JP6049321B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧電体を備えた液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃：チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電材料を含む圧電体を備えた圧電型インクジェットヘッドが知られている。圧電型インクジェットヘッドでは、インクに吐出圧力を加える圧力室が形成されており、圧力室の内壁面及び外壁面には、ヘッド基板と電気的に接続された電極が設けられている。ヘッド基板から電極に電圧を印加することによって圧力室の側壁、底壁及び頂壁が変形して圧力室の容積が変化する。それによって圧力室内のインクに吐出圧力が加えられ、圧力室と連通した吐出口からインク滴が吐出される。

圧電型インクジェットヘッドの製造において、圧電体の、圧力室の吐出口が位置する側面上に、金属薄膜からなる配線電極を形成する場合がある。この場合、吐出口があるために、通常の液体レジストによるパターンを圧電体の側面上に形成することが困難であり、ドライフィルムレジストが好適に使用される。レジストの剥離等のパターン異常を防ぐため、ドライフィルムレジストと圧電体との密着性を確保することが重要である。そのため、真空チャンバの中で空気を抜いてから、ドライフィルムレジストを圧電体の表面に加熱しながら圧着すること（真空ラミネート）が行われている。

特許文献１に記載の技術は、更にドライフィルムレジストに対して工夫を施している。具体的には、ドライフィルムレジストにおいて、レジスト層（感光性樹脂層）の上に積層される保護層の、レジスト層と接する面の表面粗さをＲａ＞０．５μｍにしている。このように保護層に凹凸を付与することによって、真空ラミネートのとき、保護層とレジスト層との接触面に残留しやすい気泡を効率よく除去できる。

特開２０１０−１８１８１３号公報

しかしながら、ドライフィルムレジストは、ＣｕやＡｌなど金属との密着性は比較的に良いが、ＰＺＴのような圧電体との密着性があまり良くない。従来の真空ラミネート技術や特許文献１に記載の技術は、主に気泡の除去に着目しており、ドライフィルムレジストと圧電体との密着性を十分に確保することができない。特に、圧電体の吐出口の位置する側面上にドライフィルムレジストでパターンを形成する場合、気泡を十分に除去できても、密着性不足によるパターン剥離が起こり得る。実際、ドライフィルムレジストを圧電体の吐出口上に真空ラミネートするとき、ドライフィルムレジストが圧電体の吐出口から圧力室の内部に押し込まれることがある。圧力室の内部に押し込まれたレジストを現像で除去するためには、圧電体の平坦部上にあるレジストに比べて、より長い現像時間が必要となる。しかし、現像時間が長いと、残したいレジストの部分（レジストパターン）も圧電体の表面から剥離し、パターン異常を引き起こす。よって、ドライフィルムレジストと圧電体との密着性を一層向上させることが望まれている。

本発明は、吐出口が位置する圧電体の面上に、パターン異常を引き起こすことなく金属薄膜を形成可能な方法を提供することを目的とする。

本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するための矩形の吐出口と、吐出口に連通し吐出口から吐出される液体を貯留するための圧力室と、を備える圧電体を有し、圧力室の内壁面に電極が形成され、電極に電圧が印加されて生じる圧電作用で圧力室が変形することによって液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法である。本製造方法は、吐出口が位置する面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上、１μｍ以下の範囲である圧電体を用意する工程と、表面粗さが調整された圧電体の面に、吐出口、吐出口の一辺に沿って延びる領域、当該領域に接続された線状領域及び当該一辺に隣接する他の辺に沿って延びる領域が露出するように、ドライフィルムレジストのパターンを形成する工程と、当該一辺及び他の一辺で内壁面の電極と接続され、内壁面から線状領域にわたって連続して延びる金属薄膜のパターンを、ドライフィルムレジストのパターンをマスクとして形成する工程と、を有している。

本発明によれば、圧電体の、吐出口が位置する側面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上、１μｍ以下の範囲に調整される。このため、側面上に形成されるドライフィルムレジストのパターンがはく離しにくく、また、ドライフィルムレジストを形成する際に圧力室の内部に侵入したドライフィルムレジストを除去することも容易である。よって、吐出口が位置する圧電体の側面上にも、パターン異常を引き起こすことなく金属薄膜を形成することができる。

第１の実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する図である。 第１の実施形態における配線電極の形成方法を説明する図である。 第２の実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の製造方法について、図１と図２を用いて説明する。図１は断面図で、図２は部分斜視図である。

本実施形態では、まず、図１（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、圧電基板に対して、電極形成、溝加工及び分極などの処理を施し、以上の処理を施した複数枚の圧電基板を積層して、圧力室と空気室が２次元的に配列した圧電体を用意する。そして、図１（Ｈ）及び図２に示すように、圧力室及び空気室の開口並びに圧電基板同士の界面を有する圧電体の側面上に金属薄膜のパターンを配線電極として形成する。

まず、図１（Ａ）に示すように、第１の圧電基板１を用意する。第１の圧電基板１としては、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２５ｍｍのＰＺＴ基板が挙げられる。

そして、第１の圧電基板１の第１の主面１ａ上に、位置合せマークとして第１のマークＭ１を形成する。第１のマークＭ１は、機械加工やレーザ加工等によって第１の圧電基板１の第１の主面１ａにパターンを作製することによって形成することができる。フォトリソグラフィ工程を含む金属膜のリフトオフ技術やエッチング技術によって形成した金属膜のパターンを第１のマークＭ１としてもよい。

そして、第１の主面１ａ上に、第１の電極２を形成する。第１の電極２の位置は、第１のマークＭ１を基準に定める。第１の電極２の形成方法としては、フォトリソグラフィと金属膜の成膜とレジストの剥離工程とを含む金属膜のリフトオフ技術が挙げられる。金属膜の成膜方法としては、スパッタ法や化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法などが好適に利用できる。金属膜のリフトオフによって薄いシード膜を圧電基板１に形成してから、めっきで比較的厚い金属膜を形成して第１の電極２としてもよい。その場合、シード層としては、例えばＣｒ、Ｐｄの順に成膜した２層膜が挙げられ、比較的厚い金属膜としては、例えばＮｉ、Ａｕの順に成膜した２層膜が挙げられる。

第１のマークＭ１が金属のパターンから構成される場合、第１の電極２は、第１のマークＭ１の形成と同時に、第１のマークＭ１と同じ方法で形成することが好ましい。第１のマークＭ１と第１の電極２を同時に形成することによって、第１のマークＭ１に対する第１の電極２の位置を、より高い精度で定めることができる。

次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の圧電基板１の第２の主面１ｂ上に電極パッド２ａを形成する。第１の圧電基板１の側面１ｃ（図１（Ａ）参照）を含む第１の圧電基板１の面上に電極の配線２ｂを形成して、第１の主面１ａ上に形成された第１の電極２と、電極パッド２ａとを電気的に接続する。さらに、第２のマークＭ２を、第２の主面１ｂ上の、第１の主面１ａ上に形成された第１のマークＭ１を基準に定められた位置に形成する。電極の配線２ｂ、電極パッド２ａ及び第２のマークＭ２については、下記の方法で同時に形成する。

まず、フォトリソグラフィ工程を含む金属膜のリフトオフ技術で、電極パッド２ａ、電極の配線２ｂ及び第２のマークＭ２を形成するためのシード層（図示せず）を第１の圧電基板１に形成する。より具体的には、第１の圧電基板１の第２の主面１ｂ及び側面１ｃに、スパッタ法で、２０ｎｍ厚のＣｒ層と１５０ｎｍ厚のＰｄ層をこの順で形成してシード層とする。スパッタ時、第２の主面１ｂがスパッタのターゲットと対面するように圧電基板１を配置する。この際、スパッタの被覆性を利用して、第２のマークＭ２と電極パッド２ａを形成するためのシード層を成膜すると同時に、電極の配線２ｂのシード層を、第１の圧電基板１の側面１ｃ（図１（Ａ）参照）に成膜することができる。

続いて、シード層を利用して、無電解めっき法で約１μｍ厚のＮｉと約０．１μｍ厚のＡｕの薄膜を順番に形成し、電極パッド２ａ、電極の配線２ｂ及び第２のマークＭ２とする。これによって、第１の圧電基板１の第１の主面１ａ上に形成された第１の電極２は、電極の配線２ｂ及び電極パッド２ａを介して第１の圧電基板１の第２の主面１ｂ上に引出される。また、第１のマークＭ１を基準にして第２のマークＭ２が形成される。

次に、図１（Ｃ）に示すように、以上のように形成された第２のマークＭ２を基準に、第１の圧電基板１の第２の主面１ｂ上に、圧力室の内壁面の一部を構成する第１の溝３と、空気室の内壁面の一部を構成する第２の溝４と、を交互に並列して加工する。第１の電極２の位置は第１のマークＭ１を基準に定められており、第２のマークＭ２の位置は第１のマークＭ１を基準に定められている。従って、第２のマークＭ２を基準に第１の溝３及び第２の溝４の位置を定めることによって、第１の溝３と第１の電極２との位置を対応させることができる。

第１の溝３と第２の溝４は、厚み方向Ｙの寸法（以下、溝深さという）、溝の延びる方向Ｚの寸法、並びに溝の延びる方向Ｚ及び厚み方向Ｙと直交する幅方向Ｘの寸法（以下、溝幅という）が、それぞれ異なっていてもよい。第１の溝３と第２の溝４の形成方法としては、超砥粒ホイールによる研削加工が好適である。一例では、第１の溝３と第２の溝４は、寸法と配列周期（配列間隔）を同一とし、互いに平行かつ等間隔に配置することができる。例えば、第１の溝３と第２の溝４は、各溝の長さ（Ｚ方向寸法）が５０ｍｍ、溝幅が０．１ｍｍ、溝深さが０．１５ｍｍ、隣り合う溝間の間隔が０．２１２ｍｍの、周期的に配列した溝である。

次に、図１（Ｄ）に示すように、第１の溝３の内壁面３ａ（図１（Ｃ）参照）、及び溝を形成した後に残存した第２の主面１ｂの上に、第２の電極５及び電極パッド５ａを形成する。同時に、第２の溝４の内壁面４ａ（図１（Ｃ）参照）の上に、第３の電極６を形成する。

第２の電極５の形成と同時に、第２の主面１ｂ上に複数の電極の配線（図示せず）を形成する。当該複数の電極の配線のうちのいくつかを用いて、第２の電極５のうち、いくつかの溝３の内側面に形成された電極５を電極パッド５ａと電気的に接続する。当該複数の電極の配線のうちの、電極５と接続されていない電極の配線を用いて、第３の電極６のうち、いくつかの溝３と隣り合う溝４の内側面に形成された電極６を電極パッド２ａと電気的に接続する。但し、電極パッド２ａと電極パッド５ａとは、電気的に分離されている。

第２の電極５、電極パッド５ａ、第３の電極６及び第２の主面１ｂ上の電極の配線（図示せず）の形成方法は、図１（Ａ）で説明した、第１の主面１ａ上の第１の電極２の形成方法と同じとすることができる。

続いて、電極パッド２ａと電極パッド５ａの間に電界をかけて、第１の溝３の側壁及び底壁に分極処理を施す。分極の主方向は、図１（Ｄ）の矢印７で示されている方向である。分極処理を施す際、第１の圧電基板１の材料の特性に合わせて、電界強度及び温度を設定する。例えば、電界強度を１．５ｋＶ／ｍｍに設定する。必要に応じて、第１の圧電基板１を昇温した状態で分極処理を施す。例えば、第１の圧電基板１を１００℃に保った状態で電界をかける。第１の圧電基板１に分極処理を施す際の電界による電極間の絶縁破壊（沿面放電）を防ぐために、圧電基板１を絶縁性液体（例えば、シリコンオイル）に浸漬した状態で分極処理を施してもよい。

第１の圧電基板１の分極後、必要に応じてエージング処理を行う。具体的には、分極処理が施された第１の圧電基板１を昇温した状態で一定の時間に保持することによって、その圧電特性を安定化させる。エージング処理は、例えば、１００℃のオーブンに、分極処理が施された第１の圧電基板１を１０時間放置する。

次に、図１（Ｅ）に示すように、第２の圧電基板８に対して下記の加工を行う。具体的には、第２の圧電基板８に、第３のマークＭ３、第４のマークＭ４、第４の電極９、電極パッド９ａ、第３の溝１０、第５の電極１１、電極パッド１１ａをそれぞれ形成する。第３の溝は、空気室の内壁面を形成し、互いに並列して複数本形成される。第２の圧電基板８に、第４の電極９と電極パッド９ａを接続する電極の配線（図示せず）、及び第５の電極１１と電極パッド１１ａを接続する電極の配線（図示せず）をそれぞれ形成する。更に、電極パッド９ａと電極パッド１１ａの間に電界をかけて、第３の溝１０の底壁に分極処理を施す。第２の圧電基板８の分極の主方向は、矢印１２で示されている方向である。図１（Ｅ）において、第５の電極１１は、第３の溝１０の底面にしか形成していないが、第３の溝１０の内壁面１０ａの全面に形成してもよい。第２の圧電基板８は、第１の圧電基板１と同じ材料から構成され、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２５ｍｍのＰＺＴ基板である。第３の溝１０は、一例として、各溝の長さ（Ｚ方向寸法）が５０ｍｍ、溝幅が０．２２ｍｍ、溝深さが０．１５ｍｍ、隣り合う溝間の間隔が０．４２４ｍｍの周期溝である。

以上の第２の圧電基板８の加工は、図１（Ａ）〜（Ｄ）で説明した第１の圧電基板１に対する加工と同様な方法で行う。

次に、図１（Ｆ）に示すように、第１の支持基板１３に対して、以上の加工を施した第２の圧電基板８と第１の圧電基板１を交互に所望の層数まで接合する。最後に、第２の圧電基板８に、第２の支持基板１５を接合する。この結果、積層方向（Ｙ方向）に関し圧力室３０の両側側方、及び積層方向と直交する方向（Ｘ方向）に関し圧力室３０の両側側方に、圧力室３０を囲むように４つの空気室４０，１００が配置された圧電体が形成される。

接合する際、第１の支持基板１３上に設けた第５のマークＭ５を基準に、各基板の位置を定めて接合を行う。例えば、第２の圧電基板８を接合するとき、第２の圧電基板８の第４のマークＭ４を、第５のマークＭ５に合せる。第１の圧電基板１を接合するとき、第１の圧電基板１の第２のマークＭ２を、第５のマークＭ５に合せる。

第１の支持基板１３は、溝加工を施した第２の圧電基板８及び第１の圧電基板１よりも大きい曲げ剛性を有していることが好ましい。溝加工後の圧電基板の曲げ剛性の値は、最も剛性の低い底壁の曲げ剛性の大きさとすればよい。底壁の曲げ剛性は、圧電基板の材料定数と溝の形状から簡単に算出することができる。

第１の支持基板１３は平板とすることができる。平板の曲げ剛性は材料定数と板厚で決まるので、平板の第１の支持基板１３の曲げ剛性は簡単に算出することができる。

液体吐出ヘッドを製造するための後工程で、第１の支持基板１３と貼り合わされた圧電基板を、第１の支持基板１３とともに加工し、加熱することがある。このような工程での加工のし易さや加熱時の熱膨張を考慮して、第１の支持基板１３は、圧電基板と同じ材料からなることが好ましい。

その後、第１の支持基板１３とで圧電基板を挟むように、第２の支持基板１５を貼り合せる。第２の支持基板１５の材料は第１の支持基板１３に準ずる。場合によって、第２の支持基板１５を不要とすることができる。

圧電基板と支持基板との接合、または圧電基板同士の接合は、例えば、接合層１４を用いて行う。接合層１４としては、熱硬化性樹脂が挙げられる。接合層１４の厚さは、例えば、１〜３μｍである。接合界面１７における接合強度は、例えば、３ＭＰａ以上である。これは、市販の接着剤で簡単に実現できる強度である。例えば、接合層１４を圧電基板の第２の主面１ｂ（または８ｂ）上に転写方法で塗布した後、位置合せを行って、加圧加熱条件下で接合する。

次に、以上のように接合して得た圧電基板の積層体１６に対して、必要に応じて分割加工を行う（図示せず）。このような分割加工によって、１つの積層体１６から、所望の圧力室長さ及び圧力室数を持つ圧電体１８を複数個得ることができる。図１（Ｇ）には、以上で得られた圧電体１８の吐出口側の側面１８ａを示している。この側面１８ａの形状は、積層体１６の表面１６ａと同一である。圧電体１８の厚さ（Ｚ方向の寸法）、つまり、第１の溝３、第２の溝４及び第３の溝１０の長さは、例えば、１０ｍｍである。図１（Ｇ）においては、分かりやすくするため、接合層が省略されている。

図１（Ｇ）に示す圧電体１８において、第１の溝３から圧力室３０が、第２の溝４から空気室４０が、第３の溝１０から空気室１００が形成される。圧力室３０は、圧力室３０に連通し液体を吐出するための吐出口を備え、吐出口から吐出される液体を貯留することができる。複数の圧力室３０は、行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）において、それぞれ周期的に配置されている。各圧力室３０の周囲に、それぞれ４つの空気室（Ｘ方向に２つの圧力室４０、Ｙ方向に２つの圧力室１００）が配置されている。圧力室３０の内壁面に第２の電極５と第４の電極９が形成され、圧力室３０の側壁、底壁または頂壁を挟んで、空気室４０，１００の内壁面に第１の電極２、第３の電極６及び第５の電極１１が形成されている。

圧力室３０の側壁、底壁及び頂壁は、矢印７，１２に示すように、主にその厚み方向（Ｘ方向、及びＹ方向）に分極されている。圧力室３０の内壁面にある第２の電極５と第４の電極９を連結して、個別電極とすることができる。同様に、空気室４０，１００の内壁面にある第１の電極２、第３の電極６及び第５の電極１１を連結して、共通電極とすることができる。個別電極と共通電極の間に駆動信号（駆動電圧）を印加することによって圧電作用が生じ、その圧電作用によって、圧力室３０の側壁、底壁及び頂壁を伸長及び収縮するように変形させ、圧力室３０に貯留するインクを吐出できる。これは、いわゆるグールド型圧電体である。

次に、図１（Ｈ）に示すように、圧力室３０の開口、空気室４０，１００の開口、及び圧電基板の積層界面１７を有する圧電体１８の側面１８ａ上に、金属薄膜のパターンからなる電極の配線１９，２０を形成する。金属薄膜のパターンは、ドライフィルムレジストのパターンをマスクとして、側面１８ａ上、圧力室３０の内壁面上、及び空気室４０，１００の内壁面上に金属薄膜を成膜し、その後ドライフィルムレジストのパターンを除去することによって形成される。一例として、圧力室３０の内壁面にある第２の電極５及び第４の電極９と連結される第１の配線電極１９と、空気室４０，１００の内壁面にある第１の電極２、第３の電極６及び第５の電極１１と連結される第２の配線電極２０と、を形成する。図１（Ｈ）には、配線電極１９，２０の平面配置と形状を示している。

以下、図１（Ｈ）の点線Ｄで囲んでいる部分に注目して、図２の斜視図を用いて、配線電極１９，２０の形成方法を説明する。図２（Ａ）の部分斜視図を参照すると、第１の圧電基板１と第２の圧電基板８が接合界面１７で接合されている。圧電体１８の吐出口が形成される面が側面１８ａとなっている。圧力室３０の内壁面に第２の電極５及び第５の電極９が形成され、空気室４０，１００の内壁面に第３の電極６が形成されている。

配線電極１９，２０を形成するために、まず、図２（Ｂ）に示すように、圧電体１８の側面１８ａの算術平均粗さＲａを調整する。側面１８ａの算術平均粗さＲａは、後述する理由から、０．１μｍ以上、１μｍ以下の範囲に調整することが望ましく、０．２μｍ以上、０．５μｍ以下の範囲に調整することが更に望ましい。算術平均粗さＲａは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に拠る。

算術平均粗さＲａの調整は液体により側面１８ａを腐食させる方法、機械研磨による方法などを用いることができる。ただし、液体を用いる場合、粗化したくない基板表面を保護する必要があり、工程が複雑となるほか、圧電基板のようなセラミック基板の場合、圧電基板に対しマイクロクラックの進行や結晶粒子の脱落を引き起こすことがある。従って、算術平均粗さＲａの調整は、機械研磨によるのがより好ましい。

次に、図２（Ｃ）に示すように、圧電体１８の側面１８ａ（図２（Ｂ）参照）上に、真空ラミネート法でネガ型ドライフィルムレジスト２１を貼り付ける。ＰＺＴ表面に数μｍ程度のボイドが多数ある場合、ドライフィルムレジストが薄すぎると、ボイド上で現像不良が起きやすい。よって、ドライフィルムレジストの厚さは、ボイドよりも十分に大きく、平均ボイド径の２倍以上が好ましい。ドライフィルムレジストの厚さは、例えば、４０μｍである。側面１８ａ（図２（Ｂ）参照）は、表面粗さＲａが０．１μｍ以上、１．０μｍ以下の範囲に調整されているので、圧電体１８の側面１８ａとドライフィルムレジスト２１との良好な密着性が得られる。ドライフィルムレジスト２１の一部は、溝３，４の内部に少し入り込む。

次に、図２（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィによって、ドライフィルムレジスト２１を露光し、ドライフィルムレジスト２１に露光部分２１ａと非露光部分２１ｂを形成する。ＰＺＴの表面粗さが大きいと、基板からの反射光が少ないので、露光時間を平坦面の場合よりも長く設定する。例えば、露光時間は平坦面の１．５〜２倍が好適である。

次に、図２（Ｅ）に示すように、ドライフィルムレジスト２１を現像し、非露光部分２１ｂ（図２（Ｄ）参照）を取り除き、レジストパターン２１ａを得る。これによって、表面粗さが調整された圧電体の側面１８ａに、吐出口２７及び開口２８と、吐出口２７及び開口２８に接続された線状領域２９とが露出したドライフィルムレジスト２１のパターンが形成される。この際、圧力室３０及び空気室４０の内部に入り込んだドライフィルムレジスト２１は、側面１８ａの平坦部（図２（Ｂ）参照）上のレジストに比べて、除去するためにより長い現像時間が必要である。側面１８ａの表面粗さＲａが０．１μｍを下回る場合、現像時間が長いと、レジストパターン２１ａに剥離が発生してしまい、所望のパターンを得られない。一方、側面１８ａの表面粗さＲａが１．０μｍを上回る場合、現像後、レジストの残渣が側面１８ａ上に残ってしまうことがある。側面１８ａの表面粗さＲａが０．１μｍ以上、１．０μｍ以下の範囲、特に０．２μｍ以上、０．５μｍ以下の範囲であると、現像後、レジストパターン２１ａの剥離や、露出した側面１８ａ上のレジストの残留がほぼなくなり、所望のレジストパターンが得られる。

次に、図２（Ｆ）に示すように、圧力室３０及び空気室４０に平行な方向（Ｚ方向）から、現像後に露出した圧電体の側面１８ａ（線状領域２９）上に金属薄膜２２を堆積する。金属薄膜２２を堆積する前に、酸素プラズマ処理を行い、側面１８ａ上に付着しうる有機物を除去すれば、金属薄膜２２と側面１８ａとの密着性が更に向上できる。金属薄膜２２の堆積方法として、スパッタ法が好適である。金属薄膜２２は、例えば、１μｍ厚のＡｌ膜である。金属薄膜２２は、３０ｎｍ厚のＣｒ膜と０．５μｍ厚のＡｕ膜を順番に堆積して形成される金属膜の積層膜であってもよい。金属薄膜２２は、スパッタによって堆積されるため、圧電体の側面１８ａ上だけではなく、圧力室３０及び空気室４０の内壁面上にもある程度の深さまで堆積される。圧力室３０及び空気室４０の内壁面上に堆積される金属薄膜２２は、圧力室３０の内壁面上の電極５，９、及び空気室４０の内壁面上の電極６と連結する。同時に、金属薄膜２２は、レジストパターン２１ａの表面及び側面（図２（Ｅ）参照）にも堆積される。以上によって、内壁面で電極５，９，６と接続され、内壁面から線状領域２９にわたって連続して延びる金属薄膜２２のパターンが、ドライフィルムレジスト２１のパターンをマスクとして形成される。

次に、図２（Ｇ）に示すように、レジストパターン２１ａ（図２（Ｅ）参照）の表面及び側面上に堆積されている金属薄膜２２を除去する。例えば、レジストパターン２１ａ（図２（Ｅ）参照）を溶解する薬品によって、レジストパターンを除去することができる。または、レジストパターン２１ａ（図２（Ｅ）参照）を膨潤させる薬品を利用して、レジストパターンを剥離してもよい。この際、超音波バスの中で行うと、剥離がより容易にできる。レジストパターン２１ａ（図２（Ｅ）参照）の除去に伴って、その表面及び側面上に堆積されている金属薄膜２２も一緒に除去される。その結果、圧電体の側面１８ａと、圧力室３０及び空気室４０の内壁面に直接堆積された金属の薄膜だけが圧電体１８上に残り、配線電極１９，２０となる。

図２（Ｃ）〜（Ｇ）の工程は、いわゆるリフトオフ工程である。リフトオフ工程において、もし現像後に露出した側面１８ａの表面にレジストの残渣があると、リフトオフ時、レジストの残渣上の金属の薄膜がレジストの残渣と一緒に除去され、配線電極に欠損が発生する。本実施形態では、リフトオフ工程の前で、側面１８ａの表面粗さＲａを０．１〜１．０μｍの範囲に調整しているので、現像後に露出してきた側面１８ａ上のレジスト残留がほぼなく、配線電極の欠損が殆ど生じない。

圧力室３０の内壁面上の電極５，９と連結する金属薄膜２２は、図１（Ｈ）に示した第１の配線電極１９である。空気室４０の内壁面上の電極６と連結している金属薄膜２２は、図１（Ｈ）に示した第２の配線電極２０である。こうして、圧力室３０の内壁面上の電極５，９、及び空気室４０の内壁面上の電極６は、それぞれ配線電極１９，２０によって、圧電体の側面１８ａ上に引出される。図２で示していないが、溝１０によって形成された空気室１００の内壁面上の電極２，１１は、第２の配線電極２０によって、圧電体の側面１８ａ上に引出されている（図１（Ｈ）参照）。

この実施形態では、図１（Ｈ）に示すように、各圧力室３０の内壁面上の電極は個別電極として配線電極１９によって引出され、空気室４０，１００の内壁面上の電極は複数のグループに分けて、グループ毎に共通の配線電極２０によって引出されている。

この実施形態では、図１（Ｈ）に示すように、配線電極１９，２０は、共に圧電体の吐出口側の側面１８ａ上に形成されている。必要に応じて、吐出口側と反対方向のインク供給側の側面に、一部または全ての配線電極を形成してもよい。

以上のように、リフトオフ法で吐出口及び開口を有する圧電体の側面上に配線電極を形成する際、側面の表面粗さＲａを０．１〜１．０μｍの範囲に調整することによって、レジストパターンの剥離などの工程不良や、配線電極の欠損が低減できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法について、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態で説明した図２（Ｇ）と同一部分を示す部分斜視図である。図１，２に示されるものと同一の構成要素については、同一の符号を用いて簡単な説明に留めることにする。

本実施形態では、第１の実施形態で説明したリフトオフ法で、ドライフィルムレジスト２１のパターンをマスクとして、側面上並びに圧力室及び空気室の内壁面上にシード層を成膜する。その後ドライフィルムレジスト２１のパターンを除去し、めっき法で、シード層の上に金属のめっき膜（配線電極）を更に形成する。以下に詳細に説明する。

まず、第１の実施形態の図１（Ａ）〜（Ｇ）で説明した手順で圧電体１８を用意する。次に、第１の実施形態の図１（Ｈ）及び図２で説明した手順で、リフトオフ法によって配線電極のシード層を形成し、図３（Ａ）に示すシード層付き圧電体１８を用意する。図３（Ａ）は、第１の実施形態で説明した図２（Ｇ）と同一部分を示している。図３（Ａ）のシード層２３，２４は、図２（Ｇ）の配線電極１９，２０とそれぞれ同じ形状である。但し、シード層２３，２４は、配線電極１９，２０と比べてより薄い金属の薄膜で構成されている。例えば、シード層２３，２４は、２０ｎｍ厚のクロム（Ｃｒ）膜と０．１μｍ厚のパラジウム（Ｐｄ）膜とがこの順に成膜された２層膜である。

次に、図３（Ｂ）に示すように、シード層２３，２４をシードとして、無電解めっき法によって、約１μｍ厚のＮｉ膜と約０．１μｍ厚のＡｕ膜を順番にめっきし、めっき膜２５，２６を形成する。従って、金属のめっき膜は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の順に成膜された２層膜である。その結果、シード層２３とめっき膜２５によって、第１の実施形態の配線電極１９に相当する第１の配線電極が構成される。シード層２４とめっき膜２６によって、第１の実施形態の配線電極２０に相当する第２の配線電極が構成される。

以上のように、本実施形態では、配線電極を、シード層形成とめっき膜形成の２段階に分けて形成している。そのメリットは以下の通りである。第１に、シード層は比較的薄くてよいので、厚い金属膜よりリフトオフしやすい。特に、リフトオフ工程で発生しうるバリの大きさ、程度は、金属膜が薄いほど小さくなる。その結果、シード層のパターンを高い精度で形成できる。第２に、めっきによって、比較的厚い配線電極を形成できる。特に配線電極の抵抗を低くする必要がある場合、めっき膜を厚くすることによって、簡単に大きな膜厚を実現できる。リフトオフだけで厚い金属膜を得ようとする場合、バリなどの関係で、パターン精度が劣化する可能性がある。これに対し、薄いシード層上にめっき膜を追加する場合、めっき膜の厚さを比較的厚くしても、配線電極のパターン精度が劣化しにくい。第３に、めっき膜は厚み方向に成長すると同時に、横方向にも成長するので、圧電基板同士の界面で起こり得る配線電極の断線、不連続を防ぐことが容易である。

１８ 圧電体
１８ａ 側面
１９，２０ 配線電極
２１ ドライフィルムレジスト
２２ 金属薄膜

Claims (7)

1. 液体を吐出するための矩形の吐出口と、前記吐出口に連通し前記吐出口から吐出される前記液体を貯留するための圧力室と、を備える圧電体を有し、前記圧力室の内壁面に電極が形成され、前記電極に電圧が印加されて生じる圧電作用で前記圧力室が変形することによって前記液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記吐出口が位置する面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上、１μｍ以下の範囲である前記圧電体を用意する工程と、
   前記圧電体の前記面に、前記吐出口、前記吐出口の一辺に沿って延びる領域、前記領域に接続された線状領域及び前記一辺に隣接する他の辺に沿って延びる領域が露出するように、ドライフィルムレジストのパターンを形成する工程と、
   前記一辺及び前記他の一辺で前記内壁面の前記電極と接続され、前記内壁面から前記線状領域にわたって連続して延びる金属薄膜のパターンを、前記ドライフィルムレジストのパターンをマスクとして形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記圧電体の前記面の前記表面粗さが、機械研磨によって、算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上、０．５μｍ以下の範囲に調整される、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記金属薄膜のパターンは、前記ドライフィルムレジストのパターンを前記マスクとして、前記面上及び前記内壁面上に前記金属薄膜を成膜し、その後、前記ドライフィルムレジストのパターンを除去することによって形成される、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記金属薄膜のパターンは、前記ドライフィルムレジストのパターンを前記マスクとして、前記面上及び前記内壁面上にシード層を成膜し、その後、前記ドライフィルムレジストのパターンを除去し、その後、前記シード層の上に金属のめっき膜を成膜することによって形成される、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記シード層は、スパッタ法を用いてクロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）の順に成膜された２層膜であり、前記金属のめっき膜は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の順に成膜された２層膜である、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記圧電体は、第１の溝と第２の溝が交互に並列して形成された第１の圧電基板と、第３の溝が並列して形成された第２の圧電基板とが、前記第１の溝によって前記圧力室が形成され、前記第２及び第３の溝によって前記圧電体の積層方向及びこれと直交する方向に前記圧力室を囲むように４つの空気室が形成されるように、交互に積層されて形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記金属薄膜のパターンは前記吐出口の全周に沿って形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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