(57)【要約】【課題】  異方性エッチングを使用しない簡単なサイドシユーター方式ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  （１）インク供給口部表面に浅い溝加工。  （２）ＯＤＵＲ塗布からＣＲ／ＰＥＲパターニング。  （３）基板裏面より表面溝に至るまで穴開け。  （４）型剤除去。充てん剤充てん工程がないので工程が簡単。表面溝部には厚いＣＲ剤が形成されるので、優れたセンターリブ構造が得られる。【選択図】  図１
2007290204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドシューター型インクジェットヘッドの製造方法において、
（ａ）後にインク供給口となる部分の表面を溝加工する工程と、
（ｂ）基体にインク流路型剤を塗布、パターニングする工程と、
（ｃ）インク流路型剤上にオリフィスフレート樹脂を塗布、パターニングする工程と、
（ｄ）基体裏面より、溝部の型剤に至るまで穴あけを行ない、インク供給口を形成する工程と、
（ｅ）前記型剤を除去する工程と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
インク供給口内壁に耐インク層を形成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出圧発生素子が形戒された面に対して垂直方向に記録液滴を吐出する所謂サイドシューター型インクジェットヘッドの製造方法の一例について説明する。
【０００３】
この方式のヘッドは基体に貫通のインク供給口を設ける必要がある。
【０００４】
貰通口が形成された基体に対して、吐出口部をドライフィルムで形成する方法が特許文献１に記載されている。これは、インク流路壁となる樹脂層を溶媒に塗かして塗布する方法では樹脂が貫通口に入り込み均一に成膜できないためである。
ところが、ドライフィルムには
１）高解像度、アスペクト比を得るのが困難
２）貫通口部へのドライフィルムの垂れ込みが生じる
等の欠点がある。
【０００５】
ドライフィルムの問題点を回避する方法が特許文献２に提案されている。これは、液路形成にドライフィルムを用いず、インク供給口を異方牲エッチングにより行う。
【０００６】
しかしこの方法にも
１）工程が煩雑
２）基板が特定方位のシリコンに限られる
３）設備投資が大きい
等の欠点がある。
【０００７】
これらに対し、特許文献３には、貫通口に樹脂を充填した後、吐出口形成部を形成し裏面より切削によりインク供給口を形成する方法が提案されている。
これを図９に示す。
【０００８】
（Ａ）貫通口５−１に耐インク性の充填剤１４を充填したＡｌ基板１ｃにインク流路型剤としてレジスト層６を形成する。
【０００９】
（Ｂ）オリフィスプレート素材として被覆樹脂７をレジスト層６の上に形成する。
【００１０】
（Ｃ）マスク１０を介してインク吐出口となる部分以外を露光する。
【００１１】
（Ｄ）インク吐出口８を現像する。
【００１２】
（Ｅ）裏面より切削加工で、貫通口５−１より狭いインク供給開口部５−２を形成する。
【００１３】
この時貫通口内壁に残った樹脂層が耐インク層となる。
【００１４】
（Ｆ）レジスト層６を除去する。
【特許文献１】特開昭６２−２６４９５７号公報
【特許文献２】特開平０９−０１１４７９号公報
【特許文献３】特開平１０−１２８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら上述の方法も以下の欠点を有している。
【００１６】
１．充填剤の充填が非常に困難。
【００１７】
充填剤には、耐溶剤性、耐インク性があり、工程温度（オリフィスプレート材の硬化に２００℃）に耐えることが必要である。加えて、１ｍｍ以下の幅の貫通口の全域に気泡が生じることなく充填でき充填した表面を平坦にする充填法が必要である。
【００１８】
これらを満たす充填剤、充填法の開発は非常に困難である。
【００１９】
２．オリフィスプレート材の強度が弱い。
【００２０】
インク供給ロの輻は１００μｍ以上あり、この上のオリフィスプレートの厚さは数μｍしかない。したがって、この部分のオリフィスプレート材の強度は非常に弱い。
【００２１】
３．供給口端−吐出素子の長さが長くなる。
【００２２】
供給口端−吐出素子の距離は短いほうが吐出周波数が向上する。一般的には５０μｍ前後である。ところが、図９（Ｅ）の様に樹脂層を残そうとすると片側１０μｍ以上は必要となり供給口端−吐出素子の距離を短くしにくい。
【００２３】
４．応力により変形しやすい。
【００２４】
貫通させた透孔の全域に樹脂を充填させるため、基板と樹脂の膨張率差で基板が変形しやすい。
【００２５】
以上より、ドライフィルムを用いること無く液路を形成でき工程が簡単で設備投資が少ない製法を提供するのが本件の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するために
１）充填剤を使用しないので充填剤、充填法に伴う問題が発生しない。
【００２７】
２）インク供給口上部を浅い溝にすることでこの部分のオリフィスプレート材の厚さを厚くし強度を高める。
【００２８】
３）端面の耐食処理の必要無い耐インク性のある基板を使用したり、耐インク層を薄膜で形成することで供給口端−吐出素子が短くできる。
【００２９】
４）充填剤を使用しないので、基板が変形しにくい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、どんな基板にも適用でき、工程が簡単で設備投資が少ないヘッドの作成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１（１）
まず、板厚０．８ｍｍのＳｉＣ基板１ａ上に蓄熱層、吐出圧発生素子３としてヒータ、ヒータ保護膜が形成される。ＳｉＣ基板はＳｉ基板と異なり耐インク性があるため、従来例にあったような内壁に耐食処理をする必要が無い。
【００３４】
図１（２）
表面のインク供給口５ａをダイサーにより２０μｍ溝加工する。この時のヘッド長さ方向の加工形状を図２（１）に示す。表面供給口５ａは２インチの粒度４０００のダイヤモンドブレードを用いて幅１５０μｍ、溝長さ１００ｍｍ、溝深さｄ１＝０．０２ｍｍで形成した。
【００３５】
尚、図１は図２（１）のＡＡ断面を示している。
【００３６】
図１（３）
表面にインク流路型剤となる樹脂６をスピンナーで基体全面に塗布、パターニングする。樹脂６としては東京応化製フォトレジストＯＤＵＲ１０１０Ａを用いた。乾燥後の膜厚は、溝深さと同じ２０μｍである。ＯＤＵＲ１０１０Ａは樹脂分濃度が十数％しかないので乾燥後は図の様に溝部分と溝以外の部分に２０μｍの段差が形成される。
【００３７】
図１（４）
被覆樹脂７を塗布、パターニングする。被覆樹脂７として旭電化製アデカオプトマーＣＲ−１．０を用いた。乾燥後の膜厚は２５μｍである。溝はＯＤＵＲでほぼ基体表面と同じ高さになっているためＣＲ−１．０平坦面が形成される。
【００３８】
図１（５）
酸素プラズマエッチングで吐出口８を形成する。
【００３９】
図１（６）
ＳｉＣ基板１ａの裏面より表面のインク供給口５ａに至るまで研削加工し裏面側供給口５ｂを形成する。表面側供給口５ａの加工と同じくダイヤモンドブレードを用いて図２（２）に示す形状に加工した。ブレード幅は表面側供給口に用いたものより狭い１００μｍとした。表面側供給口５ａと裏面側供給口５ｂの図１（８）にあるように貫通していればよいため、このように幅が異なっても構わない。
【００４０】
ブレードは、表面のインク供給口５ａの深さの範囲内（２０μｍ程度）に収めれば良い。
【００４１】
図１（７）
除去液エチルセロソルブでインク流路型剤である樹脂６を除去する。インク供給口上部のオリフィスプレートの厚さは２５μｍ程度あるため従来例に比べ強度が高い。
【００４２】
本実施例では基板材料としてＳｉＣを用いたＡＩＮでも耐インク性があるのでインク供給口に保護膜を形成する必要はない。
【実施例２】
【００４３】
図３（１）
図１（１）と同じく板厚０．８ｍｍのＳｉＣ基板１ａ上に蓄熱層、吐出圧発生素子３としてヒータ、ヒータ保護膜を形成する。
【００４４】
図３（２）
図１（２）と同じく表面側インク供給口５ａをダイヤモンドブレードで形成する。溝深さｄ１は６０μｍとした。横方向断面を図４（１）に示す。
【００４５】
図３（３）
表面に流路型剤となる樹脂６をスピンナーで基体全面に塗布、パターニングする。樹脂６としては東京応化製フォトレジストＯＤＵＲ１０１０Ａを用いた。乾燥後の膜厚は、図１と同じ２０μｍである。乾燥膜厚に比べ溝の深さが深いので溝部分の１／３程度しか埋まらない。
【００４６】
図３（４）
被覆樹脂７を塗布、パターニングする。被覆樹脂７として旭電化製マデカオプトマーＣＲ−１．０を用いた。乾燥後の膜厚は２５μｍである。ＣＲ−１．０は樹脂分濃度が６０％である。したがって平坦面に４２μｍ塗布すれば乾燥後に２５μｍとなる。６０μｍの溝部には既に２０μｍのＯＤＵＲがあるため、４０μｍ＋４２μｍ＝８２μｍのＣＲ−１．０が塗布される。
【００４７】
乾燥後にはＣＲ−１．０は８２μｍ＊６０％＝４９μｍとなり溝上部より９μｍほど凸になる。
【００４８】
図３（５）
酸素プラズマエッチングで吐出口８を形成する。
【００４９】
図３（６）
ＳｉＣ裏面より超音波加工でφ０．３ｍｍの穴を表面側供給口５ａに至るまで開ける。この時の横方向断面を図４（２）に示す。この場合、供給口の一部しか貫通していないため実施例１に比べ機械的強度に優れる。溝内のＣＲ−１．０が４９μｍもあるためこの部分を多少削っても強度的には問題はない。したがって加工の深さ精度も実施例１に比べ悪くて構わない。
【００５０】
図３（７）
エチルセロソルブＯＤＵＲを除去する。
【実施例３】
【００５１】
次の実施例を図５，６に示す。
【００５２】
実施例２との違いは裏面の供給口形成だけである。
【００５３】
図５（１）〜（５）
図３（１）〜（５）と同じ
図５（６）
裏面の供給口５ｂを図６（２）の形状に形成した。表面側供給口に達する手前１００μｍで止めた。裏面の供給口を実施例２では超音波加工で円柱状に形成したが、ここでは幅１５０μｍのダイヤモンドブレードで形成している。
【００５４】
ブレードで貫通していないため表面側供給口５ａにチッピングが生じることが無い。
【００５５】
図５（７）
基体裏面よりＹＡＧレーザで穴あけを行う。
【００５６】
図５（８）
表面側供給５ａと裏面側供給口５ｂが中央供給口５ｃで貫通する。この時の長さ方向断面を図６（３）に示す。
【００５７】
図５（９）
エチルセロソルブでＯＤＵＲを除去する。
【実施例４】
【００５８】
図７（１）
まず、板厚０．８ｍｍのＳｉ基板１ｂ上に蓄熱層、吐出圧発生素子３としてヒータ、ヒータ保護膜が形成される。
【００５９】
図７（２）
図１（２）と同じく表面インク供給口５ａ（幅１５０μｍ、深さ２０μｍ）を形成する。この時の横方向断面を図８（１）に示す。
【００６０】
図７（３）
有機樹脂保護膜１１として日立化成製ハイマルを２μｍスプレー塗布で塗布しパターニングする。
【００６１】
図７（４）〜（６）
図１（３）〜（５）と同様に樹脂層６、被覆樹脂７、吐出口８を形成する。
【００６２】
図７（７）
裏面よりダイヤモンドブレードで裏面側供給口５ｂを形成する。用いたブレードは先端部の厚さが５０μｍでブレード中心に向かって厚くなっているものを用いた。この結果、図７（７）にあるような形状の裏面側供給口５ｂが形成される。この時の横方向断面を図８（２）に示す。
【００６３】
図７（８）
ブレードで切断されたハイマル部は図の様にちぎれた形状１１ａとなるため、これをドライエッチングにより取り去る。
【００６４】
図７（９）
エチルセロソルブで樹脂層６を除去する。インク供給口上部のオリフィスプレーは厚く残るため強度が高い。
【００６５】
図７（１０）
基板１ｂ裏面より耐インク性保護膜１２としてＳｉＯ2を０．５μｍ蒸着する。
【００６６】
ＳｉＯ2は基板１ｂの裏面、裏面供給口５ｂの内壁及び被覆樹脂７の内壁の一部に成膜される。吐出圧発生素子が、ヒーターの場合にはこの上に保護膜が形成されると発泡電圧が変化してしまうため成膜法としては直進性に富む蒸着、スパッタなどが適している。
【００６７】
材料としてはＳｉＮ等の無機材料のほか、Ｎｉ，Ａｕ，Ｔａ等の金属を用いても良い。
【００６８】
被覆樹脂層内壁に付着する保護膜１２は被覆樹脂がインクによって膨潤することも防止する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１による工程図
【図２】実施例１のヘッド長手方向断面図
【図３】本発明の実施例２による工程図
【図４】実施例２のヘッド長手方向断面図
【図５】本発明の実施例３による工程図
【図６】実施例３のヘッド長手方向断面図
【図７】本発明の実施例４による工程図
【図８】実施例４のヘッド長手方向断面図
【図９】従来例の工程図
【符号の説明】
【００７０】
１ａ  ＳｉＣ基板
１ｂ  シリコン基板
１ｃ  アルミ基板
３  インク吐出圧発生素子
５  インク供給口
５−１  貫通口
５−２  インク供給開口部
５ａ  表面のインク供給口
５ｂ  裏面のインク供給口
５ｃ  中央供給口
６  溶解可能な樹脂層で形成されたインク流路パターン
７  被覆樹脂層
８  インク吐出口
１１  有機保護膜
１１ａ  ハイマルのちぎれ
１２  保護膜
１４  耐インク性の充填剤
【図１】
2007290204.tif 000003
【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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