KR101376402B1

KR101376402B1 - 액체 토출 헤드의 제조 방법

Info

Publication number: KR101376402B1
Application number: KR1020127027576A
Authority: KR
Inventors: 다마키 사토; 마사후미 모리스에; 히로노 요네야마
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2014-03-27
Also published as: US9114617B2; EP2547529A4; CN102770273B; CN102770273A; JP5743637B2; JP2012131212A; US20130004668A1; KR20130004343A; EP2547529B1; WO2011121972A1; EP2547529A1

Abstract

본 발명의 액체를 토출하는 토출구에 연통하는 유로를 갖는 액체 토출 헤드의 제조 방법은, 평탄층으로서 제1 층이 평탄하게 설치되어 있는 기판을 준비하는 단계와; 상기 유로를 형성하기 위한 상기 유로 패턴과, 상기 패턴의 외측에 간극을 두고 설치된 부재 A를 상기 제1 층으로부터 형성하는 단계와; 상기 간극을 충전해 상기 패턴과 상기 부재 A를 피복하도록 제2 층을 설치하는 단계와; 상기 토출구를 형성하기 위한 부재 B를 상기 패턴 상에 상기 제2 층으로부터 형성하는 단계와; 상기 부재 A를 제거하는 단계와; 적어도 상기 기판 상에서 상기 부재 B와 밀착하여 유지되도록 제3 층을 설치하는 단계와; 상기 패턴을 제거하여 상기 유로를 형성하는 단계를 이 순서대로 포함한다.

Description

액체 토출 헤드의 제조 방법{LIQUID DISCHARGE HEAD MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 액체를 토출하는 액체 토출 헤드의 제조 방법에 관한 것이다.

액체 토출 헤드의 대표적인 예는, 잉크를 기록 매체 상에 토출함으로써 기록이 행해지는 잉크젯 기록 시스템에 적용 가능한 잉크젯 기록 헤드이다. 일반적으로, 잉크젯 기록 헤드는, 잉크의 유로와, 그 유로의 일부에 설치된 토출 에너지 발생부와, 에너지 발생부에서 발생되는 에너지에 의해 잉크를 토출하기 위한 미세한 토출구를 구비한다.

미국 특허 제6,145,965호는 잉크젯 기록 헤드에 적용 가능한 액체 토출 헤드를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법에 있어서, 복수의 토출 에너지 발생부를 갖는 기판 상에 감광성 재료에 의해 유로 패턴이 형성되고, 유로 패턴의 주변에 주연부 패턴 재료가 형성된다. 이들 상에 유로 벽을 형성하는 유로 벽 부재를 구성하는 피복 수지층이 설치된다. 주연부 패턴 재료를 설치함으로써, 유로 패턴의 코너부에서의 피복성이 향상된다. 그리고, 각각의 토출 에너지 발생부에 대향하는 위치에, 복수의 토출구를 구성하는 개구가 형성된 후, 패턴이 제거됨으로써, 유로를 구성하는 공간을 형성한다. 최근에는, 기록 장치에 대해, 보다 높은 레벨의 화상 품질 및 기록 속도의 증가가 요구되고 있어, 복수의 토출구와 그와 연통하는 유로를 고밀도로 배치하고, 토출되는 액적의 체적을 더욱 균일하게 하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 복수의 토출 에너지 발생부와, 대응하는 토출구 사이의 거리를 더욱 균일하게 하기 위해서, 토출구의 개구가 형성되는 토출구면의 평탄화가 요구된다.

미국 특허 제6,145,965호의 방법을 이용하여 토출 에너지 발생부와 토출구 사이의 거리를 균일화하는 경우에는, 유로 패턴과 주연부 패턴 재료 사이의 거리를 감소시킴으로써, 피복 수지층의 상면을 보다 평탄하게 형성할 수 있다. 그러나, 이 경우에, 주연부 패턴 재료와 유로 패턴 사이의 거리를 감소시킴으로써, 그 부분에 형성되는 유로의 벽이 얇아질 수 있어, 유로 벽의 기계적 강도가 약해질 수 있다. 또한, 유로 벽과 기판 사이의 접촉 면적이 작아질 수 있어, 접합 강도가 약해진다. 이러한 경우, 액체 토출 헤드의 신뢰성이 저하될 수 있다.

액체 토출구와 액체 유로가 고밀도로 배치되는 경우에는, 애당초 유로들을 서로로부터 구획하는 벽이 비교적 얇아지게 되므로, 유로 벽의 전체적인 강도를 저하시키지 않도록 더욱 주의해야 할 필요가 있다.

미국 특허 제6,145,965호

본 발명은, 토출구면의 평탄성의 향상과 유로 벽의 필요한 기계적 강도의 유지 사이의 양립성을 얻도록 조력하고, 균일한 체적의 액적을 안정적으로 높은 수율로 반복하여 토출할 수 있는 높은 신뢰성의 액체 토출 헤드를 제조할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 액체를 토출하는 토출구에 연통하는 유로를 갖는 액체 토출 헤드의 제조 방법은, 평탄층으로서 제1 층이 평탄하게 설치되어 있는 기판을 준비하는 단계와; 상기 유로를 형성하기 위한 상기 유로 패턴과, 상기 패턴의 외측에 간극을 두고 설치된 부재 A를 상기 제1 층으로부터 형성하는 단계와; 상기 간극을 충전해 상기 패턴과 상기 부재 A를 피복하도록 제2 층을 설치하는 단계와; 상기 토출구를 형성하기 위한 부재 B를 상기 패턴 상에 상기 제2 층으로부터 형성하는 단계와; 상기 부재 A를 제거하는 단계와; 적어도 상기 기판 상에서 상기 부재 B와 밀착하여 유지되도록 제3 층을 설치하는 단계와; 상기 패턴을 제거하여 상기 유로를 형성하는 단계를 이 순서대로 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징 및 양태는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 토출되는 액적의 체적의 변동이 더욱 저감되어, 균일한 체적의 액적을 안정적으로 반복하여 토출할 수 있고, 또한, 충분한 기계적 강도를 갖는 유로 벽을 구비한 높은 신뢰성의 액체 토출 헤드를 높은 수율로 제조할 수 있다.

명세서에 합체되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명의 예시적인 실시형태, 특징 및 양태를 도시하고, 본 발명의 원리를 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 의해 얻어지는 액체 토출 헤드의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법을 도시하는 개략적인 단면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 각각의 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 6a 내지 도 6f는 비교예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법을 도시하는 개략적인 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 각각의 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 각각의 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 각각의 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 있어서 각각의 공정이 어떻게 행해지는지를 도시하는 개략적인 단면도.

이하, 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태, 특징 및 양태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의해 얻어지는 액체 토출 헤드는, 예를 들어 프린터, 복사기, 팩시밀리 장치, 프린터 유닛을 갖는 워드 프로세서에, 또한, 각종 처리 장치와 조합된 산업용 기록 장치에 탑재 가능하다. 예를 들어, 바이오칩 작성, 전자 회로 인쇄, 약품을 분무 형태로 토출하는 용도의 장치에 채용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 토출 헤드의 실시예를 도시하는 개략적인 사시도이다.

도 1에 도시된 본 발명의 액체 토출 헤드는, 잉크 등의 액체를 토출하는 데 이용되는 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자(2)가 소정의 피치로 형성된 기판(1)을 갖는다. 기판(1)에는, 액체를 공급하는 공급구(3)가 에너지 발생 소자(2)의 2개의 열 사이에 설치되어 있다. 기판(1) 상에는, 에너지 발생 소자(2)의 상방에 개구하는 토출구(5)와, 공급구(3)로부터 토출구(5)에 연통하는 개별의 액체 유로(6)가 형성되어 있다.

공급구(3)로부터 토출구(5)에 연통하는 개별의 유로(6)의 벽을 형성하는 유로 벽 부재(4)는 토출구(5)가 설치된 토출구 부재와 일체적으로 형성된다.

이어서, 도 2a 내지 도 2j를 참조하여, 본 발명에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법의 대표적인 예에 대해서 설명한다. 도 2a 내지 도 2j는, 도 1의 선 A-A'를 포함하고 기판(1)에 수직인 면을 따라 취한 본 발명의 예시적인 제1 실시형태에 의해 제조되는 액체 토출 헤드의 개략적인 단면도로서, 각각의 공정에서의 단면을 도시하고 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 액체를 토출하는 데 이용되는 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자(2)를 그 표면에 갖는 기판(1) 상에, 제1 층(7)이 평탄하게 설치되어 있다. 우선, 이 상태의 기판(1)을 준비한다(공정 A). 이하의 설명에서는 단일 액체 토출 헤드 단위가 도시되지만, 기판(1)으로서 6 내지 12인치의 웨이퍼를 사용하여 복수의 액체 토출 헤드 단위를 1매의 웨이퍼 상에 설치하고, 마지막에 절단 공정에 의해 웨이퍼를 절단하여 단일 액체 토출 헤드를 얻을 수도 있다.

제1 층(7)은 포지티브형 감광성 수지 재료 등의 수지 재료로 형성되고, 도포에 의해 또는 라미네이트된 필름의 형태로 기판(1) 상에 설치된다. 상기 층은 이후에 기판(1)으로부터 제거되며, 용이하게 제거될 수 있도록 용해성일 수 있다. 특히, 폴리메틸 이소프로페닐케톤 또는 메타크릴산 및 메타크릴레이트의 공중합체를 채용하는 것이 유용하다. 이 이유는, 상기 화합물이 용매에 의해 간단히 제거될 수 있으며, 또한, 단순한 조성이므로 그 구성 성분이 제2 층(10)에 끼치는 영향이 적기 때문이다.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 액체 유로 패턴(8)과, 그 외측에서 패턴과의 사이에 간극을 둔 부재 A(9)를, 제1 층(7)으로부터 이들의 상면이 서로 동일한 높이가 되도록 형성한다(공정 B). 제1 층(7)의 일부를 제거함으로써, 패턴(8)은 에너지 발생 소자(2) 상에 형성되고, 부재 A(9)는 그 외측에 이들의 상면이 서로 동일한 높이가 되도록 형성된다. 제1 층(7)에 포지티브형 감광성 수지를 사용한 경우에는, 제1 층(7)에 노광 및 현상을 행하여 그 일부를 제거할 수 있다. 제1 층(7)에 건식 에칭을 행할 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 도 2b에 도시된 바와 같은 상태의 기판에 설치된 패턴(8) 및 부재 A(9)를 위로부터 본 개략도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 부재 A(9)는 패턴(8)을 둘러싸도록 패턴(8)의 외측에 설치된다. 도 5a에 있어서, 부재 A(9)의 외곽(9a)은 1개의 액체 토출 헤드의 단위 영역에 상당한다. 이후에 제2 층(10)이 패턴(8)과 부재 A(9)에 평탄하게 도포될 수 있도록, 패턴(8)과 부재 A(9) 사이의 간극(30)의, 기판 표면에 대략 평행한 방향의 길이 L은 40㎛ 이하인 것이 바람직할 수 있다. 동일한 관점으로부터, 기판(1)의 면에 대략 평행한 방향에 있어서, 패턴(8)의 면적에 비해 부재 A(9)의 면적이 큰 것이 바람직할 수 있고, 부재 A(9)의 면적은 패턴의 면적의 3배 이상인 것이 바람직할 수 있다. 또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 액체 토출 헤드 단위를 일괄적으로 설치하는 경우에는, 1개의 액체 토출 헤드 단위에 각각 대응하는 패턴(8a)과 패턴(8b) 사이에 부재 A(9)가 설치된다. 이때, 부재 A(9)는 1개의 액체 토출 헤드의 단위들 사이의 경계선(100a)(점선)을 넘어 설치된다. 경계선(100a)은, 실제로 기판에 요철부를 설치함으로써 형성되는 선일 수 있거나 또는 가상선일 수 있으며, 경계선(100a)을 따라 기판을 절단함으로써 1개의 액체 토출 헤드 단위를 취출할 수 있다.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 패턴(8)과 부재 A(9)를 피복하도록 제2 층(10)을 설치한다(공정 C). 제2 층(10)을 설치하는 방법의 예는 스핀 코팅, 커튼 코팅, 라미네이션을 포함한다. 바람직하게는, 제2 층(10)은 에폭시기, 옥세탄기, 또는 비닐기 등의 중합기를 갖는 수지와, 수지에 대응하는 중합 개시제를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물로 형성된다. 이는, 상술한 바와 같은 작용기를 포함하는 수지는 높은 중합 반응성을 나타내어, 높은 기계적 강도의 토출구를 형성하기 위한 부재 B가 얻어질 수 있기 때문이다.

제1 층(7)의 두께와 제2 층(10)의 두께는 적절하게 설정될 수 있다. 수 피코리터 오더의 미소 액적을 토출하는 토출구와 이에 대응하는 액체 유로를 형성하는 경우, 제1 층(7)은 3㎛ 이상 15㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직할 수 있고, 제2 층(10)은 패턴(8)의 상면으로부터 3㎛ 이상 10㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

간극(30)은 매우 작게 형성되므로, 제2 층(10)은 패턴(8)과 부재 A(9)의 상면에 평탄하게 설치된다. 이때, 간극(30)에 제2 층(10)이 들어가고, 그 부분은 유로 벽 부재(4)의 일부를 구성한다.

이어서, 제2 층(10)에 토출구를 형성하기 위한 부재 B를 형성한다(공정 D). 토출구를 형성하기 위한 부재 B는 토출구를 구성하는 관통 구멍을 구비하며, 이 관통 구멍은 이하에 설명하는 바와 같이 포토리소그래피에 의해 미소하게 또한, 높은 위치 정밀도로 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

우선, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)에 패턴 노광이 행해진다. 노광은 마스크(201)를 통해 제2 층(10)에 행해지고, 노광된 부분(21)을 경화시킨다. 필요에 따라 가열이 행해져, 경화를 촉진시킬 수 있다. 이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)에 대하여 현상을 행해서 제2 층(10)의 미 노광 부분을 제거하여, 토출구 형성 부재 B(11)를 형성한다. 이때, 그 일부가 토출구를 구성하는 구멍(22)도 동시에 형성된다. 구멍(22)은 에너지 발생 소자(2)의 에너지 발생면에 대향하는 위치에 형성될 수 있으나, 상기 위치는 이에 한정되지 않는다. 이러한 방식으로, 패턴(8)과 부재 A(9) 사이의 거리를 적절하게 설정함으로써, 제2 층(10)이 유로 패턴(8) 및 부재 A(9) 상에 평탄하게 형성하고, 제2 층(10)이 평탄한 상태에 있을 때, 제2 층(10)으로부터 두께의 변동이 실질적으로 없는 부재 B(11)를 얻을 수 있다. 구멍(22)은, 제2 층(10)의 미 노광 부분의 제거에 의해 부재 B(11)를 형성한 후, 토출구 형성용의 마스크를 사용하여 건식 에칭 등에 의해 형성할 수도 있다. 공정 D의 실행 후에도, 부재 B(11)의 평탄성은 유지되므로, 얻어지는 구멍(22)의 (부재 B의 두께 방향으로의) 길이는 기판 내에서 균일하다.

제2 층(10)의 표면에 발액성(liquid repellent) 재료를 부여하면, 부재 B(11)의 상면[즉, 부재 B의 기판(1)측에 대한 반대측의 표면]은 발액성 표면으로서 기능하고, 부재 B(11)의 상면에는 잉크 등의 액체가 부착되지 않아 유리하다. 토출 대상의 액체가 안료 및 염료를 함유한 잉크인 경우, 물의 전진 접촉 각도(forward contact angle)가 80도 이상이 되는 발액성을 부여하면 충분하다. 90도 이상의 전진 접촉 각도는 부재 B(11)에의 액체의 부착을 억제하도록 더욱 조력하므로 유용할 수 있다.

이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 부재 A(9)를 제거한다(공정 E). 부재 A(9)의 제거는, 예를 들어 액체에서 부재 A(9)를 용해시킴으로써 행해진다. 부재 B는 경화되고, 그 형상이 실질적으로 변화되지 않으므로, 부재 A(9)와 함께 패턴(8)이 제거될 수 있지만, 후술하는 제3 층이 유로를 구성하는 공간에 들어가는 것을 방지하고 싶다면, 패턴(8)을 남겨 둘 수 있다. 부재 A(9)가 수지로 형성되는 경우, 부재 A(9)는 선택적으로 자외선 등으로 노광되어, 노광되지 않은 패턴(8)에 비해 액체에 대한 용해 선택비가 증가된다. 그 후에, 부재 A(9)를 액체에서 용해시켜, 부재 A(9)를 선택적으로 제거한다.

이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이, 부재 A(9)가 제거된 후의 기판(1)에, 부재 B(11)에 근접하여 위치되도록 제3 층(12)을 설치한다(공정 F). 부재 B는 부재 B에 근접하여 위치되는 제3 층에 의해 보강된다. 특히, 부재 A(9)의 간극(30)에 상당하는 부분은 매우 얇으므로, 제3 층에 의한 보강에 의해 그 강도가 크게 향상된다. 제3 층(12)은 제2 층(10)과 동일한 조성의 네거티브형 감광성 수지로 형성될 수 있고, 보다 구체적으로는 제3 층에 함유된 화합물과 제2 층(10)에 함유된 화합물이 서로 동일할 수 있다. 이는, 제3 층(12)이 경화되었을 때에 제2 층(10)으로부터 얻어진 부재 B(11)와의 접합이 효율적으로 행해지도록 조력한다. 그러나, 이들의 조성비가 동일할 필요는 없다. 제3 층(12)의 두께와 관련하여, 그 상면 위치는 부재 B(11)의 상면의 위치보다 높을 수 있고(두꺼울 수 있고), 동일하거나, 또는 그보다 낮을 수 있다(얇을 수 있다). 유로 벽의 강도의 관점으로부터, 제3 층과 부재 B 사이의 접촉 면적은 큰 것이 바람직하므로, 제3 층은 패턴(8)보다 두꺼운 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 부재 B보다 두꺼운 것이 바람직하다. 제3 층(12)을 설치함으로써, 유로 벽 부재(4)와 기판(1) 사이의 접합 부분이 증가되어, 유로 벽 부재(4)의 강도가 향상된다. 또한, 제3 층(12)이 설치되는 기판(1)의 부분(100)은 에너지 발생 소자(2)를 구동시키기 위한 구동 회로에 사용되는 트랜지스터 등이 설치되어 있으므로, 구동 회로에 대한 보호성도 향상된다. 또한, 제3 층(12)의 일부는 구멍(22)에 들어가고, 이 부분은 최종적으로 제거된다. 제3 층(12)의 일부가 구멍(22)에 들어가 있으면, 제3 층(12)을 경화시킬 때 이 부분의 패턴(8)의 팽창을 저감시킬 수 있다. 구멍(22)에 제3 층의 일부가 반드시 들어갈 필요는 없으며, 구멍(22)의 형상 및 크기에 따라서는, 제3 층(12)이 구멍(22)에 들어가지 않을 수도 있다.

이어서, 도 2h에 도시된 바와 같이, 마스크(202)를 통해 제3 층(12)에 노광이 행해지고, 노광된 부분(23)을 경화시킨다. 노광이 행해지지 않은 부분(24)은 경화되지 않는다. 제3 층(12) 중에서, 토출구를 구성하는 구멍(22)의 내부에 대응하는 부분과 그 상부 부분은 제거할 필요가 있어서, 마스크(202)에 의해 차광된다.

이어서, 도 2i에 도시된 바와 같이, 예를 들어 액체 현상법에 의해, 노광이 행해지지 않은 부분(24)이 제거된다. 용해에 의해 제거가 행해지는 경우에는, 네거티브형 감광성 수지의 조성에 대응하는 크실렌 등의 적절한 용매가 채용된다. 이에 의해, 패턴(8)은 구멍(22)을 통해 외부에 노출된다.

이어서, 도 2j에 도시된 바와 같이, 기판(1)에 건식 에칭, 습식 에칭 등을 행하여 공급구(3)를 형성하고, 패턴(8)을 외부와 연통시켜서, 적절한 용매로 패턴(8)을 용해시켜 토출구(5)와 연통하는 액체 유로(6)를 형성한다(공정 G). 유로 벽 부재(4)는 토출구(5)가 개구되는 면에 인접한 벽면(13)을 갖는다. 벽면(13)과 토출구(5) 사이의 거리는, 토출 대상의 액체가 토출구(5) 내에, 즉 개구면(14)의 기판(1)측에 메니스커스를 형성할 수 있도록 설정된다. 예를 들어 토출구의 직경이 15㎛인 경우, 벽면(13)과 토출구(5)의 모서리 사이의 거리는 80㎛ 이상인 것이 바람직하다. 부재 B(11)의 형성 이후에, 부재 B의 평탄성은 이후의 공정에 의해 손상되지 않으므로, 기판 내에 있어서, 기판(1)의 에너지 발생면과 토출구(5) 사이의 거리 D는 균일하게 된다. 따라서, 복수의 토출구로부터 토출되는 액체의 양이 일정해진다. 이후에, 토출구(5)의 개구면(14)에 발액 기능이 부여될 수 있다.

여기서, 도 7a 내지 도 7c 및 도 8a 및 도 8b를 참조하여, 본 예시적인 실시형태에서 행해질 수 있는 제1 층(7)의 상면을 평탄화시키는 처리에 대해서 설명한다.

도 7a 내지 도 7c 및 도 8a 및 도 8b는 각각의 공정에서의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 7a 내지 도 7c 및 도 8a 및 도 8b의 단면은 도 2a 내지 도 2j의 단면과 마찬가지이다.

제1 층(7)의 상면의 평탄화 처리는, 공정 C 이전의 공정들 중 하나와 병행하여 행해지거나 또는 임의의 공정들 사이에 행해질 수 있다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 액체를 토출하기 위해 이용되는 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자(2)를 표면에 구비한 기판(1) 상에, 패턴화된 부착성 향상 부재 c(301)와 제1 층(7)이 이 순서대로 설치되어 있다. 부재 c(301)는 기판과 유로 벽 사이의 접촉을 보다 견고하게 하고 기판 상의 배선부를 보호하는 등에 이용되는 부재이다. 이는 유로 벽의 형상에 대응하도록 설치될 수 있다. 부재 c(301)는 폴리에테르 아미드 등의 수지 재료를 이용하여 스핀 코팅, 라미네이션 등에 의해 기판(1) 상에 부여되고, 건식 에칭에 의해 형성된다. 감광성 수지가 이용되는 경우에는, 건식 에칭 대신에, 노광/현상을 행함으로써 약 1 내지 3㎛의 두께로 형성될 수 있다. 유로 벽 부재(4)와 기판(1) 사이의 접합 위치를 포함하는 영역에 부재 c(301)를 형성한 후에, 제1 층(7)을 적층하여 부재 c(301)를 피복한다. 여기서, 부재 c(301)가 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분 사이에, 제1 층(7)의 표면에 단차 D2가 발생된다.

단차 D2의 크기는 부착성 향상 부재의 두께와 제1 층(7)의 두께 사이의 관계에 따라 상이하며, 단차 D2의 크기에 따라 이를 저감시키기 위한 처리를 행할 수 있다. 패턴화된 부재 c(301)와 제1 층(7)을 이 순서대로 설치한 후, 공정 C를 행하기 전에, 제1 층(7)의 두께를 감소시킨다. 구체적으로는, 제1 층(7)은 단차 D2가 가능한 한 작아지도록 부분적으로 두께가 감소된다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 층(7)이 포지티브형 감광성 수지로 형성되는 경우, 제1 층(7)을 깊이 방향으로 모두 제거하는데 필요한 최저 노광량보다도 적은 노광량으로 제1 층(7)의 부착성 향상 부재 상의 부분에 노광이 행해진다. 그리고, 상면의 일부만이, 현상액에 용해 가능한 노광부(302)로 형성된다. 그 다음에, 도 7c에 도시된 바와 같이, 현상액에 의해 노광부(302)가 제거된다. 이어서, 패턴(8)과, 상기 패턴과의 사이에 간극(30)을 둔 부재 A(9)를 형성하는 공정 B를 실행하고, 도 2c에 도시된 공정(공정 C) 이후에는, 예시적인 제1 실시형태와 마찬가지로 방법을 행하여, 액체 토출 헤드를 제조한다.

본 예에서는, 공정 B 이전에 제1 층(7)의 상면을 평탄화하는 처리가 실행되었지만, 이는 공정 C 이전의 공정들 중 하나에서 또는 이러한 몇몇의 공정들 사이에 행해질 수 있다. 예를 들어, 제1 층(7)에 이용된 포지티브형 감광성 수지의 감도가 높고 노광량에 따라 감소되는 층 두께를 조정하는 것이 곤란한 경우에는, 감광 파장 영역의 전리 방사선 흡수 재료를 추가함으로써, 제1 층(7)이 얇아지는 정도를 제어할 수도 있다.

또한, 도 7b에 도시되는 노광 공정에 있어서, 도 8a에 도시된 바와 같이, 하프톤 마스크(41)를 이용하여 제1 층(7)의 상면측만이 현상되도록 하는 노광과, 심부까지 현상에 의해 제거를 행하는 노광을 일괄적으로 행할 수도 있다. 마스크의 하프톤부에 의한 전리 방사선의 투과율의 조정에 의해, 제1 층(7)의 상면의 일부만이, 현상액에 용해 가능한 노광부(302)로 형성된다. 그리고, 현상을 행함으로써, 도 8b에 도시된 바와 같이, 패턴(8)과 부재 A(9)는 각각의 상면들이 서로 정렬되도록 형성된다. 도시된 예에서는, 부재 A(9)가 형성되는 위치에 마스크의 하프톤부가 대응하고 있지만, 마스크의 하프톤부를 이용하여 제1 층(7)의 패턴(8)에 대응하는 부분으로서 노광을 행할 수도 있다. 또한, 이들 중 한쪽의 상면만을 현상에 의해 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 양쪽의 상면부를 현상에 의해 상이한 제거 비율로 제거할 수도 있다.

도 3a 내지 도 3e 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 예시적인 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 3a 내지 도 3e는 각각의 공정에서의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 4는 본 예시적인 실시형태에 의해 얻어지는 액체 토출 헤드를 도시하는 단면도이다. 도 3a 내지 도 3e 및 도 4의 단면은 도 2a 내지 도 2j의 단면과 마찬가지이다.

본 예시적인 실시형태에서는, 도 3a에 도시된 공정(공정 A)까지의 공정은 예시적인 제1 실시형태와 동일한 방식으로 행해진다. 이어서, 부재 B(11)를 형성하는 공정(공정 B)에 있어서, 이하를 행한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)의 상면에 발액성을 부여하기 위한 발액성 재료(15)가 제공된다. 발액성 재료(15)의 일부 또는 전부를 제2 층(10)에 침투시키는 것도 가능하다. 토출 대상의 액체가 수성 잉크 또는 오일계 잉크인 경우, 발액성이 부여되는 부분의, 기판에 수직인 방향으로의 두께로는, 2㎛의 두께면 충분하다. 제1 층(7) 및 제2 층(10)과 마찬가지로, 발액성 재료(15)는 기판에 평탄하게 적층된다. 발액성 재료(15)로서, 감광성의 불소 함유 에폭시 수지, 불소 함유 실란 및 중합기 함유 실란의 축합물을 함유하는 조성물 등을 채용할 수 있다. 발액성 재료(15)에 상술한 재료를 이용하는 경우, 포토리소그래피에 의해 발액성 재료(15)와 제2 층(10)에 일괄적으로 패터닝을 행할 수 있다.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)과 발액성 재료(15)는 부재 B(11)를 형성하기 위해 마스크(16)를 통해 노광된다. 발액성 재료(15)의 일부는 노광되고 나머지 부분은 노광되지 않도록 마스크의 형상이 조정된다. 보다 구체적으로는, 제2 층(10)과 발액성 재료(15)는 개구(50) 내에 차광 슬릿부(16a)를 구비한 마스크(16)에 의해 노광된다. 차광 슬릿부(16a)의 폭은, 발액성 재료(15)가 노광되지 않고 제2 층(10)이 노광되도록 조정된다. 이어서, 노광된 부분을 경화시킨 후에, 현상이 행해져서 제2 층(10)과 발액성 재료(15)의 미 노광 부분을 제거한다. 상기 동작에 의해, 도 3c에 도시된 바와 같이, 부재 B(11)의 토출구를 구성하는 구멍(22)의 주변에 발액성 부분(17)을 설치할 수 있다. 발액성 재료 중, 차광 슬릿부(16a)에 대응하는 미 노광부는 제거되므로, 그 부분에는 발액성이 부여되지 않고, 비발액성 부분(19)이 된다.

이어서, 제2 층(10)의 미 노광 부분을 제거한 후, 부재 B(11)의 상면에 제3 층(12)을 설치한다. 부재 B의 발액성 부분(17)에서는 제3 층(12)이 반발될 가능성이 있지만, 부재 B의 상면의 비발액성 부분(19)에서는 제3 층(12)이 부재 B(11)의 상면에 밀착하여 유지된다. 또한, 부재 B의 외측면에도 발액성이 부여되지 않으므로, 제3 층(12)과 밀착하여 유지된다.

이후에, 제3 층(12)의 필요 개소가 경화되고, 기판(1)에 공급구(3)가 형성되며, 패턴(8)이 제거되어 유로(6)를 형성함으로써, 도 3e에 도시된 바와 같이 액체 토출 헤드가 얻어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 실시형태에 의해 제조된 액체 토출 헤드에서는, 부재 B(11)의 토출구(5)가 개구되는 개구면(14)에 발액성이 부여되어 있다. 따라서, 유로를 충전하는 토출 대상의 액체(18)는 개구면(14) 상에는 체류하지 않고, 토출구(5)와 대략 동일한 위치에 메니스커스를 형성할 수 있다. 토출된 액체의 일부가 미스트 형상으로 부유해서 개구면(14)에 부착되는 경우에도, 미스트가 개구면(14)에 부착되는 것이 억제되고, 미스트는 액체 토출 장치에 구비되어 있는 흡인 기구에 의한 흡인 등에 의해 용이하게 제거된다. 이하의 예시적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 9a 내지 도 9f를 참조하여 본 발명의 예시적인 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 도 9a 내지 도 9f는 각각의 공정에서의 단면을 각각 도시하는 단면도이다. 도 9a 내지 도 9f의 단면은 도 2a 내지 도 2j의 단면과 마찬가지이다. 본 예시적인 실시형태에서, 도 2c에 도시된 공정까지의 공정은 예시적인 제1 실시형태와 마찬가지 방식으로 행해진다. 이어서, 부재 B(11)를 형성하는 공정에 있어서, 이하를 행한다. 우선, 예시적인 제2 실시형태를 도시하는 도 3a의 경우와 마찬가지로, 도 9a에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)의 상면에 발액성을 부여하기 위한 발액성 재료(15)가 제공된다. 예시적인 제2 실시형태에서와 같이, 발액성 재료(15)로서, 포토리소그래피에 의해 발액성 재료(15)와 제2 층(10)에 일괄적으로 패터닝을 행하는 재료가 채용된다.

이어서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)과 발액성 재료(15)는 마스크(500)를 통해 부재 B(11)를 형성하도록 노광된다. 이 경우에, 노광량은 후술하는 조건을 충족시키는 E1이며, 마스크(500)의 형상은 발액성이 부여되어야 하는 부분에만 광을 인가하도록 조정된 개구 패턴(60)을 갖는다. 여기서, 충분한 발액성과 양호한 패턴 형상을 제공하는 최적의 노광량을 E1, 발액성 재료(15)와 제2 층(10)의 최하부까지 경화를 행하기 위해 필요한 최저 노광량을 Eth로 가정하면, Eth < E1의 관계가 성립되고, E1은 Eth의 1.5배 이상으로 설정될 수 있다.

이어서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 제2 층(10)과 발액성 재료(15)는 마스크(501)를 통해 노광된다. 이 경우에, 노광량은 후술하는 조건을 충족시키는 E0이며, 마스크(501)의 형상은 도 9e에서 제2 층(10)과 제3 층(12)이 서로 밀착하여 유지되는 부분만 노광하도록 조정된 개구 패턴(61)을 갖는다. 여기서, 노광량 E0는, 발액성 재료(15)가 발액성을 나타내지 않고 발액성 재료(15)와 제2 층(10)이 함께 적층되는 부분의 불충분한 경화를 야기하는 조사량이다. 따라서, E0는 E0 < Eth의 관계가 성립되는 노광량이며, E0는 Eth의 1/4 이상 Eth의 1/2 이하로 설정될 수 있다.

이 경우에, 마스크(501)의 개구부에 하프톤 마스크를 이용할 수도 있다. 보다 구체적으로는, 광 투과율이 1/4 이상 1/2 이하로 설정된 하프톤 마스크에 의해, 노광량 E1으로 노광함으로써, 실제의 광 조사량은 E0에 상당한다. 또한, 이는 도 9b 및 도 9c의 공정이 일괄적인 공정에서 행해질 수 있는 것을 시사한다. 마스크(500)의 개구(60)(광 투과율 : 100%) 및 마스크(501)의 개구(61)(광 투과율 : 25 내지 50%)로 패터닝된 마스크를 준비함으로써, 노광 공정을 일괄적으로 행할 수 있다.

이어서, 노광이 행해진 부분을 경화시킨 후에 현상을 행하고, 제2 층(10) 및 발액성 재료(15)의 미 노광 부분을 제거한다. 이상의 처리에 의해, 도 9d에 도시된 바와 같이, 부재 B(11)의 토출구를 구성하는 구멍(22)의 주변에, 발액성이 부여된 발액성 부분(67)을 설치할 수 있다. 개구부(61)에 대응하는, Eth 이하의 양으로 노광되는 부분에는 발액성은 부여되지 않으며, 이들 부분은 비발액성 부분(69)을 구성한다. 이어서, 부재 A(9)를 제거한 후에, 도 9e에 도시되는 바와 같이 부재 B(11)의 상면에 제3 층(12)을 설치한다. 발액성 부분(67)에서는 제3 층(12)이 반발될 가능성이 있지만, 부재 B(11)의 상면의 비발액성 부분(69)에서는 제3 층(12)이 부재 B(11)의 상면에 밀착하여 유지된다. 또한, 발액성이 부여되지 않은 부재 B(11)의 외측면도 제3 층(12)과 밀착하여 유지된다. 또한, 필요에 따라, 제3 층(12) 상에 발액성 재료(15)로 발액성을 제공할 수 있다(도시되지 않음).

이후에, 예시적인 제2 실시형태에서와 같이, 제3 층(12)의 필요 개소가 경화되어, 기판(1)에 공급구(3)를 형성하고, 패턴(8)을 제거함으로써 유로(6)를 형성하여, 도 9f에 도시된 바와 같이 액체 토출 헤드가 얻어진다.

도 10a 내지 도 10e를 참조하여 본 발명의 예시적인 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 본 예시적인 실시형태에서는, 부재 A(9)가 부분적으로 제거된다.도 10a 내지 도 10e는 각각의 공정에서의 단면을 각각 도시하는 단면도이다. 도 10a 내지 도 10e의 단면은 도 2a 내지 도 2j의 단면과 마찬가지이다. 이어서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 부재 A(9)를 제거하는 공정에 있어서, 부재 A(9)가 부분적으로 제거됨으로써, 기판 상에 남은 부재 A(9)의 부분이 부재 C(90)로서 얻어진다. 본 예시적인 실시형태에서는, 상기 부재 B(11)와 접촉하는 부재 A(9)의 부분이 제거된다. 이어서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 부재 C(90) 상에 제3 층(12)을 설치한다. 부재 C(90)를 준비함으로써, 제3 층(12)이 부재 B(11) 상에 형성되기 용이해지므로, 유로 벽 부재(12)의 단부에서의 강도를 향상시키는 데 효과적이다. 이어서, 도 10c에 도시된 바와 같이, 부재 C(90) 상의 제3 층(12)의 부분이 차광되어 제3 층(12)이 노광된다.

이어서, 도 10d에 도시된 바와 같이, 토출구를 구성하는 구멍(22)을 따라, 부재 C(90)를 노출시키도록 개구(401)가 형성된다. 이어서, 도 10e에 도시된 바와 같이, 부재 C(90)는 제거된다. 부재 C(90)의 제거의 결과로서, 공간이 형성되고, 부재 B(11)의 측 단부로부터 부재 C(90)까지의 약간의 거리를 제공하여 필요한 유로 벽 부재의 두께를 확보할 수 있다.

도 2를 참조하여, 예시적인 실시예를 설명한다. 우선, 제1 층(7)이 설치된 기판(1)(6인치 웨이퍼)을 준비했다(도 2a). 제1 층(7)은 포지티브형 감광성 수지인 ODUR-1010[도쿄 오카 고교 가부시키가이샤(TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD)제]을 스핀 코팅에 의해 도포한 후, 120℃로 건조시켜 형성되었다. 형성 후, 제1 층(7)의 두께의 평균값은 7㎛이었고, 기판(1)(6인치 웨이퍼) 내에서의 제1 층(7)의 두께의 표준 편차(6인치 웨이퍼 내의 350개의 위치에서 측정됨)는 0.1㎛ 이하였다.

이어서, 마스크를 이용하여 제1 층(7)을 노광하였고, 노광된 부분을 제거함으로써 부재 A(9)와 패턴(8)을 얻었다(도 2b). 이때, 부재 A(9)와 패턴(8) 사이의 간극(30)의 길이 L는 30㎛였다.

이어서, 표 1에 도시된 성분을 함유하는 조성물을 스핀 코팅에 의해 부재 A(9)와 패턴(8)에 도포하고, 90℃로 3분 동안 건조시켜 제2 층(10)을 형성했다(도 2c). 제2 층(10)의 두께의 평균값은 5㎛이었고, 두께의 표준 편차(6인치 웨이퍼 내의 350개의 위치에서 측정됨)은 0.2㎛였다.

[제2 층(10)을 형성하기 위한 조성물]
조성물	중량부
EHPE-3150 (다이셀 케미컬 인더스트리즈 리미티드제)	100부
A-187 (니폰 유니카 컴퍼니 리미티드제)	5부
구리 트리플레이트	0.5부
SP-170 (아데카 코포레이션제)	0.5부
메틸이소부틸케톤	100부
크실렌	100부

그 다음에, 캐논제 마스크 얼라이너 MPA-600 Super(제품명)에 의해 제2 층(10)을 노광하였다(도 2d).

이어서, 제2 층(10)에 포스트-베이킹(post-bake) 및 현상을 행하여, 토출구를 구성하는 구멍(22)이 설치된 부재 B(11)를 형성했다(도 2e). 노광량은 1J/㎠이었으며, 현상액으로서 메틸이소부틸케톤/크실렌 = 2/3의 혼합액을 사용하였고, 현상 후에 사용하기 위한 린스액으로서 크실렌을 사용했다. 구멍(22)의 직경은 12㎛이었다.

이어서, 우시오 인코포레이티드(Usio, Inc.,)제 마스크 얼라이너 UX-3000SC(제품명)에 의해 (220㎚ 내지 400㎚ 범위의 파장의) deep-UV 광으로 10J/㎠의 조건 하에서 부재 A(9)를 노광한 후, 메틸이소부틸케톤에서 부재 A(9)를 용해시켜 제거했다(도 2f). 이어서, 표 1에 도시된 조성물을 부재 B(11)에 도포하여, 기판(1)의 표면으로부터 제3 층(12)의 부재 B(11) 상의 부분의 상면까지 측정했을 때 그 두께가 18㎛가 되도록 제3 층(12)을 형성했다(도 2g).

이어서, MPA-600 Super(제품명; 캐논제)에 의해 제3 층(12)을 노광(노광량 = 1J/㎠)하고(도 2h), 포스트 베이킹, 현상, 린스가 행해져 제3 층(12)의 노광 부분(23)을 부재 B(11)와 일체화시켰다(도 2i). 현상액으로서, 메틸이소부틸케톤/크실렌 = 2/3의 혼합액이 사용되었고, 현상 후의 린스액으로서 크실렌이 사용되었다.

80℃에서의 수산화 테트라메틸 암모늄 수용액을 에칭액으로서 사용하고, 실리콘의 기판(1)에 이방성 에칭을 행하여, 공급구(3)를 형성했다. 이후에, 패턴(8)을 메틸 락테이트에서 용해하고, 기판(1)으로부터 제거하여 직경 12㎛의 토출구(5)를 형성했다(도 2j).

기판(6인치 웨이퍼) 내에서, 거리 D의 평균값은 12㎛이었고, 거리 D의 표준 편차는 0.25㎛였다. 거리 D의 값은 웨이퍼 내의 350개의 토출구를 웨이퍼의 중앙으로부터 단부까지 균일하게 선택하고, 각각의 토출구에 대해서 측정이 행해졌을 때 얻어졌다. 마지막으로, 6인치 웨이퍼를 다이싱 소오(dicing saw)에 의해 절단하여 단일 액체 토출 헤드를 얻었다.

도 6a 내지 도 6f를 참조하여 비교예에 따른 액체 토출 헤드의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 6a 내지 도 6f 각각은 비교예의 액체 토출 헤드의 제조 방법의 각각의 공정에서의 단면을 도시하고 있다. 에너지 발생 소자(102)를 구비한 실리콘 기판(101)(6인치 웨이퍼) 상에 ODUR-1010(상품명; 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤제)을 도포하고, 건조를 행하여, 7㎛ 두께의 포지티브형 감광성 수지층(103)을 기판(101) 상에 형성했다(도 6a).

이어서, 포지티브형 감광성 수지층(103)에 노광과 그에 후속하는 현상을 행하여, 유로 패턴(104)을 형성했다(도 6b).

이어서, 예시적인 실시예의 표 1의 조성물을 스핀 코팅에 의해 패턴(104)에 도포하고, 90℃로 3분 동안 건조시켜 피복층(105)을 형성했다. 피복층(105)은, 패턴(104)의 상면에 설치된 피복층(105)의 부분의 두께가 7㎛가 되도록 형성되었다(도 6c). 이어서, 마스크를 사용하여 피복층(105)을 노광하고, 노광된 부분(106)을 경화시켰다(도 6d). 현상을 통해, 피복층(105)의 미 노광 부분을 제거하여, 유로 벽을 형성하는 부재와 직경 12㎛의 토출구(107)를 형성했다(도 6e). 이어서, 기판(101)에 공급구(109)를 형성한 후, 패턴(104)을 제거하여 유로(108)를 형성했다(도 6f).

다음에, 6인치 웨이퍼를 다이싱 소오에 의해 절단하여, 하나의 액체 토출 헤드의 단위로 분리했다. 얻어진 액체 토출 헤드에 있어서는, 기판(101)의 에너지 발생 소자(102)의 에너지 발생면으로부터 토출구(107)까지의 거리 h의 평균값은 12㎛였다. 한편, 거리 h의 표준 편차는 0.6㎛였다. 거리 h는, 웨이퍼 내의 350개의 토출구를 웨이퍼 중앙으로부터 단부까지 균일하게 선택하고, 각각의 토출구에서 측정을 행함으로써 얻어진 값이다.

예시적인 실시예의 액체 토출 헤드의 거리 D의 표준 편차와 비교예의 액체 토출 헤드의 거리 h의 표준 편차 사이에 큰 차이가 있다는 것을 알 수 있다. 거리 D의 표준 편차가 0.25㎛로 작았던 것은, 평탄하게 형성된 제2 층(10)으로부터, 두께의 변동이 매우 작은, 부재 B(11)를 얻을 수 있었기 때문이라고 생각되어진다. 이는, 제2 층(10)이 평탄성 레벨이 높은 패턴(8) 및 부재 A(9) 상에 배치되어 있는 상태에서, 제2 층(10)으로부터 부재 B(11)가 형성되었기 때문이다.

한편, 거리 h의 표준 편차가 0.6㎛로 컸던 원인의 하나는, 하측에 패턴(104)을 갖는 피복층(105)의 부분과, 하측에 패턴(104)을 갖지 않는 부분 사이에서의 피복층(105)의 상면의 높이의 차이로 인한 것으로 생각될 수 있다. 비교예에 있어서, 6인치 웨이퍼의 최외주 부분보다 패턴(104)의 더욱 외측에는 패턴(104)이 존재하지 않으므로, 웨이퍼의 외주부에서의 피복층(105)의 상면의 높이는, 중앙 부분에 비해 상대적으로 낮게 형성된 것도 또다른 원인일 수 있다.

다음에, 예시적인 실시예 및 비교예의 액체 토출 헤드에 대해서, 내구 시험을 실시했다. 각각의 액체 토출 헤드를 캐논제 잉크 BCI-6C(pH : 약 9) 중에 침지시키고, 121℃의 온도, 2기압의 압력 하에서 100시간 동안 유지했다. 그 후, 잉크로부터 취출된 각각의 액체 토출 헤드에 대해서, 기판(1)과 유로 벽 부재 사이의 계면을 관찰하였다. 예시적인 실시예 및 비교예의 액체 토출 헤드에 있어서, 기판(1)과 유로 벽 부재(4) 사이의 분리 또는 변형은 확인되지 않았다. 실시예의 액체 토출 헤드에 있어서, 유로 벽 부재는 충분한 기계적 강도 및 기판에 대한 접합성을 갖는다는 것이 확인되었다.

실시예 및 비교예의 액체 토출 헤드를 사용하여, 시험 기록을 행하였다. 동일한 6인치 웨이퍼에서 잘라냄으로써 얻어진 복수의 액체 토출 헤드에 대해 기록을 행하였다. 순수(pure water)/디에틸렌글리콜/이소프로필-알코올/리튬-아세테이트/블랙-염료-푸드 블랙2 = 79.4/15/3/0.1/2.5로 이루어지는 잉크 액을 사용하고, 토출 체적 Vd = 1 pl 및 토출 주파수 f = 15㎑로 기록을 행하였다.

기록에 의해 얻어진 화상을 관찰한 바, 예시적인 실시예의 액체 토출 헤드에 의해 기록을 행한 경우, 매우 높은 품질의 기록 화상이 얻어졌다. 또한, 동일한 6인치 웨이퍼로부터 얻어진 복수의 액체 토출 헤드 모두에 대해서 높은 품질의 화상이었다. 한편, 비교예의 액체 토출 헤드에 의해 기록을 행한 경우, 실시예의 액체 토출 헤드에 의해 얻어진 기록 화상에 비해, 화상에 불균일이 관찰되었다. 또한, 동일한 6인치 웨이퍼로부터 제조된 복수의 액체 토출 헤드에 의해 얻어진 기록 화상들 사이에서는, 불균일의 상태가 약간씩 상이했다. 이는, 상술한 거리 D의 표준 편차가 거리 h의 표준 편차보다 작기 때문이라고 생각될 수 있다. 결과적으로, 실시예의 액체 토출 헤드로부터 토출되는 잉크의 체적의 변동은, 비교예의 액체 토출 헤드로부터 토출되는 잉크의 체적의 변동보다 작다.

본 발명은 예시적인 실시형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 모든 변경, 등가 구조와 기능을 포함하도록 광의의 해석에 따라야 한다.

본 출원은 그 전체 내용이 본원에서 참조로서 포함되는 2010년 3월 31일자로 출원된 일본 특허 출원 제2010-082799호 및 2010년 11월 29일자로 출원된 일본 특허 출원 제2010-265096호를 우선권 주장한다.

Claims

액체를 토출하는 토출구에 연통하는 유로를 갖는 액체 토출 헤드의 제조 방법이며,
제1 층이 평탄하게 설치되어 있는 기판을 준비하는 단계와,
상기 유로를 형성하기 위한 유로 패턴과, 상기 패턴의 외측에 간극을 두고 설치된 제1 부재를 상기 제1 층으로부터 형성하는 단계와,
상기 패턴과 상기 제1 부재를 피복하고 상기 간극이 충전되도록 제2 층을 설치하는 단계와,
상기 토출구를 형성하기 위한 제2 부재를 상기 패턴 상에 상기 제2 층으로부터 형성하는 단계와,
상기 제1 부재를 제거하는 단계와,
적어도 상기 기판 상에서 상기 제2 부재와 밀착하여 유지되도록 제3 층을 설치하는 단계와,
상기 패턴을 제거하여 상기 유로를 형성하는 단계를, 이 순서대로 포함하는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 층의 일부를 제거함으로써, 상기 제1 층으로부터 상기 제1 부재와 상기 패턴이 형성되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 층으로부터 상기 제2 부재를 형성시, 상기 제2 부재에 상기 토출구를 구성하는 개구가 형성되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 기판 상에 상기 제3 층을 형성하기 전에, 상기 제2 부재의 개구의 주변 부분에 발액성(liquid repellency)이 부여되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판 상에 상기 제3 층을 형성하기 전에, 상기 제2 부재의 기판측에 대한 반대측의 표면의 일부가 발액성 부분으로 형성되고,
상기 기판 상에 상기 제3 층을 설치할 때, 상기 발액성 부분이 아닌 상기 제2 부재의 표면의 일부와 상기 제3 층이 서로 접촉하여 유지되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 부재는 상기 패턴을 둘러싸도록 형성되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판의 표면을 따르는 방향으로 측정했을 때의 상기 간극의 크기는 40㎛ 이하인, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 층으로부터 상기 패턴 및 상기 제1 부재를 형성시, 상기 제1 층은 상기 유로의 벽의 형상에 대응하는 부착성 향상 부재가 구비된 기판 상에 설치되고, 상기 패턴의 상면과 상기 제1 부재의 상면이 서로 정렬되도록, 상기 패턴에 대응하는 상기 제1 층의 부분의 상면측과 상기 제1 부재에 대응하는 상기 제1 층의 부분의 상면측 중 하나 이상이 부분적으로 제거되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 층으로부터 상기 패턴 및 상기 제1 부재를 형성시, 상기 제1 층의 부착성 향상 부재의 상면측 부분이 제거되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 층은 포지티브형 감광성 수지로 형성되고,
상기 제1 층으로부터 상기 패턴 및 상기 제1 부재를 형성시, 상기 제1 층에 노광이 행해지고, 노광이 행해진 부분이 제거됨으로써, 상기 패턴에 대응하는 상기 제1 층의 부분의 상면측과 상기 제1 부재에 대응하는 상기 제1 층의 부분의 상면측 중 하나 이상이 부분적으로 제거되고, 상기 패턴과 상기 제1 부재가 형성되는, 액체 토출 헤드의 제조 방법.