JP2019059160A - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の導電性が高く、かつ配線と流路形成部材との間の密着性が高い液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】基板１と、前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子５と、前記液体を吐出する吐出口２を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材４と、前記液体の流れを発生させる電極９と、前記流路形成部材と接して設けられた、前記電極に電力を供給する配線１２と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記流路形成部材が有機材料を含み、前記電極及び前記配線が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含む導電性密着層を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、液体中の揮発成分が蒸発することで、吐出口内の液体が増粘する場合がある。特に液体の粘度の増加が顕著な場合、流体抵抗が増加して液体の吐出不良が発生する場合がある。このような液体の増粘現象に対する対策の一つとして、吐出口内に増粘していないフレッシュな液体を流す方法が知られている。前記液体を流す方法として、例えば交流電気浸透流（ＡＣＥＯ）のようなμポンプを用いた方法が挙げられる（特許文献１）。

国際公開第２０１３／１３００３９号 特開２００７−２６１１７０号公報

特許文献１では、液体の流れを発生させる電極は基板上に配置されている。このような構成では電極に電力を供給するための配線が必要であり、基板上に配線を引回すことで電極と外部接続用端子とを電気的に接続する。しかしながら、基板上に、液体の吐出口を有し、液体の流路を形成する流路形成部材を樹脂等の有機材料を用いて形成する場合、配線と流路形成部材との密着性が低い課題がある。一般的に配線は金属材料からなるため、インク等の液体に長期間暴露されることによって、配線と流路形成部材との界面で剥離が生じる場合がある。

一方、配線と流路形成部材との密着性を向上させることを目的として、配線と流路形成部材との間に、酸化ケイ素、窒化ケイ素等の絶縁性密着層（体積抵抗率：１０^６Ωｃｍ以上）を挿入する技術が知られている（例えば特許文献２）。この場合、絶縁性密着層を形成する際に電極上にも絶縁性密着層が形成されるため、ドライエッチング等の方法により電極上の絶縁性密着層を除去する必要がある。交流電気浸透流を発生させるために、電気二重層容量への電荷蓄積量を増加させる必要があるためである。したがって、前記技術では製造工程数が増大し、また電極表面がエッチングによってダメージを受け、歩留りが低下する課題が存在する。一方、電極上の絶縁性密着層を除去しない場合、電極の導電性が低下する。

本発明は、電極の導電性が高く、かつ配線と流路形成部材との間の密着性が高い液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。また、本発明は、製造工程数を低減でき、かつ電極表面にダメージを与えずに、配線と流路形成部材との密着性を向上させることができる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。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子と、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材と、前記液体の流れを発生させる電極と、前記流路形成部材と接して設けられた、前記電極に電力を供給する配線と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記流路形成部材が有機材料を含み、前記電極及び前記配線が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含む導電性密着層を含むことを特徴とする。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に導電性密着層を形成する工程と、前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、前記基板上に、前記配線と接するように、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記流路形成部材が有機材料を含み、前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記液体の流路を形成する流路形成部材の側壁部と、前記流路の型材を形成する工程と、前記側壁部及び前記型材上に導電性密着層を形成する工程と、前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、前記側壁部、前記型材、前記電極及び前記配線上に、前記液体を吐出する吐出口を有する前記流路形成部材の天井部を形成する工程と、前記型材を除去して前記流路を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記流路形成部材の側壁部が有機材料を含み、前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。

本発明によれば、電極の導電性が高く、かつ配線と流路形成部材との間の密着性が高い液体吐出ヘッドを提供することができる。また、本発明によれば、製造工程数を低減でき、かつ電極表面にダメージを与えずに、配線と流路形成部材との密着性を向上させることができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態の一例を示す平面模式図と断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。 実施例及び比較例におけるシェア強度の測定結果を示すグラフである。

［液体吐出ヘッド］
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、エネルギー発生素子と、流路形成部材と、電極と、配線とを備える。前記エネルギー発生素子は、前記基板上に設けられ、液体を吐出するために利用される。前記流路形成部材は、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する。前記電極は、前記液体の流れを発生させる。前記配線は、前記流路形成部材と接して設けられ、前記電極に電力を供給する。ここで、前記流路形成部材は有機材料を含む。また、前記電極及び前記配線は、導電性ダイヤモンドライクカーボン（以下、導電性ＤＬＣとも示す）及びスズドープ酸化インジウム（以下、ＩＴＯとも示す）の少なくとも一方を含む導電性密着層を含む。

本発明に係る液体吐出ヘッドでは、電極及び配線が導電性ＤＬＣ及び／又はＩＴＯを含む導電性密着層を含む。ここで、導電性ＤＬＣ及びＩＴＯは高い導電性を有し、かつ有機材料との間で高い密着性を示す。そのため、本発明に係る液体吐出ヘッドにおける配線は、有機材料を含む流路形成部材との間で高い密着性を示す。また、本発明に係る液体吐出ヘッドにおける電極は高い導電性を有する。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドについて説明する。以下の各実施形態では、本発明の一実施形態である液体としてインクを吐出するインクジェット記録ヘッドについて具体的な構成を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明に係る液体吐出ヘッドは、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などの装置、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適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途としても用いることができる。また、以下に述べる実施形態は本発明の適切な具体例であるため、技術的に好ましい様々な限定が付与されている。しかしながら、本発明の思想に沿うものであれば、本実施形態は本明細書の実施形態やその他の具体的な方法に限定されるものではない。

図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。基板１上に流路形成部材４が接合されており、流路形成部材４には複数の吐出口２が配置されている。吐出口２は複数配列して吐出口列３を形成している。流路形成部材４は、その形成において寸法自由度が向上する観点から、エポキシ樹脂等の有機材料を含む。

図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す平面模式図である。図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ’における断面模式図である。図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面模式図である。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）におけるインクの流速分布を示した模式図である。

図２に示されるように、基板１は、インクを吐出するエネルギーを発生するエネルギー発生素子５を有する。また、基板１には、基板１の一方の面から他方の面へ貫通したインクの供給口７が設けられている。基板１上には、エネルギー発生素子５に対向する位置に設けられたインクを吐出する吐出口２を有し、基板１との間でインクの流路６を形成する流路形成部材４が設けられている。供給口７から流路６内へ供給されたインクは、エネルギー発生素子５によりエネルギーが付与され、吐出口２から記録媒体等の被記録体へ吐出される。

基板１上には、交流電気浸透流により矢印８の方向にインクの流れを発生させる、インクと接する電極９が複数配置されている。電極９は、基板１の表面上に引き回されたインクと接しない配線１２を介して、外部接続用端子に電気的に接続されている。電極９は２系統あり、それぞれＡＣ電源の＋端子、−端子に繋がっている。交流電気浸透流によってインクを流す場合、図２（Ｄ）に示されるように流路６内のインクの流速分布は、基板１の表面上で流速が大きく、流路形成部材４に近づくにつれて流速が０に漸近する分布を示す。このインクの流れにより、吐出口２の内部に増粘していないフレッシュなインクを供給することができる。

図２に示されるインクジェット記録ヘッドでは、電極９及び配線１２が、導電性ＤＬＣ及びＩＴＯの少なくとも一方を含む導電性密着層からなる。導電性ＤＬＣ及びＩＴＯは耐蝕性が高く、導電性を有し、かつインク等の液体に長期間浸漬しても有機材料を含む流路形成部材４との密着力が低下しにくい特性を有する。そのため、電極９は高い導電性を有する。また、配線１２と流路形成部材４との密着性は高いため、絶縁性密着層等の中間層を別途設ける必要がない。さらに、該インクジェット記録ヘッドでは、電極９及び配線１２が同一の導電性密着層からなるため、後述するように電極９と配線１２を一括して形成することができる。なお、導電性密着層の「導電性」とは、体積抵抗率が１００Ωｃｍ以下であることを示す。また、図２に示されるインクジェット記録ヘッドでは、電極９及び配線１２は同一の導電性密着層からなるが、該導電性密着層は互いに異なる導電性密着層であってもよい。また、後述するように、電極９及び配線１２は導電性密着層以外にも他の層を有してもよい。

ダイヤモンドライクカーボン（以下、ＤＬＣとも示す）とは、炭化水素や炭素の同素体からなるアモルファスな材料を指す。ＤＬＣは、水素の含有量と、含まれる電子軌道の割合（ｓｐ^３軌道／ｓｐ^２軌道）によって特性に幅がある。一般的なＤＬＣからなる層は、１０^６〜１０^１２Ωｃｍの体積抵抗率を有する絶縁層である。しかしながら、ＤＬＣに対してホウ素、窒素、ニッケル等の元素をドープすることによって、体積抵抗率を低下させることができ、導電性ＤＬＣとすることができる。すなわち、導電性ＤＬＣは、ホウ素、窒素及びニッケルからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含むことができる。導電性ＤＬＣを含む層の形成方法としては、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ、イオンプレーティング、イオン成膜、プラズマイオン注入成膜法等が挙げられる。導電性ＤＬＣを含む層の体積抵抗率は、層形成時の基板温度やガス流量等の条件を適宜変更することで制御することができる。

一方、ＩＴＯとは酸化インジウムと酸化スズの混合物である。ＩＴＯからなる層は透明で、導電性を有するため、タッチパネルや液晶ディスプレイ等に使用されている。酸化インジウムと酸化スズの比率を変えることで、得られる層の抵抗値や透明度を変化させることができる。ＩＴＯを含む層の形成方法としては、スパッタリング、蒸着等のＰＶＤが一般的であるが、ＣＶＤやゾルゲル液を用いた塗布成膜等の方法を用いることもできる。ＩＴＯを含む層の体積抵抗率は、層形成時の基板温度やガス流量等の条件を適宜変更することで制御することができる。

本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、図２に示されるように電極９及び配線１２の少なくとも一方が、導電性密着層からなってもよいが、導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層１０をさらに含んでもよい。電極９及び配線１２の少なくとも一方が低抵抗層１０をさらに含む例を図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、インクジェット記録ヘッドの図２（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面と、Ｃ−Ｃ’における断面を示した模式図である。

図３（Ａ）に示される構成では、電極９及び配線１２は、導電性密着層１１と、導電性密着層１１よりも体積抵抗率が低い低抵抗層１０とからなる。低抵抗層１０は基板１と接するように配置され、導電性密着層１１は流路形成部材４と接するように配置されている。本構成では、導電性密着層１１の体積抵抗率が比較的高い場合においても、電極９には電極９の厚さ方向にのみ電流が流れる。本構成によれば、配線１２から電極９まで十分な電圧を印加することが可能であり、交流電気浸透流ポンプの機能を向上させることができる。低抵抗層１０の材料としては、低抵抗層１０の体積抵抗率が導電性密着層よりも低ければ特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属、これらの合金等を使用することができる。

また、図３（Ｂ）に示されるように、低抵抗層１０を導電性密着層１１によって覆う構成としてもよい。本構成によれば、低抵抗層１０の耐蝕性が低い場合においても、低抵抗層１０がインクに触れることがないため、低抵抗層１０の材料選択の自由度が上がる。また、図３（Ｃ）に示されるように、配線１２のみが低抵抗層１０をさらに有してもよい。本構成によれば配線１２の抵抗が低いため、多数の電極９が分岐接続されて多くの電流が流れる場合にも、電力配線としての機能が向上する。一方、導電性密着層１１のカバレッジ不良やピンホール等の欠陥により、低抵抗層１０が腐食等のダメージを受ける可能性がなくなるため、信頼性が向上する。導電性密着層１１の厚さは１μｍ以下であることが好ましく、導電性と加工性の両立の観点から５０〜２００ｎｍであることがより好ましい。

導電性密着層１１が導電性ＤＬＣを含む場合、導電性密着層１１の体積抵抗率は１０Ωｃｍ以下であることが好ましい。図３（Ａ）や（Ｂ）に示される構成においても、下層（低抵抗層１０）を十分に保護することができ、電極９に適切な電圧を印加することができるためである。また、該体積抵抗率は０．１Ωｃｍ以下であることがより好ましい。図３（Ｃ）に示される構成においても、電極９に適切な電圧を印加することができるためである。また、該体積抵抗率は０．００１Ωｃｍ以下であることがさらに好ましい。図２に示されるように電極９及び配線１２が導電性密着層からなる場合においても、電極９に適切な電圧を印加することができるためである。一方、導電性密着層１１がＩＴＯを含む場合、導電性密着層１１の体積抵抗率は０．００１Ωｃｍ以下であることが好ましい。なお、これらの体積抵抗率は、後述する方法により測定される値である。

本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、図２及び図３に示されるように電極９及び配線１２の少なくとも一方が基板１上に設けられていてもよいが、電極９が流路６と接する流路形成部材４の表面上に設けられていてもよい。電極９が流路６と接する流路形成部材４の表面上に設けられている例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、インクジェット記録ヘッドの図２（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面を示した模式図である。

図４（Ａ）に示される構成では、電極９及び配線１２は導電性密着層１１からなり、電極９は、基板１と対向し、流路６と接する流路形成部材４の表面上に設けられている。また、配線１２の一部が流路形成部材４の内部に配置されている。すなわち、配線１２の一部が流路形成部材４に内包されている。図４（Ａ）には示されていないが、配線１２は適切な位置で基板１側と導通し、外部接続用端子に接続されている。本構成によれば、配線１２と流路形成部材４との界面が、配線１２の表裏に存在するにもかかわらず、電極９及び配線１２を導電性密着層１１のみで形成することができる。また、導電性密着層１１の材料としてＩＴＯを用いた場合、ＩＴＯは透明であるため、流路６内を視認することが可能となる。この場合、流路６内の詰まり等の不良が発生した場合にも、検査等を容易に行うことができる。

また、図４（Ｂ）に示されるように、電極９及び配線１２が導電性密着層１１及び低抵抗層１０からなり、低抵抗層１０を導電性密着層１１が覆う構成としてもよい。本構成によれば、低抵抗層１０の耐蝕性が低い場合においても、低抵抗層１０がインクに触れることがないため、低抵抗層１０の材料選択の自由度が上がる。また、図４（Ｃ）に示されるように、配線１２のみが導電性密着層１１及び低抵抗層１０からなり、低抵抗層１０を導電性密着層１１が覆う構成としてもよい。本構成によれば配線１２の抵抗が低いため、多数の電極９が分岐接続されて多くの電流が流れる場合にも、電力配線としての機能が向上する。一方、導電性密着層１１のカバレッジ不良やピンホール等の欠陥により、低抵抗層１０が腐食等のダメージを受ける可能性がなくなるため、信頼性が向上する。

［液体吐出ヘッドの製造方法］
（第一の実施形態）
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に導電性密着層を形成する工程。前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程。前記基板上に、前記配線と接するように、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程。ここで、前記流路形成部材は有機材料を含む。また、前記導電性密着層は、導電性ＤＬＣ及びＩＴＯの少なくとも一方を含む。

本実施形態に係る方法では、電極及び配線を構成する導電性密着層を一括して形成することができるため、製造工程数を低減することができる。また、該導電性密着層は高い導電性を有するため、電極が低抵抗層を有し、該低抵抗層上に該導電性密着層を形成する場合にも、該導電性密着層を除去する必要はなく、電極表面にダメージを与えることがない。さらに、該導電性密着層は有機材料を含む流路形成部材との間で高い密着性を示すため、配線と流路形成部材との高い密着性を確保することができる。また、前記方法では、導電性密着層を形成する工程の前に、電極及び配線の一部となる、導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を基板上に形成する工程をさらに含むことが、配線から電極まで十分な電圧を印加できるため好ましい。以下、本実施形態の一例について図５を用いて説明する。

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、インクジェット記録ヘッドの図２（Ａ）のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’における断面により各工程を示した図である。まず、図５（Ａ）に示されるように、エネルギー発生素子５を有する基板１上に、配線１２のパターンを有する低抵抗層１０を形成する。低抵抗層１０の材料としては、前述した材料を用いることができる。低抵抗層１０は、材料の異なる層を二層以上積層して得られる層であってもよい。低抵抗層１０の材料や層構成は、低抵抗層１０の体積抵抗率や加工性等を考慮して適宜選択すればよい。低抵抗層１０の形成方法は特に限定されず、例えば、蒸着法、スパッタ法等を用いることができる。配線１２のパターン形成は一般的なフォトリソグラフィー技術を用いて行うことができ、選択した材料に対して最適な方法を選択し、不要な部分をエッチングにて除去すればよい。

次に、図５（Ｂ）に示されるように、基板１及び低抵抗層１０上に導電性密着層１１を形成する。導電性密着層１１が導電性ＤＬＣを含む場合、導電性密着層１１はＰＶＤ法、ＣＶＤ法、イオン成膜法等により形成することができる。導電性密着層１１がＩＴＯを含む場合、導電性密着層１１はスパッタリング法等により形成することができる。

次に、図５（Ｃ）に示されるように、導電性密着層１１をパターニングして電極９及び配線１２を形成する。導電性密着層１１のパターニングは、フォトリソグラフィー技術を用い、電極９及び配線１２の形成領域にレジストを形成し、エッチングにより該形成領域以外の導電性密着層１１を除去することで行うことができる。導電性密着層１１が導電性ＤＬＣを含む場合、該エッチングの方法としては酸素プラズマのドライエッチングが挙げられる。導電性密着層１１がＩＴＯを含む場合、該エッチングの方法としてはシュウ酸をベースとした溶液によるウェットエッチングが挙げられる。

次に、図５（Ｄ）に示されるように、基板１に供給口７を形成し、基板１上に流路形成部材４を形成する。供給口７の形成は、ボッシュ方式ドライエッチングや、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等のアルカリ溶液を用いた異方性ウェットエッチングを用いて行うことができる。流路形成部材４の材料としては、エポキシ樹脂を含むネガ型レジストを用いることができる。流路形成部材４の形成はフォトリソグラフィー技術を用いて行うことが、エネルギー発生素子５と吐出口２の位置を精度良く作製できるため好ましい。形成される流路形成部材４は、吐出口２を有し、基板１との間に流路６を形成する。また、流路形成部材４は配線１２の導電性密着層１１と接している。

図５に示される方法では、電極９と配線１２とを同じ材料を用いて一括形成することができるため、製造工程数を低減できる。また、電極９の表面にダメージを与えずに、配線１２と流路形成部材４との密着性を向上させることができる。

（第二の実施形態）
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記液体の流路を形成する流路形成部材の側壁部と、前記流路の型材を形成する工程。前記側壁部及び前記型材上に導電性密着層を形成する工程。前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程。前記側壁部、前記型材、前記電極及び前記配線上に、前記液体を吐出する吐出口を有する前記流路形成部材の天井部を形成する工程。前記型材を除去して前記流路を形成する工程。ここで、前記流路形成部材の側壁部は有機材料を含む。また、前記導電性密着層は、導電性ＤＬＣ及びＩＴＯの少なくとも一方を含む。なお、流路形成部材の側壁部とは、流路形成部材において流路の側壁を形成する部分を示す。

電極を、流路と接する流路形成部材の表面上に設ける場合、配線と流路形成部材との界面が配線の表面と裏面の二面に存在するため、該界面に絶縁性密着層を挿入する場合工程数が大幅に増加する。一方、本実施形態に係る方法では、電極及び配線を構成する導電性密着層を一括して形成することができるため、電極を、流路と接する流路形成部材の表面上に設ける場合にも、製造工程数の増加を抑制することができる。また、該導電性密着層は高い導電性を有するため、電極が低抵抗層を有し、該低抵抗層上に該導電性密着層を形成する場合にも、該導電性密着層を除去する必要はなく、電極表面にダメージを与えることがない。さらに、該導電性密着層は有機材料を含む流路形成部材との間で高い密着性を示すため、配線と流路形成部材との界面において高い密着性を確保することができる。

本実施形態に係る方法では、流路の天井部分を形成する流路形成部材の天井部が有機材料を含むことができる。この場合、該方法は、導電性密着層を形成する工程の後であって、電極及び前記配線を形成する工程の前に、以下の工程をさらに含むことが好ましい。電極及び配線の一部となる、導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を導電性密着層上に形成する工程。導電性密着層及び低抵抗層上に、導電性密着層を再度形成する工程。低抵抗層を設けることで、配線から電極まで十分な電圧を印加できるためである。以下、本実施形態の一例について図６を用いて説明する。

図６（Ａ）〜（Ｇ）は、インクジェット記録ヘッドの図２（Ａ）のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’における断面により各工程を示した図である。まず、図６（Ａ）に示されるように、エネルギー発生素子５を有する基板１上に、流路形成部材の側壁部４ａと、流路の型材１３を形成する。例えば、エポキシ樹脂を含むネガ型レジストを用いて、流路形成部材の側壁部４ａを形成する。その後、基板１及び流路形成部材の側壁部４ａ上にポジ型レジストをスピン塗布し、ＣＭＰを用いて平坦化することで型材１３を形成することができる。

次に、図６（Ｂ）に示されるように、流路形成部材の側壁部４ａ及び型材１３上に導電性密着層１１を形成する。導電性密着層１１の形成は第一の実施形態と同様に行うことができる。次に、図６（Ｃ）に示されるように、導電性密着層１１上に配線１２のパターンを有する低抵抗層１０を形成する。低抵抗層１０の形成は第一の実施形態と同様に行うことができる。次に、図６（Ｄ）に示されるように、導電性密着層１１及び低抵抗層１０上に導電性密着層１１を再度形成する。

次に、図６（Ｅ）に示されるように、導電性密着層１１をパターニングして電極９及び配線１２を形成し、流路形成部材の側壁部４ａ、型材１３、電極９及び配線１２上に、有機材料を含む流路形成部材の天井部４ｂを形成する。導電性密着層１１のパターニングは第一の実施形態と同様に行うことができる。特に導電性密着層１１がＩＴＯを含む場合、ウェットエッチングによる加工が容易なため好ましい。オーバーエッチングの際にも型材１３との選択比が高く、寸法形状を維持することができるためである。流路形成部材の天井部４ｂの材料としては、エポキシ樹脂を含むネガ型レジストを用いることができる。流路形成部材の天井部４ｂの形成はフォトリソグラフィー技術を用いて行うことが、エネルギー発生素子５と吐出口２の位置を精度良く作製できるため好ましい。

次に、図６（Ｆ）に示されるように、基板１に供給口７を形成する。供給口７の形成は第一の実施形態と同様に行うことができる。次に、図６（Ｇ）に示されるように、型材１３を除去して流路６を形成する。型材１３の除去は、例えば型材１３を有機溶剤により溶解することで行うことができる。

図６に示される方法では、電極９と配線１２とを同じ材料を用いて一括形成、一括加工することができるため、配線１２は流路形成部材４との界面をその表面と裏面の二面に有するものの製造工程数を低減できる。また、電極９の表面にダメージを与えずに、配線１２と流路形成部材４との密着性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る方法では、流路形成部材の天井部が無機材料を含むことができる。この場合、該方法は、導電性密着層を形成する工程の後であって、電極及び配線を形成する工程の前に、電極及び配線の一部となる、導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を導電性密着層上に形成する工程をさらに含むことが好ましい。低抵抗層を設けることで、配線から電極まで十分な電圧を印加できるためである。以下、本実施形態の一例について図７を用いて説明する。

図７（Ａ）及び（Ｂ）は、インクジェット記録ヘッドの図２（Ａ）のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’における断面により各工程を示した図である。まず、図６（Ａ）〜（Ｃ）までと同様の工程を実施する。次に、図７（Ａ）に示されるように、導電性密着層１１をパターニングして電極９及び配線１２を形成する。導電性密着層１１のパターニングは第一の実施形態と同様に行うことができる。

次に、図７（Ｂ）に示されるように、流路形成部材の側壁部４ａ、型材１３、電極９及び配線１２上に、無機材料を含む流路形成部材の天井部４ｂを形成する。流路形成部材の天井部４ｂの材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。流路形成部材の天井部４ｂの形成は、ＣＶＤ等の一般的な成膜装置を用いて行うことができる。その後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術等を用いて、吐出口２を形成することができる。その後は図６（Ｆ）及び（Ｇ）と同様の工程を実施する。

図７に示される方法では、図６に示される方法と比較して、流路形成部材の天井部４ｂが無機材料を含むため、導電性密着層１１を再度形成する工程（図６（Ｄ））を省略することができ、製造工程数を低減できる。

（導電性評価）
熱酸化膜付きシリコンウェハに各種層を形成し、接触式段差計による該層の厚さ測定と抵抗測定とを実施した。これら二つの測定値から、該層の体積抵抗率を算出した。

（密着性評価）
前記導電性評価において作製した、各種層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、ネガ型エポキシ樹脂組成物をスピン塗布し、３６５ｎｍの波長で露光し、現像、ベークを行った。これにより、高さ１５μｍ、１００μｍΦの流路形成部材としての半円柱を形成した。得られた評価サンプルを二種類のインク（インクＡ及びインクＢ）に浸漬させ、インク浸漬前後の層と流路形成部材との接合強度（シェア強度）を測定した。

インクＡとして、水に有機溶剤（２−ピロリドン、１，２−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール及びアセチレン）を適量混ぜた溶液を使用した。また、インクＢとして、インクカートリッジ（商品名：ＰＧＩ−２３００ＢＫ、キヤノン（株）製）に封入されているインクを使用した。各インクへの浸漬は、圧力窯の中に各インクと評価サンプルとを同封してジャーを設置し、１２０℃、１０時間のプレッシャークッカーテストを実施することで行った。シェア強度の測定は、前記半円柱に対して、高さ１μｍ、スキャン速度６μｍ／ｓの条件にて実施した。シェア強度の測定結果を図８にまとめて示す。

［実施例１］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてＩＴＯを２００ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は１．０×１０^−３Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は３１．１ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は２３．５ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は２０．４ｇであった。本実施例では、インク浸漬前後において層と流路形成部材との密着性に大きな変化はなく、インク浸漬後も十分な接合強度を有していた。

［実施例２］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、ボロンドープ導電性ＤＬＣをプラズマイオン注入成膜法（プラズマイオンアシスト社製装置を使用）にて１５０ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は１．５×１０^−２Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は２６．４ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は２４．８ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は２５．２ｇであった。本実施例では、インク浸漬前後において層と流路形成部材との密着性に大きな変化はなく、インク浸漬後も十分な接合強度を有していた。

［比較例１］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてＡｕ（金）を２００ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は１．２×１０^５Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は２７．０ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は０．７ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は０ｇ（剥がれにより測定不可）であった。

［比較例２］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてＰｔ（白金）を１００ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は２．０×１０^−５Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は２４．０ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は０．５ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は０ｇ（剥がれにより測定不可）であった。

［比較例３］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてＮｉ（ニッケル）を６５ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は１．４×１０^−５Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は３０．８ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は２０．１ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は１０．３ｇであった。

［比較例４］
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてＷ（タングステン）とＴｉ（チタン）との合金（Ｔｉ：１０質量％）を１００ｎｍの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は１．５×１０^５Ωｃｍであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は２９．６ｇであった。一方、インクＡ浸漬後のシェア強度は７．３ｇ、インクＢ浸漬後のシェア強度は０ｇ（剥がれにより測定不可）であった。

１ 基板
２ 吐出口
４ 流路形成部材
５ エネルギー発生素子
６ 流路
９ 電極
１１ 導電性密着層
１２ 配線

Claims (19)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子と、
   前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材と、
   前記液体の流れを発生させる電極と、
   前記流路形成部材と接して設けられた、前記電極に電力を供給する配線と、
   を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記流路形成部材が有機材料を含み、
   前記電極及び前記配線が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含む導電性密着層を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記導電性密着層が導電性ダイヤモンドライクカーボンを含み、
   前記導電性密着層の体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記導電性密着層の体積抵抗率が０．１Ωｃｍ以下である請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記導電性密着層の体積抵抗率が０．００１Ωｃｍ以下である請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記導電性密着層がスズドープ酸化インジウムを含み、
   前記導電性密着層の体積抵抗率が０．００１Ωｃｍ以下である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が、前記基板上に設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記電極が、前記流路と接する前記流路形成部材の表面上に設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記配線の少なくとも一部が前記流路形成部材の内部に配置されている請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層をさらに含む請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が前記導電性密着層からなる請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記有機材料がエポキシ樹脂である請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記導電性ダイヤモンドライクカーボンが、ホウ素、窒素及びニッケルからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含む請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に導電性密着層を形成する工程と、
    前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、
    前記基板上に、前記配線と接するように、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、
    を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記流路形成部材が有機材料を含み、
    前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 前記導電性密着層を形成する工程の前に、前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記基板上に形成する工程をさらに含む請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
15. 液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記液体の流路を形成する流路形成部材の側壁部と、前記流路の型材を形成する工程と、
    前記側壁部及び前記型材上に導電性密着層を形成する工程と、
    前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、
    前記側壁部、前記型材、前記電極及び前記配線上に、前記液体を吐出する吐出口を有する前記流路形成部材の天井部を形成する工程と、
    前記型材を除去して前記流路を形成する工程と、
    を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記流路形成部材の側壁部が有機材料を含み、
    前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
16. 前記流路形成部材の天井部が有機材料を含む請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
17. 前記導電性密着層を形成する工程の後であって、前記電極及び前記配線を形成する工程の前に、
    前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記導電性密着層上に形成する工程と、
    前記導電性密着層及び前記低抵抗層上に、前記導電性密着層を再度形成する工程と、
    をさらに含む請求項１６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
18. 前記流路形成部材の天井部が無機材料を含む請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
19. 前記導電性密着層を形成する工程の後であって、前記電極及び前記配線を形成する工程の前に、
    前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記導電性密着層上に形成する工程をさらに含む請求項１８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。