インクジェット記録ヘッドの製造方法
【課題】Ｓｉ基板上のデバイス面を保護してエッチングする面のみをエッチング液に露出し、撥水膜がＳｉ基板のエッチング時に発生する水素ガスに影響のない形態での処理が可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、保護膜でデバイス面を覆った２枚のＳｉ基板を接着し、Ｓｉ基板のエッチング面のみをエッチング液に露出して、Ｓｉ基板のエッチングを行うことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【解決手段】インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、保護膜でデバイス面を覆った２枚のＳｉ基板を接着し、Ｓｉ基板のエッチング面のみをエッチング液に露出して、Ｓｉ基板のエッチングを行うことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を記録媒体に向けて噴射する液体噴射記録（インクジェット記録）に用いられる液体噴射記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出圧力発生素子が設けられた基板に対し垂直方向にインクを吐出する、いわゆるサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドを製造する場合、インク吐出圧力発生素子が形成された基板に貫通口を形成することにより、インク供給口が設けられる。
【０００３】
そしてこのタイプの記録ヘッドでは、インク供給口を介して基板の裏側からインクを供給する方式がとられている。このようなインクジェット記録ヘッドの製造方法としては、例えば、特許文献１や、特許文献２に記載のものが知られている。ここでは、インク吐出圧力発生素子の形成された基板の裏面（インク吐出圧力発生素子の形成されていない面）にサンドブラスト加工、或いは超音波研削加工と言った機械的加工方法によって、前記の貫通口を形成し、その後インク流路となる溝を形成する。
【０００４】
更には、基板の材料にシリコン（Ｓｉ）を用いる場合、インク供給口用の貫通口を基板裏面より化学的エッチングにより形成する方法も提案されている。
【０００５】
Ｓｉ基板に対する化学的エッチングは、形成する回路パターンなどの高密度化の点で有利なアルカリ系のエッチング液を用いた異方性エッチングが一般的に行われている。エッチング液としては、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシド）やＫＯＨ、ヒドラジン等、結晶面によるエッチング速度差を生じるものが用いられる。このような化学的エッチングでは、インク吐出圧力発生素子やその駆動素子等の回路が形成された基板表面がエッチング液にさらされるため、これらの回路を保護する構成が必要となる。そのための構成として、特許文献３で提案されているような、押え治具によってエッチング液の付着を防止する方法がある。
【０００６】
しかしながら、基板表面に治具を用いたエッチング方法にあっては、Ｓｉ基板に対する治具のセッティング不良等により、Ｓｉ基板表面にエッチング液が回り込み、インク吐出圧力発生素子や駆動素子等の回路に損傷を与える場合がある。
【０００７】
また、大量のバッチ処理には多大な時間を要し、事実上バッチ処理を適用できず、生産効率の観点から望ましくない。その点、前記Ｓｉ基板表面にエッチング保護膜を塗布する方法、例えば、ワックスを溶かしてこれをＳｉ基板に塗布したり、ネガレジストのようなゴム溶液を塗布乾燥して保護膜とする方法は、前記課題を最小限にとどめることができ有用である。
【０００８】
一方、近年では、発色性、耐光性等に優れたインク開発が盛んであり、インクジェット記録ヘッドにおいてはインクに対応してヘッド構造も変化している。またインクの改良によりインク吐出口面の撥水性に関しても多様化され、高撥水が望まれるケースがある。高撥水が望まれるケースとしては、インクが粘性を有する場合がある。具体的には、吐出口から噴射されたインクが吐出口近辺に付着することにより、液滴が狙い方向に飛ばないことで印字品位を落とす場合がある。
【０００９】
そこで、インク吐出口面に高撥水膜を形成し、かつインクジェット記録ヘッドの製造工程内で、撥水膜の撥水性の劣化を抑制する必要がある。しかし、高撥水性が要求されるインクジェット記録ヘッドに関しては、撥水膜上に保護膜として環化ゴム系の樹脂をコーティングする際、撥水膜の撥水性により、撥水膜と保護膜の接着が不十分となり、保護膜としての機能が十分に発揮されない。更に、異方性エッチングの際に発生する水素ガスが保護膜である環化ゴムを透過し、撥水膜に接触するため、撥水性を落とす場合がある。
【特許文献１】特開昭６２−２６４９５７号公報
【特許文献２】米国特許第４７８９４２５号公報
【特許文献３】特開２００１−３５８１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、Ｓｉ基板上のデバイス面を保護してエッチングする面のみをエッチング液に露出し、撥水膜がＳｉ基板のエッチング時に発生する水素ガスに影響のない形態での処理が可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有し、以下の工程ａ）からｉ）を含むことを特徴とする。
ａ）エッチングによりＳｉ基板にインク供給口を形成するためのエッチングマスクをＳｉ基板裏面に形成する工程
ｂ）前記Ｓｉ基板の表面にインク流路となる型材を形成する工程
ｃ）前記型材上に被覆感光性樹脂層、撥水層を順次積層する工程
ｄ）前記被覆感光性樹脂層及び撥水層にインク吐出口を形成する工程
ｅ）前記撥水層及びインク吐出口を覆う第１の保護膜を形成する工程
ｆ）前記第１の保護膜を形成した２枚のＳｉ基板を、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて接着する工程
ｇ）前記接着したＳｉ基板をエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する工程
ｈ）前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に第１の保護膜を除去する工程
ｉ）前記インク流路となる型材を除去する工程。
【００１２】
また、前記工程ｆ）と工程ｇ）との間に、前記接着したＳｉ基板の少なくとも接着部分を含む側面を第２の保護膜で覆い、前記接着したＳｉ基板を封止する工程を有し、前記工程ｈ）において、前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１及び第２の保護膜を除去することを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１及び第２の保護膜が、環化ゴム系の樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記エッチング液が、テトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）溶液、ＫＯＨ溶液又はヒドラジン溶液であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記工程ｇ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納可能なカセット内で行うことを特徴とする。
【００１６】
また、前記工程ｈ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納でき、内面にくさびを有するカセット内で、前記接着したＳｉ基板を、前記第１及び第２の保護膜を溶解可能な溶液に浸漬することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、保護膜でデバイス面を覆った２枚のＳｉ基板を接着し、Ｓｉ基板のエッチング面のみをエッチング液に露出することで、エッチング時に発生する水素ガスが、保護膜を通過し、撥水膜に到達することがない。これにより、撥水膜が劣化しないため、印字品位を損なうことがない。更には、治工具等を必要とせず、エッチング時の処理枚数が減ることがないため、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図７に本発明により形成されたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図を、図８に本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの一部を破断して示す模式斜図を示す。本発明により製造されるインクジェット記録ヘッドは、Ｓｉ基板１上に、所定のピッチで２列に並んだインク吐出圧力発生素子２を有する。なお、実際のインクジェット記録ヘッド用基板には、インク吐出圧力発生素子２だけではなく、不図示の配線やインク吐出圧力発生素子２を駆動する駆動素子等が配置されている。
【００２０】
Ｓｉ基板１は、Ｓｉ単結晶体であることが好ましく、インク供給口３の形成を異方性エッチングにより行う場合は、結晶方位１００のシリコン単結晶体であることが好ましい。インク吐出圧力発生素子２は、インク液滴を吐出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、インク液滴がインク吐出口６から吐出可能なものであれば、特に限定されない。
【００２１】
前記インク吐出圧力発生素子２上には、被覆感光性樹脂層４により、インクを保持するためのインク流路７が形成される。また、インク吐出圧力発生素子２の上方には、インク液滴を吐出するインク吐出口６が形成されている。被覆感光性樹脂層４は、感光性樹脂と光重合開始剤を含有する感光性材料であることがパターニング精度の観点から好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２２】
また、被覆感光性樹脂層４上には、撥水層５が形成されており、インク吐出時における吐出口近辺へのインクの付着を防止する。撥水層５の材料としては、撥水性、第１の保護膜との接着性の観点から、フッ素（パープロロ）系撥水剤が好ましい。また、Ｓｉ基板１には、裏面よりエッチングにより形成されたインク供給口３が、インク吐出圧力発生素子２の２つの列の間に開口している。インク供給口３はインク吐出口６とインク流路７を介して連通している。
【００２３】
前記インクジェット記録ヘッドは、インク供給口３を介してインク流路内に充填されたインクに、インク吐出圧力発生素子２によって発生する圧力によりインク吐出口６からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させて記録を行う。
【００２４】
次に、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例について、図面と共に説明する。
【００２５】
［工程ａ）］
図１Ａには、所定のピッチで２列に並んだインク吐出圧力発生素子２を有するＳｉ基板１を示す。なお、実際のＳｉ基板１には、インク吐出圧力発生素子２だけではなく、不図示の配線やインク吐出圧力発生素子２を駆動する駆動素子等が形成されている。まず、前記Ｓｉ基板１のインク吐出圧力発生素子２が配置されている面とは反対の面（Ｓｉ基板裏面）に、エッチングによりインク供給口を形成させるためのエッチングマスク８を形成する（図１Ｂ）。エッチングマスク８としては、エッチング時に使用するエッチング液に耐えうる材料であれば特に限定されないが、耐熱の観点からポリエーテルアミドが好ましい。
【００２６】
［工程ｂ）］
次に、図１Ｃに示すように、インク吐出圧力発生素子２上に、インク流路となる型材９を形成する。型材９の材料としては、ポジ型レジスト等を用いることができる。型材９の形成方法は、スピンコート、バーコート等により塗布後、露光、現像することにより行うことができる。
【００２７】
［工程ｃ）］
次に、型材上に被覆感光性樹脂層４を成膜し、更に被覆感光性樹脂層４上に、撥水層５を成膜する（図１Ｄ）。被覆感光性樹脂層４及び撥水層５は、スピンコート、スリットコート、ラミネート等、所望の膜厚によって適した成膜方法により、順次積層することができる。
【００２８】
［工程ｄ）］
次に、図１Ｅに示すように、インク吐出口６を形成する。インク吐出口６は、Ｓｉ基板面に対して垂直方向から露光し、現像することで形成することができる。
【００２９】
［工程ｅ）］
次に、インク吐出口６が形成された被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を、次工程で実施するＳｉ基板１のエッチングに用いるエッチング液から保護するため、撥水層５及びインク吐出口を覆う第１の保護膜１０の形成を行う（図１Ｆ）。第１の保護膜１０の材料としては、次工程のアルカリエッチングにおいて耐アルカリ性を有し、Ｓｉ基板１、被覆感光性樹脂層４及び撥水層５との密着性に優れ、機能素子を化学的に犯すことがなく、エッチング後容易に除去可能なものであることが好ましい。例えば、環化ゴム（ビスアジド）系の樹脂やワックス等を用いることができる。環化ゴム系の樹脂は、常温でコーティング可能で、アルカリエッチング液に対する耐性に優れるため好ましい。環化ゴム系の樹脂としては、従来からフォトリソグラフィーで用いられているネガ型のフォトレジストや、該フォトレジストから感光基を除いたもの等を用いることができる。例えば、東京応化工業製のネガレジスト「ＯＭＲ−８３」（商品名）、前記「ＯＭＲ−８３」から感光基を除いた「ＯＢＣ」（商品名）等を挙げることができる。第１の保護膜形成は、スピンコート、バーコート等により行うことができる。なお、第１の保護膜１０の形成において、インク吐出口６やその他デバイス面上の複雑な構造の凹部がすべて第１の保護膜１０で埋められなくても構わない。
【００３０】
［工程ｆ）］
前記第１の保護膜１０を形成したＳｉ基板１を２枚作製し、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて重ねる。次に、前記２枚のＳｉ基板を押し付けプレート１１の上に載せる（図１Ｇ）。押し付けプレート１１は、後述する第２の保護膜１２形成の際に、第１及び第２の保護膜材料を溶解する溶媒に腐食されない金属、テフロン（登録商標）等からなるものを用いる。
【００３１】
次に、もう一つの押し付けプレート１１により、前記２枚のＳｉ基板を上方から挟み込み、圧力をかける（図１Ｈ）。前記圧力としては、２枚のＳｉ基板が十分に接着可能な圧力であり、かつＳｉ基板を破壊しない圧力（１Ｋｇ／ｃｍ2〜５Ｋｇ／ｃｍ2程度）で行うことができる。このとき、接着したＳｉ基板の接着部分には、第１の保護膜１０が充分成膜されていない箇所があるため、このままエッチング液に浸すとエッチング液が内部に侵入し、不良となる場合がある（図２）。これを防ぐため、第２の保護膜１２を前記接着部分に垂らし、前記接着したＳｉ基板を回転させながら第２の保護膜１２で少なくとも接着部分を含む側面を覆い、接着したＳｉ基板を封止することが好ましい（図３）。前記接着部分に垂らす第２の保護膜１２は、粘性がないとほとんどが流れ落ちてしまい、隙間を埋めることができない。隙間を埋めるためにある程度粘度を持つ必要があり、具体的には０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃＰ）以上の環化ゴムが好ましい。なお、第１の保護膜１０と第２の保護膜１２の材料は同一の材料であってもよい。
【００３２】
［工程ｇ）］
次に、エッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する。エッチング液としては、結晶面によるエッチング速度差を生じるものが用いられ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシド）溶液、ＫＯＨ溶液、ヒドラジン溶液等を用いることができる。異方性エッチングによるインク供給口の形成は、図４に示すように、第１及び第２の保護膜１０、１２によって接着したＳｉ基板１６をエッチング用カセット１４に収納し、エッチング用カセット内でエッチング液に浸漬して行うことが好ましい。エッチング用カセット１４は、仕切り１５によって内部が区切られており、Ｓｉ基板を複数収納可能なため、複数枚を同時にエッチング処理することができる。したがって、エッチング用カセット１４を用いることにより、バッジ処理でも一度に複数枚処理することができるため、生産効率の観点から好ましい。次に、エッチングマスク８を、酸素プラズマを用いたドライエッチング法、ウエット剥離等により除去する。前記ドライエッチング法で使用するドライエッチング装置は、枚葉式、バレル型、平行平板等、様々な方式のドライエッチング装置が存在するが、特に限定されない。
【００３３】
［工程ｈ）］
次に、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去及び接着したＳｉ基板の剥離を行う。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去に関しては、第１及び第２の保護膜１０、１２を溶解可能な溶媒に浸漬することにより、除去することができる。このとき、図５に示すような、内面に複数個所配置されたくさび１８を有する保護膜除去用カセット１７を使用することで、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去と同時に前記接着したＳｉ基板を１枚ずつ分離することができるため、好ましい。
【００３４】
［工程ｉ）］
次に、図６に示すように、インク流路を形成すべく、型材９を溶解可能な溶液に浸漬して溶解除去する。以上の工程により、本発明におけるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００３５】
前記インクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更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搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。なお、本発明において、「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法について、実施例と共に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
本実施例では、図１Ａに示すＳｉ基板１には結晶方位１００のシリコン単結晶体を用いた。また、インク圧力発生素子２には、ヒータ（不図示）とこれに電気信号を供給する半導体回路とが形成されている基板を用いた。
【００３８】
まず、前記Ｓｉ基板１のインク吐出圧力発生素子２が配置されている面とは反対の面に、エッチングによりインク供給口を形成させるためのエッチングマスク８を形成した（図１Ｂ）。本実施例ではエッチングマスク８の材料として、ポリエーテルアミドを使用した。エッチングマスク８の形成方法は、まずＳｉ基板１にポリエーテルアミドを溶解した溶液をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化した。その後、硬化したポリエーテルアミド層にポジ型レジストである「ＯＦＰＲ−８００」（商品名、東京応化工業（株）製）をスピンコートにより塗布した。その後、「ＭＰＡ−６００」（商品名、キヤノンＭＪ（株）製）により露光、ＴＭＡＨ２.３８質量％により現像後、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離して行った。
【００３９】
次に、図１Ｃに示すように、インク吐出圧力発生素子２上に、インク流路となる型材９を形成した。本実施例では、型材９にはポジ型レジストである「ＯＤＵＲ１０１０」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。型材９の形成方法は、前記ポジ型レジストをスピンコートにより塗布後、「ＵＸ−３０００」（商品名、ウシオ電機社製アライナー）により露光、メチルイソブチルケトンにより現像することにより行った。
【００４０】
次に、型材９上に被覆感光性樹脂層４を成膜し、更に被覆感光性樹脂層４上に、撥水層５を成膜した（図１Ｄ）。本実施例では、被覆感光性樹脂層４の材料として以下に示す構成材１、撥水層５の材料としてフッ素（パープロロ）系撥水剤を用いた。また、成膜は、被覆感光性樹脂層４、撥水層５共にスピンコートにて行った。
【００４１】
（構成材１）
エポキシ樹脂（商品名：「ＥＨＰＥ−３１５８」、ダイセル化学（株）製）：１００質量部
シランカップリング材（商品名：「Ａ−１８７」、日本ユニカー（株）製）：１質量部
光カチオン重合開始剤（商品名：「ＳＰ−１７０」、旭電化工業（株）製：１．５質量部
カチオン重合阻害剤（トリエタノールアミン）：「ＳＰ−１７０」に対して１３モル％。
【００４２】
なお、被覆感光性樹脂層４、撥水層５をスピンコートで塗布して形成する際、構成材１、フッ素系撥水材を溶解する溶媒として、型材９を溶解しない溶媒を用いる必要がある。本実施例では、前記溶媒としてメチルイソブチルケトン／キシレン混合溶媒を用い、６０質量％の濃度として用いた。
【００４３】
次に、図１Ｅに示すように、インク吐出口６を形成した。インク吐出口６は、Ｓｉ基板面に対して垂直方向から本実施形態の場合、露光は「ＭＰＡ−６００」（商品名：キヤノンＭＪ（株）社製）を使用し、露光は１０００ｍＪ／ｃｍ2で行った。前記露光機は、２９０〜４００ｎｍ領域のＵＶ光を照射し、メチルイソブチルケトン／キシレン混合液により現像することで形成した。
【００４４】
次に、インク吐出口６が形成された被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を、次工程で実施するＳｉ基板１のエッチングに用いるエッチング液から保護するため、撥水層５の上に第１の保護膜１０の形成を行った（図１Ｆ）。本実施例では、第１の保護膜１０の材料として、環化ゴム「ＯＢＣ５００Ｃｐ」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。第１の保護膜１０の形成は、スピンコートにより行った。なお、第１の保護膜１０に使用されている溶媒としては、被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を溶解しない溶媒を用いる必要がある。本実施例では、前記溶媒としてキシレンを用いた。前記第１の保護膜１０を形成したＳｉ基板１を２枚作製し、互いに第１の保護膜１０面を向かい合わせて重ねた。この時、２枚のＳｉ基板の端面を、アライメント機構、具体的には挟み込む機構を備えた装置で挟み、固定した。
【００４５】
次に、前記２枚のＳｉ基板を押し付けプレート１１の上に載せた（図１Ｇ）。本実施例で用いた押し付けプレート１１には、テフロン（登録商標）からなる押し付けプレートを用いた。次に、もう一つの押し付けプレート１１により、前記２枚のＳｉ基板を上方から挟み込み、圧力をかけた（図１Ｈ）。本実施例でかけた圧力は、１Ｋｇ／ｃｍ2であった。
【００４６】
次に、第２の保護膜１２を前記接着部分に垂らし、前記接着したＳｉ基板を回転させながら第２の保護膜１２ですき間を埋めた（図３）。本実施例では、接着部分に垂らす第２の保護膜１２には、Ｓｉ基板の接着前に成膜した第１の保護膜１０同様「ＯＢＣ５００Ｃｐ」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。
【００４７】
次に、図４に示すように、第１及び第２の保護膜１０、１２によって貼り合わされたＳｉ基板１６をエッチング用カセット１４に収納し、エッチング用カセット１４内でエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口３を形成した。本実施例では、エッチング液にテトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）２２質量％溶液を用い、エッチング液温度８０℃にて１６時間、異方性エッチングを行うことにより、インク供給口３を形成した。次に、エッチングマスク８を酸素プラズマを用いたドライエッチング法により除去した。本実施例では、生産効率を高めるため、両面エッチング可能な「ケミカルドライエッチング装置 ＣＤＥ７−４」（商品名、芝浦メカトロニクス社製）にて行った。
【００４８】
次に、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去及び接着したＳｉ基板の剥離を行った。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去に関しては、本実施例で用いた「ＯＢＣ５００Ｃｐ」の場合、キシレンを用いることにより、除去することができる。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去方式としては、キシレンの溜め槽に前記接着したＳｉ基板を浸漬させて行った。前記キシレンの溜め槽には、図５に示す内面に複数個所配置されたくさび１８を有する保護膜除去用カセット１７を使用した。
【００４９】
次に、図７に示すように、インク流路を形成すべく、型材９を乳酸メチル溶液に浸漬して溶解除去した。以上の工程により、本実施例におけるインクジェット記録ヘッドを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板の断面模式図である。
【図１Ｂ】Ｓｉ基板を貫通させる為のマスク形成後の断面模式図である。
【図１Ｃ】インク流路となる型材形成後の断面模式図である。
【図１Ｄ】被覆感光性樹脂層と撥水層を成膜後の断面模式図である。
【図１Ｅ】インク吐出口形成後の断面模式図である。
【図１Ｆ】スピンコートにて撥水層上に第１の保護膜を成膜した側面模式図である。
【図１Ｇ】第１の保護膜形成後もう一対の基板を重ね合わせた側面模式図である。
【図１Ｈ】貼り合せた基板を上下から押した状態を示す側面模式図である。
【図２】第１の保護膜による保護が不完全で、貼り合わせた基板に隙間がある状態を示す側面模式図である。
【図３】エッジに第２の保護膜を塗布している状態を示す側面模式図である。
【図４】接着したのＳｉ基板をエッチング用カセットに収納し異方性エッチングを実施する形態模式図である。
【図５】第１及び第２の保護膜剥離時の形態模式図である。
【図６】第１及び第２の保護膜剥離後の断面模式図である。
【図７】本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。
【図８】本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの一部を破断して示す模式斜図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ Ｓｉ基板
２ インク吐出圧力発生素子
３ インク供給口
４ 被覆感光性樹脂層
５ 撥水層
６ インク吐出口
７ インク流路
８ エッチングマスク
９ 型材
１０ 第１の保護膜
１１ 押し付けプレート
１２ 第２の保護膜
１３ 保護膜ディスペンスノズル
１４ エッチング用カセット
１５ 仕切り
１６ 保護膜１０によって接着したＳｉ基板
１７ 保護膜除去用カセット
１８ くさび
１９ 仕切り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を記録媒体に向けて噴射する液体噴射記録（インクジェット記録）に用いられる液体噴射記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出圧力発生素子が設けられた基板に対し垂直方向にインクを吐出する、いわゆるサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドを製造する場合、インク吐出圧力発生素子が形成された基板に貫通口を形成することにより、インク供給口が設けられる。
【０００３】
そしてこのタイプの記録ヘッドでは、インク供給口を介して基板の裏側からインクを供給する方式がとられている。このようなインクジェット記録ヘッドの製造方法としては、例えば、特許文献１や、特許文献２に記載のものが知られている。ここでは、インク吐出圧力発生素子の形成された基板の裏面（インク吐出圧力発生素子の形成されていない面）にサンドブラスト加工、或いは超音波研削加工と言った機械的加工方法によって、前記の貫通口を形成し、その後インク流路となる溝を形成する。
【０００４】
更には、基板の材料にシリコン（Ｓｉ）を用いる場合、インク供給口用の貫通口を基板裏面より化学的エッチングにより形成する方法も提案されている。
【０００５】
Ｓｉ基板に対する化学的エッチングは、形成する回路パターンなどの高密度化の点で有利なアルカリ系のエッチング液を用いた異方性エッチングが一般的に行われている。エッチング液としては、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシド）やＫＯＨ、ヒドラジン等、結晶面によるエッチング速度差を生じるものが用いられる。このような化学的エッチングでは、インク吐出圧力発生素子やその駆動素子等の回路が形成された基板表面がエッチング液にさらされるため、これらの回路を保護する構成が必要となる。そのための構成として、特許文献３で提案されているような、押え治具によってエッチング液の付着を防止する方法がある。
【０００６】
しかしながら、基板表面に治具を用いたエッチング方法にあっては、Ｓｉ基板に対する治具のセッティング不良等により、Ｓｉ基板表面にエッチング液が回り込み、インク吐出圧力発生素子や駆動素子等の回路に損傷を与える場合がある。
【０００７】
また、大量のバッチ処理には多大な時間を要し、事実上バッチ処理を適用できず、生産効率の観点から望ましくない。その点、前記Ｓｉ基板表面にエッチング保護膜を塗布する方法、例えば、ワックスを溶かしてこれをＳｉ基板に塗布したり、ネガレジストのようなゴム溶液を塗布乾燥して保護膜とする方法は、前記課題を最小限にとどめることができ有用である。
【０００８】
一方、近年では、発色性、耐光性等に優れたインク開発が盛んであり、インクジェット記録ヘッドにおいてはインクに対応してヘッド構造も変化している。またインクの改良によりインク吐出口面の撥水性に関しても多様化され、高撥水が望まれるケースがある。高撥水が望まれるケースとしては、インクが粘性を有する場合がある。具体的には、吐出口から噴射されたインクが吐出口近辺に付着することにより、液滴が狙い方向に飛ばないことで印字品位を落とす場合がある。
【０００９】
そこで、インク吐出口面に高撥水膜を形成し、かつインクジェット記録ヘッドの製造工程内で、撥水膜の撥水性の劣化を抑制する必要がある。しかし、高撥水性が要求されるインクジェット記録ヘッドに関しては、撥水膜上に保護膜として環化ゴム系の樹脂をコーティングする際、撥水膜の撥水性により、撥水膜と保護膜の接着が不十分となり、保護膜としての機能が十分に発揮されない。更に、異方性エッチングの際に発生する水素ガスが保護膜である環化ゴムを透過し、撥水膜に接触するため、撥水性を落とす場合がある。
【特許文献１】特開昭６２−２６４９５７号公報
【特許文献２】米国特許第４７８９４２５号公報
【特許文献３】特開２００１−３５８１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、Ｓｉ基板上のデバイス面を保護してエッチングする面のみをエッチング液に露出し、撥水膜がＳｉ基板のエッチング時に発生する水素ガスに影響のない形態での処理が可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有し、以下の工程ａ）からｉ）を含むことを特徴とする。
ａ）エッチングによりＳｉ基板にインク供給口を形成するためのエッチングマスクをＳｉ基板裏面に形成する工程
ｂ）前記Ｓｉ基板の表面にインク流路となる型材を形成する工程
ｃ）前記型材上に被覆感光性樹脂層、撥水層を順次積層する工程
ｄ）前記被覆感光性樹脂層及び撥水層にインク吐出口を形成する工程
ｅ）前記撥水層及びインク吐出口を覆う第１の保護膜を形成する工程
ｆ）前記第１の保護膜を形成した２枚のＳｉ基板を、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて接着する工程
ｇ）前記接着したＳｉ基板をエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する工程
ｈ）前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に第１の保護膜を除去する工程
ｉ）前記インク流路となる型材を除去する工程。
【００１２】
また、前記工程ｆ）と工程ｇ）との間に、前記接着したＳｉ基板の少なくとも接着部分を含む側面を第２の保護膜で覆い、前記接着したＳｉ基板を封止する工程を有し、前記工程ｈ）において、前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１及び第２の保護膜を除去することを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１及び第２の保護膜が、環化ゴム系の樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記エッチング液が、テトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）溶液、ＫＯＨ溶液又はヒドラジン溶液であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記工程ｇ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納可能なカセット内で行うことを特徴とする。
【００１６】
また、前記工程ｈ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納でき、内面にくさびを有するカセット内で、前記接着したＳｉ基板を、前記第１及び第２の保護膜を溶解可能な溶液に浸漬することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、保護膜でデバイス面を覆った２枚のＳｉ基板を接着し、Ｓｉ基板のエッチング面のみをエッチング液に露出することで、エッチング時に発生する水素ガスが、保護膜を通過し、撥水膜に到達することがない。これにより、撥水膜が劣化しないため、印字品位を損なうことがない。更には、治工具等を必要とせず、エッチング時の処理枚数が減ることがないため、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図７に本発明により形成されたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図を、図８に本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの一部を破断して示す模式斜図を示す。本発明により製造されるインクジェット記録ヘッドは、Ｓｉ基板１上に、所定のピッチで２列に並んだインク吐出圧力発生素子２を有する。なお、実際のインクジェット記録ヘッド用基板には、インク吐出圧力発生素子２だけではなく、不図示の配線やインク吐出圧力発生素子２を駆動する駆動素子等が配置されている。
【００２０】
Ｓｉ基板１は、Ｓｉ単結晶体であることが好ましく、インク供給口３の形成を異方性エッチングにより行う場合は、結晶方位１００のシリコン単結晶体であることが好ましい。インク吐出圧力発生素子２は、インク液滴を吐出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、インク液滴がインク吐出口６から吐出可能なものであれば、特に限定されない。
【００２１】
前記インク吐出圧力発生素子２上には、被覆感光性樹脂層４により、インクを保持するためのインク流路７が形成される。また、インク吐出圧力発生素子２の上方には、インク液滴を吐出するインク吐出口６が形成されている。被覆感光性樹脂層４は、感光性樹脂と光重合開始剤を含有する感光性材料であることがパターニング精度の観点から好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２２】
また、被覆感光性樹脂層４上には、撥水層５が形成されており、インク吐出時における吐出口近辺へのインクの付着を防止する。撥水層５の材料としては、撥水性、第１の保護膜との接着性の観点から、フッ素（パープロロ）系撥水剤が好ましい。また、Ｓｉ基板１には、裏面よりエッチングにより形成されたインク供給口３が、インク吐出圧力発生素子２の２つの列の間に開口している。インク供給口３はインク吐出口６とインク流路７を介して連通している。
【００２３】
前記インクジェット記録ヘッドは、インク供給口３を介してインク流路内に充填されたインクに、インク吐出圧力発生素子２によって発生する圧力によりインク吐出口６からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させて記録を行う。
【００２４】
次に、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例について、図面と共に説明する。
【００２５】
［工程ａ）］
図１Ａには、所定のピッチで２列に並んだインク吐出圧力発生素子２を有するＳｉ基板１を示す。なお、実際のＳｉ基板１には、インク吐出圧力発生素子２だけではなく、不図示の配線やインク吐出圧力発生素子２を駆動する駆動素子等が形成されている。まず、前記Ｓｉ基板１のインク吐出圧力発生素子２が配置されている面とは反対の面（Ｓｉ基板裏面）に、エッチングによりインク供給口を形成させるためのエッチングマスク８を形成する（図１Ｂ）。エッチングマスク８としては、エッチング時に使用するエッチング液に耐えうる材料であれば特に限定されないが、耐熱の観点からポリエーテルアミドが好ましい。
【００２６】
［工程ｂ）］
次に、図１Ｃに示すように、インク吐出圧力発生素子２上に、インク流路となる型材９を形成する。型材９の材料としては、ポジ型レジスト等を用いることができる。型材９の形成方法は、スピンコート、バーコート等により塗布後、露光、現像することにより行うことができる。
【００２７】
［工程ｃ）］
次に、型材上に被覆感光性樹脂層４を成膜し、更に被覆感光性樹脂層４上に、撥水層５を成膜する（図１Ｄ）。被覆感光性樹脂層４及び撥水層５は、スピンコート、スリットコート、ラミネート等、所望の膜厚によって適した成膜方法により、順次積層することができる。
【００２８】
［工程ｄ）］
次に、図１Ｅに示すように、インク吐出口６を形成する。インク吐出口６は、Ｓｉ基板面に対して垂直方向から露光し、現像することで形成することができる。
【００２９】
［工程ｅ）］
次に、インク吐出口６が形成された被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を、次工程で実施するＳｉ基板１のエッチングに用いるエッチング液から保護するため、撥水層５及びインク吐出口を覆う第１の保護膜１０の形成を行う（図１Ｆ）。第１の保護膜１０の材料としては、次工程のアルカリエッチングにおいて耐アルカリ性を有し、Ｓｉ基板１、被覆感光性樹脂層４及び撥水層５との密着性に優れ、機能素子を化学的に犯すことがなく、エッチング後容易に除去可能なものであることが好ましい。例えば、環化ゴム（ビスアジド）系の樹脂やワックス等を用いることができる。環化ゴム系の樹脂は、常温でコーティング可能で、アルカリエッチング液に対する耐性に優れるため好ましい。環化ゴム系の樹脂としては、従来からフォトリソグラフィーで用いられているネガ型のフォトレジストや、該フォトレジストから感光基を除いたもの等を用いることができる。例えば、東京応化工業製のネガレジスト「ＯＭＲ−８３」（商品名）、前記「ＯＭＲ−８３」から感光基を除いた「ＯＢＣ」（商品名）等を挙げることができる。第１の保護膜形成は、スピンコート、バーコート等により行うことができる。なお、第１の保護膜１０の形成において、インク吐出口６やその他デバイス面上の複雑な構造の凹部がすべて第１の保護膜１０で埋められなくても構わない。
【００３０】
［工程ｆ）］
前記第１の保護膜１０を形成したＳｉ基板１を２枚作製し、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて重ねる。次に、前記２枚のＳｉ基板を押し付けプレート１１の上に載せる（図１Ｇ）。押し付けプレート１１は、後述する第２の保護膜１２形成の際に、第１及び第２の保護膜材料を溶解する溶媒に腐食されない金属、テフロン（登録商標）等からなるものを用いる。
【００３１】
次に、もう一つの押し付けプレート１１により、前記２枚のＳｉ基板を上方から挟み込み、圧力をかける（図１Ｈ）。前記圧力としては、２枚のＳｉ基板が十分に接着可能な圧力であり、かつＳｉ基板を破壊しない圧力（１Ｋｇ／ｃｍ2〜５Ｋｇ／ｃｍ2程度）で行うことができる。このとき、接着したＳｉ基板の接着部分には、第１の保護膜１０が充分成膜されていない箇所があるため、このままエッチング液に浸すとエッチング液が内部に侵入し、不良となる場合がある（図２）。これを防ぐため、第２の保護膜１２を前記接着部分に垂らし、前記接着したＳｉ基板を回転させながら第２の保護膜１２で少なくとも接着部分を含む側面を覆い、接着したＳｉ基板を封止することが好ましい（図３）。前記接着部分に垂らす第２の保護膜１２は、粘性がないとほとんどが流れ落ちてしまい、隙間を埋めることができない。隙間を埋めるためにある程度粘度を持つ必要があり、具体的には０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃＰ）以上の環化ゴムが好ましい。なお、第１の保護膜１０と第２の保護膜１２の材料は同一の材料であってもよい。
【００３２】
［工程ｇ）］
次に、エッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する。エッチング液としては、結晶面によるエッチング速度差を生じるものが用いられ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシド）溶液、ＫＯＨ溶液、ヒドラジン溶液等を用いることができる。異方性エッチングによるインク供給口の形成は、図４に示すように、第１及び第２の保護膜１０、１２によって接着したＳｉ基板１６をエッチング用カセット１４に収納し、エッチング用カセット内でエッチング液に浸漬して行うことが好ましい。エッチング用カセット１４は、仕切り１５によって内部が区切られており、Ｓｉ基板を複数収納可能なため、複数枚を同時にエッチング処理することができる。したがって、エッチング用カセット１４を用いることにより、バッジ処理でも一度に複数枚処理することができるため、生産効率の観点から好ましい。次に、エッチングマスク８を、酸素プラズマを用いたドライエッチング法、ウエット剥離等により除去する。前記ドライエッチング法で使用するドライエッチング装置は、枚葉式、バレル型、平行平板等、様々な方式のドライエッチング装置が存在するが、特に限定されない。
【００３３】
［工程ｈ）］
次に、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去及び接着したＳｉ基板の剥離を行う。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去に関しては、第１及び第２の保護膜１０、１２を溶解可能な溶媒に浸漬することにより、除去することができる。このとき、図５に示すような、内面に複数個所配置されたくさび１８を有する保護膜除去用カセット１７を使用することで、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去と同時に前記接着したＳｉ基板を１枚ずつ分離することができるため、好ましい。
【００３４】
［工程ｉ）］
次に、図６に示すように、インク流路を形成すべく、型材９を溶解可能な溶液に浸漬して溶解除去する。以上の工程により、本発明におけるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００３５】
前記インクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更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搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。なお、本発明において、「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法について、実施例と共に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
本実施例では、図１Ａに示すＳｉ基板１には結晶方位１００のシリコン単結晶体を用いた。また、インク圧力発生素子２には、ヒータ（不図示）とこれに電気信号を供給する半導体回路とが形成されている基板を用いた。
【００３８】
まず、前記Ｓｉ基板１のインク吐出圧力発生素子２が配置されている面とは反対の面に、エッチングによりインク供給口を形成させるためのエッチングマスク８を形成した（図１Ｂ）。本実施例ではエッチングマスク８の材料として、ポリエーテルアミドを使用した。エッチングマスク８の形成方法は、まずＳｉ基板１にポリエーテルアミドを溶解した溶液をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化した。その後、硬化したポリエーテルアミド層にポジ型レジストである「ＯＦＰＲ−８００」（商品名、東京応化工業（株）製）をスピンコートにより塗布した。その後、「ＭＰＡ−６００」（商品名、キヤノンＭＪ（株）製）により露光、ＴＭＡＨ２.３８質量％により現像後、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離して行った。
【００３９】
次に、図１Ｃに示すように、インク吐出圧力発生素子２上に、インク流路となる型材９を形成した。本実施例では、型材９にはポジ型レジストである「ＯＤＵＲ１０１０」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。型材９の形成方法は、前記ポジ型レジストをスピンコートにより塗布後、「ＵＸ−３０００」（商品名、ウシオ電機社製アライナー）により露光、メチルイソブチルケトンにより現像することにより行った。
【００４０】
次に、型材９上に被覆感光性樹脂層４を成膜し、更に被覆感光性樹脂層４上に、撥水層５を成膜した（図１Ｄ）。本実施例では、被覆感光性樹脂層４の材料として以下に示す構成材１、撥水層５の材料としてフッ素（パープロロ）系撥水剤を用いた。また、成膜は、被覆感光性樹脂層４、撥水層５共にスピンコートにて行った。
【００４１】
（構成材１）
エポキシ樹脂（商品名：「ＥＨＰＥ−３１５８」、ダイセル化学（株）製）：１００質量部
シランカップリング材（商品名：「Ａ−１８７」、日本ユニカー（株）製）：１質量部
光カチオン重合開始剤（商品名：「ＳＰ−１７０」、旭電化工業（株）製：１．５質量部
カチオン重合阻害剤（トリエタノールアミン）：「ＳＰ−１７０」に対して１３モル％。
【００４２】
なお、被覆感光性樹脂層４、撥水層５をスピンコートで塗布して形成する際、構成材１、フッ素系撥水材を溶解する溶媒として、型材９を溶解しない溶媒を用いる必要がある。本実施例では、前記溶媒としてメチルイソブチルケトン／キシレン混合溶媒を用い、６０質量％の濃度として用いた。
【００４３】
次に、図１Ｅに示すように、インク吐出口６を形成した。インク吐出口６は、Ｓｉ基板面に対して垂直方向から本実施形態の場合、露光は「ＭＰＡ−６００」（商品名：キヤノンＭＪ（株）社製）を使用し、露光は１０００ｍＪ／ｃｍ2で行った。前記露光機は、２９０〜４００ｎｍ領域のＵＶ光を照射し、メチルイソブチルケトン／キシレン混合液により現像することで形成した。
【００４４】
次に、インク吐出口６が形成された被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を、次工程で実施するＳｉ基板１のエッチングに用いるエッチング液から保護するため、撥水層５の上に第１の保護膜１０の形成を行った（図１Ｆ）。本実施例では、第１の保護膜１０の材料として、環化ゴム「ＯＢＣ５００Ｃｐ」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。第１の保護膜１０の形成は、スピンコートにより行った。なお、第１の保護膜１０に使用されている溶媒としては、被覆感光性樹脂層４及び撥水層５を溶解しない溶媒を用いる必要がある。本実施例では、前記溶媒としてキシレンを用いた。前記第１の保護膜１０を形成したＳｉ基板１を２枚作製し、互いに第１の保護膜１０面を向かい合わせて重ねた。この時、２枚のＳｉ基板の端面を、アライメント機構、具体的には挟み込む機構を備えた装置で挟み、固定した。
【００４５】
次に、前記２枚のＳｉ基板を押し付けプレート１１の上に載せた（図１Ｇ）。本実施例で用いた押し付けプレート１１には、テフロン（登録商標）からなる押し付けプレートを用いた。次に、もう一つの押し付けプレート１１により、前記２枚のＳｉ基板を上方から挟み込み、圧力をかけた（図１Ｈ）。本実施例でかけた圧力は、１Ｋｇ／ｃｍ2であった。
【００４６】
次に、第２の保護膜１２を前記接着部分に垂らし、前記接着したＳｉ基板を回転させながら第２の保護膜１２ですき間を埋めた（図３）。本実施例では、接着部分に垂らす第２の保護膜１２には、Ｓｉ基板の接着前に成膜した第１の保護膜１０同様「ＯＢＣ５００Ｃｐ」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いた。
【００４７】
次に、図４に示すように、第１及び第２の保護膜１０、１２によって貼り合わされたＳｉ基板１６をエッチング用カセット１４に収納し、エッチング用カセット１４内でエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口３を形成した。本実施例では、エッチング液にテトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）２２質量％溶液を用い、エッチング液温度８０℃にて１６時間、異方性エッチングを行うことにより、インク供給口３を形成した。次に、エッチングマスク８を酸素プラズマを用いたドライエッチング法により除去した。本実施例では、生産効率を高めるため、両面エッチング可能な「ケミカルドライエッチング装置 ＣＤＥ７−４」（商品名、芝浦メカトロニクス社製）にて行った。
【００４８】
次に、第１及び第２の保護膜１０、１２の除去及び接着したＳｉ基板の剥離を行った。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去に関しては、本実施例で用いた「ＯＢＣ５００Ｃｐ」の場合、キシレンを用いることにより、除去することができる。第１及び第２の保護膜１０、１２の除去方式としては、キシレンの溜め槽に前記接着したＳｉ基板を浸漬させて行った。前記キシレンの溜め槽には、図５に示す内面に複数個所配置されたくさび１８を有する保護膜除去用カセット１７を使用した。
【００４９】
次に、図７に示すように、インク流路を形成すべく、型材９を乳酸メチル溶液に浸漬して溶解除去した。以上の工程により、本実施例におけるインクジェット記録ヘッドを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板の断面模式図である。
【図１Ｂ】Ｓｉ基板を貫通させる為のマスク形成後の断面模式図である。
【図１Ｃ】インク流路となる型材形成後の断面模式図である。
【図１Ｄ】被覆感光性樹脂層と撥水層を成膜後の断面模式図である。
【図１Ｅ】インク吐出口形成後の断面模式図である。
【図１Ｆ】スピンコートにて撥水層上に第１の保護膜を成膜した側面模式図である。
【図１Ｇ】第１の保護膜形成後もう一対の基板を重ね合わせた側面模式図である。
【図１Ｈ】貼り合せた基板を上下から押した状態を示す側面模式図である。
【図２】第１の保護膜による保護が不完全で、貼り合わせた基板に隙間がある状態を示す側面模式図である。
【図３】エッジに第２の保護膜を塗布している状態を示す側面模式図である。
【図４】接着したのＳｉ基板をエッチング用カセットに収納し異方性エッチングを実施する形態模式図である。
【図５】第１及び第２の保護膜剥離時の形態模式図である。
【図６】第１及び第２の保護膜剥離後の断面模式図である。
【図７】本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。
【図８】本発明で形成されたインクジェット記録ヘッドの一部を破断して示す模式斜図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ Ｓｉ基板
２ インク吐出圧力発生素子
３ インク供給口
４ 被覆感光性樹脂層
５ 撥水層
６ インク吐出口
７ インク流路
８ エッチングマスク
９ 型材
１０ 第１の保護膜
１１ 押し付けプレート
１２ 第２の保護膜
１３ 保護膜ディスペンスノズル
１４ エッチング用カセット
１５ 仕切り
１６ 保護膜１０によって接着したＳｉ基板
１７ 保護膜除去用カセット
１８ くさび
１９ 仕切り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、以下の工程ａ）からｉ）を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
ａ）エッチングによりＳｉ基板にインク供給口を形成するためのエッチングマスクをＳｉ基板裏面に形成する工程
ｂ）前記Ｓｉ基板の表面にインク流路となる型材を形成する工程
ｃ）前記型材上に被覆感光性樹脂層、撥水層を順次積層する工程
ｄ）前記被覆感光性樹脂層及び撥水層にインク吐出口を形成する工程
ｅ）前記撥水層及びインク吐出口を覆う第１の保護膜を形成する工程
ｆ）前記第１の保護膜を形成した２枚のＳｉ基板を、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて接着する工程
ｇ）前記接着したＳｉ基板をエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する工程
ｈ）前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１の保護膜を除去する工程
ｉ）前記インク流路となる型材を除去する工程
【請求項２】
前記工程ｆ）と工程ｇ）との間に、前記接着したＳｉ基板の少なくとも接着部分を含む側面を第２の保護膜で覆い、前記接着したＳｉ基板を封止する工程を有し、
前記工程ｈ）において、前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１及び第２の保護膜を除去することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の保護膜が、環化ゴム系の樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エッチング液が、テトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）溶液、ＫＯＨ溶液又はヒドラジン溶液であることを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項５】
前記工程ｇ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納可能なカセット内で行うことを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項６】
前記工程ｈ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納でき、内面にくさびを有するカセット内で、前記接着したＳｉ基板を、前記第１及び第２の保護膜を溶解可能な溶液に浸漬することを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項１】
インク吐出圧力発生素子を有するＳｉ基板上に、インクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、以下の工程ａ）からｉ）を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
ａ）エッチングによりＳｉ基板にインク供給口を形成するためのエッチングマスクをＳｉ基板裏面に形成する工程
ｂ）前記Ｓｉ基板の表面にインク流路となる型材を形成する工程
ｃ）前記型材上に被覆感光性樹脂層、撥水層を順次積層する工程
ｄ）前記被覆感光性樹脂層及び撥水層にインク吐出口を形成する工程
ｅ）前記撥水層及びインク吐出口を覆う第１の保護膜を形成する工程
ｆ）前記第１の保護膜を形成した２枚のＳｉ基板を、互いに第１の保護膜面を向かい合わせて接着する工程
ｇ）前記接着したＳｉ基板をエッチング液に浸漬して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成する工程
ｈ）前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１の保護膜を除去する工程
ｉ）前記インク流路となる型材を除去する工程
【請求項２】
前記工程ｆ）と工程ｇ）との間に、前記接着したＳｉ基板の少なくとも接着部分を含む側面を第２の保護膜で覆い、前記接着したＳｉ基板を封止する工程を有し、
前記工程ｈ）において、前記接着したＳｉ基板を剥離すると同時に前記第１及び第２の保護膜を除去することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の保護膜が、環化ゴム系の樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エッチング液が、テトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）溶液、ＫＯＨ溶液又はヒドラジン溶液であることを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項５】
前記工程ｇ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納可能なカセット内で行うことを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項６】
前記工程ｈ）が、前記接着したＳｉ基板を複数収納でき、内面にくさびを有するカセット内で、前記接着したＳｉ基板を、前記第１及び第２の保護膜を溶解可能な溶液に浸漬することを特徴とする請求項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の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２５５４１５（Ｐ２００９−２５５４１５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７８２２（Ｐ２００８−１０７８２２）
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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