JP2004074804A - インクジェットプリントヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 耐久性の向上と，製造工程の簡素化が可能なモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 インクを加熱するための抵抗体とインク供給口を含む基板，及びインクチャンバー，インク供給路などの流路構造とノズルを同時に形成するよう二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用してフォトレジストをフォトリソグラフィ工程でパターニングすることによって基板上に形成されたチャンバー/ノズルプレートを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２１
【解決手段】 インクを加熱するための抵抗体とインク供給口を含む基板，及びインクチャンバー，インク供給路などの流路構造とノズルを同時に形成するよう二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用してフォトレジストをフォトリソグラフィ工程でパターニングすることによって基板上に形成されたチャンバー/ノズルプレートを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２１
Description
本発明は，インクジェットプリンタのプリントヘッド及びその製造方法に関し，特にモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関する。
一般に，インクジェットプリンタは，低騒音であり解像度に優れるのみならず，低価格でカラー具現が可能なので，消費者の需要が急速に伸びつつある。
また，半導体技術の発展に伴って，インクジェットプリンタの主要な部品であるプリントヘッドの製造技術もここ１０年間で飛躍的に発展してきた。その結果，現在約３００本の噴射ノズルを備え，１２００ｄｐｉの解像度を提供できるプリントヘッドが使い捨てのインクカートリッジに装着され使用されている。
図１は，従来のインクジェットプリンタ用プリントヘッド１０を概略的に示す図である。
通常，インクは，プリントヘッド１０の基板１の裏面から第１インク供給路２を介して基板１の前面に供給される。
第１インク供給路２を介して供給されるインクは，チャンバープレート８とノズルプレート９によって形成された第２インク供給路３に沿ってインクチャンバー４に達する。インクチャンバー４に一時的に停滞されたインクは，保護層５の下部に存するヒータ６から発生した熱によって瞬間的に加熱される。
この際，インクは，爆発性バブルを発生し，よってインクチャンバー４内のインクのうち一部が発生されたバブルによってインクチャンバー４上に形成されたノズル７を介してプリントヘッド１０の外部に吐出される。
このようなプリントヘッド１０において，チャンバープレート８とノズルプレート９は，インクの流れ，インクの噴射形態，及び噴射周波数特性に影響を与える重要な要素である。
従って，チャンバープレート８とノズルプレート９の材質，形状及び製造方法などに対する数多くの研究がなされている。
チャンバープレート及びノズルプレートと関連したプリントヘッドの製造方法として，現在使用されている方法の一つは，基板とノズルプレートを別に製造した後，これらを整列させて感光性を有する高分子薄膜で貼付ける接合方式である。
接合方式による一般のプリントヘッド１０'の製造過程を以下で簡単に説明する。
図２に示した通り，まずヒータ６と保護層５，及び第１インク供給路２が形成されたシリコン基板１上にデュポン社のＶａｃｒｅｌ，Ｒｉｓｔｏｎなどのような樹脂材のネガティブフォトレジストであるドライフィルムレジスト８ａが加熱及び圧着によってラミネートされる。
それ後，図３に示した通り，インクチャンバー，リストリクタ，インク供給路などの流路構造のパターンが形成されたフォトマスク８'を使用して紫外線(Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ；以下，ＵＶと称する。)露光が行われ，その結果，ドライフィルムレジスト８ａには潜像８ｂが形成される。
その後，図４に示した通り，ＵＶに露出されずに硬化されないドライフィルムレジスト８ａの潜像８ｂは，現像過程を通して食刻され除去される。
その結果，基板１上には，インクチャンバー，リストリクタ，インク供給路等の流路構造の形成されたチャンバープレート８ｃが形成される。
この状態で，フォトレジストからなるマンドレルを有している基板上に電解メッキで形成したノズルプレートや，レーザーアブレーションでインクノズルを形成したポリイミドフィルムのノズルプレート９ａが，チャンバープレート８ｃに加熱及び加圧され接着されれば，図５に示すように，プリントヘッド１０'の製造が終了する。
しかし，このような接合方式によるプリントヘッドの製造方法は，セルの集積度及びインクノズル数の増加によって次のような問題点が発生する。
第１に，接合工程において高い組立精度が求められる。すなわち煩雑な条件を満たすべき感光性を有する高分子薄膜を必要とし，ノズルプレートを基板と精度良く整列させて感光性を有する高分子薄膜で貼付ける作業とこれを行うための装備を必要とする。
第２に，基板とノズルプレートの加熱及び加圧接合時，基板とノズルプレートとの熱膨張係数の差によって，ノズルとヒータとのミスアラインメントが発生しやすくなる。従って，セル間均一度と単位セル当たりヘッド吐出及び印刷性能が劣化する。
第３に，別に作製されるべきノズルプレートの作製工程も極めて複雑となる。例えば，ニッケル電解メッキでノズルプレートを形成する場合，基板にNiVのようなシード層をスパッタ及び蒸発乾燥器で蒸着した後，数μｍ，例えば４〜８μｍ厚さのポジティブフォトレジストがコーティングされる。それから，ノズルのパターンが形成されたフォトマスクを使用してＵＶ露光及び現像工程を行った後，形成されたフォトレジストマンドレルパターンにニッケル電解メッキ工程が行われる。この際，形成されるニッケルノズルプレートの厚さ及びノズルの直径は，ニッケルスルファミン酸，ほう酸，各種添加剤，水などを含むニッケルメッキ液の管理状態，メッキ槽に印加される総電流密度及びメッキ時間によって決定される。その後，ニッケルノズルプレートを基板から分離し洗浄すれば，最終ノズルプレートが形成される。
このような接合方式によるプリントヘッドの製造方法の短所を克服するため，製造工程を短縮させうるのみならず一層精巧に基板とノズルプレートを整列できるモノリシック方式のプリントヘッドの製造方法が提案され使用されている。この方法は，精密な整列が必要な高解像度用プリントヘッドの製造に適当である。
以下でモノリシック方式による一般のプリントヘッド１０’’の製造過程を説明する次。
まず，図６に示した通り，ヒータ６と第１保護層５が形成されたシリコン基板１が用意される。
その後，図７に示した通り，基板１の第１保護層５の上方に数十μｍ，例えば３０〜４０μｍ厚さのポジティブフォトレジスト８ａ'が形成され，ポジティブフォトレジスト８ａ'は，図８に示した通りフォトマスク８’’を使用してＵＶ露光及び現像するフォトリソグラフィ工程によってパターニングされる。
その結果，図９に示した通り，第１保護層５上に犠牲層であるポジティブフォトレジストモールド８ｃ'が形成される。ポジティブフォトレジストモールド８ｃ'は，追って食刻で除去され，第２インク供給路３，インクチャンバー４などの流路構造を提供するようになる。
第１保護層５上にポジティブフォトレジストモールド８ｃ'が形成された後，基板１の前面には図１０に示した通り，ネガティブフォトレジスト９ａ'がコーティングによって形成される。
次に，図１１に示した通り，ネガティブフォトレジスト９ａ'は，ノズルのパターンが形成されたフォトマスク９'によってＵＶ露光された後，現像工程によってパターニングされ，その結果，図１２に示した通り，ノズル７が形成されたチャンバー/ノズルプレート９ａ’’が形成される。
チャンバー/ノズルプレート９ａ’’が形成された後，チャンバー/ノズルプレート９ａ’’上には，図１３に示した通り第１インク供給路２を形成するための後続食刻工程において，チャンバー/ノズルプレート９ａ’’を保護するための第２保護層１１が形成される。
その後，図１４に示した通り，基板１は，湿式または乾式シリコン食刻工程によって等方性で除去され，その結果，基板１には，第１インク供給路２が形成される。
その後，図１５に示すように，第２保護層１１を除去した後，ＵＶに露出されないポジティブフォトレジストモールド８ｃ'が溶媒によって溶解され除去されれば，インクチャンバー４，第２インク供給路３等の流路構造が形成され，プリントヘッド１０’’の製造が終了される。
しかし，上記のようなモノリシック方式によるプリントヘッド１０’’の製造方法は，流路構造及びノズルをヒータとフォトリソグラフィ工程に整列するためミスアラインメントが発生しないことから，セル間均一度と単位セル当たりヘッド吐出及び印刷性能の低下が防止でき，ノズルプレートと基板を接合する工程が不要であるという利点があるが，ポジティブフォトレジストモールド８c'上にネガティブフォトレジスト９a'を形成する構造を有するので，上層のネガティブフォトレジスト９ａ'が下層のポジティブフォトレジストモールド８c'上にコーティングされる際，下層のポジティブフォトレジストモールド８ｃ'が上層のネガティブフォトレジスト９ａ'の溶媒によって溶解しやすくなり，よって正確な寸法のインクチャンバー４，第２インク供給路３，リストリクタ等の流路構造を形成し難くなるという問題点があった。
このような問題点を防止するため，ネガティブフォトレジストに強いポジティブフォトレジストを使用する方法も考えられるが，ネガティブフォトレジストに強いポジティブフォトレジストは，殆んど厚さ１０μｍ以上にコーティングし難いのみならず，ＵＶ感光度が低くて十分な深さにパターニングされない。
このようにネガティブフォトレジストに強いポジティブフォトレジストを使用するとしても，十分な厚さのコーティング力とＵＶ感光度を有する条件を満たす最適のポジティブフォトレジスト材料を求め難いため，ポジティブフォトレジストモールドがネガティブフォトレジストの溶媒によって溶解される問題点を完璧に防止できない。
また，従来のモノリシック製造方法は，フォトリソグラフィ工程を流路構造及びノズル形成のためにそれぞれ１回ずつ全部で２回行うので製造工程が複雑であり，よって製造コストがアップし生産収率が低下する問題点があった。
本発明は，前述したような従来の問題点を鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，チャンバー/ノズルプレートを一つのフォトレジストで形成することによって，従来のモノリシック製造方法で現れる上層のノズルプレート形成時下層のチャンバープレートを構成するフォトレジストが溶解されインクチャンバー，インク供給路などの流路構造の寸法精度及びセル間均一度が低下する問題点を解消したモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は，流路構造とノズルを一回のフォトリソグラフィ工程で同時に形成させることによって，フォトアラインメントの累積工差が少なく発生し，インクチャンバーとノズルの界面が形成されなくて製品の耐久性が高くなるのみならず製造工程を簡単化し，よって製造コストを節減し生産性を向上させるモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は，露光量とマスク修正を通して流路構造とノズルの直径，高さなど寸法を変更しやすくするモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，インクを加熱するための抵抗体とインク供給口を含む基板と，インクチャンバー，インク供給路などの流路構造とノズルを同時に形成するよう二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用してフォトレジストをフォトリソグラフィ工程でパターニングすることによって基板上に形成されたチャンバー/ノズルプレートを備えるインクジェットプリントヘッドを提供する。
このとき，フォトレジストは，１０〜１００μｍ範囲の厚さで形成されたネガティブフォトレジストで構成されることとしてもよい。
また，フォトレジストは，感光性エポキシ系樹脂，ポリイミド系樹脂，及びポリアクリレート系樹脂のいずれか一つで形成されることとしてもよい。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上面にインクを加熱するための抵抗体を形成した基板を設ける工程と，抵抗体が形成された基板上にフォトレジストを形成する工程と，二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用してフォトレジストを露光する工程と，露光されたフォトレジストを現像する工程を含むインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供する。
このとき，フォトレジストを形成する工程は，ネガティブフォトレジストを１０〜１００μｍの厚さ範囲に形成するものよりなることとしてもよい。この際，フォトレジストは感光性エポキシ系樹脂，ポリイミド系樹脂，及びポリアクリレート系樹脂のいずれか一つで形成されることとしてもよい。
また，このとき，フォトレジストを露光する工程は，インクチャンバー，インク供給路などの流路構造とノズルを形成するよう少なくとも二種以上の厚さの金属薄膜を有するフォトマスクを使用してフォトレジストを露光する工程を含むこととしてもよい。この際，光源は，ＵＶを使用し，金属薄膜は，クロム膜及びクロム酸化膜のうち一つを使用することとしてもよい。
さらに，選択的に，フォトレジストを露光する工程は，流路構造及びノズルを形成するよう少なくとも相対的にＵＶ透過率が高い部分，相対的にＵＶ透過率が低い部分，及びＵＶ透過率が０％の部分より構成されたフォトマスクを使用してフォトレジストについてＵＶ露光する工程を含むことができる。この際，ＵＶ露光量は，硬化深さを調節するために２〜４０００ｍＪ/ｃｍ２の範囲に調節されることとしてもよい。
また，フォトレジストを現像する工程は，溶解選択度によってフォトレジストの現像液，ハロゲン元素が含まれた溶媒，及びアルカリ性溶媒中の一つを選択してフォトレジストを溶解して除去するものよりなることとしてもよい。
また，本発明に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法は，フォトレジストを露光する工程後に露光されたフォトレジスト上に保護層を形成する工程と，基板の裏面に基板を貫通するインク供給口を形成する工程と，保護層を除去する工程とをさらに含むこととしてもよい。
このとき，インク供給口を形成する工程は，乾式食刻法でインク供給口を形成する工程と，食刻時基板の表面に流入された有機物をクリーニングする工程を含むこととしてもよい。その際に，選択的に，インク供給口の食刻は，湿式食刻法によって行われる。
また，本発明に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法は，フォトレジストを現像する工程後に耐久性の向上のために，基板をハードべーキングする工程を含むこととしてもよい。
以上詳述したように本発明によれば，ノズルプレートとチャンバープレートを一つのフォトレジストで形成することによって，従来の方法で発生する上層のノズルプレート形成時下層のチャンバープレートを構成するフォトレジストが溶解され，高解像度及び高速プリント時求められるインクチャンバー，インク供給路などの流路構造の寸法精度及びセル間均一度が低下する問題点を防ぐことができる。
また，本発明に係るインクジェットプリントヘッド及びその製造方法は，流路構造とノズルを一回のフォトリソグラフィ工程で同時に形成させることによって，フォトアラインメントの累積公差が少なく発生し，インクチャンバーとノズルの界面が形成されずに，耐久性が高くなるのみならず，製造工程の簡素化，それによる製造コストの節減によって生産性が向上され得る。
さらに，本発明に係るインクジェットプリントヘッド及びその製造方法は，露光量とマスク修正を通して流路構造とノズルの直径，高さなど寸法を変更しやすくする効果を奏でる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図２１は，本発明の好適な第１の実施の形態によるモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド１００の製造方法により形成されたインクジェットプリントヘッド１００が示されている。
本実施の形態のプリントヘッド１００は，インクを加熱するためのヒータ１０６と，このヒータ１０６を保護するようヒータ１０６上に第１保護層１０５を形成した，例えばシリコンからなる基板１０１と，この基板１０１を貫通するインク供給口を構成する第１インク供給路１０２と，及びインクチャンバー１０４，リストリクタ(図示せず)，第２インク供給路１０３などの流路構造とノズル１０７を同時に形成するよう二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスク１０８'(図１８)を使用してフォトレジスト１０８をフォトリソグラフィ工程でパターニングすることによって第１保護層１０５上に形成されたチャンバー/ノズルプレート１０９とを備える。
ヒータ１０６は，ノズル１０７の形態と相応する環状を有する不純物がドーピングされたポリシリコンのような抵抗発熱体よりなる。ヒータ１０６上に形成された保護層１０５は，シリコン窒化膜，シリコン炭素膜等で形成される。必要ならば，Ｔａ，Ｔａｎ，Ｔｉｎなどの金属膜を保護層１０５上に蒸着できる。
チャンバー/ノズルプレート１０９は，リストリクタ(図示せず)，第２インク供給路１０３，インクチャンバー１０４などの流路構造のパターンを構成する相対的に高いＵＶ露光量で架橋された重合体部分１０８ａ(図１９)，及びノズル１０７のパターンを構成する相対的に低いＵＶ露光量で架橋された重合体部分１０８ｂで構成される。
チャンバー/ノズルプレート１０９は，Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社のＳＵ-８のような感光性エポキシ系樹脂，Ａｒｃｈｃｈｅｍ社のＤｕｒａｍｉｄのようなポリイミド系樹脂，及びＴＯＫ及びＪＳＲ社のネガティブドライフィルムレジストのようなポリアクリレート系樹脂中の一つで形成される。
また，チャンバー/ノズルプレート１０９は，流路構造とノズル１０７を同時に形成するよう１０〜１００μｍ範囲の厚さのフォトレジスト１０８を，ＵＶ透過率が最大の部分１０８ａ'，ＵＶ透過率がＸ％の部分１０８ｂ'，及びＵＶ透過率が０％の部分１０８ｃ'で構成されたフォトマスク１０８'(図１８)を使用してＵＶ露光及び現像することによって形成される。
次に，上記のように構成された本実施の形態のモノリシック方式のバブル型のインクジェットプリントヘッド１００の製造方法を以下に説明する。
まず，図１６に示した通り，ヒータ１０６と第１保護層１０５が形成されたシリコン基板１０１が用意される。
この際，ヒータ１０６は比抵抗が高い金属と低い金属が積層されている金属薄膜のうち部分的に低抵抗の金属を選択的に食刻するか，シリコン基板１０１の全面に不純物がドーピングされたポリシリコンを蒸着させてから，これをパターニングすることによって形成される。
その後，図１７に示した通り，基板１０１の第１保護層１０５の上方にネガティブフォトレジスト１０８が形成される。ネガティブフォトレジスト１０８は，Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社のＳＵ-８のような感光性エポキシ系樹脂，Ａｒｃｈｃｈｅｍ社のＤｕｒａｍｉｄのようなポリイミド系樹脂，及びＴＯＫ及びＪＳＲ社のネガティブドライフィルムレジストのようなポリアクリレート樹脂中の一つで形成される。
ネガティブフォトレジスト１０８の厚さは，解像度に影響を与える一回吐出時の液滴量によって決定される。この液滴量は，インクチャンバー１０４の高さ，リストリクタのサイズ，ノズル１０７の直径，ヒータ１０６のサイズ等の製品別に多様な寸法の流路構造に影響を受ける。従って，多様な寸法の流路構造を満たすためには，ネガティブフォトレジスト１０８の厚さを１０〜１００μｍの範囲内で形成することが望ましい。
その後，ネガティブフォトレジスト１０８は，図１８に示した通り，二種以上の光透過率を有するフォトマスク１０８'を使用してＵＶ露光される。
この際，ＵＶの露光量は，２-４０００ｍＪ/ｃｍ２の範囲に提供される。
また，フォトマスク１０８'は，図１８及び図２２に示した通り，流路構造のパターンを有するＵＶ透過率が最大の部分１０８ａ'，ノズルのパターンを有するＵＶ透過率がＸ％の部分１０８ｂ'，及びＵＶ透過率が０％の部分１０８ｃ'で構成される。
フォトマスク１０８'の各部分１０８ａ'，１０８ｂ'，１０８ｃ'のＵＶ透過率は，石英，ガラス，窒化膜等のような基板１０１の種類と露光されるＵＶの波長によってやや変動は，あるものの，一般のＵＶリソグラフィで使用されるフォトマスクでは，クロム膜またはクロム酸化膜のような金属薄膜の厚さに調節できる。
ここで，本実施の形態では，ＵＶリソグラフィを使用することと説明したが，ＵＶリソグラフィを使用せずＸ線リソグラフィを使用する場合，光透過率は，使用されるフォトマスクのＡｕ膜の厚さに調節されうる。
図２３では，フォトマスク１０８'のＵＶ透過率によってネガティブフォトレジスト１０８が感光され硬化される深さが例示されている。
一般に，ネガティブフォトレジスト１０８がフォトマスク１０８'によって露光される際，露光された部分１０８ａ，１０８ｂは，ＵＶによって低分子量から高分子量に変わり，架橋が起こって高分子鎖の高い架橋度を有するネットワーク構造を形成する硬化現像が起こる一方，露光されない部分１０８ｃは，架橋が発生せず単量体またはオリゴマ状態に維持される。
このように露光によって硬化されたフォトレジスト１０８の部分１０８ａ，１０８ｂは，耐化学性及び高い機械的強度を示すことによって，後続工程の現像時現像液によって溶解されず残る一方，露光されないフォトレジスト１０８の部分１０８ｃは，後続工程の現像時現像液によって溶解され除去される。
フォトレジスト１０８の部分１０８ａ，１０８ｂの硬化時ネットワーク構造の架橋度と架橋される深さは，前述したパターンのＵＶ透過率を有するフォトマスク１０８'を通してネガティブフォトレジスト１０８に達する露光量によって殆んど調節される。
そして，ネガティブフォトレジスト１０８は，フォトレジスト１０８に含有された感光剤の種類と含量及びＵＶ波長，特に感光剤の種類と含量によって違う光吸収度を示す。従って，図２３に示した通り，ＵＶ透過率がＸ％の部分１０８ｂ'を通して同一なＵＶが透過されても，感光剤の種類と含量によって硬化されるフォトレジスト１０８の深さは，Ｙ１〜Ｙ３μｍの範囲に現れる。
このようにネガティブフォトレジスト１０８がフォトマスク１０８'によって露光された後，図１９に示した通り，ネガティブフォトレジスト１０８上には，ワックス，高分子フィルム等で構成された第２保護層１１０が塗布される。
第２保護層１１０が形成された後，基板１０１の裏面は，乾式または湿式食刻法によって等方性に食刻され除去され，その結果，図２０に示した通り，第１インク供給路１０２が形成される。
その後，第２保護層１１０を除去した後，ＵＶに露出されないネガティブフォトレジスト１０８の部分１０８ｃが現像液によって溶解され除去されれば，図２０に示すように，インクチャンバー１０４，第２インク供給路１０３，リストリクタ等の流路構造とノズル１０７を有するチャンバー/ノズルプレート１０９が形成される。
この際，現像液は，使用する現像液の溶解選択度によって，現像後除去されず，残る流路構造及びノズル１０７を形成するフォトレジスト１０８の部分１０８ａ，１０８ｂの深さが相違になるため，ネガティブフォトレジスト１０８の現像液，ハロゲン元素が含まれた溶媒，及びアルカリ性溶媒中の一つを適当に選択して使用する。
このようにチャンバー/ノズルプレート１０９が形成された後，チャンバー/ノズルプレート１０９を一層緊密に基板１０１に固着させるためのハードべーキング工程が，例えば数十から数百℃で数分から数時間中結果基板１０１について進行され，プリントヘッド１００の製造が終了される。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は，インクジェットプリンタのプリントヘッド及びその製造方法に適用可能であり，従来のモノリシック製造方法で現れる上層のノズルプレート形成時下層のチャンバープレートを構成するフォトレジストが溶解されインクチャンバー，リストリクタ，インク供給路などの流路構造の寸法精度が低下する問題点を防止することができ，かつ製造工程を簡単化して製造コストを節減でき生産性を向上することができる。
１，１０１ 基板
２，１０２ 第１インク供給路
３，１０３ 第２インク供給路
４，１０４ インクチャンバー
５，１１，１０５，１１０ 保護層
６，１０６ ヒータ
７，１０７ ノズル
８，８ｃ チャンバープレート
８'，８’’，１０８' フォトマスク
８ａ ドライフィルムレジスト
８ａ'，９ａ'，１０８ フォトレジスト
８ｃ' フォトレジストモールド
９，９ａ ノズルプレート
９ａ’’，１０９ チャンバー/ノズルプレート
１０，１０'，１０’’，１００ プリントヘッド
２，１０２ 第１インク供給路
３，１０３ 第２インク供給路
４，１０４ インクチャンバー
５，１１，１０５，１１０ 保護層
６，１０６ ヒータ
７，１０７ ノズル
８，８ｃ チャンバープレート
８'，８’’，１０８' フォトマスク
８ａ ドライフィルムレジスト
８ａ'，９ａ'，１０８ フォトレジスト
８ｃ' フォトレジストモールド
９，９ａ ノズルプレート
９ａ’’，１０９ チャンバー/ノズルプレート
１０，１０'，１０’’，１００ プリントヘッド
Claims (15)
- インクを加熱するための抵抗体とインク供給口を備える基板と，
インクチャンバー，インク供給路等の流路構造とノズルを同時に形成するよう二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用してフォトレジストをフォトリソグラフィ工程でパターニングすることによって前記基板上に形成されたチャンバー/ノズルプレートを備えることを特徴とする，インクジェットプリントヘッド。 - 前記フォトレジストは，１０〜１００μｍの厚さで形成されたネガティブフォトレジストであることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
- 前記フォトレジストは，感光性エポキシ系樹脂，ポリイミド系樹脂，及びポリアクリレート系樹脂のいずれか一つで形成されることを特徴とする，請求項２に記載のインクジェットプリントヘッド。
- 上面にインクを加熱するための抵抗体を形成した基板を設ける工程と，
前記抵抗体が形成された前記基板上にフォトレジストを形成する工程と，
二種以上の光透過率を有する１枚のフォトマスクを使用して前記フォトレジストを露光する工程と，
露光された前記フォトレジストを現像する工程と，を含むことを特徴とする，インクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記フォトレジストを形成する工程は，ネガティブフォトレジストを形成する工程を含むことを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記フォトレジストを形成する工程は，前記フォトレジストを１０〜１００μｍの厚さ範囲に形成する工程を含むことを特徴とする，請求項５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記フォトレジストを形成する工程は，前記フォトレジストを感光性エポキシ系樹脂，ポリイミド系樹脂，及びポリアクリレート系樹脂のいずれか一つで形成する工程を含むことを特徴とする，請求項５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記フォトレジストを露光する工程は，インクチャンバー，インク供給路等の流路構造とノズルを形成するように，少なくとも二種以上の厚さの金属薄膜を有するフォトマスクを使用して前記フォトレジストを露光することを含むことを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 光源は，ＵＶを使用し，
前記金属薄膜は，クロム膜及びクロム酸化膜のうち一つを含むことを特徴とする，請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記フォトレジストを露光する工程は，インクチャンバー，インク供給路等の流路構造とノズルを形成するように，少なくとも相対的にＵＶ透過率が高い部分，相対的にＵＶ透過率が低い部分，及びＵＶ透過率が０％の部分で構成されるフォトマスクを使用して，前記フォトレジストについてＵＶ露光することを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ＵＶ露光時，ＵＶ露光量は，硬化深さを調節するために２〜４０００ｍＪ/ｃｍ２の範囲に調節されることを特徴とする，請求項９に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記フォトレジストを現像する工程は，
溶解選択度によって前記フォトレジストの現像液，ハロゲン元素が含まれた溶媒，及びアルカリ性溶媒中の一つを選択して前記フォトレジストを溶解して除去する工程を含むことを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記フォトレジストを露光する工程後，露光された前記フォトレジスト上に保護層を形成する工程と，
前記基板の裏面に前記基板を貫通するインク供給口を形成する工程と，
前記保護層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記インク供給口を形成する工程は，
乾式食刻法で前記インク供給口を形成する工程と，
食刻時，前記基板の表面に流入された有機物をクリーニングする工程と，を含むことを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記フォトレジストを現像する工程後，前記基板をハードべーキングする工程をさらに含むことを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
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