(57)【要約】【課題】本発明の目的は、インクなどの液体に対する耐性に優れ、流路形成部材の基体との密着性が良好であり、信頼性の高い吐出性能を有する液体吐出ヘッドを提供とすることにある。【解決手段】本発明は、基体と、該基体の上に液体を吐出するための吐出口と該吐出口に連通する液体流路とを構成する流路形成部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、前記流路形成部材は有機樹脂で形成され、前記基体の上であって前記流路形成部材の内部に無機材料からなる土台部材を有し、該土台部材は前記流路形成部材と接する面に凹凸を有することを特徴とする液体吐出ヘッドである。【選択図】図２
2011212944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体の上に液体を吐出するための吐出口と該吐出口に連通する液体流路とを構成する流路形成部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路形成部材は有機樹脂で形成され、
前記基体の上であって前記流路形成部材の内部に無機材料からなる土台部材を有し、該土台部材は前記流路形成部材と接する面に凹凸を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記土台部材は、金属、金属酸化物、金属窒化物及び金属炭化物から選ばれる少なくとも１種の材料で構成される請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記土台部材は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ及びＴｉから選ばれる少なくとも１種の材料で構成される請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記土台部材は、硫酸、燐酸、硝酸若しくはフッ酸又はこれらの混合物からなる溶液で表面を処理された請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記土台部材は、多孔質ガラスからなる請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記多孔質ガラスは、Ｎａ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のガラス成分を前記基体上に塗布し、熱処理した後に酸溶液中に浸漬させることにより形成された請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記多孔質ガラスの気孔率は３０％以上である請求項５又は６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記土台部材は、アルミニウムからなり、前記流路形成部材と接する面側が陽極酸化反応により多孔質化されて形成された請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記土台部材は、ポリマー微粒子を含有する前記無機材料からなり、複合めっき法により形成された請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記土台部材の厚みは、前記流路形成部材の厚みの３０％以上である請求項１乃至９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記土台部材の厚みは、前記液体流路の高さ以上である請求項１乃至１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記基体と前記土台部材の接触面積は、前記基体と前記流路形成部材との接触面積の３０％以上である請求項１乃至１１のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
液体を吐出するための吐出口と該吐出口に連通する液体流路とを構成する流路形成部材と、前記液体流路に前記液体を供給する液体供給口を有する基体と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（１）前記基体の上に、前記液体流路の型となる溶解可能な流路パターンと、表面に凹凸を有する土台部材と、を形成する工程と、
（２）前記流路パターン及び前記土台部材を覆うように有機樹脂を前記基体の上に塗布し、前記流路形成部材を形成する工程と、
（３）前記流路形成部材に前記吐出口を形成し、前記基体に前記液体供給口を形成する工程と、
（４）前記液体供給口から前記流路パターンを溶出し、前記液体流路を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記工程（１）において、前記凹凸を有する土台部材は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ及びＴｉから選ばれる少なくとも１種の材料を前記基体の上に配置する工程と、前記材料の表面を硫酸、燐酸、硝酸若しくはフッ酸又はこれらの混合物からなる溶液で処理する工程と、を含む工程により形成される請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記工程（１）において、前記凹凸を有する土台部材は、Ｎａ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のガラス成分を前記基体の上に塗布する工程と、前記ガラス成分を熱処理した後に酸溶液中に浸漬させて多孔質ガラスとする工程と、を含む工程により形成される請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記工程（１）は、前記基体の上に前記流路パターンの材料を形成する工程と、該流路パターンの材料の上に前記多孔質ガラスを形成する工程と、前記流路パターンの材料が露出するまで前記多孔質ガラスを平坦化する工程と、前記流路パターンの材料及び前記多孔質ガラスの上にパターニングマスクを形成してエッチングすることにより、前記流路パターン及び前記土台部材を形成する工程と、を含む請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記工程（１）において、前記凹凸を有する土台部材は、アルミニウムを前記基体の上に配置する工程と、前記アルミニウムの表面を陽極酸化反応により多孔質化する工程と、を含む工程により形成された請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記工程（１）は、前記基体の上にアルミニウムを形成する工程と、前記土台部材を形成する部分を前記陽極酸化反応により多孔質化させる工程と、前記アルミニウムの上にパターニングマスクを形成してエッチングすることにより、前記アルミニウムからなる前記流路パターンと前記多孔質化したアルミニウムを含む土台部材とを形成する工程と、を含む請求項１７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、液体を吐出させる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】
インクジェット記録方式は、微少量のインクを液滴として吐出口から高速で吐出することにより、高精細な画像を高速記録することができるという特徴がある。また、この方式により、インクのみならず、各種の液体を吐出させる技術が開発されている。
【０００３】
インクジェット記録方式を実現するためのインクジェット記録ヘッドには種々の吐出方式がある。中でも、インクジェット記録ヘッドの構成としては、インクジェット記録ヘッド用の基板上に、基体の有する発熱部に対応してインクを吐出させるためのノズル（吐出口）を有する流路形成部材を形成した構成が一般的である。インクジェット記録ヘッド用の基体としては、インクを加熱発泡させるための複数の発熱部（ヒーター）およびこれに電気的接続を行う配線等を同一の基体上に作製した構成が一般的である。これらの構成は、半導体製造工程と同様のプロセスを用いて製造することができる。したがって、この構成によれば、半導体製造工程と同様のプロセスを用い、発熱抵抗体および配線等を高密度に多数配置したインクジェットヘッド用基体を容易かつ精度高く製造することができるので、記録の高精細化および高速化を実現できる。
【０００４】
図１１は、従来のインクジェット記録ヘッドを製造する工程を示す断面工程図である。
【０００５】
発熱部１１０２が形成された基体１１０１の裏面に形成されたシリコン酸化膜１１０７上に、インク供給口１１１０を形成するための耐アルカリ性を有するパターニングマスク１１０８を形成する。そして、熱作用部が形成された面上に型材１１０３を形成する。型材１１０３は、後の工程で溶解して、それが設けられた部分をインク流路とするために形成するものである。すなわち、所望の高さおよび平面パターンのインク流路を形成するために、適切な高さおよび平面パターンに形成する（図１１（ａ））。
【０００６】
次に、型材１１０３を被覆するように、流路形成部材１１０４の材料をスピンコートなどによって塗布する。そして、フォトリソグラフィー技術によって、所望の形状にパターニングし、流路形成部材１１０４を形成する。そして、熱作用部と対向する位置にインク吐出口１１０５をフォトリソグラフィー技術によって開口する。その後、インク吐出口１１０５が開口された流路形成部材１１０４の面には、撥水層１１０６を形成する（図１１（ｂ））。
【０００７】
次に、インクジェット記録ヘッドの機能素子が形成された面や基体１１０１の側面にエッチング液が触れないように、樹脂からなる保護材１１１１でこれらの部分を覆う。その後、予め形成しておいたパターニングマスク１１０８を用いて、シリコン酸化膜１１０７をウェットエッチングなどによってパターニングする。そして、基体１１０１の裏面を露出するエッチング開始開口部１１０９を形成する（図１１（ｃ））。
【０００８】
次に、シリコン酸化膜１１０７をマスクとして異方性エッチングによってインク供給口１１１０を形成する。その後、パターニングマスク１１０８と保護材１１１１を除去する。そして、更に、型材１１０３を溶解させ、インク吐出口１１０５、インク供給口１１１０から溶出させて除去し、乾燥させる（図１１（ｄ））。
【０００９】
以上の方法は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２９０２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
記録される画像の大サイズ化、印刷枚数の増加等の要因により、インクジェット記録装置の更なる高速化が要求されている。そのためには、発熱抵抗体を駆動する駆動周波数を上げ、吐出口を増やす多ノズル化が有効である。しかしながら、多ノズル化するためにチップが大きくなると、チップの変形が起こりやすい。特に、インクを吐出させるための流路形成部材を有機樹脂材料で形成する場合は、有機材料が吸湿・膨潤する場合があるため、チップの変形が起こりやすくなる。また、これまで以上のノズルの高密度化、高密度配線が要求されると、チップ内におけるスペース上の制約が生じる。つまり、今後は流路形成部材と基体との密着面積を必ずしも十分に確保することは期待できない場合が想定され、スペース上の制約を受けることになる。
【００１２】
また、今後の更なる高画質化に対し、インクの発色性の向上や各種インクの導入が試みられ、これまで以上にインクに対する耐性が求められる。
【００１３】
一方、チップの変形を抑えるために、基体上に無機材料からなるノズル部材を使用することが提案されている。無機材料は温度や湿度変化に対して変形が少ないために、チップが大きくなった場合でも変形が少なく、安定した吐出が可能であると期待される。
【００１４】
また、今後の更なる高画質化に対し、インクの発色性の向上や各種インクの導入により、これまで以上にインクに対する耐性が求められる。それに対して、上述したようにノズル部材として無機材料を用いた場合は、各種インクに対する耐性が不十分となる場合がある。また、ノズル部材は数十μｍ程度の厚さに形成することが求められ、インクに対する耐性を確保しつつ無機材料からなる厚い膜を形成することは技術的な課題が多い。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、インクなどの液体に対する耐性に優れ、流路形成部材の基体との密着性が良好であり、信頼性の高い吐出性能を有する液体吐出ヘッドを提供とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、
基体と、該基体の上に液体を吐出するための吐出口と該吐出口に連通する液体流路とを構成する流路形成部材と、を含む液体吐出ヘッドであって、
前記流路形成部材は有機樹脂で形成され、前記基体の上であって前記流路形成部材の内部に無機材料からなる土台部材を有し、該土台部材は前記流路形成部材と接する面に凹凸を有することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００１７】
また、本発明は、
液体を吐出するための吐出口と該吐出口に連通する液体流路とを構成する流路形成部材と、前記液体流路に前記液体を供給する液体供給口を有する基体と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（１）前記基体の上に、前記液体流路の型となる溶解可能な流路パターンと、表面に凹凸を有する土台部材と、を形成する工程と、
（２）前記流路パターン及び前記土台部材を覆うように有機樹脂を前記基体の上に塗布し、前記流路形成部材を形成する工程と、
（３）前記流路形成部材に前記吐出口を形成し、前記基体に前記液体供給口を形成する工程と、
（４）前記液体供給口から前記流路パターンを溶出し、前記液体流路を形成する工程と、
を含む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】
【００１８】
また、本発明によれば、インクなどの液体に対する耐性に優れ、流路形成部材の基体との密着性が良好であり、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００１９】
本発明によれば、チップの変形を抑え、多ノズル化や長尺化に対応することが可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の液体吐出ヘッドを示す模式的斜視図である。
【図２】本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図３】本発明の液体吐出ヘッドを製造する工程例を説明するための断面工程図である。
【図４】本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図５】本実施形態の液体吐出ヘッドを用いて構成したインクジェットカートリッジを示す斜視図である。
【図６】図５に示したインクジェットカートリッジを用いたインクジェットプリント装置の概略構成例を示す模式的斜視図である。
【図７】本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図８】本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図９】本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図１０】本発明における土台部材に用いる無機材料を多孔質化する工程を説明するための断面工程図である。
【図１１】従来の液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、液体吐出ヘッドの実施形態について説明する。また、以下の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明する場合があるが、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液体吐出ヘッドにも適用できる。液体吐出ヘッドとしては、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。
【００２２】
（実施形態１）
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の液体吐出ヘッドを示す模式的斜視図である。図１に示す液体吐出ヘッドは、熱作用部１０２が形成された基体１０１上に、吐出口１０５を有する流路形成部材（オリフィスプレート）１０４が形成されている。熱作用部１０２と吐出口５の位置が上下に対応するように基体１０１の上に流路形成部材１０４が配置される。基体１０１には、液体流路にインク等の液体を供給するための液体供給口１０３が形成されている。流路形成部材１０４には、吐出口１０５と、吐出口１０５及び液体供給口１０３を連通する液体流路とが形成されている。なお、図１では、２列の吐出口１０５が線対称に配置されているが、２列の吐出口１０５を互いに半ピッチずらして配置することで、記録の解像度をさらに高めることもできる。
【００２５】
また、１０６は無機材料からなる土台部材であり、該土台部材は、その下面が基体１０１の上面（表面）と接し、その他の面は流路形成部材１０４に覆われている。つまり、土台部材１０６は、基体１０１の上であって流路形成部材１０４に覆われるように無機材料を用いて形成されている。また、土台部材１０６は流路形成部材１０４と接する面に凹凸を有する。
【００２６】
従来、一般的に、密着性を向上させるためには、基板表面をプラズマを用いて改質する方法が試みられていた。しかし、液体吐出ヘッドに用いる基体には、駆動用素子等が基板上に形成されており、プラズマ等でエッチングすることによりダメージが発生する可能性があり、プラズマを用いて表面を改質するには限度があった。
【００２７】
そこで、本発明においては、基体上に表面に凹凸を有する土台部材を設けることにより、流路形成部材と基体との密着性を向上させている。土台部材の上に流路形成部材の材料である有機樹脂を被覆する際、有機樹脂が土台部材の表面に存在する凹凸に浸潤し、密着する表面積が増加し、より強固な密着性を有することになる。さらに、土台部材が存在すれば、流路形成部材との密着面積を増加させることができる。したがって、基体と流路形成部材とのより強い密着力を得ることが可能となり、剥がれ等の発生を抑制することができる。
【００２８】
また、本発明にかかる液体吐出ヘッドは、液体流路を構成する部材は有機樹脂であるため、インクなどの液体に対する耐性に優れ、信頼性が高い。
【００２９】
したがって、従来のような基体に有機樹脂を塗布又は接合して流路形成部材を形成している液体吐出ヘッドに比べて、本発明の液体吐出ヘッドは、湿度変化、温度変化、機械的圧力等の外的要因に対して安定であり、信頼性が高い。
【００３０】
また、本発明にかかる液体吐出ヘッドにおいては、土台部材の凹凸に樹脂が浸潤することにより比較的応力の小さい流路形成部材の形成が可能であり、この基体を用いることでチップの変形を抑え、多ノズル化や長尺化に対応した液体吐出ヘッドの提供が可能となる。
【００３１】
図２は、本実施形態の液体吐出ヘッドの模式的断面図を示す。図２に示すように、基体２０１上に無機材料からなる土台部材２０６が形成されている。また、流路形成部材２０８は基体２０１上であって土台部材２０６を覆うように形成されており、液体流路２１３を構成している。つまり、基体２０１の上であって流路形成部材の内部に土台部材が形成されている。
【００３２】
土台部材を構成する無機材料は、無機材料であれば特に制限されるものではないが、金属、金属酸化物、金属窒化物及び金属炭化物から選ばれる少なくとも１種の材料で構成されることが好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ若しくはＴｉなどの金属やそれらの酸化物、窒化物若しくは炭化物又はこれらの混合物で構成されることが好ましい。無機材料としては、例えば、基本成分が金属酸化物で、高温での熱処理によって焼き固めた焼結体（セラミック材料）が挙げられる。また、無機材料としては、金属の炭化物や窒化物など硬質化合物の粉末を金属の結合材と混合して焼結した複合材料（サーメット材料）が挙げられる。
【００３３】
土台部材を無機材料を用いて形成することにより、例えばＳｉ等の無機材料で構成される基板と熱伝導率、熱膨張係数、吸湿係数、機械特性等の物性を近似させることができ、基体と土台部材の密着性を向上することができる。
【００３４】
また、本発明における土台部材は流路形成部材と接する面に凹凸を有する。この凹凸に有機樹脂が浸潤し硬化することより、流路形成部材は土台部材に強固に密着することができる。したがって、湿度変化や温度変化、機械的圧力などの外的要因に対して、流路形成部材と基体とは剥離することがない。
【００３５】
凹凸を有する土台部材の形成方法としては、上述の無機材料を基体上に直接形成し、その後、表面に凹凸を付与する方法が挙げられる。例えば、無機材料からなる土台部材を基体上に配置した後、硫酸、燐酸、硝酸若しくはフッ酸又はこれらの混合物などの溶液を用いて処理することにより土台部材の表面に凹凸を形成できる。
【００３６】
また、土台部材を多孔質ガラスを用いて形成することで、凹凸を有する土台部材を形成することができる。つまり、無機材料としてガラス成分を選択して土台部材を形成し、その後酸処理等を施して多孔質化することにより、凹凸を有する土台部材を形成することができる。より具体的には、例えば、Ｎａ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のガラスを基体上に塗布し、例えば３００℃で熱処理を行った後酸溶液中に浸漬することにより、ＳｉＯ2骨格を有する多孔質ガラスを形成することができる。ガラス成分としては、他にもＣａＯ、ＰｂＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｌ2Ｏ等が挙げられる。
【００３７】
また、土台部材を多孔質ガラスを用いて形成する場合、気孔率を３０％以上とすることが好ましい。気孔率を３０％以上とすることにより、土台部材により効率よく凹凸を形成することができる。また、気孔率は７０％以下とすることが好ましい。
【００３８】
また、他にも、凹凸を有する土台部材の形成方法としては、成膜時にその表面が凹凸を有するように形成する方法も挙げられる。具体的には、例えば、ポリマー微粒子を分散材として含有する複合めっき法や、基体に対して斜め方向から膜を形成する斜め蒸着法、金属とセラミックを混合・溶融させ、コンプレッサーのエアなどを用いて微粒子化させながら吹き付けることにより皮膜を形成する溶射法などが挙げられる。
【００３９】
複合めっき法としては、ニッケルめっきの浴中にアクリルポリマー粒子を分散材として添加し、めっきを行った後に熱処理することにより分解・脱離する方法や、溶剤への浸漬処理により溶解除去する方法がある。
【００４０】
斜め蒸着法としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕなどを成膜する際に、基板に対して斜め方向から粒子を飛来・付着させることにより、方向性を有する膜成長を行い、多孔質膜を形成する方法である。
【００４１】
土台部材の配置形状は、吐出に影響しない（ヒーター部、流路部などを阻害しない）範囲で配置すればよく、特に限定されるものではないが、強度的には基体との密着性が確保できるように接触面積が大きくなるように配置することが好ましい。
【００４２】
また、流路形成部材と土台部材との密着性をより向上させるため、土台部材の厚みを流路形成部材
の厚みの３０％以上９０％以下とすることが好ましい。３０％以上とすることにより、流路形成部材との接触面積を十分に確保することができ、より密着性を向上することができる。９０％以下とすることにより、流路形成部材による土台部材の被覆性を上げることができる。また、土台部材の高さは液体流路の高さ以上とすることが好ましい。
【００４３】
また、湿度変化や温度変化、機械的圧力等が原因となる剥がれや変形を防止するため、基体と土台部材の接触面積は、基体と流路形成部材との接触面積の３０％以上６０％以下であることが好ましい。３０％以上とすることにより、土台部材をより強固に基体に固定することができる。７０％以下とすることにより流路形成部材による土台部材の被覆性を上げることができる。
【００４４】
流路形成部材２０８の材料となる有機樹脂としては、例えば、感光性エポキシ樹脂、感光性アクリル樹脂などを用いることができる。
【００４５】
また、有機樹脂を基体の上であって土台部材を覆うように真空中で塗布した後、大気圧に戻すことにより、流路形成部材の材料である有機樹脂を土台部材の凹凸に効率的に浸潤させることができる。
【００４６】
（実施形態２）
図３は、図２で説明した液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面工程図である。以下は、例としてインクジェット記録ヘッドの製造工程について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
まず、熱作用部となる発熱部３０２が表面側に形成された基体３０１を用意する。この基体の裏面側に形成されたシリコン酸化膜３０３上に、インク供給口（液体供給口）３１１を形成するための耐アルカリ性を有する第１のパターニングマスク３０４を形成する（図３（ａ）参照）。
【００４８】
第１のパターニングマスク３０４は例えば以下のように形成することができる。まず、マスク剤をスピンコート法などによって基体３０１の裏面に塗布し、熱硬化させる。次に、その上にポジ型レジスト（不図示）をスピンコート法などによって塗布し、乾燥させる。次に、ポジ型レジストをフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、ポジ型レジストをマスクとして、マスク剤の露出部分をドライエッチング法などによって除去する。そして、ポジ型レジストを剥離し、所望のパターン形状を有する第１のパターニングマスク３０４を得る。
【００４９】
次に、発熱部３０２が形成された基体３０１の表面側に例えばＡｌを用いて型材３０５ａを形成する。型材３０５ａは、インク流路を形成するために、適切な高さおよび平面パターンに形成する。次に、型材３０５ａ及び基体３０１の上に無機材料３０６ａを形成する（図３（ｂ））。無機材料としては本実施形態では多孔質ガラスを例として用いる。例えば、Ｎａ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のガラスを塗布し、３００℃で熱処理を行った後、酸溶液中に浸漬することによりＳｉＯ2骨格を有する多孔質ガラスを形成することができる。なお、酸溶液中に浸漬する際には、他の部材に影響しないようにウエハを保護部材で被覆してから処理することが望ましい。型材としては、後工程で溶出可能な材料であればよく、Ａｌ等の無機材料以外にも、溶媒に溶解可能な感光性樹脂を用いることもできる。
【００５０】
次に、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により表面研磨を行い、平坦化を行う（図３（ｃ））。
【００５１】
次に、型材３０５ａ及び無機材料３０６ａの上に第２のパターニングマスク３０７を形成する（図３（ｄ））。第２のパターニングマスク３０７は、レジストを用いて、フォトリソグラフィー技術により形成することができる。
【００５２】
次に、第２のパターニングマスク３０７を用いて、型材３０５ａおよび無機材料３０６ａをドライエッチングなどにより除去し、流路パターン３０５ｂ及び土台部材３０６ｂを形成する（図３（ｅ））。
【００５３】
土台部材の側面と流路パターンの側面との距離は、例えば１０〜２０μｍとすることが好ましく、２〜１０μｍとすることが好ましい。
【００５４】
次に、第２のパターニングマスク３０７を除去した後、流路パターン３０５ｂおよび土台部材３０６ｂを被覆するように、流路形成部材３０８を形成する（図３ｆ）。流路形成部材３０８は、スピンコート法などを用いて樹脂材料を塗布し、フォトリソグラフィー技術によって所望の形状にパターニングすることで形成することができる。
【００５５】
次に、流路形成部材３０８の表面にドライフィルムのラミネートなどを用いて撥水層３１０を形成する。そして、発熱部３０２と対向する位置にインク吐出口３０９をフォトリソグラフィー技術によって形成する（図３（ｇ））。
【００５６】
流路形成部材３０８の材料としては、例えば、感光性エポキシ樹脂、感光性アクリル樹脂などを用いることができる。流路形成部材３０８は、インク流路を構成するものであり、インクジェット記録ヘッド使用時には常にインクと接触することになるので、その材料としては、特に、光反応によるカチオン重合性化合物が適している。また、流路形成部材３０８の材料としては、使用するインクの種類および特性によって耐久性などが大きく左右されるので、使用するインクによっては上記の材料以外の適当な化合物を選択してもよい。
【００５７】
次に、インクジェット記録ヘッドの機能素子が形成された面や基体３０１の側面にエッチング液が触れないように、樹脂からなる保護材３１２を用いてスピンコートなどによってこれらの部分を覆う（図３（ｈ））。保護材３１２の材料としては、異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に対して十分な耐性を有する材料を用いる。このような保護材３１２を用いて流路形成部材３０８を覆うことによって、撥水層３１０の劣化を防ぐこともできる。
【００５８】
次に、第１のパターニングマスク３０４を用いて、シリコン酸化膜３０３をウェットエッチングなどによってパターニングし、基体３０１の裏面が露出するエッチング開始開口部を形成する。そして、シリコン酸化膜３０３をマスクとして異方性エッチングによってインク供給口３１１を形成する。異方性エッチングに用いるエッチング液としては、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイドロオキサイド）の２２質量％溶液を用いることができる。また、例えばこの溶液の温度を８０℃に保ちながら所定時間（十数時間）エッチングを行うことで、貫通口を形成することができる。その後、第１のパターニングマスク３０４と保護材３１２を除去する。そして、更に、流路パターン３０５ｂをインク吐出口３０９、インク供給口３１１から溶出させて除去して液体流路３１３を形成し、インクジェット記録ヘッドを作製する（図３（ｉ））。
【００５９】
流路パターン３０５ｂは、混酸Ｃ−６（リン酸−酢酸−硝酸−水の混合液）などを用いて溶出することができる。また、必要に応じて、超音波浸漬を用いて、流路パターン３０５ｂを除去することができる。
【００６０】
また、図３では、インク供給口をＴＭＡＨを用いたウェットエッチングにより形成する例を示しているが、図４に示すようにドライエッチングを用いて垂直形状にインク供給口を形成しても良い。あるいは、レーザーやサンドブラストエッチングによりインク供給口を形成することもできる。
【００６１】
以上の工程により作製された液体吐出ヘッドは、以下の特徴を有している。つまり、本発明においては、基体上に表面に凹凸を有する土台部材を設けることにより、流路形成部材と基体との密着性を向上させている。土台部材の上に流路形成部材の材料である有機樹脂を被覆する際、有機樹脂が土台部材の表面に存在する凹凸に浸潤し、密着する表面積が増加し、より強固な密着性を有することになる。さらに、基体上に形成した土台部材の表面全体に凹凸が存在すれば、垂直方向のみならず面方向にも有機樹脂と密着する部分を設けることができ、接触面積を増加させることができるため、より強い密着力を得ることが可能となる。そのため、樹脂に膨潤や熱的変化が生じても、流路形成部材が土台部材により強固に基体に固定されているため、チップの変形を抑えることができる。したがって、従来のような基体に有機樹脂を塗布又は接合して流路形成部材を形成している液体吐出ヘッドに比べて、本発明の液体吐出ヘッドは、湿度変化、温度変化、機械的圧力等の外的要因に対して安定であり、信頼性が高い。
【００６２】
また、本発明にかかる液体吐出ヘッドは、液体流路を構成する部材は樹脂であるため、インクなどの液体に対する耐性に優れ、信頼性が高い。さらに、本発明にかかる液体吐出ヘッドは、チップの変形が抑えられるため、多ノズル化や長尺化により有効に対応することができる。
【００６３】
また、本発明の液体吐出記録ヘッド用基体は図３（ａ）〜（ｉ）の製造方法に限定されず、例えば、図３（ｆ）の段階でインク供給口を形成し、その後にインク吐出口を形成するなどの工程とすることも可能である。
【００６４】
（実施形態３）
実施形態においては、アルミニウムの陽極酸化反応を用いて基体の上に多孔質化した無機材料を配置する方法について図３及び図１０を参照して説明する。
【００６５】
まず、図３（ａ）の示すような基体の上にアルミニウムからなる型材３０５ａをスパッタリング法により形成する。その上に、マスク材１００７をパターニングにより形成する（図１０（ａ））。
【００６６】
次に、電解液中に設置した基体上のアルミニウムを陽極に、電解液中の対向電極を陰極に接続し、陽極酸化反応を行う。この陽極酸化反応により、マスク材１００７で覆われていない部分の型材部分において、アルミニウムの膜厚が例えば４０％程度増加し、それに伴い表面が多孔質化する。多孔質化は、例えば、表面が数μｍの周期で深さ数十μｍ程度まで作製することができる。その後、マスク材１００７を除去する（図１０（ｂ））。
【００６７】
なお、陽極酸化反応を行う際には、他の部材に影響しないようにウエハを保護部材で被覆してから処理する（不図示）。
【００６８】
これ以降は図３（ｄ）〜（ｉ）の工程と同様に処理することにより、図９の液体吐出ヘッドを得ることができる。本実施例で得られる液体吐出ヘッドは、図９に示すように、土台部材９０５がアルミニウム部分９０５と多孔質化したアルミニウム部分９０６から構成されている。
【００６９】
（実施形態４）
本実施形態においては、土台部材を斜め蒸着法を用いて形成する方法について示す。
【００７０】
これは、ＴｉやＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を基体に対して斜め方向から蒸着させることにより、膜厚方向で柱状の多孔質状態の膜を形成した。
【００７１】
これ以降は図３（ｃ）〜（ｉ）の工程と同様にして液体吐出ヘッドを得た。
【００７２】
（実施形態５）
次に、インクジェット記録ヘッドをインクタンクと一体化したカートリッジ形態のユニット（図５参照）およびこれを用いたインクジェット記録装置（図６参照）について説明する。
【００７３】
図５は、記録装置に装着可能なカートリッジの形態を有するインクジェット記録ヘッドユニット４１０の構成例を示す図である。インクジェット記録ヘッドユニット４１０には、インクジェット記録ヘッド４１５が配置されている。インクジェット記録ヘッド４１５は、電力を供給するための端子を有するＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）用のテープ部材４０２に配され、インクタンク４０４と接合されている。インクジェット記録ヘッド４１５の配線は、ＴＡＢ用のテープ部材４０２の端子４０３から延在する配線（不図示）と接続されている。
【００７４】
図６は図３のインクジェット記録ヘッドユニットを用いて記録を行うインクジェット記録装置の概略構成例を示す図である。
【００７５】
インクジェット記録装置では、無端ベルト５０１に固定されたキャリッジ５００は、モータ５０４の回転駆動に伴いガイドシャフト５０２に沿って往復方向（図中のＡ方向）に主走査される。
【００７６】
キャリッジ５００上には、カートリッジ形態のインクジェット記録ヘッドユニット４１０が搭載されている。インクジェット記録ヘッドユニット４１０およびインクタンク４０４の組は、使用するインク色に対応した個数を設けることができ、図示の例では４色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）に対応して４組設けられている。
【００７７】
記録媒体としての記録紙Ｐは、キャリッジ５００のスキャン方向と直交する矢印Ｂ方向に間欠的に搬送される。
【００７８】
以上のような構成によって、キャリッジ５００の移動に伴いインクジェット記録ヘッドユニット４１０の吐出口の配列幅に対応した幅の記録と用紙Ｐの搬送とを交互に繰り返しながら、用紙Ｐ全体に対する記録が行われる。
【００７９】
また、インクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。
【００８０】
尚、本明細書において、「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００８１】
（実施例１）
本実施例においては、図３に示した工程により、図３（ｉ）に示した断面形状の土台部材を有する液体吐出ヘッドを作製した。
【００８２】
（実施例２）
本実施例においては、図７に示すように、土台部材を短冊状に形成した。この土台部材は、実施例１において第２のパターニングマスクの形状をパターンを分断化した形状とすることにより作製した。本実施例においては、土台部材と基体との接触面積が流路形成部材と基体と接触面積の約４０％となるように、土台部材を形成した。また、土台部材をその厚みが流路形成部材の厚みの約５０％となるように形成した。このような構成とすることにより、流路形成部材をより強固に基体に固定することが可能となる。
【００８３】
（実施例３）
本実施例においては、図８に示すように、土台部材を短冊状に形成し、土台部材をその厚みが流路形成部材の厚みの約８５％となるように形成した。この構成は、基体の上に配置する無機材料の厚みを増やすことにより作製した。本実施例においては、土台部材と基体との接触面積が流路形成部材と基体と接触面積の約３５％となるように、土台部材を形成した。このような構成とすることにより、流路形成部材をより強固に基体に固定することが可能となる。
【００８４】
（実施例４）
本実施例においては、実施形態３に示した工程を用いて土台部材を形成し、その他は実施例１と同様に液体吐出ヘッドを作製した。
【００８５】
（実施例５）
本実施例においては、実施形態４に示した工程を用いて土台部材を形成し、その他は実施例１と同様に液体吐出ヘッドを作製した。
無機材料の形成を斜め蒸着法を用いて行った。これは、ＴｉやＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を基体に対して斜め方向から蒸着させることにより、膜厚方向で柱状の多孔質状態の膜を形成した。
【００８６】
（比較例）
図１１で説明した従来の製法により、液体吐出ヘッドを得た。つまり、流路形成部材として感光性エポキシ樹脂をスピンコートによって塗布し、フォトリソグラフィー技術によって、所望の形状にパターニングを行った。
【００８７】
＜ヘッド特性＞
実施例１〜５および比較例で作製したインクジェット記録ヘッドをインクジェット記録装置に取り付けて、吐出を開始する発泡開始電圧Ｖｔｈの測定および印字耐久試験を行った。この試験は、Ａ４サイズの用紙に、インクジェット記録装置に組み込まれている一般的なテストパターンを記録させることで行った。このとき、駆動周波数１５ＫＨｚ、駆動パルス幅１μｓのパルス信号を与え、発泡開始電圧Ｖｔｈを求めた。実施例１で形成したものは、Ｖｔｈ＝１８．０Ｖであった。
【００８８】
次に、このＶｔｈの１．３倍を駆動電圧Ｖｏｐとし、１５００文字の標準文書の記録を行ったところ、いずれのヘッドにおいても、５０００枚以上の記録が可能であることが確認され、かつ記録品位の劣化も見られなかった。
【００８９】
次に、インクを入れた状態で記録ヘッドを６０℃の環境下に２ヶ月保存した後に、同様にして印字を行った。実施例１〜５のいずれのヘッドにおいても、記録が可能であることが確認され、かつ記録品位の劣化も見られなかった。すなわち、本発明を適用したインクジェット記録ヘッドでは長期にわたり画像が安定しており、耐久特性にも優れていることがわかった。一方、比較例のヘッドにおいては、部分的に流路形成部材が基体から剥離している部分があり、記録画像の品位の劣化が見られた。
【符号の説明】
【００９０】
１０１、２０１、３０１              基体
１０５、２０９、３０９              吐出口
２１３、３１３                      液体流路
１０４、２０８、３０８              流路形成部材
１０６、２０６、３０６ｂ            土台部材
【図１】
2011212944.tif 000003
【図２】
2011212944.tif 000004
【図４】
2011212944.tif 000005
【図５】
2011212944.tif 000006
【図６】
2011212944.tif 000007
【図７】
2011212944.tif 000008
【図８】
2011212944.tif 000009
【図９】
2011212944.tif 000010
【図１０】
2011212944.tif 000011
【図１１】
2011212944.tif 000012
【図３】
2011212944.tif 000013