JP5733967B2 - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出して記録媒体に記録を行う液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドとしては、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドが知られている。インクジェット記録ヘッドとしては、例えば特許文献１に示されるように、基板と、該基板上に積層した絶縁性の高いノズル構造と、インクを吐出するための貫通孔である吐出口と、を含む構造が開示されている。

特開平６−２８６１４９号公報

特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドでは、インクが吐出口内に充填されていない時に、静電気が吐出口から進入して吐出口下の基板に到達することがあり、基板にダメージを与える可能性があった。

そこで、本発明は、静電気が基板に到達して起こる基板へのダメージを防止することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、
液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を構成する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
前記流路形成部材に配置された導電膜と、
前記導電膜と電気的に接続された抵抗体と、
を備え、
前記導電膜は、少なくとも一部が流路形成部材の前記吐出口を形成している側面に露出している液体吐出ヘッドである。

また、本発明は、
液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を構成する流路形成部材と、を備え、
前記流路形成部材は、前記液体流路の側壁を構成する流路壁部材と、前記吐出口及び前記液体流路の上壁を構成する吐出口部材と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（１）抵抗素子と前記吐出エネルギー発生素子とを有する前記基板を用意する工程と、
（２）前記基板上に、前記液体流路の型となる型材と、前記流路壁部材とを形成する工程と、
（３）前記型材及び前記流路壁部材の上に、前記抵抗素子と電気的に接続される導電膜を形成する工程と、
（４）前記導電膜の上に前記吐出口部材を形成する工程と、
（５）前記型材を除去する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、吐出口から進入した静電気は、基板に到達する前に金属膜で吸収されて抵抗体で消費されることとなる。したがって、本発明の構成とすることにより、静電気による基板のダメージを抑制することができ、静電気に対して信頼性が高い液体吐出ヘッドを提供することが可能となる。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略的な斜視図、上面図および断面図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明するための断面工程図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、液体吐出ヘッドの一例として、インクジェット記録ヘッドを例示して説明する。なお、本発明の適用範囲はインクジェット記録ヘッドに限定されるものではなく、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の液体吐出ヘッド等にも適用できる。液体吐出ヘッドとしては、インクジェット記録ヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド等も挙げられる。

（実施形態１）
図１を参照して、本実施形態のインクジェット記録ヘッドについて説明する。図１（ａ）に本実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図を、図１（ｂ）に上面図を、図１（ｃ）に図１（ａ）中のＸ―Ｘ’断面図を示す。なお、本明細書において、インク等の液体を吐出する吐出口が形成される側を上方向とする。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するエネルギーを発生させるための吐出エネルギー発生素子３と、静電気を熱エネルギーに変換して消費するための抵抗体としての抵抗素子４と、を上側に有する基板１を備える。また、インクジェット記録ヘッドは、基板１の吐出エネルギー発生素子３及び抵抗素子４が形成されている面側（表面側）に、液体流路としてのインク流路１１を構成する流路形成部材を備える。

インク流路１１は、基板１に設けられたインク供給口（不図示）等と連通しており、供給されたインクをインク吐出口１０に送る流路となる。また、インク流路１１は、吐出エネルギー発生素子３で発生したエネルギーをインクに伝える発泡室を含む。発泡室はインク吐出口１０の下方に位置する。

流路形成部材には導電膜としての金属膜１２が配置されており、該金属膜１２は基板１上に設けられた抵抗素子４と電気的に接続されている。

図１において、流路形成部材は、第１の有機樹脂層からなる流路壁部材８と第２の有機樹脂層からなる吐出口部材９とを有し、流路壁部材８と吐出口部材９との間に金属膜１２が配置されている。吐出口部材９は流路形成部材のフェイス面及びインク流路１１の上壁を構成している。流路壁部材８は、吐出口部材９と基板１との間に配置され、インク流路１１の側壁を構成している。金属膜１２は、吐出口部材９と流路壁部材８の間に配置されている。また、金属膜１２は、インク流路１１に露出するように形成されており、インク吐出口１０の周囲に配置されている。より具体的には、金属膜の少なくとも一部がインク吐出口１０の液体流路側の開口を構成している。

金属膜１２は、インク吐出口１０周辺から流路形成部材２の外壁に延展し、基板上であって流路形成部材２が形成されている領域以外の領域に設けられた抵抗素子４と電気的に接続している。図１においては、流路形成部材２の側壁に設けられた金属配線１３を介して、金属膜１２と抵抗素子４とが電気的に接続されている。

上述のように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、流路形成部材２に金属膜１２を有する。金属膜２は、静電気を引き込む役割を果たす。例えば、静電気が吐出口から進入してきた場合、金属膜２が静電気を引き込んで抵抗体としての抵抗素子４で消費させることにより、静電気が吐出口下の基板に到達することを防ぐことができる。

金属膜１２は、吐出口付近に生じた静電気をより有効に引き込む目的から、上述のように、吐出口１０の周囲に配置されることが好ましく、吐出口１０の開口外縁に接するように配置されることがより好ましい。とくに、図１（ｂ）に示すように、金属膜１２は、吐出口を囲うにように開口外縁に接して配置されることが好ましい。金属膜１２の少なくとも一部がインク吐出口１０のインク流路側の開口を構成しているとも捉えることができる。このような構成は、例えば、インク吐出口１０を形成する吐出口部材の部分に金属膜を設け、第２の有機樹脂層９の穴径と同一サイズで金属膜１２の穴径を形成することにより形成することができる。

吐出口部材９は複数層で形成されてもよく、この場合、金属膜はこれらの層の間に挟まれて配置されても良い。同様に、流路壁部材８も複数層で形成されてもよく、この場合、金属膜はこれらの層の間に挟まれて配置されても良い。

抵抗体としては、基板上に形成された抵抗素子であることが好ましい。また、抵抗素子は、吐出エネルギー発生素子と同様の構成で形成することができ、配線材及びヒータ材を含む積層構造により構成することができる。また、抵抗素子は、吐出エネルギー発生素子と同じ工程で形成するため、吐出エネルギー発生素子に用いられる材料と同一材料を用いて形成されることが好ましい。

流路壁部材８の側壁に金属配線１３が設けられており、金属膜１２は金属配線１３を介して抵抗素子４と電気的に接続されている。金属配線１３は、抵抗素子４を構成する配線材の一部と接続している。金属膜１２は、吐出口１０の周囲から流路壁部材８と吐出口部材９との間を通って吐出口部材９の側壁に設けられた金属配線１３まで延展するように形成されている。

金属膜１２は、上述のように、流路壁部材８と吐出口部材９の間に設け、インク流路１１の上壁に露出させるように形成することが好ましい。また、金属膜は流路形成部材のフェイス面に配置することもできる。この場合、金属膜はフェイス面端部まで延展させ、流路形成部材の側壁に設けた金属配線を介して抵抗体と電気的に接続することができる。

導電膜としては、導電性を有する膜であれば特に制限されるものではないが、上述のように、金属からなる金属膜を用いることが好ましい。また、金属膜１２は、電気抵抗の低い金属の単一膜であることが望ましいが、合金膜であってもよい。金属膜１２の材料としては、特に制限されるものではないが、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン、ニッケル、若しくはイリジウム、又はこれらの金属のうち少なくとも２種以上からなる合金等が挙げられる。また、場合によっては、複数の層からなる積層膜で構成されていても良い。金属膜１２の構成材料の例を以下に示す。金（２．０５μΩｃｍ、０℃）、銀（１．４７μΩｃｍ、０℃）、銅（１．５５μΩｃｍ、０℃）、アルミニウム（２．５０μΩｃｍ、０℃）、タングステン（４．９μΩｃｍ、０℃）、ニッケル（６．２μΩｃｍ、０℃）、イリジウム（４．７μΩｃｍ、０℃）等。

金属配線１３の材料も金属膜１２の材料と同じものが挙げられる。また、金属配線は、金、銀、及びニッケルのうち少なくとも１種を含むことがより好ましい。また、複数の層で構成されていても良い。また、金属膜１２よりも、相対的に電気抵抗を低くすることが望ましい。これにより、金属膜１２で引き込んだ静電気が、金属配線１３へと電気的に効率的に流れることとなる。

また、抵抗素子４は、静電気を熱として消費することを考慮して材料および寸法を選択することが望ましい。抵抗素子４として、例えば、材料：タンタル窒化シリコン、シート抵抗：３５０Ω／□、断面積：３×１０^-7（厚み：０．００００３ｍｍ、幅：０．０１ｍｍ）、長さ：０．１ｍｍとすることができる。なお、抵抗素子４の材料、シート抵抗、断面積および長さ等は任意に変えても良い。また、抵抗素子４は、基板に少なくとも１つは設けられ、基板に２つ以上設けても良い。静電気は、金属膜１２で引き込まれて金属配線１３を伝い、ヒータボード基板１中の配線２２ａ’を通って抵抗素子４に伝わる。抵抗素子４では、静電気が熱に変換されて消費される。これにより、静電気が基板に到達することで起こりうる基板へのダメージを抑制することができ、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

（実施例１）
図２〜図５は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの製造方法の１例を示したものである。なお、図２〜図５は、図１（ｃ）に相当する断面図における工程を説明するための概略工程図である。

まず、図２（ａ）に示すように、シリコン結晶中に配線回路（不図示）パターンを内包する基板１を用意した。

次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜からなる第１の絶縁層５を化学気相成長法により０．００１２ｍｍの厚さで形成した。

次に、ポジ型の有機樹脂からなる第１のレジスト１９をスピンコート法により第１の絶縁層５の上に塗布した。その後、図２（ｃ）に示すように、露光・現像を行って露光部の第１のレジスト１９を部分的に除去した。

次に、第１のレジスト１９をマスクとして用いて第１の絶縁層５をドライエッチング法により選択的に除去した。その後、第１のレジスト１９を除去して、図２（ｄ）に示す積層構造を形成した。第１の絶縁層５は底部に基板１を露出する開口を有する。

次に、図２（ｅ）に示すように、第１の絶縁層５及び基板１の上にヒータ材２０を形成した。本実施例では、タンタル―シリコン合金ターゲットを用いた反応性スパッタ法によりタンタル窒化シリコンからなるヒータ材２０を成膜した。また、本実施例において、ヒータ材２０は、後の工程で、インク吐出のためのエネルギーを発生させるための吐出エネルギー発生素子、及び金属膜が引き込んだ静電気を熱エネルギーに変換するための抵抗素子を構成する役割を担うこととなる。したがって、両者の機能を満たすため、ヒータ材は、シート抵抗を３５０Ω／□、膜厚を０．００００３ｍｍとした。

次に、図２（ｆ）に示すように、ヒータ材２０上に配線材２２を形成した。配線材２２の主材料はアルミニウムとし、配線材２２の厚さは０．０００４ｍｍとした。

次に、ポジ型の有機樹脂からなる第２のレジスト２１をスピンコート法により配線材２２上に塗布した。その後、図２（ｇ）に示すように、露光・現像を行って露光部の第２のレジスト２１を部分的に除去した。

次に、第２のレジスト２１をマスクとして用い、ドライエッチング法により配線材２２およびヒータ材２０を除去した。その後、第２のレジスト２１を除去して、図３（ｈ）に示す積層構造を形成した。なお、図３（ｈ）において、ヒータ材２０ａ及び配線材２２ａが抵抗素子を構成する材料となり、ヒータ材２０ｂ及び配線材２２ｂが吐出エネルギー発生素子を構成する材料となる。

次に、最表面にポジ型の有機樹脂からなる第３のレジスト２３を塗布した。その後、図３（ｉ）に示すように、露光・現像を実施して露光部の第３のレジスト２３を部分的に除去した。

次に、第３のレジスト２３をマスクとして用い、ウェットエッチング法により、配線材２２を選択除去した。その後、第３のレジスト２３を除去し、図３（ｊ）に示す積層構造体を形成した。この工程により、インクを吐出するエネルギーを発生させるための吐出エネルギー発生素子３、および金属膜から引き込んだ静電気を熱エネルギーに変換して消費する抵抗体としての抵抗素子４が完成した。

ここで、抵抗素子４は、静電気を消費する機能を満たすように、材料および寸法を選択する。本実施例では、抵抗素子４は、ヒータ材：タンタル窒化シリコン、シート抵抗：３５０Ω／□、断面積：３×１０^-7ｍｍ²（厚み：０．００００３ｍｍ、幅：０．０１ｍｍ）、長さ：０．１ｍｍとした。なお、抵抗素子４の材料、シート抵抗、断面積および長さ等は任意に選択することができる。

なお、図３（ｊ）において、配線材２２ａ’は、金属膜１２と抵抗素子４とを電気的に接続する役割の一部を担う。また、配線材２２ａ’’は、抵抗素子４と基板接地部１６とを電気的に接続する役割を担う。本実施例では、基板に接するヒーター材に配線材が接続することで接地される。

次に、図３（ｋ）に示すように、最表面に窒化シリコンからなる第２の絶縁層６を形成した。第２の絶縁層６は化学気相成長法を用いて０．０００３ｍｍの厚さで成膜した。

次に、第２の絶縁層６上にポジ型の有機樹脂からなる第４のレジスト２４を塗布した。その後、図３（ｌ）に示すように、露光・現像を実施して露光部の第４のレジスト２４を部分的に除去した。

次に、図３（ｍ）に示すように、第４のレジスト２４をマスクとして用い、ドライエッチング法により第２の絶縁層６を部分的に選択除去した。その後、第４のレジスト２４を除去した。第２の絶縁層６を部分的に除去して形成された開口の底部には配線材２０ａ’が露出している。

以上の工程により、図３（ｍ）に示すように、吐出エネルギー発生素子３、抵抗素子４、及び基板接地部１６を有する基板１が完成した。以下、図３（ｍ）に示される構成を有する基板をヒータボード基板とも称す。

次に、図４（ｎ）に示すように、後の工程で電解めっき法により金属配線１３を形成するための下準備として、シード層２５をスパッタ法により形成した。シード層２５は２層からなり、それらの材料としては、下層に高融点金属であるチタンタングステンを、上層に金を用いた。このような構成とすることにより、上層のＡｕ原子が下地の基板側に拡散することを防止することができる。

次に、シード層２５上にポジ型の有機樹脂からなる第５のレジスト２６を塗布した後、図４（ｏ）に示すように、露光・現像により露光部の第５のレジスト２６を部分的に除去した。

次に、図４（ｐ）に示すように、電解めっき法を用いて金属配線１３を形成した。金属配線１３としては、電気抵抗が低く、耐腐食性に優れることから、金を材料として用いた。本実施例では金を用いたが、銀、銅、ニッケルなどの電気抵抗の低い材料を用いても良い。また、金属配線は単一の材料からなる単一膜で構成されても良く、複数の材料からなる合金膜で構成されてもよい。また、場合によっては、複数の層からなる積層膜で構成されても良い。

次に、図４（ｑ）に示すように、第５のレジスト２６を除去した。

次に、ウェットエッチング法によりシード層２５を除去し、図４（ｒ）に示すように、金属配線１３が完成した。ここで、シード層の上層を構成する金の除去には、ヨウ素、ヨウ化カリウムを含有するエッチング液を用いた。また、シード層の下層を構成するチタンタングステンの除去には、過酸化水素水を用いた。

次に、図５（ｓ）に示すように、ヒータボード基板の最表面に密着向上層７及び型材１７を形成した。密着向上層７は、ヒータボード基板の最表面にスピンコート法により密着向上材料を塗布し、ドライエッチング法により選択的に除去することにより流路壁部材８を形成する領域に配置した。インク流路の型となる型材１７は、溶解可能なポジ型感光性樹脂材料をスピンコート法により塗布し、露光・現像することにより形成した。型材１７の厚みは１４μｍであった。

型材１７の材料としては、後の工程で被膜する有機樹脂材料との相溶が少なく、その後の工程で容易に除去することが可能で、かつ、後の工程における金属膜の形成時にデガスのおこらない材料という観点から、ポリメチルイソプロペニルケトンを用いた。

次に、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像することで、図５（ｔ）に示すように、流路壁部材８を１５μｍの厚みで形成した。流路壁部材８には、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性等が要求される。流路壁部材８の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、又はポリエステル樹脂等を用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ＥＨＰＥ−３１５０（商品名、ダイセル化学社製）が挙げられる。該工程で得られる金属配線１３と流路形成部材８の側壁とは接している。

次に、図５（ｕ）に示すように、最表面に金属膜１２をスパッタ法により２μｍの厚みで成膜した。金属膜１２としては電気抵抗が低く、インクに対する耐腐食性に優れる膜が望ましく、本実施例においては、金（２．０５μΩｃｍ、０℃）を用いた。なお、金属膜１２の成膜方法として本実施例においてはスパッタ法を用いたが、真空蒸着法、イオンプレーティング法による物理蒸着でも良い。金属膜１２は、型材の上であって吐出口を形成する領域から金属配線１３に延展するように、型材１７、流路壁部材８、及び金属配線１３の上に配置された。

次に、金属膜１２上にポジ型の有機樹脂からなる第６のレジスト２８を塗布した。その後、図５（ｖ）に示すように、露光・現像を実施して露光部の第６のレジスト２８を選択的に除去した。

次に、第６のレジスト２８をマスクとして用い、ウェットエッチング法により金属膜１２を選択的に除去し、第１の開口を有する金属膜１２を形成した。その後、図５（ｗ）に示すように、第６のレジスト２８を除去することで、金属膜１２を形成した。金属膜１２は、流路壁部材８、型材１７、及び金属配線１３の上に配置されている。金属膜１２は、金属配線１３及び配線材２０ａ’を介して抵抗素子４と電気的に接続されている。また、金属膜１２は、型材１７の上の一部分に第１の開口を有し、該第１の開口が吐出口の一部を形成することとなる。

次に、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像することにより、図５（ｘ）に示すように、吐出口１０を構成する吐出口部材９を形成した。吐出口１０は、金属膜１２に設けられた第１の開口と、吐出口部材に設けられた第２の開口とで構成されている。ネガ型感光性樹脂材料としては、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性が要求される。本実施例においては、流路壁部材８と同じ材料を用いた。

次に、型材１７を除去することによって、図５（ｘ）に示すように、インクジェット記録ヘッドを完成させた。

上記の製造方法により、吐出口１０の側面に、金属膜１２の一部が露出するインクジェット記録ヘッドを提供することができる。このインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出口１０から進入した静電気は、吐出口１０の側面に露出する（又は吐出口１０の一部を構成する）金属膜１２に引き込まれる。引き込まれた静電気は金属膜１２から金属配線１３を伝い、ヒータボード基板１中の配線２２ａ’を通って抵抗素子４で熱に変換されて消費される。したがって、静電気が基板に到達することで起こりうる基板へのダメージを抑制することができ、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

（実施例２）
図６は、本実施例の後半部分の工程を説明するための概略工程図であり、ヒータボード基板１を形成した工程以降の工程を示す図である。ヒータボード基板１は、実施例１と同様にして形成した。

まず、実施例１に示す手順に沿って、図２〜図３の順でヒータボード基板１を作製した。

次に、ヒータボード基板の最表面にスピンコート法により密着向上材料を塗布し、ドライエッチング法により部分的に選択除去することで、図６（ｎ）に示すように、流路壁部材８を形成する領域に密着向上層７を形成した。また、溶解可能なポジ型感光性樹脂材料をスピンコート法により塗布し、露光・現像して、図６（ｎ）に示すように、型材１７を１４μｍの厚みで形成した。型材１７の材料としては、後の工程で被膜する有機樹脂材料との相溶が少なく、その後の工程で容易に除去することが可能で、かつ、後の工程における金属膜の形成時にデガスのおこらない材料という観点から、熱可塑性樹脂を用いた。

次に、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像することで、図６（ｏ）に示すように、流路壁部材８を１５μｍの厚みで形成した。流路壁部材８の材料には、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性が要求される。流路壁部材８としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。

ここで、本実施例における流路壁部材８としては、従来のインク流路壁としての役割を果たすと共に、後の工程で形成する金属配線１３の形状を決定する部材としての役割も同時に持たせた。すなわち、流路壁部材８に配線材２２ａ’が底部に露出するように開口部を設け、この開口部に金属配線１３を配置した。つまり、金属配線１３は流路壁部材の内部に配置される構成とした。

続いて、図６（ｐ）に示すように、無電解めっき法により、流路壁部材８に設けた前記開口に金属配線１３を形成した。無電解めっき法は、めっき液中に含まれる還元剤が酸化した時に発生する電子を用いて、金属を析出させる手法である。下地の種材料とめっき液を選択することによって、電解めっきのようにシード層やコンタクト電極を設けることなく、金属形成が可能である。本実施例においては、下地の種材料として配線材２２ａ’のアルミニウムを利用し、めっき液としてニッケルめっき液および金めっき液を選択した。詳細な形成方法としては、まず、配線１４の最表面を覆う不均一な自然酸化膜を除去した。その後、硝酸に浸すことで配線１４の最表面に均一な酸化膜を形成した。次に、亜鉛を含有する薬液中に配線１４を接触させることにより、アルミニウム−亜鉛の置換反応を利用して配線１４上に亜鉛粒子を形成した。ここで、一旦、硝酸に浸して亜鉛粒子を除去した後、亜鉛を含有する薬液中に再び浸漬することで、均一で細かな亜鉛粒子を形成した。続いて、ニッケルイオンを含むめっき液中に浸漬することで配線１４上にニッケルめっきを形成した。このニッケルめっき形成は、初期段階において亜鉛−ニッケル置換反応によって配線上にニッケル薄膜が形成され、続いてニッケルめっき液に含まれる還元剤の酸化反応をトリガーにしてニッケル薄膜上にニッケル厚膜が形成されることで達成される。ニッケルの析出レート０．３μｍ／ｍｉｎで５０ｍｉｎのニッケル析出処理を行い、１５μｍの厚さのニッケルめっきを形成した。次に、金イオンを含む置換めっき液中に浸漬することで、ニッケル−金置換反応を利用して、ニッケル上を被覆する０．０３〜０．０５μｍの金薄膜を形成させた。

次に、最表面にスパッタ法により金属膜を２μｍ厚みで成膜した後、レジストを塗布・露光・現像し、ウェット処理により選択的にエッチング除去することで、図６（ｑ）に示すように、金属膜１２を形成した。なお、この工程フローは実施例１で詳述した金属膜の工程フローと同様であることから、詳細な記述を省略することとする。金属膜１２は、型材１７の上であって吐出口が形成される領域から金属配線１３に延展するように、型材１７、流路壁部材８、及び金属配線１３の上に形成した。

金属膜１２としては、電気抵抗が低く、インクに対する耐腐食性に優れる膜が望ましく、本実施例においては、金（２．０５μΩｃｍ ０℃）とした。なお、金属膜の成膜方法として本実施例においてはスパッタ法を用いたが、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の物理蒸着でも良い。

続いて、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像して、図６（ｒ）に示すように、インク吐出口１０を構成する吐出口部材９を形成した。ネガ型感光性樹脂材料には、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性が要求される。本実施例においては、前述の流路壁部材８と同じ材料を用いた。続いて、図６（ｒ）に示すように、型材１７を除去することによって、インクジェット記録ヘッドを完成させた。

本実施例の製造方法によれば、流路壁部材８が、金属配線１３を形成する際の型の役割を兼ねることから、金属配線１３の形成工程を簡略化でき、安価にインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

（実施例３）
図７は、本実施例の後半部分の工程を説明するための概略工程図であり、ヒータボード基板１を形成した工程以降の工程を示す図であるヒータボード基板１は、実施例１と同様にして作製した。

まず、実施例１に示す手順に沿って、図２〜図３の順でヒータボード基板１を作製した。

次に、ヒータボード基板の最表面にスピンコート法により密着向上材料を塗布し、ドライエッチング法により選択的に除去することで、図７（ｎ）に示すように、密着向上層７を形成した。続いて、溶解可能なポジ型感光性樹脂材料をスピンコート法により塗布し、露光・現像して、図７（ｎ）に示すように、型材１７を１４μｍの厚みで形成した。型材１７の材料としては、後の工程で被膜する有機樹脂材料との相溶が少なく、その後の工程で容易に除去することが可能で、かつ、後の工程における金属膜の形成時にデガスのおこらない材料という観点から、熱可塑性樹脂を用いた。

次に、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像することで、図７（ｏ）に示すように、流路壁部材８を１５μｍの厚みで形成した。流路壁部材８には、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性が要求される。流路壁部材８としては、例えば、エポキシ樹脂）、ポリエーテルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。

次に、最表面にスパッタ法により金属膜を４μｍ厚みで成膜した後、レジストを塗布・露光・現像し、ウェット処理により選択的にエッチング除去することで、図７（ｐ）に示すように、金属膜１２を形成した。なお、この工程フローは実施例１で詳述した金属膜１２の工程フローと同様であることから、ここでは詳細な記述を省略することとする。本実施例では、金属膜１２が配線材２２ａ’と直接接続している。また、金属膜１２は、流路壁部材８の側壁にも形成される。

金属膜１２としては、電気抵抗が低く、インクに対する耐腐食性に優れる膜が望ましく、本実施形態においては、金（２．０５μΩｃｍ、０℃）とした。なお、金属膜の成膜方法として本実施例においてはスパッタ法を用いたが、真空蒸着法、イオンプレーティング法による物理蒸着でも良い。

次に、ネガ型感光性樹脂材料をスリットコート法により塗布し、露光・現像して、インク吐出口１０を有する吐出口部材９を形成した。ネガ型感光性樹脂材料には、型材１７の材料との相溶がないことに加え、インクに対する耐腐食性、基板との密着性、外部衝撃への強度、ならびにパターニング高精度性が要求される。本実施例においては、前述の流路壁部材８と同じ材料を用いた。

次に、図７（ｑ）に示すように、型材１７を除去することによって、インクジェット記録ヘッドを完成させた。

本実施例の製造方法によれば、金属配線１３を形成する必要がないことから、工程を簡略化でき、安価にインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

９：第２の有機樹脂層
１０：インク吐出口
１２：金属膜
１３：金属配線
１４：配線
１５：抵抗体
１６：基板接地構造

Claims (31)

1. 液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を構成する流路形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記流路形成部材に配置された導電膜と、
   前記導電膜と電気的に接続された抵抗体と、
   を備え、
   前記導電膜は、少なくとも一部が流路形成部材の前記吐出口を形成している側面に露出している液体吐出ヘッド。
2. 前記導電膜は静電気を引き込み、前記抵抗体は該導電膜により引き込まれた静電気を消費する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記導電膜は、少なくとも一部が前記吐出口の周囲に配置されている請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記導電膜は、少なくとも一部が前記吐出口の前記液体流路側の開口を構成している請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記流路形成部材は、前記液体流路の側壁を構成する流路壁部材と、該流路壁部材の上側に配置されかつ前記吐出口及び前記液体流路の上壁を構成する吐出口部材と、を含み、
   前記導電膜は、前記流路壁部材と前記吐出口部材との間に配置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記導電膜は、前記液体流路の上壁に露出している請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記抵抗体は、前記基板上に形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記抵抗体は、前記流路形成部材が形成されている領域以外の領域に形成されている請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記抵抗体は、配線材及びヒータ材を含む積層構造により構成される抵抗素子である請求項７又は８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記抵抗素子は、前記吐出エネルギー発生素子に用いられる材料と同一材料で構成されている請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記導電膜は、前記流路形成部材の側壁又は内部に設けられた金属配線を介して、前記抵抗素子を構成する前記配線材と電気的に接続されている請求項９又は１０に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記金属配線は、前記導電膜よりも電気抵抗が低い請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記導電膜は、前記抵抗素子を構成する前記配線材と直接接続されている請求項９又は１０に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記導電膜は、少なくとも一部が前記流路壁部材の側壁に形成されており、前記吐出口の周囲から前記抵抗素子を構成する前記配線材に到達するまで延展している請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記導電膜は、金属膜である請求項１乃至１４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記抵抗体は、前記基板に少なくとも１つ設けられている請求項１乃至１５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
17. 液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を構成する流路形成部材と、を備え、
    前記流路形成部材は、前記液体流路の側壁を構成する流路壁部材と、前記吐出口及び前記液体流路の上壁を構成する吐出口部材と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    （１）抵抗素子と前記吐出エネルギー発生素子とを有する前記基板を用意する工程と、
    （２）前記基板上に、前記液体流路の型となる型材と、前記流路壁部材とを形成する工程と、
    （３）前記型材及び前記流路壁部材の上に、前記抵抗素子と電気的に接続される導電膜を形成する工程と、
    （４）前記導電膜の上に前記吐出口部材を形成する工程と、
    （５）前記型材を除去する工程と、
    を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
18. 前記抵抗素子は、配線材及びヒータ材を含む積層構造により構成される抵抗素子である請求項１７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
19. 前記抵抗素子は、前記吐出エネルギー発生素子に用いられる材料と同一材料で構成される請求項１８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
20. 前記抵抗素子は、前記流路壁部材が形成される領域以外の領域に形成されている請求項１８又は１９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
21. 前記工程（２）は、さらに、前記抵抗素子を構成する前記配線材に電気的に接続する金属配線を形成する工程を含み、該工程（２）で得られる前記金属配線と前記流路形成部材の側壁とは接しており、
    前記工程（３）は、前記型材の上であって前記吐出口を形成する領域から前記金属配線に延展するように、前記型材、前記流路壁部材、及び前記金属配線の上に前記導電膜を形成する工程である請求項１８乃至２０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
22. 前記金属配線は、電解めっき法により形成される請求項２１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
23. 前記工程（２）は、さらに、前記基板上であって前記流路壁部材の内部に、前記抵抗素子を構成する前記配線材に電気的に接続する金属配線を形成する工程を含む請求項１８乃至２０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
24. 前記金属配線は、前記流路壁部材に設けられかつ前記抵抗素子を構成する前記配線材を底部に露出する開口部の内部に形成される請求項２３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
25. 前記工程（３）は、前記型材の上であって前記吐出口を形成する領域から前記金属配線に延展するように、前記型材、前記流路壁部材、及び前記金属配線の上に前記導電膜を形成する工程である請求項２３又は２４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
26. 前記金属配線は、前記開口部の内部に無電解めっき法により形成される請求項２３乃至２５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
27. 前記金属配線は、金、銀、及びニッケルのうち少なくとも１種を含む請求項２１乃至２６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
28. 前記金属配線を、前記導電膜よりも電気抵抗が低い材料を用いて形成する請求項２１乃至２７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
29. 前記工程（３）において、前記導電膜は、前記流路壁部材の側壁及び前記抵抗素子を構成する前記配線材の上にも形成される請求項２０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
30. 前記工程（３）において、前記吐出口の一部を構成する第１の開口を前記導電膜に設けておき、
    前記工程（４）において、前記第１の開口に連通するように前記吐出口部材に第２の開口を設け、前記吐出口を形成する請求項１７乃至２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
31. 前記工程（３）において、前記導電膜は、金属を材料として用いたスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、又はめっき法により成膜される請求項１７乃至３０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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