(57)【要約】【課題】本発明は、液体による膨潤が抑えられて、高精度且つ信頼性の高い液路内面及び吐出口が形成された液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口を具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、前記樹脂構造物の内部に形成された前記液路を形成する面と液体とが接する当該樹脂構造物の部位に、触媒化学蒸着法で形成された保護層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド基体である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口と該液体吐出口に液体を供給するための液路とを具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、
前記樹脂構造物の内部に形成された前記液路を形成する面と液体とが接する当該樹脂構造物の部位に、触媒化学蒸着法で形成された保護層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド基体。
【請求項２】
前記保護層が、親水性を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項３】
前記保護層の表面は、対水接触角が４０°以下の親水性の面であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項４】
前記保護層が、ＳｉＮ層またはＳｉＯＮ層であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項５】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口を具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、
前記液体吐出口が開口する前記樹脂構造物の面に、触媒化学蒸着法で形成された保護層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド基体。
【請求項６】
前記保護層に対して撥水処理が施されていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項７】
前記撥水処理は、前記保護層の表面へフッ素イオンを注入する処理であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項８】
前記撥水処理は、前記保護層の表面に撥水性の層を形成する処理であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項９】
前記保護層が撥水性を有することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１０】
前記保護層の表面は、対水接触角が８０°以上の撥水性の面であることを特徴とする請求項５または９に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１１】
前記保護層が、ＳｉＣＮ層、ＳｉＯＣ層、またはＳｉＣ層であることを特徴とする請求項５、９、または１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１２】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口を具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、
前記基体と前記樹脂構造物との接合部位に、触媒化学蒸着法で形成された保護層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド基体。
【請求項１３】
前記保護層が、親水性を有することを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１４】
前記保護層の表面は、対水接触角が４０°以下の親水性の面であることを特徴とする請求項１２または１３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１５】
前記保護層が、ＳｉＮ層またはＳｉＯＮ層であることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１６】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口と該液体吐出口に液体を供給するための液路とを具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、
前記樹脂構造物の内部に形成された前記液路を形成する面と液体とが接する当該樹脂構造物の部位に、触媒化学蒸着法で形成された流路内面保護層と、
前記基体と前記樹脂構造物との接合部位に、触媒化学蒸着法で形成された界面保護層と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド基体。
【請求項１７】
前記液体吐出口が開口する前記樹脂構造物の面に、触媒化学蒸着法で形成された吐出口開口面保護層を有することを特徴とする請求項１６に記載の液体吐出ヘッド基体。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体と、エネルギー発生素子を駆動するための電気接続部と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１９】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口と該液体吐出口に液体を供給するための液路とを具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体の製造方法であって、
後の工程で前記液路が形成される前記基体上の領域に型材を形成する工程と、
前記型材を覆うとともに前記基体上に、前記液路の内面を保護する層となる流路内面保護層と、前記基体と前記樹脂構造物との界面を保護する層となる界面保護層と、を触媒化学蒸着法により形成する工程と、
前記流路内面保護層と前記界面保護層との上に、前記エネルギー発生素子を覆って前記樹脂構造物を形成する工程と、
前記樹脂構造物の前記液体吐出口が形成される面に、前記液体吐出口となる部位から前記型材に至る開孔を形成する工程と、
前記型材を除去して前記樹脂構造物の内部に前記液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基体の製造方法。
【請求項２０】
前記液体吐出口となる部位から前記型材に至る開孔を形成する工程と、前記型材を除去して前記樹脂構造物の内部に前記液路を形成する工程と、の間に、前記樹脂構造物の前記液体吐出口が形成される面に、当該面を保護する吐出口開口面保護層を触媒化学蒸着法により形成する工程を有することを特徴とする請求項１９に記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法。
【請求項２１】
前記吐出口開口面保護層を触媒化学蒸着法により形成する際の基板温度は、前記樹脂構造物が変形する温度以下であることを特徴とする請求項２０に記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法。
【請求項２２】
前記流路内面保護層と前記界面保護層とを触媒化学蒸着法により形成する際の基板温度は、前記型材が変形する温度以下であることを特徴とする請求項１９ないし２１のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法。
【請求項２３】
基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口と該液体吐出口に液体を供給するための液路とを具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体の製造方法であって、
後の工程で前記液路が形成される前記基体上の領域に型材を形成する工程と、
前記型材を覆って、前記樹脂構造物を形成する工程と、
前記樹脂構造物の液体吐出口が形成される面に、当該面を保護する吐出口開口面保護層を触媒化学蒸着法により形成する工程と、
前記吐出口開口面保護層と前記樹脂構造物とに、前記液体吐出口となる部位から前記型材に至る開孔を形成する工程と、
前記型材を除去して前記樹脂構造物の内部に前記液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基体の製造方法。
【請求項２４】
前記吐出口開口面保護層を触媒化学蒸着法により形成する際の基板温度は、前記樹脂構造物が変形する温度以下であることを特徴とする請求項２３に記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法。
【請求項２５】
前記吐出口開口面保護層を撥水処理する工程を有することを特徴とする請求項２３または２４に記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法。
【請求項２６】
請求項１９ないし２５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド基体の製造方法により製造された基体を用いて、電気接続部を有する液体吐出ヘッドを製造することを特徴とする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吐出する液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドは、特に、インクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）に用いられるインクジェットヘッドとして広く普及している。このインクジェットヘッドの製造方法は、例えば、特開平６−２８６１４９号公報において開示されている。
【０００３】
この液体吐出ヘッドの一例としてのインクジェットヘッドには、近年、さらなる記録の高解像化、高画質化、高速化が求められている。このうち高解像化、高画質化の要求に対する一つの解決手段としては、１ドット当りの吐出インク量をより小液滴化（インクを滴として吐出する場合にはインク滴の小径化）することが挙げられる。上述の公報に開示されているような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ヘッドでは、インクの小液滴化を達成するために、発熱部の面積を小さくするとともに、ノズルの形状を変える（インク吐出口の面積を小さくする）ことで対応してきた。
【特許文献１】特開平６−２８６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインク吐出量の小液滴化を実現するためには、インク吐出口を精度良く形成する必要がある。しかしながら、特開平６−２８６１４９号公報に開示されるように、インク流路壁やインク吐出口を構成する流路形成部材を樹脂材料により形成した場合、インク等によって樹脂材料が膨潤し、インク吐出口の形状が変形する場合がある。これまでは、これらの変形が僅かなものであって、あまり問題とはならなかった。しなしながら、より高品位な画像をより高速に得るためには、このような変形のない吐出口を多数形成したインクジェットヘッド基板が求められてくる。
【０００５】
さらに、上述の樹脂材料のインクによる膨潤に伴う変形や、インク成分そのものとの化学反応による変質が原因となり、樹脂材料と基体とが基体の界面において剥がれやすくなる場合がある。
【０００６】
また、流路形成部材は感光性樹脂材料で構成されているため、露光のムラや下地からの反射等によって吐出口形状にダレが発生し、小液滴に対応した小面積の吐出口の形成が精度良く形成できない場合がある。この場合、小液滴やインクミスト低減に対応した吐出口の形成に、感光性樹脂を露光・現像して形成するフォトリソグラフィ技術ではなく、反応性エッチングやプラズマエッチングといった、いわゆるドライエッチング技術を用いることが検討されている。具体的には、流路形成部材と比較してエッチング時の選択比が大きい材料であるＳｉＯＣ膜等の無機膜をマスクとして行なうドライエッチングである。ところが、従来の成膜方法（例えばプラズマＣＶＤ法）では、成膜時に基板温度が２００℃〜３００℃以上の高温となるため、樹脂で形成されている流路形成部材は変形してしまう。従って、流路形成部材上面に吐出口を形成するためのエッチングを行なう際のマスクには、流路形成部材の変形が生じない低温での形成が可能な材料を用いることが必要となる。
【０００７】
一方、記録品位の更なる向上を実現する吐出特性を得るためには、インク流路の内壁（内面）が実質的に親水性であり、インク吐出口の開口部を含む流路形成部材の外表面領域には撥水性を持たせることがより好ましい。特に、インク吐出口の変形を抑えるためには、インク吐出口が開口している面（記録実行時に、記録媒体と対面するインクジェットヘッドの吐出口開口面）のインクによる膨潤を避けることが好ましい。
【０００８】
本発明の目的は、上述のような課題を解決するため、液体による膨潤が抑えられて、高精度且つ信頼性の高い液路内面及び吐出口が形成された液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するための本発明は、基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口を具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体であって、前記液体吐出口が開口する前記樹脂構造物の面に、触媒化学蒸着法で形成された保護層を有することを特徴とする。
【００１０】
また、基体と、該基体上に形成された液体を吐出するためのエネルギー発生素子と、液体を吐出する液体吐出口と該液体吐出口に液体を供給するための液路とを具備して前記基板上に前記エネルギー発生素子を覆って設けられた樹脂構造物と、を有する液体吐出ヘッド基体の製造方法であって、後の工程で前記液路が形成される前記基体上の領域に型材を形成する工程と、前記型材を覆って、前記樹脂構造物を形成する工程と、前記樹脂構造物の液体吐出口が形成される面に、当該面を保護する吐出口開口面保護層を触媒化学蒸着法により形成する工程と、前記吐出口開口面保護層と前記樹脂構造物とに、前記液体吐出口となる部位から前記型材に至る開孔を形成する工程と、前記型材を除去して前記樹脂構造物の内部に前記液路を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体による膨潤が抑えられて、高精度且つ信頼性の高い液路内面及び吐出口が形成された液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、液体吐出ヘッド基体の実施形態としてインクジェットヘッド基板、液体吐出ヘッドの実施形態としてインクジェットヘッドをそれぞれ用いて、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、１つのインクジェットヘッド基板１を説明するため、一部分を切り欠いた模式的斜視図である。ここで、２はシリコン基板、３は液体を吐出する液体吐出口としてのインク吐出口６から吐出させるための熱エネルギー（吐出エネルギー）を発生する発熱部である。７は、シリコン基板２を貫通してその表面に開口しているインク供給口である。５は、インク吐出口６が複数開口している吐出口開口面であり、インクジェットヘッドとして使用する際には記録用紙等の記録媒体と対面する。４は、インク供給口７から発熱部３が設けられた部位を経てインク吐出口６へ至るインク流路８（図２（ｂ）参照）が内部に形成された、シリコン基板２の表面に設けられた樹脂構造物としての流路形成部材である。
【００１４】
図２（ａ）は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面を模式的に説明する図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。ここで、９はシリコン基板２と流路形成部材４とを接合するための密着層である。１０は、インク吐出時にインク吐出方向にインクが供給される流路であり、吐出部と称する。吐出部１０は、インク流路８の一部であり、吐出口６を一端に有するものである。また、吐出部１０は、互いに対向する発熱部３とインク吐出口６とを連通する位置にある。また、吐出口開口面５は、吐出口６が開口している、流路形成部材４の表面である。この面には、通常、液体であるインクの付着を防ぐため、撥水処理が施されている。
【００１５】
本発明に係る実施形態のインクジェットヘッド基板１は、液体（例えばインク）による液路（例えばインク流路８）を形成する樹脂構造物（例えば流路形成部材４）の膨潤を抑えるために、以下の部位のうち、少なくとも１つ以上の部位に保護層を有する。この保護層は、触媒化学蒸着法（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、Ｃａｔ−ＣＶＤ法と称す）を用いて形成される。
（１）吐出口開口面５
（２）シリコン基板２と流路形成部材４との界面（接合面または接合部位）
（３）流路形成部材４に形成されたインク流路８の内面（吐出部１０のインク流路内面を除く部位）
（４）吐出部１０のインク流路内面
（５）流離形成部材４の外側面４ａ
上述の（１）〜（５）の全てにすべてにＣａｔ−ＣＶＤ法によるシリコン系の保護層を設けた場合は、流路形成部材４の少なくともインクと接触する部分はＣａｔ−ＣＶＤ法で得られる保護層に覆われることになる。この結果、流路形成部材４が、インクと接触することがない。しかしながら、（１）〜（５）の一部にのみＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層を形成した場合であっても、以下のような効果をそれぞれ有するものである。
【００１６】
まず、インク吐出特性（例えばインク滴の吐出方向）に大きく影響する部位が上述の（１）である。
【００１７】
通常、吐出口開口面５は、撥水性を有することが好ましい。また、流路形成部材４の内部にあるインク流路８を形成する内面は、インクの流れを円滑にするために親水性とすることが好ましい。これまでのインクジェットヘッドは、吐出口開口面５への撥水処理は施しているが、流路形成部材４の内部に形成されたインク流路８の内面への親水処理は施していない。Ｃａｔ−ＣＶＤ法により形成される層（膜）は、層となる材料の選択により、撥水性の層（膜）と親水性の層（膜）とを、インクジェットヘッドのそれぞれの部位が求める特性に応じて形成することができる。
【００１８】
さらに、インク吐出口６の形状は、インクの吐出特性（インク滴の吐出方向等）に大きな影響を及ぼす。ところが、インク吐出口６を形成する際にウェットエッチングを用いると、オーバーエッチング等の不必要なエッチングにより、意図しない形状となることがある。そのため、吐出口開口面５にＣａｔ−ＣＶＤ法によるシリコン系の保護層を設け、シリコン系の保護層をマスクとして反応性エッチングやプラズマエッチングをするといった、いわゆるドライエッチング技術を用い吐出口を形成することが好ましい。
【００１９】
しかしながら、流路形成部材４の材料であるような有機樹脂の構造物表面に、シリコン系の絶縁層を通常のプラズマＣＶＤ法等で形成する場合、有機樹脂の変形が生じる温度よりも高い２００℃〜３００℃の基板温度で形成する必要がある。
【００２０】
他方、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いた場合、基板ホルダーを加熱制御することなく、基板温度が室温状態であっても成膜することができる。これにより、有機樹脂が変形する温度よりも低い基板温度にしても、有機樹脂の構造物に対して成膜することができる。このため、Ｃａｔ−ＣＶＤ法によると、有機樹脂の構造物に対して、その構造物の変形を伴わないで、シリコン系の保護層を形成することができる。
【００２１】
Ｃａｔ−ＣＶＤ法によると、シリコン系の保護層（保護膜）を流路形成部材４あるいはシリコン基板２に形成することができる。このシリコン系の保護層としては、シリコン酸化（ＳｉＯ）層、シリコン窒化（ＳｉＮ）層、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）層、シリコン酸炭化（ＳｉＯＣ）層、シリコン炭窒化（ＳｉＣＮ）層または炭化ケイ素（ＳｉＣ）層等がある。
【００２２】
ここで、ＳｉＣ層及びＳｉＯＣ層による保護層の表面は、対水接触角が８０°以上の面であり、撥水性を有する層（膜）である。これらの材料からなる保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法により設けることで、撥水性保護層を直接所定の面（例えば吐出口開口面５）に形成することができる。
【００２３】
また、ＳｉＮ層及びＳｉＯＮ層による保護層の表面は、対水接触角が４０°以下の面であり、親水性を有する層（膜）である。このような親水性保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法で形成し、得られた親水性保護層に撥水性を付与する必要がある場合には、例えば、撥水性のドライフィルムをラミネートする方法や撥水性樹脂の塗布層を形成する方法等により撥水処理を施すことで達成される。
【００２４】
次に、上述の（２）であるが、シリコン基板２と流路形成部材４との界面（接合面）にＣａｔ−ＣＶＤ法によるシリコン系の保護層を設けることで、流路形成部材４とシリコン基板２との界面での両者の密着性を、この保護層により向上させることができる。シリコン基板２と流路形成部材との接合面には、密着層９とＣａｔ−ＣＶＤ法により形成した保護層とが介在して設けられていてもよい。これにより、インクに起因する、流路形成部材４とシリコン基板２との剥離を抑制することができる。また、この部位の保護層は直接インクとは接しないが、流路形成部材４とシリコン基板２との密着性向上の観点からは、親水性の方が好ましい。
【００２５】
また、上述の（３）では、流路形成部材４内部のインク流路８を形成する内面にＣａｔ−ＣＶＤ法によるシリコン系の保護層を設けることで、流路形成部材４のインクとの接触による変質や変形等が要因となる信頼性の低下を抑えることができる。
【００２６】
また、上述の（４）では、吐出部１０を形成する流路形成部材４の内面にＣａｔ−ＣＶＤ法によるシリコン系の保護層を設けることで、流路形成部材４の変質や変形によるインク吐出口６の変形を抑えることができる。
【００２７】
また、上述の（５）は、他の（１）〜（４）に比べて、インクと接することが少なく、ここでは特には論じない。多くの場合、（１）の吐出口開口面５への撥水処理を施す際に、実質的に同時に撥水処理される部位である。実際、以下に述べる各実施形態においても、吐出口開口面５へのＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層形成の際に、同時に流路形成部材４の外側面４ａ（上述の（５））へも保護層が形成されている。
【００２８】
上述のＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層を有するインクジェット基板を備えたインクジェットヘッドを製造し、液体吐出装置としてのインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）に搭載することで、より高品位なインクジェット記録を行なうことができる。
【００２９】
次に、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置及び該装置を用いた保護層の形成方法について説明する。
【００３０】
図３に示すＣａｔ−ＣＶＤ装置は、成膜室３０１内に、基板ホルダー３０２と、ガスを接触分解反応させるための触媒体となるヒーター３０４と、ヒーター３０４に接触するように原料ガスを導入するガス導入部３０３とが、それぞれ形成されている。さらに、成膜室３０１を減圧するための排気ポンプ３０５が配されている。また、基板温度を制御する温度制御装置（不図示）も設けられている。
【００３１】
Ｃａｔ−ＣＶＤ法は、タングステン（Ｗ）等でできた触媒体（ヒーター３０４）を加熱し、原料ガスを触媒体で触媒反応させて分解させたガス種分子・原子を、基板ホルダー３０２に載置されたシリコン基板等の表面上に堆積させて層（膜）を形成する方法である。このような原理を用いるので、特に基板を加熱することなく、対象物の表面に堆積層を形成することができる。つまり、Ｃａｔ−ＣＶＤ法は、基板温度が室温程度、若しくは２０℃程度であっても、成膜することが可能である。
【００３２】
図３の装置を用い、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜を、ＳｉＯＣ層を例として説明する。まず、排気ポンプ３０５を用いて成膜室３０１を排気する。次に、シラン（ＳｉＨ4）ガス、アンモニア（ＮＨ3）ガス、一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）ガス、メタン（ＣＨ4）ガス、水素（Ｈ2）を所定比率で混合したものを、ガス導入口３０３から成膜室３０１に導入する。合せて、基板温度を調節した後に、触媒体としてのヒーター３０４を１７００℃まで加熱する。触媒体と各種ガスとの接触分解反応により、ＳｉＯＣ層の形成を行う。また、導入するガスの組成を連続的あるいは段階的に変化させることにより、層厚方向で原子組成を変化させた撥水層を形成することができる。例えば、ガスの流量を変化させることにより、ＳｉＯＣ層の原子組成を変化させた撥水層を形成することができる。また、原料ガス中のガスの種類やそれらの混合比を変化させることにより、ＳｉＣ層を作成することもできる。
【００３３】
一方、ＳｉＮ層を形成する場合、シリコンの原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ4）や、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）等を、また窒素の原料ガスとしてはアンモニア（ＮＨ3）を用いることができる。また、カバレッジ性の改善のために水素（Ｈ2）を添加しても良い。さらに、微量の酸素（Ｏ2）を添加することによりＳｉＯＮ層を形成することができる。
【００３４】
また、原料ガスとして、Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ（ＤＭＳ）、Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ（ＴＥＯＳ）、Ｄｉｍｅｔｈｙｌｄｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ（ＤＭＤＭＯＳ）からＳｉＣ層を形成することができる。さらに、原料ガスに酸素（Ｏ2）を添加することにより、ＳｉＯＣ層を形成することができる。
【００３５】
ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＯＣ層、ＳｉＣＮ層またはＳｉＣ層を形成する場合、例えばプラズマＣＶＤ法を用いてもこれらの層を形成することは可能である。しかしながら、プラズマＣＶＤ法による成膜方法では、成膜時に基板温度が２００℃〜３００℃、あるいはそれ以上の高温とする必要があるため、樹脂で形成されている流路形成部材４は変形してしまう。ところが、本実施形態にあるＣａｔ−ＣＶＤ法では、成膜時の基板温度を２０℃程度の低温で形成することが可能である。このため、流路形成部材４の表面に保護層を形成する場合でも、流路形成部材４を変形させることなく、欠陥の少ない緻密な保護層を形成することができる。
【００３６】
次に、上述したインクジェットヘッドを用いたインクジェットヘッドカートリッジ及びこのインクジェットヘッドカートリッジを搭載するインクジェット記録装置について説明する。
【００３７】
本実施形態に係るインクジェットヘッドは、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等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、このインクジェット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、セラミックス等種々の記録媒体に記録を行うことができる。
【００３８】
なお、本明細書において、「記録」とは、文字や図形等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、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００３９】
次に、インクジェット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インクジェットカートリッジ及びこれを用いたインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）について説明する。
【００４０】
図４は、インクジェット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カートリッジ１１０の構成例を示す図である。
【００４１】
インクジェットカートリッジ１１０は、インクタンク部１０４とインクジェットヘッド部１０５とから構成されている。そして、外部からインクジェットカートリッジ１１０へ電力を供給するための端子１０３を有するＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）用のテープ部材１０２が、インクジェットカートリッジ１１０の筐体表面に配置されている。インクジェットヘッド部１０５の電気接続部は、ＴＡＢ用のテープ部材１０２の外部接続用の端子１０３から延在する配線（不図示）と接続されている。
【００４２】
図５は、図４のインクジェットカートリッジ１１０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ものである。
【００４３】
インクジェット記録装置には、無端ベルト２０１に固定されたキャリッジ２００が設けられ、ガイドシャフト２０２に沿って往復方向（図中のＡ方向）に主走査される。
【００４４】
キャリッジ２００上には、カートリッジ形態のインクジェットカートリッジ１１０が搭載されている。インクジェットカートリッジ１１０は、インク吐出口６が記録媒体としての用紙Ｐと対向し、かつインク吐出口６の配列方向がキャリッジ２００の走査方向と異なる方向（例えば、用紙Ｐの搬送方向）となるように、キャリッジ２００に搭載される。なお、インクジェットヘッド部１０５及びインクタンク部１０４の組み合わせは、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。
【００４５】
記録媒体としての記録紙Ｐは、キャリッジ２００の移動方向と直交する矢印Ｂ方向に間欠的に搬送される。
【００４６】
以上のような構成によって、キャリッジ２００の移動に伴い、インクジェットカートリッジ１１０のインク吐出口６の列長に対応した幅の記録の実行と、記録用紙Ｐの搬送と、を交互に繰り返しながら、記録用紙Ｐ全体に対する記録が行われる。
【００４７】
なお、キャリッジ２００は、記録開始時または記録中に必要に応じてホームポジションと呼ばれる、キャリッジ移動領域の端部にある定位置で停止する。このホームポジションには、各インクジェットカートリッジ１１０のインク吐出口６が設けられた面（吐出口開口面５）をキャッピングするキャップ部材２０３やインクジェットヘッドの吐出口開口面５に残ったインクを掻き取るゴムブレードが設けられている。キャップ部材２０３には、インク吐出口６から強制的にインクを吸引することで、インク吐出口６の目詰まり等を防止するための吸引装置（不図示）が接続されている。これらのゴムブレード、キャップ部材、吸引装置等を含めて、吐出口開口面５やインク吐出口６の清掃を行う構成を、インクの吐出性能を回復、維持するための回復手段と称する。
【００４８】
以下、本発明に係わる実施形態であるインクジェットヘッド基板１となるシリコン基板２の構造と製造方法とを、図面を用いて詳細に説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
インクジェットヘッドの吐出口開口面５は、撥水処理が施されていることが好ましく、実際、従来より、撥水処理が施されてきた。以下の実施形態においては、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による保護層形成による効果が最も奏されるものであって、上述の（１）にあたる、吐出口開口面５へのＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層の形成について説明する。
【００５０】
ここで説明する製造方法は、以下の各工程を有するものである。
・後の工程で前記液路が形成される基体上の領域に型材を形成する工程。
・型材を覆って、樹脂構造物を形成する工程。
・樹脂構造物の液体吐出口が形成される面に、後述する吐出口開口面保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法により形成する工程。
・吐出口開口面保護層と樹脂構造物とに、液体吐出口となる部位から型材に至る開孔を形成する工程。
・型材を除去して樹脂構造物の内部に液路を形成する工程。
【００５１】
上述したように、インク吐出口６の形状は、インクの吐出特性（例えばインク滴の吐出方向）に大きな影響を及ぼすものである。しかしながら、本実施形態によると、ドライエッチング法を用いて吐出口開口面５にインク吐出口６を形成することができる。また、流路形成部材４とインク（滴）との直接の接触を避けて、流路形成部材４のインクによる膨潤を抑えることができる。また、流路形成部材４を構成する材料の変形温度より低温で保護層の形成を行なうことができる。これにより、正確な形状のインク吐出口６の製造が可能となり、流路形成部材４やインク吐出口６の変形を抑え、より高品位な記録を行なうことができるインクジェットヘッドを製造することができる。
【００５２】
図６の各工程ごとの模式的断面図を用いて、図１のインクジェットヘッド基板１の製造方法について説明する。
【００５３】
面方位＜１００＞のシリコン（Ｓｉ）基板２の表側面と裏側面とに、熱酸化法を用いて層厚０．７μｍのＳｉＯ2層を形成する。シリコン基板２の一方（表側面）の面に形成されるＳｉＯ2層は、インク吐出のための吐出エネルギー発生素子となる発熱部３を駆動する駆動回路（不図示）の半導体素子それぞれを分離する層である。シリコン基板２の他方の面（裏側面）に形成されるＳｉＯ2層１２は、後の工程でインク供給口７を開口する際のエッチングマスクとして使用する。
【００５４】
その後、シリコン基板２の表側面に、通常の半導体製造技術を用いて、発熱部３とその発熱部３を駆動するための、半導体素子からなる駆動回路（不図示）を形成する。なお、駆動回路に外部から駆動回路を駆動するための信号が供給されるので、外部から駆動回路を駆動する信号を受けるための入力電極（不図示）が設けられている。その後、シリコン基板２の表側の面上に発熱部３を、例えば特開平８−１１２９０２号公報等の製法を用いて形成する（図６（ａ））。
【００５５】
また、必要に応じて発熱部３や配線をインクから保護する保護層（不図示）をシリコン基板２の所定部位に設ける。この保護層の上に流路形成部材４等を形成することで、インクジェットヘッドが得られる。
【００５６】
シリコン基板２の裏側面のＳｉＯ2層１２上に、インク供給口７を形成するためのマスクとなるパターニングマスク１３を形成する。この形成方法は、まず、マスク剤をスピンコート等によってシリコン基板２の裏側面に全面塗布・硬化させた後、その上にポジ型レジストをスピンコート等によって塗布・乾燥させる。次に、このポジ型レジストをフォトリソグラフィ技術によってパターニングし、このポジ型レジストをマスクとして、パターニングマスク１３となるマスク剤の露出された部分をドライエッチングして除去する。最後にポジ型レジストを剥離して、所望のパターンのパターニングマスク１３を得る（図６（ｂ））。
【００５７】
次に、ポジ型フォトレジストを、スピンコート等によってシリコン基板２の表側面の上に所定の厚みの層となるように形成する。次に、紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光等によって露光、現像を行うフォトリソグラフィ技術を用いてシリコン基板２の、発熱部３が形成された部位の上に所望の厚み及び平面パターンを有する型材１４が形成される。型材１４は後の工程で溶解され、溶解・除去されたにできる空間がインク流路となる。型材１４は、所望の高さ及び平面パターンのインク流路を形成するために、相応の層厚、平面パターンに形成する（図６（ｃ））。
【００５８】
次に、シリコン基板２の表側面の上に、流路形成部材４を形成するための材料をスピンコート等によって塗布する。その後、マスクを用いて、後工程で除去される領域を露光する。
【００５９】
流路形成部材４の材料としては、ポジ型の感光性エポキシ樹脂、感光性アクリル樹脂等の公知の感光性樹脂（組成物）から適宜選択して用いることができる。流路形成部材４はその内部にインク流路が形成される部材であり、インクジェットヘッドを使用している時には常にインクと接触することになる。そのため、材料としては、特に、光硬化性エポキシ樹脂が適している。また、流路形成部材４の材料としては、使用するインクの種類、特性によって耐久性等が大きく左右されるので、使用するインクによっては、上記の材料以外の化合物を選択してもよい。
【００６０】
次に、流路形成部材４の表側面にＣａｔ−ＣＶＤ法を用いてシリコン系の保護層１１を形成する。（図６（ｄ））。この際、実質的に、流路形成部材４の外側面４ａも同時に保護層１１で覆われる（不図示）。この保護層１１は、後述する吐出口開口面保護層となる。
【００６１】
その後、ポジ型のフォトレジスト層１５を形成し、このポジ型のフォトレジスト層１５をフォトリソグラフィ技術に用いてパターニングする。次に、このパターニングされたフォトレジスト層１５をマスクとして、保護層１１の露出された部分をドライエッチング等によって除去する（図６（ｅ））。
【００６２】
その後、ドライエッチング法を用いて流路形成部材４をエッチング除去し、インク吐出口６が形成される（図６（ｆ））。これにより、吐出口開口面保護層と流路形成部材４とに、インク吐出口６から型材１４に至る開孔が形成されることになる。
【００６３】
ここで、インク吐出口６の開口処理を、ドライエッチング技術を用いて行う。このドライエッチングは、感光性樹脂を露光・現像して形成するウェットエッチングの場合と比較して、以下のような利点がある。
（１）小面積の開口や微細な形状を持つインク吐出口６を、精度良く形成することができる。
（２）流路形成部材４の材料として、特に感光性である必要が無いため、材料選択の自由度が大きくなる。
【００６４】
なお、流路形成部材４のドライエッチングのマスクは、パターニングされたフォトレジスト層１５をマスクとしても、パターニングされた保護層１１をハードマスクとして用いても良い。
【００６５】
次に、パターニングマスク１３をマスクとして、ＳｉＯ2層１２をウェットエッチング等によってパターニングし、ＳｉＯ2層１２の一部を除去する。除去された部位には、シリコン基板２の裏側面が露出し、インク供給口６を形成するためのエッチング開始開口部となる。
【００６６】
次に、シリコン基板２を貫通する貫通口となるインク供給口７を、ＳｉＯ2層１２をマスクとした異方性エッチングによって形成する（図６（ｇ））。
【００６７】
この際、シリコン基板２の、インクジェットヘッドの機能素子（発熱部３や駆動回路等）や流路形成部材４が形成された表側面と基板側面とを、エッチング液が触れないように保護材（不図示）で予め覆っておく。
【００６８】
最後に、パターニングマスク１３と保護材（不図示）とを除去する。その後、型材１４は、インク吐出口６とインク供給口７とから溶出、除去される（図６（ｈ））。
【００６９】
この型材１４を除去した後、インクジェットヘッド基板１を乾燥させ、インク吐出口６及びインク供給口７の製造工程が完了する。その後、発熱部３を駆動するための、外部からの電力や信号の授受を行なうための電気接続部を設けて、インクジェットヘッドが完成する。
【００７０】
図６（ｉ）は、図６（ｈ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。
【００７１】
図７（ａ）は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて形成された保護層１１が形成されたインク吐出口６近傍の模式的断面拡大図である。Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて形成される保護層１１としては、ＳｉＯ層、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＯＣ層、ＳｉＣＮ層またはＳｉＣ層からなることが好ましい。このうち、ＳｉＣ層、ＳｉＯＣ層及びＳｉＣＮ層からなる保護層は撥水性を有するので、これらの材料からなる保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法により形成することで、撥水性を有する保護層を、直接、撥水性を要する所定の面（本実施形態では吐出口開口面５）に形成することができる。
【００７２】
流路形成部材４に形成される保護層１１の層厚は、インクを掻き取るゴムブレードが摺擦する吐出口開口面５に形成される層であるので、０．５μｍ以上であることが好ましい。層厚の上限は特に限定されるものではないが、層厚が厚くなると、成膜やドライエッチングに要する時間が長くなり生産性が悪化する。そこで、通常、３μｍ〜５μｍ程度が上限と考えられる。
【００７３】
流路形成部材４にインク吐出口６を形成するハードマスクとして保護層１１を使用する場合、保護層１１には、異方性ドライエッチング時の、有機樹脂に対してエッチング選択比が大きいＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＣＮ層、またはＳｉＣ層を用いることが好ましい。
【００７４】
流路形成部材４の材料としてポジ型の感光性エポキシ樹脂を用いた場合、感光性エポキシ樹脂が軟化して変形し始める変形温度はおよそ２００℃であるので、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は２００℃よりも低い温度で成膜する必要がある。また、流路形成部材４の材料として感光性アクリル樹脂を用いた場合、感光性アクリル樹脂の変形温度はおよそ１５０℃であるので、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は１５０℃よりも低い温度で成膜する必要がある。このことから、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は、流路形成部材４の材料の変形温度以下とすることが好ましい。
【００７５】
保護層１１が親水性の場合、吐出口開口面５にインクが残ってしまい、インク吐出口６の目詰まりの原因となる。そのため、吐出口開口面５を撥水性に改質する必要がある。親水性であるＳｉＯ層、ＳｉＮ層、あるいはＳｉＯＮ層からなる保護層１１に撥水性（対水接触角が８０°以上）を持たせるには、以下のような撥水処理方法がある。
（１）イオン注入法を用いて保護層１１の表面にフッ素イオンを注入し、保護層１１の表面改質を行う。これにより、保護層１１の表面にインクに対する撥水性を付与することができる。
【００７６】
イオン注入を行うことで、保護層１１は、図７（ｂ）に示すように、上層が撥水性の保護層１１ａに改質され、下層は改質されていない親水性の保護層１１ｂが残っている。なお、保護層１１の層厚とイオン注入の条件によっては、保護層１１全体が改質されて撥水性の保護層１１ａとなる場合もある。
（２）図７（ｃ）に示すように、保護層１１の上（保護層１１の表面）に新たに別の撥水層１１ｃを形成した保護層とする。この場合には、図６（ｄ）に示す保護層１１を形成した後に、撥水層１１ｃを塗布形成し、フォトレジストをマスクに撥水層１１ｃと保護層１１との２層を、ドライエッチング法を用いて同一工程で除去する。このような撥水層１１ｃには、フッ素またはシリコンを含有する公知の有機樹脂を用いることができる。
【００７７】
保護層１１に上述のＳｉＯ層、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＯＣ層、ＳｉＣＮ層またはＳｉＣ層をプラズマＣＶＤ法により成膜する従来の方法では、良質の層（膜）を得るには、成膜時に基板温度を２００℃〜３００℃、あるいはそれ以上の高温とする必要がある。そのため、樹脂で形成されている流路形成部材４にプラズマＣＶＤ法で成膜を行なうと、流路形成部材４は変形してしまう。しかしながら、本実施形態で説明するＣａｔ−ＣＶＤ法では、成膜時の基板温度が室温あるいは２０℃程度の低温でも形成することが可能である。このため、流路形成部材４をシリコン基板２に形成した後の工程においても、流路形成部材４を変形させることなく、欠陥の少ない緻密な保護層を形成することができる。
【００７８】
以上でインクジェットヘッド基板１の主要な製造工程が完了する。このようにして形成されたインクジェットヘッド基板１には、発熱部３を駆動するための電気接続部や、インク供給のためのインクタンク等が必要に応じて取り付けられる。なお、インクジェットヘッド基板１は、一般的な半導体製造技術として用いられる、いわゆる多数個取りの手法を用いることが可能であることは言うまでもない。この多数個取りの手法では、１枚の基板上に同様の構成を有する素子（ここではインクジェットヘッド）が桝目状に配置されて形成される。そして、基板上に多数個配列して形成された素子は、その後、ダイス切断等によって、１つ１つに分離してチップ化される。
【００７９】
（第２の実施形態）
以下の実施形態では、図８の各工程ごとの模式的断面図を用いて、上述の（１）〜（４）の部位にＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層を形成する製造方法について説明する。
【００８０】
ここで説明する製造方法は、以下の各工程を有するものである。
・後の工程で液路が形成される基体上の領域に型材を形成する工程。
・型材を覆うとともに基体上に、液路の内面を保護する層となる流路内面保護層（詳細は後述）と、基体と樹脂構造物との界面を保護する層となる界面保護層（詳細は後述）と、をＣａｔ−ＣＶＤ法により形成する工程と、
・流路内面保護層と界面保護層との上に、エネルギー発生素子を覆って樹脂構造物を形成する工程。
・樹脂構造物の液体吐出口が形成される面に、液体吐出口となる部位から型材に至る開孔を形成する工程。
・型材を除去して樹脂構造物の内部に前記液路を形成する工程。
【００８１】
さらに、上述の開孔を形成する工程と、樹脂構造物の内部に液路を形成する工程と、の間に、樹脂構造物の液体吐出口が形成される面に、面を保護する吐出口開口面保護層（詳細は後述）をＣａｔ−ＣＶＤ法により形成する工程を有する。
上述したとおり、（２）〜（４）にあたる部位は親水性であることが好ましいのに対して、（１）は撥水性であることが求められる。本実施形態の製造方法は、（１）〜（４）の部位に対して親水性の保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法で形成した後、（１）の部位（吐出口開口面５）に第１の実施形態で述べた撥水処理法を施すものである。これにより、流路形成部材４内部のインク流路８を形成する内面（内壁）を、吐出部１０も含めて親水性の保護層で覆うことができる。さらに、流路形成部材４とシリコン基板２との界面（全面あるいは部分的に）を、保護層で覆うことができる。
以下、本実施形態の製造方法を説明する。まず、シリコン基板２の表側面と裏側面にＳｉＯ2層１２を形成し、表側面に発熱部３を形成する（図８（ａ））。この工程の詳細な説明は、第１の実施形態の図６（ａ）の説明と同様である。
次に、シリコン基板２の裏側面のＳｉＯ2層１２上にパターニングマスク１３を形成する（図８（ｂ））。この工程の詳細な説明は、第１の実施形態の図６（ｂ）の説明と同様である。
次に、シリコン基板２の表側面に発熱部３を覆うように型材１４を形成する（図８（ｃ））。この工程の詳細な説明は、第１の実施形態の図６（ｃ）の説明と同様である。
【００８２】
続いて、型材１４及び型材１４が設けられていないシリコン基板２の表側面を覆うように、シリコン基板２の表側面に対して、Ｃａｔ−ＣＶＤ法により最初の保護層形成を行う。こうして形成された最初のＣａｔ−ＣＶＤ法成膜による保護層を、一次形成保護層１６とする（図８（ｄ））。ここで、型材１４を覆う一次形成保護層１６は、ヘッド完成後のインク流路８の流路内面保護層１９の一部となる。また、型材１４が設けられていないシリコン基板２の表側面を覆う一次形成保護層１６は、その一部がヘッド完成後の流路形成部材４とシリコン基板２との界面保護層２０となる。このような一次形成保護層１６は、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層のような親水性の層を形成することが好ましい。また、このときのＣａｔ−ＣＶＤ装置の基板温度は、ポジ型フォトレジスト材料で形成された型材１４が熱で変形しない温度で行なうものである。本実施形態では１５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００８３】
次に、型材１４及び一次形成保護層１６を被覆するように、感光性樹脂材をスピンコート等によって塗布し、流路形成部材４を形成する（図８（ｅ））。流路形成部材４の材料選択や具体的な形成方法については、第１の実施形態の図６（ｄ）で該当する説明内容と同様である。
【００８４】
次に、流路形成部材４を形成する感光性樹脂材は、フォトリソグラフィ技術によってパターニングされ、インク吐出口６及び吐出部１０となる部分等を除去して形成した後、硬化される（図８（ｆ））。
【００８５】
次に、流路形成部材４の表面（吐出口開口面５）及びインク吐出口６から内方の面（吐出部１０の流路内面）を覆う保護層を、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて形成する。この２回目のＣａｔ−ＣＶＤ法成膜による保護層を、二次形成保護層１７とする（図８（ｇ））。ここで、吐出部１０の流路内面はインク流路８の一部であるので、インクに対して親水性を有することが好ましい。そのため、二次形成保護層１７は、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層のような親水性の層を形成することが好ましい。また、このときのＣａｔ−ＣＶＤ装置の基板温度は、第１の実施形態と同様に、ポジ型フォトレジスト材料で形成された型材１４が熱で変形しない温度で行なうものである。
【００８６】
次に、吐出口開口面５に形成された二次形成保護層１７の上面に、ポジ型レジスト（不図示）をスピンコート等によって塗布した後、乾燥させる。そして、このポジ型レジストをフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングしてマスクを形成し、インク吐出口６となる開口の底部に露出している二次形成保護層１７及びその下方にある一次形成保護層１６を、ドライエッチング等によって除去する。これにより、流路内面に親水性の保護層が形成された吐出部１０が完成する。最後にポジ型レジストを剥離する（図８（ｈ））。これにより、後述する吐出口開口面保護層と流路形成部材４とに、インク吐出口６から型材１４に至る開孔が形成されることになる。
【００８７】
なお、二次形成保護層１７は、吐出口開口面５の全面を被覆してもよいが、目的とする効果が得られる範囲内で吐出口開口面５を部分的に覆うようにパターンニングされたものであってもよい。これは後述する第３の実施形態においても同様である。
【００８８】
ここで、吐出口開口面５に形成された二次形成保護層１７は、上述したとおり、インクに対して親水性を有するので、例えば第１の実施形態で説明した方法により、少なくともその表面を撥水性に改質することが好ましい。具体的には、撥水性のドライフィルムを吐出口開口面５に形成された二次形成保護層１７の表面にラミネートしたり、あるいは、その表面に撥水性の樹脂をコーティングしたりすることで撥水層を形成する。また、二次形成保護層１７を形成した後に、イオン注入法を用いて二次形成保護層１７の表面から一定の深さまでの領域にフッ素イオンを注入し、二次形成保護層１７の表面部改質を行っても良い。この際、フッ素イオン注入は、例えば撥水処理を施さなくてもよい部位である吐出部１０のインク流路８内面を覆っている二次形成保護層１７には、フッ素イオンが注入されないように行なう。具体的には、イオン注入は基板面に対して垂直、あるいはインク吐出口６の開口面対して垂直に行うことが好ましい。
【００８９】
このような処理により、吐出口開口面５の上の二次形成保護層１７の表面は、インクに対して撥水効果を有するものとなる。一方、吐出部１０の流路内面を覆う二次形成保護層１７は、親水性を維持した層である。
【００９０】
以上の構成により得られたインクジェットヘッド基板１は、上述の（３）と（４）とは親水性の一次形成保護層１６で保護され、上述の（２）は親水性の二次形成保護層１７で保護される。また、上述の（１）は、表面を撥水性に改質された、親水性の二次形成保護層１７で保護される。なお、上述の（５）（流路形成部材４の外側面４ａ）は、図８（ｇ）で二次形成保護層１７を形成する際に、実質的に同時に二次形成保護層１７で保護される。
【００９１】
次に、シリコン基板２を貫通する貫通口となるインク供給口７を、ＳｉＯ2層１２をマスクとした異方性エッチングによって形成する（図８（ｉ））。この際、シリコン基板２の、インクジェットヘッドの機能素子（発熱部３や駆動回路等）や流路形成部材４が形成された表側面と基板側面とを、エッチング液が触れないように保護材（不図示）で予め覆っておく。これは、第１の実施形態の図６（ｇ）と同様である。
【００９２】
最後に、パターニングマスク１３と保護材（不図示）とを除去する。その後、型材１４は、インク吐出口６とインク供給口７とから溶出、除去される（図８（ｊ））。これは、第１の実施形態の図６（ｈ）と同様である。
【００９３】
この型材１４を除去した後、インクジェットヘッド基板１を乾燥させ、インク吐出口６及びインク供給口７の製造工程が完了する。その後、発熱部３を駆動するための、外部からの電力や信号の授受を行なうための電気接続部を設けて、インクジェットヘッドが完成する。
【００９４】
図８（ｋ）は、図８（ｊ）の丸で示した部位を拡大した模式図である。
【００９５】
流路形成部材４に形成される二次形成保護層１７の層厚は、インクを掻き取るゴムブレードが摺擦する吐出口開口面５に形成されるので、０．５μｍ以上であることが好ましい。層厚の上限は特に限定されるものではないが、層厚が厚くなると、成膜やドライエッチングに要する時間が長くなり生産性が悪化する。そこで、通常、３μｍ〜５μｍ程度が上限と考えられる。
【００９６】
流路形成部材４の材料としてポジ型の感光性エポキシ樹脂を用いた場合、感光性エポキシ樹脂が軟化して変形し始める変形温度はおよそ２００℃であるので、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は２００℃よりも低い温度で成膜する必要がある。また、流路形成部材４の材料として感光性アクリル樹脂を用いた場合、感光性アクリル樹脂の変形温度はおよそ１５０℃であるので、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は１５０℃よりも低い温度で成膜する必要がある。このことから、Ｃａｔ−ＣＶＤ法による成膜時の基板温度は、流路形成部材４の材料の変形温度以下とすることが好ましい。また、同様の理由により、一次形成保護層１６は樹脂である型材１４が熱で変形する温度以下の基板温度で成膜することが好ましい。
【００９７】
以上の各工程により製造されたインクジェットヘッド基板１は、以下のような構成を有する。
【００９８】
インク流路の最下面に当たるシリコン基板２の表面に設けられた発熱部３やその駆動素子、配線等を覆ってインクから保護するＳｉＯ2層を有する。
【００９９】
また、吐出口開口面５は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で形成された保護層（吐出口開口面保護層）が形成される。また、シリコン基板２と流路形成部材４との界面は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で形成された界面保護層２０で被覆される。この界面保護層２０は、一次形成保護層１６の一部である。なお、シリコン基板２と流路形成部材との接合面（接合部位）には、密着層９とＣａｔ−ＣＶＤ法により形成した保護層とが介在して設けられていてもよい。また、流路形成部材４の内部にあるインク流路８の内面（内壁）及びそのインク流路８の一部である吐出部１０の流路内面は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で形成された流路内面保護層１９で被覆される。この流路内面保護層１９は、一次形成保護層１６と二次形成保護層１７とで形成される。
【０１００】
これにより、吐出口開口面５の保護層（吐出口開口面保護層）の表面へは撥水処理を施すことで、この表面におけるインク溜まり等を抑制し、記録品位の高い記録を可能とする。さらに、インク流路８の内面に形成されたＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層（流路内面保護層１９）の表面は親水性を有するため、円滑なインク流の形成を可能とし、安定したインクの発泡とインクの吐出が可能となる。シリコン基板２と流路形成部材４との界面にＣａｔ−ＣＶＤ法によって形成した界面保護層２０を有することで、インクとの接触や浸透を抑制し、両者の密着性向上に寄与するものである。
【０１０１】
（第３の実施形態）
以下の実施形態では、図９の各工程ごとの模式的断面図を用いて、上述の（１）〜（４）の部位にＣａｔ−ＣＶＤ法による保護層を形成する製造方法について説明する。本実施形態と上述の第２の実施形態との相違は、少なくとも、上述の（３）及び（４）の部位へは親水性の保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法で形成するのに対し、（１）の部位へは撥水性の保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法で形成することである。図９（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図８（ａ）〜（ｅ）と同様の製造工程である。特に、一次形成保護層１６は、第２の実施形態の保護層と同じである。また、図９（ｉ）及び図９（ｊ）は、それぞれ図８（ｉ）及び図８（ｊ）と同様の製造工程である。よって、各保護層を形成する際の基板温度についても、保護層が形成される材料の熱変形を生じない温度で行なうものであり、上述の実施形態と同じ成膜条件である。
【０１０２】
まず、感光性樹脂材で構成された流路形成部材４の表面（吐出口開口面５）を覆う保護層を、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて形成する（図９（ｆ））。この保護層は、撥水性を有するＳｉＣ層、ＳｉＯＣ層あるいはＳｉＣＮ層である。そこで、本実施形態では２回目のＣａｔ−ＣＶＤ法成膜による保護層であるが、親水性の上述の二次形成保護層１７とは異なって撥水性を有するので、二次形成保護層１７Ｒとする。
【０１０３】
次に、二次形成保護層１７Ｒの上面にポジ型レジスト１５をスピンコート等によって塗布した後、乾燥させる。次にこのポジ型レジスト１５をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングしてマスクとし、このマスクを用いて二次形成保護層１７Ｒをパターンニングする。このようにして、吐出口開口面５の表面に、２層構成のマスクを得る（図９（ｇ））。
【０１０４】
次に、この２層構成のマスクを用いてドライエッチング等を行う。この処理工程により、マスクで保護されていない、感光性樹脂材及び一次形成保護層１６が除去される（図９（ｈ））。除去された感光性樹脂材は、インク流路８の一部である吐出部１０を形成する。また、除去された一次形成保護層１６は、インク吐出口６と対面して型材１４を覆っていた部位である。
【０１０５】
次に、二次形成保護層１７Ｒの上面に形成されたポジ型レジスト１５を剥離して、所望のパターンのインク吐出口６を得るとともに、インク供給口７を形成する（図９（ｉ））。この工程で、二次形成保護層１７Ｒ（後述する吐出口開口面保護層）と流路形成部材４とに、インク吐出口６から型材１４に至る開孔が形成されることになる。
【０１０６】
最後に、パターニングマスク１３と保護材（不図示）とを除去する。その後、型材１４は、インク吐出口６とインク供給口７とから溶出、除去される（図９（ｊ））。
【０１０７】
この型材１４を除去した後、インクジェットヘッド基板１を乾燥させ、インク吐出口６及びインク供給口７の製造工程が完了する。その後、このインクジェットヘッド基板１は、発熱部３を駆動するための、外部からの電力や信号の授受を行なうための電気接続部が設けられ、インクジェットヘッドとして完成する。
【０１０８】
以上の各工程により製造されたインクジェットヘッド基板１は、二次形成保護層１７Ｒそのものが撥水性を有するので、二次形成保護層１７Ｒに対して更なる撥水処理（例えばフッ素イオンの注入等）を施す必要がない構成において、上述の第２の実施形態とは相違する。
【０１０９】
本実施形態のインクジェットヘッド基板１は、インク流路の最下面に当たるシリコン基板２の表面に設けられた発熱部３やその駆動素子、配線等を覆ってインクから保護するＳｉＯ2層を有する。さらに、シリコン基板２と流路形成部材４との界面は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で形成された界面保護層２０で被覆される。この界面保護層２０は、一次形成保護層１６の一部である。なお、シリコン基板２と流路形成部材との接合面（接合部位）には、密着層９とＣａｔ−ＣＶＤ法により形成した保護層とが介在して設けられていてもよい。また、流路形成部材４の内部にあるインク流路８の内面（内壁）は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で形成された流路内面保護層１９で被覆される。この流路内面保護層１９は、一次形成保護層１６で形成される。また、吐出口開口面５の保護層（吐出口開口面保護層）は、撥水性を有する二次形成保護層１７Ｒで形成される。
【０１１０】
これにより、吐出口開口面５の保護層は撥水性を有するので、この保護層表面におけるインク溜まり等を抑制し、記録品位の高い記録を可能とする。さらに、インク流路８の内面に設けられたＣａｔ−ＣＶＤによる保護層の表面は親水性を有するため、円滑なインク流の形成を可能とし、安定したインクの発泡とインクの吐出が可能となる。シリコン基板２と流路形成部材４との界面にＣａｔ−ＣＶＤ法によって形成した保護層を有することで、インクとの接触や浸透を抑制し、両者の密着性向上に寄与する。
【０１１１】
なお、図９を用いて説明した上述の実施形態では、吐出部１０のインク流路内面には保護層が形成されていない（上述の（２）に相当する部位）。そこで、この部位にも親水性の保護層をＣａｔ−ＣＶＤ法で形成する、他の製造方法を説明する。
【０１１２】
図９（ａ）〜（ｈ）で示した工程は同じであるので、その後の工程を説明する。まず、上述の図９（ａ）〜（ｈ）の工程を経て製造した、親水性の一次形成保護層１６と撥水性の二次形成保護層１７Ｒとポジ型レジスト１５とを形成済みのシリコン基板２を用意する。
【０１１３】
次に、Ｃａｔ−ＣＶＤ法で親水性の保護層を、吐出口開口面５に形成した二次形成保護層１７Ｒとポジ型レジスト１５とでなるマスクの上、吐出部１０の内面、吐出部１０の底であって型材１４上の一次形成保護層１６の上に形成する（図１０（ａ））。この実施形態での３回目のＣａｔ−ＣＶＤ法成膜による親水性の保護層を、三次形成保護層１８とする。親水性の三次形成保護層１８としては，上述したようなＳｉＯ層、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層等である。
【０１１４】
次に、ポジ型レジスト１５上の三次形成保護層１８と、吐出部１０の底であって型材１４の上にある一次形成保護層１６及び三次形成保護層１８とを、ドライエッチング等により除去する。その際、吐出部１０の内面に形成した三次形成保護層１８は除去しないように、インク吐出口６の開口面に対して垂直となるようにドライエッチングを行なう。その後、二次形成保護層１７Ｒの上面に形成されたポジ型レジスト１５を剥離して、所望のパターンのインク吐出口６を得るとともに、インク供給口７を形成する（図１０（ｂ））。
【０１１５】
以後の工程は、上述の各実施形態で説明したとおりである。
【０１１６】
この製造方法によると、図９の各工程図を用いて説明したインクジェットヘッド基板１に比べて、吐出口開口面５の上には撥水性の保護層が形成されるとともに、吐出部１０の内面には親水性の保護層を形成することができる。このようにして製造されたインクジェットヘッド基板１は、図９を用いて説明した製造方法で得られたインクジェットヘッド基板１の各保護層に加え、流路内面保護層１９の一部として、吐出部１０の流路内面に三次形成保護層１８を有する。
【０１１７】
これにより、図９を用いて説明したインクジェットヘッド基板１に比べ、製造工程の増加を伴なうが、インク流路８の内面の親水性保護層の保護を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る実施形態のインクジェット録ヘッド基板の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面を模式的に説明する図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。
【図３】保護層を形成するためのＣａｔ−ＣＶＤ装置の模式図である。
【図４】本発明に係る実施形態のインクジェット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５】図４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記録装置の概略構成例を示す模式的斜視図である。
【図６】本発明に係る第１の実施形態のインクジェットヘッド基板の製造方法を示す模式的断面図であり、図６（ａ）〜（ｈ）は各工程を示す模式的断面図であり、図６（ｉ）は同図（ｈ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。
【図７】本発明に係る第１の実施形態のインク吐出口近傍の模式的断面拡大図であり、図７（ａ）は保護層が形成されたインク吐出口近傍の模式的断面拡大図であり、図７（ｂ）は同図（ａ）の保護層にフッ素イオン注入を行なってできた改質層を示すインク吐出口近傍の模式的断面図であり、図７（ｃ）は同図（ａ）の保護層の上に撥水層を形成したインク吐出口近傍の模式的断面拡大図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態のインクジェットヘッド基板の製造方法を示す模式的断面図であり、図８（ａ）〜（ｊ）は各工程を示す模式的断面図であり、図８（ｋ）は同図（ｊ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。
【図９】本発明に係る第３の実施形態のインクジェットヘッド基板の製造方法を示す模式的断面図であり、図９（ａ）〜（ｊ）は各工程を示す模式的断面図であり、図９（ｋ）は同図（ｊ）の丸で示した部位付近を拡大した模式図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施形態のさらに他の形態のインクジェットヘッド基板の製造方法を示す模式的断面図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は各工程を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１    インクジェットヘッド基板
２    シリコン基板
３    発熱部
４    流路形成部材
５    吐出口開口面
６    インク吐出口
７    インク供給口
８    インク流路
９    密着層
１０    吐出部
１１    保護層
１４    型材
１６    一次形成保護層
１７    二次形成保護層
１７Ｒ    二次形成保護層
１８    三次形成保護層
１９    流路内面保護層
２０    界面保護層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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