(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドの吐出口面にインクが多量に溢れても、吐出口からインクを意図した方向へ吐出することができる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、基板４と、基板４上に設けられており、複数の吐出口２が形成された吐出口面１２を有する被覆樹脂層３と、を有し、吐出口面１２は親水性を有している。吐出口面１２には、列状に配置された複数の吐出口２からなる複数の吐出口列と、吐出口列２に沿う複数の溝９とが設けられている。吐出口列のそれぞれの端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３の各端部との間には、連続する傾斜面（スロープ領域５）が形成されている。各溝９は、吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、吐出口列の端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の表面上に設けられており、複数の吐出口が形成された吐出口面を備えた被覆樹脂層と、を有し、
前記吐出口面は親水性を有しており、前記吐出口面には、列状に配置された前記複数の吐出口からなる複数の吐出口列と、該吐出口列に沿う複数の溝とが設けられており、前記吐出口列のそれぞれの端部と、前記吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間には、連続する傾斜面が形成されており、
それぞれの前記溝は、前記吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、前記吐出口列の端部と、前記吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
一対の前記吐出口列と、一対の前記吐出口列を挟み込む一対の前記溝とによって吐出部が構成され、前記吐出口面に前記吐出部は複数設けられてい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】
前記溝は、前記吐出口列の長手方向において、前記吐出口列の端部と、前記吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に屈曲部を有しており、前記溝は、前記吐出口列の延長線上に及ばないように配置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】
前記被覆樹脂層は、感光性の樹脂からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の吐出口が、６００ｄｐｉ以上の密度で設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記吐出口の一回当たりの吐出量は、５ｐｌ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出口の吐出周波数が、１０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
表面に複数のエネルギー発生素子が列をなすように配置されている基板を準備する工程と、
前記基板の表面上に、溶解可能な樹脂にて、前記エネルギー発生素子を覆うインク流路になるパターンと溝になるパターンとを含む溶解可能樹脂層を形成する工程と、
前記溶解可能樹脂層を覆うように被覆樹脂層を形成する工程と、
前記被覆樹脂層を露光及び現像することによって、複数の吐出口を前記インク流路になるパターンの直上に形成すると共に、複数の貫通口を前記溝になるパターンの直上に形成する工程と、
前記吐出口が形成されている前記被覆樹脂層の吐出口面に、親水処理を施す工程と、
前記溶解可能樹脂層を溶解除去して、インク流路と溝とを形成する工程と、を含み、
前記被覆樹脂層を形成する工程は、前記吐出口が構成する吐出口列の端部になる位置と、該吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に傾斜面を設けることを含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記吐出口と前記溝を形成する工程で、一対の前記吐出口列と一対の前記吐出口列を挟み込む一対の前記溝とによって構成される吐出部を複数設ける、請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記吐出口と前記溝を形成する工程で、前記吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、前記吐出口列の端部と、前記吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように前記溝を形成する、請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記吐出口と前記溝を形成する工程で、前記溝が、前記吐出口列の長手方向において、前記吐出口列の端部と、前記吐出口列の延長線と交差する前記被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に屈曲部を有して、前記溝が前記吐出口列の延長線上に及ばないように、前記溝を形成する、請求項８から１０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１２】
前記被覆樹脂層を形成する工程で、感光性の樹脂によって前記被覆樹脂層を形成する、請求項８から１１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１３】
前記吐出口と前記溝を形成する工程で、前記複数の吐出口を、６００ｄｐｉ以上の密度で形成する、請求項８から１２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１４】
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える基板と、
液体を吐出する吐出口が第１の方向に配列される吐出口列が形成される吐出口面を備える吐出口形成部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
当該吐出口面には、
前記第１の方向と交差する第２の方向に関する前記吐出口形成部材の第１の端部と前記吐出口列との間に、前記吐出口列に沿って形成される溝部と、
前記吐出口列の端部と前記第１の方向に関する前記吐出口形成部材の第２端部との間に、当該第２の端部に向かって傾斜する傾斜面と、が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記吐出口面の表面は、純水による静的接触角が３０°以下である、請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記傾斜面には溝部が形成されていない、請求項１４または１５に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液滴を吐出して記録媒体に記録を行うための液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式のプリンタ（インクジェットプリンタ）は、液体吐出ヘッドから記録媒体にインク等の液体を吐出して画像を形成するためのものである。インクジェットプリンタは、その他の方式のプリンタに比べて形成する画像の高精細化が容易であり、かつ高速で静粛性に優れていて、安価であるという種々の利点を有している。
このようなインクジェットプリンタが有する液体吐出ヘッドには、インクを吐出するための吐出口が設けられており、複数の吐出口が設けられている液体吐出ヘッドの吐出口面には撥水処理が施されていることが多い。吐出口面に撥水処理が施されることによって、吐出口の周囲に不均一にインクが付着することを防止することで、インクが吐出される際に、吐出口の周囲の付着インクに引っ張られてインクが意図しない方向に吐出されることが抑制される。
顔料インクや高機能インク等の、吐出口面の撥水処理の機能が十分に発揮されにくいインクが用いられる場合や、吐出口が小径であって吐出口内のインクの粘度が増加しやすい場合等では、撥水処理ではなく親水処理が行われることもある。吐出口面に親水処理が施された液体吐出ヘッドが、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
親水処理を施されると、親水処理膜が吸収したインクによって吐出口面の表面全体に薄膜が形成され、この薄膜と吐出口周囲の付着インクとの間に濡れ性の差が生じ難くなるため、インクを意図する方向へ吐出しやすくなる。さらには、吐出口面にインクの薄膜が形成されることで、小径の吐出口内のインクが乾燥しにくくなる。従って、吐出口面に撥水処理が行われた液体吐出ヘッドから粘度の高いインクを吐出する際に必要であった予備吐出が必要なくなり、また、インクの吐出中に吐出口面の表面全体にインクの薄膜が形成されるため、高いインク吐出性能を安定して維持できる。
【０００３】
一方で、液体吐出ヘッドの吐出口面の、吐出口が形成されている中央領域が平坦でないと、インクを膜沸騰させるエネルギー発生素子（インク吐出エネルギー発生素子基板）と各吐出口との間の距離が不均一になってしまう。これにより、それらの間に収容されるインクの量が一定にならず、吐出されるインクの量が均一にならない。よって、吐出口面の吐出口が形成されている中央領域を平坦に形成するために、図９（ａ）に示すような複数の吐出口を囲むように溝が形成された液体吐出ヘッドが、特許文献３に開示されている。溝が設けられていない液体吐出ヘッドでは、基板に塗布された被覆樹脂層が硬化する前に、被覆樹脂層を構成する樹脂が塗布された位置から重力によって広がってしまい、結果として吐出口面が平坦にならないことがあった。しかしながら、特許文献３に開示されている液体吐出ヘッドは、吐出口面に形成された溝になるパターン（土台パターン）の上を含む範囲に被覆樹脂層を構成する樹脂を塗布することで、溝になるパターンが被覆樹脂層を構成する樹脂の広がりを抑制できる。その結果として、吐出口面の吐出口が形成されている中央領域、具体的には溝の内側の領域が平坦になりやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１８６５６号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５５９９号公報
【特許文献３】特開平１０−１５７１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、インクジェットプリンタが高画質化、高速化してきており、これを実現するために、吐出するインクの小液滴化、インクを吐出する間隔（吐出周波数）の短縮化が求められている。このような小液滴を高速に吐出する液体吐出ヘッドにおいては、吐出口のインクのリフィル速度が速くなることでメニスカス振動が大きくなり、吐出口に形成されるメニスカスを破って、吐出口内から吐出口面へとインクが溢れだすことがある。このとき、吐出口面に親水処理膜が形成されていると、吐出口面に溢れだしたインクは親水処理膜によって吸収されて、インクの薄膜が形成される。
しかしながら、吐出口の配列密度が６００ｄｐｉ以上、インクの吐出駆動周波数が１０ｋＨｚ以上等の構成の液体吐出ヘッドにおいては、吐出口から吐出口面に溢れだすインクの量が多すぎて、親水処理膜がインクを吸収しきれないという課題がある。特許文献１または特許文献２に開示された液体吐出ヘッドの構造では、吐出口から吐出口面に溢れたインクを親水処理膜が吸収しきれなくなると、吸収されなかったインクによって各吐出口が塞がれてしまう。すると、吐出口からインクが吐出されなくなってしまうことがあった。
また、特許文献３に開示された液体吐出ヘッドでは、吐出口面に形成された溝の直角な縁がインクの進行を阻止する現象（ピン止め効果）によって溝内にインクは流れ込まないため、溝に囲まれた中央領域にインクが多量に溢れて溜まりやすくなっている。そのため、吸収されなかったインクによって各吐出口が塞がれやすく、吐出口からインクが吐出されなくなってしまうことがあった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、前記した問題を解決して、液体吐出ヘッドの吐出口面にインクが多量に溜まらないようにして、吐出口からインクが意図した方向へ吐出することができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するための本発明の液体吐出ヘッドは、基板と、基板の表面上に設けられており、複数の吐出口が形成された吐出口面を備えた被覆樹脂層と、を有している。吐出口面は親水性を有している。吐出口面には、列状に配置された複数の吐出口からなる複数の吐出口列と、吐出口列に沿う複数の溝とが設けられている。吐出口列のそれぞれの端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層のそれぞれの端部との間には、連続する傾斜面が形成されている。それぞれの溝は、吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、吐出口列の端部と吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体吐出ヘッドの吐出口面において、吐出口列のそれぞれの端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層の端部との間に傾斜面が形成されていることによって、吐出口が形成されていない被覆樹脂層の端部近傍へインクが流れやすくなる。吐出口が形成されている吐出口面の中央領域からインクが流れ出ることによって、各吐出口が溢れたインクによって塞がれなくなり、吐出口からインクを意図した方向へ吐出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドを示す図である。
【図２】図１に示す液体吐出ヘッドのスロープ領域を示す斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、吐出口面にインクの薄膜が形成された状態を示す図である。
【図４】液体吐出ヘッドの吐出口面にインクが溢れた直後の状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、従来の液体吐出ヘッドを示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の複数の吐出部を有する液体吐出ヘッドを示す平面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、図１に示す液体吐出ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の液体吐出ヘッドの製造工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の液体吐出ヘッドを示す平面図であり、図１（ｂ）と（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）におけるＸ−Ｘ’断面図とＹ−Ｙ’断面図である。図２は、本実施形態の液体吐出ヘッドのスロープ領域を示す斜視図である。
液体吐出ヘッドは、長辺と短辺を有する矩形状である。液体吐出ヘッドは、後述する複数のエネルギー発生素子１とインク供給口７と共通液室１１とを備えた基板４と、基板４の表面上に配置され、インクを吐出するための複数の吐出口２が形成された吐出口面１２を備えた吐出口形成部材である被覆樹脂層３を有する。
基板４は、不図示のインクタンクからインクが供給される共通液室１１と、共通液室１１から被覆樹脂層３に設けられたインク流路８へとインクを供給するためのインク供給口７とを有している。さらに、基板４の表面には、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生させる複数のエネルギー発生素子１（図３（ｂ）参照）が列を成し、インク供給口７を挟み込むように、インク供給口７の近傍に二列配列されている。本実施形態において、エネルギー発生素子１には、電気熱変換素子等が用いられるが、本発明はこれに限られず、圧電素子等の他のエネルギー発生手段も適用可能である。
【００１１】
被覆樹脂層３の主面の吐出口面１２には、親水性の表面処理が施されており、複数の吐出口２が、基板４に備えられた複数のエネルギー発生素子１の直上に位置するように列状に配置され、インク供給口７を挟み込むように一対の吐出口列を形成している。本発明における親水性とは、吐出口面の純水による静的接触角が３０°以下の場合である。また本発明は、被覆樹脂層を形成した後に吐出口面に親水化処理を行う場合だけでなく、親水性を有する樹脂材料で成形を行い吐出口面を親水性とする場合も含む。複数の吐出口２は、６００ｄｐｉ以上（１インチ（約２．５４ｃｍ）あたり６００個以上）の高い密度で配置されている。また、被覆樹脂層３は、感光性の樹脂で形成されており、吐出口列に沿って配置された一対の直線状の溝９（溝部）と、インク供給口７からインクが流入するインク流路８とを有している。一対の溝９は、基板４のインク供給口７と一対の吐出口列とを挟み込むように設けられ、図１（ｂ）に示すように、吐出口面１２から、基板４と被覆樹脂層３との接着面まで貫通しており、互いに独立して、繋がっていない。また、この溝９は、吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、吐出口列の端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように形成されている。インク流路８は、インク供給口７から供給されたインクを各吐出口２へ送るために、それぞれの吐出口２及びインク供給口７と連通するように構成されている。インク流路８において、吐出口２とエネルギー発生素子１とに挟まれる領域がエネルギー作用室１３として定義されている。
被覆樹脂層３の吐出口面１２には、吐出口列のそれぞれの端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３のそれぞれの端部との間に、図２に示すように、連続するスロープ領域５（傾斜面）が形成されている。スロープ領域５は、図１（ｃ）に示すように、インク供給口７の端部を頂点として、被覆樹脂層３のそれぞれの端部に向かって連続して下降するスロープ状に形成されている。
【００１２】
以上のような構成の液体吐出ヘッドを用いて、インクを吐出する方法を説明する。
不図示のインクタンクから液体吐出ヘッドへ予め供給されたインクは、液体吐出ヘッドの共通液室１１内に流入し、インク供給口７を通過して、エネルギー作用室１３を含むインク流路８及び吐出口２内に流れ込み、吐出口２にメニスカスが形成される。
記録媒体に形成する画像データを本発明の液体吐出ヘッドを有するプリンタが受け取ると、画像データに従って、吐出口２の直下に位置しているエネルギー発生素子１に電気信号が伝わり、電気信号に合わせてエネルギー発生素子１が発熱する。エネルギー発生素子１が発熱すると、エネルギー作用室１３内のインクに熱エネルギーが伝わり、エネルギー発生素子１の周辺のインクが瞬時に加熱されて沸騰（膜沸騰）し、エネルギー発生素子１の表面に気泡が形成される。このときに生じる気泡の発泡圧によって、エネルギー作用室１３内のインクに運動エネルギーが付与され、インクが吐出口２から液体吐出ヘッドの外部へと吐出される。エネルギー作用室１３内のインクが吐出されると、エネルギー作用室１３内にインクを補充するように共通液室１１からインク流路８を介して、インクがエネルギー作用室１３に流入する。そして、次の電気信号がエネルギー発生素子１に伝わり、再び気泡が発生して、インクが吐出口２から吐出されるというサイクルを繰り返して、液体吐出ヘッドがインクを吐出していく。尚、本実施形態の液体吐出ヘッドは、高速記録を行うために１０ｋＨｚ以上の高い吐出周波数で駆動され、高精細な画像を形成するために各吐出口２から吐出される一回当たりのインクの吐出量は５ｐｌ以下になるように構成されている。
高い吐出周波数でインクを吐出すると、吐出されたエネルギー作用室１３内のインクを補充するリフィル速度も速くなる。リフィル速度が速くなると、メニスカスがインク流路８内で後退するより早くインク供給口７からインクが充填されることによってメニスカスが後退せず、図４に示すように、吐出口２内のメニスカスを破ってインクが吐出口面１２の中央領域に溢れだしてくる。吐出口面１２の中央領域に溢れたインクは吐出口面１２の親水処理膜によって吸収され、吐出口面１２の中央領域にインクの薄膜１０ａが形成される。このとき、吐出口面１２に形成された溝９の直角な縁にてインクの進行が阻止されるピン止め効果によって、吐出口面１２の中央領域に溢れたインクは溝９の内部へ流れ込みにくくなっているため、インクは溝９に沿って広がっていく。そのため、吐出口面１２上に形成されるインクの薄膜１０ａは、一対の溝９に挟まれた、吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域に形成される。
【００１３】
図５（ａ）は比較例としての液体吐出ヘッドを示す平面図、図５（ｂ）は比較例の吐出口面にインクの薄膜が形成された状態を示す、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図５（ｃ）は（ｂ）の状態にある吐出口を示す、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
図５（ａ）に示すような、吐出口２が形成された吐出口面１２の中央領域を囲うように溝９が形成されている液体吐出ヘッドの構成である場合には、高い駆動周波数でインクの吐出を繰り返していくと、溢れたインクが溝９の内側の吐出口面１２に溜まる。吐出口面１２に溢れるインクの量が多くなっていくと、吐出口面１２に溢れたインクを親水処理膜が吸収しきれなくなり、図５（ｂ）と（ｃ）に示すように、吐出口面１２に溢れたインクによって、溝９の内側の吐出口面１２に厚いインク膜１０ｂが形成される。厚いインク膜１０ｂは全ての吐出口２を覆うように形成されるため、厚いインク膜１０ｂに阻まれて吐出口２からインクが吐出しにくくなることで、吐出不良を引き起こしてしまう。
これに対して、本実施形態の液体吐出ヘッドでは、溝９が、吐出口面１２の全周に亘って形成されているのではなく、溝９が形成されていない部分が存在する。すると、吐出口面１２に溢れたインクを親水処理膜が吸収しきれなくなると、吸収されなかったインクが、溝９が形成されていない部分に向かって流れていく。図３（ａ）は図１（ｃ）における吐出口面にインクの薄膜が形成された状態を示す断面図、図３（ｂ）は図１（ａ）のＺ−Ｚ’断面における吐出口面にインクの薄膜が形成された状態を示す断面図である。溝９が形成されていない部分はスロープ領域５が形成されている領域であるため、図３（ａ）に示すように、吸収されなかったインクは、スロープ領域５に沿って、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へと移動する。このように、親水処理膜に吸収されなかったインクが、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へと移動することによって、図３（ｂ）に示すように、吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域では、あまり厚いインクの膜は形成されない。これにより、吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域ではインクの薄膜１０ａが形成されるため、高い吐出周波数でインクの吐出を繰り返しても、吐出口２からインクが正確に吐出される。
【００１４】
以上のように、液体吐出ヘッドにスロープ領域５が設けられていることによって、吐出口面１２に溢れて、親水処理膜に吸収されないインクが、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へ移動しやすくなる。また、溝９が形成されていない部分が存在するため、スロープ領域５が設けられている方向へ、吐出口面１２に溢れたインクが溝９にガイドされて移動しやすくなっている。このように、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へインクが移動することによって、吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域にインクが溜まり難くなり、各吐出口２を塞ぐような厚いインクの膜が形成されにくい。そのため、吐出口２からインクが所定の方向に所定の量だけ吐出され、吐出不良が発生しにくい。
【００１５】
これより、以上に説明した構成を有する液体吐出ヘッドを製造する工程について、図８（ａ）〜（ｅ）及び図９（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図８（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）のＺ−Ｚ’断面における液体吐出ヘッドを製造する工程を示す断面図で、図９（ａ）〜（ｅ）は、図８（ａ）〜（ｅ）に対応する、本発明の液体吐出ヘッドの製造工程を示す平面図である。
初めに、図８（ａ）と図９（ａ）に示すように、表面に複数のエネルギー発生素子１が形成された基板４が準備される。複数のエネルギー発生素子１は、基板４の中央領域に対になるように配列されている。
次に、図８（ｂ）と図９（ｂ）に示すように、基板４の表面上に、溶解可能な樹脂によってインク流路パターン（インク流路になるパターン）５１と、溝９の土台となる溝パターン（溝になるパターン）５２とを含む溶解可能樹脂層が形成される。インク流路パターン５１は、一対のエネルギー発生素子１の列の内側に、エネルギー発生素子１に沿って形成されている直線部５１ａと、直線部５１ａからそれぞれのエネルギー発生素子１上まで形成されている複数の枝部５１ｂとを有している。さらに、向かい合うエネルギー発生素子１の列の外側に、溝パターン５２が形成される。
インク流路パターン５１及び溝パターン５２の形成方法は、感光性材料を用いてフォトリソグラフィによって形成する方法が最も一般的である。感光性材料を用いてインク流路パターン５１及び溝パターン５２を形成する場合においては、溶解可能なポジ型レジストまたは溶解性変化型のネガ型レジストが用いられる。
【００１６】
インク流路パターン５１と溝パターン５２とが形成された後に、図８（ｃ）と図９（ｃ）に示すように、被覆樹脂層３がスピンコート法、ロールコート法等で形成される。溶解可能な樹脂で形成されたインク流路パターン５１及び溝パターン５２上に被覆樹脂層３を形成する工程は、スピンコート法を用いることが好ましい。薄膜コーティング技術であるスピンコート法を用いると、被覆樹脂層３が均一かつ精度よく形成されるため、従来方法では困難であったエネルギー発生素子１と吐出口面１２との間の距離を短くすることができる。これにより、５ｐｌ以下のインクの小液滴吐出が実現される。
基板４上にインク供給口７が既に設けられている場合には、感光性材料が適当な溶剤で溶解され、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等のフィルムに塗布され、乾燥されてドライフィルムが作成される。その後に、ラミネートによってインク流路パターン５１のレジスト層を形成することが好ましい。ドライフィルムとしては、ポジ型レジストであるポリメチルイソプロピルケトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系光崩壊性高分子化合物が好適に用いられる。この理由は、これらの化合物が、光照射前には高分子化合物としての特性（被膜性）を維持しており、インク供給口７上にもラミネート可能であるためである。
または、インク供給口７に後工程で除去可能な充填物が充填した状態で、通常のスピンコート法、ロールコート法等で被膜が形成されてもよく、フォトリソグラフィに代えて、スクリーン印刷法等の形成方法が用いられてもよい。
被覆樹脂層３は、フォトリソグラフィにて吐出口２が精度よく形成されることから、感光性の材料であることが好ましい。このような感光性の材料には、構造材料としての高い機械的強度、基板４との密着性、耐インク性に加えて、吐出口２の微細な形状をパターニングするための解像度が要求される。このような特性を有する材料としては、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物が挙げられる。
【００１７】
被覆樹脂層３の中央領域が、基板４の方向に垂れこんで、平坦に形成されないと、吐出口２が基板４に対して傾いて形成されてしまうことでインクが意図しない方向に吐出されてしまうおそれがある。そのため、基板４の表面から被覆樹脂層３の中央領域までの距離が均一になるように、被覆樹脂層３が形成されることが好ましい。
基板４の表面上に溶解可能樹脂層が形成されていることで、インク流路パターン５１及び溝パターン５２が被覆樹脂層３を構成する樹脂の広がりを抑制し、被覆樹脂層３の吐出口面１２の中央領域が平坦に形成されやすくなる。従来技術では、溝パターン５２が吐出口面１２の中央領域を囲うように、全周に亘って切れ目なく形成されているため、吐出口面１２の中央領域だけでなく吐出口面１２全体が平坦に形成されやすくなっている。これに対して、本実施形態では、溝パターン５２が吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、吐出口列の端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３のそれぞれの端部との間に位置する領域に及ばないように形成されている。そのため、被覆樹脂層３の中央領域以外の吐出口面１２は平坦に形成されにくい。即ち、溶解可能樹脂層が形成されていない基板４の端部近傍では、被覆樹脂層３を構成する樹脂が重力の影響で基板４の表面上で外側に向けて広がり、その結果として、被覆樹脂層３の吐出口面１２にスロープ領域５が形成される。
【００１８】
次に、基板４上に形成された感光性の材料からなる被覆樹脂層３に対して、パターン露光が行われる。本実施形態の被覆樹脂層３はネガ型の感光性樹脂からなるため、吐出口２が形成される部分がマスクで遮蔽される。パターン露光には、使用される光カチオン重合開始剤の感光領域に合わせて、紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光、電子線、Ｘ線等が適宜用いられる。パターン露光の反応を促進させるために、感光性の被覆樹脂層３が加熱処理されてもよい。被覆樹脂層３に用いられるエポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は常温では固体状で存在するため、パターン露光で生じるカチオン重合開始種の拡散が制約され、優れたパターニング精度及び形状が実現される。
このように、インク流路パターン５１及び溝パターン５２を形成する工程と、被覆樹脂層３にパターン露光する工程とにおいては、全てフォトリソグラフィ技術を用いることが可能である。従って、従来のオリフィスプレートと基板４とが貼り合わせられる方法に比べて、吐出口２やインク流路８等が寸法精度高く形成される。
【００１９】
被覆樹脂層３がパターン露光された後に、被覆樹脂層３は溶剤を用いて現像され、図８（ｄ）と図９（ｄ）に示すように、複数の吐出口２と直線状の一対の貫通口６とが形成される。その後に、吐出口面１２に親水処理が施され、異方性エッチング等によって基板４に共通液室１１とインク供給口７とが形成される（但し、インク供給口７が既に設けられている場合には、この工程では共通液室１１のみが形成される）。そして、一般的に、基板４上には複数の同一または異なる形態の被覆樹脂層３が配置されているため、それぞれを分離するために基板４が切断される。このとき、インク流路パターン５１と溝パターン５２はまだ溶解されていないため、被覆樹脂層３と基板４との間に残存している。これにより、基板４を切断する工程において、インク流路パターン５１が形成するインク流路８と溝パターン５２が形成する溝９との内部にゴミが入り込まなくなる。
【００２０】
最後に、インク流路パターン５１及び溝パターン５２を含む溶解可能樹脂層が吐出口２及びインク供給口７から溶解除去されることによって、図８（ｅ）と図９（ｅ）に示すように、インク流路８と溝９とが形成され、液体吐出ヘッドが完成する。この際、感光性の被覆樹脂層３を現像するときに発生したスカム（現像残渣）は、インク流路パターン５１及び溝パターン５２と共に溶出されるため、インク流路８及び溝９内に残らない。
【００２１】
尚、未露光の感光性の被覆樹脂層３の現像と共にインク流路パターン５１と溝パターン５２とが現像されてもよい。さらに、吐出口面１２への親水処理は、インク流路８と溝９とが形成された後に施されてもよく、被覆樹脂層３があらかじめ所望の親水性を有している材料である場合には、親水処理は施されなくてもよい。
また、感光性の被覆樹脂層３の基板４に対する密着性及び耐インク性を向上させるためには、架橋密度を向上させる必要がある。架橋密度を向上させるためには、感光性の被覆樹脂層３が、還元剤を含有する溶液に浸漬及び加熱されることで後硬化される。還元剤としては、還元作用を有する物質であればよいが、特に銅トリフラート、酢酸銅、安息香酸銅等の銅イオンを含有する化合物、またはアスコルビン酸が有効である。これらの化合物でも、特に銅トリフラートが高い効果を示す。この還元剤を含有する溶液に浸漬及び加熱される工程は、感光性の被覆樹脂層３がパターン露光され、現像されて吐出口２が形成された後に実施されてもよい。
【００２２】
このようにして、液体吐出ヘッドの吐出口面１２にスロープ領域５が設けられていることによって、繰り返しのインク吐出によって吐出口２が形成された吐出口面１２の中央領域に溢れたインクが、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へ移動する。さらに、溝９が、吐出口列の延長線同士に挟まれる領域であって、吐出口列の端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３の各端部との間に位置する領域に及ばないように形成されていることで、吐出口２が形成された中央領域とスロープ領域５とが連通する。そのため、吐出口２が形成された吐出口面１２の中央領域に溢れて親水処理膜に吸収されないインクが、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍に移動しやすくなる。これによって、吐出口２が形成された吐出口面１２の中央領域に溢れたインクが溜まらなくなるため、吐出口２からインクが所定の方向に所定の量で吐出され、吐出不良が発生しにくい。
【００２３】
尚、本発明において、一対の吐出口列と、一対の吐出口列をそれぞれ挟み込む一対の溝９とによって、吐出部が構成されている。そして、この吐出部は複数配置されていてもよい。吐出部が複数配置されている場合においても、被覆樹脂層３の吐出口面１２には、吐出口列のそれぞれの端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３のそれぞれの端部との間に、連続するスロープ領域５が形成されている。吐出部が複数設けられた液体吐出ヘッドにおいては、各一対の溝９が一対の吐出口列を挟み込むように形成されていることで、それぞれの吐出口列近傍の吐出口面１２に溢れたインクが、溝９に阻まれて、隣に配置された一対の吐出口列近傍へ流れ込みにくくなる。これによって、吐出口面１２において、複数色のインク同士が混ざり合うことが抑制される。
さらに、溝９の形状は直線状に限らず、図７（ａ）に示すように、溝９が、吐出口列の長手方向において、吐出口列の端部と、吐出口列の延長線と交差する被覆樹脂層３の端部との間に屈曲部を有していてもよい。この場合においては、溝９は、吐出口列の延長線上に及ばないように形成されている。溝９の端部が、図７（ｂ）に示すように、一対の溝９の外側に向かって先細っている形状を有している場合には、スロープ領域５の表面積が広くなるため、吐出口面１２に溢れたインクが、吐出口２が形成されていない被覆樹脂層３の端部近傍へ移動しやすくなる。
【００２４】
（実施例）
図１（ａ）に示す本実施形態の液体吐出ヘッドと、図５（ａ）に示す従来の液体吐出ヘッドとを用いて、２５％デューティにてＡ４用紙にベタ印刷が連続して行われた。すると、従来の液体吐出ヘッドは、しばらくすると書き出し部分に白筋が見受けられるようになったが、本実施形態の液体吐出ヘッドにおいては、Ａ４用紙にベタ印刷が完了され、白筋は見受けられなかった。印刷後にそれぞれの液体吐出ヘッドの吐出口面１２を観察したところ、従来の液体吐出ヘッドの吐出口面１２には、溝９が形成された内側の吐出口面１２に多量のインクが溜まっていた。これに対して、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域には、従来の液体吐出ヘッドの吐出口面１２に溜まったインクの量に比べて、溜まっているインクの量が少なくなっていた。
以上のように、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出口２が形成されている吐出口面１２の中央領域には、インクを繰り返し吐出しても溢れたインクが溜まり難くなっている。
【符号の説明】
【００２５】
１ エネルギー発生素子
２ 吐出口
３ 被覆樹脂層
４ 基板
５ スロープ領域
６ 貫通口
７ インク供給口
８ インク流路
９ 溝
１１ 共通液室
１２ 吐出口面
１３ エネルギー作用室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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