インク吐出ヘッドの製造方法
【課題】インク吐出ヘッドのノズル孔部の硬化を防止し、ノズル孔の精度を向上させる。
【解決手段】基板２０１上のエネルギー発生素子２０２周囲位置の流路壁２０３の端面を覆いつつ、流路壁２０３により区画される空間では流路壁２０３の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層２０４を形成し、第一の犠牲層２０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層２０５を形成し、流路壁２０３の端面よりも低い領域がないよう、第二の犠牲層２０５の表面に第三の犠牲層２０６を形成し、少なくとも第二の犠牲層２０５を残存させつつ、犠牲層を流路壁２０３の端面が露出するまで除去し、形成されたノズル形成層２０７上にノズル孔１１０に相当するマスク部２０８ａが形成されたフォトマスク２０８を形成し、紫外線２０９を照射しノズル形成層２０７を硬化させ、溶解液に浸漬させて、ノズル孔部２０７ａおよび犠牲層を除去する。
【解決手段】基板２０１上のエネルギー発生素子２０２周囲位置の流路壁２０３の端面を覆いつつ、流路壁２０３により区画される空間では流路壁２０３の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層２０４を形成し、第一の犠牲層２０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層２０５を形成し、流路壁２０３の端面よりも低い領域がないよう、第二の犠牲層２０５の表面に第三の犠牲層２０６を形成し、少なくとも第二の犠牲層２０５を残存させつつ、犠牲層を流路壁２０３の端面が露出するまで除去し、形成されたノズル形成層２０７上にノズル孔１１０に相当するマスク部２０８ａが形成されたフォトマスク２０８を形成し、紫外線２０９を照射しノズル形成層２０７を硬化させ、溶解液に浸漬させて、ノズル孔部２０７ａおよび犠牲層を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンターなどに用いられるインク吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源駆動方式を用いたインク吐出ヘッドは、インク室内部に設けられた熱源によってインクに気泡を発生させる。インク吐出ヘッドは、発生させた気泡の膨張力によって、ノズルからインクを用紙面に吐出する。従来のインク吐出ヘッドは、下記特許文献１に示されるようにフォトリソグラフィー法により製造される。
【０００３】
図４を用いて、従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図４は、従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。なお、図４に示す例では、インク吐出ヘッドにおけるインクを吐出する１つのノズルを例にして説明する。図４において、インク加熱要素形成工程４００では、シリコンなどを含む基板４０１上に、抵抗発熱体からなるエネルギー発生素子４０２を形成する。流路壁形成工程４１０では、エネルギー発生素子４０２の周囲位置に流路壁４０３を形成する。
【０００４】
犠牲層形成工程４２０では、後述するインク室ＣＨの内部空間を形成するため、流路壁４０３により区画形成されたエネルギー発生素子４０２を含む空間と、流路壁４０３とを覆うように樹脂などからなる犠牲層４０４を注入する。犠牲層除去工程４３０では、研磨による機械加工によって、流路壁４０３の端面が露出するよう、同一平坦面Ｋまで流路壁４０３および犠牲層４０４の上部を除去する。ノズル形成層形成工程４４０では、流路壁４０３および犠牲層４０４の上部の平坦面Ｋ上に、溶媒に溶解させた紫外線硬化型樹脂を塗布・乾燥させて、ノズル形成層４０５を形成する。
【０００５】
紫外線照射工程４５０では、ノズル形成層４０５上にノズル孔部４０５ａに相当するマスク部４０６ａが形成されたフォトマスク４０６を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク４０６に対向する位置から紫外線４０７をノズル形成層４０５に照射して、ノズル形成層４０５を硬化させる。フォトマスク４０６によって、マスク部４０６ａで紫外線４０７が遮断される位置に相当するノズル孔部４０５ａは硬化することがない。
【０００６】
ノズル孔形成工程４６０では、硬化したノズル形成層４０５は溶解せずに、硬化していないノズル孔部４０５ａを溶解可能な溶解液に、基板４０１ごと浸漬させて、ノズル形成層４０５におけるノズル孔部４０５ａを除去して、ノズル孔４１０を形成する。その後、犠牲層除去工程４７０では、犠牲層４０４を可溶とし、基板４０１、流路壁４０３およびノズル形成層４０５を不溶とする溶媒を用いて犠牲層４０４が除去される。犠牲層４０４が除去され、基板４０１、流路壁４０３およびノズル形成層４０５によって区画形成された空間は、インクが流入するインク室ＣＨとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法は、図４に示した紫外線照射工程４５０において照射された紫外線４０７が、基板４０１で乱反射して、マスク部４０６ａ直下のノズル孔部４０５ａに照射されてしまう。すなわち、紫外線４０７で硬化させるべきではないノズル孔部４０５ａに紫外線４０７が照射されることによって、ノズル孔部４０５ａが硬化されてしまい、ノズル孔形成工程４６０によって形成されるノズル孔４１０の形状に不具合が生じてしまう。特に、ノズル孔４１０の孔径が小さいインク吐出ヘッドを製造する場合、ノズル孔４１０となる位置のノズル孔部４０５ａが硬化してしまうと、ノズル孔４１０が開口しないという問題が一例として挙げられる。
【０００９】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、紫外線照射工程において、インク吐出ヘッドのノズル孔部の硬化を防止することで、ノズル孔の精度を向上させることのできるインク吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、基板上に配置されるエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成されるノズルと、を含み構成されるインク吐出ヘッドの製造方法において、前記基板上において前記エネルギー発生素子の周囲位置に流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板上に、前記流路壁の端面を覆いつつ、前記流路壁により区画される空間では前記流路壁の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、前記第一の犠牲層の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、前記流路壁によって区画される空間において、前記流路壁の端面よりも低い領域がないよう、前記第二の犠牲層の表面に第三の犠牲層を形成する第三犠牲層形成工程と、少なくとも前記低い領域に形成された前記第二の犠牲層を残存させつつ、前記第一の犠牲層、第二の犠牲層および第三の犠牲層を含み構成される犠牲層を前記流路壁の端面が露出するまで除去し、前記犠牲層の上面を平坦にする犠牲層除去工程と、前記流路壁の端面および前記犠牲層上面に、紫外線の照射により硬化するノズル形成層を形成するノズル形成層形成工程と、前記ノズル形成層上に、前記ノズルのノズル孔に相当するマスク部が形成されたフォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、前記フォトマスクに対向する位置から紫外線を前記ノズル形成層に照射して、前記ノズル形成層を硬化させる紫外線照射工程と、前記基板を溶解液に浸漬させて、前記ノズル形成層の前記ノズル孔部および前記犠牲層を除去する除去工程と、を含み、前記第二の犠牲層によって、少なくとも前記紫外線照射工程において照射される前記紫外線のうち、前記基板によって反射される反射紫外線を吸収させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、上記発明において、前記第一犠牲層形成工程は、前記流路壁によって区画形成される空間のうち、前記ノズルに対向する領域に前記低い領域を形成し、前記低い領域の面積は、前記ノズル孔の面積よりも大きく、前記第二犠牲層形成工程は、前記ノズル孔に対向する領域では、前記流路壁の端面よりも低く前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、上記発明において、前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層を覆うようにスピンコートにより前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、上記発明において、前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層のうち、前記低い領域のみを覆うように前記第二の犠牲層を形成することを特徴する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、流路壁の端面よりも低い領域に、紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成した上で、第一、第二および第三の犠牲層が形成された流路壁によって区画される空間について、第二の犠牲層を残存させつつ犠牲層の上面を平坦にする。ノズル形成層上に形成されたフォトマスクに対向する位置から紫外線を照射しても、第二の犠牲層によって基板や流路壁などから反射される紫外線を吸収することで、ノズル孔部へ紫外線が照射されることがない。したがって、ノズル孔部は硬化されることなく除去工程によって除去できるため、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。また、第二の犠牲層は、基板、流路壁およびノズル形成層の接続部位などの端部に接する領域を小さくしているため、紫外線を吸収可能な第二の犠牲層が除去工程によって空間内部に残存することなく、確実に犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、ノズル孔に対向する領域にある、ノズル孔の面積よりも大きな面積となる領域に対して第二の犠牲層を形成するため、ノズル孔へ基板や流路壁などから反射される紫外線の照射を確実に防ぐことができる。したがって、ノズル孔部は硬化されることなく除去できるため、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、スピンコート法によって第二の犠牲層を形成することができる。したがって、簡易な手法によって、ノズル孔への紫外線の照射を防ぎ、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、第二の犠牲層を低い領域のみに形成するため、第二の犠牲層の形成範囲を最小限としつつ、ノズル孔への紫外線の照射を防ぐことができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明にかかるインク吐出ヘッドの製造方法によれば、インク吐出ヘッドのノズル孔部の硬化を防止することで、ノズル孔の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図４】従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態）
（インク吐出ヘッドの構成）
図１を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。図１において、インク吐出ヘッド１００は、ノズル形成層２０７に整列した複数のノズル孔１１０を有する。ノズル孔１１０のそれぞれは、図２で後述する個別に設けられたインク室ＣＨにそれぞれ連通する。
【００２２】
インク室ＣＨは、図２に詳述する基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７などによって区画形成されている。インク室ＣＨ内には、インクを吐出するための熱エネルギーを発生するエネルギー発生素子２０２（図２参照）がそれぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室ＣＨへとつながるインク供給口によって、インク室ＣＨへとインクが供給される。インク室ＣＨに供給されたインクは、エネルギー発生素子２０２の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室ＣＨ内のインクは、ノズル孔１１０から吐出する。
【００２３】
（インク吐出ヘッドの製造方法）
図２を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図２は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。Ａ−Ａ断面は、図示上側鉛直方向からの断面で、複数のノズル孔１１０のうち、１つのノズル孔１１０について部分的に切断する断面の一例を示す。
【００２４】
図２において、エネルギー発生素子形成工程２００では、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの酸化物絶縁膜が１０００Åから１００００Å程度の膜厚で形成されたシリコン製の基板２０１上に、エネルギー発生素子であるエネルギー発生素子２０２を形成する。エネルギー発生素子２０２は、たとえば、ＴａＮやＴａＡｌなどの抵抗発熱体を、２００〜１０００Å程度の厚みになるように、反応性スパッタリング法によってエネルギー発生素子２０２の形成位置に堆積することで形成される。
【００２５】
流路壁形成工程２１０では、基板２０１上のエネルギー発生素子２０２の周囲位置に流路壁２０３を形成する。なお、特に図示はしないが、流路壁２０３は、基板２０１上に塗布された密着層などの上面に形成されることとしてもよい。流路壁２０３は、たとえば、エポキシ樹脂などを含み構成される。流路形成工程２１０では、基板２０１上に塗布されたエポキシ樹脂などに対し、フォトリソグラフィー法などによって流路を形成する。
【００２６】
第一犠牲層形成工程２２０では、基板２０１上に形成された流路壁２０３を覆いつつ、流路壁２０３によって区画される空間において、流路壁２０３よりも低い領域を有する第一の犠牲層２０４を形成する。第一の犠牲層２０４は、たとえば、アルカリやアセトンなどを含む溶解液に可溶な樹脂として、半硬化ポリイミド（例えば東レ株式会社の商品名セミコファイン）、ポリメチルイソプロペニルケトンを含む電離放射型のポジ型レジスト（例えば株式会社東京応化工業の商品名ＯＤＵＲ−１０１０）、メタクリル酸エステルとメタクリル酸との共重合を含む電離放射分解型のポジ型レジスト（例えばＰＭＭＡ系共重合体）、旭有機材工業（株）製のＥＰ４０８０Ｇ、ＥＰ４０５０Ｇなどのノボラック樹脂などがある。
【００２７】
第二犠牲層形成工程２３０では、第一の犠牲層２０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層２０５を形成する。第二犠牲層形成工程２３０では、たとえば、スピンコート法などによって第一の犠牲層２０４の表面に第二の犠牲層２０５を形成する。具体的には、たとえば第二の犠牲層２０５は、第一の犠牲層２０４上の流路壁２０３よりも低い領域であるに形成される。第二の犠牲層２０５は、低い領域のうち、ノズル形成層２０７に形成されるノズル孔１１０に対向する位置に、ノズル孔の面積より大きい面積で形成される。
【００２８】
第二の犠牲層２０５は、たとえば、アルカリやアセトンなどを含む溶解液に可溶な樹脂である第一の犠牲層の構成にくわえ、紫外線吸収材として、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリルレート系の紫外線吸収材が含まれる。具体的には、紫外線吸収材には、２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどがある。また、フードブラックやカーボンブラックなども好適である。
【００２９】
第三犠牲層形成工程２４０は、基板２０１上に流路壁２０３の端面よりも低い領域がないように、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５の上面に第三の犠牲層２０６を形成する。第三の犠牲層２０６は、たとえば、第一の犠牲層２０４と同一の樹脂や溶解液を使用してもよいが、これに限ることはない。
【００３０】
犠牲層除去工程２５０では、研磨や切削による機械加工などによって、少なくとも流路壁２０３よりも低い領域に形成された第二の犠牲層２０５を残存させつつ、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６を、流路壁２０３の端面が露出するように同一平坦面Ｋまで除去する。なお、犠牲層除去工程２５０では、機械加工によって平坦面Ｋを形成する構成として説明したが、これに限ることはない。具体的には、たとえば、犠牲層溶解溶液に浸漬させることで流路壁２０３の端面が露出するように平坦面Ｋを形成してもよい。
【００３１】
ノズル形成工程２６０では、流路壁２０３、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６の上部の平坦面Ｋ上に塗布・乾燥させてノズル形成層２０７を形成させる。ノズル形成層２０７は、たとえば、紫外線硬化性イミド、紫外線硬化性シリコン樹脂、紫外線硬化性エポキシ等の紫外線硬化性樹脂などで、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６上にスピンコート法などによって塗布される。
【００３２】
紫外線照射工程２７０では、まず、ノズル形成層２０７上に、ノズル孔部２０７ａに相当するマスク部２０８ａが形成されたフォトマスク２０８を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク２０８に対向する位置から紫外線２０９をノズル形成層２０７に照射して、ノズル形成層２０７を硬化させる。
【００３３】
具体的には、紫外線照射工程２７０によって照射される紫外線２０９は、マスク部２０８ａ以外のフォトマスク２０８を透過し、ノズル形成層２０７を硬化させる。照射される紫外線２０９のうち、第一の犠牲層２０４を経由して、基板２０１や流路壁２０３などによる乱反射のうちノズル孔部２０７ａへ向かう紫外線２０９は、第二の犠牲層２０５によって吸収され、ノズル孔部２０７ａに照射されることはない。また、照射される紫外線２０９のうち、第三の犠牲層２０６を経由する紫外線は、第二の犠牲層２０５によって吸収され、基板２０１や流路壁２０３などによって乱反射されることはない。
【００３４】
ノズル孔形成工程２８０では、ノズル孔部２０７ａを除去して、ノズル形成層２０７にノズル孔１１０を形成する。具体的には、たとえば、ノズル孔形成工程２８０は、ノズル孔部２０７ａ以外の位置が硬化したノズル形成層２０７をキシレンなどの現像液に浸してノズル孔部２０７ａを除去する。換言すれば、ノズル孔形成工程２８０は、現像液に対して不溶である紫外線熱硬化性樹脂であるノズル形成層２０７のうち硬化した部位と、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６とを残して、現像液に可溶であり硬化していない部位であるノズル孔部２０７ａのみを除去する工程である。
【００３５】
除去工程２９０では、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６からなる犠牲層を可溶とし、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７を不溶とする溶媒を用いて第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６が除去される。具体的には、たとえば、犠牲層の除去は、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７を不溶とする犠牲層溶解溶液（ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど）に浸すことで行われる。なお、図２の例では、ノズル孔部２０７ａと、犠牲層とを別々の工程で除去することとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、ノズル孔部２０７ａと、犠牲層とを可溶な溶剤に基板２０１ごと浸して除去することとしてもよい。また、犠牲層の除去は、たとえば、図示しないインク供給口や別途設けられる犠牲層除去口などを介しておこなわれる。
【００３６】
なお、本発明における各工程と、本発明の実施形態の各工程とを関連付けて説明すると、図２に示した流路壁形成工程２１０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。また、第一犠牲層形成工程２２０によって、本発明の第一犠牲層形成工程の処理が実行される。また、第二犠牲層形成工程２３０によって、本発明の第二犠牲層形成工程の処理が実行される。また、第三犠牲層形成工程２４０によって、本発明の第三犠牲層形成工程の処理が実行される。また、犠牲層除去工程２５０によって、本発明の犠牲層除去工程の処理が実行される。また、ノズル形成工程２６０によって、本発明のノズル形成層形成工程の処理が実行される。紫外線照射工程２７０によって、本発明のフォトマスク形成工程および紫外線照射工程の処理が実行される。また、ノズル孔形成工程２８０および除去工程２９０によって、本発明の除去工程の処理が実行される。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、犠牲層の一部に紫外線を吸収する第二の犠牲層２０５を形成して、紫外線照射工程２７０における紫外線２０９によりノズル形成層２０７におけるノズル孔部２０７ａに紫外線２０９が照射されることを防ぐことができる。したがって、ノズル孔部２０７ａは硬化されることなく除去できるため、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。
【００３８】
また、第一の犠牲層２０４において、ノズル孔１１０（ノズル孔部２０７ａ）と対向する領域に流路壁２０３よりも低い領域を設けて第二の犠牲層２０５を形成する構成であるため、確実にノズル孔部２０７ａに紫外線２０９が照射されるのを防ぐことができる。
【００３９】
また、第一の犠牲層２０４および第三の犠牲層２０６とは異なり、紫外線吸収材を含んだ第二の犠牲層２０５を、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７の接続部位などの端部に接する領域を小さくしているため、除去工程２９０によって第二の犠牲層２０５をインク室ＣＨに残存させることなく犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００４０】
また、第二の犠牲層２０５の上部に第三の犠牲層２０６を形成することで、ノズル孔部２０７ａと接する犠牲層は第三の犠牲層２０６となるため、ノズル孔部２０７ａに第二の犠牲層２０５が接することなく、ノズル孔部２０７ａへ紫外線２０９が照射されるのを防ぐことができる。したがって、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。換言すれば、犠牲層を除去する際、第二の犠牲層２０５がノズル孔部２０７ａやノズル形成層２０７や流路壁２０３などの端面に残存することを防ぐことができる。
【００４１】
（その他一部の変形例）
本発明の実施形態では特に、第二の犠牲層２０５について、第一の犠牲層２０４の表面に形成することとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、第一の犠牲層２０４のうち流路壁２０３よりも低く、ノズル孔部２０７ａに対向する領域に選択的に形成する構成としてもよい。
【００４２】
図３を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図３は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【００４３】
図３において、エネルギー発生素子形成工程３００では、基板３０１上に、エネルギー発生素子であるエネルギー発生素子３０２を形成する。流路壁形成工程３１０では、基板３０１上のエネルギー発生素子３０２の周囲位置に流路壁３０３を形成する。
【００４４】
第一犠牲層形成工程３２０では、基板３０１上に形成された流路壁３０３を覆いつつ、流路壁３０３によって区画される空間において、流路壁３０３よりも低い領域を有する第一の犠牲層３０４を形成する。
【００４５】
第二犠牲層形成工程３３０では、第一の犠牲層３０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層３０５を形成する。第二犠牲層形成工程３３０では、たとえば、第一の犠牲層３０４の表面のうち、流路壁３０３よりも低い領域のみを限定して覆うように第二の犠牲層３０５をインクジェットやディスペンサーなどを用いて形成する。
【００４６】
第三犠牲層形成工程３４０は、基板３０１上に流路壁３０３の端面よりも低い領域がないように、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５の上面に第三の犠牲層３０６を形成する。換言すれば、第三犠牲層形成工程３４０では、第二の犠牲層３０５を厚く形成せずに、第三犠牲層３０６によって流路壁３０３の端面よりも高く犠牲層が形成される。
【００４７】
犠牲層除去工程３５０では、研磨や切削による機械加工などによって、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６を、流路壁３０３の端面が露出するように同一平坦面Ｋまで除去する。ノズル形成工程３６０では、流路壁３０３、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６の上部の平坦面Ｋ上に塗布・乾燥させてノズル形成層３０７を形成させる。
【００４８】
紫外線照射工程３７０では、まず、ノズル形成層３０７上に、ノズル孔部３０７ａに相当するマスク部３０８ａが形成されたフォトマスク３０８を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク３０８に対向する位置から紫外線３０９をノズル形成層３０７に照射して、ノズル形成層３０７を硬化させる。
【００４９】
具体的には、紫外線照射工程３７０によって照射される紫外線３０９は、マスク部３０８ａ以外のフォトマスク３０８を透過し、ノズル形成層３０７を硬化させる。照射される紫外線３０９のうち、第一の犠牲層３０４を経由して、基板３０１や流路壁３０３などによる乱反射のうちノズル孔部３０７ａへ向かう紫外線３０９は、第二の犠牲層３０５によって吸収され、ノズル孔部３０７ａに照射されることはない。また、照射される紫外線３０９のうち、第三の犠牲層３０６を経由する紫外線は、第二の犠牲層３０５によって吸収され、基板３０１や流路壁３０３などによって乱反射されることはない。
【００５０】
ノズル孔形成工程３８０では、ノズル孔部３０７ａを除去して、ノズル形成層３０７にノズル孔１１０を形成する。具体的には、ノズル孔形成工程３８０は、現像液に対して不溶である紫外線熱硬化性樹脂であるノズル形成層３０７のうち硬化した部位と、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６とを残して、ノズル孔部３０７ａのみを除去する工程である。
【００５１】
除去工程３９０では、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６からなる犠牲層を可溶とし、基板３０１、流路壁３０３およびノズル形成層３０７を不溶とする溶媒を用いて第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６が除去される。
【００５２】
以上説明したように、本発明の変形例によれば、第二の犠牲層３０５を第一の犠牲層３０４のうち低い領域のみ形成するため、第二の犠牲層３０５の形成範囲を最小限としつつ、ノズル孔部３０７ａへの紫外線３０９の照射を防ぐことができる。したがって、ノズル孔部３０７ａは硬化されることなく除去できるため、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。また、第二の犠牲層３０５は、基板３０１、流路壁３０３およびノズル形成層３０７の接続部位などの端部に接する領域がないため、紫外線３０９を吸収可能な第二の犠牲層３０５が除去工程３９０によって空間内部に残存することなく、確実に犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００５３】
また、上述した説明では、実施形態および一部の変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。すなわち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態および一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００ インク吐出ヘッド
１１０ ノズル孔
ＣＨ インク室
２０１，３０１ 基板
２０２，３０２ エネルギー発生素子
２０３，３０３ 流路壁
２０４，３０４ 第一の犠牲層
２０５，３０５ 第二の犠牲層
２０６，３０６ 第三の犠牲層
２０７，３０７ ノズル形成層
２０７ａ，３０７ａ ノズル孔部
２０８，３０８ フォトマスク
２０８ａ，３０８ａ マスク部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンターなどに用いられるインク吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源駆動方式を用いたインク吐出ヘッドは、インク室内部に設けられた熱源によってインクに気泡を発生させる。インク吐出ヘッドは、発生させた気泡の膨張力によって、ノズルからインクを用紙面に吐出する。従来のインク吐出ヘッドは、下記特許文献１に示されるようにフォトリソグラフィー法により製造される。
【０００３】
図４を用いて、従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図４は、従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。なお、図４に示す例では、インク吐出ヘッドにおけるインクを吐出する１つのノズルを例にして説明する。図４において、インク加熱要素形成工程４００では、シリコンなどを含む基板４０１上に、抵抗発熱体からなるエネルギー発生素子４０２を形成する。流路壁形成工程４１０では、エネルギー発生素子４０２の周囲位置に流路壁４０３を形成する。
【０００４】
犠牲層形成工程４２０では、後述するインク室ＣＨの内部空間を形成するため、流路壁４０３により区画形成されたエネルギー発生素子４０２を含む空間と、流路壁４０３とを覆うように樹脂などからなる犠牲層４０４を注入する。犠牲層除去工程４３０では、研磨による機械加工によって、流路壁４０３の端面が露出するよう、同一平坦面Ｋまで流路壁４０３および犠牲層４０４の上部を除去する。ノズル形成層形成工程４４０では、流路壁４０３および犠牲層４０４の上部の平坦面Ｋ上に、溶媒に溶解させた紫外線硬化型樹脂を塗布・乾燥させて、ノズル形成層４０５を形成する。
【０００５】
紫外線照射工程４５０では、ノズル形成層４０５上にノズル孔部４０５ａに相当するマスク部４０６ａが形成されたフォトマスク４０６を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク４０６に対向する位置から紫外線４０７をノズル形成層４０５に照射して、ノズル形成層４０５を硬化させる。フォトマスク４０６によって、マスク部４０６ａで紫外線４０７が遮断される位置に相当するノズル孔部４０５ａは硬化することがない。
【０００６】
ノズル孔形成工程４６０では、硬化したノズル形成層４０５は溶解せずに、硬化していないノズル孔部４０５ａを溶解可能な溶解液に、基板４０１ごと浸漬させて、ノズル形成層４０５におけるノズル孔部４０５ａを除去して、ノズル孔４１０を形成する。その後、犠牲層除去工程４７０では、犠牲層４０４を可溶とし、基板４０１、流路壁４０３およびノズル形成層４０５を不溶とする溶媒を用いて犠牲層４０４が除去される。犠牲層４０４が除去され、基板４０１、流路壁４０３およびノズル形成層４０５によって区画形成された空間は、インクが流入するインク室ＣＨとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法は、図４に示した紫外線照射工程４５０において照射された紫外線４０７が、基板４０１で乱反射して、マスク部４０６ａ直下のノズル孔部４０５ａに照射されてしまう。すなわち、紫外線４０７で硬化させるべきではないノズル孔部４０５ａに紫外線４０７が照射されることによって、ノズル孔部４０５ａが硬化されてしまい、ノズル孔形成工程４６０によって形成されるノズル孔４１０の形状に不具合が生じてしまう。特に、ノズル孔４１０の孔径が小さいインク吐出ヘッドを製造する場合、ノズル孔４１０となる位置のノズル孔部４０５ａが硬化してしまうと、ノズル孔４１０が開口しないという問題が一例として挙げられる。
【０００９】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、紫外線照射工程において、インク吐出ヘッドのノズル孔部の硬化を防止することで、ノズル孔の精度を向上させることのできるインク吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、基板上に配置されるエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成されるノズルと、を含み構成されるインク吐出ヘッドの製造方法において、前記基板上において前記エネルギー発生素子の周囲位置に流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板上に、前記流路壁の端面を覆いつつ、前記流路壁により区画される空間では前記流路壁の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、前記第一の犠牲層の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、前記流路壁によって区画される空間において、前記流路壁の端面よりも低い領域がないよう、前記第二の犠牲層の表面に第三の犠牲層を形成する第三犠牲層形成工程と、少なくとも前記低い領域に形成された前記第二の犠牲層を残存させつつ、前記第一の犠牲層、第二の犠牲層および第三の犠牲層を含み構成される犠牲層を前記流路壁の端面が露出するまで除去し、前記犠牲層の上面を平坦にする犠牲層除去工程と、前記流路壁の端面および前記犠牲層上面に、紫外線の照射により硬化するノズル形成層を形成するノズル形成層形成工程と、前記ノズル形成層上に、前記ノズルのノズル孔に相当するマスク部が形成されたフォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、前記フォトマスクに対向する位置から紫外線を前記ノズル形成層に照射して、前記ノズル形成層を硬化させる紫外線照射工程と、前記基板を溶解液に浸漬させて、前記ノズル形成層の前記ノズル孔部および前記犠牲層を除去する除去工程と、を含み、前記第二の犠牲層によって、少なくとも前記紫外線照射工程において照射される前記紫外線のうち、前記基板によって反射される反射紫外線を吸収させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、上記発明において、前記第一犠牲層形成工程は、前記流路壁によって区画形成される空間のうち、前記ノズルに対向する領域に前記低い領域を形成し、前記低い領域の面積は、前記ノズル孔の面積よりも大きく、前記第二犠牲層形成工程は、前記ノズル孔に対向する領域では、前記流路壁の端面よりも低く前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、上記発明において、前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層を覆うようにスピンコートにより前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、上記発明において、前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層のうち、前記低い領域のみを覆うように前記第二の犠牲層を形成することを特徴する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、流路壁の端面よりも低い領域に、紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成した上で、第一、第二および第三の犠牲層が形成された流路壁によって区画される空間について、第二の犠牲層を残存させつつ犠牲層の上面を平坦にする。ノズル形成層上に形成されたフォトマスクに対向する位置から紫外線を照射しても、第二の犠牲層によって基板や流路壁などから反射される紫外線を吸収することで、ノズル孔部へ紫外線が照射されることがない。したがって、ノズル孔部は硬化されることなく除去工程によって除去できるため、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。また、第二の犠牲層は、基板、流路壁およびノズル形成層の接続部位などの端部に接する領域を小さくしているため、紫外線を吸収可能な第二の犠牲層が除去工程によって空間内部に残存することなく、確実に犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、ノズル孔に対向する領域にある、ノズル孔の面積よりも大きな面積となる領域に対して第二の犠牲層を形成するため、ノズル孔へ基板や流路壁などから反射される紫外線の照射を確実に防ぐことができる。したがって、ノズル孔部は硬化されることなく除去できるため、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、スピンコート法によって第二の犠牲層を形成することができる。したがって、簡易な手法によって、ノズル孔への紫外線の照射を防ぎ、ノズル孔の形状の精度を保持することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、第二の犠牲層を低い領域のみに形成するため、第二の犠牲層の形成範囲を最小限としつつ、ノズル孔への紫外線の照射を防ぐことができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明にかかるインク吐出ヘッドの製造方法によれば、インク吐出ヘッドのノズル孔部の硬化を防止することで、ノズル孔の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図４】従来技術におけるインク吐出ヘッドの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態）
（インク吐出ヘッドの構成）
図１を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。図１において、インク吐出ヘッド１００は、ノズル形成層２０７に整列した複数のノズル孔１１０を有する。ノズル孔１１０のそれぞれは、図２で後述する個別に設けられたインク室ＣＨにそれぞれ連通する。
【００２２】
インク室ＣＨは、図２に詳述する基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７などによって区画形成されている。インク室ＣＨ内には、インクを吐出するための熱エネルギーを発生するエネルギー発生素子２０２（図２参照）がそれぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室ＣＨへとつながるインク供給口によって、インク室ＣＨへとインクが供給される。インク室ＣＨに供給されたインクは、エネルギー発生素子２０２の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室ＣＨ内のインクは、ノズル孔１１０から吐出する。
【００２３】
（インク吐出ヘッドの製造方法）
図２を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図２は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。Ａ−Ａ断面は、図示上側鉛直方向からの断面で、複数のノズル孔１１０のうち、１つのノズル孔１１０について部分的に切断する断面の一例を示す。
【００２４】
図２において、エネルギー発生素子形成工程２００では、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの酸化物絶縁膜が１０００Åから１００００Å程度の膜厚で形成されたシリコン製の基板２０１上に、エネルギー発生素子であるエネルギー発生素子２０２を形成する。エネルギー発生素子２０２は、たとえば、ＴａＮやＴａＡｌなどの抵抗発熱体を、２００〜１０００Å程度の厚みになるように、反応性スパッタリング法によってエネルギー発生素子２０２の形成位置に堆積することで形成される。
【００２５】
流路壁形成工程２１０では、基板２０１上のエネルギー発生素子２０２の周囲位置に流路壁２０３を形成する。なお、特に図示はしないが、流路壁２０３は、基板２０１上に塗布された密着層などの上面に形成されることとしてもよい。流路壁２０３は、たとえば、エポキシ樹脂などを含み構成される。流路形成工程２１０では、基板２０１上に塗布されたエポキシ樹脂などに対し、フォトリソグラフィー法などによって流路を形成する。
【００２６】
第一犠牲層形成工程２２０では、基板２０１上に形成された流路壁２０３を覆いつつ、流路壁２０３によって区画される空間において、流路壁２０３よりも低い領域を有する第一の犠牲層２０４を形成する。第一の犠牲層２０４は、たとえば、アルカリやアセトンなどを含む溶解液に可溶な樹脂として、半硬化ポリイミド（例えば東レ株式会社の商品名セミコファイン）、ポリメチルイソプロペニルケトンを含む電離放射型のポジ型レジスト（例えば株式会社東京応化工業の商品名ＯＤＵＲ−１０１０）、メタクリル酸エステルとメタクリル酸との共重合を含む電離放射分解型のポジ型レジスト（例えばＰＭＭＡ系共重合体）、旭有機材工業（株）製のＥＰ４０８０Ｇ、ＥＰ４０５０Ｇなどのノボラック樹脂などがある。
【００２７】
第二犠牲層形成工程２３０では、第一の犠牲層２０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層２０５を形成する。第二犠牲層形成工程２３０では、たとえば、スピンコート法などによって第一の犠牲層２０４の表面に第二の犠牲層２０５を形成する。具体的には、たとえば第二の犠牲層２０５は、第一の犠牲層２０４上の流路壁２０３よりも低い領域であるに形成される。第二の犠牲層２０５は、低い領域のうち、ノズル形成層２０７に形成されるノズル孔１１０に対向する位置に、ノズル孔の面積より大きい面積で形成される。
【００２８】
第二の犠牲層２０５は、たとえば、アルカリやアセトンなどを含む溶解液に可溶な樹脂である第一の犠牲層の構成にくわえ、紫外線吸収材として、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリルレート系の紫外線吸収材が含まれる。具体的には、紫外線吸収材には、２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどがある。また、フードブラックやカーボンブラックなども好適である。
【００２９】
第三犠牲層形成工程２４０は、基板２０１上に流路壁２０３の端面よりも低い領域がないように、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５の上面に第三の犠牲層２０６を形成する。第三の犠牲層２０６は、たとえば、第一の犠牲層２０４と同一の樹脂や溶解液を使用してもよいが、これに限ることはない。
【００３０】
犠牲層除去工程２５０では、研磨や切削による機械加工などによって、少なくとも流路壁２０３よりも低い領域に形成された第二の犠牲層２０５を残存させつつ、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６を、流路壁２０３の端面が露出するように同一平坦面Ｋまで除去する。なお、犠牲層除去工程２５０では、機械加工によって平坦面Ｋを形成する構成として説明したが、これに限ることはない。具体的には、たとえば、犠牲層溶解溶液に浸漬させることで流路壁２０３の端面が露出するように平坦面Ｋを形成してもよい。
【００３１】
ノズル形成工程２６０では、流路壁２０３、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６の上部の平坦面Ｋ上に塗布・乾燥させてノズル形成層２０７を形成させる。ノズル形成層２０７は、たとえば、紫外線硬化性イミド、紫外線硬化性シリコン樹脂、紫外線硬化性エポキシ等の紫外線硬化性樹脂などで、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６上にスピンコート法などによって塗布される。
【００３２】
紫外線照射工程２７０では、まず、ノズル形成層２０７上に、ノズル孔部２０７ａに相当するマスク部２０８ａが形成されたフォトマスク２０８を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク２０８に対向する位置から紫外線２０９をノズル形成層２０７に照射して、ノズル形成層２０７を硬化させる。
【００３３】
具体的には、紫外線照射工程２７０によって照射される紫外線２０９は、マスク部２０８ａ以外のフォトマスク２０８を透過し、ノズル形成層２０７を硬化させる。照射される紫外線２０９のうち、第一の犠牲層２０４を経由して、基板２０１や流路壁２０３などによる乱反射のうちノズル孔部２０７ａへ向かう紫外線２０９は、第二の犠牲層２０５によって吸収され、ノズル孔部２０７ａに照射されることはない。また、照射される紫外線２０９のうち、第三の犠牲層２０６を経由する紫外線は、第二の犠牲層２０５によって吸収され、基板２０１や流路壁２０３などによって乱反射されることはない。
【００３４】
ノズル孔形成工程２８０では、ノズル孔部２０７ａを除去して、ノズル形成層２０７にノズル孔１１０を形成する。具体的には、たとえば、ノズル孔形成工程２８０は、ノズル孔部２０７ａ以外の位置が硬化したノズル形成層２０７をキシレンなどの現像液に浸してノズル孔部２０７ａを除去する。換言すれば、ノズル孔形成工程２８０は、現像液に対して不溶である紫外線熱硬化性樹脂であるノズル形成層２０７のうち硬化した部位と、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６とを残して、現像液に可溶であり硬化していない部位であるノズル孔部２０７ａのみを除去する工程である。
【００３５】
除去工程２９０では、第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６からなる犠牲層を可溶とし、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７を不溶とする溶媒を用いて第一の犠牲層２０４、第二の犠牲層２０５および第三の犠牲層２０６が除去される。具体的には、たとえば、犠牲層の除去は、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７を不溶とする犠牲層溶解溶液（ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど）に浸すことで行われる。なお、図２の例では、ノズル孔部２０７ａと、犠牲層とを別々の工程で除去することとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、ノズル孔部２０７ａと、犠牲層とを可溶な溶剤に基板２０１ごと浸して除去することとしてもよい。また、犠牲層の除去は、たとえば、図示しないインク供給口や別途設けられる犠牲層除去口などを介しておこなわれる。
【００３６】
なお、本発明における各工程と、本発明の実施形態の各工程とを関連付けて説明すると、図２に示した流路壁形成工程２１０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。また、第一犠牲層形成工程２２０によって、本発明の第一犠牲層形成工程の処理が実行される。また、第二犠牲層形成工程２３０によって、本発明の第二犠牲層形成工程の処理が実行される。また、第三犠牲層形成工程２４０によって、本発明の第三犠牲層形成工程の処理が実行される。また、犠牲層除去工程２５０によって、本発明の犠牲層除去工程の処理が実行される。また、ノズル形成工程２６０によって、本発明のノズル形成層形成工程の処理が実行される。紫外線照射工程２７０によって、本発明のフォトマスク形成工程および紫外線照射工程の処理が実行される。また、ノズル孔形成工程２８０および除去工程２９０によって、本発明の除去工程の処理が実行される。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、犠牲層の一部に紫外線を吸収する第二の犠牲層２０５を形成して、紫外線照射工程２７０における紫外線２０９によりノズル形成層２０７におけるノズル孔部２０７ａに紫外線２０９が照射されることを防ぐことができる。したがって、ノズル孔部２０７ａは硬化されることなく除去できるため、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。
【００３８】
また、第一の犠牲層２０４において、ノズル孔１１０（ノズル孔部２０７ａ）と対向する領域に流路壁２０３よりも低い領域を設けて第二の犠牲層２０５を形成する構成であるため、確実にノズル孔部２０７ａに紫外線２０９が照射されるのを防ぐことができる。
【００３９】
また、第一の犠牲層２０４および第三の犠牲層２０６とは異なり、紫外線吸収材を含んだ第二の犠牲層２０５を、基板２０１、流路壁２０３およびノズル形成層２０７の接続部位などの端部に接する領域を小さくしているため、除去工程２９０によって第二の犠牲層２０５をインク室ＣＨに残存させることなく犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００４０】
また、第二の犠牲層２０５の上部に第三の犠牲層２０６を形成することで、ノズル孔部２０７ａと接する犠牲層は第三の犠牲層２０６となるため、ノズル孔部２０７ａに第二の犠牲層２０５が接することなく、ノズル孔部２０７ａへ紫外線２０９が照射されるのを防ぐことができる。したがって、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。換言すれば、犠牲層を除去する際、第二の犠牲層２０５がノズル孔部２０７ａやノズル形成層２０７や流路壁２０３などの端面に残存することを防ぐことができる。
【００４１】
（その他一部の変形例）
本発明の実施形態では特に、第二の犠牲層２０５について、第一の犠牲層２０４の表面に形成することとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、第一の犠牲層２０４のうち流路壁２０３よりも低く、ノズル孔部２０７ａに対向する領域に選択的に形成する構成としてもよい。
【００４２】
図３を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図３は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について、図１に示したＡ−Ａ断面における工程の一例を模式的に示す説明図である。
【００４３】
図３において、エネルギー発生素子形成工程３００では、基板３０１上に、エネルギー発生素子であるエネルギー発生素子３０２を形成する。流路壁形成工程３１０では、基板３０１上のエネルギー発生素子３０２の周囲位置に流路壁３０３を形成する。
【００４４】
第一犠牲層形成工程３２０では、基板３０１上に形成された流路壁３０３を覆いつつ、流路壁３０３によって区画される空間において、流路壁３０３よりも低い領域を有する第一の犠牲層３０４を形成する。
【００４５】
第二犠牲層形成工程３３０では、第一の犠牲層３０４の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層３０５を形成する。第二犠牲層形成工程３３０では、たとえば、第一の犠牲層３０４の表面のうち、流路壁３０３よりも低い領域のみを限定して覆うように第二の犠牲層３０５をインクジェットやディスペンサーなどを用いて形成する。
【００４６】
第三犠牲層形成工程３４０は、基板３０１上に流路壁３０３の端面よりも低い領域がないように、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５の上面に第三の犠牲層３０６を形成する。換言すれば、第三犠牲層形成工程３４０では、第二の犠牲層３０５を厚く形成せずに、第三犠牲層３０６によって流路壁３０３の端面よりも高く犠牲層が形成される。
【００４７】
犠牲層除去工程３５０では、研磨や切削による機械加工などによって、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６を、流路壁３０３の端面が露出するように同一平坦面Ｋまで除去する。ノズル形成工程３６０では、流路壁３０３、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６の上部の平坦面Ｋ上に塗布・乾燥させてノズル形成層３０７を形成させる。
【００４８】
紫外線照射工程３７０では、まず、ノズル形成層３０７上に、ノズル孔部３０７ａに相当するマスク部３０８ａが形成されたフォトマスク３０８を形成する。そして、フォトリソグラフィー法によって、フォトマスク３０８に対向する位置から紫外線３０９をノズル形成層３０７に照射して、ノズル形成層３０７を硬化させる。
【００４９】
具体的には、紫外線照射工程３７０によって照射される紫外線３０９は、マスク部３０８ａ以外のフォトマスク３０８を透過し、ノズル形成層３０７を硬化させる。照射される紫外線３０９のうち、第一の犠牲層３０４を経由して、基板３０１や流路壁３０３などによる乱反射のうちノズル孔部３０７ａへ向かう紫外線３０９は、第二の犠牲層３０５によって吸収され、ノズル孔部３０７ａに照射されることはない。また、照射される紫外線３０９のうち、第三の犠牲層３０６を経由する紫外線は、第二の犠牲層３０５によって吸収され、基板３０１や流路壁３０３などによって乱反射されることはない。
【００５０】
ノズル孔形成工程３８０では、ノズル孔部３０７ａを除去して、ノズル形成層３０７にノズル孔１１０を形成する。具体的には、ノズル孔形成工程３８０は、現像液に対して不溶である紫外線熱硬化性樹脂であるノズル形成層３０７のうち硬化した部位と、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６とを残して、ノズル孔部３０７ａのみを除去する工程である。
【００５１】
除去工程３９０では、第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６からなる犠牲層を可溶とし、基板３０１、流路壁３０３およびノズル形成層３０７を不溶とする溶媒を用いて第一の犠牲層３０４、第二の犠牲層３０５および第三の犠牲層３０６が除去される。
【００５２】
以上説明したように、本発明の変形例によれば、第二の犠牲層３０５を第一の犠牲層３０４のうち低い領域のみ形成するため、第二の犠牲層３０５の形成範囲を最小限としつつ、ノズル孔部３０７ａへの紫外線３０９の照射を防ぐことができる。したがって、ノズル孔部３０７ａは硬化されることなく除去できるため、ノズル孔１１０の形状の精度を保持することができる。また、第二の犠牲層３０５は、基板３０１、流路壁３０３およびノズル形成層３０７の接続部位などの端部に接する領域がないため、紫外線３０９を吸収可能な第二の犠牲層３０５が除去工程３９０によって空間内部に残存することなく、確実に犠牲層の除去をおこなうことができる。
【００５３】
また、上述した説明では、実施形態および一部の変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。すなわち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態および一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００ インク吐出ヘッド
１１０ ノズル孔
ＣＨ インク室
２０１，３０１ 基板
２０２，３０２ エネルギー発生素子
２０３，３０３ 流路壁
２０４，３０４ 第一の犠牲層
２０５，３０５ 第二の犠牲層
２０６，３０６ 第三の犠牲層
２０７，３０７ ノズル形成層
２０７ａ，３０７ａ ノズル孔部
２０８，３０８ フォトマスク
２０８ａ，３０８ａ マスク部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置されるエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成されるノズルと、を含み構成されるインク吐出ヘッドの製造方法において、
前記基板上において前記エネルギー発生素子の周囲位置に流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板上に、前記流路壁の端面を覆いつつ、前記流路壁により区画される空間では前記流路壁の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、
前記第一の犠牲層の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、
前記流路壁によって区画される空間において、前記流路壁の端面よりも低い領域がないよう、前記第二の犠牲層の表面に第三の犠牲層を形成する第三犠牲層形成工程と、
少なくとも前記低い領域に形成された前記第二の犠牲層を残存させつつ、前記第一の犠牲層、第二の犠牲層および第三の犠牲層を含み構成される犠牲層を前記流路壁の端面が露出するまで除去し、前記犠牲層の上面を平坦にする犠牲層除去工程と、
前記流路壁の端面および前記犠牲層上面に、紫外線の照射により硬化するノズル形成層を形成するノズル形成層形成工程と、
前記ノズル形成層上に、前記ノズルのノズル孔に相当するマスク部が形成されたフォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、
前記フォトマスクに対向する位置から紫外線を前記ノズル形成層に照射して、前記ノズル形成層を硬化させる紫外線照射工程と、
前記基板を溶解液に浸漬させて、前記ノズル形成層の前記ノズル孔部および前記犠牲層を除去する除去工程と、を含み、
前記第二の犠牲層によって、少なくとも前記紫外線照射工程において照射される前記紫外線のうち、前記基板によって反射される反射紫外線を吸収させることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第一犠牲層形成工程は、前記流路壁によって区画形成される空間のうち、前記ノズルに対向する領域に前記低い領域を形成し、前記低い領域の面積は、前記ノズル孔の面積よりも大きく、
前記第二犠牲層形成工程は、前記ノズル孔に対向する領域では、前記流路壁の端面よりも低く前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層を覆うようにスピンコートにより前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層のうち、前記低い領域のみを覆うように前記第二の犠牲層を形成することを特徴する請求項１または２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
基板上に配置されるエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成されるノズルと、を含み構成されるインク吐出ヘッドの製造方法において、
前記基板上において前記エネルギー発生素子の周囲位置に流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板上に、前記流路壁の端面を覆いつつ、前記流路壁により区画される空間では前記流路壁の端面よりも低い領域を有する第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、
前記第一の犠牲層の表面に紫外線を吸収可能な第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、
前記流路壁によって区画される空間において、前記流路壁の端面よりも低い領域がないよう、前記第二の犠牲層の表面に第三の犠牲層を形成する第三犠牲層形成工程と、
少なくとも前記低い領域に形成された前記第二の犠牲層を残存させつつ、前記第一の犠牲層、第二の犠牲層および第三の犠牲層を含み構成される犠牲層を前記流路壁の端面が露出するまで除去し、前記犠牲層の上面を平坦にする犠牲層除去工程と、
前記流路壁の端面および前記犠牲層上面に、紫外線の照射により硬化するノズル形成層を形成するノズル形成層形成工程と、
前記ノズル形成層上に、前記ノズルのノズル孔に相当するマスク部が形成されたフォトマスクを形成するフォトマスク形成工程と、
前記フォトマスクに対向する位置から紫外線を前記ノズル形成層に照射して、前記ノズル形成層を硬化させる紫外線照射工程と、
前記基板を溶解液に浸漬させて、前記ノズル形成層の前記ノズル孔部および前記犠牲層を除去する除去工程と、を含み、
前記第二の犠牲層によって、少なくとも前記紫外線照射工程において照射される前記紫外線のうち、前記基板によって反射される反射紫外線を吸収させることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第一犠牲層形成工程は、前記流路壁によって区画形成される空間のうち、前記ノズルに対向する領域に前記低い領域を形成し、前記低い領域の面積は、前記ノズル孔の面積よりも大きく、
前記第二犠牲層形成工程は、前記ノズル孔に対向する領域では、前記流路壁の端面よりも低く前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層を覆うようにスピンコートにより前記第二の犠牲層を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第二犠牲層形成工程は、前記第一の犠牲層の上層のうち、前記低い領域のみを覆うように前記第二の犠牲層を形成することを特徴する請求項１または２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７１４０８（Ｐ２０１３−７１４０８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４０２６（Ｐ２０１１−２１４０２６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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