JP6719911B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクその他の液体を用いて記録を行う液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

従来、基板を貫通する貫通口（インク供給口）を備えた基板に、ドライフィルムレジストを用いてノズル（吐出口）を形成する液体吐出ヘッドの製造方法が知られている（特許文献１参照）。この方法によれば、貫通口を有する基板上に、基板の下地段差を被覆するように流路層を形成することができ、その上にオリフィスプレート層を形成して、フォトリソグラフィ等によりノズルとなる構造体を形成することが可能である。

米国特許第８０８３３２４号明細書

しかしながら、貫通口が基板面内に粗密配置されている場合、特許文献１に記載されたように基板上の段差を被覆しながら転写を行うと、図５（Ｂ）に示すように、流路層（流路形成部材）２１の表面平坦性を保つことができない場合があった。具体的には、貫通口（液体供給口）端部１１ｂ付近では、周囲に隣接した貫通口が形成されている液体供給口中央部１１ａ付近に比べてレジスト流動が起こりにくくなるため、表面平坦性を保つことができない場合があった。また、そのような表面平坦性を保つことができない流路層上にオリフィスプレート層（吐出口形成部材）３１を形成すると、ノズル高さの制御が困難となる場合があった。

したがって、本発明は、吐出口形成領域端部周辺と吐出口形成領域中央部周辺とで同等の表面平坦性を保つことができ、ノズル高さの制御が容易で、かつ吐出性能が良好な液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板の第１の面上に配置された液体吐出エネルギー発生素子及び電気配線と、基板の前記第１の面から該第１の面と対向する第２の面を貫通する、隣接配置された複数の液体供給口と、液体を吐出するための吐出口と、前記液体供給口から前記吐出口へと前記液体を供給するための流路と、を有する吐出口形成領域を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板は、前記吐出口形成領域の外部に、前記液体供給口とは異なる、少なくとも前記基板の第１の面に開口する開口部を有し、前記基板の第１の面上に、第一のドライフィルムレジストを用いて流路形成部材を形成する工程と、前記流路形成部材上に吐出口形成部材を形成する工程と、前記流路形成部材のうち、前記開口部の上部に位置する流路形成部材の少なくとも一部を硬化させ、前記流路形成部材に前記流路を形成する工程と、前記吐出口形成部材のうち、前記開口部の直上に位置する吐出口形成部材の全部をパターンなしで露光して硬化させ、前記吐出口形成部材に前記吐出口を形成する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、開口部への流路形成部材の流動が起こることによって、吐出口形成領域端部周辺と吐出口形成領域中央部周辺とで同等の表面平坦性を保つことが可能となり、ノズル高さの制御が容易で、かつ吐出性能良好な液体吐出ヘッドを得ることができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視模式図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面模式図である。 本発明の実施例１に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面模式図である。 本発明の実施例１に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を示す上面模式図である。 従来技術に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面模式図である。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板の第１の面上に配置された液体吐出エネルギー発生素子及び電気配線と、基板の前記第１の面から該第１の面と対向する第２の面を貫通する、隣接配置された複数の液体供給口とを有する。さらに、該液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口と、前記液体供給口から前記吐出口へと前記液体を供給するための流路とを有する。このように、本発明に係る液体吐出ヘッドは、以上の構成を有する吐出口形成領域を備えている。以下、図１及び図２を用いて、本発明の液体吐出ヘッドについて説明する。図１は、本発明により製造される液体吐出ヘッドの一例を示す斜視模式図である。また、図２は、図１に示す液体吐出ヘッドの断面模式図である。

図１に示すように、本発明に係る液体吐出ヘッドは、第１の面１ａ上に液体吐出エネルギー発生素子２がｙ方向に所定のピッチで複数個並んで配置された基板１を有する。また、基板１上には、流路２０と、液体吐出エネルギー発生素子２の上方に位置する吐出口（ノズルともいう）３０とが連通して形成されている。さらに、液体吐出エネルギー発生素子２の両側には、流路２０へ液体を供給するための液体供給口１１が、基板１の第１の面１ａから該第１の面に対向する第２の面１ｂに貫通するように、複数個隣接して配置されている。液体吐出エネルギー発生素子２と液体供給口１１とを含むノズル列５は、図１のｘ方向に複数列配置されているが、図中では波線にて省略する。以上の構成を有する液体吐出ヘッドにおいて、液体供給口１１から流路２０内に充填された液体に、液体吐出エネルギー発生素子２によって圧力が加えられると、吐出口３０から液滴が吐出される。そして、吐出された液滴を記録媒体に付着させることによって、記録を行う。

液体吐出エネルギー発生素子上には、絶縁保護膜（不図示）が成膜され、該絶縁保護膜上には、図２に示すように、密着層４が形成されている。本発明に係る液体吐出ヘッドにおいては、基板１の吐出口形成領域（ノズル領域ともいう）６内部には複数の液体供給口１１が隣接配置されている。また、吐出口形成領域６外部、すなわち、前記隣接配置された複数の液体供給口１１の外側には、該液体供給口とは異なる、少なくとも前記基板の第１の面に開口する開口部１２が形成されている。ここで、本発明において、「液体供給口とは異なる」開口部とは、「基板１に形成された開口のうち、液体供給口としては用いられない」開口部を意味する。本発明においては、液体供給口とは別に、該開口部を有することにより、流路形成部材を形成する際に、流路形成部材の開口部への流動が起こり、吐出口形成領域端部周辺と吐出口形成領域中央部周辺とで同等の表面平坦性を保つことが可能となる。その結果、ノズル高さの制御が容易で、かつ吐出性能良好な液体吐出ヘッドを得ることができる。なお、「吐出口形成領域」とは、液体吐出エネルギー発生素子、後に液体吐出を行うための電気配線、液体供給口、流路及び吐出口を有する構造体領域を示す。また、「ノズル高さ」とは、流路高さ及び吐出口高さを含む意味であり、基板１の第一の面１ａから吐出口３０の上面までの高さを表す。

図２に示すように、流路２０の側面を構成する流路壁は流路形成部材２１から形成され、吐出口３０及び流路天井となる部分は吐出口形成部材３１により形成される。なお、絶縁保護膜及び密着層４を、液体供給口１１の開口に合わせてフォトリソグラフィやドライエッチング等によりパターニングすることにより、液体供給口１１が流路２０及び吐出口３０に連通した構成となる。

以上の構成を有する液体吐出ヘッドを得るため、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板の第１の面上に、第一のドライフィルムレジストを用いて流路形成部材を形成する工程と、流路形成部材上に吐出口形成部材を形成する工程と、流路形成部材に流路を形成する工程と、吐出口形成部材に吐出口を形成する工程と、を有する。以下、図３（Ａ）〜（Ｇ）を用いて、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を説明する。なお、図３（Ａ）〜（Ｇ）は、図１に示す液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面模式図である。

まず、図３（Ａ）に示すように、基板１の第１の面１ａ上に、液体吐出エネルギー発生素子（不図示）を複数個配置し、その上に絶縁保護膜（不図示）を形成する。ここで、液体吐出エネルギー発生素子は吐出口形成領域６内部にのみ配置され、吐出口形成領域６外部には配置されない。なお、液体吐出エネルギー発生素子とは、信号を受信すること等によりエネルギーを発生させる素子である。続いて、前記絶縁保護膜上に、密着層４をパターン形成する。密着層４のパターニングは、密着層の材料として感光性樹脂を用いて露光・現像するフォトリソグラフィにより形成する。あるいは、別途マスクを形成した後に、マスクを用いて密着層をドライエッチング等することにより形成してもよい。

基板１は、シリコン等の半導体素子基板として使用可能な材料であれば、特に制限なく使用することができる。特にはシリコンの単結晶を用いることが好ましい。液体吐出エネルギー発生素子の材料としては、ＴａＳｉＮ等の発熱抵抗体であって、電気信号に伴い液体を加熱し吐出エネルギーを与えることができるものを使用することができる。液体吐出エネルギー発生素子は、熱エネルギー発生素子に限定されず、例えば圧電素子を用いてもよい。絶縁保護膜の材料は、ＳｉＮやＳｉＣ、ＳｉＯ等の絶縁膜であり、インクその他の液体から電気配線を保護できるものであれば特に限定されない。また、密着層４の材料は、ポリエーテルアミド樹脂やエポキシ樹脂等、絶縁保護膜と流路形成部材との密着性を確保し、後に流路２０内に充填される液体に対して安定な材料であれば、特に限定されない。

次に、図３（Ｂ）に示すように、密着層４上にマスクレジストをパターニングした後、ドライエッチング等によって、基板１の第１の面１ａから第２の面１ｂに貫通する液体供給口１１及び開口部１２を形成する。図４に示すように、液体供給口１１は、吐出口形成領域６内部に隣接配置され、開口部１２は、該液体供給口の外側、すなわち液体供給口端部１１ｂの外側（吐出口形成領域外部）に形成される。ここで、図３（Ｂ）及び図４において、液体供給口端部１１ｂの外側に開口部１２は２つずつ形成されているが、開口部１２は、少なくとも１つずつ形成すればよく、本実施形態に特に限定されない。

前記絶縁保護膜は、液体供給口１１及び開口部１２の開口に合わせて予めパターニングしてもよく、液体供給口１１及び開口部１２を形成する際に、同時にパターニングしてもよい。液体供給口１１及び開口部１２は、エッチングマスク形成後にドライエッチングを行うことや、レーザー加工により液体の導入孔を形成した後にウェットエッチング等を行うことにより形成することができる。また、本実施形態においては、密着層４をパターニングした後に液体供給口１１及び開口部１２を形成する例を記載したが、これら工程の順序は特に限定されない。

本実施形態において、吐出口形成領域６の外部に形成される開口部１２は、液体供給口端部１１ｂ周辺のレジスト流動を従来よりも起こしやすくして表面平坦性を保つ観点から、液体供給口中央部１１ａと同様の環境となるように加工することが好ましい。具体的には、開口部１２の開口端部と液体供給口端部１１ｂに位置する液体供給口１１の開口端部との距離が、ノズル列５間の距離と同等、すなわち、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満となるように加工することが好ましい。液体供給口の開口端部と開口部の開口端部との距離が０．２ｍｍ以上である場合には、液体供給口端部と開口部との距離が狭くなり過ぎることがない。そのため、液体供給口中央部周辺のレジスト流動量に比べて液体供給口端部周辺のレジスト流動量が局所的に大きくなることはなく、開口部周辺が凹形状に変形することを抑制することができる。また、液体供給口の開口端部と開口部の開口端部との距離が１．０ｍｍ未満である場合には、液体供給口端部と開口部との距離が広くなり過ぎることがない。そのため、液体供給口中央部周辺のレジスト流動量に比べて液体供給口端部周辺のレジスト流動量が局所的に少なくなることがなく、開口部周辺が凸形状に変形することを抑制することができる。

なお、本明細書において、「液体供給口端部１１ｂ」とは、吐出口形成領域６の端部でもあり、吐出口形成領域６内部に隣接配置された複数の液体供給口１１のうち、端部、すなわち、開口部１２と隣接する列に配置された液体供給口の領域を示す。一方、「液体供給口中央部１１ａ」とは、吐出口形成領域６の中央部でもあり、上記液体供給口端部１１ｂ以外の液体供給口の領域を示す。また、「液体供給口の開口端部」とは、液体供給口端部１１ｂに位置する液体供給口１１の開口のうち、開口部１２が配置されている側の、図４に示すｙ軸に沿った開口の端部を示す。そして、「開口部の開口端部」とは、液体供給口端部１１ｂに隣接する列に形成された開口部１２の開口のうち、液体供給口１１が形成されている側の、ｙ軸に沿った開口の端部を示す。すなわち、開口部１２の開口端部と液体供給口１１の開口端部との距離は、図４に示すｄに相当する。なお、開口部１２は、ｙ軸方向の吐出口形成領域の両端部にも、必要に応じて形成することができる。

開口部１２は、少なくとも基板１の第１の面１ａ側に開口を有していれば、基板１を貫通していても貫通していなくてもよい。開口部１２が基板１を貫通しない場合、開口部１２の加工深さはレジスト流動量以上であればよく、１００μｍ以上であることが好ましい。基板１を貫通する開口部を形成する場合、例えば、液体供給口１１の開口幅の広い部分を基板１の第２の面１ｂ側から形成し、基板１の第１の面１ａから液体供給口１１の開口幅の狭い部分を、前記第２の面１ｂ側から形成した部分と連通させる。このようにして、同時に開口部１２を形成することができる。

次に、図３（Ｃ）に示すように、基板１上に、密着層４を被覆するように、支持部材（不図示）に固定された第一のドライフィルムレジストを転写することにより、流路形成部材２１を形成する。ここで、流路形成部材２１は密着層４の段差を全て被覆できればよく、液体供給口１１及び開口部１２の内部へ流路形成部材２１が流入してもよい。密着層４の段差が全て被覆されることにより、後の露光工程等で乱反射等を引き起こし、パターン異常の原因となることや、後の熱工程で孤立した空間に存在する空気が膨張して、ノズル変形の原因となることを抑制することができる。

流路形成部材２１として用いる第一のドライフィルムレジストは、ネガ型感光性樹脂であることが好ましい。ネガ型感光性樹脂としては、例えば、ビスアジド化合物を含有する環化ポリイソプレンやアジドピレンを含有するクレゾールノボラック樹脂、あるいはジアゾニウム塩やオニウム塩を含有するエポキシ樹脂等が挙げられる。また、支持部材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリイミド等、流路形成部材の熱履歴に対して安定な材料であれば、特に限定されない。転写後の流路形成部材２１の膜厚は、転写時の加熱及び加圧によって、転写前に比べて薄くなり、変形した体積分の樹脂が液体供給口１１及び開口部１２へと流れ込む。ここで、転写時の温度と圧力は、流路形成部材２１が軟化して密着層４の段差を被覆することができ、樹脂が変質しない条件であればよく、例えば、６０℃以上１４０℃以下、０．１ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下とすることができる。第一のドライフィルムレジストを基板に転写した後、支持部材を第一のドライフィルムレジストから剥離して、第一のドライフィルムレジスト（流路形成部材２１）のみを基板上に残留させる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、フォトマスクを介して、流路形成部材２１のうち永久膜として残存させる部分を選択的に露光し、露光後の熱処理（以下、ＰＥＢという）を行うことにより、硬化部と未硬化部とを光学的に決定する。本実施形態では、流路形成部材２１としてネガ型感光性樹脂を用いた例を示しているため、露光部分が硬化部となる。該硬化部は、流路壁となる部分に相当する。

ここで、従来の製造方法においては、吐出口形成領域６外部の流路壁とならない部分は露光しない場合があるが、本実施形態では、流路形成部材２１のうち、開口部１２の上部に位置する流路形成部材の少なくとも一部を硬化させることが好ましい。なお、「開口部の上部に位置する流路形成部材」とは、流路形成部材のうち、吐出口形成領域６外部に形成された部分を意味する。図３（Ｄ）では、開口部１２の上部に位置する流路形成部材の全部をパターンなしで露光して硬化させている。但し、開口部１２の上部に位置する流路形成部材の少なくとも一部を硬化させるように、吐出口形成領域内部と同様のパターンや、その他所望のパターンを形成して露光してもよい。本発明においては、開口部１２が形成されていることにより、転写時の吐出口形成領域内外における流路形成部材２１の流動量差が小さくなり、少なくとも吐出口形成領域端部周辺と吐出口形成領域中央部周辺とで表面平坦性が保たれる。

次に、図３（Ｅ）に示すように、流路形成部材２１上に吐出口形成部材３１を形成する。吐出口形成部材３１の形成方法は特に限定されるものではないが、流路形成部材２１と吐出口形成部材３１の感度を調整する観点から、流路形成部材と同様に、支持部材に固定されたドライフィルムレジストの転写により形成することが好ましい。吐出口形成部材３１として用いるドライフィルムレジスト（第二のドライフィルムレジスト）は、ネガ型感光性樹脂であることが好ましい。ネガ型感光性樹脂としては、例えば、ビスアジド化合物を含有する環化ポリイソプレンやアジドピレンを含有するクレゾールノボラック樹脂、あるいはジアゾニウム塩やオニウム塩を含有するエポキシ樹脂等が挙げられる。また、支持部材としては、前記流路形成部材の形成工程において例示したものと同様のものを使用することができる。ここで、転写時の温度と圧力は、吐出口形成部材３１を転写することができ、既に形成されている流路形成部材２１が変形しない条件であればよく、例えば、３０℃以上５０℃以下、０．１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下とすることができる。第二のドライフィルムレジストを転写した後、支持部材を第二のドライフィルムレジストから剥離して、第二のドライフィルムレジスト（吐出口形成部材３１）のみを流路形成部材上に残留させる。

次に、図３（Ｆ）に示すように、フォトマスクを介して、吐出口形成部材３１のうち永久膜として残存させる部分を選択的に露光した後、ＰＥＢを行うことにより、硬化部と未硬化部とを光学的に決定する。本実施形態では、吐出口形成部材３１としてネガ型感光性樹脂を用いた例を示しているため、露光部分が硬化部となる。該硬化部は、吐出口３０を形成する吐出口壁及び流路天井となる部分に相当する。

本実施形態においては、吐出口形成領域内部に吐出口を形成することができ、流路壁が存在する部分の流路天井を形成することができれば、吐出口形成領域外部を露光してもよく、吐出口形成領域内部のみを露光してもよい。本実施形態においては、吐出口形成部材３１のうち、開口部１２の上部に位置する吐出口形成部材の少なくとも一部を硬化させることが好ましい。なお、「開口部の上部に位置する吐出口形成部材」とは、吐出口形成部材のうち、吐出口形成領域６外部に形成された部分を意味する。図３（Ｆ）では、吐出口形成部材のうち、開口部１２の上部に位置する吐出口形成部材３１の全部を、流路形成部材２１と合わせて吐出口形成領域６と一体となるようにパターンなしで露光して硬化させている。但し、開口部１２の上部に位置する吐出口形成部材の少なくとも一部を硬化させるように、吐出口形成領域内部と同様のパターンや、その他所望のパターンを形成して露光してもよい。

吐出口形成部材３１として、流路形成部材２１と同感光型の感光性樹脂を用いる場合、流路形成部材２１よりも感度の高い材料を用いることが好ましい。具体的には、両部材としてネガ型感光性樹脂を用いる場合、吐出口形成部材３１に含まれる光酸発生剤を多くして、流路形成部材２１に含まれる光酸発生剤を少なくすることが挙げられる。それにより、露光工程において吐出口形成部材３１内部には酸が発生するが、流路形成部材２１内部には酸が発生しないため、吐出口形成部材３１のみを選択的にパターニングすることができる。なお、本工程の前に、吐出口形成部材３１の上面に撥液膜を成膜し、その後、露光してもよい。その場合も、本工程において吐出口形成部材３１を露光する際に、流路形成部材２１の未露光部が硬化反応を起こすことはないため、吐出口形成部材のみを選択的にパターニングすることができる。

次に、図３（Ｇ）に示すように、流路形成部材２１と吐出口形成部材３１の未露光部（未硬化部）を溶解可能な液体を用いて、各未露光部を溶解除去し、現像する。ここで、流路形成部材２１及び吐出口形成部材３１は、両部材の未露光部を一括で現像することにより、一括で形成することが好ましい。ここで、「一括で現像する」とは、１回の処理で全ての層を現像することを意味する。本工程において未露光部を除去することにより、流路２０及び吐出口３０が形成される。

以上の工程を経て、吐出口形成領域を備えた液体吐出ヘッド用基板が得られる。そして、該液体吐出ヘッド用基板をダイシングソー等によって切断分離してチップ化し、各チップに液体吐出エネルギー発生素子を駆動させる電気配線の接合を行った後、液体供給用のチップタンク部材を接合する。これにより、液体吐出ヘッドが完成する。

なお、本実施形態では、開口部１２の上部に位置する流路形成部材２１及び吐出口形成部材３１も露光することにより、開口部周辺に、ノズル部となる流路形成部材及び吐出口形成部材を残す構成を示している。但し、開口部内部まで一部充填した流路形成部材を全硬化させることにより、ノズル密着性を向上させることも可能である。また、本発明は、隣接配置された複数の液体供給口の外側（吐出口形成領域の外部）に開口部を有する基板を用いることにより、吐出口形成領域における表面平坦性を保つことができるという効果を奏するものである。本発明の効果が得られる範囲であれば、例えば、図３に示す構成が複数繰り返された構成であっても適用することができる。

［実施例１］
本実施例は、基板１を貫通する開口部１２を設けた後、前記基板上に流路形成部材２１をドライフィルムレジスト転写することにより、流路高さが制御しやすくなるという利点がある。また、開口部内部に一部充填した流路形成部材を硬化させることにより、ノズル密着性が向上するという利点がある。以下、図３を用いて、本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。

図３（Ａ）に示すように、シリコンからなる基板１上に、液体吐出エネルギー発生素子（不図示）を複数個配置し、その上に、ＳｉＯ及びＳｉＮを用いてプラズマＣＶＤによって絶縁保護膜（不図示）を形成した。液体吐出エネルギー発生素子としては、ＴａＳｉＮを用いた。なお、液体吐出エネルギー発生素子は、吐出口形成領域６内部のみに配置した。その後、絶縁保護膜上に、ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層４を形成し、後に液体供給口１１及び開口部１２を形成する部分にパターニングを行った。パターニングは、マスクレジストをパターニングした後、ドライエッチングにより形成した。その後、マスクレジストを除去した。形成された密着層４の厚みは２μｍであった。

次に、図３（Ｂ）及び図４に示すように、密着層４上にマスクレジストをパターニングした後、ボッシュプロセスにより、液体供給口１１及び開口部１２を、基板１の第１の面１ａから第２の面１ｂを貫通するように形成した後、マスクレジストを除去した。ここで、液体供給口１１は吐出口形成領域６内部に形成し、開口部１２は吐出口形成領域６外部に形成した。また、開口部１２は、開口部の開口端部と、液体供給口端部に位置する液体供給口１１の開口端部との距離が０．５ｍｍとなる位置に等ピッチで形成した。

次に、図３（Ｃ）に示すように、転写装置を用いて、絶縁保護膜（不図示）及び密着層４上に、支持部材上に固定したドライフィルム状のネガ型感光性樹脂（第一のドライフィルム）からなる流路形成部材２１を、液体吐出エネルギー発生素子上の厚さが１４μｍとなるように形成した。ネガ型感光性樹脂としては、エポキシ樹脂ＥＨＰＥ３１５０（商品名、ダイセル化学工業製）１００質量部と光カチオン重合触媒ＳＰ−１７２（商品名、旭電化工業製）６質量部とバインダー樹脂ｊＥＲ１００７（商品名、三菱化学製）２０質量部の混合物を用いた。また、支持部材としては、離型処理ＰＥＴフィルムを用いた。転写装置は、ＶＴＭ−２００（商品名、タカトリ製）を使用し、転写時の温度は７０℃、圧力は０．５ＭＰａとした。その後、支持部材を、剥離速度５ｍｍ／ｓにて流路形成部材２１から剥離した。

次に、図３（Ｄ）に示すように、フォトマスクを介して、流路形成部材２１のうち、後に流路壁となる部分及び開口部１２の上部に位置する永久膜として残存させる部分を、キヤノン製のＦＰＡ−３０００ｉ５＋を用いてｉ線（波長３６５ｎｍ）により露光した。露光量は８０００Ｊ／ｍ^２とした。その後、ＰＥＢとして、ホットプレートにて５０℃４分間の加熱を行い、硬化反応を促進した。

次に、図３（Ｅ）に示すように、転写装置を用いて、流路形成部材２１上に、支持部材上に固定したドライフィルム状のネガ型感光性樹脂（第二のドライフィルム）からなる吐出口形成部材３１を厚さ１０μｍで形成した。ネガ型感光性樹脂としては、エポキシ樹脂ＥＨＰＥ３１５０（商品名、ダイセル化学工業製）１００質量部と、光カチオン重合開始剤オニウム塩３質量部との混合物を用いた。該オニウム塩は、前記流路形成部材２１として使用した光カチオン重合触媒ＳＰ−１７２よりも高い感度を有し、低露光量においてもカチオンを生成することができる。支持部材としては、離型処理を施したＰＥＴフィルムを用いた。転写装置は、ＶＴＭ−２００（商品名、タカトリ製）を使用し、転写時の温度は４０℃、圧力は０．３ＭＰａとした。その後、支持部材を、剥離速度５ｍｍ／ｓにて吐出口形成部材３１から剥離した。

次に、図３（Ｆ）に示すように、吐出口形成部材３１のうち、後に流路天井となる部分を、キヤノン製のＦＰＡ−３０００ｉ５＋を用いてｉ線（波長３６５ｎｍ）により露光し、流路天井となる硬化部と、吐出口となる未硬化部を光学的に決定した。露光量は１０００Ｊ／ｍ^２とした。ここで、流路形成部材２１の未露光部にも光照射したが、上記のとおり、材料の光感度を調整しているため、該未露光部は、本工程における吐出口形成部材の露光によっては硬化反応を起こさなかった。露光後、ＰＥＢとしてホットプレートにて９０℃５分間の加熱を行い、硬化反応を促進した。なお、本実施例においては、吐出口形成部材３１のうち、開口部１２の上部に位置する吐出口形成部材の全部をパターンなしで露光することにより、吐出口形成領域内部と吐出口形成領域外部とが一体となった吐出口形成領域を形成した。

次に、図３（Ｇ）に示すように、流路形成部材２１及び吐出口形成部材３１の未硬化部を、該未硬化部を溶解可能な溶剤を用いて溶解除去することによって一括で現像し、流路２０及び吐出口３０を形成した。なお、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルアセテートを使用し、１５分間現像処理を行った。

以上の工程を経て、吐出口形成領域を備えた液体吐出ヘッド用基板を得た。そして、該液体吐出ヘッド用基板をダイシングソー等によって切断分離してチップ化し、各チップに液体吐出エネルギー発生素子を駆動させる電気配線の接合を行った後、液体供給用のチップタンク部材を接合した。これにより、液体吐出ヘッドが完成した。得られた液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、ノズル高さが所定の高さに揃って形成されており、良好な吐出特性を有することが確認された。また、開口部１２へ流入した流路形成部材２１の深さを測定し、ノズル精度と相関を得ることにより、工程管理が容易となった。

［比較例］
図５を用いて、比較例の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。本比較例では、実施例１とは異なり、図５（Ａ）に示すように、吐出口形成領域６外部に開口部を形成せずに流路形成部材２１を形成した以外は、実施例１に準じて液体吐出ヘッドを製造した。

図５（Ｂ）に示すように、液体供給口１１とそれに対応するパターンを形成した密着層４を備えたシリコンからなる基板１上に、実施例１と同様に第一のドライフィルムを転写して流路形成部材２１を形成した後、流路壁となる部分を選択的に露光した。その後、実施例１と同様にＰＥＢを行い、硬化反応を促進した。液体供給口端部１１ｂ周辺には液体供給口が少ないため、レジスト流動が液体供給口中央部１１ａよりも少なくなり、流路形成部材２１の表面が変形した。

その後、図５（Ｃ）に示すように、実施例１と同様に、流路形成部材２１上に吐出口形成部材３１を形成し、永久膜として残存させる部分を露光した。流路形成部材、支持部材として用いた材料及び露光量等は、実施例１と同様である。露光後、ＰＥＢを行い、硬化反応を促進した。その後、流路形成部材２１及び吐出口形成部材３１の未硬化部を一括で現像することにより、流路２０及び吐出口３０を形成した。その結果、流路形成部材の表面と同様に吐出口形成部材３１の表面が変形した。

その後、実施例１と同様にして、流路２０と吐出口３０を有する液体吐出ヘッドを作製した。得られた液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、液体供給口端部周辺の吐出口において印字ヨレが発生した。また、液体吐出ヘッドを観察したところ、吐出口径や流路高さ等の寸法が安定していないことが確認された。

１：基板
１ａ：第１の面
１ｂ：第２の面
４：密着層
６：吐出口形成領域（ノズル領域）
１１：液体供給口
１１ａ：液体供給口中央部
１１ｂ：液体供給口端部
１２：開口部
２０：流路
２１：流路形成部材
３０：吐出口（ノズル）
３１：吐出口形成部材

Claims (11)

1. 基板の第１の面上に配置された液体吐出エネルギー発生素子及び電気配線と、基板の前記第１の面から該第１の面と対向する第２の面を貫通する、隣接配置された複数の液体供給口と、液体を吐出するための吐出口と、前記液体供給口から前記吐出口へと前記液体を供給するための流路と、を有する吐出口形成領域を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記基板は、前記吐出口形成領域の外部に、前記液体供給口とは異なる、少なくとも前記基板の第１の面に開口する開口部を有し、
   前記基板の第１の面上に、第一のドライフィルムレジストを用いて流路形成部材を形成する工程と、
   前記流路形成部材上に吐出口形成部材を形成する工程と、
   前記流路形成部材のうち、前記開口部の上部に位置する流路形成部材の少なくとも一部を硬化させ、前記流路形成部材に前記流路を形成する工程と、
   前記吐出口形成部材のうち、前記開口部の直上に位置する吐出口形成部材の全部をパターンなしで露光して硬化させ、前記吐出口形成部材に前記吐出口を形成する工程と、
   を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記開口部の開口端部と、液体供給口端部に位置する前記液体供給口の開口端部との距離が０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記流路を形成する工程が、前記流路形成部材のうち、前記開口部の上部に位置する流路形成部材の全部をパターンなしで露光して硬化させる工程を含む、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. 基板の第１の面上に配置された液体吐出エネルギー発生素子及び電気配線と、基板の前記第１の面から該第１の面と対向する第２の面を貫通する、隣接配置された複数の液体供給口と、液体を吐出するための吐出口と、前記液体供給口から前記吐出口へと前記液体を供給するための流路と、を有する吐出口形成領域を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記基板は、前記吐出口形成領域の外部に、前記液体供給口とは異なる、少なくとも前記基板の第１の面に開口する開口部を有し、
   前記基板の第１の面上に、第一のドライフィルムレジストを用いて流路形成部材を形成する工程と、
   前記流路形成部材上に吐出口形成部材を形成する工程と、
   前記流路形成部材のうち、前記開口部の上部に位置する流路形成部材の少なくとも一部を硬化させ、前記流路形成部材に前記流路を形成する工程と、
   前記吐出口形成部材に前記吐出口を形成する工程と、
   を有し、
   前記流路を形成する工程が、前記流路形成部材のうち、前記開口部の上部に位置する流路形成部材の全部をパターンなしで露光して硬化させる工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記開口部の開口端部と、液体供給口端部に位置する前記液体供給口の開口端部との距離が０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記吐出口を形成する工程が、前記吐出口形成部材のうち、前記開口部の前記直上以外の上部に位置する吐出口形成部材の少なくとも一部を硬化させる工程を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記開口部は前記基板を前記第１の面から前記第２の面まで貫通している請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記開口部は、前記基板の前記第１の面から前記第２の面を貫通しておらず、前記第１の面からの深さが１００μｍ以上である請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記基板の前記吐出口形成領域では、前記複数の液体供給口が配列して開口しており、前記配列して開口する複数の液体供給口のうち端部の液体供給口の開口の外側に隣接する位置に、前記開口部が開口している請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記配列して開口する複数の液体供給口のうち、両端の液体供給口の開口のそれぞれの外側に隣接する位置に、前記開口部が開口している請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記基板上には段差を有する密着層が形成されており、
    前記流路形成部材を形成する工程において、前記第一のドライフィルムレジストは、前記密着層の前記段差を被覆している請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。