(57)【要約】      （修正有）【課題】平板を凹凸部を有する樹脂層の上に載せ、減圧下でプレスが行われると、樹脂層の凸部が、平板にて押しつぶされて樹脂層の凹部の方に移動していき、プレス中に樹脂層の凹部と平板によって閉空間が形成され、かつ、減圧下で閉空間が形成されるため、この閉空間の内部圧力も減圧されたものとなり、大気開放して平板を樹脂層から離す際に、大気と閉空間の間で圧力差が生じる。この圧力差で発生する樹脂層の不要な変形を低減可能な押圧方法を提供する。【解決手段】基板２の上に設けられた凹部６を有する樹脂層５を、減圧下において、凹部６と対向する領域内に貫通穴７を有する平板８で押圧する押圧工程と、押圧の後、大気開放して平板８を樹脂層５から離す離型工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に設けられた凹部を有する樹脂層を、減圧下において、前記凹部と対向する領域内に貫通穴を有する平板で押圧する押圧工程と、
前記押圧の後、大気開放して前記平板を前記樹脂層から離す離型工程と、を有することを特徴とする樹脂層の押圧方法。
【請求項２】
前記押圧工程では、前記樹脂層が前記貫通穴の中に入り込まないように前記押圧を行う請求項１に記載の樹脂層の押圧方法。
【請求項３】
前記押圧工程では、前記押圧の終了時の前記凹部の大きさが前記押圧の開始前の前記凹部の大きさよりも小さくなるように前記押圧を行う請求項１または２に記載の樹脂層の押圧方法。
【請求項４】
前記基板は、凹凸を有するものであり、
前記凹凸を有する基板の上に樹脂層を設けて前記凹部を有する樹脂層を形成する形成工程をさらに有する請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂層の押圧方法。
【請求項５】
前記凹凸を有する基板は、部材が一部に設けられた基板である請求項４に記載の樹脂層の押圧方法。
【請求項６】
前記部材は、液体流路用の型材である請求項５に記載の樹脂層の押圧方法。
【請求項７】
基板と、前記基板の上に設けられ液体を吐出する吐出口を備える吐出口形成部材と、前記吐出口に連通する圧力室と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板の一部の上に前記圧力室となる液体流路用の型材を形成する第１工程と、
前記基板および前記型材の上に樹脂層を設けて凹部を有する樹脂層を形成する第２工程と、
前記凹部を有する樹脂層を、減圧下において、前記凹部と対向する領域内に貫通穴を有する平板で押圧する第３工程と、
前記押圧の後、大気開放して前記平板を前記樹脂層から離す第４工程と、
前記樹脂層に前記吐出口を形成して前記吐出口形成部材を形成する第５工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第３工程では、前記樹脂層が前記貫通穴の中に入り込まないように前記押圧を行う請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記第３工程では、前記押圧の終了時の前記凹部の大きさが前記押圧の開始前の前記凹部の大きさよりも小さくなるように前記押圧を行う請求項７または８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、樹脂層の押圧方法及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を吐出して記録を行う液体吐出記録方式に適用される液体吐出ヘッドは、基板上に形成された圧力室と、圧力室の一部に設けられたエネルギー発生素子と、エネルギー発生素子が発生するエネルギーにて液体を吐出する吐出口とを備えている。吐出口は、樹脂層にて形成された吐出口形成部材に設けられる。
近年、液体吐出記録方式の記録装置においては、記録性能の向上、特に高解像度および高速記録が求められている。このため、吐出液滴の小液滴化とともに、吐出液滴の体積の均一化が要求される。
吐出液滴の体積は、基板上のエネルギー発生素子と、吐出口形成部材に形成された吐出口との間の距離に影響される。このため、各エネルギー発生素子と各吐出口との間の距離のばらつきが少ない液体吐出ヘッドを製造するための方法が望まれている。
特許文献１には、平坦化したい樹脂層の表面を平板でプレスすることで樹脂層の表面を平坦化する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各エネルギー発生素子と各吐出口との間の距離のばらつきを少なくするために、特許文献１に記載の平坦化方法を用いて、吐出口形成部材となる樹脂層の表面を平坦化することが考えられる。
特許文献１に記載の平坦化方法では、平板と樹脂層の間に気泡が入らないように、減圧下で平板を樹脂層に合わせたり、平板を樹脂層に合わせた後に周辺雰囲気を減圧したりして、両者の間に介在する空気等の気体を除去して平板で樹脂層をプレスしている。
液体吐出ヘッドの製造時のように表面に凹凸が残っている樹脂層を、特許文献１に記載の方法を用いて減圧下でプレスする場合、以下のようになる。
まず、平板を樹脂層の上に載せる。この際、平板は、樹脂層の複数の凸部にのみ接触し、凸部の間の空間（凹部）は密閉されていない。続いて、減圧下でプレスが行われると、樹脂層の凸部が、平板にて押しつぶされて樹脂層の凹部の方に移動していき、平板と樹脂層との接触面積が増加していく。これにより、プレス中に樹脂層の凹部と平板によって閉空間が形成され、かつ、減圧下で閉空間が形成されるため、この閉空間の内部圧力も減圧されたものとなる。このため、大気開放して平板を樹脂層から離す際に、大気と閉空間の間で生じる圧力差で樹脂層が不要な変形をしてしまう可能性が生じる。
本発明の目的は、樹脂層の不要な変形を低減可能な樹脂層の押圧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の樹脂層の押圧方法は、基板の上に設けられた凹部を有する樹脂層を、減圧下において、前記凹部と対向する領域内に貫通穴を有する平板で押圧する押圧工程と、前記押圧の後、大気開放して前記平板を前記樹脂層から離す離型工程と、を有する。
本発明によれば、貫通穴の存在によって、樹脂層の凹部は減圧下における平板での押圧時に密閉されない。このため、大気開放して平板を樹脂層から離す際に、凹部で特定される空間において大気との圧力差が生じにくくなる。よって、この圧力差による不要な変形を低減可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、樹脂層の不要な変形を低減可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態の樹脂層の押圧方法を示す断面模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態の樹脂層の押圧方法を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態の樹脂層の押圧方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の樹脂層の押圧方法の一例の工程フローを示す断面模式図である。なお、図１は断面のみを示している。
まず、基板２の上に、凹部６を有する樹脂層５を設ける（図１（ａ））。
次に、凹部６と対向する領域内に貫通穴７を有する平板８を、樹脂層５の上に載せる（図１（ｂ））。
次に、樹脂層５を減圧下において平板８で押圧する（図１（ｃ）、押圧工程）。この押圧工程により、樹脂層５の平板８との接触部分は平坦化される。この際、凹部６の上には貫通穴７が存在するので、凹部６は、減圧下での押圧時に密閉されない。この押圧工程では、押圧時に樹脂層５が貫通穴７の中に入り込まないように押圧を行う。また、この押圧工程では、押圧の終了時の凹部６の大きさが、押圧の開始前の凹部６の大きさよりも小さくなるように押圧を行う。
次に、大気開放し、平板８を樹脂層５から離型する（図１（ｄ）、離型工程）。
【０００９】
本実施形態では、貫通穴７の存在により、凹部６は密閉されていないので、大気開放して平板８を樹脂層５から離す際に、凹部６にて特定される空間において大気との圧力差が生じにくくなる。よって、この圧力差による変形、つまり、樹脂層５の平坦性に影響を与える変形を低減可能になる。
【００１０】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の樹脂層の押圧方法の一例の工程フローを示す断面模式図である。なお、図２は断面のみを示している。図２（ｃ）〜（ｅ）に示した工程は、図１（ｂ）〜（ｄ）で説明した工程と同様である。このため、図２（ｃ）〜（ｅ）に示した工程の詳細な説明は割愛する。
まず、基板２の一部の上に、部材４を設ける（図２（ａ））。部材４が設けられた基板２は、凹凸を有する基板の一例である。ここで、基板２の部材４が設けられた部分が凸部分となり、基板２の部材４が設けられていない部分が凹部分となる。部材４は、例えば、液体流路用の型材である。
次に、基板２および部材４の上に樹脂層５を設ける（図２（ｂ））。この際、樹脂層５の表面のうち、部材４が下に存在しない部分が凹部６となる。この工程は、凹凸を有する基板の上に樹脂層を設けて凹部６を有する樹脂層５を形成する形成工程の一例である。
以下、図２（ｃ）〜（ｅ）に示したように、図１（ｂ）〜（ｄ）で説明した工程と同様の工程を行う。
【００１１】
本実施形態では、凹凸を有する基板の上に樹脂層を設けることで凹部６を有する樹脂層５が形成されても、貫通穴７の存在により、押圧時に凹部６は平板８にて密閉されない。このため、大気開放して平板８を樹脂層５から離す際に、凹部６にて特定される空間において大気との圧力差に起因する不要な変形を低減可能になる。
【００１２】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法の一例の工程フローを示す断面模式図である。なお、図３は断面のみを示している。図３（ｄ）〜（ｆ）に示した工程は、図１（ｂ）〜（ｄ）で説明した工程と同様である。このため、図３（ｄ）〜（ｆ）に示した工程の詳細な説明は割愛する。
本実施形態の製造方法で製造される液体吐出ヘッドは、図３（ｈ）に示すように、基板２と、基板２の上に設けられ液体を吐出する吐出口９を備える吐出口形成部材１１と、吐出口９に連通する圧力室３と、圧力室３に連通する供給口１０とを有する。また、基板２の圧力室３には、液体を吐出させるためのエネルギー発生素子１が設けられている。エネルギー発生素子１としては、電気熱変換素子（例えば発熱抵抗体）や圧電素子が用いられる。
まず、エネルギー発生素子１とドライバーやロジック回路（不図示）が形成された基板２を準備する（図３（ａ））。
次いで、第１工程として、基板２の一部の上（少なくともエネルギー発生素子１が設けられている部分の上）に、圧力室３となる液体流路用の部材（型材）４を形成する（図３（ｂ））。
次いで、第２工程として、基板２および型材４の上に樹脂層５を設けて凹部６を有する樹脂層５を形成する（図３（ｃ））。この際、樹脂層５の表面のうち、型材４が下に存在しない部分が凹部６となる。
以下、図３（ｄ）〜（ｆ）に示したように、図１（ｂ）〜（ｄ）で説明した工程と同様の工程を行う。ここで、図３（ｅ）に示した工程は、第３工程の一例である。また、図３（ｆ）に示した工程は、第４工程の一例である。
次いで、第５工程として、フォトリソグラフィー工程やエッチング工程等により、樹脂層５に吐出口９を形成して吐出口形成部材１１を形成する（図３（ｇ））。
次いで、基板２に供給口１０を形成し、その後、型材４を除去し圧力室３を形成する（図３（ｈ））。
【００１３】
本実施形態では、吐出口形成部材１１となる樹脂層５が凹部６を有していても、貫通穴７の存在により、凹部６は押圧時に平板８にて密閉されない。このため、大気開放して平板８を樹脂層５から離す際に、凹部６にて特定される空間において大気との圧力差に起因する不要な変形を低減可能になる。したがって、樹脂層５にて形成される吐出口形成部材１１の平坦性が向上し、エネルギー発生素子１と各吐出口９との間の距離のばらつきが少ない液体吐出ヘッドを製造可能となる。そして、このばらつきが少なくなると、吐出液滴の体積の均一化が向上し、例えば記録性能の向上が可能になる。
【実施例】
【００１４】
（実施例）
以下に本発明の液体吐出ヘッドの具体的な製造方法の実施例について説明する。
まず図３（ａ）に示されるように、エネルギー発生素子１とドライバーやロジック回路（不図示）が形成されたシリコン基板を基板２として準備した。
次いで、図３（ｂ）に示されるように、基板２上に、光崩壊性ポジ型レジストからなるポジ型レジスト層を形成した。なお、ポジ型レジスト層を形成する光崩壊性ポジ型レジストとしては、ポリメチルイソプロペニルケトン（商品名：ＯＤＵＲ−１０１０、東京応化製）を樹脂濃度が２０ｗｔ％になるように調節し、これをまずスピンコート法によって基板２上に塗布した。その後、ホットプレート上にて１２０℃の温度で３分間、引き続き窒素置換されたオーブンにて、１５０℃の温度で３０分間のプリベークを行い、５μｍ膜厚のポジ型レジスト層を形成した。
その後、ポジ型レジスト層上に、露光装置（商品名：ＵＸ−３０００、ウシオ電機製）を用い、流路パターンの描かれたマスクを介して、１８０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量でＤｅｅｐ−ＵＶ光を照射した。その後、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）／キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）＝２／３溶液により現像し、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）を用いてリンス処理を行うことで、基板２上に、圧力室３となる液体流路用の型材４を形成した。
次いで、図３（ｃ）に示されるように、型材４が形成された基板２上に、以下の組成から成る感光性樹脂組成物を用いてスピンコートを行い（平板上膜厚１０μｍ）、９０℃で２分間（ホットプレート）のプリベークを行い、樹脂層５を形成した。
・商品名「ＥＨＰＥ−３１５０」（ダイセル化学工業製）を１００質量部
・商品名「ＨＦＡＢ」（セントラル硝子製）を２０質量部
・商品名「Ａ−１８７」（日本ユニカー製）を５質量部
・商品名「ＳＰ１７０」（旭電化工業製）を２質量部
・キシレンを８０質量部
【００１５】
次いで、図３（ｄ）に示されるように、樹脂層５の凹部６に対応（対向）した貫通穴７を有する平板８を樹脂層５の表面に乗せた。平板８は、表面が平坦なシリコン基板であり、貫通穴７を、感光性樹脂をマスクに用いてドライエッチングにより形成した。また、平板８として用いられたシリコン基板表面を、フッ素コーティング剤（商品名：デュラサーフ、ダイキン製）にて成膜処理した。
次いで、図３（ｅ）に示されるように、プレス装置（商品名：ＳＴ−５０、東芝機械製）を用いて、チャンバー内で減圧下のもと、平板８と基板２に対して上下より加温且つ加圧することで、平板８を樹脂層５に押しつけた。
次いで、図３（ｆ）に示されるように、押しつけ後には、大気開放し平板８を離型した。
【００１６】
次いで、図３（ｇ）に示されるように、ｉ線ステッパー（商品名：ＦＰＡ-３０００ｉ５＋、キヤノン製）を用いて、４０００Ｊ／ｍ2の露光量にて樹脂層５に吐出口パターンを露光した。その後、樹脂層５に対してホットプレートにて９０℃で２４０秒のＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を行った。その後、メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行い、１４０℃で６０分間の熱処理を行なって、吐出口９を備えた吐出口形成部材１１を形成した。
【００１７】
次いで、図３（ｈ）に示されるように、基板２の表面（吐出口形成部材１１が形成されている面）に保護層を塗布し、基板２の裏面にポジ型レジストでスリット状のエッチングマスクを形成した。その後、８０℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中に基板２を浸漬することでシリコン基板である基板２に対して異方性エッチングを行い、供給口１０を形成した。
次いで、保護層を除去した後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名：ＵＸ−３０００、ウシオ電機製）を用いて７０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で全面に露光し、型材４を可溶化した。そして乳酸メチル中に超音波を付与しつつ型材４を浸漬することで型材４を除去し、液体吐出ヘッドを作成した。
【００１８】
上記の方法で作成した液体吐出ヘッドは、基板２の各エネルギー発生素子１が設けられている面と吐出口９との距離Ｄが均一な形状となり、且つ光硬化性樹脂である樹脂層５の表面に変形は見られなかった。この液体吐出ヘッドをプリンターに搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、安定な吐出量の液滴を飛翔させることが可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。
【００１９】
（比較例）
樹脂層５を形成した後に、樹脂層５の表面に貫通穴７を有しないシリコン基板（平板）押しつけた。それ以外は実施例と同様の工程で液体吐出ヘッドを作製した。
本比較例の方法で作製した液体吐出ヘッドは、基板２の各エネルギー発生素子１が設けられている面と吐出口９との距離Ｄがばらつきを有していた。この液体吐出ヘッドをプリンターに搭載し、吐出及び記録評価を行った所、吐出量のばらつきが原因だと思われる文字のゆがみが見られた。
【符号の説明】
【００２０】
２    基板
３    圧力室
４    型材
５    樹脂層
６    凹部
７    貫通穴
８    平板
９    吐出口
１１    吐出口形成部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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