JP2009544503A - 流体吐出装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

流体吐出装置１２は、基板２０に取り付けられる流動層アセンブリ２４を備え、流動層アセンブリ２４は基板２０と面しない一側面３６に形成される隆起部分３８を有する。第１のノズル１６ａは流動層アセンブリ２４の隆起部分３８以外の一部に形成され、より大きい第２のノズルは隆起部分３８に形成される。流体吐出装置１２を製造する方法はフォトレジスト材料の第１の層５４を基板２０に塗布し、フォトレジスト材料の第２の層６０を第１の層５４に塗布することを含む。一連の露光により、第１のノズル１６ａとなる可溶性材料の第１の領域５８ａが第１の層５４内に画定され、共に第２のノズル１６ｂとなる可溶性材料の第２の領域５８ｂ及び第３の領域５８ｃがそれぞれ第１の層５４及び第２の層６０内に画定される。第２の層６０内の不可溶性材料の領域６４が隆起部分３８となる。

Description

インクジェット印刷技術は、コンピュータのプリンタ、グラフィックス作図装置、コピー機、ファクシミリ機等の多くの商品に用いられている。「ドロップオンデマンド」として知られているインクジェット印刷の一タイプは、紙シート等のプリント媒体の上にインク滴を吐出する１つ又は複数のインクジェットペンを用いる。プレコンディショナ及び定着液等、インク以外の印刷流体も用いることができる。ペン（単数又は複数）は典型的に、プリント媒体を前後に横断する移動可能なキャリッジに取り付けられる。ペンは、プリント媒体を横断して往復動する際、適時に印刷流体の滴を吐出するようにコントローラのコマンド下で作動する。滴の適正な選択及びタイミングにより、所望パターンがプリント媒体上に得られる。

インクジェットペンは概して、プリントヘッドと一般に呼ばれる少なくとも１つの流体吐出装置であって、複数のオリフィス又はノズルを有し、そこから印刷流体の滴が吐出される、少なくとも１つの流体吐出装置を有する。各ノズルに隣接して、ノズルから吐出される印刷流体を収容する発射チャンバがある。ノズルからの流体滴の吐出は、いくつか挙げると熱バブル又は圧電圧力波等、任意の適した吐出機構を用いて達成され得る。印刷流体は、各吐出後に発射チャンバに補充されるように流体供給源から発射チャンバに送達される。

プリント品質及び機能を高めるために、単一のプリントヘッドから異なる滴重量の印刷流体を吐出することができることが望ましい。このことは、プリントヘッド内のノズルの一部を低重量の滴を吐出するように設計すること、及び他のノズルを高重量の滴を吐出するように設計することによって達成され得る。しかしながら、低滴重量ノズル及び高滴重量ノズルに用いられる構成が異なることにより、ノズル全体の性能を最適化することが困難となる。例えば、高滴重量ノズルに十分な補充速度を生む能力が、低滴重量ノズルに十分な滴速度を生む能力によって妥協される可能性があり、その逆もまた同様である。したがって、単一プリントヘッドダイのデュアルドロップ重量範囲は補充速度及び滴速度との間の固有のトレードオフによって制限される。

インクジェットペンの斜視図である。 インクジェットプリントヘッドの斜視図である。 図２の線３−３に沿ったプリントヘッドの断面図である。 プリントヘッドを製造する第１の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第１の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第１の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第１の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第１の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第２の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第２の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第２の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第３の実施形態のステップを示す断面図である。 プリントヘッドを製造する第３の実施形態のステップを示す断面図である。

本発明の代表的な実施形態は、インクジェット印刷に用いられるプリントヘッドの形態の流体吐出装置を含む。しかしながら、本発明はインクジェットプリントヘッドに限定されず、広範の用途に用いられる他の流体吐出装置において具現されることができることに留意されたい。

各種図の全体を通して同一の参照符号が同一の要素を指すいくつかの図面を参照すると、図１はプリントヘッド１２を有する例示的なインクジェットペン１０を示す。ペン１０は印刷流体供給源を一般に収容している本体１４を有する。本明細書において用いられるように、用語「印刷流体」は印刷プロセスに用いられる任意の流体を指し、印刷流体にはインク、プレコンディショナ、定着液等が挙げられるがこれらに限定されない。印刷流体供給源は、ペン本体１４内に完全に収容される流体リザーバを備えることができるか、或いは、ペン本体１４の内側に、１つ又は複数の軸ずれ流体リザーバ（図示せず）に流体接続されるチャンバを備えることができる。プリントヘッド１２は印刷流体供給源と流体連通するペン本体１４の外表面に取り付けられる。プリントヘッド１２は内部に形成されている複数のノズル１６から印刷流体滴を吐出する。図１には比較的少ない数のノズル１６しか示されていないが、プリントヘッド１２は、プリントヘッドの技術分野に一般に見られるように、一列当たり１００個よりも多くのノズルを有する２列以上の列を有し得る。適当な電気コネクタ１８（テープ自動ボンディングである「フレックステープ」等）を設けて、プリントヘッド１２に対して信号を送受信する。

図２及び図３を参照すると、プリントヘッド１２は基板２０と、基板２０の上に設けられた薄フィルムスタック２２、及び当該薄フィルムスタック２２の上に設けられた流動層アセンブリ２４を有する。少なくとも１つのインク供給孔２６が基板２０内に形成され、ノズル１６がインク供給孔２６付近に配列される。ノズル１６は流動層アセンブリ２４内に形成され、一群の低滴重量ノズル１６ａ及び一群の高滴重量ノズル１６ｂを有する。図示の実施形態では、低滴重量ノズル１６ａはインク供給孔２６の第１の側上の第１の列に配列され（図３の左側）、高滴重量ノズル１６ｂはインク供給孔２６の第２の側上の第２の列に配列される（図３の右側）。

各ノズル１６ａ、１６ｂに関連しているのは、発射チャンバ２８、インク供給孔２６と発射チャンバ２８との流体連通を確立する供給チャネル３０、及びノズル１６ａ、１６ｂから印刷流体滴を吐出するように機能する流体吐出機３２である。図示の実施形態では、流体吐出機３２はレジスタ又は同様の加熱素子である。熱活性レジスタがもっぱら例として本明細書に記載されているが、本発明は圧電アクチュエータ等の他のタイプの流体吐出機を含み得ることに留意されたい。ノズル１６ａ、１６ｂ、発射チャンバ２８、供給チャネル３０、及びインク供給孔２６は、多層（下記に記載する）として製造されている流動層アセンブリ２４内に形成される。レジスタ３２は基板２０の上に設けられる薄フィルムスタック２２内に含まれる。当該技術分野において知られているように、薄フィルムスタック２２は概して、酸化物層、導電層、抵抗層、パッシベーション層、及びキャビテーション層、又はそれらのサブ組合せを含み得る。図２及び図３は１つの共通のプリントヘッド構成、すなわち共通のインク供給孔２列のノズルを示しているが、他の構成を本発明の実施にあたり形成してもよい。

流動層アセンブリ２４は、基板２０に面する第１の側面３４と基板２０に面しない第２の側面３６とを有する。図示の実施形態では、第２の側面３６は平坦ではない、すなわち段が付いている。この例では、流動層アセンブリ２４は第２の側面３６上に形成されている段すなわち隆起部分３８を含んでおり、そのため、流動層アセンブリ２４は比較的厚い隆起部分３８とより薄いベース部分４０とを備える。

低滴重量ノズル１６ａはベース部分４０内に形成され、高滴重量ノズル１６ｂは隆起部分３８内に形成される。高滴重量ノズル１６ｂは、より高い滴重量を供給するように低滴重量ノズル１６ａよりも断面積が大きい。さらに、隆起部分３８はベース部分４０よりも厚いため、高滴重量ノズル１６ｂは低滴重量ノズル１６ａよりも長いか又は深い。図３に示すように、ノズル１６ａ、１６ｂは実質的に垂直な内径プロファイルを有する。すなわち、ノズル内径の壁は第１の側面３４及び第２の側面３６に対して実質的に垂直である。ノズル１６ａ、１６ｂは代替的にテーパ状の内径プロファイルを有することができる。ノズルがテーパ状の内径プロファイルを有する場合、先細りのテーパの形態であることが好ましく、この形態では、ノズル開口は第２の側面３６におけるよりも第１の側面３４における方が大きい。

ノズル１６ａ、１６ｂのうち一方から滴を吐出するには、印刷流体をインク供給孔２６（印刷流体供給源（図示せず）と流体連通する）から関連のチャネル３０を介して関連の発射チャンバ２８に導入する。関連のレジスタ３２は電流パルスによって作動する。その結果としてレジスタ３２から得られる熱は、発射チャンバ２８内の蒸気バルブを形成し、それにより、ノズル１６ａ、１６ｂから滴を押し出すのに十分である。発射チャンバ２８は各滴吐出後に、インク供給孔２６から供給チャネル３０を介して印刷流体で補充される。

より長いこと、及びより大きな断面積を有することにより、高滴重量ノズル１６ｂは補充速度又は滴速度を妥協せずにより大きな滴を吐出することができる。同様に、低滴重量ノズル１６ａは、より短いこと、及びより小さな断面積を有することにより、補充速度又は滴速度を犠牲にせずにより小さな滴を吐出することができる。したがって、プリントヘッド１２は単一のプリントヘッドダイに良好なデュアルドロップ重量範囲を与える。

図４〜図８を参照して、インクジェットプリントヘッド１２を製造する一プロセスを説明する。このプロセスは基板２０から始まり、基板２０は典型的に、単結晶シリコンウエハ又は多結晶シリコンウエハである。他の考えられ得る基板材料には、ガリウム砒素、ガラス、シリカ、セラミックス、又は半導体材料が挙げられる。基板２０は第１の平坦面４２と当該第１の平坦面の反対側に第２の平坦面４４とを有する。薄フィルムスタック２２は任意の適切な方法で基板２０の第１の平坦面４２上に形成されるか又は堆積され、多くのかかる技法が当該技術分野においてよく知られている。上記のように、薄フィルムスタック２２は流体吐出機３２を含有し、典型的には酸化物層、導電層、抵抗層、パッシベーション層、及びキャビテーション層の一部又は全てを含む。

次に、ノズル１６ａ、１６ｂと、発射チャンバ２８と、供給チャネル３０とを最終的に画定する流動層アセンブリ２４が薄フィルムスタック２２の上に形成される。図４〜図８の実施形態では、流動層アセンブリ２４は３つの層、すなわちチャンバ層、第１の内径層、及び第２の内径層で製造される。これら３つの層は任意の適した光画像形成性材料から形成される。このように適した材料は、ＳＵ８として市場で一般に知られている光重合性エポキシ樹脂であり、これは例えばMicroChem Corporation of Newton, Massachusettsを含む幾つかの供給元から入手可能である。ＳＵ８はネガ型フォトレジスト材料であり、このことは、材料が通常は現象溶液中で可溶性であるが、紫外線等の電磁放射への露光後では現像溶液中で不可溶性となることを意味する。３つの層は全て、同じ材料から製造することができるか、或いは層の１つ又は複数を異なる光画像形成性材料から製造することができる。例としてこの実施形態を、ネガ型フォトレジスト材料を含む３つの層全ての場合に説明する。しかしながら、ポジ型フォトレジストを代替的に用いることができることに留意されたい。この例では、光画像形成工程に用いるマスクパターンは逆になるであろう。

流動層アセンブリ２４の製造は薄フィルムスタック２２にわたってフォトレジスト材料の層を所望の深さまで塗布することによって開始して、図４に示すようにチャンバ層４６を得る。次いで、チャンバ層４６を、選択された部分を第１のマスク４８を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第１のマスク４８は、チャンバ層４６のうち続いて除去すべき領域をマスクし、残すべき領域をマスクしない。チャンバ層４６はネガ型フォトレジスト材料（例として）であるため、放射に曝される部分はポリマー架橋を受け（この部分は図に二重網掛けで示す）、不可溶性となる。図示の実施形態では、チャンバ層４６のうち除去される領域は、チャンバ層４６のうち発射チャンバ２８及び供給チャネル３０に対応する中心領域である。

露光後、チャンバ層４６を現像して、露光されていないチャンバ層材料を除去し、露光された架橋した材料を残す。これにより、図５に見られるように、現像領域すなわちボイド５０が生じる。除去したチャンバ層材料に起因するボイド５０は最終的に、発射チャンバ２８及び供給チャネル３０を形成する。チャンバ層４６は、例えば適切な薬剤又は現像溶液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡ）又は乳酸エチル等）を使用することを含む任意の適した現像法を用いて現像することができる。

図６を参照すると、犠牲充填材料５２がボイド５０を充填するように塗布される。次いで、レジストエッチバック（ＲＥＢ）法又は化学機械研磨（ＣＭＰ）法等により、充填材料５２を平坦化する。この平坦化プロセスは、ボイド５０内の充填材料５２をチャンバ層４６の上面と面一になるようにいずれもの過剰な充填材料を除去する。次に、フォトレジスト材料の別の層をチャンバ層４６の上面に所望の深さまで塗布して第１の内径層５４を得る。充填材料５２は第１の内径層材料がボイド５０に入らないようにする。第１の内径層５４は必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６と同じ材料から製造され得る。

次いで、第１の内径層５４を、選択された部分を第２のマスク５６を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第２のマスク５６は第１の内径層５４のうち続いて除去すべき領域をマスクし、残すべき領域をマスクしない。第１の内径層５４のうち除去すべき領域は、ノズル１６ａ、１６ｂとなる、露光されていない可溶性材料の一連の比較的小さな領域である。図示の実施形態では、この領域は、低滴重量ノズル１６ａとなる一連の第１の領域５８ａ（図６に１つだけ図示）及び高滴重量ノズル１６ｂの下部となる一連の第２の領域５８ａ（図６に１つだけ図示）を含む。この第１の領域５８ａ及び第２の領域５８ｂは対応する流体吐出機３２と位置合わせされる。第２のマスク５６は、第１の領域５８ａが第２の領域５８ｂよりもその断面積が小さくなるようにパターニングされることができ、そのため、高滴重量ノズル１６ｂが低滴重量ノズル１６ａよりも大きい断面積を有する。例えば、第１の領域５８ａは直径が１３ミクロンであるサイズとすることができ、第２の領域５８ｂは直径が２０ミクロンであるサイズとすることができる。

露光は、領域５８ａ、５８ｂの所望のプロファイル、したがって、ノズル１６ａ、１６ｂの所望の内径プロファイルを与える所定のフォーカスオフセット（すなわち光画像形成システムの公称の焦点距離とウエハの相対位置との差）で行われる。図示の例では、露光は比較的高いフォーカスオフセット（例えば約７ミクロン〜１５ミクロン）で行われて、収束プロファイルを与える。第１の内径層５４は典型的に、プロセス中のこの時点では現像されない。

図７を参照すると、フォトレジスト材料の別の層が第１の内径層５４の上に所望の深さまで塗布されて第２の内径層６０を得る。第２の内径層６０は必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６及び／又は第１の内径層５４と同じ材料から製造され得る。次に、第２の内径層６０を、選択された部分を第３のマスク６２を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第３のマスク６２は第２の内径層６０のうち除去すべき領域をマスクし、残すべき領域をマスクしない。第２の内径層６０のうち除去すべき領域は露光されていない可溶性材料の一連の第３の領域５８ｃを含み、各第３の領域５８ｃは第１の内径層５４の第２の領域５８ｂの対応する領域と位置合わせされて、その上に配置される。第３の領域５８ｃは第２の領域５８ｂと同様のサイズであり、同様の収束プロファイルを有して形成される。

第２の内径層６０は第３の領域５８ｃを包囲するより大きな領域６４を有し、電磁放射に曝されて、ポリマー架橋を受け、現像溶液中で不可溶性となる。続いて除去されない領域６４は流動層アセンブリ２４の隆起部分３８となる。領域６４は典型低的に、第２の内径層６０の全長に延び、隆起部分の所望の幅に実質的に等しい幅（例えば１５０ミクロンとすることができる）を有するか、又はダイの半分以上の大きさとすることができる。領域６４の外側にある第２の内径層６０の部分は、除去すべき、したがって電磁放射に露光されないさらなる領域である。

第１の内径層５４及び第２の内径層６０を露光した後、共に現像して（ここでもまた任意の適した現像法を用いる）、図８に示すように、露光されていない可溶性内径層材料を除去し、露光した不可溶性材料を残す。これにより、チャンバ層４６、第１の内径層５４、及び第２の内径層６０が共同して成る流動層アセンブリ２４が得られ、第１の内径層５４の残りの部分がベース部４０を形成し、第２の内径層６０の残りの部分が隆起部分３８を画定する。したがって、隆起部分３８は第２の側面３６に形成され、低滴重量ノズル１６ａがベース部分４０内に形成され、高滴重量ノズル１６ｂが隆起部分３８内に形成される。さらに、チャンバ層４６内のボイド５０を満たしている充填材料５２も除去し、発射チャンバ２８及び供給チャネル３０（ノズル１６ａ、１６ｂと流体連通する）を画定する実質的に閉鎖された空間を残す。 次いで、インク供給孔２６を、ウエットエッチング、ドライエッチング、深堀り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）、レーザ加工等の任意の適した技法を用いて基板２０内に形成する。

次に図９〜図１１を参照して、インクジェットプリントヘッド１２を製造する別の方法を説明する。基板２０、薄フィルムスタック２２、及びチャンバ層４６（ボイド５０及び充填材料５２を含む）を準備する初期の工程は上述したのと実質的に同じであるため、ここでは繰り返さない。第１の実施形態におけるように、流動層アセンブリ２４を含む層は、任意の適した光画像形成性材料から形成され得る。例として、この実施形態における層もまた、ネガ型フォトレジスト材料を含むものとして説明されるが、ポジ型フォトレジストを代替的に用いることができる。

チャンバ層４６を塗布及び処理すると、図９に示すように、フォトレジスト材料の層をチャンバ層４６の上面に所望の深さまで塗布して、第１の内径層５４が得られる。ここでもまた、充填材料５２は第１の内径層材料がチャンバ層４６内のボイド５０に入らないようにする。第１の内径層５４は必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６と同じ材料から製造され得る。

次いで、第１の内径層５４を、選択された部分を第４のマスク６６を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第４のマスク６６は、第１の内径層５４のうち特定のいくつかの領域をマスクし、残りの領域をマスクしない。マスクされない、したがって、放射に露光される領域は、ポリマー架橋を受け、現像溶液中で不可溶性となる。この露光では、第１の内径層５４の左側全体（図９に見られる）が、低滴重量ノズル１６ａとなる、可溶性材料の第１の一連の比較的小さな領域５８ａ（図９に１つだけ図示）を除いて露光される。図示の実施形態では、第１の領域５８ａが対応する流体吐出機３２と位置合わせされ、適したフォーカスオフセットを用いて形成されて、収束プロファイルを得る。第１の内径層５４の右側はこの時点では露光されない。

図１０を参照すると、第１の内径層５４を、選択された部分を第５のマスク６８を介して電磁放射に露光することによってさらに画像形成する。第５のマスク６８は第１の内径層５４のうち他の特定のいくつかの領域をマスクし、残りの領域をマスクしない。この露光では、第１の内径層５４のうち先に露光されていない右側全体が、高滴重量ノズル１６ｂとなる、可溶性材料の第２の一連の比較的小さな領域５８ｂ（図１０に１つだけ図示）を除いて露光される。図示の実施形態では、第２の領域５８ｂは、対応する流体吐出機３２と位置合わせされ、低フォーカスオフセット（例えば約４ミクロン以下）を有して形成されて先広がりプロファイルをもたらす。これにより、充填材料５２と露光されていない第１の内径層材料とのいかなる混合も防止される。

第４のマスク６６及び第５のマスク６８は、第１の領域５８ａが第２の領域５８ｂよりも小さくなるようにパターニングされることができ、そのため、高滴重量ノズル１６ｂが低滴重量ノズル１６ａよりも大きな断面積を有する。例えば、第１の領域５８ａは直径が１３ミクロンであるサイズとすることができ、第２の領域５８ｂは直径が２０ミクロンであるサイズとすることができる。第１の内径層５４は典型的に、プロセス中のこの時点では現像されない。

図１１を参照すると、フォトレジスト材料の別の層が第１の内径層５４の上に所望の深さまで塗布されて第２の内径層６０を得る。第２の内径層６０は必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６及び／又は第１の内径層５４と同じ材料から製造され得る。次いで、第２の内径層６０を、選択された部分を第６のマスク７０を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第６のマスク７０は第２の内径層６０のうち除去すべき領域をマスクし、残すべき領域をマスクしない。第１の内径層５４のうち選択された部分もまた、この露光によって架橋され、第２の領域５８ｂ内の可溶性材料の量を低減する。除去すべき第２の内径層６０の領域は可溶性材料の一連の第３の領域５８ｃを含み、各第３の領域５８ｃは第１の内径層５４内の第２の領域５８ｂの対応する領域の上に位置合わせされる。第３の領域５８ｃは収束プロファイルを与えるフォーカスオフセットを用いて形成される。

第２の内径層６０は、第３の領域５８ｃを包囲するより大きな領域６４を含み、電磁放射に曝されてポリマー架橋を受けて現像溶液中で不可溶性となる。続いて除去されない領域６４は流動層アセンブリ２４の隆起部分３８となる。領域６４は典型的に、第２の内径層６０の全長に延び、隆起部分の所望の幅に実質的に等しい幅（例えば１５０ミクロンとすることができる）を有する。領域６４の外側にある第２の内径層６０の部分は、除去すべき、したがって電磁放射に露光されないさらなる領域である。

第１の内径層５４及び第２の内径層６０を露光した後、共に現像して（ここでもまた任意の適した現像法を用いる）、露光されていない可溶性内径層材料を除去し、露光された不可溶性材料を残す。これにより、第２の側面３６上に形成される隆起部分３８を有する、（チャンバ層４６、第１の内径層５４、及び第２の内径層６０でまとまって成る）流動層アセンブリ２４が得られ、低滴重量ノズル１６ａがベース部分４０内に形成され、高滴重量ノズル１６ｂが隆起部分３８内に形成される。さらに、チャンバ層４６内のボイド５０を満たしている充填材料５２も除去し、発射チャンバ２８及び供給チャネル３０（ノズル１６ａ、１６ｂと流体連通する）を画定する実質的に閉鎖された空間を残す。次いで、インク供給孔２６を、ウエットエッチング、ドライエッチング、深堀り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）、レーザ加工等の任意の適した技法を用いて基板２０内に形成する。

次に、図１２及び図１３を参照して、インクジェットプリントヘッド１２を製造するさらに別のプロセスを説明する。ここでもまた、基板２０、薄フィルムスタック２２、及びチャンバ層４６（ボイド５０及び充填材料５２を含む）を準備する初期の工程は上述したのと実質的に同じであるため、ここでは繰り返さない。初めの２つの説明した実施形態におけるように、流動層アセンブリ２４から成る層を任意の適した光画像形成性材料から形成することができる。例として、この実施形態における層もまた、ネガ型フォトレジスト材料を含むものとして説明されるが、ポジ型フォトレジストを代替的に用いることができる。

チャンバ層４６を塗布及び処理すると、図１２に示すように、フォトレジスト材料の層をチャンバ層４６の上面に所望の深さまで塗布して第１の内径層５４を得る。充填材料５２もまた、第１の内径層材料がチャンバ層４６内のボイド５０に入らないようにする。第１の内径層５４は必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６と同じ材料から製造され得る。

次いで、第１の内径層５４を、選択された部分を第７のマスク７２を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第７のマスク７２は第1の内径層５４のうち特定のいくつかの領域をマスクし、残りの領域をマスクしない。マスクされない、したがって、放射に露光される領域は、ポリマー架橋を受け、現像溶液中で不可溶性となる。この露光では、第１の内径層５４の左側全体（図１２に示される）が、低滴重量ノズル１６ａとなる、可溶性材料の第１の一連の比較的小さな領域５８ａ（図１２に１つだけ図示）を除いて露光される。図示の実施形態では、第１の領域５８ａは対応する流体吐出機３２と位置合わせされる。第１の内径層５４の右側はこの時点では露光されない。

図１３を参照すると、（第１の内径層５４を現像する前に）フォトレジスト材料の別の層を第１の内径層５４の上に所望の深さまで塗布して、第２の内径層６０を得る。第２の内径層６０は、必ずしもそうである必要はないが、チャンバ層４６及び／又は第１の内径層５４と同じ材料から製造され得る。次いで、第２の内径層６０を、選択された部分を第８のマスク７４を介して電磁放射に露光することによって画像形成する。第８のマスク７４は第２の内径層６０のうち続いて除去すべき領域をマスクし、残すべき領域をマスクしない。この露光工程もまた、第１の内径層５４の右側の部分の特定のいくつかの領域（先に露光されていない）を露光する。第１の内径層５４及び第２の内径層６０のうち除去すべき領域は、第１の内径層５４内に、可溶性材料の第２の一連の比較的小さな領域５８ｂ、及び、第２の内径層６０内に、高滴重量ノズル１６ｂとなる、可溶性材料の第３の一連の比較的小さい領域５８ｃ（図１３にはそれぞれの１つだけを図示）を含む。したがって、２つの露光の間、第１の領域５８ａ及び第２の領域５８ｂを除く第１の内径層５４全体が放射に露光される。図示の実施形態では、第２の領域５８ｂ及び第３の領域５８ｃは互いに、且つ対応する流体吐出機３２と位置合わせされる。第７のマスク７２及び第８のマスク７４は、第１の領域５８ａが第２の領域５８ｂ及び第３の領域５８ｃよりも小さくなるようにパターニングされることができ、そのため、高滴重量ノズル１６ｂが低滴重量ノズル１６ａよりも大きな断面積を有する。例えば、第１の領域５８ａは直径が１３ミクロンであるサイズとすることができ、第２の領域５８ｂ及び第３の領域５８ｃは直径が２０ミクロンであるサイズとすることができる。

第２の内径層６０は第２の領域５８ｂを包囲するより大きな領域６４を有し、電磁放射に曝されて、ポリマー架橋を受け、現像溶液中で不可溶性となる。続いて除去されない領域６４は、流動層アセンブリ２４の隆起部分３８となる。領域６４は典型的に、第２の内径層６０の全長に延び、隆起部分の所望の幅に実質的に等しい幅（例えば１５０ミクロンとすることができる）を有する。領域６４は好ましくは、第１の内径層５４のうち第１の露光工程の間に露光される部分と（図１３に示すように）重なるほど十分に大きい。第２の内径層６０の残りの部分は、除去すべき、したがって電磁放射に露光されないさらなる領域である。

第１の内径層５４及び第２の内径層６０を露光した後、共に現像して（ここでもまた任意の適した現像法を用いる）、露光されていない可溶性内径層材料を除去し、露光された不可溶性材料を残す。これにより、（チャンバ層４６、第１の内径層５４、及び第２の内径層６０が共同して成る）流動層アセンブリ２４が得られ、隆起部分３８が第２の側面３６に形成され、低滴重量ノズル１６ａがベース部分４０内に形成され、高滴重量ノズル１６ｂが隆起部分３８内に形成される。さらに、チャンバ層４６内のボイド５０を満たしている充填材料５２も除去し、発射チャンバ２８及び供給チャネル３０（ノズル１６ａ、１６ｂと流体連通する）を画定する実質的に閉鎖された空間を残す。次いで、インク供給孔２６が、ウエットエッチング、ドライエッチング、深堀り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）、レーザ加工等の任意の適した技法を用いて基板２０内に形成される。

本発明の特定のいくつかの実施形態を説明したが、それに対する種々の変更を、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り行うことができることに留意されたい。

Claims (10)

1. 基板（２０）と、
   前記基板（２０）に取り付けられる流動層アセンブリ（２４）であって、前記基板（２０）に面する第１の側面（３４）と前記基板（２０）と前記基板（２０）に面しない第２の側面（３６）とを有し、前記第２の側面（３６）に形成される隆起部分（３８）を有する、流動層アセンブリ（２４）と、
   前記流動層アセンブリ（２４）内の前記隆起部分（３８）以外の部分に形成される第１のノズル（１６ａ）と、
   前記流動層アセンブリ（２４）内の前記隆起部分（３８）に形成される第２のノズル（１６ｂ）であって、前記第１のノズル（１６ａ）よりも大きな断面積を有する、第２のノズル（１６ｂ）とを備えることを特徴とする流体吐出装置（１２）。
2. 前記第２のノズル（１６ｂ）は前記第１のノズル（１６ａ）よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置（１２）。
3. 前記第１のノズル（１６ａ）に関連する第１の流体吐出機（３２）と、前記第２のノズル（１６ｂ）に関連する第２の流体吐出機（３２）とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置（１２）。
4. インクジェットプリントヘッドであることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置（１２）。
5. フォトレジスト材料の第１の層（５４）を基板（２０）に塗布すること、
   前記第１の層（５４）のいくつかの部分を電磁放射に露光することであって、前記第１の層（５４）内に可溶性材料の第１の領域（５８ａ）及び可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）を画定し、前記可溶性材料の第１の領域（５８ａ）は前記可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）よりも小さい、電磁放射に露光すること、
   フォトレジスト材料の第２の層（６０）を前記第１の層（５４）に塗布すること、
   前記第２の層（６０）のいくつかの部分を電磁放射に露光することであって、可溶性材料の第３の領域（５８ｃ）及び前記可溶性材料の第３の領域（５８ｃ）を包囲する不可溶性材料の領域（６４）を画定し、前記可溶性材料の第３の領域（５８ｃ）は前記可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）と位置合わせされる、露光すること、
   前記可溶性材料の第１の領域（５８ａ）が第１のノズル（１６ａ）を画定するように可溶性材料を除去することであって、前記可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）及び前記可溶性材料の第３の領域（５８ｃ）は共に第２のノズル（１６ｂ）を画定し、前記不可溶性材料の領域（６４）は隆起部分（３８）を画定する、除去することを含むことを特徴とする流体吐出装置（１２）を製造する方法。
6. 前記第１の層（５４）を露光することは、前記可溶性材料の第１の領域（５８ａ）を画定する第１の露光、及び前記可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）を画定する第２の露光を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の露光は前記可溶性材料の第１の領域（５８ａ）用の収束プロファイルを生成するフォーカスオフセットを用いて行われ、前記第２の露光は前記可溶性材料の第２の領域（５８ｂ）用の拡散プロファイルを生成するフォーカスオフセットを用いて行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記第１の層（５４）は前記第２の層（６０）を前記第１の層（５４）に塗布する前に露光されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記第１の層（５４）の第１の部分は前記第２の層（６０）を前記第１の層（５４）に塗布する前に露光され、前記第１の層（５４）の第２の部分は、前記第２の層（６０）を前記第１の層（５４）に塗布した後に露光されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 前記第１の層（５４）の前記第２の部分及び前記第２の層（６０）のいくつかの部分は一緒に露光されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

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