JP6570349B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
インクジェットプリントヘッドのように、複数の素子より液体を滴として吐出する液体吐出ヘッドでは、吐出エネルギを発生するための素子を配列した基板に、個々の素子まで液体を導くための流路が形成された流路形成部材が積層されて構成されるものがある。
特許文献１には、このような液体吐出ヘッドを、注型法により製造する工程が説明されている。具体的には、まず、エネルギ発生素子が配列された基板上に、感光性材料にてインク流路の型をパターンニングする。次いで、形成された型パターンを樹脂で被覆しこれを固化する。さらに、この被覆部材に流路の型に連通する吐出口を形成した後、型パターンに使用した感光性材料を除去する。これにより、感光性材料が除去された領域が液体を導くための流路となり、エネルギ発生素子および液体を吐出させるための吐出口とともに、これらが配列されてなる液体吐出ヘッドが完成する。
一方、特許文献２には、注型法を採用して基板上に感光性樹脂を被覆した際に、基板表面に形成されている複数の凹凸に倣って樹脂表面にも凹凸が生成されるのを防ぐための方法が開示されている。具体的には、段差を調えるための様々な材料を基板上に載せ、高粘度の樹脂を基板表面に塗布し、さらに平滑面を有するモールドを樹脂層の上面から接触させる工程が説明されている。
ところで、近年のように液体吐出ヘッドの小液滴化や液室の微細化が進む中、感光性樹脂層を極薄く積層させることが求められる。しかし、層が薄い状態では樹脂の流動性は小さくなり、基板とモールドの間の流抵抗は大きくなる。このため、平滑面を有するモールドを樹脂層の上面から接触させても、基板上の凹凸を十分に均すことは難しい。モールドの押圧力を大きくしたり圧力を作用させる時間を長くしたりすれば、凹凸をさらに抑えることはできるが、この場合、モールドや基板の変形に伴う歩留まりの低下や、タクトタイムの増加が懸念される。すなわち、注型法において、基板上に平滑且つ薄膜の樹脂層を積層することは困難な状況であった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものである。よって、その目的とするところは、注型法において、基板上に平滑な薄膜の樹脂層を積層するための方法を提供することである。
そのために本発明は、エネルギ発生素子、該エネルギ発生素子に電力を供給するための配線、および液体を供給するための供給口が形成された基板上に、前記エネルギ発生素子に前記供給口より供給された液体を導くための流路が形成された流路形成部材が積層されて成る液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板上に前記流路となる領域を形成するための樹脂を塗布することによって樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に対し、平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが第１の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第１の平滑化工程と、前記第１の平滑化工程によって平滑化された前記樹脂層より一部の樹脂を除去することにより、前記樹脂層に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部形成工程によって前記凹部が形成された前記樹脂層に対し、前記平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが前記第１の厚みよりも薄い第２の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第２の平滑化工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、凹凸を含む基板上であっても、注型法において平滑且つ薄膜の樹脂層を形成し、吐出精度の高い液体吐出ヘッドを製造することができる。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の液体吐出ヘッドとして使用可能なインクジェットプリントヘッドＨ（以下、単にプリントヘッドと言う）の模式的斜視図である。プリントヘッドＨは、エネルギ発生素子６となる複数の電気熱変換素子や、これにエネルギを供給するための不図示の配線、およびこれに隣接して形成される供給口４、などが形成された基板１に、流路形成部材２が積層されて構成される。基板１の背面より供給口４を介して供給されたインクは、流路形成部材２に形成された流路５を通り、所定のピッチで配列されている個々のエネルギ発生素子６に対応する圧力室７に導かれる。そして、エネルギ発生素子６に所定の電圧パルスが印加されると圧力室７内のインク中に膜沸騰が起こり、発生した気泡の成長エネルギによって吐出口３よりインクが滴として吐出される。
図１は、本発明の液体吐出ヘッドとして使用可能なインクジェットプリントヘッドＨ（以下、単にプリントヘッドと言う）の模式的斜視図である。プリントヘッドＨは、エネルギ発生素子６となる複数の電気熱変換素子や、これにエネルギを供給するための不図示の配線、およびこれに隣接して形成される供給口４、などが形成された基板１に、流路形成部材２が積層されて構成される。基板１の背面より供給口４を介して供給されたインクは、流路形成部材２に形成された流路５を通り、所定のピッチで配列されている個々のエネルギ発生素子６に対応する圧力室７に導かれる。そして、エネルギ発生素子６に所定の電圧パルスが印加されると圧力室７内のインク中に膜沸騰が起こり、発生した気泡の成長エネルギによって吐出口３よりインクが滴として吐出される。
図２は、図１とは異なる構造を有するインクジェットプリントヘッドＨの例を示す図である。本例では、複数の吐出口３が平面上に広く配列しており、それぞれの吐出口３に対応する位置に配備された比較的小さな多数の供給口４が用意されている。図１に示した構成にせよ、図２に示した構成にせよ、基板１上にはこのように多数の凹凸が存在している。
半導体製造で用いる一般的な基板１では、配線等が形成される前の状態でも、既に大きいところで数μｍ以上の凹凸が存在している。その上にさらに配線や電気熱変換素子を図１や図２のようにレイアウトすると、最終的には１０μｍ以上の凹凸が生成される。一方、後に供給口４となる部分については、数十〜数百μｍの穴形状が形成されている。そして、このような凹凸が存在する上に樹脂を付与しその表面にモールド部材の平滑面を押し当てても、樹脂層が薄い場合、凹部を充填するに十分な樹脂の流動が得られず、平滑面が得られない場合がある。
図３（ａ）〜（ｄ）は、従来の一般的な注型法を採用して薄膜の樹脂層を形成しようとした場合に、樹脂層の表面に上記凹凸が生成されてしまう仕組みを説明するための模式図である。図３（ａ）は、感光性樹脂が付与される前の基板１の断面図である。表面には、後に供給口４となる複数の凹部が形成されている。
図３（ｂ）は、基板１の表面に感光性樹脂を付与（ここでは塗布）して感光性樹脂層８を形成した状態を示している。ここでは、後に供給口４となる複数の凹部を充填する量と、さらにその上に５μ程度の層を形成するための量の感光性樹脂を塗布した状態を示している。比較的高い粘度を有する液状の感光性樹脂層８は、後に供給口４となる凹部に流れ込み、その表面において基板１の凹部に準ずる凹部が形成される。このような樹脂表面の凹凸は、感光性樹脂の粘度が高いほど自己レベリング性能が低いため、顕著に現れる。一般には、１００〜１００００ｍＰａｓの粘度範囲で上記の現象が確認できる。また、感光性樹脂層８の固形分濃度が低い場合も、樹脂量差に準じて膜べり差が生じることから凹凸が形成されやすくなる。通常、１０〜３０ｗｔ％の範囲で図３（ｂ）のような現象が確認できる。さらには凹部のアスペクト比すなわち底面長に対する深さ長が大きいほど凹凸は顕著に現れる。
図３（ｃ）は、同図（ｂ）の感光性樹脂層８に対し、その上面から平滑面を有するモールド９を、表面全域に対し一定の力が作用するように押圧した様子を示している。凸部上の樹脂がモールド９に押圧されて凹部内に滑らかに流動すれば、凹部は充填され且つその上に５μｍ程度の薄膜を形成することが出来る。しかしながら、十分な厚みが確保されていない感光性樹脂層８の流動性は低いので、凹部には非充填部が残ってしまっている。
結果、モールド９を離間した後の状態においても、図３（ｄ）に示すように、樹脂層８には凹部が残存してしまっている。そして、このような状態で感光性樹脂層８の上から流路形成部材２となる樹脂を被覆すると、後の工程で感光性樹脂層８を除去することによって得られる流路内には凹凸が存在し、個々の吐出素子の液室ひいては吐出状態がばらついてしまう。
この際、図３（ｂ）の段階で比較的多量の樹脂を塗布すれば、モールド９による押圧時に十分な流量が得られ凹部は充填され平滑な面が得られるが、この場合、樹脂層の厚みは設計値（５μｍ）よりもはるかに大きくなってしまう。
図４（ａ）〜（ｊ）は、本実施形態における液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。図４（ａ）は、流路領域を形成するための樹脂が塗布される前の基板１の断面図である。基板１上には、エネルギ発生素子６やこれに電力を供給するための配線、またエネルギ発生素子６の領域に液体を供給するための供給口４が既に形成されている。
図４（ｂ）は、基板１上に、後に流路領域を形成するためのポジ型感光性樹脂を含む感光性樹脂層８を形成した状態を示している。ここでは、図３（ｂ）の場合よりも多い、具体的には基板１上に２０μ以上の層を形成するための感光性樹脂を塗布している。比較的高い粘度を有する液状の感光性樹脂層８は、基板１表面に形成された凹部に流れ込み、その表面において基板１の凹凸に準ずる凹凸が形成されている。
続いて、図４（ｃ）に示すように、平滑面を有するモールド９を、感光性樹脂層８の表面全域に接触させ、樹脂層表面の凹凸が消滅するまで均一な圧力で押圧する。上述したように、基板１表面には十分な量の感光性樹脂が塗布されているので、押圧に伴って感光性樹脂層８が滑らかに流動し凹部は充填され感光性樹脂層８の表面は平滑になる。この段階において、感光性樹脂層８の膜厚ｄは２０μｍを超えている。
次に、図４（ｄ）に示すように、複数の開口１０ａを備えるマスク１０を樹脂層８の上位に配置し、その状態で樹脂層８を露光および現像する。これにより、樹脂層８には、図４（ｅ）に示すように、開口１０ａに相当する複数の位置に開口パターン１１が形成される。すなわち、感光性樹脂層８には新たな凹部が形成される。この際、次にモールドを押圧するときに各領域での流動量をほぼ均一にするため、開口パターン１１は全領域で一様な密度（ピッチ）で形成されることが好ましい。なお、この段階で形成される開口パターン１１の凹部の総体積は、予め基板１に形成され図４（ｄ）で充填される凹部の体積よりも十分小さくなっている。
その後、図４（ｆ）に示すように、モールド９を、再び感光性樹脂層８の表面全域に接触させ、開口パターン１１が消滅するまで均一な圧力で押圧する。この際、押圧前の感光性樹脂層８の膜厚ｄは、感光性樹脂を流動させるのに十分な値であり、開口パターン１１の凹部はモールド９の押圧によって滑らかに充填される。結果、モールド９を離間した後の感光性樹脂層８の表面は、図４（ｇ）に示すように平滑になる。そして、この段階における感光性樹脂層８の膜厚ｄ´は、５μｍ程度となる。すなわち、図４（ｆ）に示すようなモールド９による２回目の平滑化の結果、感光性樹脂層８の膜厚がｄ＝２０μｍからｄ´＝５μｍに低減されるように、低減体積に応じた数と大きさの開口パターン１１が、樹脂層８に形成される。より具体的には、そのような開口パターン１１を形成するような開口１０ａが、予めマスク１０に設けられている。
なお、図４（ｃ）や（ｆ）のような押圧工程は、部材間に余分なエアを取り入れたり、樹脂層８の蒸気圧に起因する位置ずれを起こしたりしないようにするため、真空環境で行うことが好ましい。また、感光性樹脂層８をガラス転移点以上に加熱することにより、樹脂層８の流動性を高め、より短時間に平滑面を形成することもできる。モールド９については、当接圧によって変形などが起きない程度に十分な剛性を有することが望まれる。また、樹脂層８に当接する際の荷重分布が偏らないように、樹脂層8を挿んだモールド９と基板1の周りに、ゴムシートやスポンジシートおよびグラファイトシート等の弾性体を介在させることも有効である。さらに、接触後のモールド９を樹脂層８から速やかに離間させるために、モールド９の接触面には予め離型材を配置しておいても良い。
図４（ｇ）のような平滑な表面が得られると、次に、流路のパターンが形成されている不図示のマスクを介して流路表面の樹脂層８を露光および現像する。これにより、マスクされていない領域の感光性樹脂層８は除去され、図４（ｈ）に示すような流路型パターン１２が基板１上に残る。
その後、新たな樹脂層を被覆して光硬化性樹脂層１３を形成した後、吐出口用のパターンが形成された不図示のマスクを介して露光することにより、図４（ｉ）のように、エネルギ発生素子６に対向する位置に吐出口３を有する流路形成部材２が完成する。さらに、基板１の背面から共通供給口１４を形成した後、流路型パターン１２を除去することにより、共通供給口１４から供給口４を経て吐出口３まで連通するインクの流路が形成され、本実施形態の液体吐出ヘッドＨが完成する。
以上説明した本実施形態によれば、予め基板に存在する凹部を充填するに十分な膜厚ｄの樹脂層を塗布し、これを平滑化する。その後、複数の凹部となる開口パターンを形成することによって樹脂層より一部の樹脂を除去し、これを再び平滑化することにより、所望の膜厚ｄ´（＜ｄ）に薄膜化された樹脂層８を取得することが出来る。
なお、以上の説明では、２回目の平滑化工程で所望の膜厚ｄ´を有する樹脂層８が得られる構成で説明したが、所望の膜厚ｄ´には、図４（ｄ）〜図４（ｇ）の薄膜化工程を複数回繰り返すことによって段階的に近づけていくことも出来る。この際、図４（ｂ）で塗布する最初の樹脂量や薄膜化工程の繰り返し回数および図４（ｄ）で形成する開口パターンの大きさや数については、使用する感光性樹脂の物性や膜厚の設計値さらには基板１に予め形成されている凹凸の状態に応じて適宜調整されれば良い。また、開口１０ａの数や大きさすなわち使用するマスク１０は図４（ｄ）に示す露光工程のたびに異ならせても良い。その際には、樹脂を流動させるための流抵抗が薄膜化とともに増大するので、開口１０ａのサイズや間隔は繰り返すたびに小さくしていくことが好ましい。
開口パターンの大きさや間隔は、感光樹脂の粘度やガラス転移点などの物性や、モールド９を樹脂層８に当接する際の条件（温度、圧力、時間など）によっても調整されることが好ましい。一般に、高粘度の樹脂は流動量が小さい傾向にあり、小さな面積の開口を多数用意するほうが、大きな面積の開口を少数用意するよりも、樹脂の流動および平滑化がスムーズに行われる。また、モールド９を樹脂層８に当接する際の条件が低温、低圧、短時間である場合も流動量は小さくなる傾向がある。よって、この場合にも、小さな開口パターンを高密度に設定することが好ましい。一例として、ガラス転移点が１００℃近傍、塗布前の粘度が５００〜１０００ｃＰ、固形分濃度が１０〜２０％の樹脂材料を用い、１０μm程度の膜厚の樹脂層を得る場合を考える。この場合は、５０〜１００μｍの径を有する開口パターン１１を１００〜２００μｍのピッチで形成することが有効である。
いずれにしても、１回目の塗布および平滑化で十分な厚みの樹脂層を形成しておきながら、新たな凹部形成工程と平滑化工程を少なくとも１回ずつ行うことにより、十分に平滑化された薄膜の樹脂層を確実に形成することが可能となる。
（検証例）
以下、図４（ａ）〜（ｊ）を参照しながら、インクジェットプリントヘッドの製造工程の検証例を具体的に説明する。
以下、図４（ａ）〜（ｊ）を参照しながら、インクジェットプリントヘッドの製造工程の検証例を具体的に説明する。
まず、基板１としてインクを吐出させるための複数のヒータ、これを駆動させるためのドライバ、およびロジック回路が形成されたシリコン基板１を用意した（図４（ａ））。次いで、基板１上に光崩壊性ポジ型レジストからなる樹脂層８を形成した（図４（ｂ））。光崩壊性ポジ型レジストとしては、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ―１０１０）を樹脂濃度が２０ｗｔ％になるように調製したものを用意した。そして、これをスピンコート法によって基板１に塗布し、１２０℃のホットプレート上にて３分間、引き続き窒素置換された１５０℃のオーブンにて３０分間のプリベークを行った。
そして、真空チャンバー内において、接触面１７が平坦に研磨されたモールド９を樹脂層８の上位に配置し、東芝機械社製プレス装置（ＳＴ―２００）を用いて、基板１および樹脂層８を上下より加温且つ加圧した（図４（ｃ））。そして、樹脂層８の凹凸および開口パターン１１が充填されたのを確認後、モールド９を樹脂層８より離間した。これにより、ｄ＝２０μｍ膜厚のポジ型レジスト層が得られた。
次に、ウシオ電機製Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置ＵＸ−３０００（商品名）を用い、開口パターンの描かれたマスク１０を介した状態で、露光量１８０００ｍＪ／ｃｍ2のＤｅｅｐ−ＵＶ光を樹脂層８に照射した（図４（ｄ））。そして、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）＝２／３溶液により現像し、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）を用いてリンス処理を行うことで、基板１上に開口パターン１１を形成した（図４（ｅ））。
さらに、真空チャンバー内において、再び東芝機械社製プレス装置（ＳＴ―２００）を用いて、基板１および樹脂層８を上下より加温且つ加圧した（図４（ｆ））。そして、樹脂層８に形成された開口パターン１１が充填されたのを確認後、モールド９を樹脂層８より離間した（図４（ｇ））。これにより、ｄ＝５μｍ膜厚のポジ型レジスト層が得られた。
その後、ウシオ電機製Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置ＵＸ−３０００（商品名）を用い、流路型パターンの描かれたマスクを介した状態で、露光量１８０００ｍＪ／ｃｍ2のＤｅｅｐ−ＵＶ光を樹脂層８に照射した。そして、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）＝２/３溶液により現像し、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）を用いてリンス処理を行うことで、基板１上に流路型パターン１２を形成した（図４（ｈ））。
次いで、流路型パターン１２上に、光硬化性の樹脂を被覆させて光硬化性樹脂層１３を形成した。この際、光硬化性樹脂としては下記に示す組成のレジスト溶液を使用した。
ＥＨＰＥ―３１５０（商品名、ダイセル化学工業社製） １００重量部
ＨＦＡＢ(商品名、セントラル硝子社製) ２０重量部
Ａ―１８７（商品名、日本ユニカー社製） ５重量部
ＳＰ１７０（商品名、旭電化工業社製） ２重量部
キシレン ８０重量部
そして、上記レジスト溶液を、スピンコート法によって流路型パターン１２上に塗布し、９０℃のホットプレート上にて３分間のプリベークを行った。その結果、１０μｍ（平板上）の厚みを有する光硬化性樹脂層１３を形成した。
ＥＨＰＥ―３１５０（商品名、ダイセル化学工業社製） １００重量部
ＨＦＡＢ(商品名、セントラル硝子社製) ２０重量部
Ａ―１８７（商品名、日本ユニカー社製） ５重量部
ＳＰ１７０（商品名、旭電化工業社製） ２重量部
キシレン ８０重量部
そして、上記レジスト溶液を、スピンコート法によって流路型パターン１２上に塗布し、９０℃のホットプレート上にて３分間のプリベークを行った。その結果、１０μｍ（平板上）の厚みを有する光硬化性樹脂層１３を形成した。
さらに、マスクアライナーＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン製）を用い、吐出口パターンが描かれたマスクを介して、３０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量にてパターン露光した後、９０℃で１８０秒のＰＥＢを行い、これを硬化させた。そして、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／３溶液を用いて現像し、キシレンを用いてリンス処理を行うことで、光硬化性樹脂層１３に複数の吐出口３を形成した（図４（ｉ））。
次いで、基板１の表面に保護層を塗布し、基板１の裏面にポジ型レジストでスリット状のエッチングマスクを形成し、住友精密社Ｐｅｇａｓｕｓを用いてドライエッチングを行うことにより、共通供給口１４を形成した。さらに、保護層を除去した後、ウシオ電機製Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置ＵＸ−３０００（商品名）を用いて７０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で全面に露光し、流路型パターン１２を構成する樹脂を溶化した。そして、乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬することで、流路型パターン１２を除去し、インクジェットプリントヘッドを完成させた（図４（ｊ））。
以上の方法で製造したインクジェットプリントヘッドでは、５μｍの高さを有する液路を一様に延在させることが出来た。よって、所定のプリント装置に搭載し、プリント動作を行った場合、吐出量が揃った小液滴を、複数の戸出口から一様且つ安定して吐出させることができ、高品位な出力画像が確認された。
（第２の実施形態）
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図４（ａ）〜（ｉ）に従ってインクジェットプリントヘッドを製造する。ただし、本実施形態では、開口パターン１１をドライエッチング法によって形成するものとする。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図４（ａ）〜（ｉ）に従ってインクジェットプリントヘッドを製造する。ただし、本実施形態では、開口パターン１１をドライエッチング法によって形成するものとする。
まず、基板１としてインクを吐出させるための複数のヒータ、これを駆動させるためのドライバ、およびロジック回路が形成されたシリコン基板１を用意し（図４（ａ））、基板１上に光崩壊性ポジ型レジストからなる樹脂層８を形成する（図４（ｂ））。
そして、真空チャンバー内において、接触面１７が平坦に研磨されたモールド９を樹脂層８の上位に配置し、東芝機械社製プレス装置（ＳＴ―２００）を用いて、基板１および樹脂層８を上下より加温且つ加圧する（図４（ｃ））。さらに、樹脂層８の凹凸および開口パターン１１が充填されたのを確認後、モールド９を樹脂層８より離間する。これにより、ｄ＝２０μｍ膜厚のポジ型レジスト層が得られた。
次に、樹脂層８上にエッチングマスクとなる耐エッチングレジスト層（東京応化工業製ＴＨＭＲ―ＩＰ５７００）を形成する。そして、開口パターンが描かれたフォトマスクを介して露光することにより、マスク領域以外の耐エッチングレジスト層を除去し、ポジ型レジスト層上に耐エッチングレジスト層のパターンを形成する。その後、ドライエッチング処理を行うことによって、耐エッチングレジスト層によってパターンが形成された領域以外のポジ型レジストを除去し、さらに残存する耐エッチングレジスト層を除去することによって、ポジ型レジスト層に開口パターン１１を形成する。その後の工程、すなわち図４（ｆ）〜（ｊ）の工程は第１の実施形態と同様とする。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、樹脂層の薄膜化工程を複数の段階に分けて行うことにより、徐々に目標の厚みに調整しても良い。
以上の方法で製造したインクジェットプリントヘッドでは、いずれの吐出口領域においても、５μｍの高さを有する液路を一様に延在させることが出来た。そして、所定のプリント装置に搭載し、プリント動作を行ったところ、個々の吐出口より小液滴を一様且つ安定して吐出することが可能となり、高品位な出力画像が確認された。
以上の実施形態によれば、１回目の塗布および平滑化で十分な厚みの樹脂層を形成しておきながら、新たな凹部の形成工程と平滑化工程を少なくとも１回ずつ繰り返すことにより、十分に平滑化された薄膜の樹脂層を確実に形成することが可能となった。
なお、以上では、流路型パターン１２を形成するための樹脂として、除去の容易性の観点からポジ型の感光性樹脂を用いたが、ネガ型の樹脂を用いることも出来る。また、感光性ではなく感熱性の樹脂を用い、加熱することによって樹脂を流動化させるようにしても良い。
また、第１の実施形態ではマスク１０を介した露光工程によって、第２の実施形態ではドライエッチングによって、樹脂層８に開口パターン１１を形成する例を説明したが、本発明の開口パターン形成は、このような方法に限定されるものではない。例えば、レーザー工を照射することによって、凹部を形成するようにしても良い。いずれの方法を採用するにせよ、２回目以降の平滑化工程の前に薄膜化の程度に応じた凹部を樹脂層８に形成できれば、本発明の範疇である。
さらに、上記実施形態では、平滑面を有するモールド９を平滑化部材として樹脂層８に接触させたが、本発明はこれに限定されるものでもない。例えば、樹脂層８の表面に接触させながら一定の高さに保持されたローラを回転移動させることによっても、樹脂層８の表面を平滑にすることはできる。また、加熱によって樹脂の流動を促す方法や樹脂の溶媒含有量を調整して、樹脂層８の表面をレベリングする方法も採用可能である。
さらにまた、上記実施形態ではプリント装置に装着するインクジェットプリントヘッドを例に説明したが、本発明の液体吐出ヘッドは様々な分野に適用することが可能である。プリント装置のほか、複写機やファクシミリに搭載することも出来るし、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置にも搭載可能である。無論、吐出する液体も画像をプリントするためのインクに限ることはなく、例えば、バイオッチップ作成や電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出することなど、様々な用途に用いることができる。
また、本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に限らず、基板上に形成した樹脂層の表面を平滑化したい場合に適用することができる。例えば、半導体製造工程において、樹脂層の表面を平滑化する工程等が挙げられる。
１ 基板
４ 供給口
６ エネルギ発生素子
８ 樹脂層
９ モールド（平滑化部材）
１０ マスク
１１ 開口パターン
４ 供給口
６ エネルギ発生素子
８ 樹脂層
９ モールド（平滑化部材）
１０ マスク
１１ 開口パターン
Claims (19)
- エネルギ発生素子、該エネルギ発生素子に電力を供給するための配線、および液体を供給するための供給口が形成された基板上に、前記エネルギ発生素子に前記供給口より供給された液体を導くための流路が形成された流路形成部材が積層されて成る液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に前記流路となる領域を形成するための樹脂を塗布することによって樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に対し、平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが第１の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第１の平滑化工程と、
前記第１の平滑化工程によって平滑化された前記樹脂層より一部の樹脂を除去することにより、前記樹脂層に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程によって前記凹部が形成された前記樹脂層に対し、前記平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが前記第１の厚みよりも薄い第２の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第２の平滑化工程と
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記凹部形成工程は、前記凹部の複数を前記樹脂層に一様な密度で形成する請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第２の平滑化工程の後に前記凹部形成工程と前記第２の平滑化工程をさらに繰り返すことにより、前記樹脂層の膜厚を段階的に低減させていく請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記凹部形成工程を繰り返すたびに、形成する前記凹部の大きさおよび間隔を段階的に小さくする請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記樹脂は感光性樹脂であり、
前記凹部形成工程では、前記凹部を形成する位置に穴を有するマスクを介して前記樹脂層を露光し現像することにより、前記凹部を前記樹脂層に形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記凹部形成工程では、ドライエッチング法を採用して、前記凹部を前記樹脂層に形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記平滑化部材は、前記樹脂層に接触するための平滑な面を有するモールド部材である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第１および第２の平滑化工程では、前記樹脂層に対し前記平滑化部材を加熱しながら押圧する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第２の平滑化工程の後に行われる工程として、
前記流路となる領域のみの前記樹脂層を残すことにより前記基板上に流路型パターンを形成する工程と、
前記流路型パターンの上に、前記流路形成部材となる樹脂を塗布し硬化させた後、液滴を吐出するための吐出口を形成する工程と、
前記流路型パターンを除去する工程と
を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記凹部形成工程では複数の凹部が形成され、前記凹部の数と大きさは、前記第１の厚みと前記第２の厚みの差に対応づけられている請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 基板上の樹脂層の表面を平滑化する樹脂層の表面の平滑化方法であって、
前記基板上に流路となる領域を形成するための樹脂を塗布することによって樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に対し、平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが第１の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第１の平滑化工程と、
前記第１の平滑化工程によって平滑化された前記樹脂層より一部の樹脂を除去することにより、前記樹脂層に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程によって前記凹部が形成された前記樹脂層に対し、前記平滑化部材を押圧させることにより、前記樹脂層の厚みが前記第１の厚みよりも薄い第２の厚みとなるように前記樹脂層の表面を平滑化する第２の平滑化工程と
を有することを特徴とする樹脂層の表面の平滑化方法。 - 前記凹部形成工程は、前記凹部の複数を前記樹脂層に一様な密度で形成する請求項１１に記載の平滑化方法。
- 前記第２の平滑化工程の後に前記凹部形成工程と前記第２の平滑化工程をさらに繰り返すことにより、前記樹脂層の膜厚を段階的に低減させていく請求項１１または１２に記載の平滑化方法。
- 前記凹部形成工程を繰り返すたびに、形成する前記凹部の大きさおよび間隔を段階的に小さくする請求項１３に記載の平滑化方法。
- 前記樹脂は感光性樹脂であり、
前記凹部形成工程では、前記凹部を形成する位置に穴を有するマスクを介して前記樹脂層を露光し現像することにより、前記凹部を前記樹脂層に形成する請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の平滑化方法。 - 前記凹部形成工程では、ドライエッチング法を採用して、前記凹部を前記樹脂層に形成する請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の平滑化方法。
- 前記平滑化部材は、前記樹脂層に接触するための平滑な面を有するモールド部材である請求項１１ないし１６のいずれか１項に記載の平滑化方法。
- 前記第１および第２の平滑化工程では、前記樹脂層に対し、前記平滑化部材を加熱しながら押圧する請求項１１ないし１７のいずれか１項に記載の平滑化方法。
- 前記凹部形成工程では複数の凹部が形成され、前記凹部の数と大きさは、前記第１の厚みと前記第２の厚みの差に対応づけられている請求項１１から１８のいずれか１項に記載の平滑化方法。
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