(57)【要約】【課題】本発明は、吐出口に連通する流路が高精度に形成された信頼性の高い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。【解決手段】本発明は、吐出口及び液体流路を形成する流路形成部材を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、エネルギー発生素子を有する基板の上に前記液体流路の型となる流路型パターンを形成する工程と、前記流路型パターンの上に、吸光度の制御が可能な感光性樹脂を被覆し、樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層の表面に平坦面を有する透光性部材を押しつけ、前記樹脂層の表面を平坦化する工程と、前記樹脂層の吸光度を部分的に増加させる工程と、前記透光性部材を介して前記樹脂層に露光処理を施すことで、前記樹脂層に硬化部分と未硬化部分を形成する工程と、前記吸光度が増加した樹脂層部分の吸光度を減少させる工程と、前記未硬化部分に前記吐出口を形成する工程と、をこの順に有する液体吐出ヘッドの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を第一の面上に有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を形成する流路形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（１）前記基板の第一の面の上に前記液体流路の型となる流路型パターンを形成する工程と、
（２）前記流路型パターンの上に、吸光度の制御が可能な感光性樹脂を被覆し、樹脂層を形成する工程と、
（３）前記樹脂層の表面に平坦面を有する透光性部材を押しつけ、前記樹脂層の表面を平坦化する工程と、
（４）前記樹脂層の吸光度を部分的に増加させる工程と、
（５）前記透光性部材を介して前記樹脂層に露光処理を施すことで、前記樹脂層に硬化部分と未硬化部分を形成する工程と、ここで、前記吸光度が増加した樹脂層部分に未硬化部分が形成され、
（６）前記吸光度が増加した樹脂層部分の吸光度を減少させる工程と、
（７）前記未硬化部分に前記吐出口を形成する工程と、
をこの順に有し、
前記工程（４）及び（５）において、前記透光性部材の平坦面を前記樹脂層の表面に接触させていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂がクロミック材料を含有する請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記クロミック材料により吸光度を制御可能な波長が、前記感光性樹脂を感光する波長を含む請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記クロミック材料がサーモクロミック材料である請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記工程（４）において、前記樹脂層を前記エネルギー発生素子を用いて加熱することにより、前記樹脂層の吸光度を部分的に増加させる請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記クロミック材料がエレクトロクロミック材料である請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記透光性部材は前記平坦面に透明電極を有し、
前記工程（４）において、前記エネルギー発生素子と前記透明電極との間に電圧を印可することにより、前記吸光度を部分的に増加させる請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記工程（５）と前記工程（６）の間又は前記工程（６）と前記工程（７）の間に、前記透光性部材を前記樹脂層から剥離する工程を有する請求項１乃至７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記工程（５）における前記露光処理は全面露光である請求項１乃至８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インク等の記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録装置（液体吐出記録装置）においては印字性能の向上、特に高解像度及び高速印刷が求められている。そのためには、吐出インクの微小化とともに、ノズル配列の高密度化を達成し、単位面積当たりの画素数を多くすることで高解像度及び高速印刷を実現することが考えられる。
【０００３】
そのためには、多数の微細なインク吐出口が高密度かつ高精細に形成された液体吐出ヘッドを製造するための方法が必要とされることから、従来さまざまな方法が提案されている。これらの中でも、感光性樹脂材料を用いたフォトリソグラフィーによるパターン形成は、高アスペクト比を有する良好な形状を高精度かつ簡便に形成することができる。
【０００４】
さらに、高画質記録のための微小インク滴の吐出を可能にするためには、吐出量に影響を及ぼすヒーターと吐出口間の距離が重要となる。しかし、一般的に用いられる薄膜の樹脂層からなるインク流路構造体のヒーターと吐出口間の距離を高精度で加工することは困難である。
【０００５】
これら製法上の問題を解決するため、特許文献１では、被覆樹脂層としてドライフィルムを用い、インク流路パターン上に真空ラミネートを施し、加圧することによって被覆樹脂層の平坦化を行う方法が開示されている。この製造方法によると、液体吐出部材の平坦性が確保されるとともに、エネルギー発生素子とノズルとの距離を極めて高い精度で、ばらつきなく短くすることができる。そのため、液体の吐出特性を安定的に維持することができ、高品位な画像を得ることができる液体吐出ヘッドの製造が可能となる。
【０００６】
また、特許文献２では、レジスト中にクロミズム特性を有する材料を含む感光性樹脂組成物を用いて、パターニング工程後に加熱あるいは光照射等によってレジスト材料中のクロミック材料を反応させる、ブラックマトリクスの製造方法が開示されている。この製造方法によると、パターニング精度を維持したまま、高ＯＤ化させたることができるので、液晶表示装置が高コントラストの画像を維持することができるカラーフィルタの製造が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３７０６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３４７６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｎ．Ｆｕｊｉｉ等著“Ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  Ｄｅ−ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｆｏｒｃｅ  ｏｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｄｏｓａｇｅ  ｉｎ  ＵＶ−Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓ”、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ２２、Ｎｕｍｂｅｒ２、（２００９）、１８１−１８４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法においては、ドライフィルムの膜厚分布がベースフィルムやカバーフィルムの精度に依存するため、数μｍ〜数十μｍというインク流路高さの精度に対して、ドライフィルムの精度が十分に確保できない場合がある。さらに、未硬化の被膜樹脂層からベースフィルムを剥離するため、ベースフィルム剥離工程で、剥離不良などの欠陥が生じる場合がある。
【００１０】
こうした問題を解決する方法として、インプリント法という微細パターンの転写技術を応用することが考えられる。非特許文献１では紫外線硬化樹脂を設けた石英基板にモールドを押しつけた後、石英基板越しに紫外線照射を行って樹脂を硬化させ、モールドを剥離する時の剥離力と紫外線照射量との関係が述べられている。紫外線照射量を多くすると、樹脂が十分に剥離し、剥離力も安定することが述べられている。しかしながら、この方法においては、樹脂全体に紫外線を照射しているため、吐出口のような微細パターンを形成することができないという課題がある。また、吐出口に対応した微細な遮光パターンを持つモールドを用いる方法も考えられる。しかしながら、モールドの吐出口パターンと基板のエネルギー発生素子との位置合わせ精度が数十ｎｍという従来の露光装置のアライメント精度に対して、インプリント装置の精度が十分に確保できないという課題がある。エネルギー発生素子と吐出口の位置関係が所望のものと異なると、インクの吐出方向のヨレ、サテライトの発生等の障害へとつながり、印字特性が不良となる場合がある。
【００１１】
また、特許文献２の方法においては、ブラックマトリクス用途の材料であるため、高ＯＤ化した状態を維持する必要がある。そのため、用いられるクロミック材料は不可逆反応性を有する必要がある。しかしながら、この方法においては、不可逆反応であるため、高ＯＤ化した感光性樹脂組成物を再度パターニングすることができないという課題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、吐出口に連通する流路が高精度に形成された信頼性の高い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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態は、
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を第一の面に有する基板と、前記液体を吐出する吐出口及び該吐出口に連通する液体流路を形成する流路形成部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（１）前記基板の第一の面の上に前記液体流路の型となる流路型パターンを形成する工程と、
（２）前記流路型パターンの上に、吸光度の制御が可能な感光性樹脂を被覆し、樹脂層を形成する工程と、
（３）前記樹脂層の表面に平坦面を有する透光性部材を押しつけ、前記樹脂層の表面を平坦化する工程と、
（４）前記樹脂層の吸光度を部分的に増加させる工程と、
（５）前記透光性部材を介して前記樹脂層に露光処理を施すことで、前記樹脂層に硬化部分と未硬化部分を形成する工程と、ここで、前記吸光度が増加した樹脂層部分に未硬化部分が形成され、
（６）前記吸光度が増加した樹脂層部分の吸光度を減少させる工程と、
（７）前記未硬化部分に前記吐出口を形成する工程と、
をこの順に有し、
前記工程（４）及び（５）において、前記透光性部材の平坦面を前記樹脂層の表面に接触させていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、吐出口に連通する流路が高精度に形成された信頼性の高い液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００１５】
好ましくは、本発明の実施形態によれば、吐出液滴の液量のバラツキがより一層低減され、均一液量の液滴を安定的に繰り返し吐出することができ、かつ吐出口に連通する流路が高精度に形成された信頼性の高い液体吐出ヘッドを歩留まりよく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】インクジェット記録ヘッドの構成例を示す模式的斜視図である。
【図２】本実施形態のインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明するための模式的な断面工程図である。
【図３】本実施形態のインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明するための模式的な断面工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
また、本明細書では、本発明の適用例として主にインクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の記録ヘッド等にも適用できる。記録ヘッドとしては、インクジェット記録ヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド等も挙げられる。
【００１９】
なお、本発明により得られる液体吐出ヘッドは、例えば、プリンター、複写機、ファクシミリ、プリンター部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に搭載可能である。例えば、バイオッチップ作製や電子回路印刷、薬物噴霧などの用途の装置にも用いることができる。
【００２０】
（実施形態１）
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一部透しの模式的斜視図である。
【００２１】
図１において、基板１にはインク等の液体を吐出するために用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生素子２、流路３に液体を供給する供給口（不図示）が形成されている。また、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２を具備した基板１上には、液体を吐出する複数の吐出口４と吐出口４に連通する液体流路３を形成する流路形成部材（吐出口部材）５が設けられている。
【００２２】
以上の構成において、液体は供給口から液体流路３に供給され、記録信号に応じてエネルギー発生素子２が発生させるエネルギーにより、液体流路３に充填されていた液体を吐出口４から吐出する。例えば、エネルギー発生素子が電気熱変換体である場合、液体内に気泡を瞬間的に発生させる。そして、該気泡の成長によって生じる圧力変化を利用して、液滴を吐出口４から吐出させ、記録媒体に記録する。
【００２３】
以下に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の実施形態を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
図２（ａ）〜（ｈ）は、本実施形態における液体吐出ヘッドの製造方法の工程を示すフロー図であり、図１の液体吐出ヘッドを破線Ａ−Ａ’で基板面と垂直な方向に切断した場合の各工程での断面の一部を示している。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、エネルギー発生素子２を備える基板１を用意する。
【００２６】
なお、図２（ａ）には図示はしていないが、基板１にはエネルギー発生素子２を駆動するための配線等、電気的接合が備わっている。また、素子上には耐久性の向上等の目的で保護層が形成されていても良い。エネルギー発生素子や電極の作製の際に既存の半導体製造の技術を容易に用いることができることから、基板１としてはシリコン基板が好適である。
【００２７】
なお、以降の説明では１つの液体吐出ヘッド単位を図示して説明を行う。しかし、基板１として６〜１２インチのウェハーを使用して、複数の液体吐出ヘッド単位を一枚のウェハー上で一括に製造して、それを最後に切り分けることで１つの液体吐出ヘッドを得ることもできる。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、インク流路（液体流路）の型となる流路型パターン６を形成する。
【００２９】
流路型パターン６は、例えば、ポジ型感光性樹脂等の樹脂材料、金属、または無機物から形成される。例えば、材料を塗布する方法や、フィルム化したものをラミネートする方法等によりポジ型感光性樹脂を基板１上に設け、その後フォトリソグラフィー法等でインク流路の形状にパターン化することで、流路型パターン６を形成できる。
【００３０】
本実施形態で用いられる感光性樹脂は、特に限定されるものではないが、ポジ型感光性樹脂であることが好ましい。ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ポリメチルイソプロペニルケトンやメタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型の感光性樹脂が用いられる。メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型のポジ型感光性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等のホモポリマー、メタクリル酸メチルとメタクリル酸、アクリル酸、グリシジルメタクリレート若しくはフェニルメタクリレート等との共重合体を挙げることができる。これらのメタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型のポジ型感光性樹脂の感光波長は、一般的に２００〜２４０ｎｍ付近存在する。また、ポリメチルイソプロペニルケトンは、２６０〜３２０ｎｍ付近に感光波長を有している。
【００３１】
ポジ型感光性樹脂層は、材料に対して最適な露光波長によって露光することで、所望のパターンに形成できる。
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示すように、流路型パターン６の上に、吸光度の制御が可能な感光性樹脂を被覆し、樹脂層を形成する。本実施形態では、サーモクロミック材料（熱クロミック材料）を含むネガ型レジストを被覆し、樹脂層７を形成する。樹脂層７には後工程で吐出口を形成するため、樹脂層７を形成するネガ型レジストとしては、ラジカル重合反応を利用したネガ型レジストや、カチオン重合反応を利用したネガ型レジストが例示される。
【００３３】
ラジカル重合反応を利用したネガ型レジストは、そのレジスト中に含まれる光重合開始剤から発生するラジカルにより、レジスト中に含まれるラジカル重合可能なモノマーやプレポリマーの分子間での重合や架橋が進むことで硬化する。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アントラキノン類、アシルフォスフィンオキサイド類、チタノセン類、アクリジン類等が挙げられる。ラジカル重合可能なモノマーとしては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリルアミド基、マレイン酸ジエステル、アリル基を有するモノマーやプレポリマー等が適しているが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
カチオン重合反応を利用したネガ型レジストは、そのレジスト中に含まれる光カチオン開始剤から発生するカチオンにより、レジスト中に含まれるカチオン重合可能なモノマーやプレポリマーの分子間での重合や架橋が進むことで硬化する。光カチオン開始剤としては、例えば、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等が挙げられる。カチオン重合可能なモノマーやプレポリマーとしては、エポキシ基やビニルエーテル基やオキセタン基を有するモノマーやプレポリマー等が適しているが、これに限られるものではない。
【００３５】
また、ネガ型レジストは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。さらに、必要に応じて添加剤等を適宜添加することができる。また、ネガ型フォトレジストとして、市販されている化薬マイクロケム社製「ＳＵ−８シリーズ」、「ＫＭＰＲ−１０００」（商品名）、東京応化工業製「ＴＭＭＲ  Ｓ２０００」、「ＴＭＭＦ  Ｓ２０００」（商品名）等も用いることができる。
【００３６】
吸光度の制御が可能な感光性樹脂としては、クロミック材料を含む感光性樹脂が挙げられる。クロミック材料は吸光度の可逆変化が可能であればよく、例えば、サーモクロミック材料、エレクトロクロミック材料、フォトクロミック材料、ピエゾクロミック材料、ガスクロミック材料等が挙げられるが、これに限られるものではない。また、本実施形態で示すように、サーモクロミック材料であることが好ましい。
【００３７】
サーモクロミック材料は、加熱することにより、色が変化する特性を持つ材料である。サーモクロミック材料として、例えば、具体的には、エチレンジアミン誘導体金属錯体、テトラハロゲノ金属錯体類、フルオラン類、フェニルフタリド類、インドリルフタリド、スピロピラン類、ロイコオーラミン類、アシルまたはアリルオーラミン類などが挙げられるが、これに限られるものではない。また、サーモクロミック材料は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。さらに、必要に応じて、サーモクロミック材料に、顕色剤、温度調整剤、増感剤等の添加剤を適宜添加してもよい。また、サーモクロミック材料は、ネガ型レジストに直接添加してもよいし、界面重合法、コアセルベーション法などの公知の方法で作製したマイクロカプセルに封入されたものを添加してもよい。また、サーモクロミック材料の最適な混合比は材料毎に異なるが、吸光度を変化させる前のレジスト特性に影響を与えない範囲内、且つ、吸光度を変化させた後の吸光度が感光しない範囲内で高い方が好ましい。サーモクロミック材料のネガ型レジスト（感光性樹脂）中の含有量は、例えば、０．００１〜３０質量％であり、０．０１〜２０質量％であることが好ましい。または、サーモクロミック材料は、吸光度を変化させた後のレジストの吸光度が膜厚５μｍ換算で１以上となるようにネガ型レジスト中に含まれることが好ましい。
【００３８】
また、ネガ型レジストを流路型パターン６の上に被覆させる方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコート法、ラミネート法、スプレーコート法等を適宜選択することができる。
【００３９】
また、樹脂層７の膜厚としては、用いる樹脂の種類、液体吐出ヘッドの吐出液滴の量にもよるが、５〜１００μｍであることが好ましい。
【００４０】
次に、図２（ｄ）に示すように、樹脂層の表面に平坦面を有する透光性部材を押しつけ、樹脂層の表面を平坦化する。本実施形態では、樹脂層７の表面から基板１に向かう方向に、板状の透光性部材８で樹脂層７の表面を押すことで、樹脂層７の表面を平坦化する。
【００４１】
透光性部材８としては、例えば、研磨により鏡面仕上げを行ったガラス、石英、樹脂などを用いることができる。ただし、透光性部材８の材料はこれに限られるものではなく、樹脂層７を硬化するのに必要な光を透過する材料であればよい。
【００４２】
また、透光性部材８の平坦面で樹脂層７の表面を平坦化する前又は同時に、樹脂層７の流動性を向上するために、基板、樹脂層、又は透光性部材を加熱してもよい。加熱温度としては、樹脂層７に用いられる樹脂の種類にもよるが、５０℃から２００℃であることが好ましい。
【００４３】
また、樹脂層７と透光性部材の間に空気が挟まれた状態になると、空気を含んで樹脂が流動してしまい欠陥を生じさせることがあるため、一定圧まで真空引きして透光性部材８を押しつけることも有用である。
【００４４】
また、透光性部材８を押しつける方法としては、例えば、透光性部材を樹脂層７の表面に乗せ、プレス装置を用いて上下より加圧することで可能となるが、これに限定されない。
【００４５】
次に、図２（ｅ）に示すように、樹脂層の吸光度を部分的に増加させる。本実施形態では、エネルギー発生素子を用いて、流路型パターン６を通して、樹脂層７の一部を加熱することにより、樹脂層７の一部の吸光度を増加させる。すなわち、エネルギー発生素子の周囲の樹脂層部分７ｂをエネルギー発生素子によって加熱し、樹脂層部分７ｂの吸光度を高くする。
【００４６】
加熱温度は、サーモクロミック材料の色変化に必要な温度に合わせて適宜選択することができ、例えば、４０℃〜２００℃である。また、加熱時間は、サーモクロミック材料の色変化に必要な時間に合わせて適宜選択することができ、例えば、１〜２０秒である。
【００４７】
エネルギー発生素子から与える熱量により、加熱されて吸光度が高くなる樹脂層部分７ｂの領域は制御可能であり、少なくとも後工程で吐出口が形成される領域を含むように、樹脂層部分７ｂが形成される。
【００４８】
次に、図２（ｆ）に示すように、透光性部材を介して樹脂層に露光処理を施すことで、樹脂層に硬化部分と未硬化部分を形成する。ここで、吸光度が増加した樹脂層部分に未硬化部分が形成される。本実施形態では、透光性部材８越しに、樹脂層部分７ｂを含む樹脂層７に露光処理を行う。すなわち、透光性部材８を樹脂層７に接触させた状態で、透光性部材８を介して樹脂層７に露光処理を施す。
【００４９】
露光光源の種類は、樹脂層７を硬化できるものであれば、特に限定されない。例えば、露光光としては、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、ガンマ線等が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましく用いられる。また、露光量についても、樹脂層７を硬化できる露光量であれば特に限定されない。
【００５０】
露光された樹脂層７のうち吸光度の高い樹脂層部分７ｂ以外の領域は、露光のエネルギーを吸収して重合反応の反応点が生じ重合反応が進むため、現像液に対して不溶となる（樹脂層７ｃ）。一方、エネルギー発生素子近傍の吸光度の高い樹脂層部分７ｂは、露光のエネルギーが透過しないため重合反応の反応点が生じず、現像液に対して可溶な状態が維持される。
【００５１】
次に、図２（ｇ）に示すように、冷却により吸光度が高い樹脂層部分７ｂの吸光度を減少させる。例えば、基板１と透光性部材８を冷却することで、樹脂層部分７ｂの吸光度を低下させることができる。冷却温度は、サーモクロミック材料の色変化に必要な温度未満であればよく、例えば、２５〜１００℃である。
【００５２】
その後、透光性部材８を除去する。なお、透光性部材８は、樹脂層部分７ｂの冷却前に除去してもよい。
【００５３】
透光性部材８の除去時に、樹脂層の一部が透光性部材８に付着することを防止するために、透光性部材８や樹脂層７の表面に離型材を塗布する等の離型処理を施してもよい。
【００５４】
次に、図２（ｈ）に示すように、樹脂層部分７ｂに吐出口を形成する。その後、インク供給口（不図示）を形成し、インク流路となる流路型パターン６を除去することで液体吐出ヘッドが製造できる。
【００５５】
（実施形態２）
図３（ａ）〜（ｈ）は、本実施形態における液体吐出ヘッドの製造方法の工程を示すフロー図であり、図１の液体吐出ヘッドを破線Ａ−Ａ’で基板面と垂直な方向に切断した場合の各工程での断面の一部を示している。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、エネルギー発生素子２を備えた基板１上にインク流路の型となる流路型パターン６を実施形態１と同様に形成する。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すように、流路型パターン６の上に、エレクトロクロミック材料を含むネガ型レジストを被覆し、樹脂層９を形成する。樹脂層９には実施形態１と同様に、後工程で吐出口を形成するため、ラジカル重合反応を利用したネガ型レジストや、カチオン重合反応を利用したネガ型レジストが例示される。
【００５８】
また、エレクトロクロミック材料は、電圧を印加することにより、色が変化する特性を持つ材料である。エレクトロクロミック材料としては、例えば、具体的には、Ｎ，Ｎ’−二置換−４、４’−ビピリジニウム（慣用名ビオロゲン）化合物類、ポリチオフェン化合物類、ポリピロール化合物類、ポリアニリン類等が挙げられるが、これに限られるものではない。また、エレクトロクロミック材料は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。さらに、必要に応じて、エレクトロクロミック材料に、顕色剤、増感剤等の添加剤を適宜添加してもよい。また、これらエレクトロクロミック材料はネガ型レジストに直接添加してもよいし、界面重合法、コアセルベーション法など公知の方法で作製したマイクロカプセルに封入されたものを添加してもよい。また、エレクトロクロミックの最適な混合比は材料毎に異なるが、吸光度を変化させる前のレジスト特性に影響を与えない範囲内、且つ、吸光度を変化させた後の吸光度が感光しない範囲内で高い方が好ましい。エレクトロクロミック材料のネガ型レジスト（感光性樹脂）中の含有量は、例えば、０．００１〜３０質量％であり、０．０１〜２０質量％であることが好ましい。または、エレクトロクロミック材料は、吸光度を変化させた後のレジストの吸光度が膜厚５μｍ換算で１以上となるようにネガ型レジスト（感光性樹脂）中に含まれることが好ましい。
【００５９】
また、樹脂層９の膜厚としては、用いる樹脂の種類、液体吐出ヘッドの吐出液滴の量にもよるが、５〜１００μｍであることが好ましい。
【００６０】
次に、図３（ｄ）に示すように、樹脂層９の表面から基板１に向かう方向に、表面に透明電極１０が形成された板状の透光性部材８で樹脂層９の表面を押すことで、樹脂層９の表面を平坦化する。また、透明電極１０が形成されている側の平坦面で樹脂層９の表面を押す。
【００６１】
透光性部材８としては、例えば、研磨により鏡面仕上げを行ったガラス、石英、樹脂などを用いることができる。ただし、透光性部材８の材料はこれに限られるものではなく、樹脂層９を硬化するのに用いられる光を透過する材料であればよい。透光性部材８の表面上に形成される透明電極１０としては、例えば、インジウムースズ酸化物、インジウムー亜鉛酸化物、インジウムーガリウムー亜鉛酸化物などを用いることができる。ただし、透明電極１０はこれに限られるものではなく、樹脂層９を硬化するのに用いられる光を透過する材料であればよい。また、透明電極１０の形成方法としては、スパッタリング法、溶媒に金属微粒子を分散させたインクを塗布した後に焼成する方法など、公知の方法を用いることができる。
【００６２】
また、透光性部材８で樹脂層７の表面を平坦化する前又は同時に、樹脂層９の流動性を向上するために、基板、樹脂層、又は透光性部材を加熱してもよい。加熱温度としては、樹脂層７に用いられる樹脂の種類にもよるが、５０℃から２００℃であることが好ましい。
【００６３】
また、樹脂層９と透光性部材の間に空気が挟まれた状態になると、空気を含んで樹脂が流動してしまい欠陥を生じさせることがあるため、一定圧まで真空引きして透光性部材８を押しつけることも有用である。
【００６４】
また、透光性部材を押しつける方法としては、例えば、透光性部材を樹脂層９上表面に乗せ、プレス装置を用いて上下より加圧することで可能となるが、これに限定されない。
【００６５】
次に、図３（ｅ）に示すように、透明電極１０とエネルギー発生素子２の間に電圧を印加することで、樹脂層９のうち吸光度が高くなった樹脂層部分９ｂを形成する。すなわち、透明電極１０とエネルギー発生素子２の間に電圧を印可することで、エネルギー発生素子の周囲の樹脂層部分９ｂの吸光度を増加させる。
【００６６】
印加電圧は、エレクトロクロミック材料の色変化に必要な電圧に合わせて適宜選択することができ、例えば、０．０１Ｖ〜２０Ｖである。また、印加電圧は、エレクトロ材料に応じて、後の工程で逆の電圧を印加するまで維持することができる。また、印加時間はエレクトロクロミック材料の色変化に必要な時間に合わせて適宜選択することができ、例えば、１〜２０秒である。
【００６７】
なお、図３（ｅ）及び（ｇ）には図示していないが、透明電極１０とエネルギー発生素子２には電圧を印加するための配線、電源等の電気的接合が備わっている。より具体的には、基板上にはエネルギー発生素子２に電圧を印可する配線や電源が備わっており、透光性部材８には透明電極１０に電圧を印可する配線や電源が備わっている。透明電極１０とエネルギー発生素子２に印加する電圧により、樹脂層部分９ｂの領域は制御可能であり、少なくとも後工程で吐出口が形成される領域を含むように樹脂層部分９ｂが形成される。
【００６８】
次に、図３（ｆ）に示すように、透明電極１０を有する透光性部材８越しに、樹脂層部分９ｂを含む樹脂層９に露光処理を行う。すなわち、透明電極１０を有する透光性部材８を介して樹脂層９に露光処理を施す。
【００６９】
露光光源の種類は、樹脂層９を硬化できるものであれば、特に限定されない。例えば、露光光としては、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、ガンマ線等が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましく用いられる。また、露光量についても、樹脂層９を硬化できる露光量であれば特に限定されない。
【００７０】
露光された樹脂層９のうち吸光度の高い樹脂層部分９ｂ以外の領域は、露光のエネルギーを吸収して重合反応の反応点が生じ重合反応が進むため、現像液に対して不溶となる（樹脂層９ｃ）。一方、吸光度の高い樹脂層部分９ｂは、露光のエネルギーが透過しないため重合反応の反応点が生じず、現像液に対して可溶な状態が維持される。
【００７１】
次に、図３（ｇ）に示すように、透明電極１０とエネルギー発生素子２の間に、図３（ｅ）に示す工程とは逆の電圧（反対の電位の電圧）を印加することで、吸光度の高くなった樹脂層部分９ｂの吸光度を減少させる。
【００７２】
その後、透明電極１０の形成された透光性部材８を樹脂層から除去する。なお、透光性部材８は、樹脂層部分９ｂの吸光度を低下させる前に除去してもよい。
【００７３】
透光性部材の除去時に、樹脂層の一部が透光性部材に付着することを防止するために、透光性部材８の表面や樹脂層９の表面に離型材を塗布する等の離型処理を施してもよい。
【００７４】
次に、図３（ｈ）に示すように、樹脂層部分９ｂに吐出口を形成する。その後、インク供給口（不図示）を形成し、流路型パターン６を除去することで液体吐出ヘッドが製造できる。
【００７５】
「実施例１」
本実施例では、図２（ａ）〜（ｈ）に示した工程に従って、インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００７６】
まず、図２（ａ）に示されるような、表面（第一の面とも称す）にエネルギー発生素子を有する基板１を準備した。
【００７７】
一般的に、エネルギー発生素子２を制御するドライバーやロジック回路等は、汎用的な半導体製法にて製造されるため、該基板にシリコンを適用することが好適である。本例においては、８インチのシリコン基板上にエネルギー発生素子を有するシリコン基板を準備した。
【００７８】
次いで、図２（ｂ）に示すように、基板１の第一の面上に、光崩壊性ポジ型レジストからなるポジ型レジストを用いて流路型パターン６を形成した。
【００７９】
なお、ポジ型レジストとしては光崩壊性ポジ型レジストを用い、ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製、ＯＤＵＲ−１０１０（商品名））を樹脂濃度が２０質量％になるように調製した。このポジ型レジストをスピンコート法によって基板上に塗布し、その後、ホットプレート上にて１２０℃で３分間、引き続き窒素置換されたオーブンにて、１５０℃で３０分間のプリベークを行い、５μｍ膜厚のポジ型レジスト層を形成した。その後、ポジ型レジスト層に、ウシオ電機製Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置ＵＸ−３０００（商品名）を用い、流路パターンの描かれたマスクを介して、１８０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量でＤｅｅｐ−ＵＶ光を照射した。その後、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）＝２／３溶液により現像処理を行い、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）を用いてリンス処理を行うことで、基板１上に流路型パターン６を形成した。
【００８０】
次いで、図２（ｃ）に示すように、流路型パターン６上に、サーモクロミック材料を含む光硬化性樹脂を被覆させ、樹脂層７を形成した。光硬化性樹脂としては以下の組成のレジスト溶液を用いた。
【００８１】
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製）                                １００質量部
ＳＰ−１７２（アデカ製）                                          ５質量部
Ａ−１８７（東レ・ダウコーニング製）                              ５質量部
Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミンニッケル錯体                      ５質量部
メチルイソブチルケトン                                        １００質量部
該組成の光硬化性樹脂をスピンコート法によって基板及び流路型パターン上に塗布し、ホットプレート上にて９０℃で３分間のプリベークを行い、１０μｍ（基板上）のネガ型レジストからなる樹脂層７を形成した。
【００８２】
次いで、図２（ｄ）に示すように、樹脂層７の表面から基板１に向かう方向に、透光性を有する透光性部材８をプレス装置ＳＴ−５０（東芝機械社製）を用いて、真空チャンバー内で押しつけた。また、透光性部材８を押しつける際、樹脂層７を加温した。透光性部材としては、飯山特殊ガラス社製の高精度に研磨された石英基板にデュラサーフ（ダイキン社製）を成膜したものを用いた。
【００８３】
次いで、図２（ｅ）に示すように、エネルギー発生素子を発熱させ、エネルギー発生素子の周囲の光硬化樹脂部分（樹脂層部分７ｂ）を変色させることにより、この部分の吸光度を増加させた。この時、エネルギー発生素子に近接する光硬化樹脂ほど温度が高くなるため、エネルギー発生素子の周囲の樹脂層部分７ｂの吸光度が高くなった。
【００８４】
次いで、図２（ｆ）に示すように、マスクアライナーＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン製）を用い、３０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量にて全面露光した。次いで、９０℃で１８０秒のＰＥＢを行い、樹脂層部分７ｂ以外の樹脂層７を硬化させた。この時、吸光度が高くなった樹脂層部分７ｂはＳＰ−１７２の分解が阻害されたため、未硬化部分が形成された。
【００８５】
次いで、図２（ｇ）に示すように、基板１を冷却し、高くなっていた樹脂層部分７ｂの吸光度を低くした。更に、押しつけた透光性部材８を離型した。
【００８６】
次いで、マスクアライナーＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン製）を用い、インク吐出口パターンが描かれたマスク２０を介して、３０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量にて樹脂層７をパターン露光した。ここで、インク吐出口パターンが樹脂層部分７ｂに含まれるように露光処理を行った。次いで、９０℃で１８０秒のＰＥＢを行い硬化させた。
【００８７】
次いで、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／３溶液を用いて現像処理を行い、キシレンを用いてリンス処理を行うことで、インク吐出口４を形成した。
【００８８】
次いで、基板１の裏面（第一の面と反対側の面）側からにインク供給口（不図示）をエッチング処理により形成した。この際、保護層を形成し、裏面にポジ型レジストでスリット状のエッチングマスク層を形成した基板を、８０℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中に浸漬することで、シリコン基板に対して異方性エッチングを行い、インク供給口を形成した。
【００８９】
次いで、保護層を除去した後、ウシオ電機製Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置ＵＸ−３０００（商品名）を用いて７０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で全面に露光し、流路型パターン６を可溶化した。そして、基板を乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬することで、流路型パターンを除去し、インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００９０】
上記の方法で作製したインクジェット記録ヘッドは、基板１の各エネルギー発生素子２と吐出口４との距離がどのノズルでも１μｍ以下の均一な形状を有していた。このインクジェット記録ヘッドをプリンターに搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、安定な吐出量の液滴を飛翔させることが可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００９１】
「実施例２」
本実施例では、図３（ａ）〜（ｈ）に示した工程に従って、インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００９２】
まず、図２（ａ）に示されるような、基板１を実施例１と同様に準備した（図３（ａ））。
【００９３】
次いで、図３（ｂ）に示すように、実施例１と同様の工程において、基板１上に流路型パターン６を形成した。
【００９４】
次いで、図３（ｃ）に示すように、流路型パターン上に、エレクトロクロミック材料を含む光硬化性樹脂を被覆させ、樹脂層９を形成した。光硬化性樹脂としては以下の組成のレジスト溶液を用いた。
【００９５】
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製）                                １００質量部
ＳＰ−１７２（アデカ製）                                          ５質量部
Ａ−１８７（東レ・ダウコーニング製）                              ５質量部
１，１’−ジメチル−４，４’−ビピリジニウムジクロリド            ５質量部
メチルイソブチルケトン                                        １００質量部
該組成の光硬化性樹脂をスピンコート法によって基板及び流路型パターン上に塗布し、ホットプレート上にて９０℃で３分間のプリベークを行い、１０μｍ（基板上）のネガ型レジストからなる樹脂層９を形成した。
【００９６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、樹脂層９の表面から基板１に向かう方向に、ＩＴＯ電極１０と該電極１０に接続する配線（不図示）を表面に有する板状の透光性部材８をプレス装置ＳＴ−５０（東芝機械社製）を用いて、真空チャンバー内で押しつけた。また、透光性部材８を押しつける際、樹脂層９を加温した。透光性部材としては、飯山特殊ガラス社製の高精度に研磨された石英基板にＩＴＯを成膜し、さらにＩＴＯ電極の表面にデュラサーフ（ダイキン社製）を成膜したものを用いた。
【００９７】
次いで、図３（ｅ）に示すように、エネルギー発生素子とＩＴＯ電極の間に２．５Ｖの電圧を印加電圧を印加し、エネルギー発生素子の周囲の光硬化樹脂部分（樹脂層部分９ｂ）を変色させることにより、この部分の吸光度を高くした。この時、エネルギー発生素子に近接する光硬化樹脂ほど電圧が高くなるため、エネルギー発生素子の周囲の樹脂層部分９ｂの吸光度が高くなった。
【００９８】
次いで、図３（ｆ）に示すように、マスクアライナーＭＰＡ６００ＦＡ（キヤノン製）を用い、３０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量にて全面露光した。次いで、９０℃で１８０秒のＰＥＢを行い、樹脂層部分９ｂ以外の樹脂層９を硬化させた。この時、吸光度が高くなった樹脂層部分９ｂはＳＰ−１７２の分解が阻害されたため、未硬化な状態が維持されていた。
【００９９】
次いで、図３（ｇ）に示すように、エネルギー発生素子とＩＴＯ電極の間に−２．５Ｖの電圧（前工程と逆の電圧）を印加し、高くなっていた樹脂層部分９ｂの吸光度を低くした。更に、押しつけた透光性部材を離型した。
【０１００】
その後は、実施例１と同様の工程においてインクジェット記録ヘッドを作製した。上記の方法で作製したインクジェット記録ヘッドは、基板１の各エネルギー発生素子２と吐出口４との距離がどのノズルでも１μｍ以下の均一な形状を有していた。このインクジェット記録ヘッドをプリンターに搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、安定な吐出量の液滴を飛翔させることが可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【０１０１】
「比較例」
光硬化樹脂にＮ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン銅錯体を含ませず、光硬化樹脂の吸光度を変化させる工程を含まず、透光性部材を介して樹脂層に硬化部分と未硬化部を形成する工程を含まないこと以外は、実施例１と同じ方法でインクジェット記録ヘッドを作製した。その結果、吸光度変化によりエネルギー発生素子近傍以外を硬化させた後に透光性部材を離型している実施例に比べ、剥離工程において欠陥が見られ、所望の形状を得られなかった。
【符号の説明】
【０１０２】
１    基板
２    エネルギー発生素子
３    液体流路（インク流路）
４    吐出口
５    吐出口部材
６    流路型パターン
７    サーモクロミック材料を含有する樹脂層
７ｂ  吸光度の高くなった樹脂層部分
７ｃ  樹脂層のうち硬化した部分
８    透光性部材
９    エレクトロクロミック材料を含有する樹脂層
９ｂ  吸光度の高くなった樹脂層部分
９ｃ  樹脂層のうち硬化した部分
１０  透明電極
【図１】
2014162181.tif 000003
【図２】
2014162181.tif 000004
【図３】
2014162181.tif 000005