KR100506436B1 - 액체 토출 기록 헤드 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

액체 토출 기록 헤드 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과, 상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 유동로를 둘러싸는 홈은 상기 오리피스 판에 형성되고, 상기 홈과 접촉된 오리피스 판의 모서리부는 다수의 미세 만입부를 갖는 톱형상부로 형성되는 액체 토출 기록 헤드를 제공한다.

Description

액체 토출 기록 헤드 및 이를 제조하기 위한 방법{LIQUID DISCHARGE RECORDING HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 기록 매체를 향해 잉크와 같은 액체를 토출하기 위한 액체 토출 기록 작업(잉크 제트 기록 작업)에 사용되는 액체 토출 기록 헤드(잉크 제트 기록 헤드), 및 이러한 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
기록지와 같은 기록 매체 상에 화상(여기서, 의미에 관계없이 기호, 그림, 패턴 등을 "화상"으로 참조함)을 형성하기 위한 기록 장치의 일 태양으로는, 미세 토출 포트(들)로부터 미세 잉크 액적(들)을 토출하기 위한 액체 토출 기록 장치(잉크 제트 기록 장치)가 있다.
액체 토출 기록 헤드중에, 에너지 생성 요소가 형성되는 기판과 평행하게 액적이 토출되는 에지 슈터형(edge shooter type) 액체 토출 기록 헤드와 액적이 기판에 수직으로 토출되는 측부 슈터형 액체 토출 기록 헤드가 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 번호 제1992-10940호, 1992-10941호, 및 1992-10942호는 측부 슈터형 액체 토출 기록 헤드를 개시한다. 이들 서류에 개시된 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 잉크 액적은 열 생성 저항체를 가열함으로써 생성되는 버블을 대기와 연통시키면서 토출된다. 이러한 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 일본 특허 공개 번호 제1987-234941호에 개시된 종래의 제조 방법으로 측부 슈터형 액체 토출 기록 헤드에서 달성하는 것이 어려웠던 작은 액적 기록 작업 및 에너지 생성 요소와 오리피스 사이의 거리의 감소는 용이하게 달성될 수 있고, 따라서, 고도 정밀한 기록 작업에 대한 최근의 요구 사항이 만족될 수 있다.
또한, 최근에, 프린터의 향상된 출력 속도가 요구된다. 이유로는 컴퓨터의 프로세싱 속도가 향상되고 잉크 액적이 고도로 정밀한 화상을 출력하도록 최소화됨에 따라 고밀도 잉크 액적이 요구되기 때문이다. 또한, 대형 기록 매체를 취급하는 프린터와 네트워크에 접속된 프린터에 있어서, 고속에 대한 요구가 점점 중요해지고 있다. 프린터의 높은 출력 속도는 단위 시간당 액적수, 즉 잉크 토출 빈도수를 증가시키고, 그리고/또는 잉크 토출 포트수를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 통상, 프린터의 높은 출력 속도는 이들 모두를 증가시킴으로써 달성된다. 그러나, 잉크 토출 포트 수가 증가될 때, 노즐열은 증가되어, 액체 토출 기록 헤드의 크기를 증가시키도록 유도한다.
이러한 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 도22a에 도시된 바와 같이, 복수의 잉크 토출 포트(106)를 갖는 오리피스 판(105)은 기판(102)에 접합된다. 도22b에 도시된 바와 같이, 잉크 공급 포트(107)는 기판(102)에 형성되고, 복수의 에너지 생성 요소(열 생성 저항체; 101)는 잉크 토출 포트(106)에 대응하는 위치에서 오리피스 판(105)에 접합된 기판(102)의 표면 상에 배치된다. 도22c에 도시된 바와 같이, 잉크 공급 포트(107)로부터 연장하고 열 생성 저항체(101) 위에서 잉크 토출 포트(107)와 연통된 잉크 유동로(액체 챔버; 108)는 기판(102)과 오리피스 판(105) 사이에 형성된다. 따라서, 잉크는 잉크 공급 포트(107)로부터 잉크 유동로(108)로 공급되고, 열 생성 저항체(101)의 작용에 의해 생성된 버블의 압력에 의해 잉크 토출 포트(106)로부터 토출된다. 부수적으로, 도면에서, 단순함으로 위해, 잉크 토출 포트와 열 생성 저항체가 개략적으로 부분 도시거나 복수의 미세 토출 포트열이 일직선으로 도시된다.
이러한 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법에 있어서, 도23a 내지 23d에 도시된 바와 같이, 수용성 수지층(103)은 잉크 토출 에너지 생성 요소(열 생성 저항체; 101)가 형성되었던 기판(102) 상에 형성된 후에, 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층(105)은 스핀 코팅 등에 의해 이후에 코팅된다. 따라서, 수용성 수지층(103)은 용해되고, 잉크 공급 포트(107)는 기판(102)에 형성된다. 그 결과, 수지층(103)의 용해된 부분은 잉크 토출 포트(106)와 잉크 공급 포트(107)와 연통된 잉크 유동로(108)가 되고, 열 생성 저항체(101)는 잉크 유동로(108)에 직면한 관계로 배치된다. 그러나, 이 방법에 있어서, 도22c 및 도23의 2개의 점선 및 체인선으로 도시된 바와 같이, 평탄 형상으로 코트 수지층을 형성하는 것은 어렵다. 도23b 내지 도23d에 도시된 바와 같이, 코트 수지층(105)은 수용성 수지층(103)의 모서리부(단차부)를 따라 형성되고, 두꺼운 부분과 얇은 부분이 오리피스 판(105)에 구비되는 결과가 된다(분산). 오리피스 판(105)의 두께가 불균일한 액체 토출 기록 헤드가 사용될 때, 오리피스 판(105)의 얇은 부분은 집중된 응력을 받게되어, 오리피스 판이 기판(102)으로부터 박리되기 쉬울 수도 있고, 신뢰성이 악화되어 액체 토출 기록 헤드의 수명이 단축될 수도 있다. 또한, 잉크 토출량은 잉크 토출 에너지를 생성하기 위한 열 생성 저항체(101)와 오리피스 판(105)의 전방면 사이의 거리(간격)에 의해 결정되므로, 도23b 내지 도23d에 도시된 바와 같이, 오리피스 판(105)의 두께가 일정하지 않고 오리피스 판과 열 생성 저항체(101) 사이의 간격이 불균일할 때, 고도로 정밀한 기록 작업을 구현하기 위한 효과적인 방법인 작은 액적 기록 작업을 안정적으로 달성하는 것은 매우 어렵다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법은 일본 특허 공개 제1998-157150호 및 1999-138817호에 개시된다. 이러한 서류에 개시된 제조 방법에 있어서, 오리피스 판(105)의 평탄화를 목적으로, 수용성 수지층(103)은 잉크 유동로(108)의 패턴뿐만 아니라 그 외주연부 둘레에 형성되어, 코트 수지층(105)은 그 기초로서 수용성 수지층(103)을 사용하여 형성된다. 이 제조 방법은 도24a 내지 도24d를 참조하여 충분히 설명될 것이다. 부수적으로, 실제 제조에 있어서, 복수의 헤드가 통상 단일 기판 상에 동시에 제조되지만, 설명을 단순화하기 위해, 여기서, 단일 헤드의 제조가 설명될 것이다.
먼저, 도24a에 도시된 바와 같이, 수용성 수지층(103)은 잉크 토출 에너지 생성 요소로서의 열 생성 저항체(전기/열 전환 요소; 101)의 소정 개수가 소정 위치에 배열되었던 기판(102) 상에 형성된다. 이 경우에 있어서, 수용성 수지층(103)은 잉크 유동로를 구성한 패턴(103a) 뿐만아니라 잉크 유동로의 외주연부를 둘러싼 기초를 구성한 패턴(103b)을 구비한다. 부수적으로, 수용성 수지층(103)은, 예컨대 건조막의 적층 또는 레지스트(resist)의 스핀 코팅에 의해 코팅된 후에, 예컨대 자외선[딥-UV 광(deep-UV light)]을 사용한 노출 및 현상에 의해 패턴닝된다.
보다 구체적으로, (도쿄 오우카쿄구 가부시키가이샤에 의해 제조된 ODUR-1010과 같은) 폴리메틸 이소프로페닐 케톤(polymethyl isopropenyl ketone)은 스핀 코팅에 의해 코팅되고, 그런 후, 건조된 후에, 딥-UV 광을 사용한 노출 및 현상에 의해 패턴닝된다.
그런 후, 도24b에 도시된 바와 같이, 코트 수지층(105)은 스핀 코팅 등에 의해 수용성 수지층(103) 상에 형성된다.
이 경우에 있어서, 기초로서 패턴(103b)이 없다면, 잉크 유동로를 구성하는 패턴(103a)의 외주연부를 둘러싸는 부분이 넓은 구역에 걸쳐 기판(102)을 완전히 노출시키는 하부면이 되므로 도23b 내지 도23d에 도시된 바와 같이, 코트 수지층(105)은 점진적으로 하향으로 경사진 패턴(103a)에 대응하는 개구를 갖는 산형태를 형성하여, 이로써 코트 수지층의 두께를 불균일하게 한다. 그러나, 도24b에 도시된 바와 같이, 기초를 구성하는 패턴(103b)이 잉크 유동로를 구성하는 패턴(103a)의 외주연부를 둘러싸는 부분에도 제공될 때, 기판(102)을 노출시키는 하부면이 그리 큰 구역이 아니므로, 코트 수지층(105)은 균일한 높이로 형성된다. 물론, 코트 수지층(105)은 잉크 유동로를 구성하는 패턴(103a) 위에 매우 평탄하게 형성된다.
그런 후, 도24c에 도시된 바와 같이, 잉크 토출 포트(106)는 코트 수지층(105)에 형성되고, 개방부(104)는 기초를 구성하는 패턴(103b) 위에, 및 그 둘레에 형성된다. 잉크 토출 포트(106)와 개방부(104)의 형성은, 예컨대 자외선(딥-UV 광)을 사용한 노출 및 현상에 의해 달성될 수 있다. 보다 구체적으로, 네가티브 레지스트가 스핀 코팅에 의해 코팅되고 건조된 후에, 이를 패턴 노출 및 현상함으로써, 잉크 토출 포트(106)와 개방부(104)는 형성될 수 있다.
그런 후, 기판(102)은 잉크 공급 포트(107)를 형성하도록 화학 에칭된다. 예컨대, Si 기판이 기판으로 사용될 때, 잉크 공급 포트(107)는 이러한 KOH, NaOH, 또는 TMAH와 같은 강알카리 용액을 사용한 이방 에칭에 의해 형성된다. 보다 구체적인 예로는, 잉크 공급 포트(107)는 결정 배향이 <110>인 Si 기판 상에 형성된 열적 산화막을 패터닝한 후, 온도가 십몇시간 동안 80°로 조절된 22%의 TMAH를 구비한 용액을 사용하여 Si 기판을 에칭함으로써 형성된다.
그런 후, 도24d에 도시된 바와 같이, 수용성 수지층(103)은 잉크 유동로를 둘러싸는 홈(109)과 잉크 유동로(108)를 형성하도록 용해된다. 수용성 수지층(103)의 제거는 딥-UV 광을 사용한 전체 표면 노출을 달성한 후에 용해 및 건조를 달성함으로써 수행될 수 있고, 초음파 처리가 용해중에 달성될 때, 수지층(103)은 단시간에 양성 제거될 수 있다.
도시되지 않았지만, 도24d에 도시된 복수의 액체 토출 기구는 전술된 단계에 의해 단일 기판(102) 상에 형성되고, 이러한 기구가 완료된 후에, 기판(102)은 칩을 형성하도록 다이싱 서어(dicing saw)에 의해 분할 및 절단되고, 열 생성 저항체를 구동하기 위한 전기 접속이 완료된 후에, 잉크를 공급하기 위한 잉크 탱크와 같은 부재는 칩에 접합되어, 이로써 액체 토출 기록 헤드를 완성한다.
부수적으로, 잉크 공급 포트(107)의 형성은 수용성 수지층(103)의 형성 전에 및/또는 잉크 토출 포트(106) 및 개방부(104)의 형성 전에 수행될 수도 있다.
이 방식으로, 홈(109)이 잉크 유동로(108) 주위에 형성되는 방법에 의하면, 코트 수지층(105)이 평탄하게 형성될 수 있고 오리피스 판(105)의 두께가 액체 토출 기록 헤드에서 균일해지므로, 오리피스 판(105)의 전방면과 열 생성 저항체(101) 사이의 거리는 균일해지고, 고도로 정밀한 기록 작업을 구현하기 위한 작은 액적 기록 작업이 안정되게 수행될 수 있는 결과가 된다.
또한, 오리피스 판(105)은 잉크 토출 포트(106)와 전기 접속부 이외의 모든 부분을 덮지 않으므로, 기판(102)이 오리피스 판(105)의 경화 및/또는 온도 변화에 의해 생성된 응력으로 인해 변형되고 응력이 오리피스 판(105)의 모서리, 즉 잉크 유동로(108)의 벽부에 집중되어 오리피스 판과 기판(102) 사이의 박리를 유발하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 오리피스 판(105)이 잉크 토출 포트(106)의 부근 뿐만아니라 그 외측부를 덮기 때문에, 기판(102)의 표면의 큰 구역은 노출되지 않고, 액체 토출 기록 헤드가 실제 장착되거나 헤드가 사용될 프린터에 장착될 때 기판(102)의 표면이 손상되지 않는 결과가 된다.
이 방식으로, 잉크 유동로(108)의 벽부에 작용하는 응력은 가능한 작게 감소되고, 기판(102)의 표면은 손상되는 것이 방지된다.
도25a 내지 도25c는 위로부터 바라본 액체 토출 기록 헤드를 개략적으로 도시한다. 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 단일 열의 잉크 토출 포트(106)는 잉크 공급 포트(107)의 각 측부에 배치된다.
다양한 시험을 통해, 액체 토출 기록 헤드의 길이가 증가됨에 따라 이 방식으로 제조된 잉크 토출 기록 헤드의 잉크 유동로(108) 둘레에 형성된 홈(109)의 모서리부, 즉 오리피스 판(105)의 모서리가 박리될 수도 있다는 것이 발견되었다. 특히, 오리피스 판(105)의 체적이 잉크 토출 포트(106)와 잉크 유동로(108)의 구비로 인해 감소되는 내부측에 비해, 오리피스 판(105)의 외부는 체적이 보다 크고, 오리피스 판(105)의 외부에 작용하는 응력이 커지므로, 박리를 생성할 가능성이 증가되는 결과가 된다. 또한, (응력을 증가시키도록) 액체 토출 기록 헤드의 오리피스 판(105)의 두께가 더 커질수록 이러한 박리의 가능성도 커진다는 것이 또한 발견되었다.
도25a 내지 도25c는 응력과 박리의 관계를 설명하기 위한 개략도이다. 특히, 도25b 및 도25c에서, 화살표는 오리피스 판(105)의 모서리부에 작용하여 수축에 의해 유발되는 팽창/수축 및/또는 경화 중의 열 변화로 인해 변하는 응력(110)의 방향을 도시한다. 응력(110)은 수지가 수축될 때 수지의 중앙부로 향하고 수지가 팽창될 때 외향(화살표에 대향된 방향)으로 향한다. 특히, 수지의 중앙부로 향하는 (도25b 및 도25c의 화살표에 의해 도시된) 응력이 오리피스 판(105)의 박리를 생성하는 것으로 간주된다.
응력(110)은 오리피스 판(105)의 홈(109)과 접하는 모서리에서 홈(109)에 수직인[홈(109)이 굴곡질 때 홈의 접선에 수직인] 방향으로 작용한다. 따라서, 홈(109)과 접하는 오리피스 판(105)의 모서리부에서, 모서리를 박리하려는 힘이 생성되고, 이러한 힘은 모서리부로 향하기 때문에, 응력(110)은 실제 모서리부에 대항하여 작용하여, 박리가 일어나기 쉬운 결과가 된다.
도25c는 홈(109)의 양 측부에 작용하는 응력 성분(110)을 상세히 설명하기 위해 도25b에서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도25c에 있어서, 중앙에 홈(109)이 있고, 응력 성분(110)은 오리피스 판(105)에서 홈의 모서리부에 작용한다. 전술된 바와 같이, 응력 성분(110)은 오리피스 판(105)의 모서리부에 수직인 방향으로 작용하므로, 전체 응력 성분(110)은 실제 오리피스 판(105)을 박리하려는 힘을 구성한다. 오리피스 판(105)의 두께와 구역이 커질수록 응력 성분이 커지므로, 긴 길이를 갖는 오리피스 판(105)의 경우에, 박리가 일어나기 보다 쉽다.
전술된 바와 같이, 최근에, 고속 기록 작업이 요구되었으며, 이 때문에, 다수의 잉크 토출 포트를 갖는 액체 토출 기록 헤드보다 길이가 긴 액체 토출 기록 헤드가 요구되었다. 그러나, 액체 토출 기록 헤드의 길이가 길수록, 잉크 토출 포트(106)가 형성된 코트 수지층(오리피스 판; 105)에서 내부 응력이 커진다. 따라서, 안전 요소가 실제 인쇄 회수를 고려한 안전 계수로 프린터 내구성이 시험될 때, 오리피스 판(105)이 홈(109)과 접하는 모서리 둘레에서 기판(102)으로부터 박리되는 불편함이 발생한다. 환경에 따라, 이러한 박리는 잉크 토출 포트(106)가 형성되는 구역에 도달할 수도 있고, 토출 성능이 악화되고 불량한 기록 작업이 발행하는 결과가 된다. 도26a 및 도26b는 이러한 박리의 발생을 개략적으로 도시한다. 도26a 및 도26b에 도시된 바와 같이, 박리[박리부(111)]는 홈(109)과 접하는 모서리부 둘레에서 기판(102)과 오리피스 판(105) 사이에서 발생한다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 전술된 종래의 결함을 고려하여 이루어지고, 본 발명의 목적은 헤드가 더 길어져도 박리가 발생하지 않고 양호한 신뢰성을 갖는 측부 슈터형의 액체 토출 기록 헤드와, 이러한 헤드를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과, 기판과 적층되고 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적은 기판과 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 기판과 오리피스 판 사이에 형성되고, 유동로를 둘러싸는 홈은 오리피스 판에 형성되고, 홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 액체 토출 기록 헤드를 제공한다.
홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부는 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 연속적으로 가지지 않는다.
홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부에 제공된 요철부는 일직선 세그먼트의 조합에 의해 구성될 수도 있고, 일직선 세그먼트의 각각은 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 가지지 않을 수도 있다. 홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부에 제공된 요철부는 굴곡진 세그먼트의 조합에 의해 구성될 수도 있고, 굴곡진 세그먼트 각각의 접선은 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 연속적으로 가지지 않을 수도 있다. 홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부에 제공된 요철부는 일직선 세그먼트와 굴곡진 세그먼트의 조합에 의해 구성될 수도 있고, 일직선 세그먼트 각각은 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 가지지 않을 수도 있고 굴곡진 세그먼트 각각의 접선은 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 연속적으로 가지지 않을 수도 있다.
홈의 외부에 배치된 오리피스 판의 부분은 복수의 영역으로 분할될 수도 있다.
유동로와 접하는 오리피스 판의 모서리부의 적어도 일부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성될 수도 있다. 유동로와 접하는 오리피스 판의 모서리부의 적어도 일부분은 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 연속적으로 가지지 않는다.
두께 방향으로 기판에 도달하는 복수의 관통 구멍은 유동로를 제외한 오리피스 판의 부분에 형성될 수도 있다.
두께 방향으로 기판에 도달하지 않는 복수의 함몰부는 유동로를 제외한 오리피스 판의 부분에 형성될 수도 있다. 함몰부는 함몰된 홈일 수도 있다.
홈의 외부에 배치된 오리피스 판의 부분은 다른 부분보다 두께가 작을 수도 있다.
오리피스 판은 홈 위의 공간을 덮는 천장부를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명은 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과, 기판과 적층되고 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적은 기판과 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 기판과 오리피스 판 사이에 형성되고, 오리피스 판은 복수의 구멍을 구비하고 유동로를 둘러싸는 구멍열을 가지는 액체 토출 기록 헤드를 제공한다.
본 발명은 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과 기판과 적층되고 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 기판과 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법에 있어서, 에너지 생성 요소가 제공되는 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 유동로를 구성하는 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와, 수용성 수지층과 기판 상에서 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와, 수용성 수지층을 용해함으로써, 유동로를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고, 기초를 구성하는 패턴의 모서리부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법을 추가로 제공한다.
오리피스 판의 일부는 형성될 유동로가 복수의 영역으로 분할되는 구역의 외부에 배치된 코트 수지층으로 구성된다.
상기 유동로를 구성한 패턴의 모서리부의 적어도 일부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로서 형성될 수도 있다.
상기 유동로가 형성될 구역을 제외하고 코트 수지층으로 구성된 오리피스 판의 일부에는 두께 방향으로 통과하는 복수의 관통 구멍이 제공될 수도 있다.
상기 유동로가 형성될 구역을 제외하고 코트 수지층으로 구성된 오리피스 판의 일부에는 두께 방향을 통과하지 않은 복수의 함몰부가 제공될 수도 있다.
상기 유동로가 하프 에칭(half etching)에 의해 형성되는 구역의 외부에 배치된 코트 수지층으로 구성된 오리피스 판의 일부의 두께를 감소시키는 단계를 추가로 포함할 수도 있다.
상기 홈을 위한 천장부는 기초를 구성하는 패턴이 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층에 형성되는 구역 위의 공간을 덮는 부분의 적어도 일부를 잔류시킴써 형성될 수도 있다.
본 발명은 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과 기판과 적층되고 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 기판과 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법에 있어서, 에너지 생성 요소가 제공되는 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 유동로를 구성하는 패턴을 둘러싸는 실린더열 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와, 수용성 수지층과 기판 상에서 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와, 수용성 수지층을 용해함으로써, 유동로를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 구멍열을 형성하는 단계를 포함하는 제조 방법을 추가로 제공한다.
전술된 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 헤드가 장시간 사용되어도, 오리피스 판의 모서리부는 기판으로부터 전혀 박리되지 않고, 이러한 박리가 일어나도, 박리의 수준은 임의의 실질적인 문제를 유발하지 않고, 양호하고 안정적인 액체 토출 기록이 유지되며 내구성과 신뢰도로가 향상될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 그 실시예와 함께 설명될 것이다.
[제1 실시예]
본 발명의 제1 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드는 도1a 내지 도1c와 도2a 및 도2b에 도시된다. 제1 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 홈(9)의 외형, 즉 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부는 일직선보다는 미세한 요철부를 갖는 톱형상부로 형성된다. 다른 구조는 도24a 내지 도24d 및 도25a 내지 도25c에 도시된 종래의 액체 토출 기록 헤드와 대체로 동일한 구조이다.
액체 토출 기록 헤드의 구조가 요약 설명될 것이다. 도1a 내지 도1c에 도시된 바와 같이, 액체 토출 기록 헤드는 복수의 잉크 토출 포트(6)를 갖는 오리피스 판(5)을 기판(2)에 접합시킴으로써 구성된다. 잉크 공급 포트(7)는 개방되거나 기판(2)에 형성되고, 복수의 에너지 생성 요소(열 생성 저항체; 1)는 잉크 토출 포트(6)에 대응한 위치에서 오리피스 판(5)에 접합된 기판의 표면 상에 배치된다. 열 생성 저항체(1) 위에서 잉크 공급 포트(7)로부터 잉크 토출 포트(6)로 연장한 잉크 유동로(액체 챔버; 8)와 잉크 유동로(8)를 둘러싸도록 제공된 홈(9)은 기판(2)과 오리피스 판(5) 사이에 형성된다. 부수적으로, 오리피스 판(5)은 홈(9)의 출현에 의해 잉크 유동로(8)를 폐쇄하기 위한 내부와 외부로 완전 분할되지만, 이들 내부 및 외부를 구비한 전체 조립체는 "오리피스 판(또는 코트 수지층; 5)"으로 또한 불린다. 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 잉크가 잉크 공급로(7)로부터 잉크 유동로(8)로 공급되어 열 생성 저항체(1)가 구동될 때, 잉크 유동로(8)의 잉크는 잉크가 잉크 토출 포트(6)로부터 외향으로 토출되는 버블을 생성하도록 가열된다.
도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 홈(9)과 접촉된 코트 수지층으로 구성된 오리피스 판(5)의 모서리부는 톱형상부로 형성되고, 일직선 세그먼트는 응력(P)에 대해 각도(θ)만큼 경사진다. 여기서, θ는 90°가 아니다. 즉, 오리피스 판(5)의 모서리부의 각 일직선 세그먼트는 응력(P)이 작용하는, 예컨대 지점(X)에 작용하는 응력(P)이 모서리부를 따라 향하는 응력 성분(P1)과 모서리부에 수직인 응력 성분(P2)으로 분할되는 방향에 대해 (직각이 아닌) 각도(θ)만큼 경사진다. 그 중에, 지점(X)에 작용하고 오리피스 판(5)을 박리시키는 힘(P2)은 다음 등식에 의해 표현될 수 있다.
P2=Psinθ
여기서, θ는 90°가 아니기 때문에, sinθ는 1보다 작아질 것이다(<1). 이에 따라, P2<P,이고 따라서 종래의 경우와 비교하여, 오리피스 판을 박리시키려는 힘은 매우 작아질 것이다. 따라서, 박리가 일어나기 힘들거나 박리는 성장하기 힘들다.
도25a 내지 도25c에 도시된 종래의 경우에서와 같이, 홈(109)과 접촉된 오리피스 판(105)의 모서리부가 일직선이라면, 모든 응력 성분은 큰 구역에 걸쳐 동일한 방향으로 작용하기 때문에, 큰 전체 응력은 이러한 큰 구역에 걸쳐 오리피스 판(105)에 작용한다. 그러나, 도시된 실시예에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부는 톱형상부로 형성되기 때문에, 동일한 범위 내에서 다양한 방향으로 향하는 응력 성분이 존재하고, 응력 성분의 일부가 종래의 경우와 비교하여 이 범위 내에서 오리피스 판(5)에 작용하는 전체 응력을 감소시키도록 상호 상쇄되는 결과가 된다. 이에 따라, 박리의 용이성이 억제될 수 있다.
다음, 도시 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법이 도3a 내지 도3d를 참조하여 설명될 것이다. 여기서, 일예로서, 넓은 인쇄 폭을 가지고 고속 인쇄 작업을 수행할 수 있고 노즐열의 폭이 1 인치인 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법이 설명될 것이다.
우선, 도3a에 도시된 바와 같이, 열 생성 저항체(전기/열 변환 요소; 1)와 같은 잉크 토출 에너지 생성 요소의 소정 개수는 소정의 위치에서 기판(2) 상에 장착된다. 여기서, 640 열 생성 저항체(1)는 인치당 600의 밀도로 장착된다.
그런 후, 수용성 수지층(3)은 열 생성 저항체(1)를 구비한 기판(2)에 형성된다. 수용성 수지층(3)은 잉크 유동로를 구성한 패턴(3a)과 기초를 구성한 패턴(3b)을 구비한다. 수용성 수지층(3)은, 예컨대 건조 필름 또는 레지스트의 스핀 코팅에 의해 코팅된 후, 예컨대 자외선(딥-UV 광)을 사용한 노출 및 현상에 의해 패터닝된다. 보다 구체적으로는, (도쿄 오우카 코교 가부시끼가이샤에 의해 제조된 ODUR-1010과 같은) 폴리메틸 이소프로페닐 케톤이 스핀 코팅에 의해 코팅된 후, 건조된 후에, 딥-UV 광을 사용한 노출 및 현상에 의해 패터닝된다. 부수적으로, 잉크 유동로를 구성한 패턴(3a)의 외부 모서리부[이후에 기술될 홈(9)의 내측벽과 접촉된 부분]와 기초를 구성한 패턴(3b)의 내측 모서리부(이후에 기술될 홈(9)의 외측벽과 접촉된 부분)는 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성된다.
그런 후, 도3b에 도시된 바와 같이, 오리피스 판을 구성한 코트 수지층(5)은 스핀 코팅 등에 의해 수용성 수지층(3) 상에 형성된다. 이 경우에 있어서, 기초를 구성하는 수용성 수지층(3)의 패턴(3b)이 형성되므로, 코트 수지층(5)은 잉크 유동로를 구성하는 패턴(3a) 위에서 평탄 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 도3c에 도시된 바와 같이, 잉크 토출 포트(6)는 코트 수지층(5)에 형성된다. 또한, 잉크 토출 포트의 형성과 동시에 또는 이와 상이하게, 기초를 구성한 패턴(3b)을 제거하기 위한 개방부(4)는 잉크 토출 포트(6)의 형성과 동일한 방식으로 형성된다. 잉크 토출 포트(6)와 개방부(4)의 형성은 예컨대 자외선(딥-UV 광)을 사용한 노출 및 현상에 의해 달성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 네거티브 레지스트가 스핀 코팅에 의해 코팅되고 건조된 후에, 이를 패턴 노출하여 현상함으로써 잉크 토출 포트(6)와 개방부(4)가 형성될 수 있다.
그런 후, 기판(2)은 잉크 공급 포트(7)를 형성하도록 화학 에칭된다. 예컨대, Si 기판이 기판으로 사용될 때, 잉크 공급 포트(7)는 KOH, NaOH, 또는 TMAH와 같은 강알카리 용액을 사용한 이방성 에칭에 의해 형성된다. 보다 구체적인 일예로는, 잉크 공급 포트(7)는 결정 배향이 <110>인 Si 기판 상에 형성된 열적 산화막을 패터닝한 후에 십몇시간동안 80°로 조절된 온도의 22% TMAH를 구비한 용액을 사용하여 Si 기판을 에칭함으로써 형성된다.
그런 후, 도3d에 도시된 바와 같이, 수용성 수지층(3)은 잉크 유동로를 둘러싸는 홈(9)과 잉크 유동로(8)를 형성하도록 용해된다. 수용성 수지층(3)의 제거는 딥-UV 광을 사용한 전체 표면 노출을 달성한 후에 용해와 건조를 달성함으로써 수행될 수 있고, 초음파 처리가 용해중에 달성될 때, 수지층(3)은 단시간동안 보다 적극적으로 제거될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 도3d에 도시된 복수의 액체 토출 기구는 전술된 단계에 의해 복수의 위치에서 단일 기판(2) 상에 형성되고, 이러한 기구가 완료된 후에, 기판(2)은 분할되어 칩을 형성하도록 다이싱 서어에 의해 절단되고, 열 생성 저항체(1)를 구동하기 위한 전기 접속이 완료된 후에, 잉크를 공급하기 위한 잉크 탱크와 같은 부재가 칩에 접합됨으로써, 액체 토출 기록 헤드를 완성한다.
부수적으로, 잉크 공급 포트(7)의 형성은 수용성 수지층(3)의 형성 전에 및/또는 잉크 토출 포트(6)와 개방부(4)의 형성 전에 수행될 수도 있다.
종래의 경우와 유사하게, 이 방식으로 제조된 액체 토출 기록 헤드, 고도로 미세한 기록 작업을 구현하기 위한 작은 액적 기록 작업은 안정적으로 수행될 수 있고, 잉크 유동로(8)의 벽부에 작용하는 응력은 가능한 작게 감소될 수 있고, 기판(2)의 표면은 손상되는 것이 방지될 수 있고, 전술된 바와 같이, 기판(2)을 형성하는 오리피스 판(5)의 박리는 억제될 수 있다.
전술된 바와 같이 제조된 액체 토출 기록 헤드를 사용함으로써, 온도/습도 사이클 시험은 기판(2)을 구비한 칩 부분이 고무에 의해 덮이는 상태에서 수행되었다. 보다 구체적으로, 온도/습도 사이클 시험은 다음 방식으로 수행되었다. 우선, 온도는 상대 습도를 95%로 유지하면서 2시간 30분동안 25도에서 65도로 일정하게 증가되고, 온도가 3시간 동안 65도로 유지된 후에, 온도는 2시간 30분동안 25도로 일정하게 감소되고, 그런 후, 온도는 2시간 30분동안 다시 25도에서 65도로 일정하게 증가되고, 온도가 3시간 동안 65도로 유지된 후에, 온도는 2시간 30분동안 다시 일정하게 25도로 감소되고, 그런 후, 온도가 1시간 30분동안 25도로 유지된 후에, 상대 습도는 0%가 되고 온도는 -10도가 되었고, 그런 후, 이 상태는 3시간 30분동안 유지되고, 그런 후, 상대 습도는 95%가 되고, 온도는 25도가 되고, 그런 후, 이 상태는 3시간동안 유지된다. 이들 단계는 하나의 사이클로 간주되며, 10사이클이 수행되었다.
그 결과, 도시된 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않으며, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않는다는 것이 발견되었다. 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 후에 발생되었을 때, 변화가 없었으며 양호한 기록 작업이 달성되었다. 부수적으로, 비교의 목적으로, 유사한 온도/습도 사이클 시험은 도25a 내지 도25c에 도시된 액체 토출 기록 헤드를 사용하여 수행되었다. 그 결과, 종래의 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 오리피스 판(105)의 박리는 홈(109)과 접촉된 오리피스 판(105)의 모서리부에서 발생되었고, 소정의 경우에, 박리는 잉크 유동로(108)에 도달하여, 옅은 색상을 기록하는 저질만을 허용하였다.
[제2 실시예]
도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
도4에 있어서, 기판(2) 이외의 요소, 오리피스 판(코트 수지층; 5)과 홈(9)은 도면에서 생략된다. 도4에 도시된 바와 같이, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부는 보다 예각을 갖는 톱형상부로 형성되어, 오리피스 판(5)의 각 모서리부의 일직선 세그먼트와 응력(P) 사이의 각도(θ)는 제1 실시예에서보다 작아진다. 따라서, 응력(P)의 응력 성분(P2), 즉 기판(2)에서 오리피스 판(5)을 박리하려하는 힘은 작아진다.
본 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리가 전혀 일어나지 않거나, 일어난다면, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다.
[제3 실시예]
도5a 및 도5b는 본 발명의 제3 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 및 제2 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부는 둥근 톱형상부로 형성된다. 즉, 톱 치형의 각 상부 또는 피크(peak)는 둥글거나 굴곡진다. 오리피스 판(5)의 모서리부의 일직선 세그먼트에 있어서, 제1 실시예와 유사하게, 박리를 생성하려는 힘 성분(P2)은 응력(P)보다 작다(P2 = P sinθ1 < 90°). 또한, 오리피스 판(5)의 톱 치형의 피크 부근에서, 각도는 연속적으로 변화되어, 모서리부에 작용하는 응력(P)의 (박리를 생성하려는) 응력 성분이 응력(P) 보다 또한 작게 된다. 보다 구체적으로는, 도5b에 도시된 바와 같이, 톱 치형의 둥근 피트의 부근에 위치된 지점(X2)에는, 오리피스 판(5)의 모서리부의 접선은 응력에 대해 각도(90°-θ2)만큼 경사진다. 지점(X2)에서의 응력은 접선 방향 응력 성분(P3)과 수직 방향 응력 성분(P4)으로 분할될 수 있다. 지점(X2)에서 박리를 생성시키려는 힘은 오리피스 판(5)에 수직인 힘인 응력 성분(P4)이다. P4 = (90°-θ2)이고 (90°-θ2) < 90°이므로, 박리를 생성하려는 힘은 응력(P) 자체보다 작다. 그러나, 오리피스 판(5)의 톱 치형의 피크에서만, 접선은 응력에 수직이 되므로, 응력(P)은 실제 박리를 생성하려는 힘이 된다. 그러나, 접선과 응력 사이의 각도는 연속적으로 변화하고 접선은 하나의 지점(피크)에서만 응력에 수직이 되므로, 오리피스 판(5)의 모서리부 상의 거의 모든 지점에 대해서, 박리를 생성하려는 힘은 종래의 액체 토출 기록 헤드에 비해 작다.
본 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 및 제2 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다..
[제4 실시예]
도6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제3 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
도6에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 의한 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부는 제3 실시예에 비해 더 둥근 톱형상부로 형성된다. 또한, 제4 실시예에 있어서, 오리피스 판(5)의 모서리부에 수직인 응력 성분은 응력(P) 자체보다 작고, 박리를 생성하려는 힘이 종래의 액체 토출 기록 헤드에 비해 작은 결과가 된다.
오리피스 판(5)의 모서리부가 둥근 톱형상부로 구성될 때, (일직선 모서리부에서의 박리를 위한 기부인) 코너부가 없으므로, 박리는 발생하기 더욱 힘들고, 이로써 토출 수행중에 나쁜 영향을 미치는 것이 방지된다.
본 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제3 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다.
[제5 실시예]
도7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제4 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제5 실시예에 있어서, 도7에 도시된 바와 같이, 홈(9)의 외부에 배치된 오리피스 판(5; 코트 수지층)은 슬릿(12)에 의해 복수의 영역으로 분할된다. 일예로서, 슬릿(12)의 개수는 8개이고, 홈(9)의 외부에 배치된 오리피스 판부(5)는 8개의 영역으로 분할된다. 따라서, 오리피스 판부(5)에 작용하는 응력은 또한 8개로 분할되고, 오리피스 판의 체적은 여기서 작아진다. 따라서, 오리피스 판(5)의 분할된 영역의 각각에 작용하는 (박리를 생성하려는 힘을 구비한) 응력은 종래의 경우와 비교해 작아진다. 따라서, 도시된 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드에 있어서, 기판(2)과 오리피스 판(5) 사이의 박리는 일어나기 힘들거나 적어도 박리는 진행되기 힘들다. 또한, 응력으로 인한 기판(2)의 변형은 작아진다. 부수적으로, 도시된 실시예에 있어서, 홈(9)이 톱형상부로 형성된 일예가 도시되었지만, 오리피스 판이 전술된 바와 같이 분할된다는 것이 중요하고, 톱형상 홈(9)과 관련된 이러한 분할이 보다 바람직하다.
본 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제4 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다.
[제6 내지 제8 실시예]
도8 내지 도10은 본 발명의 제6 내지 제8 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제5 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제6 내지 제8 실시예에 있어서, 도7에 도시된 제5 실시예와 유사하게, 오리피스 판부(5; 코트 수지층)가 슬릿(12)에 의해 복수의 영역으로 분할되는 배열에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 요철 형상은 제2 내지 제4 실시예에 설명된 바와 같이 다양한 방식으로 변경된다.
제6 내지 제8 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제5 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다.
[제9 실시예]
도11a 내지 도11c, 및 도12는 본 발명의 제9 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제8 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제9 실시예에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5; 코트 수지층)의 모서리부가 전술된 실시예와 같이 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성된다는 사실 대신, 도11a 내지 도11c에 도시된 바와 같이, 잉크 유동로(8)와 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부(잉크 유동로벽; 17)는 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 또한 형성된다. 제1 실시예와 관련된 설명과 유사하게, 오리피스 판(5)의 모서리부(잉크 유동로벽; 17)에 작용하는 응력(P)은 모서리부를 따른 응력 성분(P5)과 모서리부에 대해 수직인 응력 성분(P6)으로 분할되고, 박리를 생성하려는 힘은 단지 응력 성분(P6)이므로, 박리를 생성하려는 힘은 종래의 경우에 비해 작아진다.
도11a 내지 도11c에 도시된 바와 같이, 모서리부가 박리가 발생하기 쉬운 잉크 유동로(8)의 얇은 측부벽에서 톱형상부로 형성될 때, 박리를 방지하기 위한 효과가, 도12에 도시된 바와 같이, 잉크 유동로(8)의 전체 외형에서 향상되지만, 유동로(8)와 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부(잉크 유동로벽; 17)는 제3 및 제4 실시예에서와 같이 둥근 톱형상부로 형성될 수도 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 관련되어 설명된 바와 같은 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제10 실시예]
도13a 및 제13b는 본 발명의 제10 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제9 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제10 실시예에 있어서, 도13a 및 도13b에 도시된 바와 같이, 두께 방향으로 연장하는 다수의 관통 구멍(13)은 오리피스 판(5)에 형성된다. 관통 구멍(13)의 단면 형상은 원형 또는 육각형이다. 부수적으로, 관통 구멍(13)은 홈(9) 내부의 오리피스 판부(5)에서 잉크 유동로(8)와 잉크 토출 포트(6)를 제외한 구역에 형성된다.
오리피스 판(5)의 체적이 관통 구멍(13)의 출현으로 인해 감소되므로, 수지의 경화 및 열적 변화에 의해 생성된 응력 자체는 감소되고, 관통 구멍(13)의 변형 자유도가 크므로, 응력은 경감될 수 있다. 즉, 도13b(도13a의 선 13B-13B를 따라 취한 단면도)에 도시된 바와 같이, 오리피스 판(5)에 형성된 관통 구멍(13)은 기판(2)에 도달하여 오리피스 판(5)의 체적을 감소시키도록 기여하고, 오리피스 판을 구성한 코트 수지는 관통 구멍(13)을 다소 팽창시키고 수축시키므로, 오리피스 판(5)의 팽창 및 수축은 관통 구멍[13; 또는 관통 구멍(13)의 벽면]의 변형에 의해 흡수되어, 이로써 응력을 경감시킨다. 이에 따라, 오리피스 판(5)의 박리가 일어나기 힘들고 적어도 박리가 진행되기가 힘들게 된다고 한다. 또한, 응력으로 인한 기판(2)의 변형은 작다.
오리피스 판(5)을 구성한 코트 수지가 감광성 수지일 때, 관통 구멍(13)은 동일한 마스크를 사용함으로서 개방부(4) 또는 잉크 토출 포트(6)의 패터닝과 동시에 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제8 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다.
관통 구멍(13)이 원통형일 때, (일직선 모서리부에서의 박리를 위한 기부인) 코너부가 없으므로, 박리는 발생하기 더욱 힘들고, 이로써 토출 수행중에 나쁜 영향을 미치는 것이 방지된다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 연관되어 설명된 바와 같은 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제11 실시예]
도14는 본 발명의 제11 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제10 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제11 실시예에 있어서, 특히, 관통 구멍(13)은 잉크 유동로벽(17)의 외부(후향으로)에 배치된 오리피스 판부(코트 수지층; 5)에 평탄하게 형성된다. 따라서, 잉크 토출 포트(6)의 부근의 구역에 작용하는 응력은 특히 감소될 수 있고, 이로써 인쇄 특성의 열화를 방지하는 큰 효과를 제공한다. 부수적으로, 제10 실시예와 유사하게, 다수의 관통 구멍(13)은 도14에 도시되지 않은 오리피스 판부(5)에 형성된다.
본 실시예에 의한 액체 방출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제8 실시예 및 제9 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스(5)의 모서리부의 박리가 전혀 일어나지 않거나, 일어나도 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 연관되어 설명된 바와 같이 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제12 실시예]
도15a 내지 도15b는 본 발명의 제12 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제11 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제12 실시예에 있어서, 도15a 및 도15b에 도시된 바와 같이, 기판(2)의 표면에 도달하지 않은 함몰된 홈(14)은 오리피스 판(5)에 형성된다. 3열의 함몰된 홈(14)은 홈(9)의 외부에서 오리피스 판부에 형성되고, 단일 열의 함몰된 홈(14)은 각각 홈(9)의 내부에서 오리피스 판부에 형성된다. 부수적으로, 도15b에 있어서, 정확성을 위해, 함몰된 홈(14)의 중앙선만이 2개의 점선 및 체인선으로 도시된다.
오리피스 판(5)의 체적이 함몰된 홈(14)의 출현으로 인해 감소되므로, 수지의 열적 변화 및 경화에 의해 생성된 응력 자체는 감소되고, 함몰된 홈(14)의 변형 자유도가 크므로, 응력은 경감될 수 있다. 즉, 각 함몰된 홈(14)은 오리피스 판(5)의 표면으로부터 기판(2)의 표면으로 경사지게 형성되고 오리피스 판(5)의 체적을 감소시키는 데에 기여하고, 오리피스 판을 구성하는 코트 수지가 함몰된 홈(14)을 다소 팽창 및 수축시키도록 작용하므로, 오리피스 판[5; 또는 함몰된 홈(14)의 벽면]의 팽창 및 수축은 함몰된 홈의 변형에 의해 흡수되어, 이로써 응력을 경감시킨다. 따라서, 오리피스 판(5)의 박리가 일어나기 힘들거나 적어도 박리가 진행되기 힘들다고 한다. 또한, 응력으로 인한 기판(2)의 변형은 작다.
또한, 함몰된 홈(14)은 기판(2)에 도달하지 않으므로, 기판(2)은 노출되지 않고, 따라서 기판(2)은 실제 장착 및 조립과 같은 취급중에 손상되는 것으로부터 보호될 수 있고, 헤드가 프린터에 장착될 때 종이와 미끄럼 접촉됨으로써 손상되는 것이 방지될 수 있다.
오리피스 판(5)을 구성하는 코트 수지가 감광성 수지일 때, 기판(2)에 도달하지 않은 이러한 함몰된 홈(14)은 화상이 잉크 토출 포트(6) 또는 개방부(4)의 형성에 사용되는 마스크를 열화시키지 않는 범위로 미세 패턴을 사전 형성함으로써 동일한 마스크를 사용한 잉크 토출 포트(6) 또는 개방부(4)의 패터닝과 동시에 형성될 수 있다.
본 실시예에 의한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제8 실시예 및 제10 및 제11 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스(5)의 모서리부의 박리가 전혀 일어나지 않거나, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 연관되어 설명된 바와 같이 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제13 실시예]
도16은 본 발명의 제13 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제12 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다. 도16에 도시된 바와 같이, 제13 실시예에 있어서, 일 방향의 스트립 형상을 가지고 기판(2)에 도달하지 않은 복수열의 함몰된 홈(14)은 홈(9)의 외부에 배치된 오리피스 판부(코트 수지층; 5)에 형성된다.
본 실시예에 의한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제8 실시예 및 제10 내지 12 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스(5)의 모서리부의 박리가 전혀 일어나지 않거나, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 연관되어 설명된 바와 같이 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제14 실시예]
도17a 및 도17b는 본 발명의 제14 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제13 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
도17a에 도시된 바와 같이, 제14 실시예에 의한 오리피스 판(코트 수지층; 5)에는 기판(2)에 도달하지 않은 다수의 원형 함몰부(15)가 제공된다. 특히, 확대로서의 도17b에 도시된 바와 같이, 함몰부(15)는 잉크 유동로벽(17)의 외측에 배치된 오리피스 판부(5)에 평탄하게 제공된다. 따라서, 잉크 유동로벽(17)의 박리를 방지하기 위한 효과는 커지고, 잉크 토출 포트(6)의 부근의 구역에 작용하는 응력이 감소될 수 있고, 이로써 인쇄 특성의 열화를 방지하는 큰 효과를 제공한다.
함몰부(15)는 원형이므로, 오리피스 판(5)에는 (일직선 모서리부에서의 박리를 위한 기부인) 코너부가 없고, 박리가 일어나기 힘들어지고, 이로써 토출 수행중에 나쁜 영향을 미치는 것이 방지된다.
본 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 사용한 전술된 온도/습도 사이클 시험의 결과로, 제1 내지 제8 실시예 및 제10 내지 제13 실시예와 유사하게, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부의 박리는 전혀 일어나지 않고, 일어나도, 이러한 박리의 수준이 대체로 임의의 문제를 유발하지 않고, 기록 작업이 온도/습도 사이클 시험 전에 및 그 후에 달성될 때에도, 변화가 없고 양호한 기록 작업이 달성된다는 것이 발견되었다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 관련되어 설명된 바와 같은 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제15 실시예]
도18은 본 발명의 제15 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제14 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제15 실시예에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(코트 수지층; 5)의 모서리부가 전술된 실시예에서와 같이 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성된다는 사실에 부가하여, 홈(9) 외측의 오리피스 판부(5)는 홈(9) 내부에서 오리피스 판부보다 얇게 형성된다. 이 배열로, 홈(9) 외부의 오리피스 판부(5)의 체적이 감소되므로, 수지의 열적 변화 및 경화에 의해 생성된 응력 자체는 감소되고, 오리피스 판(5)의 박리가 홈(9)의 외부에서 발생하기가 특히 힘들거나 적어도 박리가 진행되기 힘들다고 한다. 또한, 응력으로 인한 기판(2)의 변형은 작다. 홈(9) 외부에서 오리피스 판부(5)를 얇게 하는 것은 부분적인 하프 에칭(half etching)에 의해 달성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 관련되어 설명된 바와 같은 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제16 실시예]
도19는 본 발명의 제16 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제15 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제16 실시예에 있어서, 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(코트 수지층; 5)의 모서리부가 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성된다는 사실에 부가하여, 홈(9) 위의 구역은 오리피스 판(5)에 의해 덮인다. 즉, 액체 토출 기록 헤드의 제조 방법에 있어서, 코트 수지층(5)에 형성되려는 개방부(4)는 이후에 홈(9)을 구성하는 부분의 일부에만 형성되고, 코트 수지층(5)은 다른 부분에 잔류한다. 이 작은 개방부로부터 에칭 액체를 부음으로써, 기초를 구성하는 수용성 수지층(3)의 패턴(3b)은 완전 제거되고, 홈(9)은 전술된 실시예와 유사한 방식으로 형성된다. 그러나, 작은 개방부를 제외하고 대체로 전체 구역에 걸쳐 홈(9) 위에 천장부로서 코트 수지층(오리피스 판; 5)이 존재한다. 홈(9) 위의 오리피스 판(5)이 응력을 전달하기 위한 다리부로 작용하므로, 응력은 이를 평형화하도록 홈(9)과 접촉된 오리피스 판(5)의 모서리부 상에만 집중되는 것이 방지될 수 있고, 이로써 박리를 생성하려는 힘을 분산시키고, 이로써 이러한 힘을 작게 한다. 본 실시예에 있어서, 또한, 제1 실시예와 연관되어 설명된 바와 같이 톱형상 홈(9)이 추가되는 것이 바람직하다.
[제17 실시예]
도20a 내지 도20d, 도20a1 내지 도20d1, 및 도21a 내지 도21d, 도21a1 내지 도21d는 본 발명의 제17 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시한다. 부수적으로, 제1 내지 제16 실시예와 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지정되고 이에 대한 설명은 생략된다.
제17 실시예에 있어서, 전술된 실시예의 홈(9)을 대신하여, 다수의 구멍을 구비하고 홈(9)과 유사한 잉크 유동로를 둘러싸는 구멍열(16)이 제공된다. 즉, 도20a 내지 도20d1에 도시된 바와 같이, 액체 토출 기록 헤드를 위한 제조 단계에 있어서, 수용성 수지층(3) 사이에, 기초를 구성하는 패턴(3b)으로서, 다수의 작은 실린더를 구비한 실린더열이 형성된다. 그리고, 오리피스 판으로서의 코트 수지층(5)이 형성된 후에, 잉크 토출 포트(6)와 개방부(4)가 형성되고, 그런 후 잉크 토출 포트(6)와 개방부(4)로부터 에칭 액체를 부음으로써, 수용성 수지층(3)이 제거된다. 도시된 실시예에 있어서, 기초를 구성하는 패턴(3b)은 코트 수지가 둘레에 형성되는 실린더열로 형성된다. 따라서, 수용성 수지층(3)이 제거될 때, 다수의 작은 원통형 구멍으로 구성된 구멍열(16)은 형성된다. 구멍열(16)은 전술된 실시예에서 톱형상 외형을 갖는 홈(9)으로서 동일한 기능을 가져서, 오리피스 판(5)은 평탄하게 형성될 수 있고, 작은 액적 기록 작업은 안정되게 수행될 수 있고, 작은 액적 기록 작업에 작용하는 응력은 안정되게 수행될 수 있고, 잉크 유동로(8)의 벽부에 작용하는 응력은 가능한 작게 감소될 수 있고, 기판(2)의 표면은 손상되는 것이 방지되고, 기판(2)으로부터의 오리피스 판(5)의 박리는 억제될 수 있다.
토출 빈도수(f)가 15kHz이고 순수/디에틸렌 글리콜/이소프로필 알코올 리튬 아세테이트/흑색 다이 후드 흑색(black dye food black) 2 = 79.4/15/3/0.1/2.5로 구성된 잉크 액체가 사용되는 조건하에서 (도20a 내지 도20d1을 참조한) 도시된 실시예에 의한 2열의 엇갈린 구멍열(16)을 갖는 액체 토출 기록 헤드를 사용함으로써 기록 작업이 수행되었다면, 질이 매우 높은 기록 작업이 달성될 수 있다는 것이 발견되었다. 또한, 액체 토출 기록 헤드가 장시간 사용된다고 가정하면, f가 15kHz인 연속적인 기록 작업 내구성 시험이 수행되었다. 그 결과, 기록 작업이 실제 조건의 10배 이상으로 수행된 후에도 토출 특성에 나쁜 영향을 미치는 것이 전혀 발견될 수 없고 양호한 기록 작업이 달성될 수 있다는 것이 발견되었다.
비교하면, 시험은 (노즐열의 폭 = 1인치, 본 발명의 도시된 실시예와 유사하게) 도25a 내지 도25c에 도시된 종래의 액체 토출 기록 헤드를 사용함으로써 수행되었다. 연속적인 기록 작업 내구성 시험은 f가 15kHz이고 전술된 잉크 액체가 사용된 조건하에서 이 종래의 액체 토출 기록 헤드를 사용하여 이루어졌을 때, 기록된 인쇄 횟수는 실제 조건의 수배를 초과한 후에, 소정의 노즐은 기록 매체 상에 스트립 및/또는 설계치보다 작은 잉크 토출량으로 인한 화상의 옅기를 생성하도록 기록 매체를 향해 잉크 액체를 토출할 수 없었고, 이로써 저질 기록 작업을 제공한다는 것이 발견되었다. 또한, 분해된 종래의 액체 토출 기록 헤드를 관찰함으로써, 오리피스 판(105)이 기초를 구성하는 패턴을 제거하기 위한 개방부 둘레에서 기판(2)으로부터 박리된 지역이 존재한다는 것이 발견되었다.
또한, (도21a 내지 도21d1을 참조한) 도시된 실시예에 의한 3열의 엇갈린 구멍열을 갖는 액체 토출 기록 헤드를 사용한 유사한 기록 작업 시험 및 연속적인 기록 작업 내구성 시험의 결과로, 양호한 기록 작업은 전술된 것과 유사하게 달성될 수 있다는 것이 발견되었다.
전술된 실시예와 연관되어 설명된 본 발명은 헤드가 긴 경우에도, 오리피스 판이 홈과 접촉된 모서리부 둘레에서 기판으로부터 박리되지 않고 우수한 내구성과 높은 신뢰성을 갖는 측부 슈터형 액체 토출 기록 헤드와 이러한 액체 토출 기록 헤드를 제공하는 방법을 제공하는 것을 허용한다.
도시된 실시예에 있어서, 구멍열(16)을 구성한 각 구멍이 원통형일 때, 오리피스 판(5)에 (박리를 위한 기부인) 코너부가 없으므로, 박리가 일어나기 힘들고, 이로써 토출 수행에 나쁜 영향을 미치는 것을 방지한다.
다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 각 실시예에서 뿐만아니라 실시예의 임의의 조합에서 효과를 달성한다.
전술된 실시예와 연결된 본 발명은 압전형 액체 토출 기록 헤드에서 뿐만아니라 전술된 버블 제트형 액체 토출 기록 헤드에서도 우수한 효과를 제공한다. 특히, 본 발명은 전술된 일본 특허 공개 제1992-10940호, 제1992-10941호, 및 제1992-10942호에 개시된 기록 헤드에 적용된다. 이러한 적용예에 있어서, 50pl 미만의 작은 잉크 액적이 토출될 수 있고, 열 생성 저항체의 전방에서 잉크 액체가 토출되므로, 잉크 액적의 체적 및 속도가 안정화될 온도에 의해 영향을 받지 않으므로, 이로써 고질 화상을 제공한다.
본 발명은 동기 기록 작업이 기록지의 전폭에 걸쳐 이루어질 수 있는 풀라인형(full-line type) 기록 헤드와 복수의 기록 헤드부가 일체로 형성되는 배열이나 복수의 분리 형성된 기록 헤드가 조합된 배열을 갖는 색상 기록 헤드에 또한 효과적이다.
도1a는 본 발명의 제1 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 사시도이고, 도1b는 제1 실시예에 의한 기판의 사시도이고, 도1c는 제1 실시예에 따른 도1a의 선1C-1C를 따라 취한 액체 토출 기록 헤드의 단면도.
도2a는 제1 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도이고, 도2b는 그 부분 확대도.
도3a, 도3b, 도3c, 및 도3d는 제1 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법을 도시하는 단면도.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드의 평면도이고, 도5b는 그 부분 확대도.
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도11a는 본 발명의 제9 실시예에 따른 액체 토출 기록 헤드를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도11b는 그 부분 확대도이고, 도11c는 추가 부분 확대도.
도12는 제9 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드의 변경을 도시하는 확대 평면도.
도13a는 본 발명의 제10 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도이고, 도13b는 도13a의 선13B-13B를 따라 취한 단면도.
도14는 본 발명의 제11 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 부분 확대도.
도15a는 본 발명의 제12 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 단면도이고, 도15b는 그 평면도.
도16은 본 발명의 제13 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도.
도17a는 본 발명의 제14 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도이고, 도17b는 그 부분 확대도.
도18은 본 발명의 제15 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 단면도.
도19는 본 발명의 제16 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 단면도.
도20a, 도20b, 도20c, 및 도20d는 본 발명의 제17 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 평면도이고, 도20a1, 도20b1, 도20c1, 및 도20d1은 각각 선20A'-20A', 선20B'-20B', 선20C'-20C', 및 선20D'-20D'를 따라 취한 단면도.
도21a, 도21b, 도21c, 및 도21d는 본 발명의 제17 실시예에 의한 액체 토출 기록 헤드의 변경을 도시하는 평면도이고, 도21a1, 도21b1, 도21c1, 및 도21d1은 각각 선21A'-21A', 선21B'-21B', 선21C'-21C', 및 선21D'-21D'를 따라 취한 단면도.
도22a는 종래의 제1 액체 토출 기록 헤드를 도시하는 사시도이고, 도22b는 종래의 제1 기판의 사시도이고, 도22c는 도22a의 선 22C-22C를 따라 취한 종래의 제1 액체 토출 기록 헤드의 단면도.
도23a, 도23b, 도23c, 및 도23d는 종래의 제1 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법을 도시하는 단면도.
도24a, 도24b, 도24c, 및 도24d는 종래의 제2 액체 토출 기록 헤드를 제조하기 위한 방법을 도시하는 단면도.
도25a와 도25b는 종래의 제2 액체 토출 기록 헤드를 도시한 평면도이고, 도25c는 그 부분 확대도.
도26a는 종래의 제2 액체 토출 기록 헤드의 결함을 도시한 평면도이고, 도26b는 도26a의 선 26B-26B를 따라 취한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 102 : 기판
3, 103 : 수용성 수지층
4, 104 : 개방부
5, 105 : 오리피스 판, 코트 수지층
6, 106 : 잉크 토출 포트
7, 107 : 잉크 공급 포트

Claims (22)

  1. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 유동로를 둘러싸는 홈은 상기 오리피스 판에 형성되고, 상기 홈과 접하는 오리피스 판의 모서리부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 오리피스 판의 상기 홈에 접하는 모서리부에 설치되어 있는 상기 요철부는 곡선의 조합에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  5. 삭제
  6. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 유동로를 둘러싸는 홈은 상기 오리피스 판에 형성되고, 상기 홈의 외부에 배치된 오리피스 판의 부분은 복수의 영역으로 분할되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  7. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 유동로와 접하는 오리피스 판의 모서리부의 적어도 일부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유동로와 접하는 상기 오리피스 판의 모서리부의 적어도 일부는 상기 모서리부에 작용하는 응력의 방향에 수직인 부분을 불연속적으로 갖는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  9. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 두께 방향으로 상기 기판에 도달하는 복수의 관통 구멍이 상기 오리피스 판의 상기 유동로가 되는 영역의 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  10. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 두께 방향으로 상기 기판에 도달하지 않는 복수의 함몰부가 상기 오리피스 판의 상기 유동로가 되는 영역의 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 함몰부는 함몰된 홈인 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  12. 삭제
  13. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 유동로를 둘러싸는 홈은 상기 오리피스 판에 형성되고, 상기 오리피스 판은 상기 홈 위의 공간을 덮는 천장부를 가지는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  14. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고,
    액적은 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되고, 유동로는 상기 기판과 상기 오리피스 판 사이에 형성되고, 상기 오리피스 판은 복수의 구멍을 구비하고 상기 유동로를 둘러싸는 구멍열을 가지는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드.
  15. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 기초를 구성하는 상기 패턴의 모서리부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  16. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 오리피스 판의 일부는 형성될 유동로가 복수의 영역으로 분할되는 구역의 외부에 배치된 상기 코트 수지층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  17. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 유동로를 구성한 상기 패턴의 모서리부의 적어도 일부는 다수의 미세 요철부를 갖는 톱형상부로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  18. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 코트 수지층으로 구성된 상기 오리피스 판 중 상기 유동로의 형성 위치가 되는 영역의 외측에는 두께 방향으로 통과하는 복수의 관통 구멍이 제공되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  19. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 코트 수지층으로 구성된 상기 오리피스 판 중 상기 유동로의 형성 위치가 되는 영역의 외측에는 두께 방향을 통과하지 않은 복수의 함몰부가 제공되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  20. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 유동로가 형성되는 구역의 외부에 배치된 상기 코트 수지층으로 구성된 오리피스 판의 일부의 두께를 하프 에칭에 의해 감소시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  21. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 구비한 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 패턴이 존재하던 구역에 홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 홈을 위한 천장부는 상기 기초를 구성하는 상기 패턴이 상기 오리피스 판을 구성하는 상기 코트 수지층에 형성되는 구역 위의 공간을 덮는 부분의 적어도 일부에서 잔류함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
  22. 액체 토출 에너지를 생성하는 에너지 생성 요소가 제공되는 기판과,
    상기 기판과 적층되고 상기 에너지 생성 요소에 대응하는 토출 포트가 제공되는 오리피스 판을 구비하고, 액적이 상기 기판과 상기 오리피스 판의 표면에 대체로 수직인 방향으로 토출되는, 액체 토출 기록 헤드를 제조하는 방법이며,
    상기 에너지 생성 요소가 제공되는 상기 기판의 표면에 유동로를 구성하는 패턴과 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴을 둘러싸는 실린더열 형상을 갖는 기초를 구성하는 패턴을 포함하는 수용성 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층과 상기 기판 상에서 상기 오리피스 판을 구성하는 코트 수지층을 형성하는 단계와,
    상기 수용성 수지층을 용해함으로써, 상기 유동로를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 유동로를 형성하고 상기 기초를 구성하는 상기 패턴이 존재하던 구역에 구멍열을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 기록 헤드 제조 방법.
KR10-2002-0054803A 2001-09-12 2002-09-11 액체 토출 기록 헤드 및 이를 제조하기 위한 방법 KR100506436B1 (ko)

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