JP6157180B2 - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記保護膜は、前記インク供給口側へ向けて前記基板から突出する突出部を有し、前記インク吐出口形成部材は、前記基板との間であって前記インク供給口上に梁状突起を有し、前記梁状突起は、前記基板側へ向けて伸びる補強リブを有し、前記突出部と前記補強リブとが密着する部分に、前記補強リブと剥離可能で、かつ前記補強リブよりも前記突出部との密着性が高い、金を含む剥離膜が形成されている。
(a)基板上に吐出エネルギー発生素子、電極パッドおよび配線を形成する工程と、
(b)前記基板上に前記配線を保護するように保護膜を形成する工程と、
(c)前記電極パッド上、および前記保護膜の突出部となる部分の上に金を含む膜を形成する工程と、
(d)基板上にインク吐出口形成部材を形成する工程と、
(e)基板にインク供給口を形成する工程と、
(f)インク流路を形成する工程と、を含む。
本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、二列に並んだ複数の吐出エネルギー発生素子を有し、該吐出エネルギー発生素子の列間にインク供給口が形成された基板と、前記基板上に設けられ、前記吐出エネルギー発生素子に接続された配線を保護する保護膜と、前記基板との間に前記インク供給口と連通するインク流路を形成し、前記吐出エネルギー発生素子と対応する位置に該インク流路と連通するインク吐出口が形成されたインク吐出口形成部材と、を備えるインクジェット記録ヘッドであって、
前記保護膜は、前記インク供給口側へ向けて前記基板から突出する突出部を有し、前記インク吐出口形成部材は、前記基板との間であって前記インク供給口上に梁状突起を有し、前記梁状突起は、前記基板側へ向けて伸びる補強リブを有し、前記突出部と前記補強リブとが密着する部分に金を含む剥離膜が形成されている。
本発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法は、(a)基板上に吐出エネルギー発生素子、電極パッドおよび配線を形成する工程と、(b)前記基板上に前記配線を保護するように保護膜を形成する工程と、(c)前記電極パッド上、および前記保護膜の突出部となる部分の上に金を含む膜を形成する工程と、(d)基板上にインク吐出口形成部材を形成する工程と、(e)基板にインク供給口を形成する工程と、(f)インク流路を形成する工程と、を含む。該方法によれば、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを歩留まり良く製造することができる。以下、適宜図面を用いて各工程について詳細を説明するが、本発明はこれに限定されない。
工程(a)では、基板1上に吐出エネルギー発生素子3、電極パッドおよび配線を形成する。電極パッドとしてはアルミ電極パッドを用いることができる。吐出エネルギー発生素子3および配線の種類は特に限定されない。また、これらの形成方法は特に限定されない。
工程(b)では、基板1上に配線を保護するように保護膜7を形成する(図2(A))。保護膜7の材料としては、前述した材料を用いることができる。保護膜7の形成方法としては特に限定されないが、例えばスパッタリング等を用いることができる。また、基板1がシリコン基板の場合には、保護膜7形成後、基板裏面にSiO2膜6を形成することができる。
工程(c)では、電極パッド上、および保護膜7の突出部となる部分の上に金を含む膜4を形成する(図2(B))。突出部となる部分の上に形成される金を含む膜4は、突出部と補強リブとの間の剥離膜として機能する。本発明に係る方法では、電極パッド上、および保護膜の突出部となる部分の上に金を含む膜4を同時に形成することが、操作をより簡便にして作業工程数を減らし、かつ歩留まり良く製造できる観点から好ましい。金を含む膜4の形成方法としては、例えば金メッキをメッキ法にて成膜することで形成することができる。具体的には、金メッキ成膜の種となるシード層、金メッキ成膜の型材を形成した後、金メッキをメッキ法にて成膜し、シード層を除去することで形成することができる。さらに、金を直接スパッタし、型材を形成した後、エッチングすることで金を追加で補強してもよい。
工程(d)では、基板1上にインク吐出口形成部材11を形成する(図2(C))。インク吐出口形成部材11の材料としては、前述した材料を用いることができる。インク吐出口形成部材11の形成方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、基板1表面にポジ型レジストを塗布し、露光、現像することにより流路型材10をパターニングする。その後、感光性エポキシ樹脂を塗布し、露光、現像し、ベークすることで、インク吐出口形成部材11を形成することができる。また、インク吐出口形成部材11のインク吐出口14が形成されている面に、撥水材13を塗布してもよい。
工程(e)では、基板1にインク供給口17を形成する。インク供給口17は、基板1がシリコン基板である場合には異方性エッチングにより形成することができる。具体的には、予め基板1の裏面にポリエーテルアミド樹脂によりエッチングマスク層8を形成し、基板1の表面と側面が全て覆われるように保護材を塗布する。その後、エッチングマスク層8をマスクとして、水酸化テトラメチルアンモニウム等の異方性エッチング液を用いて基板1の裏面を異方性エッチングすることで、インク供給口17を形成することができる。
工程(f)では、インク流路5を形成する(図2(D))。インク流路5は、前記流路型材10を溶解可能な溶液に基板1を浸漬させ、流路型材10を溶解させることで形成することができる。必要に応じて、加温した溶液に超音波をかけながら流路型材10を溶解させてもよい。
本実施例では、ヘッド駆動周波数:15kHz、ノズル間ピッチ:600dpi、インク吐出量:5pl、およびシリコン基板厚さ:625μmのインクジェット記録ヘッドを作製した。
実施例1の金からなる膜を形成する工程において、さらに金を直接スパッタし、PMERレジストを塗布、露光、現像し、ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液でエッチングした。これにより、突出部と密着する補強リブが形成される部分の上に金を追加し補強した以外は実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。本実施例で作製したインクジェット記録ヘッドは、高精度で信頼性の高いパターン形状を有した。また、突出部と補強リブとの間には金からなる剥離膜が形成されており、インク吐出口形成部材11の密着性とインク流路5の信頼性とを両立させ、突出部の割れを防ぐことができた。
実施例1の金からなる膜を形成する工程において、突出部と密着する補強リブが形成される部分の上には金からなる膜を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。本比較例では、インク吐出口形成部材11が直接突出部と密着しているため、顔料成分含有インクがインク流路5内に充填された際にインク吐出口形成部材11が膨潤し、図3(C)に示すように突出部が割れたり欠けたりした。
突出部と密着する補強リブが形成される部分の上にSiOをCVDでスパッタし、該部分にSiO膜が残るようにパターニングした。また、実施例1の金からなる膜を形成する工程において、突出部と密着する補強リブが形成される部分の上には金からなる膜を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。SiOはインク吐出口形成部材11と密着性が良好である。このため、本比較例では、顔料成分含有インクがインク流路5内に充填されインク吐出口形成部材11が膨潤した際に、図3(D)に示すようにSiO膜とインク吐出口形成部材11とが剥れず、突出部が割れた。
2 犠牲層
3 吐出エネルギー発生素子
4 剥離膜(金を含む膜)
5 インク流路
6 SiO2膜
7 保護膜
8 エッチングマスク層
9 流路側壁
10 流路型材
11 インク吐出口形成部材
13 撥水材
14 インク吐出口
17 インク供給口
Claims (9)
- 二列に並んだ複数の吐出エネルギー発生素子を有し、該吐出エネルギー発生素子の列間にインク供給口が形成された基板と、
前記基板上に設けられ、前記吐出エネルギー発生素子に接続された配線を保護する保護膜と、
前記基板との間に前記インク供給口と連通するインク流路を形成し、前記吐出エネルギー発生素子と対応する位置に該インク流路と連通するインク吐出口が形成されたインク吐出口形成部材と、
を備えるインクジェット記録ヘッドであって、
前記保護膜は、前記インク供給口側へ向けて前記基板から突出する突出部を有し、
前記インク吐出口形成部材は、前記基板との間であって前記インク供給口上に梁状突起を有し、
前記梁状突起は、前記基板側へ向けて伸びる補強リブを有し、
前記突出部と前記補強リブとが密着する部分に、前記補強リブと剥離可能で、かつ前記補強リブよりも前記突出部との密着性が高い、金を含む剥離膜が形成されているインクジェット記録ヘッド。 - 前記剥離膜が前記保護膜上、かつ前記インク供給口の先端に形成されている請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記剥離膜がさらにステンレス鋼、チタン及びアルミニウムの少なくとも1つを含む請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記補強リブが感光性エポキシ樹脂を含む請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記保護膜がSiN、SiO及びSiCの少なくとも1つを含む請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記剥離膜の厚さが2.0μm以上、5.0μm以下である請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
(a)基板上に吐出エネルギー発生素子、電極パッドおよび配線を形成する工程と、
(b)前記基板上に前記配線を保護するように保護膜を形成する工程と、
(c)前記電極パッド上、および前記保護膜の突出部となる部分の上に金を含む膜を形成する工程と、
(d)基板上にインク吐出口形成部材を形成する工程と、
(e)基板にインク供給口を形成する工程と、
(f)インク流路を形成する工程と、
を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 前記工程(c)において、前記電極パッド上、および前記保護膜の突出部となる部分の上に金を含む膜を同時に形成する請求項7に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記工程(c)において、金を含む膜が金メッキをメッキ法にて成膜することで形成される請求項7又は8に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
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