[0001]【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット方式に用いる記録液小滴を発生するためのインクジェットヘッドの製造方法に関する。本発明は、インク吐出圧発生素子が形成された面に対して垂直方向に記録液小滴を吐出する所謂サイドシューター型のインクジェットヘッドの製造方法に関する。USP4789425号明細書に記載されるようにインク吐出圧発生素子が形成された基板に貫通口(インク供給口)を設けインク吐出圧発生素子が形成された面の裏面よりインクを供給する方式が採られている。medium,着弾位置精度の低下等で十分な画像品位が得られないためである。obtained.【0003】このような従来の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。VACREL」などのドライフィルムをラミネートした後パターニングしてインク流路壁を形成する。wall,接着してインクジェットヘッドを作製している。head.【0005】ここで貫通口が形成された基板に対して吐出口部を形成するため、インク流路壁はドライフィルムによって形成しているが、これはインク流路壁となる樹脂層を溶媒に溶かして塗布する方法(スピンコート、ロールコート等のソルベントコート)では樹脂が貫通口に流れ込み均一に成膜出来ないためである。[0006]【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述のドライフィルムを用いる場合においても以下の欠点を有している。・スピンコートなどの成膜技術に比べて成膜精度が悪い。・前述した光重合性のドライフィルムは被覆性に乏しいため薄膜(ここで薄膜とは膜厚がおよそ15μm以下のものとする)を形成することが困難である。・一般的に高い解像度、アスペクト比を得ることが困難である。・経時安定性(基板への転写性、パターニング特性)に欠ける。・貫通口部へのドライフィルムの垂れ込みが生じる。opening.【0007】また、近年の記録技術の進展にともないインクジェット技術に対しても高精細な画像品位が望まれている。号公報に記載の方法はこの目的を達成するものである。前記方法は、インク吐出圧発生素子(電気熱変換素子)に記録情報に対応して駆動信号を印加し、電気熱変換素子にインクの各沸騰を越える急激な温度上昇を与える熱エネルギーを発生させ、インク内に気泡を形成、この気泡を外気と連通させてインク液滴を吐出させるものである。communication.前記方法では、小インク液滴の体積、速度が温度の影響を受けず安定化されるために高品位な画像を形成することが出来る。temperature.【0008】本発明者は前記吐出方式に最適なインクジェットヘッドの製造方法として以下に示す方法を先に提案した。layer,溶解可能な樹脂層を溶出する工程とを少なくとも含む方法である。前記方法ではインク吐出圧発生素子とインク吐出口の位置精度を極めて高い精度で実現出来るものであるが、溶解可能な樹脂層の形成にはドライフィルムを使用せざるを得ないため前述のドライフィルムの問題点が当てはまる。上述の方法ではインク吐出口は被覆樹脂層に設けられるため、インク吐出精度の重要なファクターのひとつであるインク吐出圧発生素子とインク吐出口との距離はドライフィルムで形成される溶解可能な樹脂層の成膜精度に影響されることになる。layer.【0010】更に、特開平5-131628号に記載のごとくインク供給口とインク吐出圧発生素子の距離精度はインクジェットヘッドの動作周波数特性に大きく影響するため、高い位置精度のインク供給口の形成技術が求められている。[0011]【問題点を解決する手段】本発明は上記の諸点に鑑みなされたものであって、サイドシューター型インクジェットヘッドの吐出口形成を平面基板上で行うことで、安価で精密なインクジェットヘッドを作成するインクジェット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。被覆樹脂層を形成する工程、前記インク流路パターンの除去前に前記異方性エッチングのストップ層のインク供給口部を除去する工程と、前記該インク流路パターンを溶出する工程と、をさらに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によって達成される。further.【0013】本発明によるインクジェットヘッドの製造方法においては、インクジェットヘッドのインク吐出特性に影響を及ぼす最も重要な因子のひとつである、吐出エネルギー発生素子とオリフィス間の距離及び該素子とオリフィス中心との位置精度の設定が極めて容易に実現できる等の利点を有する。invention,インク吐出口の形成を平面基板上で行うことが可能なため成膜精度が高く、インク吐出口部を形成する部材の選択範囲を広げることができる。portion.【0014】更に、本発明においては、インク供給口形成の位置精度が高くインク吐出圧発生素子との距離を短くできるため、動作周波数の高いインクジェットヘッドが容易に作成することができる。参照しつつ本発明を詳細に説明する。drawings.【0016】図1から図10は、本発明の基本的な態様を示すための模式図であり、図1から図10の夫々には、本発明の方法にかかわるインクジェットヘッドの構成とその製作手順の一例が示されている。<110>のシリコン基板1上(表面)に酸化シリコンもしくは窒化シリコン層2を介して電気熱変換素子あるいは圧電素子等のインク吐出圧発生素子3が所望の個数配置される。前記酸化シリコンもしくは窒化シリコン層は、後述の異方性エッチングのストップ層として機能する。liquid,記録が行われる。ちなみに、たとえば、上記インク吐出エネルギー発生素子3として電気熱変換素子が用いられるときには、この素子近傍の記録液を加熱することにより、吐出エネルギーを発生する。(この場合は、前記酸化シリコンあるいは窒化シリコンは蓄熱層を兼ねても良い。used,この素子の機械的振動によって、吐出エネルギーが発生される。(図示せず)が接続されている。一般にはこれら吐出エネルギー発生素子の耐用性の向上を目的として、保護層等の各種機能層が設けられるが、もちろん本発明においてもこのような機能層を設けることは一向にさしつかえない。invention.【0018】ここで、前記保護層に前述の異方性エッチングのストップ層である酸化シリコンもしくは窒化シリコン層2を用いることもできる。1)【0019】次に図2においてインク供給口を形成するためのマスクとなる部材4を基板1のインク吐出圧発生素子が形成されていない(裏面)面に設ける。4は、シリコンの異方性エッチングのマスクとなるもので酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などが好適に用いられる。ここで、部材4は必要に応じて基板の表面にも設置することが可能で、前述の保護層などを兼用しても構わない。4ガスを用いたドライエッチングにより除去する。ここで両面マスクアライナー等の手段を用いることでインク供給口の位置は表面のインク吐出圧発生素子に対して正確に決定される。3)【0021】次に、基板1を強アルカリ溶液に代表されるシリコン異方性エッチング液に浸漬し、インク供給口5を形成する。(図4)ここで、基板表面は必要に応じて保護される。<111>面でエッチングは停止する。したがって、基板1の面方位によってインク供給口の形状が異なる。00>,面方位<110>を用いた場合はθ=90°(基板表面に対して垂直)となる。(図4は面方位<100>を用いた場合を示す。<100>.)【0022】酸化シリコンあるいは窒化シリコン層2はアルカリ性エッチング液に耐性を持つためエッチングはここで停止する。(図5参照)したがってエッチングの正確な終点検知は必要としない。required.【0023】次に、基板1上にノズル部の形成工程に入る。ここでは、前述の溶解可能な樹脂層を用いた製造方法で説明する。ここで基板1はインク供給口上も酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜2で被われていて平面となっておりスピンコートあるいはロールコート等の塗布手段を用いることができることより・およそ50μm以下の膜厚であれば、任意の膜厚で高精度に成膜できる。thickness.・ドライフィルム化できない材料(被覆性に乏しい材料)も使用できる。such.【0024】このようにして、スピンコートあるいはロールコートで溶解可能な樹脂層を基板1上に成膜し、パターニングしインク流路6を形成する。6)【0025】次に図7に示すように被覆樹脂層7を形成する。対する密着性およびインク液に対する耐性やインク液を変質せしめない等の特性が要求される。required.【0026】前記被覆樹脂層7は光または熱エネルギーの付与により重合、硬化し基板に対して強く密着するものが好適に用いられる。4などでプラズマドライエッチングすることで、インク供給口5上の酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜2を除去し、インク供給口を貫通させる。ここで、酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜2のエッチング終点は正確に検知する必要はなく溶解可能な樹脂層で形成されたインク流路パターン6中の任意の点を持って終点とすれば良い。2の除去は後述のインク吐出口形成後に行っても構わないが、インク流路パターン6を除去する前に行うことが好ましい。6.【0028】ついで被覆樹脂層7上にインク吐出口8を形成する。(図9参照)インク吐出口の形成方法としては、被覆樹脂層7が感光性の場合は、フォトリソ技術によってパターニングしても構わない。硬化した樹脂層を加工する場合は、エキシマレーザーによる加工、酸素プラズマによるエッチング等の手法が挙げられる。plasma.【0029】ついで図10に示すように、インク流路パターンを形成する溶解可能な樹脂層6を溶出する。このようにして形成したインク流路およびインク吐出口を形成した基板に対して、インク供給のための部材およびインク吐出圧発生素子を駆動するための電気的接合を行ってインクジェットヘッドが形成できる。supply.【0030】更に、前記インクジェットヘッドの作成手順では異方性エッチング→ノズル工程→異方性エッチングストップ層の除去工程の場合で説明したが、ノズル工程→異方性エッチング工程→異方性エッチングストップ層除去工程の順番で行ってももちろん構わない。基板1の裏面にマスク部材4を形成し(図2もしくは図3の状態)、次いでノズル部の形成工程を行った後で、異方性エッチング工程を行う手順である。この場合には、多くのノズル形成部材が異方性エッチング液に対して耐性を持たないためノズルが形成された基板表面に異方性エッチング液が回り込まないように適宜保護する必要がある。above-mentioned図10に示す手順にしたがってインクジェットヘッドを作成した。結晶面方位<100>のシリコンウエハー(厚さ500μm)に熱酸化により酸化シリコン膜を両面に形成した。酸化シリコン膜上に形成した。形成された面を表面と記す。surface.)【0032】ここで、シリコンウエハー裏面には、熱酸化により酸化シリコン膜が形成されているため新たにシリコンの異方性エッチングのためのマスク部材を設ける必要はない。4ガスによるプラズマエッチングにより除去される。2時間浸漬しシリコンの異方性エッチングを行った。surface,ゴム系のレジストを保護膜として設置し、更に水酸化カリウム水溶液が接触しない構成とした。異方性エッチングはシリコンウエハーの表面の酸化シリコン膜で停止するため、エッチング時間、温度の正確な管理は必要とせずインク供給口に相当するシリコンが完全に除去される条件で行えば良い。5)【0034】異方性エッチングされたシリコンウエハーは、純水洗浄、表面のご無形レジストの除去を行い、ノズル部の形成工程に入る。MPA-600にてパターニング、現像することでインク流路の型を形成した。A−900はノボラック型レジストであり、高い解像性、安定したパターニング特性を有するものであるが、被膜性に乏しくドライフィルムかは困難である。ここで本発明においては、シリコンウエハー表面は平面に保たれているためノボラック系のレジストもスピンコートで正確な膜厚で形成することができる。flat.【0036】次ぎに、ノズルおよびインク吐出口を形成する被覆樹脂層を前記インク流路の型となる溶解可能な樹脂層上にスピンコートで形成した。(図7)被覆樹脂層は、インクジェットヘッドの構造材料となるため高い機械的強度、基板に対する密着性、耐インク性等が要求されエポキシ樹脂の熱あるいは光反応によるカチオン重合硬化物が最適に用いられる。脂環式エポキシ樹脂)、熱硬化性のカチオン重合触媒として4、4'−ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート/銅トリフラートからなる混合触媒を用いた。triflate.【0037】次にインク供給口を貫通させるためにインク供給口上の酸化シリコン膜を除去する。4ガスを用いたプラズマエッチングにより除去できる。ここでインク供給口上には後工程で除去する溶解可能な樹脂層が充填されているためプラズマエッチングは、この溶解可能な樹脂中の任意の点で終了させれば良く、被覆樹脂層になんらプラズマエッチングに影響を与えることがない。(図8)また、酸化シリコン膜はふっ酸に浸漬することでウエットエッチングも可能である。acid.【0038】次に被覆樹脂層上にインク吐出口を形成する。本実施例においては酸素プラズマエッチングにより吐出口を形成する例を示す。etching.【0039】インク供給口上の酸化シリコン膜を除去したシリコンウエハーの被覆樹脂層上にシリコン含有ポジ型レジストFH−SP(富士ハント(株)社製)9を塗布し、インク供給口と信号入力のための電気的接合部を行う部分(図示せず)をパターニングする。11)次に、酸素プラズマエッチングにより吐出口部および電気的接合部(図示せず)をエッチングする、前記レジストFH−SPは耐酸素プラズマ膜として作用し、吐出口部のみが溶解可能な樹脂層中の任意の点で終了させれば良く、ヒーター面になんらダメージを与えることはない。12)【0040】本実施例においては、酸素プラズマエッチングにより吐出口を形成したが、エキシマレーザーをマスクを介して照射することでアブレーションにより吐出口を形成することも可能である。FH-SP膜を洗い出す。ための電気的接続を行ってインクジェットヘッドが完成する。/イソロピルアルコール/酢酸リチウム/黒色染料フードブラック2=79.4/15/3/0.1/2.5からなるインクを用いて記録を行ったところ安定な印字が可能であり、得られた印字物は高品位なものであった。quality.【0044】また、前述のごとく、本実施例のインクジェット記録ヘッドは、ヒーター前方のすべてのインクを吐出させる吐出方式のため、ノズル構造がばらつきなく正確に作成できれば(特にノズル高さ=溶解可能な樹脂層+被覆樹脂層)ノズル間の吐出量のばらつきは極めて小さくなるはずである。そこで本実施例で作成したインクジェットヘッドを用いて吐出量のばらつきを測定した。10)を求め、その結果を下記表1に示す。1]【0046】表1から理解される様に本実施例で作成したインクジェットヘッドは、ノズル間の吐出量ばらつきがほとんどなく、高品位な画像を形成できる。異方性エッチング→異方性エッチングストップ層除去工程の手順でインクジェットヘッドを作成した。process.【0048】まず、結晶面方位<100>のシリコンウエハー1(厚さ500μm)表面に吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子3およびこれら素子を動作させるための駆動回路を作成した。異方性エッチングのストップ層として窒化シリコン膜2をシリコンウエハー表面に形成した(図1参照)なお、前記窒化シリコン膜2は、電気熱変換素子の保護膜としても機能する。element.継いで、ウエハー裏面に異方性エッチングのマスク部材4として窒化シリコン膜を形成した。2)【0049】次に、本実施例では、ノズル部の形成工程に入る。A−900を用いインク流路型を形成し、更に被覆樹脂層を形成した。被覆樹脂層は前記実施例1と同様の組成物を用いた。ここで前記組成物は、4、4'−ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート/銅トリフラートからなる混合触媒は感光性を有しているためフォトリソグラフィーによりインク吐出口を形成した。PLA520(コールドミラー250)で露光し(図3)、現像することでインク吐出口を形成した(図4)。15時間浸漬しシリコンの異方性エッチングを行った。silicon.【0051】この際、ノズル部が形成されたウエハー表面には、TMAH水溶液が接触しない構成とした。異方性エッチング終了後は、実施例1と同様にしてインク供給口上の窒化シリコン膜および溶解可能な樹脂層を除去することでインクジェットヘッドが完成する。member,信号入力のための電気的接続を行ったところ、良好な印字が可能であった。JP-A-62-264957号明細書記載の方法に本発明を利用した場合を示す。specification.【0054】シリコンの異方性エッチングによるインク供給口の形成までは実施例1と同様に作成する。5)【0055】次いで、ノズルを構成する樹脂層10をスピンコートで形成、光照射によりパターニング、現像を行う。13)【0056】ここで樹脂層10は、シリコンウエハー表面が平面に保たれているため、スピンコートで成膜可能なために以下の利点を有する。・任意の膜厚に構成度に成膜でき(ドライフィルムでは、困難なおよそ15μm以下も可能)、設計自由度が広がる。・ドライフィルムを用いた場合のインク供給口への垂れ込みが起こらないためにノズル部にインク供給口を近ずけることが可能となる。coating)も使用できる。used.【0057】本実施例においては、ノズル構成材料として下記表2に示す組成物を用いた。2]【0059】表2に示す組成物は、耐インク性に優れるものの被膜性の乏しく、スピンコートによって初めてシリコンウエハー上に膜厚をコントロールしつつ成膜可能となる。coating.【0060】次いで実施例1と同様にしてインク供給口上の酸化シリコンを除去する。ための電気的接続を行ってインクジェットヘッドとし、印字評価を行ったところ、良好な印字が可能であった。[0061]【発明の効果】以上説明したように、本発明によればインク吐出口の形成を平面基板上で行うことが可能なため成膜精度が高く、インク吐出口部を形成する部材の選択範囲を広げることができるという効果を有する。implement,インク供給口形成の位置精度が高くインク吐出圧発生素子との距離を短くできるため、動作周波数の高いインクジェットヘッドが容易に作成することができるという効果をも有するものである。前記該インク流路パターンを溶出する工程と、をさらに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。前記シリコンの異方性エッチング工程後に前記インク流路パターンを形成する工程を行う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。前記インク流路パターンを形成する工程後に前記シリコンの異方性エッチング工程を行う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。<100>面であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。<110>面であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。前記異方性エッチングのマスクとなる部材が酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。前記溶解可能な樹脂がスピンコートあるいはロールコートでシリコン基板上に形成される請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。