(57)【要約】【課題】供給口から圧力室に向かう流路における液体の流速が速められる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】記録ヘッド３は、圧力室２２の内部に液体を供給するための供給口１１を有している。供給口１１から圧力室２２へ供給される液体を流通させる流路１２に面した位置に、表面が粗く形成されることによって流路を流通する液体の流速が速められる粗面を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を貯留することが可能な圧力室と、
前記圧力室の内部に貯留された液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、
前記エネルギー発生素子によってエネルギーの付与された液体を吐出する吐出口と、
前記圧力室の内部に液体を供給するための供給口と、
前記供給口から前記圧力室へ供給される液体を流通させる流路とを有し、
前記流路に面した位置に、平滑な表面であるときよりも、前記流路を流通する液体との間の接触角を小さくする粗面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２】
前記粗面は、表面に同じ方向に複数の溝が形成されることによって粗く形成さ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、前記流路の延びる方向に交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記溝における前記流路に面した位置に、撥水性を有する撥水部材が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記溝の深さは、前記流路における液体の吐出される方向に沿った長さの１０％以下であることを特徴とする請求項２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】
前記溝の深さは、前記流路における液体の吐出される方向に沿った長さの１％であることを特徴とする請求項２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】
前記吐出口は、前記エネルギー発生素子に対向する位置に形成され、
前記粗面は、前記圧力室及び前記流路を画成する面のうち、前記吐出口の形成された側の面に形成されてい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】
請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを有し、
前記液体吐出ヘッドによって媒体に液体を吐出する液体吐出装置。
【請求項９】
基板と、流路形成部材とを有し、前記基板と前記流路形成部材とが接合されることで、液体を貯留することが可能な圧力室が画成され、前記圧力室の内部に貯留された液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によってエネルギーの付与された液体を吐出する吐出口と、前記圧力室の内部に液体を供給するための供給口と、前記供給口から前記圧力室へ供給される液体を流通させる流路とを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板の上の前記流路となる位置に、後で除去することが可能な第１の層を配置する工程と、
前記第１の層に、粗く形成される粗面に対応する形状を形成する工程と、
前記第１の層を覆うように、前記流路形成部材となる第２の層を形成する工程と、
前記第１の層を除去することで、前記流路形成部材に、前記粗面に面した前記流路を形成する工程とを有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の層に、粗く形成される粗面に対応する形状を形成する工程の後に、前記第１の層の上に、撥水性を有する撥水層を配置する工程と、
前記撥水層の配置された前記第１の層を覆うように、前記第２の層を形成する工程とを有することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の層を覆うように、前記流路形成部材となる第２の層を形成する工程で、前記第２の層が、前記第１の層を覆うように化学的気相蒸着法によって形成されることを特徴とする請求項９または１０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、液体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置としては、液体吐出ヘッドから液体を記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置に用いられる液体吐出ヘッドとしては、液体流路にエネルギー発生素子が設けられ、エネルギー発生素子が駆動されることによりインク流路内の液体にエネルギーを付与することで吐出口から液体を吐出する形式のものがある。
【０００３】
液体吐出ヘッドとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、供給口と圧力室との間の流路に鋸歯状の凹凸が形成されている液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドが開示されている。記録ヘッドがこのように形成されることで、流路形成部材に応力が加わっても、応力が縁部に沿う分力と縁部に直交する分力とに分けられるので、流路形成部材が基板から剥離することが抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された記録ヘッドでは、流路に形成された鋸歯状の凹凸が比較的大きく形成されている。そのため、特許文献１に開示された記録ヘッドでは、供給口と圧力室との間の流路を液体が流れる際の液体による壁面への接触角は、流路に面した位置の表面が平滑であるときよりも小さくはならない。また、記録ヘッドによって液体が吐出された後のリフィルの際に、メニスカスは、接触角が小さくなるような方向への力を受けない。従って、リフィルの際のメニスカスの移動速度は変化せず、リフィルの際のメニスカスの移動速度が不十分である可能性がある。
【０００６】
液体吐出装置において、通常、一旦液体が吐出されると、流路に液体が再び供給されて充填されるまでのリフィル時間の間は、次の液体の吐出を行うことができない。このリフィル時間が長くなると、次に液体の吐出が可能となるまでの時間が長くなってしまい、所定の記録画像を記録するのに必要とされる時間が長くなってしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、供給口から圧力室に向かう流路における液体の流速が速められる液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び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】
【０００８】
本発明は、内部に液体を貯留することが可能な圧力室と、前記圧力室の内部に貯留された液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によってエネルギーの付与された液体を吐出する吐出口と、前記圧力室の内部に液体を供給するための供給口と、前記供給口から前記圧力室へ供給される液体を流通させる流路とを有し、前記流路に面した位置に、表面が粗く形成されることによって、平滑な表面であるときよりも、前記流路を流通する液体の流速が速められる粗面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体が吐出されてからの液体のリフィルの速度を速めることができるので、液体吐出ヘッドによる液体の吐出周波数を高くすることができる。従って、単位時間当たりに記録を行うことのできる記録量を増加させることができ、記録をより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドの用いられたインクジェット記録装置について示した斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置によって用いられる記録ヘッドについて、一部を破断して内部の構成を示した斜視図である。
【図３】図２の記録ヘッドによって液体の吐出が行われる際の、気泡が発生して液体が吐出され、液体が再びリフィルされるまでのそれぞれの状態について示した記録ヘッドの断面図である。
【図４】図２の記録ヘッドの製造工程について示した断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る記録ヘッドの製造工程について示した断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る記録ヘッドの製造工程について示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置（液体吐出装置）について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１について示した斜視図である。インクジェット記録装置１のキャリッジ２には、本発明の液体吐出ヘッドとしての記録ヘッド３と共に、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６が搭載可能に構成されている。インクカートリッジ６は、キャリッジ２に対して着脱自在になっている。なお、記録ヘッド３とインクカートリッジ６とは、一体に形成されていても良い。
【００１２】
インクジェット記録装置１は、カラー記録が可能であり、キャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれの色のインクを収容した４つのインクカートリッジ６を搭載している。これら４つのインクカートリッジ６は、それぞれ独立に着脱可能である。
【００１３】
キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材同士の間の電気的な接触部が適正に接触することで、それぞれの部材の間が電気的に接続されるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを記録媒体（媒体）に選択的に吐出して記録を行う。特に、本実施形態の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。
【００１４】
インクジェット記録装置１には、キャリッジ２の主走査方向に沿って延びるように、ガイドシャフト１３が配置されている。キャリッジ２は、ガイドシャフト１３によって貫通されて支持されている。これにより、キャリッジ２は、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。
【００１５】
キャリッジ２はキャリッジモータからの駆動力を伝達するための伝達機構としての駆動ベルト７の一部に連結されている。記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２は、キャリッジモータの駆動力によって往復移動される。このように、キャリッジ２は、キャリッジモータの正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って、記録媒体の搬送方向に交差する主走査方向に往復移動する。また、インクジェット記録装置１には、キャリッジ２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ったキャリッジ２の位置を示すための不図示のスケールが備えられている。記録ヘッド３が主走査方向へ走査しながらインクの吐出が行われることで、記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。また、インクジェット記録装置１には、記録ヘッド３の吐出口が形成された吐出口面に対向してプラテンが設けられている。
【００１６】
インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送するために不図示の搬送モータによって駆動される搬送ローラ１４を有している。また、インクジェット記録装置１は、バネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ１５、ピンチローラ１５を回転自在に支持する不図示のピンチローラホルダ、搬送ローラ１４に接続された不図示の搬送ローラギアを有している。搬送モータが回転を行うと、搬送モータの回転駆動による駆動力が搬送ローラギアを介して搬送ローラ１４に伝達され、搬送ローラ１４が駆動される。このように、インクジェット記録装置１は、記録媒体を搬送させる搬送手段を有している。搬送ローラ１４とピンチローラ１５との間に記録媒体Ｐが挟まれた状態で搬送ローラ１４が回転駆動されることによって、記録媒体Ｐが搬送方向に沿って搬送される。
【００１７】
また、インクジェット記録装置１には、記録ヘッド３の吐出口をキャッピングして、記録ヘッド３から吐出されるインクを受容可能なキャップ２２６が配置されている。キャップ２２６によって記録ヘッド３の吐出口をキャッピングした状態で、顔料インクによる予備吐出が行われ、キャップ内でインクが吸引されることで、顔料インクによる予備吐出で吐出されたインクを回収することが可能である。また、図１における記録媒体Ｐの外側には、プラテン上で予備吐出が行われた際に吐出されたインクを受容できるプラテン予備吐出位置ホーム２２４及びプラテン予備吐出位置アウェイ２２５が配置されている。
【００１８】
図２に、インクジェット記録装置１のキャリッジ２に取り付けられる記録ヘッド３についての斜視図を示す。記録ヘッド３は、基板２０に流路形成部材２１が接合されて形成されている。基板２０と流路形成部材２１との間には、流路１２及び圧力室２２が画成されている。圧力室２２は、内部にインク等の液体を貯留することが可能である。基板２０には、基板２０を貫通するように供給口１１が形成されている。流路１２は、供給口１１から圧力室２２へ供給される液体を流通させる。流路１２のそれぞれには、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手段としての発熱抵抗素子（エネルギー発生素子）１３が配置されている。発熱抵抗素子１３が熱エネルギーを発生させることによって、圧力室２２の内部に貯留された液体にエネルギーが付与される。流路形成部材２１におけるそれぞれの流路１２内の発熱抵抗素子１３に対応する位置には、吐出口２３が形成されている。また、それぞれの流路１２の間には、流路１２同士を隔離するための隔壁２４が配置されている。
【００１９】
また、本実施形態の記録ヘッド３は、流路形成部材２１における流路１２に面した位置には、複数の溝１４が形成されている。このように、流路形成部材２１における流路１２に面した位置には、溝１４が形成されることによって表面が粗く形成された粗面が形成されている。本実施形態では、溝１４は、供給口１１から吐出口２３に向かう液体の供給される方向に交差する方向に沿って延びるように形成されている。また、溝１４は、流路形成部材２１における流路１２に面し、発熱抵抗素子１３に対向した位置のみに形成されている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、流路１２における液体の供給される方向に沿った端部に面した位置に溝１４が形成されても良い。また、発熱抵抗素子１３の配置された基板２０の表面に溝１４が形成されても良い。
【００２０】
このように、本実施形態では、複数の溝１４が流路形成部材２１における流路１２に面した位置に形成されることによって、表面が粗く形成された粗面が形成されている。ここでいう粗面は、液体が流路１２を流通する際に、液体のメニスカスによる流路形成部材２１の壁面に対する接触角を小さくする程度に粗く形成された面である。すなわち、粗面が、平滑な表面よりも粗く形成されることによって、液体のメニスカスによる流路形成部材２１の壁面に対する接触角が小さくなる。本実施形態の粗面は、粗面が過剰に粗く形成されている場合には、液体のメニスカスによる壁面に対する接触角が小さくなるような力が作用しない。つまり、本実施形態では、粗面は、壁面がぬれ易くなる程度に粗く形成されたものである。
【００２１】
溝１４の形状としては、流路形成部材２１における流路１２の高さ（吐出口２３から液体の吐出される方向に沿った流路１２の長さ）の１０％以下の寸法の深さであることが求められる。仮に流路１２の高さの１０％よりも大きい高さの凹凸が流路に存在する場合には、逆に、そのことによる液体への抵抗が大きくなる可能性がある。そのため、流路内での液体の移動の際の流速が遅くなり、その分リフィルに時間が多くかかってしまう可能性がある。好ましくは液路高さの１％程度が好ましく、例えば液路高さが１０μｍの場合、０．１μｍから１μｍ程度の溝１４が形成されていることが好ましい。本実施形態では、溝１４は、発熱抵抗素子１３の配置された面に対向する面の全体に亘って形成されているが、これに限定されず、発熱抵抗素子１３の配置された面に対向する面の一部のみに形成されていても良い。
【００２２】
液体が吐出される際には、記録ヘッド３における熱エネルギーを発生するための発熱抵抗素子１３に、パルス電圧が印加される。このとき、発熱抵抗素子１３は、印加される電気エネルギーを熱エネルギーに変換させる。その熱エネルギーを発熱抵抗素子１３の周辺に存在する液体に与えることによりインク内で膜沸騰を生じさせ、液体内で気泡を発生させる。このときの気泡の成長、収縮による圧力変化を利用して、吐出口より液体が吐出される。このように、所定のタイミングで記録ヘッド３に記録信号が与えられ、記録ヘッド３に配置された発熱抵抗素子１３を駆動させることによって記録媒体にインクが吐出されて記録が行われる。
【００２３】
なお、本実施形態の記録ヘッドは、発熱抵抗素子により膜沸騰を発生させて発泡させインク滴を吐出する方式としたが、本発明はこれに限定されない。圧電素子を変形させ、これによって記録ヘッド内部の液体を吐出する形式の記録ヘッドが記録装置に適用されても良く、また、他の形式の記録ヘッドが本発明の記録装置に適用されても良い。
【００２４】
吐出口から液体が吐出されると、気泡が生成されることによって流路内で液体が一旦排除された領域に液体が再び充填されて、流路内で液体がリフィルされる。液体の吐出が行われた後の液体のリフィルは、供給口１１から圧力室２２に向かって液体が供給されることによって行われる。供給口１１から圧力室２２に向かって液体が供給されることで、気泡の生成によって形成された液面としてのメニスカスが吐出口２３の方へ移動し、気泡によって液体が排除された領域に液体が再び供給される。
【００２５】
本実施形態では、流路１２を形成する壁面に溝１４が形成されている。このように流路１２を形成する壁面に溝１４が形成されることによって表面が粗く形成されるので、液体の吐出の後にリフィルが行われる際に流路を流通する液体の流速を速くすることができる。リフィルのための圧力室２２へのインクの充填は、メニスカスの移動を伴って行われる。メニスカスの移動の際には、メニスカスは、液体の表面張力と、液路内壁との間で接触角を小さく保とうとする力とによる影響を受ける。すなわち、気泡が大気と連通した後に液体がリフィルのために再び充填される際には、表面張力によってメニスカスの最少面積を保とうとする力と、液路１２の壁面との間で接触角を小さく保とうとする力とがメニスカスの移動に大きく関与する。このときの流路１２の壁面と液体との接触角に着目し、流路１２の壁面による液体への抵抗を低減させることによって、積極的にリフィル速度を向上させることが可能となる。
【００２６】
このリフィルの高速化について説明する。ウェンゼルの式から、液体の接触角が９０°以下である場合には、メニスカスには、粗い面では接触角がより小さくなる性質があることが知られている。図３（ａ）〜（ｄ）を参照して、記録ヘッド３によって液体が吐出されてその後液体がリフィルされるまでの液体の移動について説明する。図３（ａ）に示される状態の記録ヘッド３において、発熱抵抗素子１３にパルス電圧が印加されると、図３（ｂ）に示されるように、膜沸騰によって気泡が生成されると共に、吐出口２３から液体が吐出される。
【００２７】
図３（ｂ）は、気泡が生成されることによって発熱抵抗素子１３の周辺から液体が排除され、これに伴ってメニスカスが最大限移動したときの液路内の液体の状態が示されている。その後、本実施形態の記録ヘッド３においては、図３（ｃ）に示されるように、気泡が大気と連通する。その後、図３（ｄ）に示されるように、気泡によって液体が排除された部分に液体が再び充填されることによって液体がリフィルされる。
【００２８】
このときのメニスカスにおける壁面との接触位置では、メニスカスは、壁面に対して９０°以下の接触角を有している。本実施形態では、流路形成部材２１における流路１２に面する位置の壁面が粗く形成されているので、９０°以下の接触角を有する液体においては、より接触角が小さくなる方向へメニスカスに対して力が作用する。従って、流路形成部材２１における流路１２に面する位置の壁面は、液体によってよりぬれ易くなる。そのため、メニスカスにおける壁面に近い部分では、壁面に沿って、発熱抵抗素子１３及び吐出口２３に向かう方向への力が作用する。従って、メニスカスにおける壁面に近い部分は、より速い流速によって発熱抵抗素子１３及び吐出口２３に向かう方向へ移動する。また、メニスカスにおける壁面に近い部分以外の部分では、メニスカスに対して表面張力によって最少面積を保とうとする力が作用する。そのため、メニスカスにおける壁面に近い部分が発熱抵抗素子１３及び吐出口２３に向かう方向へ移動すると、それに引っ張られるように、メニスカスにおける壁面に近い部分以外の部分においても発熱抵抗素子１３及び吐出口２３に向かう方向への力が作用する。従って、液体のリフィルの行われる際に、メニスカスの全体に対して、発熱抵抗素子１３及び吐出口２３に向かうリフィルの方向への力が作用する。これにより、液体のリフィルの行われる際のメニスカスの移動速度が大きくなり、リフィルをより短時間で行うことができる。
【００２９】
このように、本実施形態では、流路１２に面した壁面の一部に溝１４が形成されることで壁面が粗く形成されているので、リフィルによる液体の移動の際の流速を大きくすることができる。従って、液体の吐出が行われた後の液体のリフィルを短時間で行うことができる。これにより、高い周波数による記録が可能となる。これによって記録にかかる時間を短縮することができるので、記録を効率的に行うことができ、単位時間当たりに行うことのできる記録量を増加させることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、流路１２の高さを変えずに液体によるリフィルの速度を増加させることができる。リフィルの速度を増加させることだけを考慮すれば、流路１２の高さを高くすることによって壁面による液体への抵抗を低減させることも考えられる。しかしながら、リフィルの速度を増加させるために流路１２の高さを高くした場合には、その分記録ヘッド３が大型化してしまう。また、記録ヘッド３の大型化に伴い記録ヘッド３の製造コストも上昇してしまう。本実施形態では、流路１２の高さを変えずにリフィルの際の液体の流れをスムーズにすることで、流路１２の壁面による液体への抵抗が低減することになり、リフィルの速度を増加させることができる。従って、記録ヘッド３を大型化させずに、リフィル時間を短縮させることができる。
【００３１】
また、記録によって得られる記録画像の品質を向上させるために、インク流路の高さを低く形成することが考えられる。これによって、記録の際のミストやスプラッシュが発生することを抑制することができる。しかしながら、記録ヘッドにおけるインク流路の高さを低く形成した場合、インク流路におけるインクに対する壁面からの抵抗が大きくなる可能性がある。これによって先に液体が吐出された後のリフィル時間が長くなり、記録に時間が長くかかってしまう可能性がある。このように、ミストやスプラッシュの発生を抑えるために流路の高さを低く形成した場合であっても、本発明の記録ヘッドを適用することにより、リフィル時間が長くなることを抑えることができる。従って、記録時間が長くなることを抑えながら、記録の際のミストやスプラッシュが発生することを抑えることができる。そのため、記録画像の品質を向上させることができる。
【００３２】
次に、記録ヘッド３の製造方法について説明する。図４は、図２のＡ−Ａ破線部を断面方向から見た液体吐出ヘッドの製造方法を工程順に示した模式図である。以下、図４を用いて、本発明の製造方法について工程を追って説明する。
【００３３】
まず、図４（ａ）に示すように、複数の発熱抵抗素子１３が形成された基板２０を用意する。基板２０には、駆動回路や駆動回路と発熱抵抗素子との間をつなぐ配線が予め作り込まれている。基板２０は、駆動回路及び配線の作り込みを容易にするためにシリコン単結晶基板であることが好ましい。本実施形態では、図４（ａ）に示されるように、インゴットの引き出し方位が＜１００＞のシリコン単結晶基板における対向する面のうち一方の側の面に発熱抵抗素子１３、発熱抵抗素子１３を駆動するための駆動回路及び配線が予め形成された基板２０が用意される。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示されるように、流路１２となる領域に、後の工程で除去可能な樹脂層（第１の層）３３を形成する。樹脂層３３の材料としては、感光性のものが望ましく、ポジ型レジストか、あるいは溶解性変化型のネガ型レジストの使用が好適である。樹脂層３３の形成方法としては、この感光性材料を適当な溶剤に溶解し、スピンコート法、ロールコート法等で被膜を形成する方法がある。樹脂層３３は、それぞれの発熱抵抗素子１３に対応して、流路１２及び圧力室２２に対応する位置に配置される。本実施形態では、樹脂材料として、ＰＭＩＰＫを含むポジ型レジスト層を用いて樹脂層が形成される。ＰＭＩＰＫを主成分とした塗布型レジストは、（株）東京応化工業から製品名：ＯＤＵＲ―１０１０として、市販されている。この樹脂層は、汎用的なスピンコート法によって形成することができる。レジスト層は、２３０〜３５０ｎｍの露光波長を有する露光機で、露光・現像することで、図４（ｂ）に示されるようなパターンが形成される。
【００３５】
次に、図４（ｃ）に示されるように、樹脂層３３の表面に、樹脂層３３が除去された際に流路形成部材２１が溝１４となるための所定形状を有するように、樹脂層３３に凹凸３１を形成するための加工が行われる。溝１４となる凹凸３１を樹脂層３３に形成するための加工方法としては、研削加工、ブラスト加工、化学エッチング加工や、イオンミリング、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）などの加工方法を適用することが可能である。本実施形態では、溝１４の形成方法としては、研削加工が用いられる。研削加工は、一般的には砥石と呼ばれるグラインドホイールを高速回転させて、加工物の表面を除去することによって加工が行われている。樹脂層３３の表面に凹凸３１を形成する場合、凸形状に加工した砥石を用いて、表面を一方向から一定量除去することが可能である。なお、砥石の形状を変更することで、形成される凹凸３１の形状を任意に形成可能である。また、凹凸３１の形成方法としては、上記の研削加工以外にもブラスト加工、化学エッチング加工や、イオンミリング、ＲＩＥなどの加工方法を用いても良い。
【００３６】
次いで、図４（ｄ）に示されるように、樹脂層３３上に、樹脂層３３を覆うように、後の流路形成部材２１となる被覆樹脂層（第２の層）５をスピンコート法、ロールコート法等で形成する。ここで、この樹脂層５を形成する工程において、このとき用いられる溶剤等には、除去可能な樹脂層３３のパターンを変形させない等の特性が必要となる。すなわち、樹脂層５を一旦溶剤に溶解させた状態で、これをスピンコート、ロールコート等によって樹脂パターン３３上に形成する場合、除去可能な樹脂パターン３３までも溶解しないように、溶剤が選択される必要がある。また、樹脂層５の材料としては、吐出口２３をフォトリソグラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光性のものが好ましい。以上から、樹脂層５は、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物が用いられることが望ましい。
【００３７】
次に、図４（ｅ）に示すように、液体が飛翔する吐出口２３を形成する。形成方法は、上記で説明したように、フォトリソグラフィーを用い、材料層を保護するために樹脂層５に保護膜（不図示）を塗布すると共に、樹脂層５に露光させることによって形成する。次いで、基板に、液体供給のための開口部としての供給口１１を形成する。本実施形態では、加工の容易性のために、供給口１１は、基板２０の裏面から形成される。最後に、図４（ｆ）に示すように、樹脂層３３を除去し液体吐出チャンバーを形成する。
【００３８】
以上の工程によって、流路１２に面した位置に溝１４の形成された記録ヘッド３が製造される。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、上記第１実施形態と同様に構成できる部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４０】
第２実施形態の記録ヘッドは、溝１４における流路１２に面した位置が撥水性を有するように形成される。これにより、一旦液体が吐出された後の発熱抵抗素子１３周辺への液体のリフィルの際に、溝１４の内部に気泡を残留させることが可能となる。
【００４１】
壁面の近傍に気泡がある場合には、これによって壁面による液体への抵抗が低減されることが知られている。このことから、溝１４に撥水性を有する部材を配置することで、溝１４の内部に気泡を残留させ、これによって、壁面による液体への抵抗を低減させることが可能になる。溝１４の内部に気泡が存在する状態でリフィルが行われることで液体と流路１２の壁面との間の抵抗が減少するので、リフィル速度を向上させることができ、吐出周波数をさらに向上させることが可能となる。これにより、記録を効率的に行うことができる。
【００４２】
第２実施形態に係る記録ヘッドの製造工程について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態における記録ヘッドのそれぞれの製造工程について示した断面図である。
【００４３】
第２実施形態の記録ヘッドの製造工程では、基板上に樹脂層３３を配置し、溝１４を形成するために樹脂層に研削を行った後に、樹脂層３３における突出した部分に撥水層８が配置される（図５（ａ））。本実施形態では、撥水層８は、フッ化炭素化合物を溶媒で希釈した撥水剤である。この状態で基板２０を乾燥させ、撥水層８を固化させることによって樹脂層３３上に撥水性を有する撥水部材３０を形成する。その後、図５（ｂ）に示されるように、撥水層８を樹脂層３３上に配置した状態で、その上から樹脂層５を配置する。
【００４４】
樹脂層５が配置されると、図５（ｃ）に示されるように、樹脂層５を露光することによって吐出口２３が形成される。樹脂層５に吐出口２３が形成されると、図５（ｄ）に示されるように、樹脂層３３が除去されると共に、供給口１１が形成される。このようにすることで、凸版印刷のように、溝１４における流路１２に面した位置に撥水部材３０を形成することができる。これにより、溝１４における流路１２に面した位置に撥水部材３０の形成された記録ヘッドを簡易に製造することができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、上記第一実施形態と同様に構成できる部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
第３実施形態による記録ヘッドの製造工程では、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）等の化学的気相蒸着法により、樹脂層３３上に、流路形成部材２１となる樹脂層５が成膜される。第３実施形態の記録ヘッドの製造工程では、ＰＥＣＶＤを使用することで、溝を形成した樹脂層３３に形成された溝が樹脂層５に転写するように成膜されるため、流路形成部材２１の表面にも凹凸が形成される。
【００４７】
本実施形態では、樹脂層５がＰＥＣＶＤによって成膜されるので、樹脂層３３の材料としては、ＰＥＣＶＤによる成膜温度に耐えうる材料を選定する必要がある。本実施形態においては、樹脂層３３を形成するための材料として、ポリイミド(商品名：ＰＩ２６１１、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)が用いられる。また、樹脂層３３を形成するための材料としては、金属材料が用いられても良く、その場合、除去性を考慮し、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いることができる。
【００４８】
図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、第３実施形態の記録ヘッドの製造工程について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態の記録ヘッドのそれぞれの製造工程について示した断面図である。
【００４９】
まず、基板２０上に、樹脂層３３が形成される。本実施形態では、スピンコートによって樹脂層３３を基板２０上に塗布し、その後オーブンで脱水縮合させる。その後、ポジ型の感光性を有するフォトレジストを塗布し、所望のパターンに樹脂層３３のパターニングを行う。続いて、酸素を主体としたＲＩＥによりポリイミドのパターニングが行われし、その後、フォトレジストを剥離させる。
【００５０】
次に、樹脂層３３の表面に凹凸を有する溝が形成される。溝の形成方法としては、研削加工が実施される。溝の形成方法としては、研削加工以外にもブラスト加工、化学エッチング加工や、イオンミリング、ＲＩＥなどの加工方法が用いられても良い。
【００５１】
その後、図６（ａ）に示されるように、樹脂層３３を覆うように、無機材料をＰＥＣＶＤにより形成する。本実施形態では、無機材料としては、ＳｉＮが用いられる。これにより、後に流路形成部材２１となる部分が形成される。ＰＥＣＶＤによるコーティングは、下部の層の表面形状に沿って成膜される性質を有しているため、樹脂層５は、樹脂層３３の表面の凹凸３１に沿うように形成される。
【００５２】
次に、図６（ｂ）に示されるように、吐出口２３が形成される。フォトレジストをオリフィスプレート上に塗布し、吐出口となる位置をパターニングしてマスクを形成した。続いて、フッ素を主体としたＲＩＥでＳｉＮより形成された流路生成部材１２の一部を除去し、その後、マスクを剥離した。次に、流路形成部材２１を保護するための保護層を形成したのち、基板２０における流路形成部材２１が形成されてない側に、供給口１１を形成する。
【００５３】
次に、図６(ｃ)に示されるように、酸素を主体としたＣＤＥによって、ポリイミドによって形成された樹脂層３３が除去される。これにより、記録ヘッドが形成される。樹脂層３３を形成する材料が金属材料であれば、選択した金属材料を溶解可能な薬液を用いてウェットエッチングが行われる。金属材料がたとえばアルミニウムの場合、リン酸を主成分としたエッチング液が好適に用いられる。
【００５４】
なお、本実施形態では、化学的気相蒸着法としてＰＥＣＶＤが用いられているが、本発明はこれに限定されない。流路形成部材２１を形成するための樹脂層５を精度良く形成することができるのであれば、他の方法が用いられても良い。
【００５５】
なお、上記実施形態では、流路１２に面する位置に形成された粗面は、流路１２の延びる方向に交差する方向に延びた複数の溝１４としたが、本発明はこれに限定されない。平滑な面よりも面積が大きく、流路１２を流通する液体の流速が速められるような粗く形成された面であれば、一方向に延びる溝によって粗く形成された粗面でなくても良い。例えば、不規則な凹凸によって粗く形成された粗面であっても良いし、複数の方向に延びる溝が交差することで粗く形成された粗面であっても良い。また、粗面は、流路１２の延びる方向に平行に延びた複数の溝によって形成されたものであっても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、溝１４が形成されることによる粗面は、流路形成部材２１における流路１２に面した位置に形成されることとしたが、本発明はこれに限定されない。供給口１１から圧力室２２に向かう流路１２に面し、流路１２に流通する液体の流速を速めることができるのであれば、粗面は、他の位置に形成されても良い。例えば、基板２０における供給口１１と発熱抵抗素子１３との間の領域に粗面が形成されても良いし、流路形成部材２１における流路１２の側面に面した位置に形成されても良い。
【００５７】
また、上記実施形態では、インクジェット記録装置は、記録ヘッドの主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャンタイプの記録装置である。しかしながら、本発明は記録媒体の幅方向の全域に亘って延在する記録ヘッドを用いるフルラインタイプのインクジェット記録装置にも適用可能である。
【００５８】
また、本実施形態の記録ヘッドは発熱素子により膜沸騰を発生させて発泡させインク滴を吐出する方式としたが、本発明はこれに限定されない。圧電素子を変形させ、これによって記録ヘッド内部の液体を吐出する形式の記録ヘッドが記録装置に適用されても良い。また、他の形式の記録ヘッドが本発明のインクジェット記録装置に適用されても良い。
【００５９】
また、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わずに用いられる。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または記録媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００６０】
また、「記録装置」とは、プリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置などのプリント機能を有する装置、ならびにインクジェット技術を用いて物品の製造を行なう製造装置を含む。
【００６１】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものを表すものとする。
【００６２】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【符号の説明】
【００６３】
３  記録ヘッド
１１  供給口
１２  流路
１３  発熱抵抗素子
２２  圧力室
２３  吐出口
【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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