JP2002326363A

JP2002326363A - 液体吐出ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2002326363A
Application number: JP2001135701A
Authority: JP
Inventors: Toshio Suzuki; 敏夫鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-11-12

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の基板材料の選択が可能で、しかもドラ
イフィルムを用いることなく液流路を形成でき、工程が
簡単で設備投資が少ない液体吐出ヘッドの製造方法を提
供する。【解決手段】吐出エネルギー発生素子３が形成された
基体１に表面側から細長い溝５ａを溝加工するとともに
裏面側から複数個の穴５ｂを穿設して貫通した液供給口
５を形成し、液供給口５の基体表裏両面にテープ１２を
貼り付けた後に耐溶剤性の高い充填剤１４ａを液供給口
５に充填して硬化させ、さらに充填剤１４ｂを充填硬化
させた後に、基体表面側のテープ１２を剥がし、基体表
面に液流路となる樹脂６およびヘッドの構造材料となる
被覆樹脂７の形成ならびに吐出口８の形成の後に、液供
給口５に充填した充填剤１４ａ、１４ｂをそれぞれ除去
して、液体吐出ヘッドを完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の液体を
吐出口から飛翔液滴として吐出させて記録媒体に付着さ
せて印字記録や画像形成等を行う液体吐出ヘッドの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な液体吐出ヘッドは、イン
ク等の液体を吐出する複数の微細な吐出口と各吐出口に
連通する液流路、および各液流路に配置された吐出エネ
ルギー発生素子を有し、記録情報や画像情報に対応した
駆動信号を吐出エネルギー発生素子に印加し、該吐出エ
ネルギー発生素子に対応する液流路内の液体に吐出エネ
ルギーを付与することによって、吐出口から液体を飛翔
液滴として吐出させ、印字記録や画像形成を行うように
構成されている。

【０００３】吐出エネルギー発生素子が形成された面に
対して垂直方向に液滴を吐出させる所謂サイドシュータ
ー型の液体吐出ヘッドにおいては、基体に貫通した液供
給口を設ける必要がある。この種の液体吐出ヘッドの製
造方法に関しては、液供給用の貫通口が形成された基体
に対して液流路を形成する方法が、特開平６−２８６１
４９号公報等に記載されている。該公報に記載された製
造方法においては、液供給口が形成された基体上に液流
路を形成するためにドライフィルムを用いている。これ
は、液流路となる樹脂層を溶媒に溶解して塗布する方法
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。

【０００４】しかし、ドライフィルムを用いる方法で
は、（１）スピンコート等の成膜技術に比べ成膜精度が
悪く、（２）１５μｍ以下の薄膜を形成するのが困難で
あり、（３）高解像度、アスペクト比を得るのが困難で
あり、（４）経時安定性にかけ、さらに（５）貫通した
液供給口へのドライフィルムの垂れ込みが生じる、等の
問題点がある。また、前記公報には、液供給口に後工程
で除去可能な充填物を配置し、通常のスピンコート法や
ロールコート法等で被膜を形成しても構わない旨の記載
があるが、どのようにして基体表面と同一平面の平坦な
充填物の面を形成するのか等については全く説明されて
いない。

【０００５】また、ドライフィルムの問題点を回避すべ
く、液流路の形成にドライフィルムを用いない方法とし
て、特開平９−１１４７９号公報に提案された方法があ
るが、該公報に記載された方法は、液供給口を異方性エ
ッチングにより行うものである。

【０００６】また、特開平１０−１２８９８５号公報に
は、貫通口を有し吐出エネルギー発生素子が形成された
基板に対し、貫通口に樹脂を充填した後、吐出口形成部
を形成し、充填された樹脂を裏面から切削して液供給口
を形成する方法が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平９−１１４７９号公報に記載された異方性エッ
チングによる方法においては次のような問題点を有して
いる。

【０００８】（１）工程が長く煩雑である。エッチングストップ層だけで平面を保持させている
ため、膜応力を厳しく制御したエッチングストップ層を
形成する必要がある。異方性エッチングは強アルカリの溶液を使用するた
め、エッチング時に他の部分を耐エッチング液で保護す
る必要がある。

【０００９】（２）基体が特定方位のシリコンに限られ
る。ノズル数が数１０〜数1 ００ビット程度のシリアル
ヘッドの場合には、基体にドライバーＩＣを作り込める
ためシリコンウエハーが用いられている。例えば、１２
５ｍｍ（５インチ）ウエハーならば数１００個のヘッド
を作ることができる。ところが、長尺ヘッドの場合に
は、ドライバーＩＣの歩留まりの関係から、ドライバー
ＩＣを基体に作り込むよりも後付けとしたほうが懸命で
ある。また、現行では２００ｍｍ（８インチ）サイズの
シリコンウエハーが最大であるため、２００ｍｍ（８イ
ンチ）以上のドライバーＩＣ内蔵の長尺ヘッドを作るこ
とはできない。

【００１０】また、３００ｍｍ（１２インチ）以上の角
型シリコン基板が入手できたとしても、異方性エッチン
グによる方法では特定方位の基板でないと使用できない
ため、これを入手することは非常に困難となる。

【００１１】（３）設備投資が大きい。エッチングスト
ップ層形成の設備や両面アライナーなどの設備を必要と
するため、設備投資が大きくなる。

【００１２】さらに、特開平１０−１２８９８５号公報
に記載された方法においては、次のような問題点があっ
た。

【００１３】（１）貫通口に充填した樹脂を刃物で切削
加工して液供給口を形成しており、この切削加工用に刃
物の位置制御が困難である。液流路となるレジスト層の
厚さは１０μｍ程度しかなく、耐インク性の充填剤の平
坦性を出すことができても、液供給口を形成するための
切削加工用の刃物をこのレジスト層の厚さの間に制御す
ることは非常に困難である。

【００１４】（２）充填剤や充填方法が限られる。耐イ
ンク性があり、貫通口の全域に気泡が生じることなく充
填でき、そして充填した表面を平坦にすることができる
充填剤や充填方法は限られる。液供給口の幅は１ｍｍ程
度と広くしているが、チップの多数個取りおよびオリフ
ィスプレート材の強度の点から供給口幅は小さいほど良
く、そうなると余計困難になる。

【００１５】（３）液供給口端と吐出エネルギー発生素
子間の距離が長くなる。液供給口端と吐出エネルギー発
生素子間の距離は短い方が吐出周波数が向上し、一般的
に５０μｍ前後が好ましい。ところが、貫通口の内壁に
耐インク性の樹脂層を残そうとすると片側１０μｍ以上
は必要となり、液供給口端と吐出エネルギー発生素子間
の距離を短くしにくい。

【００１６】（４）応力により基板が変形しやすい。貫
通口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。

【００１７】そこで、本発明は、前述した従来技術の有
する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、どの
ような基板にも適用でき、しかもドライフィルムを用い
ることなく液流路を形成でき、工程が簡単で設備投資が
少ない液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的
とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、吐出エネル
ギー発生素子が形成された基体に貫通した液供給口を形
成し、該液供給口に充填剤を充填し、その後に液流路の
形成を行う液体吐出ヘッドの製造方法において、前記充
填剤として後に除去可能な充填剤を用い、液状充填剤を
前記液供給口に常圧注入、加圧注入、または減圧注入に
より充填し、あるいは固体状充填剤を前記液供給口内に
載置することを特徴とする。

【００１９】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におい
ては、前記液供給口の基体表面側をテープまたはガラス
板で塞いだ後に前記液状充填剤を前記液供給口に充填す
る、あるいは前記固体状充填剤を前記液供給口内に載置
した後に前記液供給口の基体表面側をテープまたはガラ
ス板で塞ぐことが好ましい。

【００２０】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におい
ては、溶媒希釈型充填剤を充填した後に、基体表面側の
液供給口開口部を開放し、前記充填剤の溶媒を乾燥させ
ることが好ましく、また、固体状態のホットメルト型樹
脂を前記液供給口内に載置した後に基体表面側を下にし
て加熱することが好ましい。さらに、前記充填剤として
溶剤可溶型樹脂、水分散型レジスト、または蛋白質を用
いることができる。

【００２１】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におい
ては、基体表面側に耐溶剤性の高い充填剤を充填し、そ
の下層に溶剤で除去しやすい充填剤を充填することが好
ましく、また、基体表面側に裏面から耐溶剤性の薄膜を
成膜し、その下層に溶剤で除去しやすい充填剤を充填す
ることが好ましく、さらにまた、前記充填剤を前記液供
給口に充填した後に、該充填剤の基体表面側に耐溶剤性
の薄膜を形成することが好ましい。

【００２２】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におい
ては、前記液供給口の基体表面側は細長い溝であり、該
液供給口の基体裏面側には前記溝と貫通する複数の穴が
形成され、前記液供給口の基体裏面側の開口面積を基体
表面側の開口面積の１／２以下とすることが好ましい。

【００２３】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におい
ては、前記液供給口の基体裏面側の複数の穴の両端部に
位置する穴が前記基体表面側の溝の両端部と同一位置あ
るいはその外側に位置することが好ましい。

【００２４】

【作用】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によれば、
吐出エネルギー発生素子が形成された基体に貫通した液
供給口を形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
液流路形成の前工程として液供給口を後に除去可能な充
填剤で充填することにより、製造工程を簡単にすること
ができ、さらに、基体表面側の液供給口をテープやガラ
ス等で塞いだ状態で充填剤を充填して硬化させること
で、充填剤の表面側に平坦面を形成することができ、ま
た、液供給口の基体表面側に耐溶剤性の充填剤を充填す
ることによりあるいは液供給口に充填する充填剤の基体
表面側に無機、金属等を成膜することにより、耐溶剤性
を確保することができる。これにより、液供給口の基体
表面側上に形成する液流路型剤の溶剤や現像液に対する
耐性をもたせることができ、ドライフィルムを用いるこ
となく液流路を形成することを可能にする。

【００２５】また、基体表面からダイサーまたはスライ
サー等で溝加工して細長い溝を形成し、裏面側から複数
個の穴を穿設して、基体を部分的に貫通する液供給口を
形成することにより、基体の機械的強度を向上させるこ
とができ、また、複数個の穴の両端に位置する穴を表面
側の溝の端部と同一あるいはその外側に位置するように
穿設することで、液供給口への充填剤の充填を常圧充填
で十分に行うことができる。

【００２６】さらに、本発明によれば、どのような基板
にも適用でき、工程が簡単で設備投資が少なく強度の高
い液体吐出ヘッドの作製が可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２８】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の
一実施例について、図１および図２を用いて説明する。
図１は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一実施
例による液体吐出ヘッドの製作手順を示す工程図であ
り、図２の（ａ）は本実施例において液供給口を形成し
た状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図であり、同
（ｂ）は本実施例において液供給口に充填剤を充填して
いる状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図であり、
同（ｃ）は本実施例において液供給口を形成した他の状
態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図である。

【００２９】本実施例においては、基体１としてキャス
トシリコン基板１ａを用いる。図１の（ａ）に示すよう
に、板厚０．６ｍｍのキャストシリコン基体１ａ上に蓄
熱層（不図示）、発熱素子等の吐出エネルギー発生素子
３、および吐出エネルギー発生素子３の保護層（不図
示）を形成する。

【００３０】次に、図１の（ｂ）に示すように、基板１
ａに液供給口５を形成する。本実施例においては、図２
の（ａ）に示すように、基板表面側の液供給口５ａをダ
イサーにより溝加工し、裏面側の液供給口５ｂをドリル
で複数箇所に形成する。表面側の液供給口５ａは、約５
０ｍｍ（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 ＝０．３ｍｍで形成した。また、裏面側の液供給
口５ｂは直径１５０μｍのドリルで図２の（ａ）に示す
ように７個の穴を形成した。このとき裏面側の両端に位
置する穴は、図２の（ａ）に示すように表面側の液供給
口５ａの溝幅と一致するか、図２の（ｃ）に示すように
表面側の液供給口５ａの溝幅より外側になるようにす
る。なお、図１は、図２の（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿
った断面を示している。

【００３１】このように、液供給口５を表面側と裏面側
で液供給口の形状を変えることにより、液供給口の基体
裏面側の開口面積を基体表面側の開口面積より小さく、
例えば１／２以下とすることができ、裏面側ではほとん
どの部分で貫通していないため、表面側に１００ｍｍ長
さの溝を形成しても、基体の機械的強度を高く維持する
ことができる。

【００３２】次に、図１の（ｃ）に示すように、有機保
護膜１１として日立化成（株）製ハイマルをノードソン
（株）製のマイクロスプレー塗布機を用いて、２μｍ塗
布し、２５０℃１時間の硬化を行う。その後に、同じ機
械で東京応化（株）製フォトレジストＯＦＰＲ８００を
４μｍ塗布し、所望のパターンで露光現像する。この
後、アッシャーでハイマルのパターンを行う。

【００３３】このように、ハイマル、レジスト塗布をス
プレーで行うことで、基体１の表裏両面および液供給口
５の内壁に均一な塗布膜が形成することができる。これ
により、液供給口５の内壁も有機保護膜１１で覆われる
ため、アルカリインクの使用が可能となる。

【００３４】次いで、図１の（ｄ）および図２の（ｂ）
に示すように、表裏の液供給口５（５ａ、５ｂ）の開口
部にテープ１２（リンテック社製ＵＶ硬化型テープＰ−
５７８０）を貼る。なお、このとき、図２の（ｂ）に示
すように、裏面側における両端に位置する２つの液供給
口５ｂにはテープ１２を貼らない。（なお、図２の
（ｂ）においては有機保護膜１１の図示は省略する。）
そして、裏面側の両端に位置する液供給口５ｂの開口部
の片側に、ディスペンサ１３で第１の充填剤１４ａを垂
らす。このとき、他方側の液供給口５ｂは大気に連通し
ているので、垂らした充填剤１４ａは徐々に液供給口５
内に進入し、充填剤１４ａが他方側の液供給口５ｂを満
たすまで充填剤１４ａを充填する。裏面側の両端部に位
置する液供給口５ｂが、図２の（ａ）または（ｃ）に示
すような位置に設けられているため、上記のような常圧
注入（常圧充填）によって充填剤を液供給口５（５ａ、
５ｂ）に十分に充填することができる。

【００３５】第１の充填剤１４ａとして、クラレ（株）
製ＰＶＡ−１０５を用いた。これは一度硬化すると耐溶
剤性の高い樹脂である。但し、一度の充填では硬化後の
膜厚は２０μｍ程度であり、これだけでは薄すぎて充填
剤として機能しない。本実施例では、常圧注入を示した
が、充填剤の粘度が高い場合などのときは、充填側の開
口部とディスペンサ１３のニードルの隙間をなくし、加
圧注入（加圧充填）することもできる。

【００３６】その後に、図１の（ｅ）に示すように、裏
面側のテープ１２を剥がす。このとき、液供給口５の開
口部近くまで充填剤１４ａが存在する。

【００３７】次に、表面側のテープ１２を介して充填剤
１４ａをホットプレートで８０℃１０分間の硬化を行
う。この結果、充填剤１４ａは、図１の（ｆ）に示すよ
うに、水分が蒸発するため減少するが、表面側の充填剤
１４ａはテープ１２で覆われているために形状変化する
ことなく、テープ１２に接した状態で２０μｍ厚の耐溶
剤性の被膜が形成される。

【００３８】次に、図１の（ｇ）に示すように、第２の
充填剤１４ｂとして荒川化学工業（株）製タマノルＥ−
１００を図１の（ｄ）〜（ｆ）と同様に常圧注入する。
これは、溶剤には耐性はないが、樹脂分濃度が５０％と
高いため乾燥後にも十分な容積を保持することができ
る。また、この樹脂は耐熱性が１５０℃あるため、後の
工程で印加される１２０℃の温度でも軟化することがな
い。

【００３９】その後に、表面からテープ１２にＵＶ光を
照射してテープ１２を剥離する。

【００４０】次に、図１の（ｈ）に示すように、裏面に
テープ１２ａを貼り付けた後、表面側に後に液流路とな
る樹脂６を塗布しパターニングする。樹脂６としては東
京応化製フォトレジストＯＤＵＲ１０１０Ａを用いた。

【００４１】このフォトレジスト（ＯＤＵＲ１０１０
Ａ）の溶剤はシクロヘキサノン、現像液はＭＩＢＫであ
るが、基体表面の液供給口５ａの開口部には耐溶剤性の
充填剤１４ａが存在するため、充填剤が溶解し陥没する
ようなことはない。また、基体裏面にはテープ１２ｂを
貼ってあるので、溶剤が液供給口５の内部に進入するこ
とはなく充填剤を溶解することもない。このようにする
ことで、充填剤１４ａの直上にも液流路のパターンを形
成することができ、この後形成する被覆樹脂７の強度増
加が期待できる。

【００４２】次に、図１の（ｉ）に示すように、ヘッド
の構造材料となる被覆樹脂７を塗布しパターニングす
る。被覆樹脂７としては、旭電化製アデカオプトマーＣ
Ｒ−１．０を用いた。この希釈溶剤はＭＩＢＫ、ジグラ
イムであるが、基体表面の液供給口５ａの開口部には耐
溶剤性の充填剤１４ａが存在するため、充填剤１４ａが
溶解し陥没するようなことはない。この際にも希釈溶剤
で第２の充填剤１４ｂが溶解されることを防ぐために裏
面にテープ１２ｂを貼って処理を行う。

【００４３】そして、図１の（ｊ）に示すように、被覆
樹脂７に対して、酸素プラズマエッチングで吐出エネル
ギー発生素子３に対向する部位に吐出口８を形成する。

【００４４】その後に、図１の（ｋ）に示すように、除
去液エチルセロソルブを用いて、液流路となる樹脂６お
よび第２の充填剤１４ｂを除去する。

【００４５】そして、図１の（ｌ）に示すように、８０
℃温水を用いて第１の充填剤１４ａを除去して、液体吐
出ヘッドが完成する。

【００４６】なお、本実施例では、２種類の充填剤１４
ａ、１４ｂを用いたが、第１の充填剤１４ａを乾燥させ
て次の充填を行うように充填と乾燥を繰り返して行うこ
とで、１種類の充填剤のみで行うこともできる。

【００４７】次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造
方法の第２の実施例について、図３および図４を用いて
説明する。図３は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の第２の実施例による製作手順の一部を示す工程図で
あり、図４の（ａ）は本実施例において液供給口を形成
した状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図であり、
同（ｂ）は本実施例において液供給口に充填剤を充填し
ている状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図であ
る。

【００４８】図３の（ａ）に示すように、板厚０．６ｍ
ｍのキャストシリコン基板１ａの裏面に保護膜１６とし
てＳｉＯ₂ をスパッタし、表面側に発熱素子等の吐出エ
ネルギー発生素子３、無機保護膜（不図示）および有機
保護膜として日立化成（株）製ハイマル１１がパターニ
ングされる。そして、その上にフォトレジスト１５を全
面に塗布する。

【００４９】次いで、液供給口５を図３の（ｂ）に示す
ように形成する。すなわち、先ず、基体表面側からダイ
サーで溝加工して液供給口５ａを形成し、裏面側から溝
状の液供給口５ａに対して３個所にドリルで裏面側の液
供給口５ｂを形成する。このときの液供給口の長手方向
の断面を図４の（ａ）に示し、図３は図４の（ａ）にお
けるＡ−Ａ線に沿った断面を示している。裏面側の液供
給口５ｂは、表面側の液供給口５ａに連通しておればよ
く、図３の（ｂ）に示すように、表面側の液供給口５ａ
と同一幅である必要はなく、中心が一致していなくても
構わない。

【００５０】次に、図３の（ｃ）に示すように、基板１
ａの表面に低温スパッタでＳｉＯ₂保護膜１６を形成す
る。同時に、液供給口５ａ、５ｂの内壁にもＳｉＯ₂ 保
護膜１６が形成される。その後に、フォトレジスト１５
を除去する。このときに保護膜１６はリフトオフされ除
去される。

【００５１】そして、図３の（ｄ）および図４の（ｂ）
に示すように、裏面側の液供給口５ｂの開口部の一箇所
を除き、表裏両面の液供給口５ａ、５ｂの開口部にフッ
素樹脂系テープ１２を貼り、基板表面側を下にして真空
チャンバー１７に入れる。真空チャンバー１７内を真空
にした後に、ディスペンサ１３から充填剤１４を裏面側
のテープ１２が貼られていない液供給口５ｂの開口部か
ら注入し、裏面側の開口部を全域埋めるように十分に垂
らす。ここで、充填剤１４として卵白（蛋白質）を用い
た。この結果、液供給口５はテープ１２と充填剤１４で
封止された状態となる。この後に、真空チャンバー１７
を大気開放する。これによって、液供給口５の内部は真
空で外部は大気となるため、充填剤１４は液供給口５の
内部に充填される。

【００５２】次いで、１００℃１時間の硬化を行うと、
充填剤１４は、図３の（ｅ）に示すような形状で固ま
る。

【００５３】その後は、前述した第１の実施例における
図１の（ｈ）以降に示す処理と同様の処理を行う。但
し、充填剤として使用した卵白の除去は、塩酸にペプシ
ンを混ぜた４０℃の溶液中に５時間放置した後、ペプチ
ターゼに５時間晒して行う。

【００５４】次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造
方法の第３の実施例について、図５および図６を用いて
説明する。図５は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の第３の実施例による液体吐出ヘッドの製作手順の一
部を示す工程図であり、図６の（ａ）は本実施例におい
て液供給口内に固体状の充填剤を載置した状態の液体吐
出ヘッドの長手方向の断面図であり、同（ｂ）は本実施
例において液供給口内の固体状の充填剤を溶かす状態の
液体吐出ヘッドの長手方向の断面図である。

【００５５】本実施例においては、液供給口５を充填す
る充填剤として、耐溶剤性のホットメルト系の樹脂を用
いる点で前述した第２の実施例と相違している。

【００５６】図５の（ａ）〜（ｃ）は、図３の（ａ）〜
（ｃ）と同様の処理であり、その後に、図５の（ｄ）お
よび図６の（ａ）に示すように、充填剤としての耐溶剤
性のホットメルト系の樹脂１４ｃを固体状態で液供給口
５の内部に載置する。ホットメルト系樹脂１４ｃとして
テルペンフェノール樹脂を用いた。

【００５７】次に、表面に撥水剤を塗布したガラス板１
８の上に基体１の表面を下にして置き、これを図５の
（ｅ）および図６の（ｂ）に示すように、ホットプレー
ト１９上に載置し、ホットプレート１９を溶融温度１６
０℃にして、ホットメルト系樹脂１４ｃを溶かし、図５
の（ｆ）に示すように、液供給口５の表面側開口部に平
坦な充填層を形成する。

【００５８】ホットメルト系樹脂１４ｃとして用いたテ
ルペンフェノール樹脂は、耐溶剤性に劣るために、この
ままでは液流路となる樹脂６を塗布すると樹脂６の溶剤
で溶解してしまうために、基板１ａの表面にアルミ膜２
０をスパッタし、液供給口５の周囲のみ残すようにパタ
ーニングする。

【００５９】その後は、前述した第１の実施例における
図１の（ｈ）以降に示す処理と同様の処理を行う。但
し、アルミ膜２０の除去は燐酸を用いた。なお、本実施
例では、アルミ膜を用いたが、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ等の無
機膜を用いることもできる。

【００６０】次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造
方法の第４の実施例について、図７および図８を用いて
説明する。図７は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の第４の実施例による液体吐出ヘッドの製作手順の一
部を示す工程図であり、図８は本実施例において液供給
口を形成した状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図
である。

【００６１】本実施例においては、基体１としてＳｉＣ
基板１ｂを用い、図７の（ａ）に示すように、板厚０．
６ｍｍのＳｉＣ基板１ｂの上に、蓄熱層（不図示）、発
熱素子等の吐出エネルギー発生素子３および保護膜（不
図示）を形成し、さらに有機保護膜１１がパターニング
される。

【００６２】次に、図７の（ｂ）に示すように、貫通し
た液供給口５を形成する。このときの液供給口５の長手
方向の断面を図８に示す。図７は、図８におけるＡ−Ａ
線に沿った断面を示している。

【００６３】次いで、図７の（ｃ）に示すように、基板
表面の液供給口５にテープ１２（リンテック社製ＵＶ硬
化型テープＰ−５７８０）を貼り、その後に、図７の
（ｄ）に示すように、裏面側からアルミ膜２０をスパッ
タする。

【００６４】そして、前述した第１の実施例における図
１の（ｇ）と同様に充填剤１４を液供給口５に注入す
る。充填剤１４としては、耐溶剤性はないが充填性の高
い荒川化学工業（株）製タマノルＥ−１００を用い、常
圧充填する。

【００６５】それ以降は、前述した第１の実施例におけ
る図１の（ｈ）以降に示す処理と同様の処理を行う。そ
して、最終的に残った液供給口５の内面のアルミ膜２０
は燐酸でエッチングする。この結果、液供給口５の内壁
は保護膜がなくインクに晒されるが、基体のＳｉＣが耐
食性に優れているため、インクに浸蝕されることはな
い。

【００６６】以上の実施例では、基体としてキャストシ
リコン、ＳｉＣを用いたが、従来のように単結晶シリコ
ンでもＡｌ等の任意の基板を用いることも可能である。
Ａｌ等の基板の場合には、ダイヤモンドブレードの代わ
りにダイヤモンドバイトを用いれば、高精度の液供給口
を形成することができる。

【００６７】以上のように、本発明においては、液流路
形成の前工程で形成した液供給口に除去可能な充填剤で
充填する際に、基体表面側の液供給口をテープやガラス
等で塞いだ状態で充填剤を充填して硬化させることで、
充填剤の表面側に平坦面を形成することができる。溶媒
希釈型の充填剤の場合は、テープ面の封止を保ち、この
面を下にした後に基体裏面側を開放することで、基体裏
面から乾燥させ基体表面側の平坦性を維持させることが
でき、また、ホットメルト型充填剤の場合には、テープ
面を下にして硬化させることで基体表面側の平坦性を維
持させることができる。

【００６８】さらに、液供給口の基体表面側に耐溶剤性
の充填剤を充填することにより、あるいは液供給口に充
填する充填剤の基体表面側に無機、金属等を真空成膜す
ることにより、耐溶剤性を確保することができる。これ
により、液供給口の基体表面側上に形成する液流路型剤
の溶剤や現像液に対する耐性をもたせることができ、ド
ライフィルムを用いることなく液流路を形成することを
可能にする。

【００６９】さらに、基体表面からダイサーまたはスラ
イサー等で溝加工して細長い溝を形成し、裏面側から複
数個の穴を穿設して、基体を部分的に貫通する液供給口
を形成することにより、基体の機械的強度を向上させる
ことができ、また、複数個の穴の両端に位置する穴を表
面側の溝の端部と同一あるいはその外側に位置するよう
に穿設することで、液供給口への充填剤の充填を常圧充
填で十分に行うことができる。

【００７０】また、液供給口上部の液流路のパターニン
グが必要なければ、液流路型剤と同じレジストを充填剤
として使用することも可能である。また、液流路型剤と
して塗布型のレジストを用いたが、従来と同様にドライ
フィルムを用いても可能であることはいうまでもない。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吐出エネルギー発生素子が形成された基体に貫通した液
供給口を形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
液流路形成の前工程として液供給口を後に除去可能な充
填剤で充填することにより、製造工程を簡単にすること
ができ、さらに、基体表面側の液供給口をテープやガラ
ス等で塞いだ状態で充填剤を充填して硬化させること
で、充填剤の表面側に平坦面を形成することができ、ま
た、液供給口の基体表面側に耐溶剤性の充填剤を充填す
ることによりあるいは液供給口に充填する充填剤の基体
表面側に無機、金属等を成膜することにより、耐溶剤性
を確保することができる。これにより、液供給口の基体
表面側上に形成する液流路型剤の溶剤や現像液に対する
耐性をもたせることができ、ドライフィルムを用いるこ
となく液流路を形成することを可能にする。

【００７２】また、基体表面からダイサー等で溝加工し
て細長い溝を形成し、裏面側から複数個の穴を穿設し
て、基体を部分的に貫通する液供給口を形成することに
より、基体の機械的強度を向上させることができ、ま
た、複数個の穴の両端に位置する穴を表面側の溝の端部
と同一あるいはその外側に位置するように穿設すること
で、液供給口への充填剤の充填を常圧充填で十分に行う
ことができる。

【００７３】さらに、本発明によれば、どのような基板
にも適用でき、工程が簡単で設備投資が少なく強度の高
い液体吐出ヘッドの作製が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一実
施例による液体吐出ヘッドの製作手順を示す工程図であ
る。

【図２】（ａ）は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の一実施例において液供給口を形成した状態の液体吐
出ヘッドの長手方向の断面図であり、（ｂ）は液供給口
に充填剤を充填している状態の液体吐出ヘッドの長手方
向の断面図であり、（ｃ）は液供給口を形成した他の状
態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図である。

【図３】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第２
の実施例による製作手順の一部を示す工程図である。

【図４】（ａ）は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の第２の実施例において液供給口を形成した状態の液
体吐出ヘッドの長手方向の断面図であり、（ｂ）は液供
給口に充填剤を充填している状態の液体吐出ヘッドの長
手方向の断面図である。

【図５】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第３
の実施例による製作手順の一部を示す工程図である。

【図６】（ａ）は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方
法の第３の実施例において液供給口内に固体状の充填剤
を載置した状態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図で
あり、（ｂ）は液供給口内の固体状の充填剤を溶かす状
態の液体吐出ヘッドの長手方向の断面図である。

【図７】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第４
の実施例による製作手順の一部を示す工程図である。

【図８】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第４
の実施例において液供給口を形成した状態の液体吐出ヘ
ッドの長手方向の断面図である。

【符号の説明】

１基体１ａキャストシリコン基板１ｂＳｉＣ基板３吐出エネルギー発生素子５液供給口（貫通口）５ａ（表面側の）液供給口（溝）５ｂ（裏面側の）液供給口６（液流路となる）樹脂７被覆樹脂８吐出口１１有機保護膜１２テープ１３ディスペンサ１４（ａ、ｂ、ｃ）充填剤１５フォトレジスト１６保護膜１７真空チャンバー１８ガラス板１９ホットプレート２０アルミ膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出エネルギー発生素子が形成された基
体に貫通した液供給口を形成し、該液供給口に充填剤を
充填し、その後に液流路の形成を行う液体吐出ヘッドの
製造方法において、前記充填剤として後に除去可能な充填剤を用い、液状充
填剤を前記液供給口に常圧注入、加圧注入、または減圧
注入により充填し、あるいは固体状充填剤を前記液供給
口内に載置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２】前記液供給口の基体表面側をテープまた
はガラス板で塞いだ後に前記液状充填剤を前記液供給口
に充填する、あるいは前記固体状充填剤を前記液供給口
内に載置した後に前記液供給口の基体表面側をテープま
たはガラス板で塞ぐことを特徴とする請求項１記載の液
体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】溶媒希釈型充填剤を充填した後に、基体
表面側の液供給口開口部を開放し、前記充填剤の溶媒を
乾燥させることを特徴とする請求項１または２記載の液
体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】固体状態のホットメルト型樹脂を前記液
供給口内に載置した後に基体表面側を下にして加熱する
ことを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ヘッ
ドの製造方法。
【請求項５】前記充填剤が溶剤可溶型樹脂、水分散型
レジスト、または蛋白質であることを特徴とする請求項
１または２記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】基体表面側に耐溶剤性の高い充填剤を充
填し、その下層に溶剤で除去しやすい充填剤を充填する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】基体表面側に裏面から耐溶剤性の薄膜を
成膜し、その下層に溶剤で除去しやすい充填剤を充填す
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に
記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】前記充填剤を前記液供給口に充填した後
に、該充填剤の基体表面側に耐溶剤性の薄膜を形成する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】前記液供給口の基体表面側は細長い溝で
あり、該液供給口の基体裏面側には前記溝と貫通する複
数の穴が形成され、前記液供給口の基体裏面側の開口面
積を基体表面側の開口面積の１／２以下とすることを特
徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体
吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】前記液供給口の基体裏面側の複数の穴
の両端部に位置する穴が前記基体表面側の溝の両端部と
同一位置あるいはその外側に位置することを特徴とする
請求項９記載の液体吐出ヘッドの製造方法。