(57)【要約】【課題】インク供給口の形成時に、ヒーター位置の薄膜層が剥離しにくいインク吐出ヘッドとその製造方法を提供すること。【解決手段】平面状の基板１１と、基板１１の一方の面に設けられるヒーター１３と、少なくともヒーター１３を覆うように基板１１一方の面に設けられ、耐インク性を有する絶縁膜１２ａ及び保護膜１４と、ヒーター１３を含むインク室ＣＨを区画するために基板１１の一方の面に設けられ、吐出孔Ａを有するノズル層１７と流路壁１５とを有するインク室壁部とを備えるインク吐出ヘッドである。基板１１は、その一方の面のヒーター１３から離間した位置に形成された第１開口と基板１１の他方の面に形成された第２開口とを連通するインク供給口Ｂを有する。絶縁膜１２ａ及び保護膜１４は、その周囲よりも厚みが小さい凹部Ｃを有する。凹部Ｃは、ヒーター１３とインク供給口Ｂとの間に設けられる。【選択図】図２
2012200916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の基板と、
前記基板の一方の面に設けられ、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、
少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように前記一方の面に設けられ、耐インク性を有する薄膜層と、
前記エネルギー発生素子を含むインク室を区画するために前記一方の面に設けられ、吐出孔を有するノズル層と流路壁とを有するインク室壁部と、
を備え、
前記基板は、前記一方の面の前記エネルギー発生素子から離間した位置に形成された第１開口と前記基板の他方の面に形成された第２開口とを連通するインク供給口を有し、
前記薄膜層は、その周囲よりも厚みが小さい凹部を有し、
前記凹部は、前記エネルギー発生素子と前記第１開口との間に設けられる、
ことを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項２】
前記凹部は、前記第１開口に沿って形成される、
請求項１に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項３】
前記凹部は、前記凹部と前記第１開口との間の離間間隔が、前記基板に直交する方向から見た前記吐出孔のサイズよりも小さくなるようにして、形成される、
請求項２に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項４】
前記インク供給口は、前記基板の平面方向に伸長する細長い形状に形成され、
複数の前記エネルギー発生素子が、前記インク供給口の長手方向に沿って設けられ、
複数の前記凹部が、前記長手方向に沿って設けられる、
請求項２又は３の何れか１項に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項５】
複数の前記凹部は、前記長手方向において隣り合う個々の前記凹部の離間間隔が、前記基板に直交する方向から見た前記吐出孔のサイズよりも小さくなるようにして、形成される、
請求項４に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項６】
前記インク室壁部は、前記ノズル層と前記基板との離間間隔が、前記凹部と前記第１開口との間の離間間隔よりも大きくなるようにして、形成される、
請求項２〜５の何れか１項に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項７】
前記薄膜層は、異方性エッチングのストップ層であって、
前記インク供給口は、異方性エッチングによって形成される、
請求項１〜６の何れか１項に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項８】
インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子を一方の面に有する平面状の基板を準備する準備工程と、
少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように、前記一方の面に耐インク性を有する薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、
前記一方の面の一部であって、前記エネルギー発生素子から離間した第１領域と前記エネルギー発生素子との間に、前記薄膜層の一部を前記基板の厚み方向に除去することにより、凹部を形成する凹部形成工程と、
前記薄膜層上に、前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含むインク流路パターンを形成する流路パターン形成工程と、
前記基板の他方の面の一部であって前記第１領域に対向する第２領域から、前記第１領域へ向けて前記基板の一部を除去することで、インク供給口を形成するインク供給口形成工程と、
前記凹部形成工程の後に、前記第１領域に形成された前記薄膜層を除去する除去工程と、
を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記薄膜層形成工程は、異方性エッチングのストップ層を少なくとも前記薄膜層として形成し、
前記インク供給口形成工程は、
前記第２領域から前記基板が異方性エッチングされるように、前記基板の他方の面にエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
異方性エッチングによって前記第２領域から前記第１領域に向かって前記基板を侵食するエッチング工程とを有する、
請求項８に記載のインク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、インクジェットプリンター等に用いられるインク吐出ヘッド及びインク吐出ヘッドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等に用いられる熱源駆動方式のインク吐出ヘッドは、熱源を用いてインクに気泡を発生させ、その気泡の膨張力によりインク液滴を吐出させるものである。このような熱源駆動方式のインク吐出ヘッドの製造方法の一例が、特許文献１に示されている。以下に図６を用いて、従来のインク吐出ヘッドであるインク吐出ヘッド５００の製造方法を説明する。
【０００３】
まず、シリコン製の基板５１の両面に、エッチングストップ層として機能する酸化シリコン又は窒化シリコン膜による絶縁層５２ａ，５２ｂが形成される。そして、基板５１の上面に形成された絶縁層５２ａの上に、ヒーター５３が設けられる。（図６（Ａ））。次に、下面に形成された絶縁層５２ｂの一部が、四フッ化メタン（ＣＦ４）ガスを用いたドライエッチングによって除去される（図６（Ｂ））。次に、基板５１がアルカリ溶液などのシリコン異方性エッチング液に浸漬されることで、インク供給口Ｆが形成される（図６（Ｃ））。そして、溶解可能な犠牲層５４が、スピンコート、ロールコートなどによって、絶縁層５２ａ上に形成される（図６（Ｄ））。この犠牲層５４は、インク室ＣＨとなる空間を確保するためのものであるため、ヒーター５３及びインク供給口Ｆを含むように形成される。そして、光硬化性や熱硬化性を有する樹脂を用いて、インク室壁部５５が形成される（図６（Ｅ））。インク室壁部５５が硬化された後、基板５１の下面よりＣＦ４ガスなどでドライエッチングすることで、インク供給口Ｆ上の絶縁層５２ａが除去され、インク供給口Ｆが貫通する（図６（Ｆ））。最後に、吐出孔Ｅがインク室壁部５５の上面（ノズル層）に形成された上で、犠牲層５４が溶解除去される（図６（Ｇ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したように、インク供給口Ｆが形成される際に、インク供給口Ｆ上の絶縁層５２ａが除去される。この際に、インク供給口Ｆに隣接する絶縁層５２ａに対しても、ドライエッチングにより力がかかる。その結果、インク供給口Ｆの周囲の絶縁層５２ａまでもが、剥離する可能性がある。仮に、絶縁層５２ａの曲げ破断に必要な荷重が、絶縁層５２ａの基板５１からの剥離に必要な荷重を上回るような場合、ヒーター５３の位置に存在する絶縁層５２ａまでもが、一体的に剥離する可能性がある。ヒーター５３の位置の絶縁層５２ａが剥離すると、ヒーター５３に対する配線（非図示）からの電気的接続が損なわれるため、インクの吐出が不可能になる。絶縁層５２ａ以外の層構造が基板５１上に形成されている場合であっても、その層構造が剥離してしまえば、同様の問題を生じる。即ち、インク供給口Ｆの形成時に、絶縁層５２ａなどの薄膜層の剥離がヒーター５３の位置のまで及ばないインク吐出ヘッドとその製造方法が求められる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決し、インク供給口の形成時に、ヒーター位置の薄膜層が剥離しにくいインク吐出ヘッドとそ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一側面は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に設けられ、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように前記一方の面に設けられ、耐インク性を有する薄膜層と、前記エネルギー発生素子を含むインク室を区画するために前記一方の面に設けられ、吐出孔を有するノズル層と流路壁とを有するインク室と、を備え、前記基板は、前記一方の面の前記エネルギー発生素子から離間した位置に形成された第１開口と前記基板の他方の面に形成された第２開口とを連通するインク供給口を有し、前記薄膜層は、その周囲よりも厚みが小さい凹部を有し、前記凹部は、前記エネルギー発生素子と前記第１開口との間に設けられる、ことを特徴とするインク吐出ヘッドである。
【０００８】
これによれば、薄膜層に凹部が設けられる。凹部はその周囲よりも厚みが薄いので、インク供給口の形成時に薄膜層に力がかかった場合、この凹部の位置で薄膜層が破断しやすくなる。凹部は、エネルギー発生素子とインク供給口との間に設けられるため、薄膜層が剥離する場合であっても、薄膜層の剥離がエネルギー発生素子まで到達することを防止できる。
【０００９】
さらに、前記凹部は、前記第１開口に沿って形成されてもよい。
【００１０】
これによれば、インク供給口の基板側の開口である第１開口に沿って、凹部が形成される。そのため、薄膜層の剥離によって生じる剥離片のサイズを小さく押えることができる。
【００１１】
さらに、前記凹部は、前記凹部と前記第１開口との間の離間間隔が、前記基板に直交する方向から見た前記吐出孔のサイズよりも小さくなるようにして、形成されてもよい。
【００１２】
これによれば、凹部と第１開口との間の離間間隔は、基板に直交する方向から見た吐出孔のサイズよりも小さい。そのため、剥離片のサイズが、吐出孔のサイズよりも小さくなり易い。従って、剥離片が生じても、インクが吐出される際に剥離片は吐出孔を通ってインク室から排出され、吐出孔の目詰まりする可能性を低減できる。
【００１３】
さらに、前記インク供給口は、前記基板の平面方向に伸長する細長い形状に形成され、複数の前記エネルギー発生素子が、前記インク供給口の長手方向に沿って設けられ、複数の前記凹部が、前記長手方向に沿って設けられてもよい。
【００１４】
これによれば、複数の凹部が、インク供給口の長手方向に沿って設けられる。複数の凹部がインク供給口の長手方向に沿うため、細長いインク供給口が設けられる場合であっても、薄膜層の剥離がエネルギー発生素子まで到達することを防止できる
【００１５】
さらに、複数の前記凹部は、前記長手方向において隣り合う個々の前記凹部の離間間隔が、前記基板に直交する方向から見た前記吐出孔のサイズよりも小さくなるようにして、形成されてもよい。
【００１６】
これによれば、隣り合う凹部の間隔は、基板に直交する方向から見た吐出孔のサイズよりも小さい。従って、剥離片のサイズは、より吐出孔よりも小さくなり易く、吐出孔の目詰まりする可能性がより低減される。
【００１７】
さらに、前記インク室壁部は、前記ノズル層と前記基板との離間間隔が、前記凹部と前記第１開口との間の離間間隔よりも大きくなるようにして、形成されてもよい。
【００１８】
仮に、ノズル層と基板との離間間隔が、凹部と第１開口との間の離間間隔よりも小さい場合、生じた剥離片のサイズが吐出孔よりも小さい場合であっても、ノズル層と基板との間に剥離片が引っかかる可能性が生じる。インク室の中に剥離片が残ると、インクの吐出時に、気泡の正常な形成が阻害される虞がある。ノズル層と基板との離間間隔を凹部と第１開口との間の離間間隔よりも大きくすることで、ノズル層と基板との間に剥離片が引っかかる可能性を低減できる。
【００１９】
また、前記薄膜層は、異方性エッチングのストップ層であって、前記インク供給口は、異方性エッチングによって形成されてもよい。
【００２０】
これによれば、インク供給口は、異方性エッチングによって形成される。この場合、薄膜層は異方性エッチングのストップ層として機能する。そして、薄膜層は、異方性エッチング後に基板の他方の面から一方の面に向かって除去される。そのため、より薄膜層からの剥離片が生じやすくなる。即ち、インク供給口が異方性エッチングによって形成される場合、凹部を設けることの必要性がより増す。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の他の側面は、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子を一方の面に有する平面状の基板を準備する準備工程と、少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように、前記一方の面に耐インク性を有する薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、前記一方の面の一部であって、前記エネルギー発生素子から離間した第１領域と前記エネルギー発生素子との間に、前記薄膜層の一部を前記基板の厚み方向に除去することにより、凹部を形成する凹部形成工程と、前記基板の他方の面の一部であって前記第１領域に対向する第２領域から、前記第１領域へ向けて前記基板の一部を除去することで、インク供給口を形成するインク供給口形成工程と、前記凹部形成工程の後に、前記第１領域に形成された前記薄膜層を除去する除去工程と、
前記薄膜層上に、前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含むインク流路パターンを形成する流路パターン形成工程と、を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法である。
【００２２】
これによれば、凹部がエネルギー発生素子とインク供給口との間に形成された後で、第１領域に形成された薄膜層が除去される。従って、前記したように、除去工程において薄膜層が剥離する場合であっても、薄膜層の剥離はエネルギー発生素子まで到達しない。
【００２３】
さらに、前記薄膜層形成工程は、異方性エッチングのストップ層を少なくとも前記薄膜層として形成し、前記インク供給口形成工程は、前記第２領域から前記基板が異方性エッチングされるように、前記基板の他方の面にエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、異方性エッチングによって前記第２領域から前記第１領域に向かって前記基板を侵食するエッチング工程とを有してもよい。
【００２４】
これによれば、インク供給口が、異方性エッチングによって形成される。従って、前記したように、凹部を設けることの必要性がより増す。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、インク供給口の形成時に、ヒーター位置の薄膜が剥離しにくいインク吐出ヘッドとその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】インク吐出ヘッド１００を示す斜視図。
【図２】インク吐出ヘッド１００を示す断面図及び平面図。
【図３】インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図。
【図４】インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図（図３の続き）。
【図５】凹部Ｃの他のバリエーションの例を示す図。
【図６】従来例に係る、インク吐出ヘッド５００の製造方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態を示す。まず、図１及び図２を用いて、インク吐出ヘッド１００の構成について説明する。
【００２８】
［インク吐出ヘッド１００の構成］
図１に示されるように、インク吐出ヘッド１００は、一方向に整列した複数の吐出孔Ａを有する。この吐出孔Ａのそれぞれは、個別に設けられたインク室ＣＨ（図２参照）にそれぞれ連通する。インク室ＣＨ内には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子として機能するヒーター１３（図２参照）が、それぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室ＣＨへとつながるインク供給口Ｂによって、インク室ＣＨへとインクが供給される。インク室ＣＨに供給されたインクは、ヒーター１３の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室ＣＨ内のインクは、吐出孔Ａから吐出する。
【００２９】
図２（Ａ）は、インク吐出ヘッド１００を、複数の吐出孔Ａの整列方向と直交する方向に切断した断面（即ち、図１のａ―ａ断面）の図である。図２（Ｂ）は、インク吐出ヘッド１００の一部を拡大した平面図であって、凹部Ｃの位置を示すために、ノズル層１７及び流路壁１５が除去された状態の図である。インク吐出ヘッド１００の層構造は、基板１１と、絶縁層１２ａ，１２ｂと、保護層１４と、流路壁１５と、ノズル層１７とから主に構成される。なお、少なくとも流路壁１５及びノズル層１７によって、インク室壁部が構成される。基板１１には、インク供給口Ｂが開口する。このインク供給口Ｂを通って、基板１１の下面から、ノズル層１７及び流路壁１５で区画されるインク室ＣＨにインクが供給される。以下、各層構造について説明する。
【００３０】
基板１１の一方の面（例えば、上面）には、絶縁層１２ａが形成される。絶縁層１２ａ上には、ヒーター１３が形成される。基板１１の他方の面（例えば、下面）には、絶縁層１２ｂが形成される。絶縁層１２ａは、例えば、酸化シリコンなどの脆性材料によって構成される。基板１１は、インク供給口Ｂの部分に開口を有する。なお、基板１１の上面（一方の面）に形成されるという文言は、基板１１の上面に直接接触して形成されることは勿論、基板１１の上面側に何らかの構成を間に挟んで形成されることも含む意味である。勿論、下面（他方の面）に形成されるという文言も、同様に解釈されるべきである。
【００３１】
保護層１４は、基板１１の上面全てを覆うように設けられる。即ち、保護層１４は、絶縁層１２ａ及びヒーター１３の上に形成される。保護層１４は、例えば、窒化シリコンなどの脆性材料によって構成される。
【００３２】
絶縁層１２ａ及び保護層１４には、その周囲よりも厚みが小さい凹部Ｃが形成されている。本実施形態では、基板１１上の一部の絶縁層１２ａ及び保護層１４が削除されることで、凹部Ｃが形成される。凹部Ｃは、ヒーター１３と、インク供給口Ｂの基板１１の上面側の開口（以下、第１開口）との間に形成される。後記するように、インク供給口Ｂが形成される際に、インク供給口Ｂ上の絶縁層１２ａ及び保護層１４は除去される。この除去の際に、絶縁層１２ａ及び保護層１４には応力がかかる。本実施形態では、凹部Ｃがインク供給口Ｂに沿って複数設けられている。そのため、保護層１４には応力がかかった場合に、凹部Ｃの周囲に応力集中が起こる。酸化シリコンや窒化シリコンなどは脆性材料であるため、この応力によって、凹部Ｃの近辺で脆性破壊を起こし易くなる。これにより、絶縁層１２ａ及び保護層１４が第１開口側から剥離する場合であっても、絶縁層１２ａ及び保護層１４の剥離はヒーター１３まで到達しない。また、凹部Ｃと第１開口との間隔は、凹部Ｃとヒーター１３との間隔よりも小さい。また、凹部Ｃと第１開口との間隔Ｄ２は、基板１１に直交する方向から見た吐出孔Ａのサイズ、本実施形態においては円形に形成される吐出孔Ａの直径Ｄ１よりも小さい。凹部Ｃに応力が集中する事で、保護層１４は凹部Ｃの近辺で脆性破壊を起こし易くなる。そのため、間隔Ｄ２が直径Ｄ１よりも小さい事によって、絶縁層１２ａ及び保護層１４から剥離した剥離片のサイズは、大きくても間隔Ｄ２程度のサイズに抑えられる。その結果、剥離片による吐出孔Ａに詰まりが低減される。さらに、この間隔Ｄ２は、流路壁１５の高さＨ１よりも小さい。これによって、剥離片のインク室ＣＨ中での詰まりが防止される。
【００３３】
図２（Ｂ）に示されるように、インク供給口Ｂは、基板１１の平面方向に伸長する細長い形状、具体的には矩形、に形成される。そして、複数のヒーター１３と、凹部Ｃとが、インク供給口Ｂの長手方向に沿って設けられる。本実施形態では、凹部Ｃは平面視正方形に形成されるが、これ以外のいかなる平面視形状を有しても差し支えない。隣り合う凹部Ｃの離間間隔Ｄ３は、吐出孔Ａの直径Ｄ１よりも小さい。これにより、剥離片のインク供給口Ｂに沿う方向のサイズも、吐出孔Ａの直径Ｄ１よりも小さく抑えることができる。
【００３４】
流路壁１５は、基板１１の上面から、上方に向けて立設される。流路壁１５は、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを囲う。なお、流路壁１５は、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。
【００３５】
ノズル層１７は、流路壁１５の上端から横方向に延出する。ノズル層１７のヒーター１３に対向する位置には、吐出孔Ａが形成される。このノズル層１７と、流路壁１５とによって、基板１１の上面においてインクが流れるインク流路パターンが規定される。なお、本実施形態において、ノズル層１７及び流路壁１５は別体に構成されるが、一体に構成されても差し支えない。
【００３６】
［インク吐出ヘッド１００の製造方法］
以下、図３及び図４を用いて、インク吐出ヘッド１００の製造工程を説明する。
【００３７】
先ず、図３（Ａ）に示されるように、絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂを有するシリコン製の基板１１が準備される。絶縁層１２ａ及び絶縁膜１２ｂは、例えば、酸化シリコンによって構成される。絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂは、例えば、シリコン製の基板１１を熱酸化することで形成される。或いは、予め両面に酸化シリコン膜が設けられた既製品の基板が用いられても差し支えない。なお、基板１１の厚みは、例えば、６２５μｍ程度である。また、絶縁層１２ａ及び絶縁層１２ｂの厚みは、例えば、１〜５μｍ程度である。
【００３８】
次に、図３（Ｂ）に示されるように、絶縁層１２ａの上に、ヒーター１３が形成される。ヒーター１３は、例えば、ＴａＮやＴａＡｌなどの抵抗発熱体を、２００〜１０００Å程度の厚みになるように、スパッタリング法によってヒーター１３の形成位置に堆積することで形成される。
【００３９】
次に、図３（Ｃ）に示されるように、耐インク性を有する保護層１４が、基板１１の上面全てを覆うように形成される。本実施形態では、ヒーター１３及び絶縁層１２ａを被覆するように、保護層１４が形成される。保護層１４は、例えば、プラズマを利用した化学気相成長（プラズマＣＶＤ）やスパッタリング法によって、窒化シリコンをヒーター１３及び絶縁層１２ａ上に成膜することで得られる。なお、保護層１４の厚みは、例えば、０．４μｍ程度である。
【００４０】
次に、図３（Ｄ）に示されるように、凹部Ｃが形成される。凹部Ｃの形成は、例えばドライエッチングによって行われる。先ず、保護層１４上に、エッチングマスクが形成される。このエッチングマスクは、インク供給口Ｂの第１開口が開口する予定の第１領域とヒーター１３との間の位置に、開口を有する。なお、エッチングマスクは、これ以外の位置に凹部Ｃが形成されるための開口を有しても差し支えない。そして、基板１１の上面からＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行うことで、保護層１４及び絶縁層１２ａが基板１１の厚み方向に除去され、凹部Ｃが形成される。その後、エッチングマスクは除去される。
【００４１】
次に、図３（Ｅ）に示されるように、基板１１上のヒーター１３と前記した第１領域とを含むように、流路壁１５が、保護層１４の上に形成される。本実施形態では、流路壁１５は、完全に硬化したエポキシ樹脂で形成される。なお、流路壁１５は、ヒーター１３及び第１領域を全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。また、流路壁１５の膜厚は、例えば１０−３０μｍ程度になるように調整されてよい。
【００４２】
次に、図３（Ｆ）に示されるように、犠牲層１６が形成される。犠牲層１６は、流路壁１５の上面を覆う領域にも形成される。たとえば、犠牲層１６の形成は、流路壁１５によって形成された空間に、半硬化樹脂を注入し乾燥させることで行われる。本実施形態では、半硬化樹脂として、東レ(株)のポリイミド材、フォトニースが半硬化状態で使用される。フォトニースは、アルカリ溶液には可溶であるが、有機溶剤には不溶である。流路壁２６を構成するエポキシ樹脂は、熱や光によって、犠牲層１６が注入される前に、完全に硬化している。流路壁１５を構成するエポキシ樹脂は、非硬化時には有機溶剤に可溶であるが、硬化時には有機溶剤に不溶である。そのため、流路壁２６と犠牲層２７との間で、クロスミキシングは生じない。また、犠牲層１６として、ノボラック樹脂が利用されても良い。ノボラック樹脂としては、一例として、旭有機材工業（株）製のＥＰ４０８０Ｇ、ＥＰ４０５０Gなどをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）などの有機溶剤に溶解したものが利用可能である。ノボラック樹脂は、キシレンやトルエンなどには溶解性が極めて低いが、アルカリ水溶液やアセトンなどには溶解する。流路壁１５を構成するエポキシ樹脂は、完全に硬化しているため、有機溶剤に対して不溶となっている。そのため、ノボラック樹脂が利用される場合でも、流路壁１５と犠牲層１６との間で、クロスミキシングは生じない。
【００４３】
次に、図３（Ｇ）に示されるように、犠牲層１６の上面が平坦になるように、犠牲層１６が上面から削除される。ここで、犠牲層１６が流路壁１５の上に残っていると、隣接するインク室ＣＨの間が連通する可能性がある。そのため、犠牲層１６と流路壁１５とが同一平面上に位置するまで、換言すれば、流路壁１５の上面が露出するまで、犠牲層１６が平坦化されるのが望ましい。このとき、流路壁１５の上面も僅かながら削除されてよい。なお、犠牲層１６の平坦化は、例えば、研磨、研削、切削などの機械加工によって行われる。あるいは、機械加工による粗平坦化の後で、インク吐出ヘッド１００をアルカリ溶液に浸すことで、犠牲層１６を上面から溶解させるなどの微細平坦化が行われてもよい。
【００４４】
次に、図４（Ａ）に示されるように、流路壁１５及び犠牲層１６を覆うように、ノズル層１７が形成される。ノズル層１７には、ヒーター１３に対向する位置に、インクを吐出するノズル孔Ａが設けられる。ノズル層１７は、犠牲層１６を溶解しないように形成される。そのために、例えば、犠牲層１６の樹脂を溶解しないような溶媒を使ってのスピンコートやスプレーコートなどが行われる。ノズル層１７の形成には、例えば、キシレンやトルエンなどの溶媒に溶解したエポキシ樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものが利用される。キシレンやトルエンは前述の半硬化ポリイミドやノボラック樹脂を溶解しないため、ノズル層１７を形成する樹脂の溶媒として好都合である。ノズル層１７を構成する樹脂の塗布後は、流路壁１６との密着性をよくするとともにノズル層１７に残った溶媒を追い出すために、ノズル層１７を構成する樹脂が加熱される。ここで、溶媒を使ったコーティングの場合、塗布後にあまり温度を上げると、ノズル層１７に残った溶媒が犠牲層１６を溶かす場合もある。そのため、この加熱温度は、犠牲層１６にダメージを与えないように設定される。また、ノズル層１７の膜厚は、２０−５０μｍなどに調整される。このようにして形成されたノズル層１７にフォトリソグラフィーを行い、吐出孔Ｃが形成される。吐出孔Ｃの現像の際にはキシレンやトルエンなど、犠牲層１６を溶解しない溶媒が利用される。但し、ＰＧＭＥＡやアセトンやアルカリ水溶液などを利用して、吐出孔Ｃ近辺にある犠牲層２７の一部まで除去してしまっても差し支えない。
【００４５】
次に、図４（Ｂ）に示されるように、基板１１の下面に、エッチングマスクが形成される。本実施形態では、エッチングマスクとして、絶縁膜１２ｂが利用される。即ち、前記第１領域に対向する第２領域から基板１１がエッチングされるように、第２領域の位置に開口が形成される。この開口は、例えば、絶縁膜１２ｂの一部をＣＦ４などのガスを用いたドライエッチングや、フッ酸を用いたウェットエッチングで除去することによって形成される。
【００４６】
次に、図４（Ｃ）に示されるように、異方性エッチングによって、基板１１の一部が除去されることで、第２領域から第１領域へ向けて貫通するインク供給口Ｂが形成される。本実施形態では、異方性エッチングは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いたウェットエッチングである。基板１１の下面から上面に向かってエッチングが進むが、エッチャントであるアルカリ水溶液に対して、絶縁膜１２ａを構成する酸化シリコン膜のエッチング速度は、シリコンのエッチング速度に比べて十分に遅い。そのため、エッチングは、絶縁膜１２ａの下面で止まる。これにより、インク供給口Ｂが形成される。
【００４７】
次に、図４（Ｄ）に示されるように、第１領域に形成された絶縁膜１２ａ及び保護層１４が除去される。本実施形態では、インク供給口Ｂの上部に形成された絶縁膜１２ａ及び保護層１４は、例えば、基板１１の下面から、ＣＦ４を用いたドライエッチングによって除去される。この際に、凹部Ｃが形成されているため、絶縁膜１２ａ及び保護層１４がドライエッチングに起因する応力によって剥離しても、ヒーター１３の位置に形成されている絶縁膜１２ａ及び保護層１４までは、剥離が及ばない。
【００４８】
最後に、図４（Ｅ）に示されるように、犠牲層１６が除去される。犠牲層１６が半硬化ポリイミドで構成される場合、ＴＭＡＨ２．３８％のアルカリ水溶液に対して、インク吐出ヘッド１００が浸される。犠牲層１６がノボラック樹脂で構成される場合、アセトンやＰＧＭＥＡなどの有機溶剤に対して、インク吐出ヘッド１００が浸される。溶媒に溶解した犠牲層１６が、吐出孔Ａ及びインク供給口Ｂから流出することで、犠牲層１６が除去される。以上説明した工程により、インク吐出ヘッド１００が得られる。
【００４９】
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその一例を述べる。
【００５０】
前記した実施形態では、複数の凹部Ｃが、インク供給口Ｂの長手方向に沿って形成される（図２（Ｂ）参照）。しかし、凹部Ｃは、例えば図５（Ａ）に示されるように、単一（一対）の凹部が、インク供給口Ｂの長手方向に沿って伸長するような形態でもよい。あるいは、図５（Ｂ）に示されるように、複数の凹部Ｃであっても、インク供給口Ｂの長手方向に直交する方向に伸長するような形態でもよい。
【００５１】
前記した実施形態では、凹部Ｃは、対応する領域の絶縁層１２ａ及び保護層１４を、基板１１が露出するまで完全に除去することで形成された。しかし、絶縁層１２ａ及び保護層１４が、厚み方向に対して部分的に削除されることで、凹部Ｃが形成されてもよい。要は、凹部Ｃの厚みがその周囲の部分よりも小さく形成されれば、インク供給口Ｂの形成時に絶縁層１２ａ及び保護層１４が剥離する場合でも、応力が凹部Ｃに集中するため、凹部Ｃの位置で破断しやすくなる。そのため、絶縁層１２ａ及び保護層１４の剥離は、ヒーター１３にまで及ばなくなる。
【００５２】
前記した実施形態では、流路壁１５、犠牲層１６及びノズル層１７が基板１１上に形成された後で、インク供給口Ｂが形成される（図３（Ｅ）〜（Ｇ）及び図４（Ａ）〜（Ｄ）参照）。しかし、インク吐出ヘッド１００の製造工程は、この順番に限定されない。例えば、先にインク供給口Ｂが形成されてから、流路壁１５、犠牲層１６及びノズル層１７が基板１１上に形成されても差し支えない。
【００５３】
前記した実施形態では、ノズル層１７は、溶媒に溶解させた樹脂を塗布・乾燥させて形成された。しかし、フィルム状の光硬化性樹脂や吐出孔が形成されたフィルム状の樹脂を載置して、ノズル層１７が形成されても差し支えない。
【００５４】
前記した実施形態では、ノズル層１７と流路壁１５とは、別体に構成された。しかし、ノズル層１７と流路壁１５とが一体に構成されても差し支えない。例えば、図３（Ｄ）で示される工程の後で、保護層１４上に、アルコール系やケトン系の有機溶剤や、弱アルカリ水溶液に可溶なポジレジストが形成される。このポジレジストは、インク室ＣＨの体積に対応するように形成される。そして、ポジレジスト上に、ノズル層１７と流路壁１５を構成する樹脂材料を塗布することで、ノズル層１７と流路壁１５を一体として形成できる。なお、ノズル層１７と流路壁１５を構成する樹脂材料としは、エポキシ、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものを、キシレンやトルエンなどのポジレジストを溶解しない炭化水素系溶剤に溶解したものが利用可能である。
【００５５】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインク吐出ヘッドの製造方法もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００５６】
１００，５００  インク吐出ヘッド
１１，５１  基板
１２ａ，１２ｂ，５２ａ，５２ｂ  絶縁層
１３，５３  ヒーター
１４  保護層
１５  流路壁
１６，５４  犠牲層
１７  ノズル層
５５  インク室壁部
Ａ  吐出孔
Ｂ  インク供給口
Ｃ  凹部
【図１】
2012200916.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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