に分けて形成する場合、これらの層は、同じ溶媒に溶解可能なものであれば、同じ種類の感光性樹脂であってもよく、異なる種類の感光性樹脂であってもよい。
次に、樹脂層5をパターニングし、流路6を形成するための型材5aを形成する。具体的には、図3(b)に示すように、マスク13を用いて樹脂層5を露光し、現像して不要な部分を除去することにより、図3(c)に示すように、所望のパターンを有する型材5aを形成する。型材5aは、後述する工程において複数の流路6を形成するために複数の領域からなるが、上述した樹脂層5の厚みに対応して、領域ごとに厚みが異なるか、あるいはそれに加えて、1つの領域内で厚みが部分的に異なる。
次に、図3(d)に示すように、型材5aを完全に覆うように感光性樹脂を塗布することで、吐出口形成部材12となる樹脂層7を形成するとともに、樹脂層7の表面に撥水剤を塗布することで、撥水層8を形成する。樹脂および撥水剤の塗布方法としては、それぞれ、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。
次に、図3(d)に示すように、型材5aを完全に覆うように感光性樹脂を塗布することで、吐出口形成部材12となる樹脂層7を形成するとともに、樹脂層7の表面に撥水剤を塗布することで、撥水層8を形成する。樹脂および撥水剤の塗布方法としては、それぞれ、スピンコート法、ダイレクトコート法、スプレー法などを用いることができる。
次に、図4(a)に示すように、マスク14を用いて樹脂層7を露光し、現像して複数の貫通孔を形成することにより、図4(b)に示すように、樹脂層7の表面に複数の吐出口9を形成する。
次に、図4(c)に示すように、耐アルカリ性に優れた材料で樹脂層7と撥水層8を被膜し、保護膜10を形成する。そして、図4(d)に示すように、基板裏面1bの保護層2をエッチングマスクとして異方性エッチングを行うことで、基板1に供給路11を形成する。なお、このときのエッチングは、所望のアルカリ性を示す溶液を用いたウェットエッチングでもよく、所望の比率からなるガスを用いたドライエッチングでもよい。その後、基板表面1a側の保護膜10を除去した後、型材5aを構成する樹脂を溶解可能な溶剤に基板1を浸漬させ、型材5aを除去することにより、図1に示す液体吐出ヘッド20が完成する。なお、保護膜10の除去方法としては、専用の溶液に浸漬させるウェット方式やエッチングガスを用いたドライ方式を用いることができる。
次に、図4(c)に示すように、耐アルカリ性に優れた材料で樹脂層7と撥水層8を被膜し、保護膜10を形成する。そして、図4(d)に示すように、基板裏面1bの保護層2をエッチングマスクとして異方性エッチングを行うことで、基板1に供給路11を形成する。なお、このときのエッチングは、所望のアルカリ性を示す溶液を用いたウェットエッチングでもよく、所望の比率からなるガスを用いたドライエッチングでもよい。その後、基板表面1a側の保護膜10を除去した後、型材5aを構成する樹脂を溶解可能な溶剤に基板1を浸漬させ、型材5aを除去することにより、図1に示す液体吐出ヘッド20が完成する。なお、保護膜10の除去方法としては、専用の溶液に浸漬させるウェット方式やエッチングガスを用いたドライ方式を用いることができる。
このように、本実施形態の製造方法によれば、領域ごとに厚みが異なる型材5aを形成するためにディスペンス法を用いて感光性樹脂を塗布することで、例えば、スピンコート法を用いた場合に比べて、製造コストの上昇を抑制することができる。すなわち、スピンコート法を用いた場合、型材5aの厚みの違いに応じて、フォトリソグラフィー技術によるパターニングを繰り返し行う必要があるため、樹脂の使用量や工程数が増加し、コストアップにつながってしまう。それに比べて、ディスペンス法を用いた場合、一度のパターニングで所望の型材5aを形成することができるため、樹脂の使用量も最小限に抑えられ、製造コストの上昇を抑制することができる。
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
(実施例1)
本実施例では、図3および図4に示す製造方法により、図1(b)および図2(a)に示す液体吐出ヘッド20を作製した。
本実施例では、図3および図4に示す製造方法により、図1(b)および図2(a)に示す液体吐出ヘッド20を作製した。
まず、図3(a)に示す工程では、基板1として、主面が(100)面である単結晶シリコン基板を用意し、その表面1aに、エネルギー発生素子3を形成するとともに、スピンコート法により樹脂を塗布することで密着層4を形成した。さらに、基板1の裏面1bに、シリコン酸化膜からなる保護層2を形成した。
次に、同じく図3(a)に示す工程では、ディスペンス法により、基板表面1aに感光性樹脂を一度に塗布することで、部分的に厚みが異なる型材形成用の樹脂層5を形成した。感光性樹脂としては、東京応化工業株式会社製のODUR1010A(商品名)を用いた。ディスペンスノズル15としては、内径が70μmのものを用い、0.05〜0.5mmの送りピッチでディスペンスノズル15を移動させながら、感光性樹脂を繰り返し直線状に塗布した。このような条件で樹脂を塗布した理由は、使用した感光性樹脂の蒸気圧が0.1kPaであったことから、内径が20μmのディスペンスノズル15では、吐出された直後に樹脂が乾燥し、基板1への樹脂層5の形成が困難であったためである。こうして、本実施例では、ディスペンス法を用いることで、図5に示すように、感光性樹脂の塗布厚みのばらつきをレンジで2μm以内に抑えることができ、スピンコート法を用いた場合と同等の精度で樹脂を塗布することができた。図5は、上述のような条件で樹脂を塗布した場合の膜厚を、ウエハとしての基板上での位置に対してプロットしたグラフである。なお、例えば、スピンコート法を用いて3種類の厚みを有する樹脂層を形成する場合、厚みの違いに応じてパターニングを繰り返し行うため、ウエハ当たり3×10ccの樹脂が必要になる。これに対し、ディスペンス法では、同様の構成を得るために、樹脂の使用量をウエハ当たり3ccで済ますことができた。
次に、同じく図3(a)に示す工程では、ディスペンス法により、基板表面1aに感光性樹脂を一度に塗布することで、部分的に厚みが異なる型材形成用の樹脂層5を形成した。感光性樹脂としては、東京応化工業株式会社製のODUR1010A(商品名)を用いた。ディスペンスノズル15としては、内径が70μmのものを用い、0.05〜0.5mmの送りピッチでディスペンスノズル15を移動させながら、感光性樹脂を繰り返し直線状に塗布した。このような条件で樹脂を塗布した理由は、使用した感光性樹脂の蒸気圧が0.1kPaであったことから、内径が20μmのディスペンスノズル15では、吐出された直後に樹脂が乾燥し、基板1への樹脂層5の形成が困難であったためである。こうして、本実施例では、ディスペンス法を用いることで、図5に示すように、感光性樹脂の塗布厚みのばらつきをレンジで2μm以内に抑えることができ、スピンコート法を用いた場合と同等の精度で樹脂を塗布することができた。図5は、上述のような条件で樹脂を塗布した場合の膜厚を、ウエハとしての基板上での位置に対してプロットしたグラフである。なお、例えば、スピンコート法を用いて3種類の厚みを有する樹脂層を形成する場合、厚みの違いに応じてパターニングを繰り返し行うため、ウエハ当たり3×10ccの樹脂が必要になる。これに対し、ディスペンス法では、同様の構成を得るために、樹脂の使用量をウエハ当たり3ccで済ますことができた。
次に、図3(b)に示す工程では、露光装置として、ウシオ電機株式会社製のUX−3000(商品名)を用い、マスク13を介して、型材形成用の樹脂層5に23J/cm2以上の露光量で遠紫外線を照射した。その後、図3(c)に示す工程では、基板1を現像液に所定時間浸漬させることで型材5aを形成した。現像液としては、林純薬工業株式会社製のMP5050(商品名)を用いた。なお、スピンコート法を用いて同様の型材5aを形成する場合に比べて、露光用マスク材料および現像液の使用量はそれぞれ1/3になり、基板裏面1bを洗浄するバックリンス液の使用も行わなかった。
次に、図3(d)に示す工程では、エポキシ樹脂を主成分とする感光性樹脂をスピンコート法により所定の厚みで塗布することで、吐出口形成部材12となる樹脂層7を形成した後、ダイレクトコート法により撥水剤を塗布することで、撥水層8を形成した。
次に、図3(d)に示す工程では、エポキシ樹脂を主成分とする感光性樹脂をスピンコート法により所定の厚みで塗布することで、吐出口形成部材12となる樹脂層7を形成した後、ダイレクトコート法により撥水剤を塗布することで、撥水層8を形成した。
次に、図4(a)に示す工程では、露光装置として、キヤノン株式会社製のFPA―3000i5+(商品名)を用い、マスク14を介して、樹脂層7に2500J/m2以上の露光量でi線を照射した。その後、図4(b)に示す工程では、現像液として、東京応化工業株式会社製のODUR1010C(商品名)を用いて、樹脂層7の不要な部分を除去し、樹脂層7の表面に複数の吐出口9として開口する複数の貫通孔を形成した。
次に、図4(c)に示す工程では、環化ゴムで樹脂層7と撥水層8を被膜し、保護膜10を形成した。その後、図4(d)に示す工程では、基板1を水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液(温度83℃、濃度22%)に8時間浸漬させて異方性エッチングを行い、基板1に供給路11を形成した。そして、基板表面1a側の保護膜10を専用の除去液で除去し、型材5aを同様に専用の溶剤で除去することで、図1(b)および図2(a)に示す液体吐出ヘッド20を作製した。
こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
次に、図4(c)に示す工程では、環化ゴムで樹脂層7と撥水層8を被膜し、保護膜10を形成した。その後、図4(d)に示す工程では、基板1を水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液(温度83℃、濃度22%)に8時間浸漬させて異方性エッチングを行い、基板1に供給路11を形成した。そして、基板表面1a側の保護膜10を専用の除去液で除去し、型材5aを同様に専用の溶剤で除去することで、図1(b)および図2(a)に示す液体吐出ヘッド20を作製した。
こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
(実施例2)
樹脂層5を2層に分けて形成し、下層となる樹脂の塗布にスピンコート法を用い、上層となる樹脂の塗布にディスペンス法を用いた以外、実施例1と同様の手順で液体吐出ヘッド20を作製した。こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
樹脂層5を2層に分けて形成し、下層となる樹脂の塗布にスピンコート法を用い、上層となる樹脂の塗布にディスペンス法を用いた以外、実施例1と同様の手順で液体吐出ヘッド20を作製した。こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
(実施例3)
樹脂層5を2層に分けて形成し、下層と上層で異なる樹脂を用いた以外、実施例1と同様の手順で液体吐出ヘッド20を作製した。こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
樹脂層5を2層に分けて形成し、下層と上層で異なる樹脂を用いた以外、実施例1と同様の手順で液体吐出ヘッド20を作製した。こうして作製した液体吐出ヘッド20を用いて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクでテストパターンの記録を行ったところ、階調性に優れた高品位の画像を得ることができた。
1 基板
6 流路
12 吐出口形成部材
20 液体吐出ヘッド
6 流路
12 吐出口形成部材
20 液体吐出ヘッド
Claims (25)
- 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、前記基板の前記複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出口面を有し、前記基板との間に前記複数の吐出口に連通する流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口形成部材は、前記吐出口面が平坦になるように、かつ前記複数の吐出口に対向する位置で前記流路の高さが互いに異なるように形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記複数の吐出口は、吐出口列を形成するように配列されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、前記基板の前記複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有するとともに、前記基板との間に前記複数の吐出口に連通する複数の流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口形成部材は、前記吐出口面が平坦になるように、かつ前記複数の流路の高さが互いに異なるように形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記複数の吐出口は、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の吐出口列を形成するように配列されている、請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口列内の複数の吐出口に対向する位置で前記流路の高さが互いに異なる、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口列の中央部における前記流路の高さは、前記吐出口列の端部における前記流路の高さよりも高い、請求項2または5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口列の中央部における前記流路の高さは、前記吐出口列の端部における前記流路の高さよりも低い、請求項2または5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流路の高さは、前記吐出口列に沿って不連続的に変化する、請求項6または7に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流路の高さは、前記吐出口列に沿って連続的に変化する、請求項6または7に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口形成部材は、それぞれが前記吐出口と前記流路とを連通する複数の吐出口部を有し、
液体の吐出方向における前記複数の吐出口部の長さが互いに異なる、請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記吐出口形成部材の前記吐出口面は、前記基板の前記吐出口形成部材が設けられた面との間隔が一定である、請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、前記基板の前記複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有するとともに、前記基板との間に前記複数の吐出口に連通する流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に、前記複数のエネルギー発生素子を覆うように前記流路を形成するための型材を形成する工程と、
前記型材を覆うように前記吐出口形成部材を形成する工程と、
前記型材を除去する工程と、を含み、
前記型材は、前記複数のエネルギー発生素子を覆う位置での厚みが互いに異なるように形成され、前記吐出口形成部材は、表面が平坦になるように形成されることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する基板と、前記基板の前記複数のエネルギー発生素子が設けられた面に設けられ、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有するとともに、前記基板との間に前記複数の吐出口に連通する複数の流路を形成する吐出口形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に、前記複数のエネルギー発生素子をそれぞれ覆うように前記複数の流路を形成するための複数の領域からなる型材を形成する工程と、
前記型材を覆うように前記吐出口形成部材を形成する工程と、
前記型材を除去する工程と、を含み、
前記型材は、前記複数の領域での厚みが互いに異なるように形成され、前記吐出口形成部材は、表面が平坦になるように形成されることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記型材を形成する工程が、前記基板上に樹脂層を形成した後、前記樹脂層をパターニングすることで前記型材を形成することを含み、
前記樹脂層は、少なくとも一部がディスペンス法により形成される、請求項12または13に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記樹脂層が、最上層である第1の層と該第1の層の下の第2の層とを含む複数の層からなり、前記第1の層が、ディスペンス法により塗布された樹脂からなる、請求項14に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第1の層は、前記第2の層の上に幾何学模様を描くように樹脂を塗布することで形成される、請求項15に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第1の層は、時間的に前後して塗布された樹脂が互いに隣接して重なり合うことで形成される、請求項16に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第1の層は、前に塗布された樹脂が乾燥する前に該樹脂に対して後から塗布される樹脂が隣接して重なることで形成される、請求項17に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記幾何学模様は、直線、矩形、円形、および渦形の少なくとも1つが繰り返し配置された模様である、請求項16から18のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第1および第2の層が、同じ溶剤に溶解可能であって互いに異なる種類の樹脂からなる、請求項15から19のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記樹脂層が、ディスペンス法により塗布された樹脂からなる、請求項14に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記樹脂層は、前記基板上に幾何学模様を描くように樹脂を塗布することで形成される、請求項21に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記樹脂層は、時間的に前後して塗布された樹脂が互いに隣接して重なり合うことで形成される、請求項22に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記樹脂層は、前に塗布された樹脂が乾燥する前に、該樹脂に対して後から塗布される樹脂が隣接して重なることで形成される、請求項23に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記幾何学模様は、直線、矩形、円形、および渦形の少なくとも1つが繰り返し配置された模様である、請求項22から24のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019227230A JP2021094774A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019227230A JP2021094774A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021094774A true JP2021094774A (ja) | 2021-06-24 |
Family
ID=76430162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019227230A Pending JP2021094774A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021094774A (ja) |
-
2019
- 2019-12-17 JP JP2019227230A patent/JP2021094774A/ja active Pending
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