(57)【要約】  プリントヘッド及びその製造方法を提供する。ポリマ基板の表面に付加素材層を配し、ノズル孔が液室に通流するようポリマ基板には液室をまた付加素材層にはノズル孔を形成してプリントヘッドを製造する。キャリア基板（３２）上にマスク（３４）を配したものをポリマ基板と積層し、エッチングを実行した後それらからポリマ基板をはがす。両面エッチングを実施してもよい（図３）。
2009525898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び第２面を有するポリマ基板を準備するステップと、
ポリマ基板の第１面上に付加素材層を設けるステップと、
ポリマ基板の第２面上にパターン付きのキャリア基板を配するステップと、
ポリマ基板のうちキャリア基板のパターンで覆われていない部分又はその一部をエッチングにより除去するステップと、
を有するプリントヘッド製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のプリントヘッド製造方法であって、
付加素材層上にマスクを配するステップと、
マスクで覆われていない部分を含め付加素材層の一部をエッチングにより除去するステップと、
を有するプリントヘッド製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のプリントヘッド製造方法であって、付加素材層のうちエッチング後に残ったパターンを使用し、ポリマ基板のうち当該付加素材層パターンで覆われていない部分をエッチングにより除去するステップを有するプリントヘッド製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のプリントヘッド製造方法であって、ポリマ基板をパターン付きのキャリア基板からはがすステップを有するプリントヘッド製造方法。
【請求項５】
請求項２記載のプリントヘッド製造方法であって、ポリマ基板をパターン付きのキャリア基板からはがすステップを有するプリントヘッド製造方法。
【請求項６】
請求項２記載のプリントヘッド製造方法であって、付加素材層からマスクを除去するステップを有するプリントヘッド製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のプリントヘッド製造方法であって、
キャリア基板をパターニングするステップと、
パターニングしたキャリア基板をポリマ基板と積層するステップと、
を有し、それらのステップによりポリマ基板の第２面上にパターン付きのキャリア基板を配するプリントヘッド製造方法。
【請求項８】
請求項１記載のプリントヘッド製造方法であって、ポリマ基板のうちキャリア基板のパターンで覆われていない部分又はその一部を除去することによってプリントヘッドの液室を形成するプリントヘッド製造方法。
【請求項９】
ポリマ基板と、ポリマ基板の表面に配された付加素材層と、を備え、
ノズル孔が液室に通流するようポリマ基板には液室がまた付加素材層にはノズル孔がそれぞれ形成されたプリントヘッド。
【請求項１０】
請求項９記載のプリントヘッドであって、
ポリマ基板の表面のうち上記付加素材層即ち第１付加素材層が配されている第１面とは別の面である第２面上に配された第２付加素材層を備え、
第２付加素材層に液用の流路が形成されたプリントヘッド。
【請求項１１】
請求項９記載のプリントヘッドであって、液室と連携する液滴形成機構を備えるプリントヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載のプリントヘッドであって、液滴形成機構が付加素材層に設けられたプリントヘッド。
【請求項１３】
請求項１１記載のプリントヘッドであって、その上に液滴形成機構が設けられた基板状のマニホルド部を備えるプリントヘッド。
【請求項１４】
請求項９記載のプリントヘッドであって、ポリマ基板がポリエステル系素材及びポリイミド系素材のうち少なくとも一種類を含むプリントヘッド。
【請求項１５】
請求項９記載のプリントヘッドであって、付加素材層がＳｉＮ、ＳｉＯ2及びＳｉＯＮのうち少なくとも一種類の素材を含むプリントヘッド。
【請求項１６】
請求項９記載のプリントヘッドであって、付加素材層がポリシロキサン、ポリシラン、ポリベンゾシクロブテン及びポリイミド系素材のうち少なくとも一種類を含むプリントヘッド。
【請求項１７】
請求項９記載のプリントヘッドであって、付加素材層を複数個備えるプリントヘッド。
【請求項１８】
請求項９記載のプリントヘッドであって、ページ幅プリントヘッドであるプリントヘッド。
【請求項１９】
請求項９記載のプリントヘッドであって、付加素材層の厚みが１０μｍ未満であるプリントヘッド。
【請求項２０】
請求項１０記載のプリントヘッドであって、第２付加素材層が第１付加素材層のそれと同種の素材を含むプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマ基板を用いた流体室／流路形成方法及びそのポリマ基板を組み込んだデバイス、例えばポリマ基板が組み込まれたプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のプリントヘッドの中にはポリマ製ノズルプレートを備えるものがある。例えばプリントヘッド及びその製造方法に関する特許文献１（発行日：２００３年３月２０日）では、加熱素子付きのシリコン基板を障壁層例えばフォトレジスト又はポリマ素材の層で覆う。シリコン基板にはサンドブラストによってスロット状のインク流路を形成する。他方の障壁層には、フォトリソグラフィによりパターンを形成し、そのパターンをガイドとしてエッチングすることによりインク流路に通流する複数個のインク室及びそれらインク室間を仕切る隔壁を形成する。そして、その障壁層を積層プロセスによりポリマ製ノズルプレートに固着させることによりプリントヘッドを製造する。ノズルプレートにおけるノズル孔の形成はレーザアブレーションやフォトレジストリソグラフィで行う。
【０００３】
また、インクジェットプリントヘッドに関する特許文献２（発行日：１９９４年３月１日）では、インクジェットプリントヘッドを製造する際にまずポリマ素材にレーザアブレーションでインク吐出孔（ノズル孔／オリフィス）、インク流路、気化室等を形成し、それによって得られるノズル部材を、各オリフィスに対応する加熱素子を有する基板上に装着する。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００５２９４７号明細書
【特許文献２】米国特許第５２９１２２６号明細書
【特許文献３】米国特許第５３７８１３７号明細書
【特許文献４】米国特許第５４６９１９９号明細書
【特許文献５】米国特許第６２０９２０３号明細書
【特許文献６】米国特許第６４１２９２８号明細書
【特許文献７】米国特許第６４５０６１９号明細書
【特許文献８】米国特許第６４９１３７６号明細書
【特許文献９】米国特許第６６６３２２１号明細書
【特許文献１０】米国特許第５２２９７８５号明細書
【特許文献１１】米国特許第６１０６０９６号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００２／００４１３０１号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００３／０２２４６１４号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００５／０２５３９０２号明細書
【発明の開示】
【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に記載の方法では、障壁層に載せるとその図１、図２等にある通りポリマ製ノズルプレートが部分的に沈み込みねじれるので、ノズルからインクが真っ直ぐに飛ばないことがある。また、この種のプリントヘッドは構造的な剛性に欠けるところがあり、例えばページ幅プリントヘッド向けの長さまで長くするのが難しい。加えて、ポリマ製ノズルプレートを障壁層上に載せる際に、そのポリマ製ノズルプレートをシリコン基板側造形部分に対しうまく位置合わせできないこともある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の方法では、レーザアブレーションがややダーティなプロセスであるためその実施後にしばしばポリマ素材を掃除しなければならず、製造コストや製造工程数が嵩んでしまう。更に、従来より広い面積のポリマ素材上に、場所を違えずレーザアブレーションで造形を施すのは難しい。加えて、レーザアブレーションはマイクロエレクトロニクスの分野であまり一般的でないプロセスであるので、レーザアブレーションを使用するとプリントヘッド製造方法、例えば集積回路付きモノリシックプリントヘッド製造方法の難度が増してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに、本発明の一実施形態に係るプリントヘッド製造方法は、第１面及び第２面を有するポリマ基板を準備するステップと、ポリマ基板の第１面上に付加素材層を設けるステップと、ポリマ基板の第２面上にパターン付きのキャリア基板を配するステップと、ポリマ基板のうちキャリア基板のパターンで覆われていない部分又はその一部をエッチングにより除去するステップと、を有する。
【０００８】
本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドは、ポリマ基板と、ポリマ基板の表面に配された付加素材層と、を備え、ノズル孔が液室に通流するようポリマ基板には液室がまた付加素材層にはノズル孔がそれぞれ形成されたプリントヘッドである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、別紙図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態に関し詳細に説明する。
【００１０】
以下の説明では、本発明に係る装置の構成部分又はそれと密に連携する部分に的を絞ることにする。子細に説明していない部材や説明がない部材については、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）にとり周知の諸形態を採りうるものと了解されたい。また、以下の説明では、同様の部材を参照する際に可能な限り同じ参照符号を使用するようにしている。
【００１１】
更に、本願では「プリントヘッド」なる用語を使用しているが、ご存じの通り、今日ではプリントヘッドがインクに限らず様々な流体の吐出に使用されている。例えば薬剤、インク、染料、顔料、（半）導電性有機物、金属粒子等の様々な物質である。従って、本願にて「プリントヘッド」なる語を使用していることは本発明が「インク吐出装置」に限定されることを意味するものではない。
【００１２】
図１に本発明の第１及び第２実施形態に係るプリントヘッド１０を示す。このヘッド１０は、ポリマ基板（polymeric substrate）１４に設けられた液室（liquid chamber）１２と、その液室１２と通流するよう別の素材からなる層１８に設けられた１個又は複数個のノズル孔（nozzle bore）１６とを有している。この図（及び図２〜図７Ｂ）の例では付加素材層（material layer）１８（又は層１８ａ，１８ｂ）が単層であるが、層１８は多層構造即ち互いに同種又は異種の素材からなる層を複数個重ねた構造にすることもでき、また複数の付加素材層１８ａ，１８ｂを設ける場合は各層１８ａ，１８ｂをそれぞれ多層構造にすることができる。
【００１３】
本プリントヘッド１０は更に液例えばインクの流路（channel）２０を有している（但しこれは必須ではない）。この流路２０は、付加素材層１８内又はそれと類似した特性を有する素材による層２２内に、液室１２と通流するよう設けられている。この層２２もまた、互いに同種又は異種の素材からなる層を複数個重ねた多層構造にすることができる。本ヘッド１０においてノズルプレート２８をかたちづくっているのは、これら液室１２、ノズル孔１６及び（設ける場合は）流路２０である。
【００１４】
本プリントヘッド１０は更にマニホルド部（manifold）２４を有している。マニホルド部２４は、本件技術分野で既知の通り何本かの流路、何個かの液滴形成機構（drop forming mechanism）２６又はその双方からなる部材である。流路や液滴形成機構２６はそれぞれ１個又は複数個の液室１２に対応して設ける。マニホルド部２４側の流路は流路２０と同様の構成でよく、液滴形成機構２６は１個又は複数個のヒータ、圧電アクチュエータ等で構成できる。液滴形成機構２６は、マニホルド部２４ではなく付加素材層１８（又は層１８ａ，１８ｂ）に設けることもできる。また、マニホルド部２４及び付加素材層１８（又は層１８ａ，１８ｂ）の双方に、液滴形成機構２６を設けることもできる。この点については特許文献６（発行日：２００２年７月２日、発明者：Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ  ｅｔ  ａｌ．）、特許文献７（発行日：２００２年９月１７日、発明者：Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ  ｅｔ  ａｌ．）、特許文献８（発行日：２００２年１２月１０日、発明者：Ｔｒａｕｅｒｎｉｃｈｔ  ｅｔ  ａｌ．）等を参照されたい。機構２６を設ける場合はノズル孔１６とほぼ同じ位置に設けるのが普通であるが、その位置がどうであれ液滴形成機構２６が液室１２内の液から液滴を生成する動作には障りなく、また本件技術分野で既知の連続方式でもオンデマンド方式でも動作させることができる。
【００１５】
そして、付加素材層１８を形成する素材としてはいわゆるハードコートボア素材を使用するとよい。例えば窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等である。ノズル孔１６を層１８に設けるのは、それによって、ノズル孔１６の壁を形成する素材を本プリントヘッド１０の他の造形部分例えば液室１２の壁を形成する素材と別素材にすることができ、また孔１６が形成される層が本ヘッド１０の他の層例えばポリマ基板１４と別の層になるからである。原則としては他のヘッド形成素材より硬い素材で層１８を形成するのが望ましいが、本ヘッド１０を形成する他の素材と同程度の硬さ又は若干劣る程度の硬さでも使用することができる。そうした素材であれば、以下説明する実施形態で使用する腐食剤（エッチング剤）なら、層１８のエッチング速度が基板１４のそれ以下になるのが普通である。また、金属等で形成されていた従来のノズル孔形成部に比べると層１８は厚手である。以下説明する好適な実施形態では、層１８は基板１４より薄くなっている。
【００１６】
以下詳細に説明する通り、本発明には流路２０を形成しない実施形態と流路２０を形成する実施形態がある。図２及び図３に示したのは各実施形態に係る製造方法のうちノズルプレート形成の手順であり、プリントヘッド１０を完成させるには各図の手順で形成したノズルプレート２８を本件技術分野で既知の手順でマニホルド部２４に固着させる必要がある。そのマニホルド部２４には（流路２０とはまた別に）何本かの流路や何個かの液滴形成機構２６を設け、液滴をノズル孔１６から吐出させた後液室１２を再充填できるようにしておくとよい。
【００１７】
まず、流路２０を形成しない第１実施形態では、図２に示すように、準備したポリマ基板１４の片面を別の基板（another substrate）３２例えばガラス又はシリコン製のキャリア基板の表面に仮固定して基板１４と基板３２を積層する。更に、この積層と相前後して基板３２に液室形成用マスク（liquid chamber mask）３４を被着させる。基板３２をマスク３４や本件技術分野で既知のマスクレス法でパターニングしてから基板同士を積層させてもよい。
【００１８】
次いで、堆積によりポリマ基板１４の他面上に付加素材層１８を形成した上で、液室形成用マスク３４をガイドとしキャリア基板３２、積層剤３６及び基板１４をエッチングし液室１２を形成する。基板同士を積層させる前に基板３２をパターニングしてある場合は、基板３２をガイドとして積層剤３６及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。いずれの場合も、エッチングを基板１４の中途で止めて液室１２の一部だけを形成してもよい。
【００１９】
更に、ポリマ基板１４の表面にある付加素材層１８の表面に、フォトレジスト、金属等を素材とする薄い層を被着させ、その層をノズル孔形成用マスク（bore mask）３８として用い層１８をエッチングしてノズル孔１６を開通させる。先のエッチングで基板１４を中途までしかエッチングしていない場合は更に基板１４をエッチングして孔１６を液室１２につなげる。マスク３８は層１８の表面上に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８を残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は基板１４をキャリア基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させるか、或いは積層状態のままプレート２８として使用する。
【００２０】
次に、流路２０を形成する第２実施形態では、図３に示すように準備したポリマ基板１４の片面に堆積によって第１付加素材層１８ａを形成した後その基板１４を裏返し、その基板１４の表面上にある層１８ａの表面をキャリア基板３２に仮固定して基板同士を積層する。この積層手順については後に図５〜図７Ｂを参照してより詳細に説明する。
【００２１】
更に、基板同士の積層に前後してキャリア基板３２に液室形成用マスク３４を被着させる。基板３２をマスク３４や本件技術分野で既知のマスクレス法でパターニングしてから基板同士を積層させてもよい。基板同士の積層が済んだら堆積によりポリマ基板１４の他面（第１素材層非形成面）上に第２付加素材層１８ｂを形成し、次いでマスク３４をガイドとして基板３２、積層剤３６、第１付加素材層１８ａ及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。基板同士を積層させる前に基板３２をパターニングしてある場合は、その基板３２をガイドとして積層剤３６、層１８ａ及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。いずれの場合も、エッチングを基板１４の中途で止めて液室１２の一部だけを形成してもよい。
【００２２】
次いで、ポリマ基板１４の表面にある第２付加素材層１８ｂの表面に、フォトレジスト、金属等を素材とする薄い層を被着させ、その層即ちノズル孔形成用マスク３８をガイドとして層１８ｂをエッチングしノズル孔１６を開通させる。先のエッチングで基板１４を中途までしかエッチングしていない場合は更に基板１４をエッチングして孔１６を液室１２につなげる。マスク３８は層１８ｂの表面上に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させるか、或いは積層状態のままプレート２８として使用する。
【００２３】
また、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、ノズルプレート２８内の液室１２を図２及び図３の例より広くし、各液室１２を複数個のノズル孔１６に通流させることも可能である。
【００２４】
まず、図４Ａの手順では、準備したポリマ基板１４の片面を別の基板３２例えばガラス又はシリコン製のキャリア基板の表面に仮固定して基板同士を積層させ、それと相前後して基板３２に液室形成用マスク３４を被着させる。基板同士を積層する前に基板３２をマスク３４や本件技術分野で既知のマスクレス法でパターニングしてもよい。マスク３４は、図２又は図３に示したマスク３４で形成できるものに比べ広い液室１２を形成できるよう設計しておく。
【００２５】
次いで、堆積によりポリマ基板１４の他面上に付加素材層１８を形成した後、液室形成用マスク３４をガイドとしてキャリア基板３２、積層剤３６及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。基板同士を積層する前に基板３２をパターニングしてある場合は、基板３２をガイドとして積層剤３６及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。いずれの場合も、エッチングを基板１４の中途で止めて液室１２の一部だけを形成してもよい。
【００２６】
更に、ポリマ基板１４の表面にある付加素材層１８の表面に、フォトレジスト、金属等を素材とする薄い層を被着させ、その層即ちノズル孔形成用マスク３８をガイドとして層１８をエッチングしノズル孔１６を開通させる。先のエッチングで基板１４を中途までしかエッチングしていない場合は更に基板１４をエッチングして孔１６を液室１２につなげる。マスク３８は層１８の表面上に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８を残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、基板１４を基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させるか、或いは積層状態のままプレート２８として使用する。
【００２７】
次に、図４Ｂの手順では、図３、図５〜図７Ｂに示す手順と同じく堆積によりポリマ基板１４の両面上に付加素材層１８を形成する。本手順では、まず積層剤３６を用い基板１４の一方の面をキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、また堆積により基板１４の他方の面上に第１付加素材層１８ａを形成する。更に、基板１４を層１８ａごと基板３２からはがして裏返し、その表面上にある層１８ａの表面を積層剤３６によって基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層させる一方、堆積により基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。
【００２８】
更に、基板同士の積層と相前後してキャリア基板３２に液室形成用マスク３４を被着させる。基板同士を積層させる前に基板３２をマスク３４や本件技術分野で既知のマスクレス法でパターニングしてもよい。液室１２は、そのマスク３４をガイドとして使用し基板３２、積層剤３６、第１付加素材層１８ａ及び基板１４をエッチングすることで形成する。基板同士を積層させる前に基板３２をパターニングしてある場合は、その基板３２をガイドとして積層剤３６、層１８ａ及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。いずれの場合も、エッチングを基板１４の中途で止めて液室１２の一部だけを形成するようにしてもよい。
【００２９】
次いで、ポリマ基板１４の表面にある第２付加素材層１８ｂの表面にノズル孔形成用マスク３８を被着させ、それをガイドとして層１８ｂをエッチングして孔１６を複数個ずつ開通させる。先のエッチングで基板１４を中途までしかエッチングしていない場合は更に基板１４をエッチングして孔１６を液室１２につなげる。マスク３８は層１８ｂの表面上に残したままにしておいてもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させるか、或いは層１８ａを基板３２に固着させたままプレート２８として使用する。
【００３０】
そして、図４Ｃに示す手順では、図３、図５〜図７Ｂに示すような手順に従い堆積によりポリマ基板１４の両面上に付加素材層１８を形成する。本手順では、まず積層剤３６を用い基板１４の一方の面をキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層する一方、堆積により基板１４の他面上に第１付加素材層１８ａを形成し更にその層１８ａにパターニングを施す。層１８ａへのパターニングでは、基板３２に対するパターニングに比べ細かな造形部分を形成できる。その後は層１８ａもろとも基板１４を基板３２からはがして裏返し、その表面にある層１８ａの表面を積層剤３６により基板３２に仮固定して基板同士を積層する一方、堆積により基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。
【００３１】
更に、基板同士の積層に相前後しキャリア基板３２に液室形成用マスク３４を被着させる。基板同士を積層させる前に基板３２をマスク３４や本件技術分野で既知のマスクレス法でパターニングしてもよい。液室１２は、そのマスク３４及び層１８ａをガイドとして基板３２、積層剤３６、基板３２及び基板１４をエッチングして形成する。基板同士を積層する前に基板３２をパターニングしてある場合は、層１８ａをガイドとして積層剤３６及び基板１４をエッチングして液室１２を形成する。いずれの場合も、基板１４の中途でエッチングを止めて液室１２を部分形成するに止めてもよい。
【００３２】
次いで、ポリマ基板１４の表面にある第２付加素材層１８ｂの表面にノズル孔形成用マスク３８を被着させ、それをガイドとして層１８ｂをエッチングしノズル孔１６を複数個ずつ開通させる。先のエッチングで基板１４を中途までしかエッチングしていない場合は更に基板１４をエッチングして孔１６を液室１２につなげる。マスク３８は層１８ｂの表面上に残したままにしておいてもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させるか、或いは積層状態のままでプレート２８として使用する。
【００３３】
更に、図５〜図７Ｂに示すように、本発明の諸実施形態における液室形成用エッチング工程は様々な形態で実行できる。そこで、ノズル孔非形成面側からエッチングするいわゆる背面エッチングについて図５を、両面から少しずつ両側から行ってつなげるいわゆる両側部分エッチングについて図６Ａ及び図６Ｂを、そしてノズル孔形成面側からエッチングするいわゆる正面エッチングについて図７Ａ及び図７Ｂを、それぞれ参照してより詳細に説明する。
【００３４】
図５に示す背面エッチング手順では、まずポリマ基板１４の一方の面を積層剤３６でキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、堆積によりその基板１４の他方の面上に第１付加素材層１８ａを形成する。次いで、層１８ａもろとも基板１４を基板３２からはがして裏返し、その表面上の層１８ａの表面を積層剤３６で基板３２に仮固定して基板同士を積層させる一方、堆積によりその基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。
【００３５】
次いで、その第２付加素材層１８ｂに液室形成用マスク３４を被着させ、少なくともそのマスク３４をガイドとして層１８ｂ（及びポリマ基板１４）をエッチングする。層１８ｂのエッチングによって形成される流路２０は、後に１個又は複数個のノズル孔１６が形成されたとき（基板１４のエッチング個所を介し）それに通流する。また、マスク３４をガイドとして層１８ｂをエッチングした後その層１８ｂをガイドとして基板１４をエッチングしてもよいし、マスク３４をガイドとして層１８ｂ及び基板１４双方をエッチングしてもよい。更に、マスク３４を層１８ｂの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３４を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。
【００３６】
更に、その片面上にある第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがした上で基板１４を裏返し、更に他面上にある層１８ｂを基板３２に仮固定することで基板同士を積層し直す。次に、ノズル孔形成用マスク３８を層１８ａの表面に被着させ、そのマスク３８をガイドとして層１８ａをエッチングしノズル孔１６を開通させる。マスク３８は層１８ａ上に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ａを残しつつマスク３４を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、例えば層１８ｂを基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させる。
【００３７】
図６Ａに示す両面部分エッチング手順では、まず準備したポリマ基板１４の一方の面を積層剤３６でキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、堆積により基板１４の他方の面上に第１付加素材層１８ａを形成する。次いで、層１８ａもろとも基板１４を基板３２からはがして裏返し、その面上の層１８ａの表面を積層剤３６で基板３２に仮固定して基板同士を積層させる一方、堆積によりその基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。
【００３８】
次いで、その第２付加素材層１８ｂに液室形成用マスク３４を被着させ、少なくともそのマスク３４をガイドとして層１８ｂとポリマ基板１４の中途までとをエッチングする。層１８ｂのエッチングにより形成される流路２０は、後に１個又は複数個のノズル孔１６が形成されたとき、基板１４のエッチング個所を介しそれに通流する。また、マスク３４をガイドとして層１８ｂをエッチングした後その層１８ｂをガイドとして基板１４をエッチングしてもよいし、マスク３４をガイドとして層１８ｂ及び基板１４双方をエッチングしてもよい。更に、マスク３４を層１８ｂの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３４を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。
【００３９】
更に、その片面上にある第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがした上でポリマ基板１４を裏返し、他面上にある層１８ｂを基板３２に仮固定することで基板同士を積層し直す。その上で、ノズル孔形成用マスク３８を層１８ａの表面に被着させ、少なくともそのマスク３８をガイドとして層１８ａ及び基板１４の未貫通部分をエッチングしてノズル孔１６を開通させる。また、マスク３８をガイドとして層１８ａをエッチングした後その層１８ａをガイドとして基板１４の未貫通部分をエッチングしてもよいし、マスク３４をガイドとして層１８ａ及び基板１４の未貫通部分をエッチングしてもよい。更に、マスク３８を層１８ａの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ａを残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、例えば層１８ｂを基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させる。
【００４０】
図６Ｂに示す別の両面部分エッチング手順では、まず準備したポリマ基板１４の一方の面を積層剤３６でキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、堆積により基板１４の他面上に第１付加素材層１８ａを形成する。
【００４１】
次いで、その第１付加素材層１８ａに液室形成用マスク３４を被着させ、少なくともそのマスク３４をガイドとして層１８ａとポリマ基板１４の中途までとをエッチングする。層１８ａのエッチングで形成される流路２０は、後に１個又は複数個のノズル孔１６が形成されたとき、基板１４のエッチング個所を介してそれに通流する。また、マスク３４をガイドとして層１８ａをエッチングした後その層１８ａをガイドとしてポリマ基板１４をエッチングしてもよいし、マスク３４をガイドとして層１８ａ及び基板１４双方をエッチングしてもよい。更に、マスク３４を層１８ａの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ａを残しつつマスク３４を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。
【００４２】
更に、第１付加素材層１８ａもろともポリマ基板１４をキャリア基板３２からはがして裏返し、基板１４の表面にある層１８ａの表面を積層剤３６で基板３２に仮固定して基板同士を積層し直す一方、堆積により基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。その上でノズル孔形成用マスク３８を層１８ｂの表面に被着させ、少なくともそのマスク３８をガイドとして層１８ｂ及び基板１４の未貫通部分をエッチングしノズル孔１６を開通させる。また、マスク３８をガイドとして層１８ｂをエッチングした後その層１８ｂをガイドとしてポリマ基板１４をエッチングしてもよいし、マスク３８をガイドとして層１８ｂ及び基板１４の未貫通部分双方をエッチングしてもよい。更に、マスク３８を層１８ｂの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク３８を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、例えば層１８ａを基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させる。
【００４３】
図７Ａに示す正面エッチング手順では、まず準備したポリマ基板１４の一方の面を積層剤３６でキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、堆積により基板１４の他面上に第１付加素材層１８ａを形成する。次いで、層１８ａもろとも基板１４を基板３２からはがして裏返し、その表面上にある層１８ａの表面を積層剤３６で基板３２に仮固定して基板同士を積層させる一方、堆積によりその基板１４の他面上に第２付加素材層１８ｂを形成する。
【００４４】
次いで、その第２付加素材層１８ｂにノズル孔／液室形成用マスク４０を被着させ、少なくともそのマスク４０をガイドとして層１８ｂをエッチングしノズル孔１６を、また少なくともそのマスク４０をガイドとしてポリマ基板１４を（最後又は中途まで）エッチングし液室１２（の全体又は一部）を、それぞれ形成する。また、マスク４０をガイドとして層１８ｂをエッチングした後その層１８ｂをガイドとして基板１４をエッチングしてもよいし、マスク４０をガイドとして層１８ｂ及び基板１４双方をエッチングしてもよい。更に、マスク４０を層１８ｂの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ｂを残しつつマスク４０を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。
【００４５】
更に、その片面上にある第１付加素材層１８ａをキャリア基板３２からはがした上でポリマ基板１４を裏返し、他面上にある層１８ｂを基板３２に仮固定して基板同士を積層し直す。その上で流路／液室形成用マスク４２を層１８ａの表面に被着させ、少なくともそのマスク４２をガイドとしてエッチングする。層１８ａのエッチングで形成される流路２０は、後に１個又は複数個のノズル孔１６が形成されたときそれに通流する。必要なら更に、少なくともマスク４２をガイドとして基板１４（の残りの厚み）をエッチングすることにより、液室１２を仕上げることができる。また、マスク４２をガイドとして層１８ａをエッチングした後その層１８ａをガイドとして基板１４をエッチングしてもよいし、マスク４２をガイドとして層１８ａ及び基板１４（の未貫通部分）双方をエッチングしてもよい。更に、マスク４２を層１８ａの表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８ａを残しつつマスク４２を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、例えば層１８ｂを基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させる。
【００４６】
図７Ｂに示す別の正面エッチング手順では、まず準備したポリマ基板１４の一方の面を積層剤３６でキャリア基板３２の表面に仮固定して基板同士を積層し、堆積により基板１４の他面上に付加素材層１８を形成する。
【００４７】
次いで、その付加素材層１８にノズル孔／液室形成用マスク４０を被着させ、少なくともそのマスク４０をガイドとして層１８及びポリマ基板１４をエッチングしてノズル孔１６及び液室１２を開通させる。また、マスク４０をガイドとして層１８をエッチングした後その層１８をガイドとして基板１４をエッチングしてもよいし、マスク４０をガイドとして層１８及び基板１４双方をエッチングしてもよい。更に、マスク４０を層１８の表面に残してもよいしエッチングその他の手段で除去してもよい。層１８を残しつつマスク４０を取り除ける性質の腐食剤を使用すればエッチングにより除去できる等、既知の様々な手段で除去可能である。エッチング終了後は、例えば層１８を基板３２からはがしてノズルプレート２８を分離させる。
【００４８】
以上、図１〜図７Ｂを参照して説明した諸実施形態では幾つかの製造工程でエッチングを実施している。それらのエッチング工程ではドライエッチングその他の真空系エッチングプロセスを使用するのが望ましい。それは、その種のプロセスなら非等方的又は単方向的にエッチングを進行させることができ、従ってパターンを高い忠実度で再現できるためである。特に、本発明の諸実施形態で好適に使用できるエッチングプロセスは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセス、例えば酸素プラズマＲＩＥプロセスである。このプロセスは他種プロセスに比べ微細電子回路製造工程に組み込みやすく、しかも（とりわけ基板表面上における）造形部分の形成位置を他種製造手法に比べタイトに制御できるのが普通である。気体酸素含有プラズマによるエッチングは、例えばポリマ基板１４やポリシロキサン、ポリシラン、ポリイミド、ポリＢＣＢ等の層（例えば１８、１８ａ又は１８ｂ）をエッチングするときに使用するとよい。また、別種エッチングプロセス例えば別物質によるエッチングプロセスも使用できる。例えばフッ素系物質によるエッチングは、窒化シリコン、酸化シリコン等の層（１８、１８ａ又は１８ｂ）をエッチングするときや、ポリマ基板１４或いはポリシロキサン、ポリイミド、ポリシラン、ポリＢＣＢ等の層（１８、１８ａ又は１８ｂ）を深くエッチングするときに、使用するとよい。
【００４９】
付加素材層１８、１８ａ及び１８ｂは無機膜としても有機膜としても形成できる。その形成に使用できる無機素材としては例えば窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、炭化シリコン等のシリコン化合物の他、ガラスや酸化アルミニウム等があり、有機素材としてはポリシロキサン、ポリシラン、ポリイミド、ポリＢＣＢ等をベースにした素材がある。また、層１８、１８ａ及び１８ｂはそれぞれ単層構造でも互いに同種又は異種素材からなる層を複数個重ねた多層構造でもよい。層１８、１８ａ及び１８ｂの厚みは原則として０．５〜１０μｍの範囲内とする。１〜６μｍの範囲内ならより望ましく、２〜４μｍの範囲内なら更に望ましい。
【００５０】
ポリマ基板１４の素材としては様々な素材を使用できる。その例としてはポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類の他、ポリエーテルスルホン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリアクリラート、ポリイミド等をベースとしたポリマがある。基板１４の厚みは原則として２５〜３００μｍの範囲内とする。５０〜２００μｍの範囲内ならより望ましく、７５〜１２５μｍの範囲内なら更に望ましい。
【００５１】
層１８、１８ａ及び１８ｂを形成するための堆積手法としては本件技術分野で既知のあらゆる手法を使用できる。その例としてはスパッタリング、電子ビーム蒸着、熱蒸着、化学気相成長、スピンコート等がある。
【００５２】
また、製造工程のうち層同士を仮固定する積層プロセスや仮固定した層同士をはがす剥離プロセスも、本件技術分野で既知のあらゆる手法で実施できる。例えば積層は高温積層プロセス、低温積層プロセス、ニップローラ利用積層プロセス、加圧ダイアフラム利用積層プロセス、真空下積層プロセス等で実行できる。更に、使用する積層剤は使用する積層プロセスに応じて決める。例えば本件技術分野で既知の紫外線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤、加圧硬化性接着剤等を使用するとよい。使用できる接着剤の例としては、例えば米国カリフォルニア州ヘイワード所在のＤｅｌｐｈｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓの一部門であるＧｅｌ−Ｐａｋが製造しているエラストマ性接着剤や、大阪市所在の日東電工株式会社が製造している熱リリーステープがある。剥離は例えば熱剥離、紫外線剥離、加圧剥離、溶剤剥離、ドライエッチング剥離等で実行できる。
【００５３】
更に、処理した面同士を接触させるとその面同士が十分強く接着するよう積層対象物を表面処理しておき、それらの面同士を接触させることによっても、積層を実施することもできる。その種の表面処理の例としては、酸素又は窒素プラズマによる処理、オゾンによる処理、交差結合性分子からなる薄い単分子層の形成等がある。
【００５４】
そして、上述の製造方法はそのポリマ基板内に流体室や流路があるデバイスの製造一般に適用できる。その例としては一般にページ幅プリントヘッドと呼ばれているタイプのプリントヘッド、例えば特許文献９（発行日：２００３年１２月１６日、発明者：Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ  ｅｔ ａｌ．）に記載のヘッドがある。ページ幅プリントヘッドは印刷媒体の差し渡しとほぼ同じ長さを有する長尺のプリントヘッドのことであり、その長さはそのヘッドが使用される用途によって決まる。従って、ページ幅プリントヘッドの長さが１インチに満たないこともあるし２４インチを超えることもある（１インチ＝約２．５４×１０-2ｍ）。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るプリントヘッドを示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリントヘッドの製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るプリントヘッドの製造方法を示す模式図である。
【図４Ａ】本発明の第３実施形態に係るプリントヘッドの製造方法を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明の第４実施形態に係るプリントヘッドの製造方法を示す模式図である。
【図４Ｃ】本発明の第５実施形態に係るプリントヘッドの製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明の諸実施形態に係るプリントヘッドの他の製造方法を示す模式図である。
【図６Ａ】本発明の諸実施形態に係るプリントヘッドの他の製造方法を示す模式図である。
【図６Ｂ】本発明の諸実施形態に係るプリントヘッドの他の製造方法を示す模式図である。
【図７Ａ】本発明の諸実施形態に係るプリントヘッドの他の製造方法を示す模式図である。
【図７Ｂ】本発明の諸実施形態に係るプリントヘッドの他の製造方法を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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