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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Erzeugens
einer Düsenplatte
einschließlich
einer Düse
zum Ausstoßen
von Tinte und auch auf solch eine Düsenplatte.
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2. Beschreibung der zugehörigen Technik
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Ein
Tintenstrahlkopf enthält
eine Düsenplatte,
die mit Düsen
gebildet ist, und stößt Tinte
aus den Düsen
auf ein Aufzeichnungsmedium zum Ausführen eines Druckprozesses aus.
In dem Fall, in dem der Randabschnitt der Tintenausstoßöffnungen
der Düsen
eine schlechte Wasserabstoßung
(Tintenabstoßung) aufweist
und mit Tinte benetzt wird, kann die Tinte an dem Randabschnitt
der Tintenausstoßöffnungen
anhaften und dort verbleiben. Weiterhin stört sich die Tinte mit der Tinte,
die an dem Randabschnitt der Tintenausstoßöffnungen anhaftet, so daß die Tintenauftreffgenauigkeit
gesenkt wird. Daher wird ein wasserabstoßender Film, der die Wasserabstoßung verbessern
kann, auf der Oberfläche
(die Tintenausstoßungsseite)
eines Substrates der Düsenplatte
gebildet. Verschiedene Verfahren des Bildens solch eines wasserabstoßenden Filmes auf
der Oberfläche
eines Substrates sind vorgeschlagen worden. Unter den vorgeschlagenen
Verfahren maskiert ein Verfahren, nachdem Düsen in einem Substrat gebildet
sind, Ausstoßungsöffnungen
der Düsen
mit einem wärmehärtbaren
oder einem lichthärtenden
Harz und bildet dann einen wasserabstoßenden Film auf dem Harz (siehe
z.B.
JP Hei 6-246921
A (Seiten 2 bis 4 und
1 bis
4)
und
JP Hei 9-131880
A (Seiten 4 bis 5 und
2 bis
3).
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Bei
dem Bildungsverfahren des wasserabstoßenden Filmes, das in der
JP Hei 6-246921 A offenbart ist,
wird zuerst ein lichthär tender
lichtempfindlicher Harzfilm mit der vorderen Fläche des Substrates, in dem die
Düsen gebildet
sind, druckverbunden zum Bewirken, daß ein Teil des lichtempfindlichen
Harzfilmes in die Düsen
eintritt. Als Nächstes
wird das Substrat von der Seite der hinteren Fläche mit ultravioletten Strahlen
zum Härten
des lichtempfindlichen Harzfilmes in den Düsen bestrahlt, wodurch Stopfenteile
in den Düsen
gebildet werden. Unter Benutzung von Brechung, Beugung und diffuser
Reflexion von Strahlen, die die vordere Fläche des Substrates durch die
Düsen erreichen,
wird auch der Abschnitt in dem Rand der Tintenausstoßungsöffnungen,
der sich radial nach außen
von den Tintenausstoßungsöffnungen
der Düsen
expandiert, in dem lichtempfindlichen Harzfilm auf der vorderen
Fläche
des Substrates gehärtet
zum Bilden eines expandierten Abschnittes mit einem Durchmesser,
der größer als
der innere Durchmesser der Düsen
ist.
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Weiterhin
wird ein lichthärtendes
lichtempfindliches Harzmittel sowohl auf die vordere Fläche als
auch die hintere Fläche
des Substrates aufgebracht, und die hintere Fläche wird mit Licht bestrahlt
zum Härten
des lichtempfindlichen Harzmittels auf der hinteren Fläche. Der
lichtempfindliche Harzfilm und das lichtempfindliche Harzmittel,
die nicht bestrahlt worden sind und auf der vorderen Oberfläche des
Substrates verbleiben, werden durch ein Lösungsmittel entfernt. Zu dieser
Zeit verhindern der expandierte Abschnitt auf der Substratoberfläche und
ein auskleidender Abschnitt, der durch das Härten des lichtempfindlichen
Harzmittels auf der hinteren Fläche
gebildet ist, daß die
Stopfenteile aus den Düsen
fallen. In dem Zustand, in dem die Tintenausstoßungsöffnungen der Düsen mit
dem expandierten Abschnitt und dem Stopfenteil maskiert sind, wird
ein wasserabstoßender
Film auf der Oberfläche
des Substrates durch wasserabstoßendes Plattieren gebildet.
Danach werden das Stopfenteil, der expandierte Abschnitt und der
auskleidende Abschnitt mit Lösungsmittel
aufgelöst,
um entfernt zu werden.
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Bei
dem Bildungsverfahren des wasserabstoßenden Filmes, das in der
JP Hei 9-131880 A offenbart ist,
wird zuerst ein lichthärtender
lichtempfindlicher Harzfilm an der hinteren Fläche eines Substrates angebracht,
in dem Düsen
gebildet sind. Der lichtempfindliche Harzfilm wird erwärmt und
erweicht, so daß die
Düsen mit
dem lichtempfindlichen Harz gefüllt
werden. Die äußere Endfläche des
füllenden
lichtempfindlichen Harzes wird abgeflacht und im wesentlichen mit
der vorderen Fläche
des Substrates fluchtend gemacht. Der lichtempfindliche Harzfilm
in den Düsen
wird belichtet und gehärtet,
und ein wasserabstoßender
Film wird dann auf der Oberfläche
des Substrates durch Nickelplattieren gebildet. Danach wird das
lichtempfindliche Harz durch ein Lösungsmittel entfernt.
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Bei
dem Bildungsverfahren des wasserabstoßenden Filmes, das in der
JP Hei 6-246921 A offenbart ist,
wird bei dem Prozeß des
Härtens
des lichtempfindlichen Harzfilmes in den Düsen zum Bilden des Stopfenteiles
der lichtempfindliche Harzfilm auf der Substratoberfläche gehärtet, so
daß sich
der gehärtete
Abschnitt ausdehnt, um den inneren Durchmesser der Düse zu überschreiten,
und der ausgedehnte Abschnitt wird absichtlich gebildet, wodurch
das Stopfenteil daran gehindert wird zu fallen. Der expandierte
Abschnitt maskiert jedoch nicht nur die Düse sondern auch den Rand der
Düse. Wenn
der wasserabstoßende
Film auf der vorderen Fläche
des Substrates gebildet wird, wird daher der wasserabstoßende Film
nicht in dem Rand der Düsen
gebildet. Als Resultat neigt Tinte dazu, an dem Rand der Düse zu bleiben.
Folglich tritt die Möglichkeit
auf, daß die
Wasserabstoßung
verschlechtert wird und die Tintenauftreffgenauigkeit gesenkt wird.
Zum Verhindern, daß das
Stopfenteil aus den Düsen
herabfällt,
muß weiterhin
der Auskleidungsabschnitt auf der hinteren Fläche des Substrates gebildet
werden. Daher wird die Zahl der Produktionsschritte vergrößert, und
die Produktionseffektivität
wird gesenkt.
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Bei
dem Bildungsverfahren des wasserabstoßenden Filmes, das in der
JP Hei 9-131880 A offenbart ist,
wird die äußere Endfläche des
lichtempfindlichen Harzes, das die Düsen füllt, abgeflacht und im wesentlichen
fluchtend mit der vorderen Fläche
des Substrates gemacht. Danach wird das lichtempfindliche Harz in den
Düsen Licht
ausgesetzt, um gehärtet
zu werden. Folgend auf das Nickelplattieren wächst der Plattierungsfilm nicht,
der als wasserabstoßender
Film dient, auf dem lichtempfindlichen Harz. Ein sogenannter Überhang, in
dem die Düse
teilweise durch den wasserabstoßenden
Film bedeckt wird, wird unausweichlich gebildet. Folglich ist der
innere Durchmesser einer Öffnung
des wasserabstoßenden
Filmes kleiner als der der Düse oder
variabel gebildet. Die aus den Düsen
ausgestoßene
Tinte stört
sich mit dem Überhangabschnitt
des wasserabstoßenden
Filmes. Als Resultat wird die Aufstoßgenauigkeit der aus der Düse ausgestoßenen Tinte
gesenkt.
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Weiterhin
kann aus der
US 6,390,599
B1 ein Verfahren zum Erzeugen einer Düsenplatte nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 entnommen werden. Der äußere Durchmesser des lichtempfindlichen
Filmes ist gleich oder größer als
ein innerer Durchmesser der Düse.
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Aus
der
EP 1 043 160 A1 kann
eine Düsenplatte
nach dem Oberbegriff des Anspruches 13 entnommen werden. Der Durchmesser
des Öffnungsabschnittes
in dem wasserabstoßenden
Film ist größer als
der Durchmesser des Öffnungsabschnittes
der Düse.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen einer Düsenplatte
in Anspruch 1 definiert.
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Ein
Teil des säulenartigen
gehärteten
Abschnittes steht von der Oberfläche
des Substrates vor und weist einen äußeren Durchmesser gleich oder
kleiner als der innere Durchmesser der Tintenausstoßöffnung auf.
Somit wird ein Bereich, an dem der wasserabstoßende Film nicht gebildet wird,
nicht in der Nachbarschaft der Tintenausstoßöffnung einer Düse gebildet.
Weiterhin kann ein Vorsprungsbetrag aufgrund eines Überhanges
des wasserabstoßenden
Filmes verringert werden. Folglich ist die Wasserabstoßung in
der Nachbarschaft der Tintenausstoßöffnung der Düse verbessert,
so daß Lecken
der Tinte verhindert werden kann. Zusätzlich stört die aus der Düse ausgestoßene Tinte
sich nicht mit dem wasserabstoßenden
Film, so daß die
Tintenauftreffgenauigkeit verbessert wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist eine Düsenplatte
in Anspruch 13 definiert.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist die Düsenplatte so aufgebaut, daß die Öffnungsfläche des Öffnungsabschnittes,
der in dem wasserabstoßenden
Film gebildet ist, gleich zu der Öffnungsfläche der Düse ist, und der Öffnungsabschnitt
des wasserabstoßenden
Filmes weist die Kante entlang der Düse auf. Daher stört sich Tinte,
die aus der Düse
ausgestoßen
wird, nicht mit dem wasserabstoßenden
Film. Ebenfalls ist der wasserabstoßende Film entlang der Tintenausstoßöffnung der
Düse gebildet,
so daß die
Tintenauftreffgenauigkeit verbessert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A bis 1E sind
Bilder, die Schritte des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes
in einer ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellen. 1A ist
ein Bild, das einen Schritt des Aufbringens eines lichthärtenden
Harzes zeigt;
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1B ist
ein Bild, das einen Härtungsschritt
zeigt;
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1C ist
ein Bild, das einen Schritt eines Entfernens eines ungehärteten Abschnittes
zeigt; 1D ist ein Bild, das einen Schritt
des Bildens eines wasserabstoßenden
Filmes zeigt; und 1E ist ein Bild, das einen Schritt
des Entfernens eines säulenartigen
gehärteten
Abschnittes zeigt.
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2A und 2B sind
Bilder, die Schritte des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes
in einer Modifikation darstellen, 2A ist
ein Bild, das einen Schritt des Aufbringens eines Lösungsmittels
zeigt und 2B ist ein Bild, das einen Schritt
des Entfernens eines säulenartigen
gehärteten
Abschnittes zeigt.
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3 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Belichtungsbetrag
von Licht, das auf das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, und der Entfernbarkeit des säulenartigen
gehärteten
Abschnittes unter der oben beschriebenen Bedingung zeigt.
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4 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Belichtungsbetrag
von Licht, das auf das lichthärtende
Harz pro Einheitsfläche
gestrahlt wird, und der Härtungsreaktionswärme des
ungehärteten
lichthärtenden
Harzes pro Einheitsgewicht zeigt.
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5A bis 5F sind
Bilder, die Schritte des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes
in einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigen. 5A ist ein Bild, das einen Schritt
des Aufbringens eines lichthärtenden
Harzes zeigt; 5B ist ein Bild, das einen Polierschritt
zeigt; 5C ist ein Bild, das einen Härtungsschritt
zeigt; 5D ist ein Bild, das einen Schritt
des Entfernens eines ungehärteten
Abschnittes zeigt;
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5E ist
ein Bild, das einen Schritt des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes
zeigt; und 5F ist ein Bild, das einen Schritt
des Entfernens eines säulenartigen
gehärteten
Abschnittes zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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[Erste Ausführungsform]
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Eine
erste Ausführungsform
der Erfindung wird beschrieben. In der ersten Ausführungsform
ist die Erfindung auf eine Düsenplatte
angewendet, die in einem Tintenstrahlkopf vorzusehen ist und eine
Düse zum Ausstoßen von
Tinte enthält.
Hier im folgenden wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben.
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Zuerst
wird eine Düsenplatte
P1 kurz beschrieben. Wie in 1E gezeigt
ist, enthält
die Düsenplatte P1:
eine Düse 2,
die in einem Substrat 1 gebildet ist und aus der Tinte
auszustoßen
ist; und einen wasserabstoßenden
Film 3, der auf der Oberfläche (der Fläche auf der Seite des Tintenausstoßens) des
Substrates 1 gebildet ist. Das Substrat 1 ist
aus einer Platte aus einem Metall (zum Beispiel nicht rostender
Stahl) gebildet und weist eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 70 μm auf. Die
Düse 2 weist
auf: einen angeschrägten
Abschnitt 2a, der auf der Seite der hinteren Fläche des
Substrates 1 gebildet ist und stärker angeschrägt wird,
je mehr man sich der Oberfläche
nähert;
und einen geraden Abschnitt 2b, der sich von dem angeschrägten Abschnitt 2a zu
der Oberfläche
des Substrates 1 verlängert,
so daß er
durch das Substrat geht. Der angeschrägte Abschnitt 2a und
der gerade Abschnitt 2b sind in dem Substrat durch ein
geeignetes Verfahren wie Preßarbeit gebildet.
Eine Ausstoßungsöffnung 2c,
aus der Tinte auszustoßen
ist, ist in dem äußersten
Ende des geraden Abschnittes 2b gebildet. Der wasserabstoßende Film 3 verbessert
die Wasserabstoßung
des Randes der Tintenausstoßöffnung 2c der
Düse 2 zum
Verhindern, das Tintenbenetzen auftritt.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Erzeugen der Düsenplatte P1 beschrieben. Wie
in 1A gezeigt ist, wird zuerst ein filmartiges lichthärtendes
Harz 4, das als ein Resist dient, erwärmt und mit der Oberfläche des
Substrates 1 durch Benutzung einer Rolle oder ähnlichem
druckverbunden. Durch Einstellen der Erwärmungstemperatur, des Druckes,
der Rollengeschwindigkeit und ähnlichem
wird ein äußerer Endabschnitt
der Düse 2 (der
gerade Abschnitt 2b) mit einem vorbestimmten Betrag des
filmartigen lichthärtenden
Harzes 4 gefüllt
(ein Schritt des Aufbringens eines lichthärtenden Harzes). Wenn die Erwärmungstemperatur
während
des Preßverbindens
des Filmes übermäßig hoch
ist oder ausreichend höher
als der Glasübergangspunkt,
wird das lichthärtende
Harz so, daß es
Fluidität
zeigt. Als Resultat kann die Oberfläche des Substrates 1 nicht
mit dem lichthärtenden
Harz 4 mit der benötigten
Filmdicke beschichtet werden (zum Beispiel ungefähr 5 bis 15 μm). Wenn
dagegen die Erwärmungstemperatur übermäßig niedrig
ist, wird der Film nicht weich, und der äußere Endabschnitt der Düse 2 kann
nicht mit dem benötigten
Betrag des lichthärtenden
Harzes gefüllt
werden. Daher wird die Erwärmungstemperatur
bevorzugt zum Beispiel auf eine Temperatur gesetzt, bei der der
Glasübergangszustand
erreicht wird, so daß das
lichthärtende
Harz 4 Eigenschaften wie ein weicher Gummi aufweist. Bevorzugter
wird die Temperatur auf einen Bereich von 80°C bis 100°C gesetzt. Die Temperatur ist
jedoch nicht auf den Bereich beschränkt.
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Zum
Ermöglichen
für den äußeren Endabschnitt
der Düse,
daß er
leicht mit dem lichthärtenden
Harz 4 mit einem Betrag gefüllt wird, der zum Bilden eines
säulenartigen
gehärteten
Abschnittes 5 notwendig ist, ist bevorzugt die Dicke t
des filmartigen lichthärtenden
Harzes gleich oder kleiner als der innere Durchmesser d des geraden
Abschnittes 2b der Düse 2.
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Als
Nächstes
wird, wie in 1B gezeigt ist, das lichthärtende Harz 4 auf
der Oberfläche
des Substrates 1 mit ultraviolettem Laserlicht oder ähnlichem
von der Seite der hinteren Fläche
durch die Düse 2 bestrahlt,
wodurch das lichthärtende
Harz 4 gehärtet
wird (ein Härtungsschritt).
Zu dieser Zeit wird der Belichtungsbetrag des Lichtes so eingestellt,
daß das
lichthärtende
Harz 4 in der Nachbarschaft der Ausstoßöffnung 2c der Düse 2 am
Härten
gehindert wird, wobei es sich nach außen in einer radialen Richtung
der Düse 2 erstreckt.
Genauer, Licht, das durch die Düse 2 geht,
härtet
das lichthärtende
Harz 4 nur in der Richtung, entlang der die Düse 2 länglich ist.
Dadurch wird der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5, der teilweise von der Oberfläche des
Substrates 1 vorsteht und einen Durchmesser aufweist, der
gleich zu dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung 2c der Düse 2 ist,
gebildet.
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Der
Belichtungsbetrag wird verringert im Vergleich mit einem Fall, in
dem das lichthärtende
Harz 4 so gehärtet
wird, daß es
vollständig
ausgehärtet
wird. Wodurch der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 in einen halbgehärteten Zustand gesetzt wird,
der ein Zwischenzustand der lichthärtenden Reaktion ist. In dem
halbgehärteten
Zustand weist der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 Plastizität
und Viskosität
in einem geringen Ausmaß auf,
so daß die
Seitenfläche
des Abschnittes des säulenartigen
gehärteten
Abschnittes 5 in der Düse 2 eng
an der inneren Fläche
der Düse 2 anhaftet.
Zum Bilden eines solchen säu lenartigen
gehärteten
Abschnittes 5 ist es bevorzugt, daß, wenn der Belichtungsbetrag,
der zum Härten
des lichthärtenden
Harzes 4 notwendig ist, mit 100 bezeichnet wird,
der Belichtungsbetrag des Lichtes, mit dem das lichthärtende Harz 4 bestrahlt
wird, in einen Bereich von 20 bis 50 gesetzt wird. Der Belichtungsbetrag
wird als das Produkt der Intensität des bestrahlenden Lichtes
mit der bestrahlenden Zeit ausgedrückt. Wenn eine oder beide der
Lichtintensität
und der Bestrahlungszeit eingestellt werden, kann der Belichtungsbetrag
willkürlich
innerhalb des oben erwähnten
Bereiches gesetzt werden.
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Als
Nächstes
wird, wie in 1C gezeigt ist, ein Abschnitt
des lichthärtenden
Harzes 4 auf der Oberfläche
des Substrates 1 ungleich dem säulenartigen gehärteten Abschnitt 5 mit
einer Entwicklungslösung
wie 1% Na2CO3 (Alkali
entfernende Flüssigkeit)
aufgelöst,
um entfernt zu werden. Der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 verbleibt, so daß die Düsenausstoßöffnung 2c der Düse 2 maskiert
wird, und steht von der Oberfläche des
Substrates 1 vor (ein Schritt des Entfernens eines ungehärteten Abschnittes).
In diesem Zustand wird, wie in 1D gezeigt
ist, wasserabstoßende
Plattierung wie Nickelplattierung, die ein Fluorpolymermaterial
wie Polytetrafluorethylen (PTFE) enthält, auf die Oberfläche des
Substrates 1 zum Bilden des wasserabstoßenden Filmes 1 aufgebracht,
der ein Dicke von 1 bis 5 μm
aufweist (ein Schritt des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes).
Dann wird, wie in 1E gezeigt ist, der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 mit einer Entfernungslösung wie 3% NaOH aufgelöst, um entfernt
zu werden (ein Schritt des Entfernens eines säulenartigen gehärteten Abschnittes).
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Der
säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 wird so gebildet, daß er teilweise von der Oberfläche des
Substrates 1 vorsteht und einen Durchmesser aufweist, der
gleich dem inneren Durchmesser d der Düse 2 (der gerade Abschnitt 2b)
ist. Wenn der wasserabstoßende
Film 3 auf der Oberfläche
des Substrates 1 gebildet wird und dann der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5, der die Düse 2 maskiert,
entfernt wird, wird eine Öffnung 3a mit
einer Öffnungsfläche, die
gleich der der Düse 2 ist,
an der Position der Düse 2 in
dem wasserabstoßenden
Film 3 gebildet. Weiterhin ist der wasserabstoßende Film 3 nicht
oberhalb der Düse 2 vorhanden,
oder ein Überhang
ist nicht gebildet. Mit anderen Worten, in der Düsenplatte P1 ist der wasserabstoßende Film 3 so gebildet,
daß er
sich entlang der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 erstreckt.
Daher wird die Wasserabstoßung des
Randes der Ausstoßöffnung 2c verbessert.
Folglich ist es möglich,
sicher zu verhindern, daß der
Rand der Düse 2 mit
Tinte benetzt wird. Weiterhin fluktuiert der innere Durchmesser
(Öffnungsfläche) der Öffnung 3a, die
in dem wasserabstoßenden
Film 3 gebildet ist, nicht. Wenn Tinte aus der Düse 2 ausgestoßen wird,
stört sich
die Tinte nicht mit dem wasserabstoßenden Film 3. Folglich
wird die Tintenauftreffgenauigkeit verbessert.
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Das
Verfahren des Erzeugens der Düsenplatte
P1 und die Düsenplatte
P1, die oben beschrieben wurden, können die folgenden Effekte
erzielen. Das lichthärtende
Harz 4 auf der Oberfläche
des Substrates 1 wird mit Licht durch die Düse 2 von
der Seite der hinteren Fläche
des Substrates 1 bestrahlt, wodurch der säulenartige
gehärtete
Abschnitt, der teilweise von der Oberfläche des Substrates 1 vorsteht
und einen Durchmesser aufweist, der gleich dem inneren Durchmesser
der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 ist,
gebildet werden kann, so daß die
Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 maskiert
werden kann. Wenn daher der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 gebildet wird und dann der wasserabstoßende Film 3 auf
der Oberfläche
des Substrates 1 gebildet wird, wird der wasserabstoßende Film 3 so
gebildet, daß er
sich entlang der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 er streckt.
Der wasserabstoßende
Film 3 ist nicht über
der Düse 2 vorhanden,
so daß ein Überhang
nicht gebildet ist. Folglich ist die Wasserabstoßung des Randes der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 verbessert.
Folglich ist es möglich
zu verhindern, daß der
Rand der Ausstoßöffnung 2c mit
Tinte benetzt wird. Weiterhin fluktuiert der innere Durchmesser
(Öffnungsfläche) der Öffnung 3a,
die in dem wasserabstoßenden
Film 3 gebildet ist, nicht. Wenn Tinte aus der Düse 2 ausgestoßen wird,
stört sich
die Tinte nicht mit dem wasserabstoßenden Film 3. Als
Resultat wird die Tintenauftreffgenauigkeit verbessert.
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Wenn
der Belichtungsbetrag des bestrahlenden Lichtes eingestellt wird,
wird der säulenartige
gehärtete
Abschnitt 5 in den halbgehärteten Zustand versetzt, der
ein Zwischenzustand der lichthärtenden
Reaktion des lichthärtenden
Harzes 4 ist. Daher geht der säulenartige gehärtete Abschnitt 5 in
den Zustand, in dem er Plastizität
und Viskosität
eines kleinen Grades aufweist, so daß die Seitenfläche des
säulenartigen
gehärteten Abschnittes 5 eng
an der inneren Fläche
der Düse 2 anhaftet
(der gerade Abschnitt 2b). Als Resultat fällt, wenn der
ungehärtete
Abschnitt ungleich dem säulenartigen
gehärteten
Abschnitt 5 entfernt wird, der säulenartige gehärtete Abschnitt 5 nicht
von der Düse 2 ab.
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Als
Nächstes
werden Modifikationen, in denen die erste Ausführungsform verschieden modifiziert wird,
beschrieben. Die Abschnitte, die ähnlich aufgebaut sind wie jene
der ersten Ausführungsform,
sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung
wird geeignet weggelassen.
- 1] In der ersten
Ausführungsform
wird das filmartige lichthärtende
Harz mit der Oberfläche
des Substrates 1 zum Füllen
der Düse 2 mit
dem lichthärtenden
Harz 4 preßverbunden.
Alternativ kann ein flüssiges
lichthärtendes
Harz auf die Oberfläche
des Substrates 1 zum Füllen
der Düse 2 mit
dem lichthärtenden
Harz 4 aufgebracht werden.
- 2] Anstelle der wasserabstoßenden
Plattierung in der ersten Ausführungsform
kann eine Lösung
aus einem Fluorharz wie ein Fluor enthaltendes Copolymer mit einer
zyklischen Struktur (Cytop: ASAHI GLASS CO., LTD.) oder ein Siliziumharz
zum Bilden des wasserabstoßenden
Filmes auf der Substratoberfläche
aufgebracht werden. Wie in 2A gezeigt
ist, wird bei der Erzeugung einer Düsenplatte P2 zum Beispiel eine Lösung von
Cytop oder ähnlichem
mit einer vorbestimmten Filmdicke (zum Beispiel ungefähr 0,1 μm) durch ein
bekanntes Verfahren wie ein Schleuderbeschichtungsverfahren zum
Bilden eines wasserabstoßenden Filmes 10 auf
der Oberfläche
des Substrates 1 aufgebracht. Dann wird, wie in 2B gezeigt
ist, der säulenförmige gehärtete Abschnitt 5 durch
ein Lösungsmittel
entfernt. Dadurch wird eine Öffnung 10a mit
einer Öffnungsfläche, die
gleich zu der der Düse 2 ist,
in dem wasserabstoßenden
Film 10 gebildet. Als Resultat wird ein Zustand, in dem
der wasserabstoßende
Film 10 entlang der Ausstoßöffnung 2c der Düse 2 gebildet ist,
erhalten.
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[Beispiel 1]
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Die
oben beschriebenen Verfahren des Erzeugens einer Düsenplatte
wurden durch das folgende Verfahren geprüft. Eine Düse mit einer Ausstoßöffnung mit
einem inneren Durchmesser von 20 μm
wurde in einem Substrat gebildet, das aus SUS430 mit einer Dicke
von 75 μm
hergestellt wurde. Dann wurde ein lichthärtender Harzfilm mit der Oberfläche des
Substrates bei einem Druck von 0,2 MPa (ungefähr 2 kg/cm
2)
in dem Zustand druckverbunden, in dem der Film auf 70°C erwärmt wurde.
Bei dem Druck verbinden des lichthärtenden Harzfilmes ist eine
gesetzte Temperatur einer Rolle 70°C (wenn eine Temperatur an der
Oberfläche
der Rolle tatsächlich
durch ein Strahlungsthermometer gemessen wird, zeigt das Strahlungsthermometer
85°C an),
und die Rolle wird mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 1 m/min
zweimal zum Aufbringen des Druckes auf 0,2 MPa auf der Oberfläche des
Substrates bewegt. Als der lichthärtende Harzfilm wurde Ohdil
(Trockenfilmphotoresist) FP215 (Glasübergangspunkt Tg: Initiierungstemperatur
von 65°C
und Endtemperatur von 95°C),
das durch TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD. erzeugt wird, benutzt. Die
Dicke davon betrug 15 μm.
Ein lichthärtender
Harzfilm wurde im wesentlichen durch einen Belichtungsbetrag von
100 mJ/cm
2 gehärtet. In diesem Zustand wurde
Lichtbestrahlung ausgeführt,
während
der Belichtungsbetrag geändert
wurde. Der äußere Durchmesser
eines Abschnittes eines säulenförmigen gehärteten Abschnittes,
der als Resultat des Bestrahlens gebildet wurde und von der Ausstoßöffnung der
Düse vorstand,
wurde gemessen, indem eine Oberflächenprofilmeßvorrichtung
wie ein Oberflächenstufendifferenzmeter
benutzt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. [Tabelle 1]
| Belichtungsbetrag
(mJ/cm2) | Äußerer Durchmesser
des gehärteten
Abschnittes (μm) | Verhältnis zum
Durchmesser der Düse |
| 300 | 24.6 | 1.23 |
| 150 | 23.1 | 1.155 |
| 100 | 22.4 | 1.12 |
| 75 | 21.9 | 1.095 |
| 50 | 19.5 | 0.975 |
| 30 | 19.5 | 0.975 |
| 20 | 19.5 | 0.975 |
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, kann gesehen werden, daß je größer der
Belichtungsbetrag ist, desto größer ist
der äußere Durchmesser
des Abschnittes des säulenförmigen gehärteten Abschnittes,
der von der Ausstoßöffnung der
Düse vorsteht,
und das lichthärtende
Harz wird gehärtet,
wobei es sich weiter radial nach außen von der Ausstoßöffnung der
Düse erstreckt.
Dagegen kann gesehen werden, daß in
den Fällen,
in denen der Belichtungsbetrag auf 50, 30 und 20 mJ/cm2 (nämlich der
Belichtungsbetrag von Licht, mit dem das lichthärtende Harz bestrahlt wird,
in dem Bereich von 20 bis 50 ist, wenn der Belichtungsbetrag (100
mJ/cm2), der zum Härten des lichthärtenden
Harzes benötigt
wird, durch 100 bezeichnet wird) gesetzt wird, der säulenförmige gehärtete Abschnitt,
der den Abschnitt aufweist, der von der Ausstoßöffnung der Düse vorsteht,
den äußeren Durchmesser
etwas kleiner als der innere Durchmesser (20 μm) der Ausstoßöffnung der
Düse aufweist. Zu
dieser Zeit weist genau gesagt der säulenförmige gehärtete Abschnitt eine Kegelstumpfform
auf. Der äußere Durchmesser
des Abschnittes, der in der Düse
angeordnet ist (der Abschnitt, der nicht von der Ausstoßöffnung der
Düse vorsteht),
ist gleich dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der Düse. Auf
diese Weise, wenn der Durchmesser des Abschnittes des säulenförmigen gehärteten Abschnittes,
der von der Ausstoßöffnung der
Düse vorsteht,
so gebildet ist, daß er
etwas kleiner als der innere Durchmesser der Ausstoßöffnung der
Düse ist,
kann der wasserabstoßende
Film entlang der Ausstoßöffnung gebildet
werden, die mit dem säulenförmigen gehärteten Abschnitt
maskiert ist. Wenn der äußere Durchmesser
des Abschnittes des säulenförmigen gehärteten Abschnittes,
der in der Düse
angeordnet ist, ebenfalls gleich dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der
Düse gemacht
wird, kann die äußere Randoberfläche des
säulenförmigen gehär teten Abschnittes
in engen Kontakt mit der inneren Oberfläche der Düse gebracht werden.
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Nebenbei,
in diesen Fällen
war der Belichtungsbetrag des Lichtes, das auf das lichthärtende Harz
gestrahlt wurde, kleiner als der, der in einem Fall benötigt wird,
wenn das lichthärtende
Harz vollständig
durchgehärtet
wurde. Daher enthält
der säulenförmige gehärtete Abschnitt
ein verbleibendes lichthärtendes
Harz aufgrund der unzureichenden Härtungsreaktion durch das Licht
und ist in einem halbgehärteten
Zustand, in dem der säulenförmige gehärtete Abschnitt
Plastizität
und Viskosität
aufweist. Die Plastizität
und Viskosität
des lichthärtenden
Harzes haben einen Einfluß auf
die Entfernbarkeit des lichthärtenden
Harzes.
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Die
oben beschriebenen Verfahren des Erzeugens einer Düsenplatte
werden unter Bezugnahme auf 3 geprüft. 3 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Belichtungsbetrag
des Lichtes, mit dem das lichthärtende
Harz bestrahlt wird, und der Entfernbarkeit des säulenförmigen gehärteten Abschnittes unter
der oben beschriebenen Bedingung zeigt. Nebenbei, zum Verringern
der diffusen Reflexion des gestrahlten Lichtes wurde ein Polierprozeß auf eine
Oberfläche
gegenüber
einer Tintenausstoßoberfläche des
Substrates angewendet. Daher ist im Vergleich mit einem Fall des
Benutzens eines Substrates, bei dem der Polierprozeß nicht
angewendet wurde, ein Belichtungsbetrag von Licht, das zum Bilden
des säulenförmigen gehärteten Abschnittes
notwendig ist, größer. Da
zusätzlich
Licht, das auf die angeschrägte
Oberfläche
des Substrates gestrahlt wird, zu dem lichthärtenden Harz reflektiert und
gestrahlt wird, ist ein Belichtungsbetrag von Licht, das tatsächlich auf
das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, gleich 120% eines Belichtungsbetrages, der auf
der Seite der Belich tungsvorrichtung gemessen wird. Genauer, wenn
der gemessene Belichtungsbetrag gleich 80 mJ/cm2 ist,
ist der Belichtungsbetrag des tatsächlich gestrahlten Lichtes
ungefähr
100 mJ/cm2.
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Allgemein
enthalten Zusammensetzungen des lichthärtenden Harzes (Trockenresistfilm)
Binderpolymer, Photoinitiator, polyfunktionales Monomer und andere
Additive. Das Resist vom Alkalientwicklungstyp wie Ohdil FP215,
das von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD. erzeugt wird, das ein lichthärtendes
Harz ist und das in der ersten Ausführungsform benutzt wird, weist
eine Eigenschaft auf, daß das
Binderpolymer in der das Alkali entfernenden Flüssigkeit gelöst ist.
Wenn das Härten
des lichthärtenden
Harzes voranschreitet, bilden das polyfunktionale Monomer und das
Binderpolymer Vernetzung und Moleküle mit einer netzartigen dreidimensionalen
Struktur, so daß das
gehärtete
Harz nicht in dem Alkalilösungsmittel
gelöst
wird. Wenn das lichthärtende
Harz mit einem kleinen Belichtungsbetrag gehärtet wird, schreitet die Vernetzungsreaktion
nicht ausreichend voran. Daher unterteilt der Entfernungsprozeß des Waschens
des Substrates mit der Alkali entfernenden Flüssigkeit leicht den säulenförmigen gehärteten Abschnitt
(Resist) und/oder löst
ihn. Wie in 3 gezeigt ist, wenn Licht mit
einem Belichtungsbetrag, der 80 mJ/cm2 (tatsächlich gestrahltes
Licht hatte einen Belichtungsbetrag von 100 mJ/cm2 oder
mehr) überschreitet,
auf das lichthärtende
Harz gestrahlt wurde, schritt das Härten des säulenförmigen gehärteten Abschnittes weiter voran.
Daher wurde der säulenförmige gehärtete Abschnitt
nicht entfernt, wenn nicht der Entfernungsprozeß mehrere Male ausgeführt wurde.
Wenn andererseits Licht mit einem Belichtungsbetrag von 80 mJ/cm2 oder weniger auf das lichthärtende Harz
gestrahlt wurde, war der säulenförmige gehärtete Abschnitt
in dem halbgehärteten
Zustand. Daher konnte ein einzelner Entfernungsprozeß den säulenförmigen gehärteten Abschnitt
entfernen.
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Als
Nächstes
wird eine Beziehung zwischen dem Belichtungsbetrag von Licht, das
auf das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, und einem Härtungsverhältnis (Grad
des Voranschreitens des Härtens)
des lichthärtenden
Harzes geprüft,
was ein Indikator für
den halbgehärteten
Zustand ist. Wenn das lichthärtende
Harz gehärtet
wird, erzeugt das lichthärtende
Harz Reaktionswärme.
Daher ist es möglich,
das Härtungsverhältnis zu messen,
indem ein Wärmebetrag
der Reaktionswärme
gemessen wird, die zu der Zeit erzeugt wird, zu der das lichthärtende Harz
gehärtet
wird. Zu der Zeit können
wir das Härtungsverhältnis erhalten
durch Vergleichen eines Wärmebetrages,
der durch das lichthärtende
Harz erzeugt wird, in dem die Härtungsreaktion
nicht initiiert worden ist, und eines Wärmebetrages des lichthärtenden
Harzes, in dem die Härtungsreaktion
vorangeschritten ist. Ein allgemeines Differentialabtastkalometrie-(DSC)Gerät wird als
eine Meßvorrichtung
benutzt. Bei dieser Messung wurde DSC6220, das von SII NanoTechnology
INC. hergestellt wird, benutzt. Eine tatsächliche Meßprozedur unter Benutzung dieses
Gerätes
wurde in Übereinstimmung
mit JIS K7122 ("Testverfahren
für Wärme von Übergängen von
Kunststoffen") ausgeführt. Diese
Norm ist ein Meßverfahren,
das zum Messen der Übergangstemperaturen
von Kunststoffen benutzt wird. Gemäß dieser Norm jedoch kann ein
Wärmebetrag,
den der Kunststoff selbst (Harz) absorbiert, während die Übergangsreaktion des Kunststoffes
voranschreitet, gemessen werden.
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In
einem Fall des Messens der Übergangstemperatur
von Kunststoff warten wir, bis das Meßgerät bei einer Temperatur stabilisiert,
die niedriger als die Übergangstemperatur
um 100°C
ist; der Kunststoff wird mit einer Heizbeschleunigung von 10°C/Minute
erwärmt;
und eine DSC-Kurve wird erhalten, bis die Temperatur höher als
die Übergangstemperatur
des Kunststoffes um ungefähr
30°C ist.
Dagegen ist die Reaktion des Härtens
des lichthärtenden
Harzes (Harz) eine exotherme Reaktion, und das Vorzeichen des gemessenen
Wärmebetrages
unterscheidet von der Zeit, zu der die Übergangstemperatur von Kunststoff
gemessen wird. Sie sind jedoch ähnlich
darin, daß ein
Wärmebetrag,
der für
eine Reaktion benötigt
wird, gemessen wird. Mit anderen Worten, wie bei dem in JIS K7122
beschriebenen Meßverfahren
warteten bei der Messung des Härtungsverhältnisses
des lichthärtenden
Harzes die Erfinder, bis das Meßgerät bei einer
Temperatur stabilisierte, die niedriger als die anfängliche
Temperatur der Härtungsreaktion
(ungefähr
130°C) um
100°C war;
das lichthärtende
Harz wurde mit der Heizbeschleunigung von 10°C/Minute erwärmt; und die DSC-Kurve wurde
erhalten, bis die Temperatur höher
als die Härtungsendtemperatur
(ungefähr
170°C) um
ungefähr
30°C wurde.
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Bei
dieser Messung wurde ein Meßbereich
so gesetzt, daß er
in einem Bereich von 25°C
bis 200°C war,
und die DSC-Kurve in diesem Bereich wurde abgelesen und erhalten.
Dann wurde ein Spitzengebiet (ein Gebiet, das von der Spitze und
der Basislinie umgeben ist) der erhaltenen DSC-Kurve berechnet.
Diese Berechnung des Spitzengebietes ist in Übereinstimmung mit dem in JIS
K7122 beschriebenen Verfahren. Weiter wurde das berechnete Spitzengebiet
durch ein Gewicht einer Meßprobe
zum Erhalten eines Wärmebetrages einer
Härtungsreaktion
pro Einheitsgewicht geteilt. Folglich wurde das Härtungsverhältnis von
Harz wie folgt definiert. Der Wärmebetrag
der Härtungsreaktion
des lichthärtenden
Harzes, auf das Licht nicht gestrahlt worden ist, wurde erhalten
und als das Härtungsverhältnis von
0% gesetzt. Dagegen wurde das lichthärtende Harz, das keinen Wärmebetrag
der Härtungsreaktion
zeigte, da die Härtungsreaktion
ausreichend vorangeschritten war, auf das Härtungsverhältnis von 100% gesetzt. Im
Hinblick auf das halbgehärtete
lichthär tende Harz,
in dem die Polymerisation (Härtungsreaktion)
in einem gewissen Ausmaß aufgrund
der Belichtung vorangeschritten ist, wurde die Härtungsreaktionswärme eines
Teiles des lichthärtenden
Harzes, das nicht belichtet worden ist, in dem lichthärtenden
Harz erhalten. Daher wurde die Härtungsreaktionswärme des
halbgehärteten
lichthärtenden
Harzes durch die des nicht gehärteten
lichthärtenden
Harzes geteilt, und dann wurde dieser erhaltene Wert von 100% subtrahiert
zum Bestimmen des Härtungsverhältnisses
des halbgehärteten
lichthärtenden
Harzes.
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Ein
Meßresultat
ist in 4 gezeigt. 4 ist ein
Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Belichtungsbetrag von
Licht, das auf das lichthärtende
Harz pro Einheitsfläche
gestrahlt ist, und der Härtungsreaktionswärme des
ungehärteten
lichthärtenden
Harzes pro Gewichtseinheit zeigt. Wie in 4 gezeigt
ist, betrug die Härtungsreaktionswärme des
nichtgehärteten
lichthärtenden
Harzes 100 mJ/mg. Wenn der Belichtungsbetrag des Lichtes, das auf
das lichthärtende
Harz pro Einheitsfläche
gestrahlt wurde, 100 mJ/cm2 betrug, betrug
die Reaktionswärme
des lichthärtenden
Harzes 20 mJ/mg. Ein Verhältnis
des lichthärtenden
Harzes, das nicht belichtet worden ist, betrug 20 × 100/100
= 20%. Daher betrug in diesem Fall das Härtungsverhältnis des lichthärtenden
Harzes 80%. Nebenbei, wenn der Belichtungsbetrag gleich oder größer als
100 mJ/cm2 war, war die Reaktionswärme im wesentlichen
bei 20 mJ/mg gesättigt.
Der Grund wird unten beschrieben. Die Härtungsreaktion des lichthärtenden
Harzes enthält
eine Reaktion, zu der Licht beiträgt, und eine Reaktion, zu der
Wärme beiträgt. Wenn
der Belichtungsbetrag gleich oder größer als 100 mJ/cm2 ist,
ist die Reaktion, zu der Licht beiträgt, praktisch vollständig beendet.
Daher werden in jeder Probe, die Reaktion, zu der Wärme beiträgt, beobachtet.
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Von 3 ist
es bevorzugt unter den zuvor erwähnten
Bedingungen des Substrates und des lichthärtenden Harzes, Licht mit einem
Belichtungsbetrag von 80 mJ/cm2 oder weniger
auf das lichthärtende
Harz zu strahlen zum Bilden des säulenförmigen gehärteten Abschnittes in Hinblick
auf die Entfernbarkeit des säulenförmigen gehärteten Abschnittes.
Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, das Licht, das tatsächlich auf
das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, einen Belichtungsbetrag von 100 mJ/cm2 aufweist. Unter dieser Belichtungsbedingung
ist aus 4 das Härtungsverhältnis des säulenförmigen gehärteten Abschnittes gleich 80%
oder weniger. Ebenfalls ist es für
den säulenförmigen Abschnitt
notwendig, der so gebildet wird, seine Form so lange beizubehalten,
wie der säulenförmige gehärtete Abschnitt
als ein Resist dient. Genauer, das Härtungsverhältnis des säulenförmigen gehärteten Abschnittes sollte 50%
oder mehr sein. In dem Fall, in dem das Härtungsverhältnis niedriger ist, selbst
wenn Licht auf das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, verbleibt eine Menge der unbelichteten Komponenten
des lichthärtenden
Harzes in dem belichteten Bereich. Daher entfernt bei dem Entfernen
des lichthärtenden
Harzes mit Ausnahme des säulenförmigen gehärteten Abschnittes
(Schritt des Entfernens eines ungehärteten Abschnittes) ein Flüssigentwickler
die unbelichteten Komponenten des lichthärtenden Harzes von der Oberfläche des
säulenförmigen gehärteten Abschnittes.
Als Resultat verliert nach dem Entwickeln der säulenförmige gehärtete Abschnitt eine gewünschte Form.
Folglich ist es bevorzugt, den Belichtungsbetrag von Licht zu bestimmen,
das auf das lichthärtende
Harz gestrahlt wird, gemäß einer
Form des Substrates und Bedingungen des lichthärtenden Harzes, so daß das Härtungsverhältnis des
säulenförmigen gehärteten Abschnittes
in einem Bereich von 50% zu 80% liegt.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als
Nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die Abschnitte, die ähnlich aufgebaut sind wie jene
der ersten Ausführungsform
sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung
wird geeignet weggelassen. Hier im Folgenden wird eine Beschreibung
gegeben unter Bezugnahme auf 5.
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Zuerst
wird eine Düsenplatte
P3 kurz beschrieben. Wie in 5F gezeigt
ist, enthält
die Düsenplatte P3:
eine Düse 2,
die in einem Substrat 1 gebildet ist und aus der Tinte
auszustoßen
ist; und einen wasserabstoßenden
Film 3, der auf der Oberfläche (der Fläche auf der Seite der Tintenausstoßung) des
Substrates 1 gebildet ist. Auf der Rückseite des Substrates 1 ist
eine flache polierte Oberfläche 6 gebildet.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Erzeugen der Düsenplatte P3 beschrieben. Zuerst
wird, wie in 5A gezeigt ist, ein Oberflächenpolierprozeß auf die
Seite der gesamten hinteren Oberfläche des Substrates 1 zum
Bilden der polierten Oberfläche 6 angewendet
(siehe einen Pfeil in 5A: ein Polierschritt). Wenn der
angeschrägte
Abschnitt 2a der Düse 2 durch
einen Prozeß wie
eine Preßbearbeitung
gebildet wird, wird ein feiner vorstehender Abschnitt auf einem
Kantenabschnitt des angeschrägten
Abschnittes 2a auf der Seite der hinteren Fläche des
Substrates 1 gebildet. Der Oberflächenpolierprozeß, der auf
die Seite der hinteren Oberfläche
angewendet wird, entfernt den feinen vorstehenden Abschnitt. Als
Nächstes
wird, wie in 5B gezeigt, ein Schritt des
Aufbringens eines lichthärtenden
Harzes ausgeführt.
Der Schritt des Aufbringens des lichthärtenden Harzes ist im wesentlichen ähnlich zu
dem der ersten Ausführungsform.
Somit wird eine detaillierte Erläuterung
weggelassen.
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Als
Nächstes
wird, wie in 5C gezeigt ist, das lichthärtende Harz 4 auf
der Oberfläche
des Substrates 1 mit ultraviolettem Laserlicht oder ähnlichem
von der Seite der polierten Oberfläche 6 des Substrates durch
die Düse 2 bestrahlt,
wodurch das lichthärtende
Harz 4 gehärtet
wird (ein Härtungsschritt).
Mit anderen Worten, das Substrat 1 funktioniert zum Maskieren
des photohärtenden
Harzes 4. Hier wird ein Belichtungsbetrag von Licht so
eingestellt, daß das
lichthärtende
Harz 4 in der Nähe
der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 am
Härten
mit sich nach außen
erstreckenden in einer radialen Richtung der Düse 2 gehindert wird.
Der Belichtungsbetrag des Lichtes wird gemäß einem Durchmesser der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2,
einem Neigungswinkel des angeschrägten Abschnittes 2a,
einer Länge
des geraden Abschnittes 2b und/oder ähnlichem eingestellt.
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Wenn
zum Beispiel der Öffnungsdurchmesser
der Düse 2 gleich
20 μm ist;
der Anschrägungswinkel des
angeschrägten
Abschnittes 2a gleich 8° ist;
und die gerade Länge
des geraden Abschnittes 2b gleich 0 ist, ist es bevorzugt,
daß der
Belichtungsbetrag des Lichtes 180 mJ/cm2 beträgt. Auch
wenn der Öffnungsdurchmesser
der Düse 2 gleich
22 μm ist;
der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes 2a gleich 8° ist;
und die gerade Länge
des geraden Abschnittes 2b gleich 0 ist, ist es bevorzugt,
daß der
Belichtungsbetrag von Licht 210 mJ/cm2 ist.
Auch wenn der Öffnungsdurchmesser
der Düse 2 gleich
25 μm ist;
der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes 2a gleich 20° ist;
und die gerade Länge
des geraden Abschnittes 2b gleich 0 ist, ist es bevorzugt,
daß der
Belichtungsbetrag von Licht 180 mJ/cm2 ist.
Wenn weiter die gerade Länge
des geraden Ab schnittes 2b bei den obigen Bedingungen verlängert wird,
ist es bevorzugt, den Belichtungsbetrag von Licht zu erhöhen.
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Licht,
das durch die Düse 2 geht,
härtet
das lichthärtende
Harz 4 nur in der Richtung, entlang der die Düse 2 länglich ist.
Mit anderen Worten, ein säulenartiger
gehärteter
Abschnitt 105 wird gebildet, der einen Basisabschnitt und
einen Kopfabschnitt enthält.
Der Basisabschnitt weist einen äußeren Durchmesser
auf, der gleich einem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 ist.
Der Kopfabschnitt steht von der Oberfläche des Substrates um 1 bis
15 μm vor
und weist einen äußeren Durchmesser
auf, der kleiner als der des Basisabschnittes um ungefähr 0,1 μm ist. Der
säulenförmige gehärtete Abschnitt 105 ist
ein geeigneter säulenförmiger Abschnitt,
der einen wasserabstoßenden
Film ohne Bilden eines Überhangabschnittes
bilden kann.
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Als
Nächstes
wird, wie in 5D gezeigt ist, ein Schritt
des Entfernens eines ungehärteten
Abschnittes ausgeführt.
Der Schritt des Entfernens des ungehärteten Abschnittes ist im wesentlichen ähnlich zu
dem der ersten Ausführungsform.
Somit wird eine Erläuterung
darüber
weggelassen. Weiterhin wird, wie in 5E gezeigt
ist, ein Schritt des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes ausgeführt. Der
Schritt des Bildens des wasserabstoßenden Filmes ist im wesentlichen ähnlich zu
dem der ersten Ausführungsform.
Somit wird eine Erläuterung
darüber
weggelassen. Dann wird, wie in 5F gezeigt
ist, ein Schritt des Entfernens eines säulenförmigen gehärteten Abschnittes ausgeführt. Der
Schritt des Entfernens des säulenartigen
gehärteten
Abschnittes ist im Wesen ähnlich
zu dem ersten Ausführungsform.
Somit wird eine Erläuterung
darüber
weggelassen.
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Das
Verfahren des Erzeugens der Düsenplatte
P3 und die Düsenplatte
P3, die oben beschrieben wurden, können die folgenden Effekte
erzielen. Das lichthärtende
Harz 4 auf der Oberfläche
des Substrates 1 wird mit Licht durch die Düse 2 von
der Seite der hinteren Fläche
des Substrates 1 bestrahlt, wodurch der säulenförmige gehärtete Abschnitt 105,
der teilweise von der Oberfläche 1 vorsteht
und einen Durchmesser aufweist, der gleich dem inneren Durchmesser
der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 ist,
gebildet wird. Die Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 kann
mit diesem säulenartigen
gehärteten
Abschnitt 105 maskiert werden. Wenn daher der wasserabstoßende Film 3 auf
der Oberfläche
des Substrates 1 gebildet wird, wird der wasserabstoßende Film 3 so
gebildet, daß er
sich entlang der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 erstreckt.
Weiterhin ist der wasserabstoßende
Film 3 nicht über
der Düse 2 vorhanden,
so daß ein Überhang
nicht gebildet wird. Folglich wird die Wasserabstoßung des
Randes der Ausstoßöffnung 2c der
Düse 2 verbessert.
Somit ist es möglich
zu verhindern, daß der
Rand der Ausstoßöffnung 2c mit
Tinte benetzt wird. Weiterhin fluktuiert der innere Durchmesser
(Öffnungsfläche) der Öffnung 3a,
die in dem wasserabstoßenden
Film 3 gebildet ist, nicht. Wenn Tinte aus der Düse 2 ausgestoßen wird,
stört sich
die Tinte nicht mit dem wasserabstoßenden Film 3. Als
Resultat kann die Tintenauftreffgenauigkeit verbessert werden.
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Ebenfalls
wird in dem Polierschritt der Vorsprungsabschnitt, der in dem Rand
des Öffnungsabschnittes der
hinteren Oberfläche
des Substrates 1 gebildet wird, entfernt. Danach wird in
dem Härtungsschritt
Licht gestrahlt. Daher kann verhindert werden, daß das Licht
zu dem Vorsprungsabschnitt gestrahlt wird und diffus reflektiert
wird. Dadurch können
die Belichtungsbedingungen zum Bilden des säulenartigen gehärteten Abschnittes 105 stabilisiert
werden. Ebenfalls kann, wenn der Vorsprungsabschnitt entfernt wird,
die hintere Fläche
des Substrates 1 mit einer anderen Platte genau verbunden
werden. Daher kann Tintenlecken oder ähnliches verhindert werden.
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[Beispiel 2]
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Die
oben beschriebenen Verfahren zum Erzeugen einer Düsenplatte
wurden durch das folgende Verfahren geprüft. Eine Düse wurde in einem Substrat,
das aus SUS430 hergestellt ist und eine Dicke von 75 μm aufweist,
gebildet. Dann wurde ein lichthärtender
Harzfilm mit der Oberfläche
des Substrates bei einem Druck von 0,2 MPa unter dem Zustand verbunden,
in dem der Film auf 80°C
erwärmt
wurde. Bei dem Druckverbinden des lichthärtenden Harzfilmes wurde ein
Rolle mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 0,6 m/min einmal zum Ausüben des
Druckes von 0,2 MPa auf die Oberfläche des Substrates bewegt.
Als der lichthärtende
Harzfilm wurde Ohdil FP215, das von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD. erzeugt
wird, benutzt. Die Dicke davon betrug 15 μm. Der lichthärtende Harzfilm
wurde im wesentlichen durch einen Belichtungsbetrag von 100 mJ/cm2 gehärtet.
Wenn Licht in diesem Zustand gestrahlt wurde und ein geeigneter
säulenartiger
gehärteter
Abschnitt gebildet wurde, das heißt der säulenartige gehärtete Abschnitt
mit dem Basisabschnitt mit dem äußeren Durchmesser
gleich dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der Düse und dem
Kopfabschnitt mit dem äußeren Durchmesser
kleiner als der des Basisabschnittes um ungefähr 0,1 μm wurde gebildet, der Belichtungsbetrag
des gestrahlten Lichtes wurde gemessen. Wenn der geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
benutzt wird, kann ein wasserabstoßender Film entlang der Ausstoßöffnung der
Düse gebildet
werden, die durch den geeigneten säulenförmigen gehärteten Abschnitt maskiert ist.
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Substrate
mit Ausstoßöffnungen
von Düsen
mit inneren Durchmessern von 20 μm,
22 μm bzw.
25 μm wurden
als Substrate vorbereitet, die zu messen waren. Weiterhin bereiteten
die Erfinder in Hinblick auf die Substrate mit den Ausstoßöffnungen
der Düsen
mit dem inneren Durchmesser von 20 μm und 22 μm welche vor, die angeschrägte Abschnitte
mit 8° bzw.
20° für jeden
inneren Durchmesser aufwiesen. In Hinblick auf die Substrate, die
die Ausstoßöffnungen
der Düsen
mit dem inneren Durchmesser von 25 μm aufwiesen, bereiteten die
Erfinder welche vor, die die angeschrägten Abschnitte mit 8°, 20° bzw. 30° aufwiesen.
Zusätzlich
bereiteten die Erfinder welche vor, bei denen der Polierschritt
angewandt wurde, und welche, bei denen der Polierschritt nicht angewandt
wurde, für
jedes der oben erwähnten
Substrate. Ebenfalls waren in allen Substraten die geraden Längen der
geraden Abschnitte der Düsen
0. Ebenfalls betrug die Oberflächenrauhigkeit
der polierten Oberfläche 6 gleich
Rz = 0,18 μm.
Nebenbei, vor dem Polierschritt hatte die polierte Oberfläche 6 die Oberflächenrauheit
von Rz = 0,35 μm.
Die Oberflächenrauheit
wurde gemessen mit einem Oberflächenrauheitsmeßgerät vom Stil
Typ SURFCOM 556A, das von TOKYO SEIMITSU CO., LTD. hergestellt wird.
Ein Meßverfahren
stimmte mit JIS B 0660:1998 (JIS B 0601: 1994) zum Messen einer
mittleren Zehn-Punkt-Rauhheit Rz überein.
Die Erfinder bereiteten drei zu messende Proben vor; maßen einen
Punkt für
jede Probe und nahmen einen mittleren Wert des Meßresultates
an.
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Das
Meßresultat
ist in einer Tabelle 2 gezeigt. Nebenbei, in der Tabelle 2 bezeichnet
eine Markierung "x", daß ein geeigneter
säulenförmiger gehärteter Abschnitt
nicht gebildet wurde. In dem in diesem Fall gebildeten säulenartigen
gehärteten
Abschnitt wurde das lichthärtende
Harz mit sich nach außen
erstreckend in der radialen Richtung von der Ausstoßöffnung der
Düse gehärtet. [Tabelle 2]
| Einheit:
mJ/cm2 |
| Anschrägungs-Winkel | Polierprozeß | 8
Grad | 20
Grad | 30
Grad |
| Durchmesser der Düse φ 20 | Ausgeführt | 180 | x | x |
| Nicht
ausgeführt | 100 | x | x |
| φ 22 | Ausgeführt | 210 | x | x |
| Nicht
ausgeführt | 140 | x | x |
| Φ 25 | Ausgeführt | 240 | 180 | x |
| Nicht
ausgeführt | 180 | 120 | x |
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Wie
in der Tabelle 2 gezeigt ist, war unter allen Bedingungen, da Licht
mit dem Belichtungsbetrag von 100 mJ/cm2 gestrahlt
wurde, der säulenartige
gehärtete
Abschnitt in einem vollständig
gehärteten
Zustand. Es kann gesehen werden, daß, wenn der innere Durchmesser
der Ausstoßöffnung der
Düse zunimmt,
der benötigte
Belichtungsbetrag zunimmt. Der Grund für dieses Resultat ist wie folgt.
Wenn der innere Durchmesser der Ausstoßöffnung der Düse zunimmt,
nimmt ein Verhältnis
eines Bereiches, der durch den angeschrägten Abschnitt belegt ist,
zu einem Bereich, der durch die Ausstoßöffnung der Düse in einem
Lichtbestrahlungsbereich belegt ist, zu. Daher nimmt der Einfluß eines
Lichtes, das diffus durch den angeschrägten Abschnitt bei der Bildung
des säulenartigen
gehärteten
Abschnittes reflektiert wird, relativ ab. Mindestens in einem Bereich, in
dem der innere Durchmesser der Ausstoßöffnung der Düse 15 μm bis 30 μm beträgt, kann
diese Tendenz bestätigt
werden.
-
Ebenfalls
konnte in dem Substrat mit dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der
Düse von
20 μm oder
22 μm der
geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
gebildet werden, wenn der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes 8° betrug.
Wenn der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes jedoch 20° betrug,
konnte der geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
nicht gebildet werden. Andererseits konnte in Substraten mit dem
inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der
Düse von
25 μm der
geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
gebildet werden, wenn der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes 8 oder 20° betrug.
Zu dieser Zeit kann gesehen werden, daß, wenn der Anschrägungswinkel des
angeschrägten
Abschnittes zunimmt, der Belichtungsbetrag abnimmt. Weiterhin konnte
in den Substraten mit dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der
Düse von
25 μm der
geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
nicht gebildet werden, wenn der Anschrägungswinkel des angeschrägten Abschnittes
30° betrug. Dieses
ist so, da, wenn der Anschrägungswinkel
des angeschrägten
Abschnittes zunimmt, ein größerer Teil des
Lichtes, das diffus durch den angeschrägten Abschnitt reflektiert
wird, zu dem lichthärtenden
Harz gestrahlt wird. Mit anderen Worten, wenn ein größerer Teil
des diffus reflektierten Lichtes zu dem lichthärtenden Harz gestrahlt wird,
wird das lichthärtende
Harz mit auswärts
Erstrecken in der radialen Richtung von der Ausstoßöffnung der
Düse gehärtet. Daher
kann der geeignete säulenförmige gehärtete Abschnitt
nicht gebildet werden. Zum Bilden des geeigneten säulenförmigen gehärteten Abschnittes
sind Anschrägungswinkel
von 5° bis
10° geeignet.
Nebenbei, wenn die gerade Länge
des geraden Abschnittes der Düse
verlängert
wird, ist es schwieriger für
das diffus reflektierte Licht, das lichthärtende Harz zu erreichen, das
auf der Seite der Ausstoßöffnung der
Düse vorgesehen
ist. Daher nimmt der Belichtungsbetrag, der zum Bilden des geeigneten
säulenförmi gen gehärteten Abschnittes
notwendig ist, zu. Dagegen kann der Öffnungswinkel, der das diffus
reflektierte Licht vergrößert, in
einem Bereich erweitert werden, in dem der geeignete säulenförmige Abschnitt
gebildet wird. Daher kann der Freiheitsgrad des Anschrägungswinkels
vergrößert werden.
-
Es
kann gesehen werden, daß in
dem Fall des Ausführens
des Polierschrittes an dem Substrat der Belichtungsbetrag, der zum
Bilden des geeigneten säulenförmigen gehärteten Abschnittes
notwendig ist, im Vergleich mit dem Fall des Nichtausführens des
Polierschrittes zunimmt. Der Grund für dieses Resultat ist wie folgt.
Wenn der Polierschritt ausgeführt
wird, kann der Vorsprungsabschnitt, der in dem Rand des Öffnungsabschnittes
der hinteren Fläche
des Substrates gebildet ist, entfernt werden. Daher wird Licht,
das diffus durch den Vorsprungsabschnitt reflektiert wird, nicht
zu dem lichthärtenden
Harz gestrahlt. Weiterhin ist die Oberflächenrauhheit der gesamten hinteren
Fläche
des Substrates so glatt, daß sich
Rz von 0,35 μm
zu 0,18 μm ändert. Daher
ist es schwierig für
Licht, das durch Reflexion an der hinteren Oberfläche des
Substrates erzeugt ist, die Innenseite der Tintenausstoßöffnung der
Düse zu
erreichen. Dieses ist auch einer der Gründe. Ebenfalls finden die Erfinder
in einem Bereich von 2 die folgende
Beziehung in dem Fall, in dem der Polierschritt ausgeführt wird. y = 12x – 60worin
x den inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung der Düse bezeichnet;
und y den Belichtungsbetrag bezeichnet. Ebenfalls finden die Erfinder
die folgende Beziehung in dem Fall, in dem der Polierschritt nicht
ausgeführt
wurde. y = 16x – 220
-
Mit
anderen Worten, es kann gesehen werden, daß Variation des Belichtungsbetrages,
der begleitet ist mit Variation des inneren Durchmessers der Tintenausstoßöffnung der
Düse moderater
in dem Fall ist, in dem der Polierschritt ausgeführt wird. Folglich macht es
das Ausführen
des Polierschrittes leicht, den Belichtungsbetrag zu steuern, der
mit der Variation des inneren Durchmessers der Ausstoßöffnung der
Düse geändert wird.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind oben beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf die zuvor erwähnten
Ausführungsformen
begrenzt. Zum Beispiel ist in der ersten Ausführungsform der säulenförmige gehärtete Abschnitt 5 des
halbgehärteten
Zustandes gebildet. Der säulenartige
gehärtete
Abschnitt kann jedoch in einem vollständig gehärteten Zustand sein, so lange
der säulenartige
gehärtete Abschnitt
teilweise von der Oberfläche
des Substrates 1 vorsteht und einen Durchmesser gleich
dem inneren Durchmesser der Ausstoßöffnung 2c der Düse 2 aufweist.
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Ebenfalls
enthält
in der ersten und zweiten Ausführungsform
die Düse 2:
den angeschrägten
Abschnitt 2a, der auf der Seite der hinteren Fläche des
Substrates gebildet ist und eine schmalere Form aufweist, wenn er
sich der Oberflächenseite
nähert;
und den geraden Abschnitt 2b, der sich von dem angeschrägten Abschnitt 2a zu
der Oberfläche
des Substrates 1 in durchdringender Weise erstreckt. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf die Düse mit solch einer Form begrenzt.
Zum Beispiel kann die Düse
nur den geraden Abschnitt von der hinteren Fläche des Substrates 1 zu
der Oberfläche
in der durchdringenden Weise aufweisen, oder die Düse kann eine
andere Form haben. Ebenfalls wird in der zweiten Ausführungsform
der Oberflächen polierprozeß auf die gesamte
hintere Fläche
des Substrates 1 in dem Polierschritt angewendet. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf diesen Aufbau begrenzt. Der Oberflächenpolierprozeß kann auf
den Rand des Öffnungsabschnittes
der Düse 2 auf
der Seite der hinteren Fläche
des Substrates 1 angewendet werden.