JP5241664B2 - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置 - Google Patents

液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置 Download PDF

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Description

本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法、それにより得られた液滴吐出ヘッド、及び、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に係り、特に、画像を形成するために液滴を吐出するインクジェット記録用に好適な液滴吐出ヘッドの製造方法、それにより得られた液滴吐出ヘッド、及び、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。
インクジェットプリント方式等により液滴を吐出することによって当該液滴により形成されるドットの集合によって記録媒体に画像を形成する液滴吐出装置が知られている。
この種の液滴吐出装置における性能は、これが備える液滴吐出ヘッドの性能に依存するりところが大きい。このような液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するまでこれを保存時、電気的、或いは熱的なエネルギーを付与して吐出用の開口部から液滴を吐出するものである。
図１に一般的な液滴吐出ヘッドの構成例を示す。ここで、液滴吐出ヘッド１０は液体を保持し、圧力を付与するための圧力室１２と液滴吐出用開口部１４と圧力室１２に液体を供給する液体供給用の開口部１６とを備えた圧力室形成基板１８と、液滴を満たしたタンク（図示せず）などから吐出用の液体を供給する液体流路２０を備えた流路形成基板２２とが接着剤２４を介して接着されて構成される。流路形成基板２２には、圧力室１２に保持された液体に圧力を付与するための圧力供給手段２６を形成するための逃げ部２８が形成され、その空間に圧力供給手段２６が配置される。圧力供給手段２６には、圧力供給手段２６を駆動させるための電力を供給する配線２７が接続している。
この流路形成基板２２と圧力室形成基板１８とは接着剤により強固に接着されている。この接着方法としては、の圧力室形成基板１８表面に接着剤を塗布して接着剤層２４を形成し、その表面に、液体供給用開口部１６と流路形成基板２２に形成された貫通孔（液体流路）２０とが一致とするように重ね合わせて圧縮し、接着剤層２４を硬化させて両者を接合させるようにしている。
ここで、両者を押圧して接着する際に、未硬化の接着剤の一部が押し出されて貫通孔に突出した状態で硬化される事態が生じることがある。このような接着剤の突出部は、液体の流路に影響を与える、或いは、液体がインクなどの溶剤や油成分を含む場合には、これにより硬化した接着剤の一部が溶融して混入したり、表面の強度が低下して一部が剥離して、液体に混入したりして、液滴の組成に影響を与える、或いは、剥離した接着剤によりノズルが詰まるなどの悪影響が懸念される。
これを防止するために接着剤の量を減少させると基板同士の接着性が弱まり、吐出ヘッドの耐久性が低下する。
この問題を解決するために適用できる技術として、接着剤の剥離を防止し信頼性を向上させるために接合する基板の少なくとも接合領域に接着層となる金属又は金属酸化物を設けている技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、金属などにより接着層を設けているためには、成膜工程やパターニング工程など工程が増えプロセスが複雑となる問題があり、また、接着剤の突出に対する解決とはなっていない。また、接着剤のはみ出し防止する方法として、流路形成基板に接着剤を収容する溝を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この技術は、接合断面として凹部を形成することで、そこに余剰の接着剤を収納しようとするものであるが、凹部を形成する工程が煩雑であった。
特開２００７−２４５５８９公報 特開平７−１９５６９３号公報
上記問題点を考慮してなされた本発明の目的は、流路形成基板と圧力室形成基板とを接着させて得られる、両者の十分な接着強度を維持しつつ、接着剤のはみ出しによる液体の変質、吐出性の低下などが抑制された液滴吐出ヘッドを簡易に製造しうる液滴吐出ヘッドの製造方法、さらには、その方法により得られた、液滴の吐出安定性に優れた液滴吐出ヘッド、及び、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的とする。
本発明は鋭意検討の結果、流路形成基板の貫通孔端部にＲ形状を与えることで、接着剤の突出が抑制される点、及び、そのようなＲ形状を与える簡易な方法を見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の構成は以下の通りである。
＜１＞ 画像情報に基づき記録媒体に対して液滴を吐出して当該記録媒体にドットを形成することにより、前記画像情報により示される画像を前記記録媒体に形成する、少なくとも貫通孔２０が形成された流路形成基板２２及び圧力室１２と該圧力室１２へ液体を供給する開口部１６と液体吐出用の開口部１４とを有する圧力室形成基板１８とを接着剤２４を介して接着してなる液滴吐出ヘッドであって、
前記流路形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が１〜１００μｍのＲ形状を有し、接着剤が前記流路形成基板の貫通孔内側に沿って延設される液滴吐出ヘッド。
＜２＞ 前記圧力室形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が１μｍ以上のＲ形状を有さない＜１＞記載の液滴吐出ヘッド。
＜３＞ 前記圧力室形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が、前記流路形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部よりも、インクの流路側に突出している＜１＞又は＜２＞に記載の液滴吐出ヘッド。
貫通孔端部に上記条件のＲ形状を設けることで、接着剤の延伸性が改良され、流路に対する接着剤のはみ出しもなく、高強度の接着が実現する。
＜４＞ ＜１＞から＜３＞のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
流路形成基板作製用のシリコン基板に流路を貫通させるためのパターン状のマスクを形成するマスクパターン形成工程、
パターン状のマスクを加熱してパターン状のマスクの端部にＲ形状を形成するキュア工程、
ドライエッチングによりに貫通孔を形成し、その後、形成された貫通孔の端部にドライエッチングによりＲ形状を付与することで、端部がＲ形状をなす貫通孔を有する流路形成基板を形成する貫通孔形成工程、
得られた流路形成基板の貫通孔と、前記圧力室成形基板における圧力室へ液体を供給する開口部とが一致するように、接着剤を介して両者を接着する接着工程、
を有する液滴吐出ヘッドの製造方法。
この方法により、上記構成の液滴吐出ヘッドを簡易な方法で製造しうる。
＜５＞ 前記キュア工程における加熱温度が、マスクを形成する材料の融点をＴ℃としたとき、Ｔ℃以上（Ｔ＋１００）℃以下の範囲である＜４＞記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
キュア工程においてこの温度条件を選択することで、レジストとなるマスクパターンを矩形から適切なＲ形状に形成することができ、これをドライエッチングすることで、貫通孔端部に良好なＲ形状を簡易に与えることができる。
＜６＞ 前記貫通孔形成工程における、貫通孔の形成後、マスクを形成する材料と、流路形成基板材料とのドライエッチングの選択比が１以下の条件でドライエッチングが行われる＜４＞又は＜５＞記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
ドライエッチングの選択比を低くすることで、貫通孔の形成後に、貫通孔端部おける良好なＲ形状の形成を簡易に行うことができる。
＜７＞ 前記貫通孔形成工程の後、接着工程に先立って、端部がＲ形状を有する貫通孔を有する流路形成基板表面に、接着剤の濡れ性を向上させる表面処理を行う表面処理工程を有する＜４＞〜＜６＞記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
流路形成基板及び貫通孔内部に酸素プラズマ処理などの接着剤との濡れ性を向上させる処理を行うことで、接着剤の貫通孔内即への延設が良好に行われ、接着剤の突出を効果的に抑制すると共に、接着強度も向上する。
＜８＞ 前記接着工程が、流路形成基板表面に接着剤層を形成する工程、該接着剤層表面に、前記流路形成基板の貫通孔と前記圧力室成形基板における圧力室へ液体を供給する開口部とが、一致するように圧力室成形基板を圧接させる工程、及び、接着剤を硬化させる工程を含む＜４＞〜＜７＞記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
接着工程で、Ｒ形状が形成された流路形成基板を圧接することで、接着剤がＲ形状の貫通孔の内壁面に添って延接されるため、接着剤の突出を抑制すると共に、十分な接着面積を確保できる。
＜９＞ 前記接着剤層表面に、圧力室成形基板を圧接させる工程の後に、接着剤が貫通孔内部へ延接される＜８＞記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
＜１０＞ ＜４＞〜＜９＞のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により得られる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
上述のように、本発明の製造方法によれば、流路形成基板における貫通孔の圧力室形成基板との接触部分の端部にＲ形状を与えることで、流路形成基板表面に設けられた接着剤層に圧力室形成基板を圧接させると圧力で押し出された接着剤は、貫通孔のＲ形状に添うようにして貫通孔内壁に延伸され、そのまま硬化する。このため、流路となる貫通孔の形状には殆ど影響を与えることなく、且つ、接着剤による十分な接着面積を確保しうることから、両者の接着強度も十分に維持される。
また、本発明の製造方法によれば、貫通孔端部のＲ形状は、貫通孔を形成するのに用いられるマスクをキュアすることで容易に形成されるため、煩雑な工程を経ることなく、基板間の接着の問題を解決し得たものである。
本発明によれば、流路形成基板と圧力室形成基板とを接着させて得られる液滴吐出ヘッドにおいて、両者の十分な接着強度を維持しつつ、接着剤のはみ出しによる液体の変質、吐出性の低下などが抑制された液滴吐出ヘッドを簡易に製造しうる液滴吐出ヘッドの製造方法、さらには、その方法により得られた、液滴の吐出安定性に優れた液滴吐出ヘッド、及び、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することができる。
圧力室形成基板と流路形成基板とを接着して得られる液滴吐出ヘッドの構成の一態様を示す概略断面図である。 （Ａ）〜（Ｉ）は、本発明の製造方法におけるシリコン基板の準備から、貫通孔形成までの工程を順次示す概略断面図である。 （Ａ）は、キュア工程までのマスクパターンの断面であり、（Ｂ）はキュア工程後のマスクパターンの断面図である。 （Ｊ）〜（Ｋ）は、本発明の製造方法における圧力室形成基板と流路形成基板との接着工程を順次示す概略断面図である。 本発明の液滴吐出ヘッドを適用しうる画像形成装置の一実施態様を示す全体構成図である。 図５に示す画像形成装置におけるヘッドの配列状態を示す概略図である。 実施例における圧力室形成基板と流路形成基板との接合部の状態を示す概略図である。
以下、図面を参照して、本発明の製造方法について工程順に詳細に説明する。
＜流路形成基板作製用のシリコン基板に流路を貫通させるためのパターン状のマスクを形成するマスクパターン形成工程＞
ここでは、流路形成基板を形成するための基板を準備する。図２（Ａ）は、流路形成基板２２の基体となるシリコン基板の概略断面図である。
このシリコン基板に、まず、圧力供給手段２６を形成するための逃げ部２８となる凹部を形成する。即ち、シリコン基板上に凹部形成用のマスク３０をパターニングする〔図２（Ｂ）参照〕。
パターン状のマスク３０は、汎用のフォトリソグラフィ法を適用しうるレジスト材料を適宜選択して用いることができる。基板の厚みは目的に応じて適宜選択されるが、一般には２００〜７００μｍ程度である。
マスクパターン３０の形成に用いる材料としては、例えば、フォトレジストなどの感光性樹脂を用いればよい。フォトレジストは、市販品を適宜用いることができ、例えば、東京応化工業のＯＦＰＲシリーズＴＳＭＲシリーズやＡＺ社の１５００シリーズや６０００シリーズなどが挙げられる。
シリコン基板へのマスクパターンの形成方法としては、レジスト材料をスピンコート法やスプレーコート法などでシリコン基板上に塗布してレジスト膜を形成する。レジスト膜の膜厚は、ドライエッチング時の選択比を考慮して決めればよい。次に、レジスト膜のプリベークを行う。ホットプレートやオーブンなどで各種レジスト材料の最適温度で行えばよく、一般的には、９０〜１２０℃であることが好ましい。
その後、フォトマスクのパターンを露光によりレジストへ転写する。露光装置としては、汎用のアライナーやステッパーを用いることができ、用いるレジスト材料に最適な露光量で行えばよい。例えば、レジスト材料としてＯＦＰＲ−８００（東京応化工業社製）を用いてレジスト膜厚１μｍで形成した場合には、アライナーでの露光量は１２０ｍＪ／ｃｍ２程度が適当である。
使用するレジスト材料によっては、露光後にＰＥＢを行っても良い。露光後に露光された部分と露光されなかった部分のいずれかを現像液で溶解させてパターンを形成するために現像を行う。現像液はレジスト材料に好適なものを選択する。現像は、浸漬法、シャワー法など公知の方法を適用できる。
例えば、基板を現像液に浸漬後、純水にてリンスし基板を乾燥させる方法などが挙げられる。より具体的には、例えば、レジスト材料として前記ＯＦＰＲ−８００（東京応化工業社製）を用いた場合、現像液としてＮＭＤ−３（東京応化工業社製）を満たした現像槽へ６０ｓｅｃ程度浸漬後、純水によるリンスを６０ｓｅｃで２回行い、流水洗浄を３００ｓｅｃ行った後、スピンドライヤ等で基板に付いた水分を取り除く方法が挙げられる。
現像後は、所望によりポストベークを行ってレジストの硬化性を促進させることもできる。ポストベークは、ホットプレートやオーブンを用いて基板を加熱することにより行われ、加熱温度は、１００〜２００℃程度で１〜６０ｍｉｎ行えば良い。前記レジスト材料としてＯＦＰＲ−８００を用いた場合、ホットプレートにより、温度１１０℃で１．５ｍｉｎ加熱することが適切である。
その後、ドライエッチングにより、凹部を形成する〔図２（Ｃ）参照〕。
シリコン基板をドライエッチング法によりトレンチエッチングする。
ドライエッチングの方法は、エッチングと保護膜形成を繰り返し行うボッシュプロセスやフッ素系のガスに酸素を添加したドライエッチング法を適用することができる。これらの方法により、シリコン基板を所定の深さまでエッチングすることで、圧力供給手段２６を形成するための逃げ部２８である凹部を形成する。
これらのうち、レジストマスクを用いることが出来るボッシュプロセスが好ましい。
ボッシュプロセスは、エッチング時には、ＳＦ６やＳＦ６とＯ２の混合ガスを用い、保護膜形成時は、Ｃ４Ｆ８用いて行い、エッチングと保護膜形成を繰り返して行う方法である。ボッシュプロセスの例は、エッチングプロセスにおいては、ＳＦ６の流量を２００ｓｃｃｍで真空度を３Ｐａ、プラズマ生成用のＲＦ出力を２０００Ｗ、Ｂｉａｓ出力を１５Ｗで１５ｓｅｃ行い、続いて保護膜形成プロセスは、Ｃ４Ｆ８を１００ｓｃｃｍで真空度を１Ｐａ、プラズマ生成用ＲＦ出力を１５００Ｗとし、Ｂｉａｓ出力は、０Ｗで１０secとする。エッチングプロセスと保護膜形成プロセスを繰り返し行う。
ボッシュプロセスを適用する際は、市販の装置である、住友精密工業社製のＰＥＧＡＳＵＳやＨＲＭ／ＨＲＭＸ、ＳＲ／ＳＲＥやＡｌｃａｔｅｌ社製のＭＳ３２００／ＭＳ４２００、ＭＳ２００ Ｉ−Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙなどを用いることができる。
凹部の深さは、エッチング時間により任意に決めることができるが、圧力供給手段２６の形成の場合、１００μｍ程度の深さで形成する。
その後、マスク３０を除去する〔図２（Ｄ）〕
マスクを除去するには、専用の剥離液やアッシング処理を行えば良い。レジスト剥離液は、例えば、東京応化工業社製のＳＴＲＩＰＰＥＲ−５０２ＡやＡＺ社製のＡＺリムーバー１００などを用いれば良い。アッシング処理は、酸素プラズマを用いたアッシング処理を行えば良い。ＩＣＰやマイクロ波アッシャーやバレル式のアッシャーを用いれば良い。例えば、アッシング処理条件は、マイクロ波を用いたＳＷＰなどで酸素ガスを２００ｓｃｃｍ、３０Ｐａ、マイクロ波出力１ｋＷで行えばよい。
その後、本発明の重要な要件である貫通孔を形成するためのマスクパターンの形成を行う〔図２（Ｅ）〕。
凹部が作製された基板上へ貫通穴を形成するためのマスク３２を形成する。パターン状のマスク形成には、上述と同様のレジスト材料を用いれば良く、例えば、東京応化工業のＯＦＰＲシリーズＴＳＭＲシリーズやＡＺ社のＡＺ１５００シリーズやＡＺ６０００シリーズ、１０ＸＴなどを用いることができる。
マスクに用いるレジストの膜厚は、ドライエッチング時の選択比から任意の厚みにすれば良い。マスクには、レジスト以外にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、アルミニウムやチタン、クロムなどのハードマスクを用いても良い。ハードマスクを用いるとドライエッチング時の選択比は高いが工程が増える。
シリコン基板へのマスクパターン３２の形成方法としては、レジスト材料をスピンコート法やスプレーコート法などでシリコン基板上に塗布してレジスト膜を形成する。
次に、レジスト膜のプリベークを行う。ホットプレートやオーブンなどで各種レジスト材料の最適温度で行えばよく、一般的には、９０〜１２０℃であることが好ましい。
その後、フォトマスクのパターンを露光によりレジストへ転写する。露光装置としては、汎用のアライナーやステッパーを用いることができ、用いるレジスト材料に最適な露光量で行えばよい。使用するレジストによっては、露光後にＰＥＢを行っても良い。
なお、パターン状のマスクをキュアし、基板の貫通孔端部にＲ形状を与えやすいという観点からは、マスクの厚みは、３〜１５μｍであることが好ましい。
続いて、露光された部分と露光されなかった部分のいずれかを現像液で溶解させてパターンを形成するために現像を行う。現像は、基板を現像液に浸漬後純水にてリンスし基板を乾燥させることにより行われる。
現像液は、市販品を用いてもよく、例えば、東京応化社製ＮＭＤ−３、ＡＺ社のＡＺ３００ＭＩＦディベロッパー、ＡＺ４００Ｋディベロッパーなどを挙げることができる。
その後、ポストベークを行う。ホットプレートやオーブンを用いて基板を加熱する。加熱温度は、１００〜２００℃程度で１〜６０ｍｉｎ行えば良い。
本態様においては、レジスト材料として、ＡＺ社製のＡＺ１０ＸＴ（２２０ｃＰ）を用いる。スピンコート法により、１０００ｒｐｍにて６０ｓｅｃスピンすることで、膜厚約１０μｍのレジスト膜を形成し、続いてポストベークを行う。ポストベークは、ホットプレートにて１１０℃で１８０ｓｅｃ加熱する。
形成されたパターン状のマスク（レジスト膜）３２に対し、コンタクトアライナーを用いてパターン露光を行う。レジスト膜厚が１０μｍの場合、露光量は、８２５ｍＪ／ｃｍ２で行えばよい。
現像は、現像液ＡＺ３００ＭＩＦディベロッパーに６００ｓｅｃ浸漬後、純水リンス６０ｓｅｃを２回行い、流水中へ１８０ｓｅｃ浸漬し、スピンドライまたは、窒素ブローして水分を除去する。
このようにして貫通孔形成用のパターン状のマスク３２が形成される。
＜パターン状のマスクを加熱してパターン状のマスクの端部にＲ形状を形成するキュア工程＞
形成されたパターン状のマスクを加熱し、マスク３２を変形させる〔図２（Ｆ）〕。
レジスト材料により形成されたマスク３２を高温加熱する「キュア工程」を行うことで、レジストをリフローし、矩形のマスクの角を丸める。図３（Ａ）は形成されたマスクパターンの断面図であり、図３（Ｂ）は加熱工程を行った後のマスクパターンの断面図であり、これらの対比において図３Ａのマスクパターンは加熱処理により図３Ｂに示すなだらかな形状に変形したことがわかる。
加熱は、ホットプレートやオーブンで行えばよく、キュア温度は、マスクを構成するレジスト材料（硬化した材料）の融点をＴ℃とした場合、Ｔ℃以上の温度で加熱すればよい。但し、温度が高すぎるとマスクがその形状を維持し得ない可能性があるため、加熱温度の上限が（Ｔ＋１００）℃程度とすることが好ましい。
具体的には、レジストにＡＺ社の１０ＸＴを用いた場合、露光・現像によるパターニングを行ってマスクを形成した後、ホットプレートにて１３０℃にて１２０ｓｅｃ加熱する。この加熱によりレジストパターンを矩形形状から、Ｒ形状にすることが出来る。この状態を示したのが、前記図３（Ａ）及び図３（Ｂ）である。
＜ドライエッチングによりに貫通孔を形成することで、端部がＲ形状を有する貫通孔を有する流路形成基板を形成する貫通孔形成工程＞
次に、ドライエッチングにより貫通孔２０を形成する〔図２（Ｇ）〕。
貫通孔は、液体の流路となる貫通孔である。この場合のドライエッチング方法は、前記シリコン基板への凹部の形成において行ったのと同様の条件で行うことができる。
本工程では、貫通孔を形成するので、シリコン基板を事前にダミー基板等へ接合してから、ドライエッチングを行えばよい。
貫通孔の大きさ、形状は液滴吐出ヘッドを適用する目的により適宜選択されるが、形状は、一般的には、開口形状が円形、正方形、長方形などから選択され、通常、開口径は円形であればφ１００〜８００μｍ程度であり、矩形の場合も同様の断面積となる程度で選択することができる。
シリコン基板へ貫通孔２０形成後、同一の装置でさらにドライエッチングを行って、貫通孔２０を構成する基板の端部（角部）にＲ形状を形成することができる〔図２（Ｈ）〕。
このとき、レジストマスクとシリコン基板のエッチングレートの選択比が１以下となる条件でドライエッチングを行えば良い。
例えば、フッ素系のガスと酸素ガスとの混合ガス、フッ素系ガスと酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いて行えば良い。フッ素系ガスは、六フッ化硫黄：ＳＦ６、四フッ化炭素：ＣＦ４、三フッ化窒素：ＮＦ３、三フッ化メタン：ＣＨＦ３、ヘキサフルオロエタン（フロン１１６）：Ｃ２Ｆ６、オクタフルオロシクロブタン：Ｃ４Ｆ８などを用いれば良く、不活性ガスは、アルゴン：Ａｒ、ヘリウム：Ｈｅ、窒素：Ｎ２、キセノン：Ｘｅなどを用いればよい。これらの混合ガスを１Ｐａ以下の真空度でドライエッチングを行う。
例えば、ＳＦ６を７５ｓｃｃｍ、Ｏ２を２５ｓｃｃｍで真空度を１Ｐａにし、プラズマ生成用のＲＦ出力を１０００Ｗ、Ｂｉａｓ出力を１００Ｗでドライエッチングすることでレジストとの選択比を１以下にすることが出来る。このようにレジストとの選択比が１以下でシリコンをエッチングすることで、マスク形状のＲ形状をシリコン基板へ転写することができる。Ｒのサイズは、一般的には、１〜１００μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは、５〜５０μｍである。また、流路を形成する周辺の壁面の厚みは１００〜３００μｍ程度であることが好適である。
その後、マスク３２を除去する〔図２（Ｉ）〕。
マスク３２を除去するには、専用の剥離液やアッシング処理を行えば良い。レジスト剥離液は、例えば、東京応化工業社製のＳＴＲＩＰＰＥＲ−５０２ＡやＡＺ社製のＡＺリムーバー１００などを用いれば良い。アッシング処理は、酸素プラズマを用いたアッシング処理を行えば良い。ＩＣＰやマイクロ波アッシャーやバレル式のアッシャーを用いれば良い。例えば、アッシング処理条件は、マイクロ波を用いたＳＷＰなどで酸素ガスを２００ｓｃｃｍ、３０Ｐａ、マイクロ波出力１ｋＷで行えばよい。
最後にシリコンのドライエッチング時に形成されたフッ素系のポリマーを除去すればよく、例えば、住友３Ｍ社製のノベックシリーズや日本ゼオン社製のゼオローラシリーズを用いれば良い。
続いて、シリコン基板の親水化処理、即ち、接着剤との濡れ性を向上させる処理を行うことが好ましい。例えば、酸素プラズマを用いたプラズマ処理や紫外線や真空紫外線を照射する方法などにより、シリコン基板を親水化処理することが効果の観点から好ましい。この処理により、接着剤との親和性が向上し、接着工程における接着剤の流路への突出を効果的に抑制することができる。
＜得られた流路形成基板の貫通孔と、圧力室成形基板における圧力室へ液体を供給する開口部とが一致するように、接着剤を介して両者を接着する接着工程＞
この工程では、まず、少なくともいずれかの基板表面に、接着剤を塗布して接着剤層を形成する〔図４（Ｊ）〕。
流路形成基板２２及び圧力室形成基板１８の少なくとも片方の接着面表面に接着剤２４を塗布する。接着剤の延伸性の観点からは、流路形成基板２２へ接着剤を塗布して、圧力室成形基板１８を圧接させることが好ましい。
接着剤は、粘度が１００〜１０００００ｃＰ程度の材料を選択することが、接着剤が流路形成基板の貫通孔内側に沿って延伸されるという観点から好ましい。また、接着性と耐久性の観点からは、エポキシ系の接着剤を用いることが好ましい。ここで、接着剤の粘度は、汎用の粘度計を適宜選択して用いることで測定することができる。
また、接着剤としては、市販のものを適宜使用することができ、例えば、住友スリーエム社製のＥＷシリーズやＳＷシリーズ、スリーボンド社製の２０００シリーズ、セメダイン社製のＥＰシリーズなどが挙げられる。
接着剤はディスペンサー等で所定部分のみに塗布すれば良い。接着剤層の膜厚は５〜１００μｍ程度であることが好ましい。
なお、接着剤を塗布する前に、それぞれの基板の接着面にシランカップリング剤を塗布してもよい。シランカップリング剤を用いることで、接着剤との密着性が向上する。
その後、基板同士を張り合わせる〔図４（Ｋ）〕。
必要に応じ加熱、加圧し接着剤を硬化させる。例えば、常温から２００℃程度に加熱して行えばよい。
両者を圧接することで、接着剤が流路形成基板２２の貫通孔のＲ形状に添って延伸され、接着剤層２４通孔の内壁面に延接された状態で硬化し、接着剤層２４と流路形成基板２２との接触面積が増加することで接着強度が向上する。
このようにして、圧力室形成基板１８と流路形成基板２２とが強固に接着され、前記した逃げ部に圧力付与手段が設けられて、本発明の液滴吐出ヘッドが形成される。
得られた液滴吐出ヘッドは、液滴を、電気的、物理的に加圧することで吐出する各種の液滴吐出装置に好適に使用される。
以下、両基板の接着に際して、接着剤層が流路形成基板の貫通孔内側に延接される作用機構について説明する。
本発明の構成では、液滴吐出ヘッドを構成する各部位の表面エネルギーの関係は以下の式で表される通りに調整される。
（式）
圧力室形成基板の流路側面の表面エネルギー＜圧力室形成基板表面の表面エネルギー≦流路形成基板の表面及び貫通孔内側の表面エネルギー
具体的には、圧力室形成基板１８の流路側即ち貫通孔内側表面は、シリコン酸化膜が形成されているか、または、撥水処理されている。
圧力室形成基板１８は、シリコン基板であり、シリコンをドライエッチングで加工した際に保護膜であるフッ素系ポリマーが形成された状態である。本発明においては、このフッ素系ポリマーの除去を行わず、接着工程までこのポリマー付着状態を維持することが好ましい。なお、接着工程の後、所望によりフッ素系ポリマーの除去を行うことができる。
圧力室形成基板１８においては、流路側、即ち液体供給用の開口部内側にシリコン酸化膜が形成されている場合の表面エネルギーは、２００〜４００（ｍＮ／ｍ）であり、水に対する接触角は、３０〜５０度程度である。また、その表面に上述のフッ素系ポリマーが付着されている場合の表面エネルギーは、１８〜４０（ｍＮ／ｍ）であり、水に対する接触角は、９０度以上を示し撥水状態である。
また、圧力室形成基板１８がシリコン基板により形成されている場合には、表面エネルギーは、９３０（ｍＮ／ｍ）で、水に対する接触角は２０度程度である。さらに、流路形成基板２２は、前記の如くシリコン基板で形成されているが、親水化処理した場合、表面エネルギーは１０００（ｍＮ／ｍ）以上となり、水に対する接触角も５度以下となり、超親水となっている。
両基板の接着に使用される接着剤２４の表面エネルギーは、一般に、水の表面エネルギー７４（ｍＮ／ｍ）以下であり、水よりの接着剤の方が基板に対する濡れ性が高いため、各部材の表面エネルギーの関係が上記の式を満たすことになり、接着剤を塗布して接着剤層を形成し、圧力室形成基板１８と流路形成基板２２とを圧接した場合、圧力により空隙から押し出された接着剤２４は、より濡れやすい流路形成基板２２貫通孔２０内側に、Ｒ形状に沿うようにして延伸され、インク流路側へ接着剤が突出して凸部を形成することがなく、圧力室形成基板の開口部側方面に延伸することがないものと考えている。
このような効果を向上させる観点からは、流路形成基板２２の表面には、貫通孔内側も含め、接着剤に対する濡れ性を向上させる前記の如き処理を行うことが好ましい。また、圧力室形成基板１８においては、接着剤層との接触面である上面には接着剤に対する濡れ性を向上させる処理を行ってもよいが、液体供給用開口部１６内側は、接着工程終了後まで、撥水性（低表面エネルギー状態）を維持させることが好ましい。
＜液滴吐出装置＞
上記のようにして、本発明の液滴吐出ヘッドが得られる、この液滴吐出ヘッドは、各種の液滴吐出装置に好適に使用される。以下、本発明の液滴吐出ヘッドを用いることができる液滴吐出装置について、画像記録装置の一態様を例に挙げて説明するが、本発明の液滴吐出ヘッドを適用できる装置はこれに限定されない。
図５は、本発明の液滴吐出ヘッドが備えられる画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。なお、本明細書でいう「印字」とは、文字の印刷の他に画像の印刷も含む。
本発明においては、この複数のインクジェット記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの少なくともいずれかに、前記本発明の製造方法で得られた液滴吐出ヘッドが適用される。
インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
図５では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図５のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有するように構成されている。
ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。同図に示されるように、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面、及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方に図示しないモータの動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図５上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図５の左から右へと搬送される。
縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組合せなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙１１６の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図６参照）。
ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
図５に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。
本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。１つのエリアセンサで所要の撮像範囲を実現してもよいし、複数のエリアセンサを組み合わせて（繋ぎ合わせて）所要の撮像範囲を確保してもよい。或いはまた、エリアセンサを移動機構（不図示）によって支持し、エリアセンサを移動（走査）させることによって所要の撮像範囲を撮像する構成も可能である。
また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列（光電変換素子列）を有する構成が好ましい。
このように、印字検出部１２４は、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、着弾位置誤差、ドット形状、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部及びシステムコントローラ（図示せず）に提供する。
印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排紙部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。
なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図には示さないが、本画像の排紙部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
本発明の製造方法により得られた本発明の液滴吐出ヘッドは、耐久性、吐出安定性に優れるため、上記画像記録装置以外にも、例えば、カラーフィルターの形成や配線等の描画などに広く適用することができ、その応用範囲は広い。
（実施例１）
厚さ６２５μｍのシリコン基板を準備する〔図２（Ａ）〕。
該シリコン基板上に、レジスト材料としてＯＦＰＲ−８００（東京応化工業社製）を用いてレジスト膜厚１μｍで塗膜を形成し、アライナー（ユニオン社製）で、露光量１２０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光を行い、その後、現像液としてＮＭＤ−３（東京応化工業社製）を満たした現像槽へ６０ｓｅｃ程度浸漬後、純水によるリンスを６０ｓｅｃで２回行い、流水洗浄を３００ｓｅｃ行った後、スピンドライヤ等で基板に付いた水分を取り除いて、パターン状のマスク３０を形成した〔図２（Ｂ）〕。
現像後、ホットプレートにより、１１０℃で１．５ｍｉｎ加熱してポストベークした。
その後、ドライエッチングにより、凹部を形成する〔図２（Ｃ）参照〕。ドライエッチングは、ＳＦ６の流量を２００ｓｃｃｍで真空度を３Ｐａ、プラズマ生成用のＲＦ出力を２０００Ｗ、Ｂｉａｓ出力を１５Ｗで１５ｓｅｃ行い、続いて保護膜形成プロセスは、Ｃ４Ｆ８を１００ｓｃｃｍで真空度を１Ｐａ、プラズマ生成用ＲＦ出力を１５００Ｗとし、Ｂｉａｓ出力は、０Ｗとして１０ｓｅｃ行う。エッチングプロセスと保護膜形成プロセスを２０ｍｉｎ繰り返し行った。
ボッシュプロセス用の装置として、住友精密工業社製のＰＥＧＡＳＵＳを用い、圧力供給手段２６の形成用の１００μｍ程度の深さの凹部を形成した。
その後、レジストマスクを除去する〔図２（Ｄ）〕
レジストマスクの除去は、東京応化工業社製のＳＴＲＩＰＰＥＲ−５０２Ａを用い、アッシング処理条件として、マイクロ波を用いたＳＷＰなどで酸素ガスを２００ｓｃｃｍ、３０Ｐａ、マイクロ波出力１ｋＷで行った。
その後、貫通孔形成用のマスクパターン３２の形成を行った〔図２（Ｅ）〕。
マスクパターン３２は、レジスト材料として、ＡＺ社製のＡＺ１０ＸＴ（２２０ｃＰ）を用い、スピンコート法により、１０００ｒｐｍにて６０ｓｅｃスピンすることで、膜厚約１０μｍのレジスト膜を形成し、続いてプリベークをホットプレートにて１１０℃で１８０ｓｅｃ加熱することにより行った。
形成されたレジスト膜に対し、コンタクトアライナーを用いてパターン露光を、露光量は、８２５ｍＪ／ｃｍ２で行った。現像は、現像液ＡＺ３００ＭＩＦディベロッパーに６００ｓｅｃ浸漬後、純水リンス６０ｓｅｃを２回行い、流水中へ１８０ｓｅｃ浸漬し、スピンドライまたは、窒素ブローして水分を除去し、貫通孔形成用のパターン状のマスク３２を得た。
形成されたパターン状のマスクを、ホットプレートにて１３０℃にて１２０ｓｅｃ加熱してキュアした。この加熱によりレジストパターンを矩形形状から、Ｒ形状にすることができた〔図２（Ｆ）〕。このときの貫通孔は直径２００μｍの円形であり、形成されたＲ形状の曲率半径（Ｒ）は、１０μｍであった。
パターン状のマスクが形成された基板に、貫通孔の形成後、レジストマスクとシリコン基板のエッチングレートの選択比が１以下となる条件でドライエッチングを行った。ドライエッチングは、ＳＦ６を７５ｓｃｃｍ、Ｏ２を２５ｓｃｃｍで真空度を１Ｐａにし、プラズマ生成用のＲＦ出力を１０００Ｗ、Ｂｉａｓ出力を１００Ｗとする条件で行った。このようにレジストとの選択比が１以下でシリコンをエッチングすることで、マスク形状のＲ形状をシリコン基板へ転写し、ドライエッチングにより貫通孔端部のＲ形状の形成行った〔図２（Ｇ）〜図２（Ｈ）〕。
その後、マスクを除去した〔図２（Ｉ）〕。レジストマスクの除去は、酸素プラズマを用いたアッシング処理により行った。アッシング処理条件は、マイクロ波を用いたＳＷＰなどで酸素ガスを２００ｓｃｃｍ、３０Ｐａ、マイクロ波出力１ｋＷであった。
最後にシリコンのドライエッチング時に形成されたフッ素系のポリマーを、住友３Ｍ社製のノベックを用いて除去し、シリコン基板の親水化処理を、酸素プラズマを用いたプラズマ処理により行った。
次に、得られた液体流路形成基板２２の貫通孔２０と、前記圧力室成形基板１８における圧力室１２へ液体を供給する開口部１６とが一致するように、接着剤２４を介して両者を接着した。
この工程では、まず、流路形成基板２２にエポキシ系接着剤（住友スリーエム社製、ＥＷ２０５０）を塗布して厚さ１０μｍの接着剤層２４を形成した〔図４（Ｊ）〕。
その後、基板同士を張り合わせる〔図４（Ｋ）〕。このとき、接着剤層２４を有する流路形成基板２２に圧力室形成基板１８を圧接したところ、接着剤層を形成する接着剤２４が一部基板間から押し出され、流路形成基板２２に設けられた貫通孔２０の内側へ表面に添って延伸された。
その後、１２０℃に加熱して、接着剤２４を硬化させて圧力室形成基板１８と流路形成基板２２とが一体化して、本発明の液滴吐出ヘッド１０が形成された。
図７は、液滴吐出ヘッドにおける圧力室形成基板１８と流路形成基板２２との接合部の部分拡大概略図である。図７に示すように、硬化された接着剤層２４が、流路形成基板２２の貫通孔２０内側に流路形成基板２２の底面から１０μｍの長さで延設されていた。また、接着剤の粘度や接合時の加圧条件にもよるが接着剤層２４の厚みは最大でも７〜８μｍであり、貫通孔２０が形成する流路における液体の流動性に影響を与えるような凸部が形成されていないことが確認された。
（液滴吐出ヘッドの評価）
得られた液滴吐出ヘッドを、インクジェットプリントヘッドとしてインクジェット記録装置に組み込み、インクとしてシアンインクを供給しながら、１００時間、断続的にインクを吐出させた（条件：Ａ４用紙２０００枚の印字）。この間、ノズル詰まりなどの吐出不良は起こらなかった。
その後、液滴吐出ヘッドを取りだして圧力室形成基板と流路形成基板との接合部を目視にて観察したところ、接合部に異常は見られなかった。また、接着剤層表面にも、インクによる接着剤層の溶融、剥離などの損傷は見られなかった。
このことから、本発明の製造方法により得られた本発明の液滴吐出ヘッドは、耐久性に優れ、接着剤のはみ出しに起因する経時的な問題の発生が抑制されていることがわかる。
１０ 液滴吐出ヘッド
１８ 圧力室形成基板
２２ 流路形成基板
２４ 接着剤層

Claims (10)

  1. 画像情報に基づき記録媒体に対して液滴を吐出して当該記録媒体にドットを形成することにより、前記画像情報により示される画像を前記記録媒体に形成する、少なくとも貫通孔が形成された流路形成基板及び圧力室と該圧力室へ液体を供給する開口部と液体吐出用の開口部とを有する圧力室形成基板とを接着剤を介して接着してなる液滴吐出ヘッドであって、
    前記流路形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が１μｍ〜１００μｍのＲ形状を有し、接着剤が前記流路形成基板の貫通孔内側に沿って延設される液滴吐出ヘッド。
  2. 前記圧力室形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が１μｍ以上のＲ形状を有さない請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
  3. 前記圧力室形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部が、前記流路形成基板における貫通孔の、接着剤との接触面端部よりも、インクの流路側に突出している請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    流路形成基板作製用のシリコン基板に流路を貫通させるためのパターン状のマスクを形成するマスクパターン形成工程、
    パターン状のマスクを加熱してパターン状のマスクの端部にＲ形状を形成するキュア工程、
    ドライエッチングによりに貫通孔を形成し、その後、形成された貫通孔の端部にドライエッチングによりＲ形状を付与することで、端部がＲ形状をなす貫通孔を有する流路形成基板を形成する貫通孔形成工程、
    得られた流路形成基板の貫通孔と、前記圧力室成形基板における圧力室へ液体を供給する開口部とが一致するように、接着剤を介して両者を接着する接着工程、
    を有する液滴吐出ヘッドの製造方法。
  5. 前記キュア工程における加熱温度が、マスクを形成する材料の融点をＴ℃としたとき、Ｔ℃以上（Ｔ＋１００）℃以下の範囲である請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  6. 前記貫通孔形成工程における、貫通孔の形成後、マスクを形成する材料と、流路形成基板材料とのドライエッチングの選択比が１以下の条件でドライエッチングが行われる請求項４又は請求項５記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  7. 前記貫通孔形成工程の後、接着工程に先立って、端部がＲ形状を有する貫通孔を有する流路形成基板表面に、接着剤の濡れ性を向上させる表面処理を行う表面処理工程を有する請求項４から請求項６のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  8. 前記接着工程が、流路形成基板表面に接着剤層を形成する工程、該接着剤層表面に、前記流路形成基板の貫通孔と前記圧力室成形基板における圧力室へ液体を供給する開口部とが、一致するように圧力室成形基板を圧接させる工程、及び、接着剤を硬化させる工程を含む請求項４から請求項７のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  9. 前記接着剤層表面に、圧力室成形基板を圧接させる工程の後に、接着剤が流路形成基板の貫通孔内側に沿って延設される請求項８記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  10. 請求項４から請求項９のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により得られる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010149407A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5279686B2 (ja) * 2009-11-11 2013-09-04 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法
JP2013193394A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置
JP6064470B2 (ja) * 2012-09-13 2017-01-25 株式会社リコー 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
US9493011B2 (en) * 2013-04-18 2016-11-15 Canon Finetech Inc. Filling liquid for distribution of ink jet head, ink jet head, and distribution method for ink jet head
JP2015150712A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 セイコーエプソン株式会社 液体流路材、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置
JP6520237B2 (ja) * 2015-03-10 2019-05-29 株式会社リコー 液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置
JP6769022B2 (ja) * 2015-10-07 2020-10-14 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
JP6701784B2 (ja) * 2016-02-17 2020-05-27 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
JP6750279B2 (ja) 2016-03-31 2020-09-02 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置
WO2018051974A1 (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 Toto株式会社 半導体製造装置用部材
JP6686814B2 (ja) * 2016-09-15 2020-04-22 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法
JP6894330B2 (ja) * 2017-09-14 2021-06-30 オムロンヘルスケア株式会社 健康機器用流路形成部材、健康機器用流路形成ユニット、および健康機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2005238761A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Kyocera Corp 液体流路部材および液体噴出装置
JP4877481B2 (ja) 2006-03-16 2012-02-15 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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