液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法
【課題】 異なる厚さを有する吐出口部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の形状や大きさが精度よく形成される液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 液体吐出ヘッドは、基板と、第１及び第２の流路と、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、第２の流路と連通し、第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備える。吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなる。第１の吐出口部材は、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、第２の吐出口部材は、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、第１及び第２の材料層を貫いて形成された第２の吐出口の孔と、を有する。
【解決手段】 液体吐出ヘッドは、基板と、第１及び第２の流路と、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、第２の流路と連通し、第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備える。吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなる。第１の吐出口部材は、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、第２の吐出口部材は、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、第１及び第２の材料層を貫いて形成された第２の吐出口の孔と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液体を吐出することにより、被記録材に記録を行う液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドとして、基板の上に、液滴を吐出するエネルギを発生させる液体吐出エネルギ発生素子と、吐出口を有する吐出口部材と、を備えたものが知られている。液体吐出エネルギ発生素子と吐出口部材との間には流路が形成されており、該流路に貯留されている液体が吐出口から吐出されることによって、記録紙等の被記録材に液滴が着弾してドットを形成し、記録が行われる。
【０００３】
近年では、開口面積が異なる複数の吐出口を備える液体吐出ヘッドが提案されている。１つの液体吐出ヘッドから異なるサイズの液滴を吐出することができ、ドットの細かい箇所ではサイズの小さい液滴で記録し、ドットの粗い箇所ではサイズの大きい液滴で記録することによって、記録品位を低下させることなく印刷時間を短縮することが可能となる。
【０００４】
サイズの異なる液滴を吐出する液体吐出ヘッドでは、吐出速度やリフィル時間（液滴を吐出させた後に流路内へ液体が供給されて流路が液体で満たされるまでの時間）等の吐出特性が吐出口ごとに異なると、記録品位が低下する虞がある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、吐出口の開口面積の大きさよって吐出口部材の厚さが異なる液体吐出ヘッドが開示されている（図４）。液滴が吐出口から受ける抵抗を吐出口の孔の深さで調整することにより、異なるサイズの液滴を同一の基板から吐出する場合であっても、吐出速度やリフィル時間等の吐出特性を揃えることができる。
【０００６】
図５は特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面図である。特許文献１では、まず図５（ａ）に示すように、基板１の液体吐出エネルギ発生素子２が配設されている面に、流路１３（図５（ｄ））となる領域に型材２１を設置し、さらに大液滴を吐出する側の流路１３の型材２１に平坦部材２３を設ける。なお、平坦部材２３は、大液滴吐出口８（図５（ｄ））に相当する箇所に貫通孔２２が形成されている。次に、型材２１及び平坦部材２３を覆うように吐出口部材２４を構成するネガ型感光性樹脂材料を塗布し、平坦部材２３の分だけ吐出口部材２４が凸となるようにする（図５（ｂ））。その後、図５（ｃ）に示すように、マスク１５を用いて吐出口部材２４の所定の位置を露光によって硬化させ、硬化されなかった領域を除去して小液滴吐出口６及び大液滴吐出口８を形成する（図５（ｄ））。最後に、図５（ｅ）に示すように、基板１を貫通するように供給口１２を形成し、型材２１を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７―１２５８１０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、特許文献１で開示されている製造方法では、感光性樹脂を露光によって硬化させて吐出口部材２４を形成する際に、感光性樹脂が平坦部材２３の所で凸状に盛り上がっているため、露光時にフォーカスズレが発生しやすい。特に、液体吐出ヘッドは微細化傾向にあり、正確な位置に吐出口を配置するには、図５（ｃ）に示すように、吐出口部材２４の表面に対して１つのマスク１５を使って露光することが必要である。１つのマスク１５を使って高さの異なる表面をもつ吐出口部材２４を露光する場合では、フォーカスズレを避けられない。
【０００９】
また、大液滴吐出口８の孔の深さと小液滴吐出口６の孔の深さの差を大きくするほど、表面高さが大きく異なっている吐出口部材２４となるため、上記のフォーカスズレがより大きくなる。
【００１０】
フォーカスズレが生じると、吐出口の形状や大きさを精度よく形成することが困難になる。吐出口の形状や大きさが正確でないと、液体の吐出量のばらつきが大きくなったり、着弾精度が悪化したりし、記録品位が低下する虞がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前述の背景技術が有する問題点を鑑みてなされたものであり、異なる厚さを有する吐出口部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の形状や大きさが精度よく形成される液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、基板と、基板の上に設けられた第１及び第２の流路と、基板の上に設けられ、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、第２の流路と連通する該第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備える。基板の一の面に一定の高さで設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁を備えており、吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなる。第１の吐出口部材は、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、第２の吐出口部材は、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、第１及び第２の材料層を貫いて形成された第２の吐出口の孔と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、基板と、基板の一の面に設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁と、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔を有する第１の吐出口部材と、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第２の流路と連通する、第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔を有する第２の吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、一の面にネガ型感光性樹脂材料からなる第１の樹脂層を塗布し、第１の樹脂層の流路壁となる領域を露光により硬化させて流路壁を形成する工程と、少なくとも流路壁の間に溶解可能な埋込部材を充填する工程と、ネガ型感光性樹脂材料からなる第２の樹脂層を、流路壁及び埋込部材の上に、該第２の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、第２の樹脂層の第１の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて第１の吐出口部材を形成する工程と、ネガ型感光性樹脂材料からなる第３の樹脂層を、第１の吐出口部材とこれ以外の領域の上に該第３の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、第３の樹脂層の第２の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて第２の吐出口部材を形成する工程と、埋込部材を溶解して除去する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる厚さを有する吐出口部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の形状や大きさが精度よく成形される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における第１の実施例の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図２】本発明における液体吐出ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図である。
【図３】本発明における他の実施例の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図４】従来の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図５】従来の液体吐出ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態により製造される液体吐出ヘッドの断面斜視図である。図１に示す液体吐出ヘッドの一の面には、液体吐出エネルギ発生素子２が複数配設されており、該一の面に、液体吐出エネルギ発生素子２を囲うように流路壁３が一定の高さで形成されている。液体吐出エネルギ発生素子２としては、熱エネルギを発生する発熱抵抗素子などが用いられる。
【００１８】
また、流路壁３の、基板１の反対側に位置する面には第１の吐出口部材又は第２の吐出口部材が形成されている。なお、本書の説明では、第１の吐出口部材を第１の液滴を吐出するための吐出口部材（以下、小液滴吐出口部材５と呼ぶ）とし、第２の吐出口部材を第１の液滴よりも大きな第２の液滴を吐出するための吐出口部材（以下、大液滴吐出口部材７と呼ぶ）とする。
【００１９】
小液滴吐出口部材５と基板１と流路壁３とで囲まれることによって第１の流路１３ａが形成され、大液滴吐出口部材７と基板１と流路壁３とで囲まれることによって第２の流路１３ｂが形成されている。第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂは、不図示のインクタンクと供給口１２で連通されており、液体タンクから液体が供給され、液体を貯留できるようになっている。
【００２０】
小液滴吐出口部材５及び大液滴吐出口部材７の、液体吐出エネルギ発生素子２と対向する位置には、第１の液滴を吐出する吐出口（以下、小液滴吐出口６と呼ぶ）及び第２の液滴を吐出する吐出口（以下、大液滴吐出口８と呼ぶ）が形成されている。小液滴吐出口６から吐出される第１の液滴よりも大きいサイズの第２の液滴が大液滴吐出口８から吐出されるように、大液滴吐出口８の開口面積は小液滴吐出口６の開口面積よりも大きくなっている。
【００２１】
また、大液滴吐出口部材７の厚さｔ２は、小液滴吐出口部材５の厚さｔ１よりも大きくなっており、大液滴吐出口８の孔の深さは小液滴吐出口６の孔の深さよりも大きい。厚さｔ２を大きくするほど、大液滴吐出口８から吐出される液滴が受ける抵抗の大きさを大きくすることが可能である。したがって、大液滴吐出口８と小液滴吐出口６とにおける、吐出速度やリフィル時間等の吐出特性を揃えることができる。
【００２２】
大液滴吐出口部材７は、小液滴吐出口部材５と同一高さを有する平坦部材１１の上に設けられている。平坦部材１１は、小液滴吐出口部材５を形成するための一定の厚さの第１の材料層から形成されている。すなわち、平坦部材１１及び小液滴吐出口部材５は同じ第１の材料層から形成されている。平坦部材１１は、大液滴吐出口部材７の成形時において、大液滴吐出口部材７を形成する第２の材料層の表面を平坦に形成する機能を有する。
【００２３】
また、平坦部材１１には溝１４が形成されており、大液滴吐出口部材７を構成する材料が溝１４に浸入している。さらに、平坦部材１１は、大液滴吐出口８を内包する貫通孔２５を有している。大液滴吐出口部材７を構成する材料が溝１４及び貫通孔２５に浸入していることで、平坦部材１１と大液滴吐出口部材７との接触面積が大きくなり、平坦部材１１と大液滴吐出口部材７との密着性が高められている。
【００２４】
次に、液体吐出ヘッドの動作について説明する。
【００２５】
不図示の液体タンクから供給口１２を介して第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂに供給された液体は、液体吐出エネルギ発生素子２から熱エネルギを受ける。該熱エネルギによって液体が加熱されて気泡を発生し、この気泡の発生に基づく作用力によって小液滴吐出口６または大液滴吐出口８から液滴が吐出される。この液滴が記録紙等の被記録部材に着弾してドットを形成することで記録が行われる。
【００２６】
被記録部材に形成される画像のうち、ドットの細かい箇所では小液滴吐出口６から吐出されるサイズの小さい液滴で記録し、ドットの粗い箇所では大液滴吐出口８から吐出されるサイズの大きい液滴で記録することによって、印刷時間を短縮することが可能となる。また、厚さｔ１と厚さｔ２に差を設けることによって、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とにおける吐出特性が揃えられているため、高い品位で記録が可能である。
【００２７】
図２及び図３は、図１に示す液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面模式図である。本実施形態の液体吐出ヘッドの製造では、半導体素子の製造におけるフォトリソグラフィ技術を適用することができる。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、基板１の液体吐出エネルギ発生素子２が配設された面に、スピンコート法により第１の樹脂層１８を塗布する。第１の樹脂層１８としては、フォトレジストと呼ばれる、光によって反応した部分が硬化するネガ型の感光性樹脂材料を用いた。
【００２９】
スピンコート法とは、基板１の表面の中央部に液状のフォトレジストを滴下し、基板１を高速回転させることで生じる遠心力によってフォトレジストを基板１の外周部へ向けて広げる方法である。スピンコート法によってフォトレジストを基板１の表面全体に均一に塗布することができる。
【００３０】
次に露光工程に移って、ＵＶ光１７を第１の樹脂層１８へ照射し、第１の樹脂層１８を反応させる。このとき、Ｃｒパターン１６が設けられたマスク１５を介してＵＶ光１７の照射を行う。Ｃｒパターン１６は、第１の樹脂層１８の第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂ（図１）が形成される領域にＵＶ光１７が照射されないように形成されている。したがって、第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂが形成される領域の第１の樹脂層１８では、ＵＶ光１７による反応が起こらない。
【００３１】
第１の樹脂層１８を露光したあと、第１の樹脂層１８を現像液に浸す。このとき、第１の樹脂層１８のＵＶ光１７が照射されなかった領域が現像液によって除去される。したがって、図２（ｂ）に示すように、第１の樹脂層１８のうち、樹脂が除去された部分が第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂとなり、樹脂が残存する部分が一定の高さを有する流路壁３となる。
【００３２】
なお、流路壁３は、後の工程で行われる研磨加工で削られるため、液体吐出ヘッドの完成状態における流路壁３の設計寸法よりも第１の樹脂層１８を厚く塗布しておくとよい。
【００３３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、液体吐出エネルギ発生素子２及び流路壁３を覆うように埋込部材４を塗布する。このとき、流路１３が埋没するように埋込部材４を塗布する。埋込部材４として使用する材料は、流路壁３との相溶の問題がなく、除去が容易であり、且つ研磨加工に適したものであればよい。
【００３４】
埋込部材４の塗布が完了したところで、図２（ｄ）に示すように、流路壁３の表面が現れるまで埋込部材４を研磨加工する。埋込部材４と流路壁３との表面を平坦化するため、流路壁３の表面も研磨するとよい。
【００３５】
次に、図２（ｅ）に示すように、流路壁３及び埋込部材４で形成される面の上に第２の樹脂層１９をスピンコート法によって塗布する。流路壁３と埋込部材４との表面は平坦化されているため、第２の樹脂層１９の表面も容易に平坦とすることが可能となる。
【００３６】
さらに、第２の樹脂層１９の表面に、液体を撥水させるための第１の撥水材９を形成する。第１の撥水材９は、図１に示す液体吐出ヘッドの小液滴吐出口部材５の表面となる。液体吐出ヘッドで液滴を吐出したときに、第１の撥水材９は、小液滴吐出口部材５に液体が付着するのを防止する。液体が小液滴吐出口部材５に付着しなくなるため、液体吐出ヘッドの記録品位と耐久性とが向上する。
【００３７】
続いて、図２（ｂ）で流路壁３を形成したときと同様に、ＵＶ光を第２の樹脂層１９に照射して第２の樹脂層１９を硬化させる。第２の樹脂層１９にＵＶ光を照射するときに用いられるマスクのＣｒパターンは、小液滴吐出口６が形成される領域と、貫通孔２５が形成される領域と、溝１４が形成される領域と、に対応して設けられている。
【００３８】
ＵＶ光を照射した後の第２の樹脂層１９を現像液に浸すことによって、第２の樹脂層１９のＵＶ光が照射されなかった領域が現像液によって除去される。図２（ｆ）に示すように、第２の樹脂層１９のうち、樹脂の除去された部分が小液滴吐出口６、貫通孔２５及び溝１４となり、樹脂の残存する部分が一定の厚さを有する小液滴吐出口部材５及び平坦部材１１となる。すなわち、小液滴吐出口部材５の形成と同時に平坦部材１１が形成される。
【００３９】
第２の樹脂層１９の表面が平坦に形成されているため、露光時においてフォーカスズレが発生することなく、小液滴吐出口６を精度よく形成することができる。
【００４０】
次に、図２（ｇ）に示すように、第２の樹脂層１９とこれ以外の領域の上に第３の樹脂層２０を塗布する。第２の樹脂層１９には、小液滴吐出口６、溝１４及び貫通孔２５が形成されているが、それらの開口面積は小さいため、第３の樹脂層２０の表面を平坦に塗布することができる。
【００４１】
さらに、第３の樹脂層２０の表面に第２の撥水材１０を塗布する。第２の撥水材１０は、第１の撥水材９と同様に、大液滴吐出口部材７に液体が付着するのを防止し、液体吐出ヘッドの記録品位と耐久性の向上が可能になる。
【００４２】
平坦部材１１の表面に形成された第１の撥水材９と第３の樹脂層２０との密着性は十分に確保されない。そこで、本実施形態では、平坦部材１１に溝１４を設けて、第３の樹脂層２０と、第１の撥水材９が形成されていない平坦部材１１とを接触させて、平坦部材１１と第３の樹脂層２０との密着性が高められている。
【００４３】
図２（ｂ）や図２（ｆ）で流路壁３や小液滴吐出口６を形成したときと同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて図３（ｈ）に示すような大液滴吐出口８を形成する。第３の樹脂層２０の表面は平坦に塗布されているため、露光時にフォーカスズレが発生することなく、精度よく大液滴吐出口８が形成される。
【００４４】
次に、基板１を、加熱したアルカリ性のエッチング液に所定の時間だけ浸漬し、供給口１２を形成する。最後に、流路１３に充填した埋込部材４を除去することによって、供給口１２と流路１３とが連通し、吐出される液体の、不図示の液体タンクから流路１３への供給が可能となる。
【００４５】
本発明の製造方法では、吐出口部材の形成時に、図２（ｅ）や図２（ｇ）に示すように、吐出口部材となる樹脂層の表面を平坦に形成した後で吐出口を形成するため、吐出口の形状や大きさのばらつきが抑えられる。
【００４６】
本発明の製造方法では、図３（ａ）及び（ｂ）に示す複数の異なる液体を吐出する液体吐出ヘッドにも適用することができる。
【００４７】
図３（ａ）は、供給口１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを備える液体吐出ヘッドの断面斜視図である。図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドでは、例えば、供給口１２ａ、１２ｂ及び１２ｃからイエロー、マゼンダ及びシアンのインクを供給することが可能である。供給口１２ａは小液滴吐出口６と大液滴吐出口８とに連通されており、供給口１２ｂは小液滴吐出口６と大液滴吐出口８とに連通されている。供給口１２ｃは、小液滴吐出口６にのみ連通されている。
【００４８】
したがって、図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドは、イエロー及びマゼンダは、サイズの小さい液滴とサイズの大きい液滴とを吐出でき、シアンはサイズの小さい液滴のみを吐出することができる。
【００４９】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドとは異なる大液滴吐出口と小液滴吐出口との配置を有する液体吐出ヘッドの断面斜視図である。供給口１２ａ及び供給口１２ｃは、小液滴吐出口６に連通されており、供給口１２ｂは大液滴吐出口８に連通されている。
【００５０】
以上のように、露光工程で使用するマスク及びＣｒパターンを変更することによって、大液滴吐出口と小液滴吐出口との配置を変えることが容易にできる。
【００５１】
本実施形態では、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とを同じ材料を用いて形成したが、流路壁との密着が十分保てるものであれば、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とを異なる材料で形成することも可能である。
【００５２】
また、流路壁３、小液滴吐出口部材５及び大液滴吐出口部材７を構成する樹脂層は、ネガ型感光性樹脂材料に限られず、感光した部分が溶解するポジ型の感光性樹脂材料でもよい。
【００５３】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００５４】
（実施例）
液体吐出エネルギ発生素子２として、発熱抵抗素子（材質ＴａＳｉＮ）が配設されている基板１を用意した。また、基板１には、発熱抵抗素子を駆動するドライバーやロジック回路等が形成されている。
【００５５】
基板１の発熱抵抗素子が配設されている面に、以下の組成からなるネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、厚さが１４μｍの第１の樹脂層１８を形成した（図２（ａ））。
【００５６】
（組成物）
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製） １００重量部
ＳＰ−１７２（旭電化工業製） ２重量部
Ａ−１８７（日本ユニカー製） ５重量部
メチルイソブチルケトン １００重量部
ジグライム １００重量部
続いて、光源にｉ線を用いた露光装置（以下、ｉ線ステッパーと称す）で露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％との混合液で現像を行い、第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂを形成した（図２（ｂ））。第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂを形成した後、第１の樹脂層１８の残部を１４０℃オーブンにてベークし、感光性樹脂材料を硬化させ流路壁３とした。
【００５７】
次いで、埋込部材４として溶解可能なＯＤＵＲ（東京応化工業製）を用い、これをスピンコート法により、流路壁３から１６μｍの厚さとなる位置まで塗布し、１２０℃のホットプレートで６分間ベークを行い、埋込部材４を形成した（図２（ｃ））。ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって流路壁３上の埋込部材４を１６μｍ研磨し、流路壁３を露出させた。
【００５８】
さらに、流路壁３と同じ組成のネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって流路壁３から１０μｍの厚さの所まで塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、第２の樹脂層１９を形成した。さらに、その表面に撥水材９を０．５μmの厚さで形成した（図２（ｅ））。
【００５９】
ｉ線ステッパーで第２の樹脂層１９の露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％の混合液で現像を行い、小液滴吐出口部材５と平坦部材１１を一括形成した（図２（ｆ））。
【００６０】
続いて、流路壁３と同じ組成のネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって小液滴吐出口部材５から２０μｍの厚さの所まで塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、第３の樹脂層２０を形成した。さらに第３の樹脂層２０の表面に撥水材１０を０．５μｍの厚さで塗布した（図２（ｇ））。
【００６１】
ｉ線ステッパーで第３の樹脂層２０の露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％の混合液で現像を行い、大液滴吐出口８を形成した（図３（ｈ））。１４０℃オーブンにてベークを行い、第３の樹脂層２０を硬化させ、大液滴吐出口部材７とした。
【００６２】
次に、小液滴吐出口６と大液滴吐出口８が形成された基板を、約８0℃に加熱温調したＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｈａｙｄｒｏｘｉｄｅ）２２ｗｔ％水溶液に十数時間浸漬した。図２（ｉ）に示すように、基板１をエッチングして供給口１２を形成した。
【００６３】
最後に、流路１３の型材として残っている埋込部材４を約４０℃に加熱温調した乳酸メチルへ浸漬し、埋込部材４を溶解によって一括除去し、２００℃のオーブンで感光性樹脂材料を完全に硬化させ、液体吐出ヘッドを成形した（図２（ｊ））。
【００６４】
以上のように実施例の製造方法で製造した液体吐出ヘッドを記録装置に搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、良好な画像記録が可能であった。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
２ 液体吐出エネルギ発生素子
３ 流路壁
４ 埋込部材
５ 小液滴吐出口部材
６ 小液滴吐出口
７ 大液滴吐出口部材
８ 大液滴吐出口
１１ 平坦部材
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 供給口
１３ａ 第１の流路
１３ｂ 第２の流路
１４ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液体を吐出することにより、被記録材に記録を行う液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドとして、基板の上に、液滴を吐出するエネルギを発生させる液体吐出エネルギ発生素子と、吐出口を有する吐出口部材と、を備えたものが知られている。液体吐出エネルギ発生素子と吐出口部材との間には流路が形成されており、該流路に貯留されている液体が吐出口から吐出されることによって、記録紙等の被記録材に液滴が着弾してドットを形成し、記録が行われる。
【０００３】
近年では、開口面積が異なる複数の吐出口を備える液体吐出ヘッドが提案されている。１つの液体吐出ヘッドから異なるサイズの液滴を吐出することができ、ドットの細かい箇所ではサイズの小さい液滴で記録し、ドットの粗い箇所ではサイズの大きい液滴で記録することによって、記録品位を低下させることなく印刷時間を短縮することが可能となる。
【０００４】
サイズの異なる液滴を吐出する液体吐出ヘッドでは、吐出速度やリフィル時間（液滴を吐出させた後に流路内へ液体が供給されて流路が液体で満たされるまでの時間）等の吐出特性が吐出口ごとに異なると、記録品位が低下する虞がある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、吐出口の開口面積の大きさよって吐出口部材の厚さが異なる液体吐出ヘッドが開示されている（図４）。液滴が吐出口から受ける抵抗を吐出口の孔の深さで調整することにより、異なるサイズの液滴を同一の基板から吐出する場合であっても、吐出速度やリフィル時間等の吐出特性を揃えることができる。
【０００６】
図５は特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面図である。特許文献１では、まず図５（ａ）に示すように、基板１の液体吐出エネルギ発生素子２が配設されている面に、流路１３（図５（ｄ））となる領域に型材２１を設置し、さらに大液滴を吐出する側の流路１３の型材２１に平坦部材２３を設ける。なお、平坦部材２３は、大液滴吐出口８（図５（ｄ））に相当する箇所に貫通孔２２が形成されている。次に、型材２１及び平坦部材２３を覆うように吐出口部材２４を構成するネガ型感光性樹脂材料を塗布し、平坦部材２３の分だけ吐出口部材２４が凸となるようにする（図５（ｂ））。その後、図５（ｃ）に示すように、マスク１５を用いて吐出口部材２４の所定の位置を露光によって硬化させ、硬化されなかった領域を除去して小液滴吐出口６及び大液滴吐出口８を形成する（図５（ｄ））。最後に、図５（ｅ）に示すように、基板１を貫通するように供給口１２を形成し、型材２１を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７―１２５８１０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、特許文献１で開示されている製造方法では、感光性樹脂を露光によって硬化させて吐出口部材２４を形成する際に、感光性樹脂が平坦部材２３の所で凸状に盛り上がっているため、露光時にフォーカスズレが発生しやすい。特に、液体吐出ヘッドは微細化傾向にあり、正確な位置に吐出口を配置するには、図５（ｃ）に示すように、吐出口部材２４の表面に対して１つのマスク１５を使って露光することが必要である。１つのマスク１５を使って高さの異なる表面をもつ吐出口部材２４を露光する場合では、フォーカスズレを避けられない。
【０００９】
また、大液滴吐出口８の孔の深さと小液滴吐出口６の孔の深さの差を大きくするほど、表面高さが大きく異なっている吐出口部材２４となるため、上記のフォーカスズレがより大きくなる。
【００１０】
フォーカスズレが生じると、吐出口の形状や大きさを精度よく形成することが困難になる。吐出口の形状や大きさが正確でないと、液体の吐出量のばらつきが大きくなったり、着弾精度が悪化したりし、記録品位が低下する虞がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前述の背景技術が有する問題点を鑑みてなされたものであり、異なる厚さを有する吐出口部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の形状や大きさが精度よく形成される液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、基板と、基板の上に設けられた第１及び第２の流路と、基板の上に設けられ、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、第２の流路と連通する該第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備える。基板の一の面に一定の高さで設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁を備えており、吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなる。第１の吐出口部材は、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、第２の吐出口部材は、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、第１及び第２の材料層を貫いて形成された第２の吐出口の孔と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、基板と、基板の一の面に設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁と、第１の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第１の流路と連通する第１の吐出口の孔を有する第１の吐出口部材と、第２の流路を形成する流路壁の上に設けられた、第２の流路と連通する、第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔を有する第２の吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、一の面にネガ型感光性樹脂材料からなる第１の樹脂層を塗布し、第１の樹脂層の流路壁となる領域を露光により硬化させて流路壁を形成する工程と、少なくとも流路壁の間に溶解可能な埋込部材を充填する工程と、ネガ型感光性樹脂材料からなる第２の樹脂層を、流路壁及び埋込部材の上に、該第２の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、第２の樹脂層の第１の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて第１の吐出口部材を形成する工程と、ネガ型感光性樹脂材料からなる第３の樹脂層を、第１の吐出口部材とこれ以外の領域の上に該第３の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、第３の樹脂層の第２の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて第２の吐出口部材を形成する工程と、埋込部材を溶解して除去する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる厚さを有する吐出口部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、吐出口の形状や大きさが精度よく成形される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における第１の実施例の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図２】本発明における液体吐出ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図である。
【図３】本発明における他の実施例の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図４】従来の液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図５】従来の液体吐出ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態により製造される液体吐出ヘッドの断面斜視図である。図１に示す液体吐出ヘッドの一の面には、液体吐出エネルギ発生素子２が複数配設されており、該一の面に、液体吐出エネルギ発生素子２を囲うように流路壁３が一定の高さで形成されている。液体吐出エネルギ発生素子２としては、熱エネルギを発生する発熱抵抗素子などが用いられる。
【００１８】
また、流路壁３の、基板１の反対側に位置する面には第１の吐出口部材又は第２の吐出口部材が形成されている。なお、本書の説明では、第１の吐出口部材を第１の液滴を吐出するための吐出口部材（以下、小液滴吐出口部材５と呼ぶ）とし、第２の吐出口部材を第１の液滴よりも大きな第２の液滴を吐出するための吐出口部材（以下、大液滴吐出口部材７と呼ぶ）とする。
【００１９】
小液滴吐出口部材５と基板１と流路壁３とで囲まれることによって第１の流路１３ａが形成され、大液滴吐出口部材７と基板１と流路壁３とで囲まれることによって第２の流路１３ｂが形成されている。第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂは、不図示のインクタンクと供給口１２で連通されており、液体タンクから液体が供給され、液体を貯留できるようになっている。
【００２０】
小液滴吐出口部材５及び大液滴吐出口部材７の、液体吐出エネルギ発生素子２と対向する位置には、第１の液滴を吐出する吐出口（以下、小液滴吐出口６と呼ぶ）及び第２の液滴を吐出する吐出口（以下、大液滴吐出口８と呼ぶ）が形成されている。小液滴吐出口６から吐出される第１の液滴よりも大きいサイズの第２の液滴が大液滴吐出口８から吐出されるように、大液滴吐出口８の開口面積は小液滴吐出口６の開口面積よりも大きくなっている。
【００２１】
また、大液滴吐出口部材７の厚さｔ２は、小液滴吐出口部材５の厚さｔ１よりも大きくなっており、大液滴吐出口８の孔の深さは小液滴吐出口６の孔の深さよりも大きい。厚さｔ２を大きくするほど、大液滴吐出口８から吐出される液滴が受ける抵抗の大きさを大きくすることが可能である。したがって、大液滴吐出口８と小液滴吐出口６とにおける、吐出速度やリフィル時間等の吐出特性を揃えることができる。
【００２２】
大液滴吐出口部材７は、小液滴吐出口部材５と同一高さを有する平坦部材１１の上に設けられている。平坦部材１１は、小液滴吐出口部材５を形成するための一定の厚さの第１の材料層から形成されている。すなわち、平坦部材１１及び小液滴吐出口部材５は同じ第１の材料層から形成されている。平坦部材１１は、大液滴吐出口部材７の成形時において、大液滴吐出口部材７を形成する第２の材料層の表面を平坦に形成する機能を有する。
【００２３】
また、平坦部材１１には溝１４が形成されており、大液滴吐出口部材７を構成する材料が溝１４に浸入している。さらに、平坦部材１１は、大液滴吐出口８を内包する貫通孔２５を有している。大液滴吐出口部材７を構成する材料が溝１４及び貫通孔２５に浸入していることで、平坦部材１１と大液滴吐出口部材７との接触面積が大きくなり、平坦部材１１と大液滴吐出口部材７との密着性が高められている。
【００２４】
次に、液体吐出ヘッドの動作について説明する。
【００２５】
不図示の液体タンクから供給口１２を介して第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂに供給された液体は、液体吐出エネルギ発生素子２から熱エネルギを受ける。該熱エネルギによって液体が加熱されて気泡を発生し、この気泡の発生に基づく作用力によって小液滴吐出口６または大液滴吐出口８から液滴が吐出される。この液滴が記録紙等の被記録部材に着弾してドットを形成することで記録が行われる。
【００２６】
被記録部材に形成される画像のうち、ドットの細かい箇所では小液滴吐出口６から吐出されるサイズの小さい液滴で記録し、ドットの粗い箇所では大液滴吐出口８から吐出されるサイズの大きい液滴で記録することによって、印刷時間を短縮することが可能となる。また、厚さｔ１と厚さｔ２に差を設けることによって、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とにおける吐出特性が揃えられているため、高い品位で記録が可能である。
【００２７】
図２及び図３は、図１に示す液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面模式図である。本実施形態の液体吐出ヘッドの製造では、半導体素子の製造におけるフォトリソグラフィ技術を適用することができる。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、基板１の液体吐出エネルギ発生素子２が配設された面に、スピンコート法により第１の樹脂層１８を塗布する。第１の樹脂層１８としては、フォトレジストと呼ばれる、光によって反応した部分が硬化するネガ型の感光性樹脂材料を用いた。
【００２９】
スピンコート法とは、基板１の表面の中央部に液状のフォトレジストを滴下し、基板１を高速回転させることで生じる遠心力によってフォトレジストを基板１の外周部へ向けて広げる方法である。スピンコート法によってフォトレジストを基板１の表面全体に均一に塗布することができる。
【００３０】
次に露光工程に移って、ＵＶ光１７を第１の樹脂層１８へ照射し、第１の樹脂層１８を反応させる。このとき、Ｃｒパターン１６が設けられたマスク１５を介してＵＶ光１７の照射を行う。Ｃｒパターン１６は、第１の樹脂層１８の第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂ（図１）が形成される領域にＵＶ光１７が照射されないように形成されている。したがって、第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂが形成される領域の第１の樹脂層１８では、ＵＶ光１７による反応が起こらない。
【００３１】
第１の樹脂層１８を露光したあと、第１の樹脂層１８を現像液に浸す。このとき、第１の樹脂層１８のＵＶ光１７が照射されなかった領域が現像液によって除去される。したがって、図２（ｂ）に示すように、第１の樹脂層１８のうち、樹脂が除去された部分が第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂとなり、樹脂が残存する部分が一定の高さを有する流路壁３となる。
【００３２】
なお、流路壁３は、後の工程で行われる研磨加工で削られるため、液体吐出ヘッドの完成状態における流路壁３の設計寸法よりも第１の樹脂層１８を厚く塗布しておくとよい。
【００３３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、液体吐出エネルギ発生素子２及び流路壁３を覆うように埋込部材４を塗布する。このとき、流路１３が埋没するように埋込部材４を塗布する。埋込部材４として使用する材料は、流路壁３との相溶の問題がなく、除去が容易であり、且つ研磨加工に適したものであればよい。
【００３４】
埋込部材４の塗布が完了したところで、図２（ｄ）に示すように、流路壁３の表面が現れるまで埋込部材４を研磨加工する。埋込部材４と流路壁３との表面を平坦化するため、流路壁３の表面も研磨するとよい。
【００３５】
次に、図２（ｅ）に示すように、流路壁３及び埋込部材４で形成される面の上に第２の樹脂層１９をスピンコート法によって塗布する。流路壁３と埋込部材４との表面は平坦化されているため、第２の樹脂層１９の表面も容易に平坦とすることが可能となる。
【００３６】
さらに、第２の樹脂層１９の表面に、液体を撥水させるための第１の撥水材９を形成する。第１の撥水材９は、図１に示す液体吐出ヘッドの小液滴吐出口部材５の表面となる。液体吐出ヘッドで液滴を吐出したときに、第１の撥水材９は、小液滴吐出口部材５に液体が付着するのを防止する。液体が小液滴吐出口部材５に付着しなくなるため、液体吐出ヘッドの記録品位と耐久性とが向上する。
【００３７】
続いて、図２（ｂ）で流路壁３を形成したときと同様に、ＵＶ光を第２の樹脂層１９に照射して第２の樹脂層１９を硬化させる。第２の樹脂層１９にＵＶ光を照射するときに用いられるマスクのＣｒパターンは、小液滴吐出口６が形成される領域と、貫通孔２５が形成される領域と、溝１４が形成される領域と、に対応して設けられている。
【００３８】
ＵＶ光を照射した後の第２の樹脂層１９を現像液に浸すことによって、第２の樹脂層１９のＵＶ光が照射されなかった領域が現像液によって除去される。図２（ｆ）に示すように、第２の樹脂層１９のうち、樹脂の除去された部分が小液滴吐出口６、貫通孔２５及び溝１４となり、樹脂の残存する部分が一定の厚さを有する小液滴吐出口部材５及び平坦部材１１となる。すなわち、小液滴吐出口部材５の形成と同時に平坦部材１１が形成される。
【００３９】
第２の樹脂層１９の表面が平坦に形成されているため、露光時においてフォーカスズレが発生することなく、小液滴吐出口６を精度よく形成することができる。
【００４０】
次に、図２（ｇ）に示すように、第２の樹脂層１９とこれ以外の領域の上に第３の樹脂層２０を塗布する。第２の樹脂層１９には、小液滴吐出口６、溝１４及び貫通孔２５が形成されているが、それらの開口面積は小さいため、第３の樹脂層２０の表面を平坦に塗布することができる。
【００４１】
さらに、第３の樹脂層２０の表面に第２の撥水材１０を塗布する。第２の撥水材１０は、第１の撥水材９と同様に、大液滴吐出口部材７に液体が付着するのを防止し、液体吐出ヘッドの記録品位と耐久性の向上が可能になる。
【００４２】
平坦部材１１の表面に形成された第１の撥水材９と第３の樹脂層２０との密着性は十分に確保されない。そこで、本実施形態では、平坦部材１１に溝１４を設けて、第３の樹脂層２０と、第１の撥水材９が形成されていない平坦部材１１とを接触させて、平坦部材１１と第３の樹脂層２０との密着性が高められている。
【００４３】
図２（ｂ）や図２（ｆ）で流路壁３や小液滴吐出口６を形成したときと同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて図３（ｈ）に示すような大液滴吐出口８を形成する。第３の樹脂層２０の表面は平坦に塗布されているため、露光時にフォーカスズレが発生することなく、精度よく大液滴吐出口８が形成される。
【００４４】
次に、基板１を、加熱したアルカリ性のエッチング液に所定の時間だけ浸漬し、供給口１２を形成する。最後に、流路１３に充填した埋込部材４を除去することによって、供給口１２と流路１３とが連通し、吐出される液体の、不図示の液体タンクから流路１３への供給が可能となる。
【００４５】
本発明の製造方法では、吐出口部材の形成時に、図２（ｅ）や図２（ｇ）に示すように、吐出口部材となる樹脂層の表面を平坦に形成した後で吐出口を形成するため、吐出口の形状や大きさのばらつきが抑えられる。
【００４６】
本発明の製造方法では、図３（ａ）及び（ｂ）に示す複数の異なる液体を吐出する液体吐出ヘッドにも適用することができる。
【００４７】
図３（ａ）は、供給口１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを備える液体吐出ヘッドの断面斜視図である。図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドでは、例えば、供給口１２ａ、１２ｂ及び１２ｃからイエロー、マゼンダ及びシアンのインクを供給することが可能である。供給口１２ａは小液滴吐出口６と大液滴吐出口８とに連通されており、供給口１２ｂは小液滴吐出口６と大液滴吐出口８とに連通されている。供給口１２ｃは、小液滴吐出口６にのみ連通されている。
【００４８】
したがって、図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドは、イエロー及びマゼンダは、サイズの小さい液滴とサイズの大きい液滴とを吐出でき、シアンはサイズの小さい液滴のみを吐出することができる。
【００４９】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す液体吐出ヘッドとは異なる大液滴吐出口と小液滴吐出口との配置を有する液体吐出ヘッドの断面斜視図である。供給口１２ａ及び供給口１２ｃは、小液滴吐出口６に連通されており、供給口１２ｂは大液滴吐出口８に連通されている。
【００５０】
以上のように、露光工程で使用するマスク及びＣｒパターンを変更することによって、大液滴吐出口と小液滴吐出口との配置を変えることが容易にできる。
【００５１】
本実施形態では、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とを同じ材料を用いて形成したが、流路壁との密着が十分保てるものであれば、小液滴吐出口部材５と大液滴吐出口部材７とを異なる材料で形成することも可能である。
【００５２】
また、流路壁３、小液滴吐出口部材５及び大液滴吐出口部材７を構成する樹脂層は、ネガ型感光性樹脂材料に限られず、感光した部分が溶解するポジ型の感光性樹脂材料でもよい。
【００５３】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００５４】
（実施例）
液体吐出エネルギ発生素子２として、発熱抵抗素子（材質ＴａＳｉＮ）が配設されている基板１を用意した。また、基板１には、発熱抵抗素子を駆動するドライバーやロジック回路等が形成されている。
【００５５】
基板１の発熱抵抗素子が配設されている面に、以下の組成からなるネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、厚さが１４μｍの第１の樹脂層１８を形成した（図２（ａ））。
【００５６】
（組成物）
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製） １００重量部
ＳＰ−１７２（旭電化工業製） ２重量部
Ａ−１８７（日本ユニカー製） ５重量部
メチルイソブチルケトン １００重量部
ジグライム １００重量部
続いて、光源にｉ線を用いた露光装置（以下、ｉ線ステッパーと称す）で露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％との混合液で現像を行い、第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂを形成した（図２（ｂ））。第１の流路１３ａ及び第２の流路１３ｂを形成した後、第１の樹脂層１８の残部を１４０℃オーブンにてベークし、感光性樹脂材料を硬化させ流路壁３とした。
【００５７】
次いで、埋込部材４として溶解可能なＯＤＵＲ（東京応化工業製）を用い、これをスピンコート法により、流路壁３から１６μｍの厚さとなる位置まで塗布し、１２０℃のホットプレートで６分間ベークを行い、埋込部材４を形成した（図２（ｃ））。ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって流路壁３上の埋込部材４を１６μｍ研磨し、流路壁３を露出させた。
【００５８】
さらに、流路壁３と同じ組成のネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって流路壁３から１０μｍの厚さの所まで塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、第２の樹脂層１９を形成した。さらに、その表面に撥水材９を０．５μmの厚さで形成した（図２（ｅ））。
【００５９】
ｉ線ステッパーで第２の樹脂層１９の露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％の混合液で現像を行い、小液滴吐出口部材５と平坦部材１１を一括形成した（図２（ｆ））。
【００６０】
続いて、流路壁３と同じ組成のネガ型の感光性樹脂材料をスピンコート法によって小液滴吐出口部材５から２０μｍの厚さの所まで塗布し、９０℃のホットプレートで５分間ベークを行い、第３の樹脂層２０を形成した。さらに第３の樹脂層２０の表面に撥水材１０を０．５μｍの厚さで塗布した（図２（ｇ））。
【００６１】
ｉ線ステッパーで第３の樹脂層２０の露光を行い、キシレン６０％とメチルイソブチルケトン４０％の混合液で現像を行い、大液滴吐出口８を形成した（図３（ｈ））。１４０℃オーブンにてベークを行い、第３の樹脂層２０を硬化させ、大液滴吐出口部材７とした。
【００６２】
次に、小液滴吐出口６と大液滴吐出口８が形成された基板を、約８0℃に加熱温調したＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｈａｙｄｒｏｘｉｄｅ）２２ｗｔ％水溶液に十数時間浸漬した。図２（ｉ）に示すように、基板１をエッチングして供給口１２を形成した。
【００６３】
最後に、流路１３の型材として残っている埋込部材４を約４０℃に加熱温調した乳酸メチルへ浸漬し、埋込部材４を溶解によって一括除去し、２００℃のオーブンで感光性樹脂材料を完全に硬化させ、液体吐出ヘッドを成形した（図２（ｊ））。
【００６４】
以上のように実施例の製造方法で製造した液体吐出ヘッドを記録装置に搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、良好な画像記録が可能であった。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
２ 液体吐出エネルギ発生素子
３ 流路壁
４ 埋込部材
５ 小液滴吐出口部材
６ 小液滴吐出口
７ 大液滴吐出口部材
８ 大液滴吐出口
１１ 平坦部材
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 供給口
１３ａ 第１の流路
１３ｂ 第２の流路
１４ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に設けられた第１及び第２の流路と、
前記基板の上に設けられ、前記第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、前記第２の流路と連通する該第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記基板の一の面に一定の高さで設けられた、前記第１及び前記第２の流路を形成する複数の流路壁を備えており、
前記吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなり、
前記第１の吐出口部材は、前記第１の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、
前記第２の吐出口部材は、前記第２の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、前記第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、前記第１及び第２の材料層を貫いて形成された前記第２の吐出口の孔と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１の材料層は、前記第２の材料層の材料が入り込んだ貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２の吐出口の孔のうち、前記第１の材料層における孔は、前記第２の材料層の材料が入り込んで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
基板と、
前記基板の一の面に設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁と、
前記第１の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の流路と連通する第１の吐出口の孔を有する第１の吐出口部材と、
前記第２の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第２の流路と連通する、前記第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔を有する第２の吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記一の面にネガ型感光性樹脂材料からなる第１の樹脂層を塗布し、前記第１の樹脂層の前記流路壁となる領域を露光により硬化させて前記流路壁を形成する工程と、
少なくとも前記流路壁の間に溶解可能な埋込部材を充填する工程と、
ネガ型感光性樹脂材料からなる第２の樹脂層を、前記流路壁及び前記埋込部材の上に、該第２の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、
前記第２の樹脂層の前記第１の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて前記第１の吐出口部材を形成する工程と、
ネガ型感光性樹脂材料からなる第３の樹脂層を、前記第１の吐出口部材とこれ以外の領域の上に、該第３の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、
前記第３の樹脂層の前記第２の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて前記第２の吐出口部材を形成する工程と、
前記埋込部材を溶解して除去する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第２の吐出口部材が、前記第１の吐出口部材と同じ一定の厚さを有する平坦部材の上に形成されている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第１の吐出口部材を形成するときに、前記第２の樹脂層から露光により前記平坦部材を同時に形成することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記平坦部材が、前記第２の吐出口部材の材料によって充填される溝をさらに有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記平坦部材を形成するときに、前記第２の樹脂層から露光により前記溝を形成すること含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第２の樹脂層を塗布する工程では、前記流路壁と前記埋込部材とを削って平坦にする工程をさらに含む、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第２の樹脂層または前記第３の樹脂層を塗布する工程において、前記第２の樹脂層または前記第３の樹脂層の表面に撥水材を形成することを含む、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に設けられた第１及び第２の流路と、
前記基板の上に設けられ、前記第１の流路と連通する第１の吐出口の孔及び、前記第２の流路と連通する該第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔が形成された吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記基板の一の面に一定の高さで設けられた、前記第１及び前記第２の流路を形成する複数の流路壁を備えており、
前記吐出口部材は第１及び第２の吐出口部材からなり、
前記第１の吐出口部材は、前記第１の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の吐出口の孔が形成された一定の厚さの材料層からなり、
前記第２の吐出口部材は、前記第２の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の吐出口部材と同じ一定の厚さの第１の材料層と、前記第１の材料層の上に形成された第２の材料層と、前記第１及び第２の材料層を貫いて形成された前記第２の吐出口の孔と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１の材料層は、前記第２の材料層の材料が入り込んだ貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２の吐出口の孔のうち、前記第１の材料層における孔は、前記第２の材料層の材料が入り込んで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
基板と、
前記基板の一の面に設けられた、第１及び第２の流路を形成する複数の流路壁と、
前記第１の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第１の流路と連通する第１の吐出口の孔を有する第１の吐出口部材と、
前記第２の流路を形成する前記流路壁の上に設けられた、前記第２の流路と連通する、前記第１の吐出口の孔よりも深くて開口面積の大きい第２の吐出口の孔を有する第２の吐出口部材と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記一の面にネガ型感光性樹脂材料からなる第１の樹脂層を塗布し、前記第１の樹脂層の前記流路壁となる領域を露光により硬化させて前記流路壁を形成する工程と、
少なくとも前記流路壁の間に溶解可能な埋込部材を充填する工程と、
ネガ型感光性樹脂材料からなる第２の樹脂層を、前記流路壁及び前記埋込部材の上に、該第２の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、
前記第２の樹脂層の前記第１の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて前記第１の吐出口部材を形成する工程と、
ネガ型感光性樹脂材料からなる第３の樹脂層を、前記第１の吐出口部材とこれ以外の領域の上に、該第３の樹脂層の表面が平坦となるように塗布する工程と、
前記第３の樹脂層の前記第２の吐出口部材となる領域を露光により硬化させて前記第２の吐出口部材を形成する工程と、
前記埋込部材を溶解して除去する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第２の吐出口部材が、前記第１の吐出口部材と同じ一定の厚さを有する平坦部材の上に形成されている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第１の吐出口部材を形成するときに、前記第２の樹脂層から露光により前記平坦部材を同時に形成することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記平坦部材が、前記第２の吐出口部材の材料によって充填される溝をさらに有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記平坦部材を形成するときに、前記第２の樹脂層から露光により前記溝を形成すること含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第２の樹脂層を塗布する工程では、前記流路壁と前記埋込部材とを削って平坦にする工程をさらに含む、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第２の樹脂層または前記第３の樹脂層を塗布する工程において、前記第２の樹脂層または前記第３の樹脂層の表面に撥水材を形成することを含む、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４３６１１（Ｐ２０１１−１４３６１１Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５８６３（Ｐ２０１０−５８６３）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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