JP4813369B2 - インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、微小ドットによる微細パターンを形成する、微小ドット形成装置に用いるインクジェットヘッドとその製造方法に関するものである。

今日、文字または画像等をシート等に印刷するプリンタとして、微細なインクの滴を用紙に吹き付けて印刷する方式を用いる、いわゆるインクジェットプリンタが広く利用されている。

ところで、近年では、従来フォトリソグラフィ技術で加工されていた、液晶表示装置用カラーフィルタ等での微細パターンの形成や、プリント配線板での導体パターンの形成などに対して、このプリンタ技術が応用されるようになっている。

例えば、このインクジェット技術を応用して、微小なインクドットを描画対象（例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等）に塗布し、微細パターンを高い精度で形成することができる微小ドット形成装置の開発が活発となっている。

このような微小ドット形成装置では、描画対象にインクを安定して吐出するとともに、所望される位置に高精度にインクドットを着弾させることができるインクジェットヘッドが必要となる。

ところで、微小なインクドットを描画対象に塗布するためには、インクジェットヘッドから吐出する液体（インク）の形状を、たとえばφ１０μｍ以下といった微小形状に制御する必要がある。しかしながら、液体の形状が小さくなればなるほど、液体が有する慣性質量に比して、空気抵抗を受ける断面積の割合が大きくなる。このため、空気中を浮遊する流体に加速度を与えない吐出方法では、所望される位置にインクドットを着弾させる精度が著しく低下してしまう。

そこで、上記したような微小なインクドットを描画対象に的確に着弾させるためには、空気中を浮遊する流体に静電気力を印加する静電吸引方式のインクジェットが用いられる。

この静電吸引方式のインクジェットヘッドでは、流体を描画対象に吹き付けるために、該インクジェットヘッドが備えるノズル面に形成された流体のメニスカスに対して、十分に電解集中させる必要がある。

そして、上記メニスカスに対して、効果的に電解集中させるためには、液体吐出口をできるだけ突出した筒状の構造とすることが好適である。また、描画対象に対して吐出するインクドットを微小とするためには、上記ノズルが備える開口部の形状はできるだけ小さいほうが望ましい。

上記したような微小なインクドットを吐出するインクジェット装置として、例えば、図１８に示すような、微細パターン形成装置が提案されている（特許文献１（特開２００３−３１１９４４号公報、２００３年１１月６日公開））。すなわち、この特許文献１では、吐出するための流体の流路（吐出流体流路）として、シリコン基板に貫通孔を形成し、そして、この貫通孔の一方の開口部を流体吐出口とする構成が開示されている。なお、この図１８は、従来技術を示すものであり、微細パターン形成装置の要部構成を示す断面図である。

すなわち、特許文献１に示される微細パターン形成装置は、図１８に示すようにシリコン基板１０２と、このシリコン基板１０２の表面１０２ａ側に設けられた主電極１０６および支持部材１０８と、シリコン基板１０２の裏面１０２ｂ側に所定の間隔で配置された対向電極１０７と、シリコン基板１０２と支持部材１０８との空隙部に吐出流体を供給する流路１０９とを備えている。

そして、上記シリコン基板１０２は、表面１０２ａ側から裏面１０２ｂ側に貫通する複数の微細孔１０３を備え、この微細孔１０３の内部には珪素酸化物層１０４が形成されている。また、裏面１０２ｂ側の開口部１０３ｂは、インクジェットヘッドと描画媒体との対抗面に露出しており、シリコン基板の裏面１０２ｂから突出するように珪素酸化物からなるノズル１０５が形成されている。このノズル１０５は、上記の珪素酸化物層１０４と一体的に形成されている。

また、特許文献２（特開２００２−９６４７４号公報、２００２年４月２日公開）
では、図１９（ａ）〜図１９（ｅ）に示すように、基板に貫通した孔の側壁にメッキ膜を形成し、当該メッキ膜が流路となるとともに、この流路の一端部が流体吐出口となる微細パターン形成装置における、微細ノズルの製造方法が開示されている。なお、この図１９（ａ）〜図１９（ｅ）は従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。

すなわち、上記微細ノズルの製造方法は、以下の処理工程によって実現される。

まずシリコン基板２０２の全面に珪素窒化物を形成する（図１９（ａ））。次に、シリコン基板２０２の一方の面に金属薄膜を形成し、この金属薄膜をフォトリソグラフィとエッチングによってパターニングすることによって、この金属薄膜に微細開口を形成する（図１９（ｂ））。

そして、上記金属薄膜をマスクとして、微細開口部に対応する形状にシリコン基板２０２をディープエッチングし、貫通微細孔を形成する（図１９（ｃ））。さらに、上記金属薄膜を除去し、貫通微細孔の内壁に珪素酸化物層を形成する（図１９（ｄ））。次いで、シリコン基板２０２の一方の面からエッチングすることで、シリコン基板２０２のみをエッチングし、貫通微細孔の内部に形成した珪素酸化物層を、シリコン基板２０２のエッチングした側の面に突出するように露出させる（図１９（ｅ））。

また、特許文献３（特開平９−１９３４００号公報、１９９７年７月２９日公開）として、表面から裏面に貫通したノズル孔３０３を有する樹脂製のノズルヘッド３０１と、前記ノズル孔３０３内壁に形成され一部がノズル孔先端部からコーン状に突出したＮｉメッキ膜３０４を有するインクジェットプリンタが開示されている。

なお、上記インクジェットプリンタには複数のノズル孔３０３が配されており（図２０では２チャンネルのノズル孔３０３）、前記Ｎｉメッキ膜３０４は、すべてのチャンネルで形成されている。また、すべての上記チャンネルが電気的に短絡した状態となっている。

この特許文献３に示すインクジェットプリンタでは、各チャンネルにおいて、吐出液体３０７は、前記ノズルヘッド３０１とＮｉメッキ膜３０４とからなる液体流路内に充填されている。そして、この吐出液体３０７は、Ｎｉメッキ膜３０４に接続された吐出信号印加手段３０６により印加される電圧によって、前記ノズルヘッド３０１と対向して配置された対向電極３０５に静電吸引吐出され、描画媒体３０８に付着する。

また、この特許文献３では、図２１（ａ）〜図２１（ｄ）に示すように上記した構成のインクジェットプリンタが備えるノズルの製造方法が示されている。

すなわち、このノズルの製造方法では、まず図２１（ａ）に示すように、樹脂製部材の表面と裏面を貫通するようにノズル孔３０１ａを形成したノズルヘッド３０１を準備する。

次に、内面がテーパー形状となったノズル突起部の型孔３０２ａを有し、銅からなる型孔層３０２を前記ノズルヘッドに連接する（図２１（ｂ））。次に、メッキによってＮｉ層３０４を形成し、ノズルの媒体対向面のみに形成された、Ｎｉ層を除去する（図２１（ｃ））。

そして、濃硝酸やアンモニア水といった、銅のみを溶解するエッチング液を用いて型孔層３０２のみを除去する（図２１（ｄ））。なお、この型孔層３０２を除去する際、型孔層３０２の内壁に形成されたＮｉ層３０４がノズルヘッドの樹脂部材から突出した形状の吐出口３０９となる。

また、特許文献４（特開平９−１５６１０９号公報、１９９７年６月１７日公開）
では、ノズルを有するノズル基板と、ノズルと対向する位置に、突起部を有する対向電極基板とを備え、該ノズル基板と対向電極基板とを用紙の搬送面に向けて突出させている静電吸引型インクジェット印字装置が開示されている。

ところで、インクジェットプリンタにより液体を描画対象に吐出し微細なドットを形成するためには、該インクジェットプリンタが備えるインクジェットヘッドには微細な流体吐出口が必要となる。

しかしながら、特許文献１〜特許文献４に示すインクジェットプリンタのノズルは、ノズル内部の流路、すなわち液体流路を基板の厚さ方向に形成している。このように、基板の厚さ方向に液体流路を形成する構成では、この液体流路の流路長が増加するにともない、アスペクト比の高い深孔の微細加工が不可欠となり、この深孔加工の製造プロセスの難度が著しく増大する。

このため、特許文献１〜特許文献４に示すインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを製造する際の製造コストが増大するとともに、該インクジェットヘッドを安定的に製造することが困難となるという問題が生じる。

さらには、特許文献１〜特許文献４に示す構成では、上記した深孔加工の製造プロセスの困難性に加え、深孔における底部分ではメッキ形成を上手く施すことができないといったメッキ形成の限界がある。

したがって、特許文献１〜特許文献４に示すインクジェットプリンタでは、上記した深孔加工の困難性やメッキ形成の限界により、液体流路の形状が制限され、この流路に対する設計の自由度が低くなるという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体流路部の形状の設計自由度を向上させることができるインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。

本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体を吐出する少なくとも１つの吐出口を有するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備えることを特徴とする。

なお、上記液体とは、例えばインクなど描画対象に吐出するための液状物質であり、また、液体流路部とは、該液体の流路である。

また、液体流路部を形成する上記外殻は、少なくとも、上記基板の上面との間に液体流路をなす中空部分を確保するように上記基板の上面上に配置されている。

上記構成によると、上記インクジェットヘッドは、基板上に積層された、液体流路部を形成する外殻を備えている。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記基板上に積層された外殻の形状をパターニング等により容易に変更することができる。

したがって、本発明のインクジェットヘッドでは、上記液体流路部の形状の設計自由度を向上させることができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体の微細な液滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板上に形成する工程と、上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殻を形成する工程と、上記充填部材を除去する工程とを含むことを特徴とする。

上記方法によれば、上記充填部材が基板面上に形成されているため、該充填部材の形状を、エッチングにより容易に所望する形状とすることができる。また、同様に、この充填部材を、基板面上との間で覆うように形成される上部流路層の形状もエッチングにより容易に所望する形状とすることができる。

このように、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体の流路形状または、上部流路層の形状を容易に所望する形状とすることができるため設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。

本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

本発明の実施形態を示すものであり、インクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す本実施の形態に係るインクジェットヘッドの斜視図のＡ−Ａ’断面図である。 本実施の形態に係るインクジェットヘッドの比較例を示すものであり、基板の表面上に構成されているマニホールドの断面図である。 本実施の形態に係るインクジェットヘッドが備えるマニホールドの断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態に係るマニホールドの製造方法を示すものであり、マニホールドの製造工程における該マニホ−ルドを示す斜視図である。 本実施の形態に係るマニホールドの製造方法を示すものであり、マニホールドの製造工程における該マニホ−ルドを示す斜視図である。 本実施の形態に係るマニホールドの製造方法を示すものであり、マニホールドの製造工程における該マニホ−ルドを示す斜視図である。 本実施の形態に係るインクジェットヘッドが備える吐出部の別の形状である先端端面近傍の、概略構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係るインクジェットヘッドが備える吐出部のさらなる別の形状である先端端面近傍の、概略構成を示す斜視図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるレジストパターニング処理を説明する図であり、液体流路部の平面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるレジストパターニング処理を説明する図であり、液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、吐出部の平面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、吐出部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程における、レジストパターニングの処理を説明する図であり、液体流路部の平面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程における、レジストパターニングの処理を説明する図であり、液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、吐出部の平面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの吐出部の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、吐出部の長手方向における断面図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の形状を示す平面図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の形状を示す平面図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の形状を示す平面図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の形状を示す平面図である。 従来技術を示すものであり、微細パターン形成装置の要部構成を示す断面図である。 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、インクジェットプリンタが備えるノズルの要部構成を示す断面図である。 従来技術を示すものであり、ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、ノズルの製造方法を示す図である。 従来技術を示すものであり、ノズルの製造方法を示す図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＢ−Ｂ´断面図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の断面形状の一例を示す図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する別の断面形状の一例を示す図である。 本実施の形態にかかる別のインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかる別のインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかる別のインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかる別のインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本実施の形態にかかる別のインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、本実施の形態に係る液体流路部に関する別の断面形状の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示すものであり、本実施の形態に係る液体流路部に関する別の断面形状の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示すものであり、本実施の形態に係る液体流路部に関する別の断面形状の一例を示す図である。 本実施の形態に係る液体流路部に関する断面形状の一例を示す図であり、液体流路層の流路幅および流路高さの関係を示す図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドにおける、液体流路層の流路幅の大きさと流路高さの大きさとの関係を示すものである。 本実施の形態の別のインクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、インクジェットヘッドの製造工程における液体流路部の長手方向における断面図である。

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。

まず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１の構成について図１および図２を参照して説明する。なお、図１は、本発明の実施形態を示すものであり、インクジェットヘッド１の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すインクジェットヘッドの斜視図のＡ−Ａ’断面図である。

（インクジェットヘッドの構成）
本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、微細な液滴を描画対象に対して吐出するものである。すなわち、このインクジェットヘッド１は、上記液滴に電界を付与し、静電反発力により該液滴を描画対象に吐出する、いわゆる静電吐出型のインクジェットのヘッドである。このインクジェットヘッド１では電圧が印加されると、該インクジェットヘッド１が備える液体流路部３の吐出口５１近傍に電界を集中させ、描画対象に微細な液滴を吐出する。

ところで、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、微小ドットによる微細パターンを、描画対象（例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等）に形成するための微小ドット形成装置（不図示）に備えられるものであり、下記に示す構成となっている。

すなわち、このインクジェットヘッド１は、図１に示すように基板２、液体流路部３、マニホールド６、および実装部７を備えている。なお、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、液体流路部３が上記基板２の面上に３つ形成されており、各液体流路部３同士は、１６９μｍピッチ間隔で基板２の面上に配置されている。

上記基板２は、単結晶シリコンによって構成されるものであり、面上に液体流路部３が形成され、液体流路部３が備える吐出部５の一部が、該液体流路部３が形成される面上の端部２２から突出している。

なお、上記液体流路部３が形成される基板２の面は、結晶格子のミラー指数が（１００）面である。

上記液体流路部３は、描画対象に噴射する液体（液状物資）が流れる通路であり、当該液体流路部３の内部を液体が通過できるように貫通孔を有する構造となっている。そして、この液体流路部３は、その両端部に、描画対象に吐出する液体を供給するための液体供給口４１を有する供給部４と、液体を描画対象に吐出するための吐出口５１を有する吐出部５とを備えている。

上記液体流路部３では、吐出口５１が設けられている側（吐出部５側）において、吐出部５の一部が基板２の端部２２から突出している。本実施例ではこの基板２の端部２２から突出する吐出部５の長さ（突出量）を１００μｍとしている。

なお、吐出部５全体の形状は、長さ方向の大きさが１２０μｍ、幅方向の大きさが７μｍ、高さ方向の大きさが６μｍである。

なおここで、長さ方向とは、液体流路部３において、供給部４から吐出部５に向かって液体が流れる方向（液体流路部３における長手方向）であり、上記高さ方向とは、液体流路部３が形成されている基板２の面に対して垂直となる方向である。また、上記幅方向とは、供給部４から吐出部５に向かう方向に垂直でありかつ、上記高さ方向に対しても垂直となる方向である。

上記液体流路部３の内部断面（幅方向に沿った断面）では、この断面積が供給部４側よりも吐出部５側のほうが小さくなるように構成されている。すなわち、本実施例では液体流路部３の内部における高さ方向の大きさは２μｍで略一定であるが、液体流路部３内部の幅方向の大きさは、吐出口５１近傍では３μｍ、液体供給口４１近傍では７０μｍとなり、吐出口５１と液体供給口４１とにおいて断面積が変化するように構成されている。また、上記吐出口５１は、幅方向に３μｍ、高さ方向に２μｍの略長方形形状をしており、吐出部５の端面において開口している。

また、図２に示すように、この液体流路部３のＡ−Ａ´断面において、当該液体流路部３の外周を構成する外殻３１は、下部流路層３２と上部流路層３３とによって形成される。なお、この下部流路層３２と上部流路層３３とは、それぞれ厚さが２μｍのＮｉを主成分とする導電体で構成されている。

なお、少なくとも下部流路層３２または上部流路層３３のいずれかが上記Ｎｉによって形成されていればよいが、後述する基板２のエッチングにおいてエッチング液による侵食を防ぐために両者がＮｉによって形成されていることが好ましい。

また、上記液体流路部３と基板２との接合部分には、厚さが０．２μｍ〜２μｍの厚さのＳｉ酸化膜やＳｉ窒化膜などの絶縁層２１が備えられている。

また、上記供給部４が備える液体供給口４１は、５０μｍ×５０μｍの略正方形であり、上部流路層３３を貫通するように形成されている。そして、各液体流路部３が備える上記液体供給口４１それぞれは、該液体流路部３それぞれの各供給部４において略同一位置に設けられている。このため、各液体流路部３が備える液体供給口４１それぞれを結ぶ線は略一直線となる。

上記マニホールド６は、液体流路部３それぞれに、描画対象に吐出するための液体を供給するものであり、絶縁体物質によって構成されている。

このマニホールド６は、図１に示すように基板２の表面に備えられた液体流路部３それぞれを覆い、その端部では基板２と接するように、該基板２の表面上に設けられている。

また、本実施の形態では、このマニホールド６は、その内部に８０μｍ×８０μｍの断面積で長さ方向の大きさが３ｍｍである流体供給孔６１を、液体流路部３と同数分だけ備えている。そして、この流体供給孔６１それぞれは、上記供給部４に設けられた各液体供給口４１に対応するように設けられ、この流体供給孔６１の端面が、供給部４に接合されている。

なお、上記断面積とは、流体供給孔６１において、液体流路部３の液体供給口４１と接する部分の面積であり、上記長さ方向とは、液体流路部３が備えられている基板２の面に対して垂直な方向である。

また、上記マニホールド６の流体供給孔６１は、供給部４と接する側とは反対側で不図示の共通液体室に接合されている。そして、この共通液体室からすべての流体供給孔６１に液体が供給されるように構成されている。

ところで、図３に示すように上記マニホールド６を共通液体室と兼用して構成することもできる。なお、この図３は、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１の比較例を示すものであり、基板５０２の表面上に構成されているマニホールド５０６を示す断面図である。

図３に示すようにマニホールド５０６が共通液体室と兼用して構成されている場合、任意の液体流路部５０３に電圧を印加すると、共通液体室のインクを介して他の液体流路部５０３にも印加してしまう。その結果、所望しない液体流路部５０３からも液体が吐出してしまう、いわゆるクロストークを発生させることとなる。

ところが、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１のように、上記流体供給孔６１が液体流路部３毎に設けられ、液体流路部３の供給部４と接する側とは反対側で共通液体室に接合されて構成されている場合、上記したクロストークの発生を抑制することができる。

すなわち、図４に示すように本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、印加された電圧が液体を通じて他の隣接する液体流路部３にリークする場合、電圧が印加された液体流路部３に対応する流体供給孔６１の流路から、共通液体室、電圧が印加されていない液体流路部３に対応する流体供給孔６１の流路へと経路が長くなる。

このため、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、隣接する他の液体流路部３に電圧がリークされる場合、この電圧に対する抵抗値が大きくなるため、上記したようなクロストークの発生を抑制することができる。

上記実装部７は、液体を描画対象に吐出するように制御する吐出信号が印加されるものである。

上記液体流路部３が備える供給部４の後ろ側（液体流路部３における長手方向において、吐出口５が備えられている端部とは反対になる側）に、液体流路部３を構成する外殻３１のみが延びており、上記実装部７は、この延びた外殻３１によって構成される。また、この実装部７は、ワイヤーボンディングなどの実装技術によって図示しないフレキシブル基板などの外部信号伝達手段と電気的に接続している。

なお、上記実装部７は、上記外殻３１のうち、下部流路層３２または上部流路層３３のいずれかから構成されていてもよい。すなわち、上記実装部７は、少なくとも導電体である下部流路層３２または上部流路層３３と電気的に接続されているものであればよい。

このように本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、電気的に独立した液体流路部３を構成する外殻３１に直接吐出信号を印加することができる。このため、特定の液体流路部３に対して吐出信号を容易に印加することができる。

更に、上述したように上記液体流路部３の外殻３１は、Ｎｉで形成されているため、電荷移動にかかる電気抵抗が小さく吐出口に電荷が移動しやすくなる。このため、吐出口５１に形成された液体メニスカスに電界集中させるための電荷がこの外殻３１を通して吐出口５１に集中する。すなわち、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、上記外殻３１を、当該インクジェットヘッド１における電極として作用させることができる。

以上のように本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、液体流路部３を基板２の表面に形成しているため、この液体流路部３の形状または、液体流路部３の外殻３１によって形成される液体の流路形状をフォトリソグラフィのパターンを変えることで任意に変更することができる。

このため、基板厚さ方向に流路を形成する従来構造に比べ、液体流路部３を流れる液体の流路抵抗を自由に調整することができる。また、インクジェットヘッド１の用途に応じて、液体流路部３の設計を好適に変更することを容易に行なうことができる。

さらに図２に示すように、基板２の液体流路部３は基板２の表面より台形状に隆起している部分に配置されている。そして、液体流路部３は、絶縁層２１を介して基板２に固定されている。

このため液体流路部３は、基板２と電気的に絶縁されており、隣接する他の液体流路部３に電気的にクロストークする危険性を低減することができる。

さらに、上記液体流路部３は、上述したように台形状の隆起部分に形成されている。ここで、基板２における平坦部分の上面に上記液体流路部３が形成された構成と比較すると、上記インクジェットヘッド１では、絶縁層２１の面上に形成された液体流路部３が、他の基板２部分（基板２の平坦部分）よりも隆起している部分に配置されている。このため、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１の上記液体流路部３は、基板２の平坦部分の上面に形成される場合と比較して、当該液体流路部３から該基板２を介して、隣接する他の液体流路部３などに流れる電流の電気抵抗が大きくなる。

したがって、液滴を吐出させるために、高い電圧を液体流路部３に印加した際に基板２を介して流れる電流によって、隣接する他の液体流路部３などにクロストークする危険性を低減させることができる。

また、上記したように、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、吐出口５１の一部が基板２の端部２２から突出した構成となっている。このため、吐出信号を印加した際、効果的に吐出口５１近傍に電界を集中することができる。

したがって、上記インクジェットヘッド１は、吐出信号の電圧を低減することができる。このため、絶縁破壊などの放電によって隣接する他の液体流路部３等に電流が流れクロストークが生じることを防ぐことができる。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記したように吐出信号の電圧を低減させることができるため、描画対象に対して放電し、該描画対象を損傷させる危険性を低減することができる。

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、上記流体供給孔６１が液体流路部３毎に設けられ、液体流路部３の供給部４と接する側とは反対側で共通液体室に接合されて構成されている。このため、隣接チャンネルへの吐出信号のクロストークの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、上記したように液体流路部３が備える外殻３１を電極として作用させることができるため、吐出口５１近傍の電界が、吐出に必要な電界強度に達する時間を短くすることができる。このため、インクジェットヘッド１の吐出応答性が向上し、描画速度が向上する。

（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の製造方法について図５（ａ）〜図５（ｇ）を参照して説明する。なお、この図５（ａ）〜図５（ｇ）は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の製造方法を示すものであり、インクジェットヘッド１の製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。

まず、（１００）単結晶シリコンにより構成される基板２に絶縁層２１を形成する（図５（ａ））。この絶縁層２１の形成工程では、通常の熱酸化法によって０．５μｍの厚さで、絶縁層２１としてシリコン酸化膜を形成する。

なお、ここで絶縁層２１の層厚は、この絶縁層上に形成する液体流路部３が備える外殻３１と、基板２との絶縁性を確保するために十分となる層厚に設定することが望ましい。しかしながら、この層厚を厚く設定しすぎると、インクジェットヘッド１の製造プロセスに要する時間が不必要に長くなるため、絶縁層２１の層厚は０．２μｍ〜５μｍが好適である。

次に、上記絶縁層２１に下部流路層３２を形成する（図５（ｂ））。ここで、上述したように、下部流路層３２は、Ｎｉを主成分とする金属材料から形成される。そして、この下部流路層３２を、予めメッキ付着領域をレジスト等によって制限する選択メッキによって、絶縁層２１に２μｍの厚さで形成する。ただし、上記下部流路層３２は、基板２の略全面に下部流路形成層を成膜した後、ドライエッチングあるいは湿式エッチングによって、所望される形状にパターニングされ形成されてもよい。

また、下部流路形成層の成膜にはメッキ以外に、蒸着やスパッタリングなどの成膜手法を用いることもできる。

なお、下部流路形成層の成膜を蒸着やスパッタリングなどを用いる場合、基板２の（１１０）面に対して垂直になる方向が、長手方向の形状となるように下部流路層３２の形状をパターンニングする。

次に、下部流路層３２にフォトレジストを露光・現像によってパターニングすることにより、液体流路層３４を２μｍの厚さで形成する（図５（ｃ））。
なお、この液体流路層３４は、例えば、ノボラック樹脂あるいはノボラック樹脂誘導体を主成分とする樹脂材料などの有機材料、特には感光性有機材料によって形成される。

なお、上記感光性有機材料として本実施例では、例えば、クラリアントジャパン製ＡＺＰ−４３３０、ＡＺＰ−４６２０などを使用している。

そして、基板２上に絶縁層２１、下部流路層３２、および液体流路層３４が形成されている面の全面に対して上部流路層３３の下地層３５を蒸着によって形成する（図５（ｄ））。

なお、この下地層３５は、基板２、下部流路層３２、および液体流路層３４上に、Ｔｉを主成分とする金属材料からなる密着層と、該密着層上に形成され、上部流路層３３をメッキするためのＮｉを主成分とするシード層とを備えている。そして、この下地層３５の厚さは、上記密着層が５０ｎｍであり、上記シード層が５０ｎｍである。

また、上記密着層とシード層とは、両者の層の密着性を低下させないようにするために、同一真空中で連続して成膜する。また、上記蒸着においては、液体流路層３４の側面への、下地層３５の付着を促進するために、蒸着雰囲気にＡｒを導入し、１０−４Ｔｏｒｒ程度の真空度で成膜することが好適である。

また、蒸着ではなくスパッタによって上記下地層３５を形成してもよい。

そして次に、上部流路層３３となる領域を、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限する。そして、メッキ法によってＮｉを主成分とする上部流路形成層を、２μｍの厚さで下地層３５上における上部流路層３３となる領域に形成する。そしてさらに、不必要な領域に付着したメッキ膜とシード層を湿式エッチングによって除去する（図５（ｅ））。

ここで、上記エッチング液には硝酸：過酸化水素水：水の混合溶液を使用する。また更に、上記湿式エッチングでは除去できないＴｉを主成分とする密着層を、Ａｒイオンを用いたドライエッチングで除去する。

なお、密着層の厚さは５０ｎｍでエッチング量が極めて少ない。このため、上部流路層３３をエッチングマスクとして使用しても、上部流路層３３の層厚は２μｍから１．９５μｍに減少するだけであり、インクジェットヘッド１の構成上まったく影響がない。したがって、上記密着層をエッチングするために、特段のレジストパターンを形成する必要がない。

そして、更に、ＣＦ４ガスを主成分とする反応ガスを用いたリアクティブエッチング法（ＲＩＥ）により熱酸化膜を除去する。ここでも、上部流路層３３は、当該ＣＦ４ガスを主成分とする反応ガスによるＲＩＥによってほとんどエッチングされないので、特段のレジストパターンを形成する必要がない。

次に基板２をエッチング液に浸漬し、基板２の上部断面がＡ−Ａ´断面において台形形状になるようにエッチングする（図５（ｆ））。そして次に、アセトンなどのレジストを溶解する溶剤、あるいは東京応化製剥離液１０６のようなレジスト剥離液を用いて、液体流路部３内部に空隙を形成するためにレジスト（液体流路層３４）を除去する（図５（ｇ））。

ここで、図５（ｅ）〜図５（ｇ）に示す工程を、以下に示す図６（ａ）〜図６（ｅ）を参照してより詳細に説明する。すなわち、図６（ａ）〜図６（ｅ）に示す、インクジェットヘッド１の液体流路部３の長手方向における断面図を参照して先に説明した図５（ｅ）以降の工程を説明する。

まず、前提として、先に説明した図５（ａ）〜図５（ｄ）の工程により、基板２には、絶縁層２１、下部流路層３２、液体流路層３４、下地層３５、および上部流路層３３がそれぞれ形成されているものとする。そして、上記下部流路層３２および上部流路層３３は、パターン化されている。

このような前提において、上部流路層３３および下部流路層３２に形成されているパターンの長手方向における先端部、ならびにこれらの下層にある絶縁層２１を、Ａｒを用いたドライエッチング、またはＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより除去し、吐出口５１（吐出口５１の先端面形状）を形成する（図６（ａ））。本実施例では、液体流路部３それぞれにおける吐出口５１が形成される端面が、（１１０）面に対して平行な直線上に配置されるように形成する。なお、ここではＡｒによるドライエッチングによって吐出口５１（吐出口５１の先端面形状）を形成したが、湿式エッチングによって吐出口５１（吐出口５１の先端面形状）を形成してもよい。なおこの際、どちらの場合とも、エッチングしたくない領域には上部流路層３３の上部に図示しないレジスト層が必要であり、レジスト層を形成する工程、ならびに吐出口形成後にレジスト層を除去する工程が必要となる。

次に、上記吐出口５１の形成位置よりも上記パターンの先端側で、基板２をダイシングなどの切断手段により切断する（図６（ｂ））。なお、この基板２を切断する際、ダイシングした断面２３に（１１０）面が露出するようにする。ただし、予め上記基板２において予め（１１０）面が露出している場合は、この図６（ｂ）による切断工程を省略することができる。

次に、切断されたチップ部分をＳｉのエッチング液に浸漬し、Ｓｉによって形成されている基板２をエッチングする（図６（ｃ））。ここで、上記エッチング液には４０ｗｔ％のＫＯＨ水溶液を８０℃に加熱して用いる。

なお、このエッチング液では、上記ダイシングにおいて露出させた（１１０）面が、（１００）面および（１１１）面と比較し最も早くエッチングされる。このため、吐出口５１の位置から供給部４の方向に露出させた（１１０）面に対して、略垂直にエッチングが進行し、インクジェットヘッド１における吐出部５の一部が形成されていた基板２の面部分を含む基板部分が除去される。そして、結果として、吐出部５の一部が基板の端部２２から突出した形状となる。

また、このエッチングは非常に再現性がよいため、エッチング時間を管理することによって、上記吐出部５の突出量を所望の値にすることができる。なお、基板２の表面である（１００）面もエッチングされるが、上記下部流路層３２のパターンエッジを基点として（１１１）面が露出したところでエッチング速度が概ね１／５００に低下し、エッチングがほとんど停止する。

このように、下部流路層３２のパターンエッジを基点とした（１１１）面が露出する位置まで基板２表面のエッチングが進行するため、結果として図２に示すように液体流路部３が台形上に配設された状態で保持されることになる。なお、このとき、インクジェットヘッド１のＡ−Ａ´断面における断面形状は図５（ｆ）に示すようになる。

また、上記パターンエッジとは、液体流路部３の幅方向において最も大きい部分、すなわち本実施例では供給部４における、＜１１０＞方向、すなわち、吐出口５１から供給部４に向う方向と平行となる基板２面上と接するエッジ部分である。

次に、上記した図５（ｇ）に示す処理工程において説明したように、レジスト剥離液を用いて液体流路部３の内部の空隙を形成するためにレジスト（液体流路層３４）を除去する。そして、マニホールド６を供給部４に接着剤８を用いて接着する（図６（ｄ））。

ここで、マニホールド６の内部に備えられる流体供給孔６１の開口部分が液体流路部３の供給部４に設けられた液体供給口４１と一致するように接着する。

なお、マニホールド６の接着には、エポキシ系の接着剤８を用いている。このとき、インクジェットヘッド１の後端（吐出口５１とは反対方向となるインクジェットヘッド１の端部）に設けられる実装部７には、上記接着剤およびマニホールドが付着しないようにする。

このようにインクジェットヘッド１が基板２上に形成され、基板２の裏面（インクジェット１が形成される基板２の面に対して反対となる面）には微細構造物が形成されていない。このため、上記マニホールド６の接着工程において、基板２の裏面を吸着等することによって、インクジェットヘッド１を容易に固定することができる。したがって、マニホールド６の液体流路部３への接着工程を安定して行なうことができる。

次に、図６（ｅ）に示すように、ワイヤーボンディングなどの実装手段を用いて、外部の吐出信号発生装置（図示せず）と接続されたフレキシブル基板などの外部配線７１を、実装部７に電気的に接続する。

本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、上述したように、基板２の裏面（液体流路部３が形成される面とは反対側の面）には微細構造物が形成されていないので、ヘッドを簡便に固定できる。

また、液体流路部３の実装工程においても基板２の表面側（液体流路部３が形成される側の面）から実装部接続のための押圧力を加えることができるので、実装部分の信頼性を向上することができる。

なお、上記したインクジェットヘッド１の製造工程について図５（ａ）〜図５（ｇ）、図６（ａ）〜図６（ｅ）を参照して説明した。ただし、上記図６（ａ）〜図６（ｅ）では既に液体供給口４１が形成された状態を示し、インクジェットヘッド１の製造工程について説明した。そこで、以下において、この液体供給口４１の形成方法について図２２（ａ）〜図２２（ｇ）を参照して説明する。

なお、図２２（ａ）〜図２２（ｄ）までの工程は、図５（ａ）〜図５（ｄ）までに示す処理工程と共通の工程であるため説明は省略する。

上述したように図５（ｅ）の処理工程において、上部流路層３３となる領域を、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限する。そして、メッキ法によってＮｉを主成分とする上部流路層３３を形成した。

この上部流路層３３の形成時において、上記液体供給口４１を形成するために、当該液体流路部３において該液体供給口４１の形成位置として所望される下地層３５上の位置にレジストを配置する。このように、上記レジストを下地層３５上に配置することによって上部流路層３３が、液体供給口４１の形成位置として所望される下地層３５上の位置に形成されないようにする。

次に、このレジストを、有機溶剤などを利用して除去した後、液体供給口４１の形成位置となる下地層３５部分を湿式エッチングおよびドライエッチングによって除去する。以上のようにして液体供給口４１となる開口部を形成する（図２２（ｅ））。

なお、これ以降の図２２（ｆ）および図２２（ｇ）における処理は、図５（ｆ）および図５（ｇ）において説明した工程と共通の工程であるため、説明は省略する。

（マニホールドの製造工程）
ここで、図７を参照して上記マニホールド６の製造方法について説明する。

なお、図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本実施の形態に係るマニホールド６の製造工程を示す図である。

まず、ガラス材料などからなる基板９に、ダイシングなどの機械加工方法によって、幅６０μｍ、深さ６０μｍの溝９１を形成する（図７（ａ））。

ここで溝の幅は、ダイシングに使用するブレードの厚さで制御し、深さは切り込み量で制御する。また溝の間隔は、接続する液体供給口４１の間隔に合わせる。

次に、上記溝加工を行なった基板９に、溝加工を行なっていない平坦なガラス基板９２を、エポキシ系の接着剤で接合する（図７（ｂ））。

そして、上記基板９と上記基板９２とが接合されたガラス基板を、上記溝の長手方向と直交するように、ダイシングによって所定の長さに切断する（図７（ｃ））。

以上のようにして、本実施の形態に係るマニホールド６を製造することができる。

以上のように、上記した工程を用いることにより、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１を安定的に製造することができる。

また、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の製造方法では、液体流路部３を形成する際、レジスト（液体流路層３４）により液体流路パターンを形成した。このレジスト材料は、スパッタ等のプラズマを用いた成膜装置において、直接プラズマと対向すると容易に変質してしまう。このため、上部流路層３３を形成するための下地層３５の形成には蒸着法を用いている。

また、この蒸着法では蒸着粒子の飛行直線性が高く、段差被覆性が悪い。このため、本実施例では、蒸着源に対し基板を傾斜させて対向させ、その状態で基板を回転させることにより、レジストパターン側面にも均一に下地層が形成できるようにしている。

また、下部流路層３２および上部流路層３３は、メッキ法により形成されている。つまり、下部流路層３２および上部流路層３３の形成にメッキ法を用いることにより、電流密度を制御して、形成されるＮｉ膜の内部応力を制御することができる。このため、このように形成されるＮｉ膜の内部応力を制御することによって、吐出部５にかかる上部流路層３３と下部流路層３２との応力をつりあわせ、基板２の端部から突出している吐出部５に大きな反りが生じないようにしている。

なお、上記したインクジェットヘッド１が備える液体流路層３４では、液体流路部３の長手方向（液体が流れる方向）に対して略垂直となる断面形状が、図５に示すように、略長方形となるように形成されていた。そして、この液体流路層３４は、下部流路層３２面上に形成され、この液体流路層３４と下部流路層３２に対して、下地層３５が蒸着によって形成される構成であった（図５（ｄ）参照）。

また、この下地層３５の形成に用いられる蒸着法では蒸着粒子の飛行直線性が高く、段差被覆性が悪いため、その形成工程において、蒸着源に対して基板２を傾斜させて対向させ、その状態で基板２を回転させて下地層３５を成膜するようにしていた。

ここで、液体流路層３４の上記断面形状を変えることにより、下地層３４の該液体流路層３４に対する被覆性を改善することが可能となる。

例えば、図２３（ａ）に示すように、液体流路層３４の上記断面形状を、上底が下底よりも小さくなる台形形状とすることによって、液体流路層３４と下部流路層３２とによってなす、該液体流路層３４の外側の角が９０度より大きくなる。このため、液体流路層３４（の側壁）への下地層３５の被覆を容易に、均一に行うことができるようになる。

すなわち、下地層３５の成膜工程（下地層３５を蒸着によって形成する工程（図５（ｄ））において、上述したように基板２を傾斜させるなどの措置を講じる必要がない。

このように、液体流路層３４の断面形状を上述した台形形状とすることにより、該基板２を傾斜させることなく液体流路層３４に対して均一に下地層３５を被膜させることができ、また、下地層３５上に積層する上部流路層３３も液体流路層３４に対して均一に積層させることができる。このため、下部流路層３２と、下地層３５および上部流路層３３とによって形成される液体の流路の形状を安定した形状とすることができる。

また、上述したように基板２を傾斜させるなどの措置を講じることなく、液体流路層３４に対して均一に下地層３５を被膜させることができるため、下地層３５上に積層される上部流路層３３と、液体流路層３４との間の密着性を向上させることができる。

また、上記液体流路層３４の断面形状を、図２３（ｂ）に示すように、上方向に凸の曲率を持ったいわゆる半円筒形状カマボコ形状としてもよい。なお、この上方向とは、基板２から、液体流路層３４が積層される方向である。

ところで、下部流路層３２と液体流路層３４の側部とによってなす角（テーパー角）θが、小さくなればなるほど、液体流路層３４の側部に対して下地層３５を容易に被覆することができる。しかしながら、このテーパー角θが小さくなればなるほど液体流路層３４の側部の厚さが減少するため、この液体流路層３４の除去が困難となるという問題も生じる。

一方、上記テーパー角θが小さくなるインクジェットヘッド１の構成において、液体流路層３４の厚さを、該液体流路層３４の除去に対する困難性が生じない程度とするためには、この液体流路層３４のパターン幅を大きくする必要がある。

しかしながら、このように、液体流路層３４のパターン幅が大きくなればなる程、インクジェットヘッド１の微細化を実現する上では不都合なこととなる。

すなわち、この液体流路層３４の除去を例えばアセトンなどによる超洗によって行うことができるが、除去を容易にするためには流路断面積を大きくして流路長を短くすればよい。一方、好適なインクジェットのヘッド特性を維持するためには、流路長は長いほうが好ましい。以上の点から、好適なヘッド特性を保持しかつ、上記流路の形成を容易に行うためには、該流路断面積を大きくすることが考えられる。

ここで、上記流路の断面積を大きくするためにはできるだけ正方形に近い断面形状が望ましいが、このような形状の場合、側部に形成する上部流路層が薄くなり、安定した流路の形成が阻害される場合がある。

また、流路を安定に形成し、充填部材を容易に除去するためには、側部にテーパーを持たせ、上記流路断面において不足する厚さ分は、流路幅を広げることにより補うことができるが、これでは基板上に複数のインクジェットヘッド１を集積させることが困難となる。

そこで、上記した液体流路層３４に対する下地層３５の被膜性と、液体流路層３４の除去の困難性と、インクジェットヘッド１に対して求められる微細化とを考慮して、上記テーパー角θを９０°＞θ＞５°の範囲で適宜設定することが望ましい。

なお、上記のようなテーパー角θを有する液体流路層３４（例えば、図２３（ａ）、図２３（ｂ））は、図２４（ａ）〜図２４（ｅ）に示す以下の処理工程によって形成される。なお、この図２４（ａ）〜図２４（ｅ）は、本実施の形態にかかる他のインクジェットヘッド１の製造方法を示すものであり、図２４（ａ）〜図２４（ｅ）は、インクジェットヘッドの製造工程における図１のＡ−Ａ´断面図である。

まず、基板２上面に形成された絶縁層２１上に下部流路層３２を形成する（図２４（ａ））。この処理工程は、図５（ａ）から図５（ｂ）における処理工程と同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、上記した図５の説明では省略したが、下部流路層３２と絶縁層２１との間において、下地層（不図示）を形成してもよい。なお、この下地層は、下部流路層３２と絶縁層２１との間の密着性を向上させるために形成されるものであって、Ｔａ膜あるいはＴａとＮｉの積層膜が好適である。また、この下地層の膜厚は、５０〜２００ｎｍであることが好ましい。

次に、上記下部流路層３２上に液体流路層３４をレジストによって形成する（図２４（ｂ））。この処理工程は、上記した図５（ｃ）における処理工程と同様であるため、詳細な説明は省略する。

このように、下部流路層３２上に液体流路装置３４を形成した後、この液体流路層３４を、１２０℃以上に加熱する。本実施例では１５０℃のオーブンで９０分間加熱するものとする。このように、液体流路層３４を加熱することにより、レジストパターンの上部が収縮し、台形形状の断面を有する液体流路層３４を形成することができる（図２４（ｃ））。

なお、図２４（ａ）〜図２４（ｅ）では、液体流路層３４の断面形状が台形となる場合について説明しているが、この断面形状はこの台形に限定されるものではない。例えば、上記レジストの膜厚、パターン幅、加熱温度を適正に制御することによって、液体流路層３４の断面形状を、上記した上方向に凸の曲率を持った半円筒形状とすることもできる。

ところで、上記したように液体流路層３４を加熱することによって、この液体流路層３４を形成するレジストが硬化してしまい、溶剤溶解性が低化してしまう。このため、この後の処理工程において行われる、液体流路層３４の除去工程において、この液体流路層３４の除去が困難となる。

そこで、この予防策として、上記１２０℃以上で液体流路層３４を加熱する前に、上記液体流路層３４に紫外線を照射することが望ましい。これによって、液体流路層３４を構成するレジストの溶解性が高まり、液体流路層３４の除去を容易とすることができる。

また、上記のように紫外線を照射することによって、液体流路層３４が軟化するため、加熱による形状変化を大きくすることもできる。

したがって、液体流路装置３４に対して紫外線を照射することにより、液体流路層３４が１２０℃以上で加熱された場合であっても、この液体流路層３４の除去を容易に行うことができる。

また、上記液体流路層３４を１２０℃以上で加熱することにより、液体流路層３４の断面形状を、例えば上記した台形形状または上方向に凸の曲率を持った半円筒形状のように、基板２面と液体流路層３４の側面とがなす、液体流路層３４の内側の角θが９０°＞θ＞５°の範囲となる形状とすることができる。

すなわち、液体流路部３の上記断面において、液体流路層３４の側壁と下部流路層３２とによってなす、該液体流路層３４の外側の角度が９０°よりも大きくなる形状とすることができる。

このように、液体流路層３４の側壁と下地層３５との接合部分の該液体流路層３４の外側の領域において、下地層３５と上記側壁とがなす角度を９０°よりも大きくすることができるため、下地層３５、さらには上部流路層３３の、液体流路層３４の側壁に対する段差被覆性を向上させることができる。

したがって、インクジェットヘッド１では、上記液体流路層３４に対して、均一に上部流路層３３を容易に積層させることができる。

よって、上記インクジェットヘッド１では、形成される液体流路層３４の流路形状を均一な形状とし安定した形状とすることができる。

以上のように、基板２面上に絶縁層２１、下部流路層３２、および液体流路層３４が形成されている面の全面に対して上部流路層３３の下地層３５を蒸着によって形成する。そして、上部流路層３３となる領域を、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限する。そして、メッキ法によってＮｉを主成分とする上部流路形成層を、下地層３５上に形成し、さらに、不必要な領域に付着したメッキ膜とシード層を湿式エッチングによって除去する（図２４（ｄ））。この下地層３４は上述のようにＴｉとＮｉとの積層膜が望ましいが、Ｎｉの単膜であっても下地層３４として使用可能である。

なお、この図２４（ｄ）に示す処理は、上述した図５（ｄ）および図５（ｅ）に示す処理と同様であるため詳細な処理の説明は省略する。

次に基板２をエッチング液に浸漬し、基板２の上部断面がＡ−Ａ´断面において台形形状になるようにエッチングする。そして、レジスト剥離液を用いて、レジスト（液体流路層３４）を除去する（図２４（ｅ））。

なお、この図２４（ｅ）に示す処理工程の詳細な処理工程は、図５（ｆ）および図５（ｇ）に示す処理と同様であるため説明は省略する。

なお、上記レジスト（液体流路層３４）の除去は、アセトンを用いた超音波洗浄によって行われてもよい。

また、上述した図５（ａ）〜図５（ｇ）、図６（ａ）〜図６（ｅ）、図２２（ａ）〜図２２（ｇ）、あるいは、図２４（ａ）〜図２４（ｅ）では、基板２のエッチングを行った後に、液体流路層３４を除去するように処理されていたが処理工程の順番はこれに限定されるものではない。

例えば、液体流路層３４を除去したあと、ＫＯＨ水溶液によって基板２がエッチングされる順番であってもよい。

また、上記したインクジェットヘッド１が備える下部流路層３２に対する、上部流路層３３の接合部分は、例えば図２３（ａ）に示すように、液体流路部３の断面形状における、下部流路層３２の両端部上面位置であった。すなわち、上記上部流路層３３は、下部流路層３２の上記両端部上面に、下地層３５を介して接合されていた。なお、この液体流路部３の断面とは、液体が流れる方向に対して略垂直となる面である。

ところで、本実施形態に係るインクジェットヘッド１の液体流路部３のように、複数の層が積層され、接合されてなる構成において、その接合部分の面積が小さい場合は、以下の問題が生じる。すなわち、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合部分の面積が小さい場合、両者間の接合強度が小さくなる。このため、下部流路層３２上に上部流路層３３を形成した後工程におけるエッチングプロセスの信頼性や、インク充填時及び／または吐出時におけるインクジェットヘッド１の信頼性が低下する。

そこで、上記した問題が生じることを回避するために、本実施形態にかかるインクジェットヘッド１において、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合形態を上記した形態から変更させ、両者の接合強度を大きくすることが好ましい。そして、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合強度を高め、インクジェットヘッド１の上記した信頼性を向上させることが好適である。

具体的には、例えば、図２５（ａ）に示すように、液体流路部３の断面形状における、外殻３１の側部において、上部流路層３３を、下部流路層３２の側面に被覆接合させる。

ここで、図２３（ａ）と図２５（ａ）とに示すインクジェットヘッド１における上部流路層３３と下部流路層３２との接合部分の大きさをより具体的な数字を挙げて比較してみると以下のようになる。

例えば、図２３（ａ）に示すような接合形態のインクジェットヘッド１において、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合部分の大きさ（片側幅）が、出口５１近傍において上記幅方向に１．５μｍであるとする。また、下部流路層３２の高さが２．０μｍであるとする。この場合、図２３（ａ）に示す接合形態のインクジェットヘッド１では、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合部分の大きさが１．５μｍとなる。

これに対して、図２３（ａ）における上部流路層３３と下部流路層３２との接合形態を図２５（ａ）に示す接合形態に変更した場合、下部流路層３２に対する上部流路層３３の接合部分の大きさを３．５μｍと大幅に大きくすることができる。

すなわち、後者の接合形態では、上部流路層３３が、下部流路層３２の側面と、下部流路層３２の両端部における上面とに接合部分を有することができる。このため、下部流路層３２に対する上部流路層３３の接合部分の大きさは、片側幅の合計として３．５μｍとなる。また、上記上部流路層３３は、さらに基板２上の絶縁層２１に対しても接合部分を有することができる。

したがって、図２３（ａ）における上部流路層３３と下部流路層３２との接合形態を図２５（ａ）に示す接合形態に変更することにより、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合部分をより大きくすることができるため、両者の接合強度を向上させることができる。

また、図２５（ａ）に示すインクジェットヘッド１では、下地層３５の形成時に、蒸着源に対して基板を傾斜させずに対向し成膜している。このため、下部流路層３２側面には下地層３５が形成されていない。つまり、図２５（ａ）に示すインクジェットヘッド１における、上部流路層３３と下部流路層３２との接合部分は、液体流路層３４の断面形状の形成に寄与する部分ではないため、下地層３５を形成する必要がなく、上部流路層３３と下部流路層３２とを直接接合させることができる。

例えば、図２５（ａ）に示すインクジェットヘッド１において、上部流路層３３と下部流路層３２とをメッキ法によって形成した場合、メッキ面が露出している下部流路層３２の側面に対して、上部流路層３３のメッキ膜が直接接合されることとなる。このため、下部流路層３２の側面に最も密着強度の高い接合面を形成することができる。

また、上記したように、上部流路層３３と下部流路層３２とを直接接合させた場合、後工程においてエッチング処理を行う際、エッチング液が積層界面から浸入し接合強度を低下させる等の不具合が発生することがない。このため、上部流路層３３と下部流路層３２とを直接接合させた場合、両者の間において高い接合強度を維持することが可能となる。

以上のように、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、上部流路層３３において、上記下部流路層３２の側面に付着している部分では、その上方の剥離応力が下部流路層３２の上面において付着している部分のせん断応力として作用するため、剥離に対する抵抗力を飛躍的に向上させることができる。

また、上記インクジェットヘッド１では、上部流路層３３における接合領域を大きくすることができる。例えば、上部流路層３３を下部流路層３２の上面に接合させ外殻３１を形成する場合、上部流路層３３の接合領域は、該上部流路層３３の流路幅分だけとなってしまう。ところが、上部流路層３３を下部流路層３２の側面に接合させて外殻３１を構成する場合は、上部流路層３３の接合領域を下部流路層３２の側面部分に対応する領域と、基板２と接する領域とに拡大させることができる。

また、上記下部流路層３２の側面部分は、液体の流れる流路の断面形状に寄与するものではなく、また、下地層３５に皮膜されていないため上部流路層３３と下部流路層３２とを直接接合させることができる。

したがって、インクジェットヘッド１は、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合領域を大きくすることができ、密着強度を向上させることができる。

ところで、図２５（ａ）に示すような液体流路部３の外殻３１の断面形状は、いわゆる凸形状に形成されている。すなわち、上記断面形状における上部流路層３３部分において、基板２の上面と略垂直となる側部を壁部３７とし、該壁部３７を覆う部分を屋根部３６とすると、図２５（ａ）に示すような液体流路部３の断面形状では、該屋根部３６は上部面から下部（基板２の方向）に向かって外側に傾斜し、基板２の上面と略並行となる部分を有している。つまり、上記断面形状における外殻３１の外周において、１８０度よりも大きくなる部位（図２５（ａ）では屋根部３６の立ち上がり部分）が存在する。

このように、液体流路部３の断面形状が凸形状に形成されている場合、電圧を印加してインクを吐出した際、上記屋根部３６の立ち上がり部分に、この吐出口５１から流出したインクが溜まりやすくなる。また、毛細管現象が生じて、吐出口５１から基板２に向かって溜まったインクが移動し、基板２全体におけるインク蓄積量が増加することとなる。

このように、基板２全体におけるインク蓄積量が増加すると、吐出口５１以外からのインクの異常な吐出や、インク毀れの要因となる。

そこで、図２５（ｂ）に示すように、下部流路層３２の幅方向における大きさと、液体流路層３４の幅方向における大きさとを略同一とし、液体流路部３の断面形状を、図２５（ａ）のような立ち上がり部が形成されないようにする。すなわち、図２５（ｂ）に示すように、液体流路部３の断面を、上部面から下部に向かって外側に傾斜している屋根部３６と、基板２の上面と略垂直となる壁部３７とから形成される形状とする。

あるいは、液体流路部３の断面を、図２５（ｃ）に示すように、図２５（ｂ）に示す断面形状において壁部３７が内側に傾斜した形状とし、該液体流路部３の断面の外周すなわち外殻３１における各内角が９０°よりも大きくかつ、１８０°よりも小さくなる形状とすることもできる。

図２５（ｂ）に示す断面形状の液体流路部３と図２５（ｃ）に示す断面形状の液体流路部３とを比較した場合、インクを安定して吐出できるという点で後者の方が有利である。

すなわち、上記した図２５（ｂ）に示す液体流路部３の断面形状では、上部流路層３３と絶縁層２１との接合部分が絶縁層２１に対して略垂直となりこのエッジ部分が急峻となる。このため、電圧を印加してインクを吐出する際、安定的に吐出口５１の中央部に電界を集中させることが困難となる（すなわち、エッジ部分に電界が集中してしまう）。したがって、吐出方向が安定しにくくなる。

一方、図２５（ｃ）に示すように、上部流路層３３における壁部３７を内側に少し傾斜させ、液体流路部３の断面形状における外周面のエッジ部の各角度、すなわち外殻３１の内角の各角度をすべて９０°より大きくかつ１８０°よりも小さく設定した場合、該断面形状を円形状に近づけることができるため、吐出口５１の中央部に電界を集中させることができる。

したがって、図２５（ｃ）に示す断面形状の液体流路部３の方が、図２５（ｂ）に示す断面形状の液体流路部３よりも、吐出させるインクの吐出方向を安定させるという点で好適である。また、図２５（ｂ）および図２５（ｃ）に示す断面形状の液体流路部３に関しても、図２５（ａ）に示す断面形状の液体流路部３と同様に、上部流路層３３と下部流路層３２との接合部分において剥離に対する抵抗力を飛躍的に高めることができる。すなわち、液体流路部３における積層方向に対して、上部流路層３３と下部流路層３２との間の接合部分が略並行となる構成であれば、剥離に対する抵抗力を高めることができる。

なお、上記図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示した液体流路部３、特には図２５（ｃ）に示す液体流路部３における上部流路層３３の断面形状の作成法は、以下のようにして実現できる。

例えば、選択メッキによって上部流路層３３を形成する場合、フォトリソグラフィによりパターン化されたレジストで制限して行う。そして、一般には、そのレジスト材料としてポジ型レジストを用いる。

また、更にプロキシミティー露光及びポストベーク処理を行うことにより、レジスト側面をテーパー形状にすることができる。そして、このレジスト形状に規制されて、上部流路層３３の壁部３７を、内側に傾斜させるように形成し、図２５（ｃ）に示すような、液体流路部３の断面形状を実現することができる。

なお、図２５（ｃ）に示す液体流路部３の断面では、下部流路層３２の側面が逆テーパー方向に傾斜している。すなわち、下部流路層３２は上底よりも下底の方が小さく、当該下部流路層３２の側面が液体流路部３の断面における内側に向かって傾斜している。

このため、下部流路層３２側面での剥離応力を下部流路層３２上面接合部での接合強度を高める方向に寄与させることができ、全体の密着強度を高くすることができる。

また、ここで図２６を参照して、液体流路層３４の断面形状について説明する。なお、この図２６は、本実施の形態にかかる液体流路部３の断面形状の一例を示す図であり、液体流路層３４の流路幅および流路高さの関係を示す図である。また、図２７は、該断面形状における液体流路層３４の幅方向の大きさと高さ方向の大きさとの関係を示す表である。なお、この図２７では、液体流路層３４の高さ方向の大きさ（厚さ）を２μｍで形成しているものとし、液体流路層３４の幅方向を変更させている。

すなわち、上記図２７では、液体流路層３４の断面形状において、下部流路層３２に接する部分の長さを流路幅Ａ、下部流路層３２と上部流路層３３との間の距離を流路高さＢとし、流路幅に対する流路高さの比をＢ／Ａとしている。そして、流路幅Ａ、流路高さＢ、これらの比Ｂ／Ａそれぞれと、ヘッド作製プロセスの一部である液体流路内部の充填剤（液体流流路層３４）の除去の前後で、流路形状に変化が有るか否かについて対応づけている。

この図２７を参照すると、流路幅に対する流路高さの比Ｂ／Ａが小さくなるにつれて、流路形状を安定して維持することができないことがわかる。これは、流路幅に対する流路高さの比Ｂ／Ａが０．０５より小さくなると、流路内の充填材を除去して流路内部を空洞化した際に、上部流路層３３の壁面強度が足りず、流路高さが低下するためである。つまり本構成では、流路幅に対する流路高さの比Ｂ／Ａが０．０５よりも大きくなるように液体流路部３の断面形状を形成することが、流路形状の製造工程において好適である。

このように、流路幅に対する流路高さの比Ｂ／Ａが０．０５より小さくなるように構成することにより、エッチングやマニホールド取り付け等の作成プロセス中やインク充填およびインク吐出中に流路の形状が変化することがない。つまり、流路内部における流路抵抗値に変化がなく、常に一定の吐出量でインクを吐出できる特性を得ることができる。

また、上記したインクジェットヘッド１が備える吐出部５の吐出口５１が形成される先端端面（液体を吐出する面）における形状は、上記液体流路部３の長手方向に対して略垂直に形成されていた。しかし、この吐出部５の先端端面形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように形成されていてもよい。なおこの図８は、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１が備える吐出部５の別の形状である先端端面近傍の、概略構成を示す斜視図である。

すなわち、図８に示すように、吐出部５の先端端面５２が液体流路部３の長手方向に対して傾斜を持って形成されており、外殻３１の一方の側面が他方の側面よりも端部２２から突出している長さが長くなっている。なお、この外殻３１の側面とは、外殻３１において、基板２の液体流路部３が形成される面に対して略垂直方向に形成され、かつ基板２の端部２２と直交している面である。

このような構成では、吐出口５１近傍に形成される電界は、外殻３１の突出した先鋭部５３（外殻３２の上記側面において基板２の端部２２からより突出している方の側面部分）に集中する。そして、描画対象に吐出する液滴は、当該先鋭部５３の先端部分から飛翔するようになる。

このため、流体の飛翔開始位置を当該外殻３１の先鋭部５３に安定させることができ、これによって、吐出方向が安定する。したがって、吐出部５の先端端面５２を図８に示すように形成することにより、結果として上記液滴の描画対象への着弾精度が向上し、描画パターンの解像度を向上させることができる。

また、上記したインクジェットヘッド１が備える吐出部５の吐出口５１が形成される先端端面（液体を吐出する面）における形状を、図９に示すように形成してもよい。なお、この図９は、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１が備える吐出部５のさらなる別の形状である先端端面近傍の、概略構成を示す斜視図である。

すなわち、図９に示すように、上記吐出部５の先端面形状を、上記外殻３１の側面を該先端面中央部に向かって、液体流路部３の長手方向に傾斜させ、吐出部５先端の略中央が先鋭部５３となる形状としてもよい。

図９に示すように吐出部５の先端端面形状を形成した場合、吐出口５１の先端近傍の電界は、先鋭部５３の先端に集中し、描画対象に吐出する液滴は当該先鋭部５３の先端から飛翔するようになる。このため、吐出部５の先端面形状を図９に示すように形成した場合であっても、同様に、飛翔開始位置が定まり、上記液滴の描画対象への着弾精度が向上し、描画パターンの解像度を向上させることができる。

ここで、上記した２つの異なる先端面形状となるインクジェットヘッド１それぞれの製造方法について説明する。

先ず、図８に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法について図１０（ａ）〜図１０（ｂ）、および図１１（ａ）〜図１１（ｂ）を参照して説明する。なお、この図１０（ａ）〜図１０（ｂ）は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の吐出口５１付近の加工工程におけるレジストパターニング処理を説明する図であり、図１０（ａ）は、吐出部５の平面図であり、図１０（ｂ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。

また、図１１（ａ）〜図１１（ｂ）は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の吐出部５の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、図１１（ａ）は、吐出部５を表す平面図であり、図１１（ｂ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。

まず、上記した図５（ａ）〜図５（ｅ）までの工程によって、基板２上に液体流路部３を形成する。

次に、液体流路部３が備える吐出部５の先端端面５２のエッチングを行なう。このエッチングは以下のようにして行われる。

すなわち、「レジストパターニングを示す図（図１０（ａ）および図１０（ｂ））」に示すように、吐出部５の長手方向に対して傾斜したレジストパターン５４ａを形成する。

このとき形成されるレジストパターン５４ａは、図１０（ａ）に示すように、吐出部５の平面図において、吐出部５の側面と略平行するレジストパターン５４の側面のうち、一方の側面が他方の側面よりも基板２から突出する突出量が大きく、液体流路部３の長手方向に対して傾斜している。また、図１０（ｂ）に示すように上記レジストパターン５４ａは、上部流路層３３上に形成されている。

次に、当該レジストパターン５４ａに基づいて、液体流路部３の先端端面５２をエッチングする。このときのエッチング方法はドライエッチングまたは湿式エッチングなどの手法を用いている。

このようにレジストパターン５４ａに基づきエッチングされた吐出部５の先端端面５２の形状は、「エッチング、レジスト除去後を示す図」（図１１（ａ））に示すように、該吐出部５の長手方向に対して傾斜した形状となる。この後の処理工程は、図５（ｆ）〜図５（ｇ）および図６（ａ）〜図６（ｅ）にて説明した処理工程と同様の処理を行なう。このようにして形成された液体流路部３の吐出部５の長手方向における断面は、図１１（ｂ）に示すようになる。

次に、図９に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法について図１２（ａ）〜図１２（ｂ）、および図１３（ａ）〜図１３（ｂ）を参照して説明する。なお、この図１２（ａ）〜図１２（ｂ）は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の吐出部５の加工処理工程におけるレジストパターニングの処理を説明する図であり、図１２（ａ）は、吐出部５の平面図であり、図１２（ｂ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。

また、図１３（ａ）〜図１３（ｂ）は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の吐出部５の加工処理工程におけるエッチング処理およびレジスト除去後を示す図であり、図１３（ａ）は、吐出部５を表す平面図であり、図１３（ｂ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。

まず、図８に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法と同様に上記した図５（ａ）〜図５（ｅ）までの工程によって、基板２上に液体流路部３を形成する。

次に、図８に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法と同様にして液体流路部３が備える吐出部５の先端端面５２のエッチングを行なう。ただし、このエッチングに用いるレジストパターン５４ｂの形状が、図８に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法において用いられたレジストパターン５４ａの形状と異なる。

すなわち、図９に示す先端面形状では、図１２（ａ）に示すように、吐出部５の平面図において、該吐出部５の略中央部に向かって長手方向にレジストパターン５４ｂの両側面が傾斜している。なお、このレジストパターン５４ｂは、図１２（ｂ）に示すように、上部流路層３３上に形成されている。

そして次に、当該レジストパターン５４ｂ基づいて、液体流路部３の先端端面５２をエッチングする。このときのエッチング方法は、上記した図８に示す先端面形状を有するインクジェットヘッド１の製造方法と同様である。

このようにレジストパターン５４ｂに基づきエッチングされた吐出部５の先端端面５２の形状は、「エッチング、レジスト除去後を示す図」（図１３（ｂ））に示すように、該吐出部５の両側面が長手方向に対して中央部に向かって傾斜し、上記先端面の先端部が先鋭化した形状となる。この後の処理工程は、図５（ｆ）〜図５（ｇ）および図６（ａ）〜図６（ｅ）にて説明した処理工程と同様の処理を行なう。このようにして形成された液体流路部３の吐出部５の長手方向における断面は、図１３（ｂ）に示すようになる。

以上、説明したように、本実施の形態に係るインクジェットヘッドは、基板２の表面に液体流路部３を形成するため、エッチングの際のレジストパターンの形状を変更することによって、容易に吐出部５の先端端面５２の形状を変更することができ、用途に応じた柔軟な吐出特性のインクジェットヘッド１を製造することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットヘッド１では、吐出部５の端面が、基板２の上面に対して略垂直方向となるように、下部流路層３２と上部流路層３３とを配置していた。すなわち、吐出部５の端部に形成される吐出口５１として、上記上部流路層３３と下部流路層３２とにより、基板２の上面に対して略垂直となる面を形成していた。

しかしながら吐出部５の端面形状はこれに限定されるものではなく、吐出部５の端面（吐出口５１）を形成する下部流路層および上部流路層のうちの少なくとも一部が、その残余部分より、上記基板２の端部２２から吐出部５の長さ方向に突出している構成であってもよい。

なお、この吐出部５の長さ方向とは、液体流路部３において、供給部４から吐出部５に向かって液体が流れる方向（液体流路部３における長手方向）であり、上記高さ方向とは、液体流路部３が形成されている基板２の面に対して垂直となる方向である。

より具体的には、例えば図２８に示すように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド２は、上部流路層３３が下部流路層３２よりも、吐出部５の長さ方向において後退した構造（あるいは、下部流路層３２の方が上部流路層３３よりも突出した構造）であってもよい。この図２８は、本発明の実施形態を示すものであり、別の実施例におけるインクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。

なお、この図２８に示すのインクジェットヘッド１については、図１のインクジェットヘッドと重複する箇所については説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。

まず、この図２８に示すインクジェットヘッド１において、吐出部５は、下部流路層３２と上部流路層３３とを構成要素とする多層構造である。そして、下部流路層３２が、上部流路層３３よりも吐出部５の長さ方向に、基板２の端面から突出している。本実施例では、下部流路層３２の厚さを２μｍ、幅を７μｍとし、さらに上部流路層３３よりも突出している長さ（突出長）を２０μｍとする。

図２８に示すような、インクジェットヘッド１を構成する場合、吐出口５１近傍の電界が下部流路層３２の先端に効率良く集中するため、電圧印加により、液体をこの先端部に向かって吸引する力が強くなる。

一方、吐出口５１の開口径、流路抵抗等、その他の液体の吐出に寄与するパラメータについては、下部流路層３２と上部流路層３３とが基板２の表面に対し略垂直方向に同位置である場合（吐出口５１の面が基板２の上面と略垂直に形成されている場合）とほとんど変化がない。このため、結果として印加電圧の低電圧化が可能となる。

ここで、図２８に示すような先端面形状となる吐出部５を有するインクジェットヘッド１の製造方法について図２９（ａ）〜図２９（ｄ）を参照して説明する。なお、この図２９は、本実施の形態にかかる別の実施例におけるインクジェットヘッド１の製造方法を示すものであり、液体流路部３の長手方向における断面図である。なお、図２９（ａ）〜図２９（ｄ）のインクジェットヘッド１については、これまでと重複する箇所については説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。

まず、前提として、図５（ａ）〜図５（ｄ）の工程により、絶縁層２１、下部流路層３２、液体流路層３４、下地層３５を形成する（図２９（ａ））。次に、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限された領域に、メッキ法によって２μｍの厚さでＮｉを主成分とする上部流路層３３を下地層３５上に形成する。

すなわち、この上部流路層３３の形成時において、液体流路層３４は、下地層３５により被覆されている。しかしながら、液体流路層３４の先端部上を被膜している下地層３５の上部には、上部流路層３３がメッキされないように、レジストパターンを形成する。このように、下地層３５上の一部（液体流路層３５の先端部）にレジストパターンを形成した上でメッキにより上部流路層３３の形成を行う（図２９（ｂ））。

その後、レジストパターンを剥離し、Ａｒを用いたドライエッチング、またはＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより下地層３５を除去し、液体流路層３４を露出させる（図２９（ｃ））。

次に、液体流路層３４を溶解する溶液により湿式エッチングを行うことにより、吐出口５１を形成する（図２９（ｄ））。

なお、図２９に示す処理工程では、図６（ａ）の処理工程で説明したような吐出口５１の形成時にレジスト層を必要としない。このため、材料の削減、ならびにレジスト層形成工程、除去工程を省略することができ、より安価なインクジェットヘッド１を提供できる。

また、吐出部５の形状や突出長は、下部流路層３２の形状、および上部流路層３３と下部流路層３２との配置により決定することができる。このため、下部流路層３２および上部流路層３３を形成する際のパターンを変更させることにより、吐出部５の形状や突出長を、用途に応じて任意に変更することができる。

さらには、吐出部５の形状が下部流路層３２のパターニングにより決まるため、図６に示した処理工程のように、湿式エッチングにより吐出部５を形成する場合よりも形状制御が簡便になる。さらにまた、ドライエッチング、またはＣＦ４ガスを用いたＲＩＥを用いて形成する場合よりも吐出口５１近傍におけるエッチング材の再堆積を軽減させ、吐出口５１の媒体対向面の荒れを軽減させることができる。このため、吐出部５の形状ばらつきによりテーラーコーンの形成がより不安定となることを抑制することができる。したがって、より着弾精度が高く、信頼性の高いインクジェットヘッド１を提供できる。

また、上記にて、下部流路層３２が上部流路層３３よりも基板２の端部２２からさらに突出した構成について説明したが、突出する部位はこれに限定されるものではない。例えば、逆に下部流路層３２よりも上部流路層３３の方がより突出した形状となってもよい。この場合、下部流路層３２上に、該下部流路層３２よりも基板２から突出量が大きくなるように上記液体流路層３４を形成する。

すなわち、上記吐出口５１を形成する下部流路層３２および上部流路層３３における少なくとも一部が、その残余部分よりも上記基板２の端部２２からさらに突出していればよい。

また、本実施の形態に係る液体流路部３の断面形状は、上記したように、供給部４のほうが吐出部５よりも幅方向の大きさが長く、液体流路部３の断面では、この断面積が供給部４側よりも吐出部５側のほうが小さくなるように構成されている。

しかしこの液体流路部３の断面形状は、これに限定されるものではなく、以下図１４〜図１７に示すような形状であってもよい。なお、図１４〜図１７は、本実施の形態に係る液体流路部３に関する別の形状を示す平面図である。

すなわち、上記液体流路部３の平面形状は、図１４に示すように、吐出部５の平面形状が基板２の端部２２から突出した先端（吐出口５１）に近づくにつれ段階的に細くなっている形状であってもよい。なお、このような形状の吐出部５における液体流路の形状も、該流体流路を構成する外殻の厚さが一定であるため、この平面形状に沿った形状となる。

このように、吐出部５が、図１４に示すような形状である場合、微細な吐出口５１の形状を維持しながら、液体流路の流路抵抗を低減することができる。

このため、上記液体流路部３を図１４に示すような形状とすることにより、高粘度の液体を吐出口５１に流動させることができる。このため、図１４に示す形状の液体流路部３を備えるインクジェットヘッド１は、描画対象に吐出する液体が高粘度液体である場合であっても安定して吐出することが可能となる。

また、上記液体流路部３は、図１５に示すように、基板２の端部２２から突出した吐出部５が吐出口５１に近づくに従い、直線的なテーパーを持って細くなる形状であってもよい。

この形状の液体流路部３は、上記した図１４に示す形状の液体流路部３と同様に吐出部５の流路抵抗を低減させることができるため、高粘度液体を吐出口５１に流動させることができる。また、この液体流路部３では、吐出部５の流路が連続的に変化しているため、流路内部で乱流が発生しにくくなる。このため、図１５に示す形状の液体流路部３を備えるインクジェットヘッド１は、描画対象に吐出する液体が高粘度液体である場合であっても、さらに安定して吐出することができる。

また、上記液体流路部３は、図１６に示すように、基板２の端部２２から突出した吐出部５が吐出口５１に近づくにつれ、曲率を持って連続的に細くなる形状であってもよい。

液体流路部３がこのような形状である場合、上記図１５に示す形状の液体流路部３と同様に流路抵抗を低減させるとともに、流路内部での乱流の発生を防止することができる。さらにまた、液体流路部３の内部が図１６に示すような形状である場合、上記直線的なテーパーの形状（液体流路部３が図１５に示すような形状である場合）に比べ、吐出部５の慣性質量を低減することができる。

このため、液体流路部３の形状が図１６に示すような形状である場合、衝撃に対する吐出部５の振れや変形を低減することができる。すなわち、ヘッドの走査などによって生じる応力に対する耐久性が向上する。

また、上記液体流路部３は、図１７に示すように、基板２上に配置される供給部４の形状を、吐出部５と同程度とし、液体供給口４１近傍のみを幅の広い形状としてもよい。

上記液体流路部３が図１７に示すような形状である場合では、吐出液体を吐出口５１まで流動させる際の流路抵抗を大きくすることができ、低粘度液体を吐出する際の供給過剰による吐出量の不安定性を低減することができる。

また、流路抵抗を増加する施策としては、上記した液体流路部３の形状を図１７に示すように形成する以外に、該液体流路部３の液体流路を蛇行させることによってさらに流路抵抗を増加させることもできる。

ここで、上記図１４〜図１７に示す液体流路部３の形状は、上記した「インクジェットヘッドの製造方法」の製造工程において、液体流路層３４の形状とこれに伴う液体流路部３の外殻３１の形状とを変更することによって設計変更が可能となり、非常に簡便に液体流路の最適化を図ることができる。

このように、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、液体流路部３をレジストのパターンで形成するため、図１４〜図１７のように液体流路部３の形状を容易に変更することができる。したがって、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１では、所望の吐出特性に応じた液体流路を容易に設計することができる。

また、本実施の形態に係る液体流路部３の吐出部５の、基板２上面の端部２２からの突出量は１００μｍであったが、この突出量はこれに限定されるものではない。

この突出量は、液体の吐出安定性と、吐出部５の構造的安定性と、吐出口５１近傍に電界を集中させるために供給する電圧の大きさとを考慮して設定することができる。

また、本実施の形態に係る液体流路部３は、基板２上面の端部から吐出部５の少なくとも一部が突出する構成であった。特に、基板２面上の端部から突出させる必要がない場合、上記液体流路部３を構成する外殻において、下部流路層３２は形成されず、上部流路層３３が基板２の面上との間で、液体流路層３４を覆う構成であってもよい。

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、従来技術としてあげた特許文献１〜３が有する以下の問題点も解決することができる。

すなわち、上記特許文献３に示す構成では、インクジェットヘッドが備える複数のノズルがすべて連続したメッキ膜で形成されている。このため、流体をこれらノズルの吐出口から噴出させるように制御する吐出信号は、すべてのノズルに同時に印加してしまう。したがって、特定のノズルのみに上記吐出信号を印加させ、流体を描画対象に噴出させることができない。

また、上記特許文献１および特許文献２に示す構成では、共通インク室において共通電極を配置し、すべてのノズルに同位相の吐出信号を印加している。このため、上記特許文献１および特許文献２に示す構成では、特許文献３に示す構成と同様に、特定のノズルのみに上記吐出信号を印加させ、流体を描画対象に噴出させることができない。

一方、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、マニホールド６が備える上記流体供給孔６１が液体流路部３毎に設けられ、液体流路部３の供給部４と接する側とは反対側で共通液体室に接合されて構成されている。このため、クロストークの発生を抑制することができる。したがって、特定の液体流路部３にのみ吐出信号を印加させ、液体を描画対象に噴出することができる。

また、特許文献１〜特許文献３に示す構成では、基板を貫通して液体の流路を形成し、この貫通した液体の流路の内壁面に、基板のエッチング手段に対して耐性の高い材料の層を形成する。そして基板の吐出面側をエッチングして基板の一部を除去し、液体の吐出口を基板から突出するように形成している。

このような特許文献１〜３に示す構成では、基板に貫通孔を形成する工程と、貫通孔内壁に液体の流路を構成する層の形成工程が必要となる。

しかし、微細な液滴を吐出口から噴射させるために、流路を微細化していく必要があるが、この流路の微細化は孔が深くなればなるほど困難となる。さらには、微細な深い孔の内側に流路を構成する層を形成することはさらに困難性を伴う。

そこで、基板を貫通する微細な貫通孔を形成するためには、ある程度基板を薄くする必要があるため、基板をエッチングすることにより結果として形成される吐出口の突出量が小さくなる。

すなわち、基板をエッチングして得られる吐出口の突出量は、エッチングされる前の基板の厚さ以上に形成することは不可能であり、特に微細な流路を形成する場合、基板厚を大きく設定できないため、共通インク室から吐出口先端まで十分な距離を確保することができない。このため、仮に特許文献１〜特許文献３のいずれかにおいて、各インクジェットヘッドが備えるノズルそれぞれに独立した電極を配置したとしても、共通インク室を介して隣接するノズルに吐出信号がクロストークし、特定のノズルからのみ液体を噴射させることが困難となる。

しかしながら、吐出口先端部に効率的に電界集中させるためには、吐出口が突出していることが望ましい。しかし、上記したように特許文献１〜特許文献３に示す構成では、上述のように吐出口の突出量が基板の厚さで制限されるため、突出量を自由に設定することができない。

一方、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、上記したように基板２に液体流路部３を形成し、吐出部５の突出量を基板２のエッチングによって調整することができる。したがって、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、液体流路部３の吐出部５の突出量を適切に自由に設定することができる。

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１を以下に示す構成とすることもできる。

すなわち、上記インクジェットヘッド１は、基板２上に形成された下部流路層３２と上部流路層３３からなる外殻３１によって構成された筒状の形状からなる少なくとも１つの液体流路部３を有し、前記液体流路部３の一方の端部近傍には液体の吐出口５１を有する吐出部５を備え、他方の端部近傍には液体供給口４１を備えるとともに、前記吐出部５の少なくとも一部が前記基板２の端面から突出している構成とすることができる。

このインクジェットヘッド１の構成によれば、基板２の表面に液体流路部３を形成するとともに、吐出口５１を端部に配置する吐出部５が基板２の端面から突出しているため、吐出口５１に電界が効率的に集中するため、静電吸引吐出に要する印加電圧を低減することができる。

また、これによってインクジェットヘッド１と描画媒体との電位勾配を低減することができるため、流体の大量輸送が生じにくくなり、吐出安定性が向上する。また、上記液体流路部３の形状や吐出部５の突き出し量は、基板２上にフォトリソグラフィで形成するパターンの形状を変更することで容易に変更することができるため、インクジェットヘッド１の構造の自由度が大幅に向上するとともに、所望の吐出特性に対するインクジェットヘッド１の構造の最適化が非常に容易に行なうことができるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記液体流路部３は、吐出口５１を有する吐出部５と、液体供給口４１を有する供給部４を備え、前記吐出部５の流路断面積は前記供給部４の流路断面積よりも小さいように構成することができる。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、供給部４の流路断面積が吐出部５の流路断面積よりも大きいため、描画パターンによる吐出量の増減、特に吐出量の増加の際にも、吐出液体の供給の余裕度が高く、吐出液体の供給不足になることがないという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記吐出部５の断面積は、吐出口５１に近づくにつれ小さくなるように構成されていることが好ましい。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、前記吐出部５の断面積が吐出口５１に近づくにつれて小さくなっているため、吐出部５の断面積が吐出部５と供給部４の接合部の断面積で一定の場合に比べ、吐出部５の突出部の剛性に対する慣性質量の割合が小さくなるため、突出部の剛性が増加し、描画動作におけるヘッドの走査等の加速度によって、突出部が変形する危険性が少ないという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記基板２がシリコンを主成分とする単結晶基板から成ることが好適である。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、インクジェットヘッド１を構成する基板２が単結晶シリコンであるため、ＫＯＨ水溶液などのエッチング液によって容易に基板２のみを除去することができるため、上記突き出し部の形成が容易となるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記基板２上に形成された外殻３１が絶縁層２１を介して基板２上に形成されていてもよい。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、絶縁層を介して基板と外殻が対向しているため、基板を介して隣接チャンネルに電流が流れ、隣接チャンネルとクロストークする危険性を低減することができるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、前記吐出部５の外殻３１の長手方向が、前記基板（シリコン基板）２の（１１０）面に対して略垂直であることが好ましい。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、上述したＫＯＨ水溶液を用いた基板２の除去の際、もっともエッチング速度の速い（１１０）面に垂直にエッチングが進行するため、吐出部５の突き出し形状を形成する加工を短時間で行なうことができる。このため、当該エッチングによるインクジェットヘッド１の他の部位のダメージを最小限に抑制することができる。

更に、（１１０）面が選択的にエッチングされるため、エッチング面の面荒れがエッチングによって改善される。加えて、上記突き出し量はエッチング時間によって制御できるため、簡便に安定した突き出し量のインクジェットヘッド１を製造することができるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、前記基板２上の外殻３１の形成部位が、基板２の面に対して隆起して成るとしてもよい。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、液体流路部３が平坦部に形成された場合にくらべ液体流路部３と絶縁層２１の当接端部における絶縁破壊に対する耐性が高く、吐出信号印加の際に高い電圧を印加しても絶縁破壊によって隣接液体流路にクロストークする危険性が低くなる。すなわち印加電圧の許容値が高くなり、インクジェットヘッドの吐出信頼性が向上するという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記基板（シリコン基板）２の外殻３１の形成面が（１００）面であり且つ、少なくとも供給部４の外殻３１のエッジが＜１１０＞方向に略平行に形成されるように構成されていることが好ましい。

上記インクジェットヘッド１の構成によれば、基板２の表面が（１００）面であってかつ、供給部４のエッジが＜１１０＞方向に略平行に形成されているため、上記ＫＯＨ水溶液による基板２のエッチングの際に、供給部４のエッジから（１１１）面が露出するように基板２の表面のエッチングが進行し、結果として前記供給部４が台形の上底部に支持されたような形状となる。

すなわち、突き出し部の形成と同時に液体流路部３の外殻３１の形成部位を基板２の表面から隆起した位置に形成することができるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記記下部流路層３２または上部流路層３３の少なくとも一方が、Ｎｉで形成されていてもよい。

上記インクジェットヘッド１の構成によると、導電体で外殻３１の一部が形成されており、当該導電体は供給部４から吐出口５１まで延伸しているため、吐出口５１に静電吸引吐出のための電荷を供給する際、インクを介して供給する必要がなく、外殻３１を構成する導電体を通じで吐出部５に電界を印加することができるので、静電吸引吐出に必要な電界形成のための時間が短くなり、結果として吐出応答性が向上し、これに伴って描画速度ならびに描画解像度が向上するという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記した構成のインクジェットヘッド１であって、前記供給部４の、吐出口５１の反対側の端部近傍に、供給部４に連続して実装部７が配置され、前記実装部７は前記下部流路層３２または上部流路層３３の少なくとも一方と電気的に短絡していることが好ましい。

上記インクジェットヘッド１の構成によると、外部の吐出信号発生源からの吐出信号をインクジェットヘッド１に印加するための実装配線を、直接供給部４あるいは吐出部５を構成する外殻３１に接続することができるので、吐出信号の伝達信頼性が向上する。さらに、基板２の表面に形成された実装部７に対して実装配線を接合するため、実装にかかる押圧力を増加することができ、接続信頼性が向上するという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、前記複数の液体流路部３を構成する複数の外殻３１は、それぞれが電気的に絶縁されているように構成してもよい。

上記インクジェットヘッド１の構成によると、隣接の液体流路部３と電気的に絶縁されているため、特定の液体流路部３に印加した吐出信号によって、隣接する液体流路部３の吐出口５１から流体が吐出される、いわゆるクロストークの発生を抑制することができるという効果を奏する。

また、インクジェットヘッド１は、前記吐出口５１が形成された吐出部５の端面の少なくとも一部は、吐出部５の液体流路長手方向に対して傾斜しているように構成してもよい。

上記インクジェットヘッド１の構成によると、吐出口５１先端が液体流路長手方向に対して傾斜を持って形成されており、吐出口５１近傍において外殻３１の一部が他の部分よりも突出しているため、吐出口５１近傍に形成される電界が外殻３１の突出した端部に集中し、液滴は当該端部の先端から飛翔するようになる。

このため、流体の飛翔開始位置を当該外殻３１の突出部に安定させることができ、これによって、吐出方向が安定するため、結果として着弾精度が向上し、描画パターンの解像度が向上するという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１の製造方法は、前記基板２上に下部流路層３２を形成する工程と、前記下部流路層３２上に液体流路となる充填部材（液体流路層３４）を形成する工程と、前記下部流路層３２あるいは充填部材上に上部流路層３３を形成する工程と、前記基板２の一部を除去する工程と、前記充填部材を除去する工程を含むことが好ましい。

上記した方法によると、液体流路となる充填部材を内部に包埋するように下部流路層３２と上部流路層３３から構成される外殻３１を形成するため、液体流路の形状を決定する充填部材の形状がフォトリソグラフィによって制御されるため、安定した形状の液体流路を作成することができるとともに、形状の変更がフォトリソグラフィに用いるマスクパターンの変更のみで簡便に行なうことができるため、設計の自由度が大幅に向上するという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１の製造方法は、前記上部流路層３３をメッキによって形成することが好ましい。

上記した方法によれば、メッキによって上部流路層３３を形成するため、電流密度を制御することで形成された上部流路層３３の内部応力を制御することができる。これによって、突出部にかかる上部流路層３３と下部流路層３２の応力をつりあわせ、基板２の端部から突出した吐出部５に大きな反りが生じないようにすることができる。また、蒸着やスパッタなどのいわゆる気相成長法に比べ成長速度が速いので、製造にかかるスループットを向上できるという効果を奏する。

また、上記インクジェットヘッド１は、前記基板２の一部を除去する工程を、ＫＯＨを含む水溶液を用いてエッチングしてもよい。

上記した方法によれば、ＫＯＨを含む水溶液を用いて基板（シリコン基板）２の一部をエッチングするため、面方位によるエッチングレートの大きな差を利用して、簡便に突出部を形成することができるとともに、エッチング時間を管理することによって容易に突出量を制御することができる。更に、上記外殻３１を構成する部材にＮｉなどのＫＯＨに対する高いエッチング耐性を有する材料を用いることによって、外殻３１のエッチングダメージを加工精度に影響ないレベルまで低減することができるので、高精度のインクジェットヘッド製造が可能となるという効果を奏する。

また、上記したインクジェットヘッド１は、上記液体の流路断面の側壁が基板２の面に対して垂直から傾斜しているように構成されていてもよい。

上記構成によると、液体流路の形状を規定する充填部材の側壁と基板２の面のなす角が傾斜しているため、液体流路を構成する上部流路層３３の形成プロセスにおいて、上部流路層３３の充填部材側壁への被覆性が向上する。これによって上部流路層３３の形状安定性が向上する。

また、上記インクジェットヘッド１は、上記液体の流路断面の側壁と基板２の面とのなす角が９０°より小さく、５°より大きく設定されていることが望ましい。

上記構成によると、側壁と基板２のなす角が９０°よりも小さく傾斜しているため、側壁への上部流路層３３あるいは上部流路層３３の下地層３５の被覆性が向上する。一方、側壁と基板２の面とによりなす角が５°よりも大きいため、パターン幅を大幅に大きくすることなしに、除去が容易な充填部材を形成することができる。これによって、微細なインクジェットヘッド１を形成することが可能となる。

また、上記インクジェットヘッド１の製造方法は、上記充填部材を基板２の面上に形成する際、有機材料からなる充填部材を使用し、前記充填部材を加熱する工程を含んでいてもよい。

上記方法によると、上記充填部材が熱収縮するため、簡便に充填部材の側壁と基板２の面とのなす角を垂直から傾斜させることができる。更に、この方法では加熱温度と時間を管理することによって、再現性良く充填部材の形状を制御することができるので、インクジェットヘッド１の構造安定性が向上する。

また、本発明にかかるインクジェットヘッド１の製造方法は、上記充填部材を１２０℃以上、２００℃以下の温度で加熱することが望ましい。この方法では、加熱温度が１２０℃以上であるので十分に充填部材の側壁を基板２の面に対して傾斜させることができる。更に、加熱温度が２００℃以下であるので、有機材料からなる充填部材に生じる熱変質が軽微であるため、液体流路を構成する充填部材除去工程において充填部材の除去不良が発生することがない。すなわち、高い安定性でインクジェットヘッドを製造することができる。

また、本発明にかかるインクジェットヘッド１の製造方法は、上記充填部材を基板２の面上に形成する際、感光性有機材料からなる充填部材を使用し上記充填部材の加熱前に、紫外線を照射することが望ましい。

この方法では、紫外線照射によって充填部材が軟化するため、加熱による形状変化を大きくすることができるとともに、充填部材除去工程における充填部材除去性を高めることができ、インクジェットヘッド１の構造安定性と工程安定性を向上することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体を吐出する少なくとも１つの吐出口を有するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備えることを特徴とする。

なお、上記液体とは、例えばインクなど描画対象に吐出するための液状物質であり、また、液体流路部とは、該液体の流路である。

また、液体流路部を形成する上記外殻は、少なくとも、上記基板の上面との間に液体流路をなす中空部分を確保するように上記基板の上面上に配置されている。

上記構成によると、上記インクジェットヘッドは、基板上に積層された、液体流路部を形成する外殻を備えている。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記基板上に積層された外殻の形状をパターニング等により容易に変更することができる。

したがって、本発明のインクジェットヘッドでは、上記液体流路部の形状の設計自由度を向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部は、基板上面上に形成された下部流路層と該下部流路層上に形成された上部流路層とによって構成される上記外殻により形成されており、上記液体流路部は、外殻の端面に形成された上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部を備え、上記吐出部の少なくとも一部が上記基板上面の端部から突出するように構成されていてもよい。

上記構成によると、該液体流路部の端部に上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部の少なくとも一部が、上記基板面上の端部から突出している。このため、上記液体流路部では、上記吐出口に電界を効率的に集中させることができ、印加する電圧を低減することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記した構成において、上記吐出口を形成する下部流路層および上部流路層における少なくとも一部が、その残余部分よりも上記基板の端部から突出することが好ましい。

すなわち、上記構成によると、本発明に係るインクジェットヘッドでは、下部流路層と上部流路層とから構成される外殻の端面に形成された吐出口において、該吐出口を形成する外殻部分の一部が、その残余の部分よりも上記基板の端部からさらに突出した形状となる。

このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、吐出口近傍の電界を上記基板の端部よりもさらに突出している外殻部分の先端に効率良く集中させることができる。したがって、上記インクジェットヘッドは、電圧印加により、液体をこの先端部に向かって吸引させる力を向上させることができる。

また、上記インクジェットヘッドは、上記吐出口を形成する下部流路層および上部流路層が基板端部から同じだけ突出している構成のインクジェットヘッドと比較した場合、吐出口の開口径、液体の流路抵抗を維持したまま、電圧印加による液体の吸引力を向上させることができる。このため、本発明に係るインクジェットヘッドは、吐出電圧を低電圧化することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部は、上記液体の流入を受け付ける流入口を有する供給部を備え、上記供給部が備える流入口に流入した液体が、当該供給部から上記吐出部が備える吐出口に向かって流れており、上記供給部における上記液体の流路断面積が、上記吐出部における上記液体の流路断面積よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。

上記構成によると、上記供給部における液体の流路断面積が、上記吐出部における上記液体の流路断面積よりも大きいため、吐出部から吐出する液体量に対して、該吐出部に供給する液体量を大きくすることができる。すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、吐出する液体の供給に対する余裕度を高くすることができる。

このため、上記インクジェットヘッドは、描画対象に対して描画する描画パターンに応じて液体の吐出量が増加する場合であっても液体の供給不足が生じることを防ぐことができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記吐出部における断面積が、上記吐出口に近づくにつれ小さくなるように構成されていてもよい。

ここで、上記構成による吐出部の形状の場合を、吐出口が形成される面の断面積と同一のまま基板面端部から突出している吐出部の形状の場合と比較すると、基板上面の端部から突出する部分における、剛性に対する慣性質量の割合を小さくすることができる。

すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドの吐出部の形状では、基板上面端部から突出する部分の剛性を大きくすることができる。

このため、本発明に係るインクジェットヘッドの吐出部では、基板上面の端部から突出する部分の、衝撃に対する振れや変形を低減することができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドは、衝撃に対する、上記基板上面の端部から突出する部分の、衝撃に対する振れや変形を低減することができるため、インクジェットヘッドの走査などによって生じる応力に対する耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体の流路における、該液体の流れる方向と略垂直となる断面形状は、該断面における側部と底部とのなす内側の角が、９０°より小さくなるように構成されていることが好ましい。

なお、上記断面における底部とは、この液体流路の断面形状において、上記液体流路部が形成される基板側の部分であり、上部とは、この断面形状において該底部と対向する側の部分である。また、上記側部とは、上記断面形状における両脇部分である。

また、断面における側部と底部とのなす内側の角とは、断面における側部と底部とからなる角において、液体の流路が形成される側の角度であり、この角は９０°より小さくなる（すなわち鋭角となる）。逆に、上記断面形状において、上記流路の側部と、該流路を層上に形成する下部流路層とによってなす、流路の外側の角は、９０°より大きくなる（すなわち鈍角となる）。

このように、流路の側部と、該流路を層上に形成する下部流路層とによってなす外側の角度を９０°より大きくすることよって、上部流路層を形成する際に、上部流路層を構成する材料が側部に被着しやすくなる。このため、液体流路の断面形状が矩形である場合と比較して、側部を形成する上部流路層の厚さを大きくすることが容易となる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドでは、液体流路の断面形状が例えば矩形である場合と比較して、液体の流路の外圧に対する強度を向上させることができる。

またここで、上記した流路を形成するためには、例えば、下部流路層と上部流路層との間に、後工程において除去可能な充填物を形成する方法を採ることができる。このように充填物を形成する場合、下部流路層上に該充填物を形成し、この充填物の上に上部流路層を形成する処理工程となる。また、上記液体の流路の断面形状は、この充填物によって規定されることとなる。

このように上記充填物上に上部流路層を形成する場合、本発明に係るインクジェットヘッドでは、断面形状において、上記側部と、流路を層上に形成する下部流路層とによってなす外側の角を９０度より大きくすることにより、充填物上に形成する上部流路層の段差被覆性を向上させることができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記充填物に対して、均一に上部流路層を容易に積層させることができる。

よって、本発明に係るインクジェットヘッドでは、形成される液体流路部の流路形状を均一な形状とすることができる、すなわちこの流路形状を安定した形状とすることができる。

また、本発明にかかるインクジェットヘッドでは、上記した構成において、上記液体の流路の断面における側部と底部とのなす内側の角が、５°より大きくなるように構成されていることが望ましい。

ここで、本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、例えば、下部流路層と上部流路層との間に設けられた充填物を除去することにより液体の流路を形成する場合、該充填物除去の容易性の観点から上記液体の流路の断面積が大きくなればなるほど好適である。しかし、上記断面積を大きくするためにはこの流路幅を大きく取る必要があるため、インクジェットヘッドの微細化とトレードオフの関係となる。

そこで、上記構成によると、上記液体の流路の断面における側部と底部とがなす角が５°よりも大きいため、流路の幅、すなわち、上記流路の断面形状における、上記基板面と略平行となる方向の大きさを大幅に大きくする必要がない。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、微細な形状を実現できる。

また、上記流路形状の形成を、例えば、下部流路層と上部流路層との間に、後工程において除去可能な充填物を形成することによって行う場合、上記側部と下部流路層とがなす角が５°よりも大きいため、上記充填物の除去を容易に行うことができる。

なお、上記液体の流路断面の側部と下部流路層とのなす内側の角の範囲は、液体の流路形成の容易性と、本発明に係るインクジェットヘッドに対して求められる微細化とを考慮して設定された値の範囲である。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記液体の流路の断面における下部流路層の側面が逆テーパー方向に傾斜していることが好ましい。

上記構成は、すなわち、下部流路層は上底よりも下底の方が小さく、当該下部流路層の側面が液体流路部の断面における内側に向かって傾斜しているということである。このため、下部流路層の側面での剥離応力を下部流路層の上面接合部での接合強度を高める方向に寄与させることができ、全体の密着強度を高くし、剥離を防ぐことができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体の流路における、該液体の流れる方向と略垂直となる断面形状は、流路の幅方向の大きさに対する高さ方向の大きさの割合が０．０５よりも大きくなることが好ましい。

上記構成によると、流路の幅方向の大きさに対する高さ方向の大きさの割合が０．０５よりも大きいため、流路内の充填材を除去して流路内部を空洞化した際に、上部流路層３３の壁面強度が足りず、流路高さが低下するなどの問題が生じることを防ぐことができる。また、マニホールド取り付け等の作成プロセス中や液体の充填および吐出中において流路形状が変化することも防ぐことができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドでは、作成プロセスや液体の充填および吐出時に流路形状が変化することがないため、流路内部における流路抵抗値に変化が生じることなく、常に一定の吐出量により液体を吐出できる吐出特性を得ることができる。

本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、液体の流れる方向と略垂直となる液体流路部の断面において、上記外殻を、下部流路層の側面に上部流路ｓｈ層を接合させることにより構成することが好ましい。

上記構成によると、上記下部流路層の側面に対して上部流路層を接合させるため、この側面において接合されている部分では、上方の剥離応力がせん断応力として作用する。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上部流路層と下部流路層との接合部分において剥離に対する抵抗力を飛躍的に高めることができる。

本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部の断面において、上記外殻の内角すべてが１８０°未満となることが好ましい。

上記構成によると、上記外殻の内角すべてが１８０°未満となる、すなわち上記外殻の外周において１８０度よりも大きくなる部位が生じない。

このため、上記インクジェットヘッドの吐出口から液体を吐出した際、吐出した液体が各液体流路部の外殻の外周に溜まり、毛細管現象により、吐出口から基板に向かって溜まった液体が移動し、基板全体における液体の蓄積量を増加させるといった問題が生じることを回避することができる。

このように、基板全体における液体の蓄積量の増加を回避することができるため、本発明に係るインクジェットヘッドでは液体の異常な吐出や、インク毀れ等が生じることを抑制することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部の断面において、上記外殻の内角すべてが９０°より大きくなることが好ましい。

上記構成によると、上記外殻の内角すべてが９０°より大きくなるため、上記液体流路部の断面における外殻の断面形状が円形に近くなる。したがって、本発明に係るインクジェットヘッドでは、電圧を印加して液体を吐出する際に、吐出口の中央部に電界を集中させることができ、該液体の吐出方向を安定化させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記した構成において、上記吐出口が形成されている端面の少なくとも一部は、上記吐出部の上記基板上面の端部から突出する方向に対して垂直から傾斜していることが好ましい。

すなわち、上記吐出口が形成される端面の一部が、他の部分よりも上記基板上面の端部からより突出した形状となる。

上記吐出口が形成されている端面の形状が上記したような形状となる場合、液体流路部に電圧が印加されると、吐出口近傍に形成される電界が上記端面の突出した部分に集中するため、液体はこの突出した部分から描画対象に対して吐出されることとなる。

したがって、液体の吐出開始位置を上記した端面の突出した部分とすることができ、このため描画対象に吐出される液体の吐出方向が安定する。

このように、吐出される液体の吐出方向が安定するため、吐出された液体の描画対象への着弾精度が向上し、描画パターンの解像度を高めることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記外殻を構成する下部流路層または上部流路層のいずれかが導電体で形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、上記供給部から吐出部に至る下部流路層または上部流路層のいずれかが導電体で形成されている。

このため、静電吸引吐出を行なうために必要となる電荷を上記吐出部が有する吐出口に供給する場合、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記下部流路層または上部流路層を通じて電荷を上記吐出部が有する吐出口に供給することができるため、インクを介して行なう必要がない。

したがって、上記インクジェットヘッドは、上記静電吸引吐出に必要な電界形成のための時間を短縮することができ、吐出応答性が向上する。

よって、本発明に係るインクジェットヘッドは、描画速度および描画解像度を向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、描画対象に該液体を吐出するために上記液体流路部に印加するための電力を受け付ける実装部を、上記液体流路部において液体の流れる方向とは逆方向となる上記供給部の端部位置の上記基板面上に備え、
上記実装部が、導電体によって形成されている上記下部流路層または上部流路層のいずれかと電気的に短絡するように構成されていることが好ましい。

上記構成によると外部から印加される電力を上記実装部が受け付け液体流路部に供給することができる。

このため、液体を吐出するための電力を液体流路部に供給することができるため、描画対象に該液体を吐出するために上記液体流路部に印加するための電力の伝達信頼性を向上することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記実装部を上記基板面上に備えているため、この実装部に対して実装配線を接合するための実装にかかる押圧力を大きくすることができる。

すなわち本発明に係るインクジェットヘッドは、基板の裏面（基板において液体流路部が形成される面とは反対側の面）を使う必要がないため、基板に形成された実装部を簡便に固定できる。このため、上記基板の表面側（液体流路部が形成される側の面）から、実装部に対する実装配線接続のために大きな押圧力を加えることができる。

よって、本発明に係るインクジェットヘッドは、実装部と電力を印加する外部の装置との接続の信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部が、上記基板上に形成された絶縁層の上面に形成される構成であることが好ましい。

上記構成によると、導電性物質である液体流路部が、上記絶縁層の上面に形成されているため、上記液体流路部を導通する電流が、該基板を介して他の部材等に流れることを防ぐことができる。

例えば、上記液体流路部が同一基板面上に複数台、形成されている場合、上記基板を介して隣接する他の液体流路部に電流が流れ、この他の液体流路部とクロストークする危険性を低減することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記基板上面に形成された絶縁層と該基板上面との接合部分となる、基板部分は、当該基板における他の基板部分よりも、基板上面から上記絶縁層方向に隆起している構成であってもよい。

上記構成によると、基板上面と絶縁層との接合部分における基板部分が、他の基板部分よりも隆起している。

ここで、他の基板部分の上面に上記絶縁層が形成された場合と比較すると、本発明に係るインクジェットヘッドでは、該絶縁層の面上に形成された液体流路部が、他の基板部分よりも隆起している部分に形成される。このため、上記液体流路部が他の基板部分に形成される場合と比較して、当該液体流路部から基板を介して隣接する他の液体流路部などに流れる電流の電気抵抗が大きくなる。

したがって、液滴を吐出させるために、高い電圧を液体流路部に印加した際に、該液体流路部から基板を介して流れる電流によって、隣接する液体流路部などにクロストークする危険性を低減させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記基板がシリコンを主成分とする単結晶基板であることが好ましい。

上記構成によると、上記液体流路部を形成する基板がシリコンを主成分とする単結晶基板であるため、例えばＫＯＨ水溶液などのエッチング液によって容易に該基板のみを除去することができる。

このため、例えば、吐出部の、基板上面の端部から突出する部分など、液体流路部の形状を容易に形成することができる。

また、本発明に係るインクジェットは、上記した構成において、上記吐出部が上記基板上面の端部から突出する方向が、上記基板の（１１０）面に対して略垂直となっていることが好ましい。

ここで、例えばＫＯＨ水溶液などのエッチング液を用いて上記基板の一部の除去を行なう場合、（１１０）面に対する垂直方向へのエッチング速度が最も速い。

このため、上記したように、上記基板上面の端部から吐出部が突出する方向が、上記基板の（１１０）面に対して略垂直となる場合、上記吐出部が突出する方向とは逆方向に基板をエッチングする速度が最も速くなる。

したがって、吐出部における基板端部からの突出した部分の形成を短時間で行なうことができる。

このように、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記突出した部分を形成するために行なうエッチングを短時間で行なうことができるため、エッチング液による、当該インクジェットヘッドの他の部位に対するダメージを低減させることができる。

また、（１１０）面を選択的にエッチングするため、この（１１０）面において面荒れが生じている場合、この面荒れを上記エッチングによって改善することができる。

また、上記基板上面の端部から突出する部分の大きさは、基板における（１１０）面のエッチング時間によって制御することができる。このため、上記基板上面の端部から突出する部分の大きさは、容易に所望する大きさに調整することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記液体流路部が形成されている基板面が（１００）面であり、上記基板面上に形成された液体流路部の平面形状の一辺が＜１１０＞方向に対して略平行となることが好ましい。

なお、上記平面形状とは、上記液体流路部を当該液体流路部が形成されている基板面を正面として見た場合の形状である。

上記構成によると、上記液体流路部が形成されている基板面が（１００）面であり、上記液体流路部の平面形状の一辺が＜１１０＞方向に対して略平行となっている。

このため、基板を例えばＫＯＨ水溶液などのエッチング液によりエッチングした場合、上記平面形状の一辺から（１１１）面が露出するように上記基板面のエッチングが進行する。そして、結果として上記基板断面において上記液体流路部の平面形状における一辺が、略台形形状に残った上記基板上面に形成された形状となる。すなわち、基板上面に形成された液体流路部と該基板上面との接合部分となる基板部分は、当該基板における他の基板部分よりも、基板上面から上記液体流路部の方向に隆起している形状となる。

したがって、上記インクジェットヘッドでは、基板のエッチングによって、液体流路部が有する上記吐出部の少なくとも一部が上記基板面の端部から突出した形状を形成するとともに、該液体流路部が、基板上面から上記液体流路部の方向に隆起した基板面上に形成されている形状とすることができる。

ここで、他の基板部分の上面に上記絶縁層が形成された場合と比較すると、本発明に係るインクジェットヘッドでは、該絶縁層の面上に形成された液体流路部が、他の基板部分よりも隆起している部分に形成される。このため、上記液体流路部が他の基板部分に形成される場合と比較して、当該液体流路部から基板を介して隣接する他の液体流路部などに流れる電流の電気抵抗が大きくなる。

したがって、液滴を吐出させるために、高い電圧を液体流路部に印加した際に、該液体流路部から基板を介して流れる電流によって、隣接する液体流路部などにクロストークする危険性を低減させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した構成において、上記基板面上に複数の上記液体流路部が形成されており、上記液体流路部のそれぞれが互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。

上記構成によると、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記液体流路部を複数備えている。このため、液体流路部が１台だけ備えられている場合と比較して、描画対象に対して液体を吐出して描画する描画表現の幅を広げることができる。また、描画対象に対して描画する速度をより高速とすることができる。

また、上記複数の液体流路部それぞれが互いに電気的に絶縁されているため、特定の液体流路部に印加した電圧により、当該特定の液体流路部と例えば隣接する他の液体流路部から誤って液体が描画対象に吐出される、いわゆるクロストークの発生を抑制することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体の微細な液滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板上に形成する工程と、上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殻を形成する工程と、上記充填部材を除去する工程とを含むことを特徴とする。

上記方法によれば、上記充填部材が基板面上に形成されているため、該充填部材の形状を、エッチングにより容易に所望する形状とすることができる。また、同様に、この充填部材を、基板面上との間で覆うように形成される上部流路層の形状もエッチングにより容易に所望する形状とすることができる。

このように、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体の流路形状または、上部流路層の形状を容易に所望する形状とすることができるため設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。

また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記充填部材は、加熱することにより収縮する材料から形成されており、上記外殻を形成する工程の前に、上記充填部材を加熱する工程をさらに含むことが好ましい。

上記方法によると、上記充填部材が加熱することにより収縮する有機材料から形成されているため、上記加熱する工程によって充填部材を熱収縮させ、容易に充填部材の側部と基板面とのなす角を垂直から好適な角度に傾斜させることができる。なお、この充填部材の側部とは、液体が流れる方向に略垂直となる、充填部材の断面形状における側部である。

更にまた、この方法では加熱温度と時間を管理することによって、再現性良く充填部材の形状変化を制御することができる。

このため、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法では、上記充填部材を安定した形状で形成することができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記充填部材は、有機材料であり、上記充填部材を加熱する工程において、該充填部材を１２０℃以上、２００℃以下の温度で加熱することが望ましい。

上記充填部材が有機材料から形成されているため、この充填部材は、有機溶剤などを用いて容易に除去することができる。このため、液体の流路となる部分の形状を、安定した形状で維持したまま、上記充填部材を除去することができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体流路部における流路の形状を安定した一定の形状とすることができる。

また、この方法では、加熱温度が１２０℃以上であるので十分に充填部材の側部を基板面に対して傾斜させるように、該充填物を熱収縮させることができる。更に、加熱温度が２００℃以下であるので、有機材料からなる充填部材に生じる熱変質が軽微であるため、液体流路を構成する充填部材除去工程において充填部材の除去不良が発生することがない。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、均一な形状となるインクジェットヘッドを製造することができる。

また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記有機材料は、感光性有機材料であり、上記充填部材を加熱する工程の前に、該充填部材に対して紫外線を照射する工程をさらに含むことが望ましい。

本発明に係るインクジェットの製造方法では、充填部材が感光性有機材料であるため、紫外線の照射によってこの充填部材自身を軟化させることができる。

このように充填部材を軟化させることができるため、加熱による形状変化を大きくすることができるとともに、この充填部材を除去する工程において、該充填部材を容易に除去することができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、均一な形状となるインクジェットヘッドを製造することができるとともに、充填物を除去する工程における除去処理を容易とさせることができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に充填部材を形成する工程とを含んでおり、上記外殻を形成する工程では、上記充填部材を、上記基板面上の下部流路層との間で覆うように上部流路層を積層し外殻を形成する工程を含み、さらに、上記外殻を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程をさらに含むことが好ましい。

上記方法によれば、充填部材を下部流路層と上部流路層とによって覆うようになっている。そして、上記充填部材の形状は、例えばフォトリソグラフィなどを利用したエッチングによって制御することができるため、上記充填部材の形状を所望する形状として容易に形成することができる。

また、上部流路層と下部流路層とから構成される外殻の形状は、該上部流路層および下部流路層の形状をエッチングによって所望する形状として容易に形成することができる。

さらに本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記基板の一部を除去することにより、上記外殻の一方の端部を、基板面上の端部から突出するようにさせることができる。なお、この基板の除去は、例えばエッチング液などによって行なうことができる。

このため、このエッチング液により基板のエッチングを行なう時間を管理することにより、基板面上の端部から突出する外殻の突出する長さ（突出量）を容易に所望する長さとすることができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体の流路形状、外殻の形状、または外殻の上記基板面端部からの突出量を容易に所望する形状とすることができる。このため、上記インクジェットヘッドの製造方法は、設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。

また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に、上記充填部材を形成する工程とを含んでおり、上記外殻を形成する工程では、上記外殻を基板表面上から突出させる側の充填部材の端部部分を除く領域を覆うように上部流路層を積層する工程を含み、さらに、上記外殻を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程を含んでいてもよい。

上記方法によれば、下部流路層上に上記充填部材を形成しているため、例えば下部流路層よりも突出するように充填部材を形成することもできる。また、上記方法では、この充填部材における上記外殻を基板面上から突出させる側の端部部分を除く領域を覆うように、上部流路層を積層する。

このため、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、上記充填部材が上記外殻から容易に露出させることができる。

したがって、上記吐出口を形成する下部流路層および上部流路層における上記吐出口側端面の少なくとも一部が上記基板上面の端部からさらに突出するインクジェットヘッドの構造を、上記充填部材を除去する工程だけで簡便に作製することができる。

このため、吐出口形成のための上記充填部材除去工程において、上記充填部材を露出するためのエッチング、ダイシング等の加工を必要としないため、インクジェットヘッドの製造処理に係るスループットを向上させるとともに、当該工程において発生する吐出口近傍の上記外殻へのダメージを抑制し、吐出口の形状安定性を向上させることができる。

また、吐出口位置、形状、開口径を、充填材の形成により適切に調整することができ、また、基板面上からさらに突出させる外殻部分の突出量を、上部流路層を積層させる範囲により適切に調整することができる。

このため、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、吐出口から供給される液体の流量を適切な量となるように制限しつつ、より強い静電力を発生させるようなインクジェットヘッドを容易に設計することができる。すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、製造するインクジェットヘッドの設計の自由度を向上させることができる。

さらに本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、上記基板の一部を除去することにより、上記外殻の一方の端部を、基板面上の端部から突出するようにさせることができる。なお、この基板の除去は、例えばエッチング液などによって行なうことができる。

このため、このエッチング液により基板のエッチングを行なう時間を管理することにより、基板面上の端部から突出する外殻の突出する長さ（突出量）を容易に所望する長さとすることができる。

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体の流路形状、外殻の形状、または外殻の上記基板面端部からの突出量を容易に所望する形状とすることができる。このため、上記インクジェットヘッドの製造方法は、設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記上部流路層をメッキによって形成することが好ましい。

上記方法によると、上部流路層がメッキによって形成されるため、電流密度を制御することにより、上部流路層の内部応力を制御することができる。

このため、上部流路層と下部流路層との応力を釣り合わせることができる。したがって、上記上部流路層および下部流路層によって形成される部分、特に基板の一部が除去されることにより、該基板から突出する部分に反りが生じることを防ぐことができる。

また、上記メッキ法により上部流路層を形成する場合、蒸着またはスパッタなどのいわゆる気相成長法により上部流路層を形成する場合と比較して成長速度が速いため、インクジェットヘッドの製造処理に係るスループットを向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した方法において、上記基板は、シリコンを主成分とする単結晶基板であり、上記基板の一部を除去する工程では、ＫＯＨを含む水溶液を用いてエッチングすることが好ましい。

上記方法によると、ＫＯＨを含む水溶液を用いてシリコン基板の一部をエッチングするため、基板を構成する結晶格子の面方位によるエッチングレートの大きな差を利用して、所望される形状に基板をエッチングすることができる。また、エッチング時間を管理することにより、容易にエッチングされる基板の量を調整することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドは、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体を吐出する少なくとも１つの吐出口を有するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備えることを特徴とする。

上記構成によると、上記インクジェットヘッドは、基板上に積層された、液体流路部を形成する外殻を備えている。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記基板上に積層された外殻の形状をパターニング等により容易に変更することができる。

したがって、本発明のインクジェットヘッドでは、上記液体流路部の形状の設計自由度を向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体の微細な液滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板上に形成する工程と、上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殻を形成する工程と、上記充填部材を除去する工程とを含むことを特徴とする。

上記方法によれば、上記充填部材が基板面上に形成されているため、該充填部材の形状を、エッチングにより容易に所望する形状とすることができる。また、同様に、この充填部材を、基板面上との間で覆うように形成される上部流路層の形状もエッチングにより容易に所望する形状とすることができる。

このように、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体の流路形状または、上部流路層の形状を容易に所望する形状とすることができるため設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

本実施の形態に係るインクジェットヘッド１は、基板２の面上に形成することができるため、液体流路部３の形状または液体が流れる流路の形状を自由に変更でき設計の自由度が大きくなる。このため、吐出する液体の性質または液体を吐出する描画対象に応じて求められる様々なインクジェットヘッドに適用できる。

Claims (34)

1. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドであって、
   基板と、
   上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備え、
   上記液体流路部は、上記電圧の印加により上記少なくとも１つの吐出口に電界を集中させるものであり、
   上記液体流路部は、外殻の端面に形成された上記少なくとも１つの吐出口を有する吐出部を備え、
   上記吐出部の少なくとも一部が上記基板上面の端部から突出することを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 上記液体流路部は、基板上面上に形成された下部流路層と該下部流路層上に形成された上部流路層とによって構成される上記外殻により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 上記吐出口を形成する下部流路層および上部流路層における少なくとも一部が、その残余部分よりも上記基板の端部から突出することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 上記液体流路部は、上記液体の流入を受け付ける流入口を有する供給部を備え、
   上記供給部が備える流入口に流入した液体が、当該供給部から上記吐出部が備える吐出口に向かって流れており、
   上記供給部における上記液体の流路断面積が、上記吐出部における上記液体の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
5. 上記吐出部における断面積が、上記吐出口に近づくにつれ小さくなること特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
6. 上記液体の流路における、該液体の流れる方向と略垂直となる断面形状は、該断面における側部と底部とのなす内側の角が、９０°より小さくなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
7. 上記液体の流路の断面における側部と底部とのなす内側の角が、５°より大きくなることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 上記液体の流路の断面における下部流路層の側面が逆テーパー方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
9. 上記液体の流路における、該液体の流れる方向と略垂直となる断面形状は、流路の幅方向の大きさに対する高さ方向の大きさの割合が０．０５よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
10. 液体の流れる方向と略垂直となる液体流路部の断面において、下部流路層の側面に上部流路層を接合させることにより、上記外殻を構成することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
11. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドであって、
    基板と、
    上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備え、
    上記液体流路部は、基板上面上に形成された下部流路層と該下部流路層上に形成された上部流路層とによって構成される上記外殻により形成されており、
    上記液体流路部は、外殻の端面に形成された上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部を備え、
    上記吐出部の少なくとも一部が上記基板上面の端部から突出し、
    液体の流れる方向と略垂直となる液体流路部の断面において、下部流路層の側面に上部流路層を接合させることにより、上記外殻を構成することを特徴とするインクジェットヘッド。
12. 上記液体流路部の断面において、上記外殻の内角すべてが１８０°未満となることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
13. 上記液体流路部の断面において、上記外殻の内角すべてが９０°より大きくなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
14. 上記吐出口が形成されている端面の少なくとも一部は、上記吐出部の上記基板上面の端部から突出する方向に対して垂直から傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
15. 上記外殻を構成する下部流路層または上部流路層のいずれかが導電体で形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
16. 描画対象に該液体を吐出するために上記液体流路部に印加するための電力を受け付ける実装部を、上記基板面上にさらに備え、
    上記実装部が、導電体によって形成されている上記下部流路層または上部流路層のいずれかと電気的に短絡していることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
17. 上記液体流路部が、上記基板上に形成された絶縁層の上面に形成されることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
18. 上記基板上面に形成された絶縁層と該基板上面との接合部分となる、基板部分は、当該基板における他の基板部分よりも、基板上面から上記絶縁層方向に隆起していることを特徴とする請求項１７に記載のインクジェットヘッド。
19. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドであって、
    基板と、
    上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備え、
    上記液体流路部は、基板上面上に形成された下部流路層と該下部流路層上に形成された上部流路層とによって構成される上記外殻により形成されており、
    上記液体流路部は、外殻の端面に形成された上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部を備え、
    上記吐出部の少なくとも一部が上記基板上面の端部から突出し、
    上記外殻を構成する下部流路層または上部流路層のいずれかが導電体で形成されており、
    上記液体流路部が、上記基板上に形成された絶縁層の上面に形成されており、
    上記基板上面に形成された絶縁層と該基板上面との接合部分となる、基板部分は、当該基板における他の基板部分よりも、基板上面から上記絶縁層方向に隆起していることを特徴とするインクジェットヘッド。
20. 上記基板がシリコンを主成分とする単結晶基板であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
21. 上記吐出部が上記基板上面の端部から突出する方向が、上記基板上面の端部を含むように形成された上記基板上面に垂直な（１１０）面に対して、略垂直となっていることを特徴とする請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
22. 上記液体流路部が形成されている基板面が（１００）面であり、
    上記基板面上に形成された液体流路部の平面形状の一辺が＜１１０＞方向に対して略平行となることを特徴とする請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
23. 上記基板面上に複数の上記液体流路部が形成されており、
    上記液体流路部のそれぞれが互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
24. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板面上に形成する工程と、
    上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殼を形成する工程と、
    上記充填部材を除去する工程と、
    上記外殻を形成する一方の端部が、上記基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程とを含み、
    上記電圧の印加により、上記基板面上の端部から突出する上記外殻を形成する一方の端部に、電界が集中することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
25. 上記充填部材は、加熱することにより収縮する材料から形成されており、
    上記外殻を形成する工程の前に、上記充填部材を加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
26. 上記充填部材は、有機材料であり、
    上記充填部材を加熱する工程において、該充填部材を１２０℃以上、２００℃以下の温度で加熱することを特徴とする請求項２５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
27. 上記充填部材は、感光性有機材料であり、
    上記充填部材を加熱する工程の前に、該充填部材に対して紫外線を照射する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
28. 上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に充填部材を形成する工程とを含んでおり、
    上記外殻を形成する工程では、上記充填部材を、上記基板面上の下部流路層との間で覆うように上部流路層を積層し外殻を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
29. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板面上に形成する工程と、
    上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殼を形成する工程と、
    上記充填部材を除去する工程とを含み、
    上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に充填部材を形成する工程とを含んでおり、
    上記外殻を形成する工程では、上記充填部材を、上記基板面上の下部流路層との間で覆うように上部流路層を積層し外殼を形成する工程を含み、
    さらに、上記外殻を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程をさらに含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
30. 上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に、上記充填部材を形成する工程とを含んでおり、
    上記外殻を形成する工程では、上記外殻を基板表面上から突出させる側の充填部材の端部部分を除く領域を覆うように上部流路層を積層する工程を含み、
    さらに、上記外殼を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
31. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板面上に形成する工程と、
    上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殼を形成する工程と、
    上記充填部材を除去する工程とを含み、
    上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に、上記充填部材を形成する工程とを含んでおり、
    上記外殻を形成する工程では、上記外殻を基板表面上から突出させる側の充填部材の端部部分を除く領域を覆うように上部流路層を積層する工程を含み、
    さらに、上記外殼を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
32. 上記上部流路層をメッキによって形成することを特徴とする請求項２８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
33. 液体を受け付け、電圧の印加により描画対象に該液滴を吐出する少なくとも１つの吐出口を有する、静電吐出型のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板面上に形成する工程と、
    上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殼を形成する工程と、
    上記充填部材を除去する工程とを含み、
    上記充填部材を基板面上に形成する工程では、上記基板の上面に沿って、該基板上に下部流路層を形成する工程と、上記基板面上にある下部流路層上に充填部材を形成する工程とを含んでおり、
    上記外殻を形成する工程では、上記充填部材を、上記基板面上の下部流路層との間で覆うように上部流路層を積層し外殼を形成する工程を含み、
    さらに、上記外殻を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程をさらに含み、
    上記上部流路層をメッキによって形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
34. 上記基板は、シリコンを主成分とする単結晶基板であり、
    上記基板の一部を除去する工程では、ＫＯＨを含む水溶液を用いてエッチングすることを特徴とする請求項２８〜３３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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