排出口部件的制造方法以及液體排出頭的制造方法

專利名稱：排出口部件的制造方法以及液體排出頭的制造方法
技術領域：
本發明涉及具有液體排出口的排出口部件的制造方法，以及液體排出頭的制造方法。
背景技術：
液體排出頭包括被設置在排出口部件中的微細排出口以及與該排出口連通的流路，并且通過朝記錄介質排出從流路供給的液體來執行記錄。日本公開專利申請No. 2002-103613公開了用于制造排出口部件的方法，該排出口部件具有在形成排出口部件的流路的頂壁部分(ceiling portion)的區段(section)中設置的凹形部分。在此方法中，通過在導電基板上進行鍍敷來形成第一鍍敷層，在該導電基板上形成對應于排出口的第一抗蝕劑。然后，在第一鍍敷層上形成第二抗蝕劑，并且通過鍍敷形成第二鍍敷層。然后，去除第二抗蝕劑，并且已被去除第二抗蝕劑的部分用作對應于排出口的凹形部分。凹形部分的形成對于流體再填充是有利的，這是因為流路的體積大于當沒有形成凹形部分時的體積。但是，在通過曝光進行構圖以形成第二抗蝕劑期間，通過第二抗蝕劑的光可被從第一鍍敷層的表面反射。因此，不應被曝光的第二抗蝕劑的部分可能暴露于發射光。這可能導致不希望的抗蝕劑形狀，并且從鍍敷層形成的流路可能不具有希望的形狀。因此，本發明的一個目的是解決上述問題。另一個目的是提供這樣的排出口部件制造方法，該方法能夠以高成品率生產具有凹形部分的并且以高形狀精度形成的排出口部件。

發明內容
為了實現上述目的，本發明提出了一種用于制造液體排出頭中使用的排出口部件的方法，從所述液體排出頭排出液體，所述排出口部件包括排出所述液體的排出口，以及作為所述液體的流路的壁的一部分的凹形部分，所述流路與所述排出口連通，所述方法按如下順序包括制備基板的步驟，至少所述基板的表面是導電性的，所述基板具有在所述表面上形成的用于形成所述排出口的第一抗蝕劑以及用于形成所述流路的所述壁的所述凹形部分的第二抗蝕劑；第一鍍敷步驟，所述第一鍍敷步驟通過使用所述第一抗蝕劑和所述第二抗蝕劑作為掩模進行鍍敷來在所述表面上形成第一鍍敷層，所述第一鍍敷層形成所述排出口部件的一部分，其中所述第一抗蝕劑通過所述第一鍍敷層的第一開口被暴露，并且所述第二抗蝕劑通過所述第一鍍敷層的第二開口被暴露；去除所述第二抗蝕劑的步驟；第二鍍敷步驟，所述第二鍍敷步驟在所述基板的已被去除所述第二抗蝕劑的暴露部分上形成第二鍍敷層，所述第二鍍敷層是通過使用所述第一抗蝕劑作為掩模進行鍍敷形成的，所述第二鍍敷層形成所述壁的所述凹形部分；并且去除所述第一抗蝕劑以形成所述排出口并且去除所述基板以由此形成所述排出口部件的步驟。根據本發明，能夠以高的成品率獲得具有凹形部分的并且以高的形狀精度形成的排出口部件。從下文參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其它特征將變得清楚。


圖IA和IB是示出在第一實施例中制造的液體排出頭的排出口部件周圍的結構的示意性頂視圖。圖2A和2B是示出圖IA和IB中示出的液體排出頭中的排出口周圍的結構的示意性截面圖。圖3A、3B、3C、3D、3E和3F是示出第一實施例的排出口部件的形成過程的示意性截面過程圖。圖4A、4B、4C、4D和4E是示出第二實施例的排出口部件的形成過程的示意性截面過程圖。圖5A、5B、5C和5D是示出用于排出口部件的抗墨(inkr印ellency)處理過程的示意性截面過程圖。圖6A、6B、6C、6D和6E是示出第三實施例的排出口部件的形成過程的示意性截面過程圖。圖7A、7B和7C是示出第二和第三實施例中制造的液體排出頭的排出口部件周圍的結構的示意性頂視圖。
具體實施例方式下文將根據附圖詳細描述本發明的優選實施例。下文，將詳細描述本發明的優選實施例。在下文的描述中，本發明應用于作為示例的噴墨記錄頭。但是，本發明的應用范圍不限于此。本發明還可應用于用于生產生物芯片的液體排出頭的制造，以及用于印刷電子電路的液體排出頭的制造。除噴墨記錄頭之外，液體排出頭的示例還包括用于制造濾色器的頭。下文的實施例中使用的數值僅是示例，并且本發明不限于此。本發明不限于這些實施例，并且本發明包含這些實施例的任何組合。本發明還可應用于說明書的權利要求中描述的發明思想中所包含的其它技術。(第一實施例)圖1A、1B、2A和2B示出根據本實施例制造的液體排出頭的示例性結構。圖IA是液體排出頭的示意性頂視圖，并且圖IB是圖IA中的部分A的放大視圖。 圖2A是沿圖IB中的線B-B’截取的示意性截面圖，并且圖2B是沿圖IB中的線C-C’截取的示意性截面圖。在圖IA和IB中，在硅(Si)基板1中形成一個或多個供墨口 10。當形成多個供墨口 10時，該多個供墨口 10形成一排。如圖IA和IB所示，排出口 4布置成交錯圖案。在圖IA至2B中，在基板1中形成多個能量產生元件2。這些能量產生元件2在被置于它們之間的每個供墨口 10的相對側面上被成排地布置。例如由樹脂制成的流路壁3 設置在基板1上，并且排出口部件5通過粘接劑6結合到流路壁3上。排出口部件5結合到流路壁3上，使得液體室7和排出口 4被定位在能量產生元件2上方。流路9由排出口部件5、流路壁3以及元件基板1形成，從而液體室7與供墨口 10連通。排出口部件5形成流路9的上壁，并且具有設置在與流路9對應的部分中的凹部8。這些凹部8抑制氣泡在填充墨期間殘留，從而可確保穩定的墨排出能力。液體室7被流路壁3、元件基板1和排出口部件5圍繞，并且為在能量產生元件上方形成的區域。液體室7以及流路9和供墨口 10被墨填充。能量產生元件2產生的能量使得液體室7中的墨形成墨滴，并且該墨滴從排出口部件5的排出口 4飛出，并且附著到打印紙張(未示出)上。在本實施例中，在排出口部件5中形成單級凹部，但是在其中可形成兩級或更多級的凹部。凹部的形狀可根據流路的形狀被適當地選擇。例如，凹部的深度和寬度可被改變。凹部可具有在考慮了墨排出效率的情況下形成的形狀。接下來，將參照示出沿圖IB中的C-C’截取的截面的圖3A至3F詳細描述具有圖 IA至2B中所示的結構的液體排出頭的制造過程。首先，如圖3A中所示，在基板11上形成第一抗蝕劑層16，至少該基板11的表面是導電的。此外，第一抗蝕劑層16在對應于排出口的部分(將在其中形成排出口的部分) 上形成。第一抗蝕劑層16用作排出口的端部的模制材料。接下來，如圖:3B所示，在基板11 的對應于凹部的部分(將在其中形成凹部的部分)上形成第二抗蝕劑層17。基板11的表面是導電，以便用作用于鍍敷的種子層(seed layer)。整個基板11可以是導電的，或者基板可由諸如硅的基材以及形成用作種子層的表面的導體形成。諸如抗蝕劑材料或包含硅的化合物的絕緣材料可被用作用于第一抗蝕劑層16 的材料。包含硅的化合物的示例包括硅氮化物(SiN)、硅氧化物(SiO)以及硅氮氧化物 (SiON)。抗蝕劑材料的示例包括正性抗蝕劑和負性抗蝕劑。第二抗蝕劑層17的示例包括正性抗蝕劑和負性抗蝕劑。優選地，當抗蝕劑材料被用于第一抗蝕劑層16時，對于第一抗蝕劑層和第二抗蝕劑層中的首先形成的抗蝕劑層使用負性抗蝕劑，并且對于稍后形成的層使用正性抗蝕劑。 特別地，優選地對于第一抗蝕劑層16使用負性抗蝕劑，而對于第二抗蝕劑層17使用正性抗蝕劑。第一抗蝕劑層16的厚度為例如0. 01 10 μ m,優選地為0. 01 3 μ m，并且最優選地為0. 1 2 μ m。第二抗蝕劑層17的厚度為例如1. 5 3000 μ m,優選地為6 250 μ m,并且最優選地為6 150 μ m。根據將形成的流路的寬度適當地選擇第二抗蝕劑層17的寬度。任何導電材料可被用作用于導電基板的材料。可用基板的示例包括金屬基板和包括在例如樹脂、陶瓷或玻璃材料上形成的導電層的基板。可通過諸如濺射、氣相沉積、鍍敷或離子鍍敷的薄膜形成方法使用諸如銅、鎳、鉻或鐵的導電金屬形成該導電層。接下來，如圖3C中所示，在其上形成有第一抗蝕劑層16和第二抗蝕劑層17的基板11的暴露表面部分上，通過利用電鑄法淀析(precipitate)諸如鎳(Ni)的金屬材料來形成第一鍍敷層18。第一鍍敷層被形成為使得其上表面的高度等于或低于第二抗蝕劑層 17的上表面。形成的第一鍍敷層的上表面優選地等于或高于第一抗蝕劑層16的上表面，并且更優選地等于或高于第二抗蝕劑層17的高度的三分之一。第一鍍敷層被形成為在第一抗蝕劑層16上突出(overhang)，并且在第一抗蝕劑層16之上形成開口。除了鎳之外，例如鈀、銅、金、銠、其合成材料等可被用作用于排出口部件的材料。 第一鍍敷層的厚度為例如1 1000 μ m,優選地為5 750 μ m,并且更優選地為5 400 μ m。接下來，如圖3D所示，去除第二抗蝕劑層17。通過去除第二抗蝕劑層17，該導電基板被部分地暴露以形成暴露表面21。接下來，如圖3E所示，在導電基板的暴露表面上以及在第一鍍敷層18上通過電鑄法形成第二鍍敷層19以覆蓋該暴露表面以及第一鍍敷層，由此形成排出口部件5。第二鍍敷層被形成為使得在第一抗蝕劑層16之上形成開口。第二鍍敷層的厚度為例如1 200 μ m,優選地為2 100 μ m,并且更優選地為2 50 μ m0可通過例如顯影去除第二抗蝕劑層17。接下來，如圖3F所示，將排出口部件5與基板11分離，由此獲得排出口部件5。排出口部件5結合到基板1，使得排出口 4被設置在對應于基板1的能量產生元件 2的位置處，該能量產生元件產生用于排出液體的能量。由此，獲得圖2A和2B中示出的液體排出頭。本發明與常規方法的不同之處在于沒有在鍍敷層上形成第二抗蝕劑。因此，在第一鍍敷層和第二鍍敷層之間的界面處以及在排出口附近沒有發生圖案變形，從而可通過電鑄法使鍍敷層容易形成希望的形狀。(第二實施例)在本實施例中，將描述圖7A和7B中所示的液體排出頭的制造過程。圖7A是液體排出頭的示例性構造中的排出口部件的示意性頂視圖，并且圖7B是圖7A中的部分A的放大視圖。將參照圖4A至4E詳細描述具有圖7A和7B中所示的結構的液體排出頭的制造過程，圖4A至4E示出沿圖7B中的線D-D，截取的截面。首先，如圖4A所示，在基板11的對應于排出口的部分(將在其中形成排出口的部分)上形成第一抗蝕劑層16。第一抗蝕劑層16用作排出口的端部的模制材料。接下來，如圖4B所示，在基板11的對應于凹部的部分(將在其中形成凹部的部分)上形成第二抗蝕劑層17。在圖4B中，第二抗蝕劑層17被形成具有倒轉錐形形狀。更具體地說，第二抗蝕劑層17被形成為使得其的沿液體流路的垂直截面具有倒轉錐形形狀。這種形狀可減少待形成的液體流路的流阻。接下來，如圖4C所示，在其上形成有第一抗蝕劑層16和第二抗蝕劑層17的基板 11的暴露表面部分上，通過利用電鑄法淀析鎳(Ni)來形成第一鍍敷層18。第一鍍敷層被形成為使得其上表面的高度等于或低于第二抗蝕劑層17的上表面。形成的第一鍍敷層的上表面優選地等于或高于第一抗蝕劑層16的上表面，并且更優選地等于或高于第二抗蝕劑層17的高度的三分之一。第一鍍敷層被形成為突出于第一抗蝕劑層16之上，并且在第一抗蝕劑層16之上形成開口。接下來，去除第二抗蝕劑層17。然后，如圖4D所示，在導電基板的暴露表面上以及在第一鍍敷層18上通過電鑄法形成第二鍍敷層19以覆蓋該暴露表面以及第一鍍敷層，由此形成排出口部件5。第二鍍敷層被形成為使得在第一抗蝕劑層16之上形成開口。
接下來，如圖4E所示，將排出口部件5與基板11分離，由此獲得排出口部件5。在這樣獲得的排出口部件5中，凹部具有錐形形狀。因此，對于墨流的阻力小于當凹部的側壁基本垂直時的阻力，并且氣泡等不太可能殘留在凹部中。在通過將本實施例中制造的排出口部件5結合到流路的壁上而獲得的液體排出頭中，即使當墨被連續排出時， 也不會發生由于不充足的墨再填充導致的諸如不排出的打印故障，因此液體排出頭具有良好的打印性能。(第三實施例)在本實施例中，描述了圖7A和7C中所示的液體排出頭的制造過程。圖7A是液體排出頭的示例性構造中的排出口部件的示意性頂視圖，并且圖7C是圖7A中的部分A的放大視圖。將參照沿圖7C中的線E-E’截取的截面詳細描述具有圖7A和7C中所示的結構的液體排出頭的制造過程。首先，如圖6A所示，在基板11的對應于排出口的部分(將在其中形成排出口的部分)上形成由絕緣材料制成的第一抗蝕劑層16。接下來，如圖6B所示，在第一抗蝕劑層16 上形成第三抗蝕劑層20，并且在基板11的對應于凹部的部分(將在其中形成凹部的部分) 上形成第二抗蝕劑層17。如圖6B所示，第三抗蝕劑層20在第一抗蝕劑層16上形成為覆蓋第一抗蝕劑層16。更具體地說，在面內方向上的第三抗蝕劑層20的形狀大于第一抗蝕劑層 16的形狀，并且第三抗蝕劑層20覆蓋第一抗蝕劑層16。面內方向為沿基板的表面的方向， 并且在基板被水平放置時為水平方向。第二抗蝕劑層17和第三抗蝕劑層20可由單一抗蝕劑材料通過以下操作形成，即在其上形成有第一抗蝕劑層16的基板11上提供抗蝕劑材料以便覆蓋第一抗蝕劑層16，然后對該抗蝕劑材料構圖以使得該抗蝕劑材料被部分去除。優選地，當抗蝕劑被用于第一抗蝕劑層16時，對于第一抗蝕劑層16使用負性抗蝕劑，而對于第二抗蝕劑層17使用正性抗蝕劑。第一抗蝕劑層16的厚度為例如0. 1 10 μ m，優選地為0. 1 3 μ m，并且更優選地為0. 1 2 μ m。第二抗蝕劑層17的厚度為例如1. 5 3000 μ m,優選地為6 250 μ m,并且更優選地為6 150 μ m。接下來，如圖6C所示，在基板11的暴露表面上通過電鑄法形成第一鍍敷層18。第一鍍敷層被形成為使得其上表面的高度等于或低于第二抗蝕劑層17的上表面。形成的第一鍍敷層的上表面優選地等于或高于第一抗蝕劑層16的上表面，并且更優選地等于或高于第二抗蝕劑層17的高度的三分之一。第一鍍敷層的厚度為例如1 1000 μ m，優選地為5 750 μ m，并且更優選地為 5 400 μ m0接下來，去除第二抗蝕劑層17和第三抗蝕劑層20。然后，如圖6D所示，在基板11 的暴露表面上以及在第一鍍敷層18上通過電鑄法形成第二鍍敷層19以覆蓋該暴露表面以及第一鍍敷層。由此形成排出口部件5。第二鍍敷層被形成為在第一抗蝕劑層16上突出， 并且在第一抗蝕劑層16之上形成開口。第二鍍敷層的厚度為例如1 200 μ m,優選地為2 200 μ m,并且更優選地為2 50 μ m0接下來，如圖6E所示，將排出口部件5與基板11分離，由此獲得排出口部件5。在本實施例中制造的排出口部件5中，可形成均具有包含直線區段的截面的排出口，并且在液體流路中以及排出口中沒有形成邊緣。因為排出口具有直線區段，因此可提高被排出的墨的直線性。在本實施例中，即使當噴嘴被以高密度形成時，在確保所需要的排出口部件的厚度的情況下，仍可通過電鑄法容易地制造具有良好排出性能的排出口部件。在通過將本實施例中制造的排出口部件5結合到流路壁3上而獲得的液體排出頭中，即使當墨被連續排出時，也不會發生由于不充足的墨再填充導致的諸如不排出的打印故障。因此液體排出頭具有良好的打印性能，并且排出的墨滴具有良好的直線性。(第四實施例)在第三實施例中的結構中，在圖6B中所示的步驟中，面內方向中的第三抗蝕劑層 20的形狀大于第一抗蝕劑層16的形狀，并且第三抗蝕劑層20覆蓋第一抗蝕劑層16。第一抗蝕劑層16和第三抗蝕劑層20可形成不同的堆疊結構。例如，堆疊的第一和第三抗蝕劑層16和20可具有相同的平面形狀。更具體地說，在此堆疊結構中，第一抗蝕劑層16和第三抗蝕劑層20被形成為在面內方向上具有相同的形狀。在另一可能的堆疊結構中，面內方向上的第一抗蝕劑層16的形狀大于第三抗蝕劑層20的形狀，并且第三抗蝕劑層20在第一抗蝕劑層16內形成。可在考慮了排出口的目標形狀的情況下，適當地選擇第一抗蝕劑層16和第三抗蝕劑層20形成的結構。(例子1)接下來，將描述本發明的示例1。在此示例中，通過電鑄法制造圖IA至2B中所示的液體排出頭。在此示例中，噴嘴的間距為1200dpi，并且排出口 4被布置成交錯圖案。在此示例中，生產具有這樣的排出口和凹部的排出口部件，該排出口具有10 μ m的孔徑d，該凹部具有5 μ m的寬度、60 μ m的長度以及8 μ m的深度。圖3A至3F是在沿圖IB中的線C_C’截取的截面中示出制造過程的圖。首先，如圖3A所示，在由不銹鋼板等制成的基板11上涂覆厚度為Iym的形成絕緣層的負性抗蝕劑。然后，在該抗蝕劑上放置掩模，該掩模被構圖為使得該負性抗蝕劑存留在對應于排放口的30 μ m直徑部分(將在其中形成排放口的部分)上，并且通過光刻法形成第一抗蝕劑16 (對應于該絕緣層)。SU-82000 (Kayaku MicroChem的產品)作為該負性抗蝕劑被使用。接下來，在基板11和第一抗蝕劑16上涂覆厚度為20 μ m的形成抗蝕劑層的正性抗蝕劑。然后，如圖3B所示，在該正性抗蝕劑上放置掩模，該掩模被構圖為使得該正性抗蝕劑存留在寬度為Ilym且長度為66 μ m的將在其中形成凹部的部分上，并且通過光刻法形成第二抗蝕劑17 (對應于抗蝕劑層)。在此示例中，PMER P-LA900PM (TOKYO OHKA KOGYO Co.，Ltd.的產品)作為該正性抗蝕劑被使用。接下來，如圖3C所示，通過電鑄法在其上形成有第一抗蝕劑16和第二抗蝕劑17 的基板11上鍍敷厚度為8μπι的鎳(Ni)，從而形成第一鍍敷層18。在此電鑄法過程中，在對應于排出口的部分中形成直徑為16 μ m的孔。接下來，如圖3D所示，將該基板的整個被鍍敷的側表面曝光，并且顯影并去除第二抗蝕劑17。然后，如圖3E所示，通過電鑄法在導電基板的暴露表面以及第一鍍敷表面上鍍敷厚度為3 μ m的鎳，以形成第二鍍敷層19。通過上述過程，生產具有這樣的排出口和凹部的排出口部件5，該排出口具有 10 μ m的直徑，該凹部具有5 μ m的寬度、60 μ m的直徑以及8 μ m的深度。接下來，如圖3F所示，將排出口部件5與基板11分離，并且剝離和去除第一抗蝕劑，從而獲得排出口部件5。在常規的雙層電鑄法中，在第一鍍敷層上構圖第二抗蝕劑。為了防止被構圖的第二抗蝕劑在其的端部以及窄的部分剝離，第二抗蝕劑的形狀必須被增大以便與公用流路連通，或者必須形成虛(dummy)圖案。在本發明中，對應于常規示例中的第二抗蝕劑的用于形成凹部的抗蝕劑層在導電基板上被構圖。由于可在考慮了與抗蝕劑的粘結性能的情況下選擇導電基板，因此基板和抗蝕劑之間的粘結性能可好于抗蝕劑與鍍敷層之間的粘結性能。 因此，不需要虛圖案以及大的抗蝕劑形狀。(示例 2)現在將描述本發明的示例2。在此示例中，通過電鑄法制造圖7A中所示的液體排出頭。在此示例中，形成具有排出口 4的排出口部件，該排出口 4成直線地布置并具有 1200dpi的噴嘴間距。形成的排出口部件具有這樣的排出口和凹部，該排出口具有5μπι的孔徑，該凹部具有5 μ m的寬度、60 μ m的長度以及8 μ m的深度。該凹部被設置在流路中。 在此示例中，排出口被形成為具有小的孔徑以減少排出的量。圖4A是在沿圖7B中的D-D’截取的截面中示出制造過程的圖。首先，如圖4A所示，在由不銹鋼板等制成的基板11上形成由絕緣材料制成的第一抗蝕劑層16。在此示例中，基板11被涂覆厚度為0.1 μπι的硅氮化物(SiN)，并且該硅氮化物膜被構圖為使得該膜存留在對應于排出口的17 μ m直徑部分上，從而形成第一抗蝕劑層 16。接下來，如圖4B所示，在其上形成有第一抗蝕劑層的基板上涂覆20 μ m厚的形成第二抗蝕劑層17的負性抗蝕劑。然后，在該負性抗蝕劑上放置掩模，該掩模被構圖為使得負性抗蝕劑存留在寬度為Ilym且長度為66 μ m的在其中將形成凹部的部分上，并且通過光刻法形成第二抗蝕劑層。第二抗蝕劑層17然后被構圖為倒轉錐形形狀。為了形成倒轉錐形形狀，可使用一般的成形方法，例如在其中多個堆疊的抗蝕劑層被構圖的方法或者如下這樣的方法，在該方法中在負性抗蝕劑曝光時使用漸變 (degradation)掩模執行構圖。用于將抗蝕劑層形成倒轉錐形形狀的漸變掩模具有在對應于抗蝕劑層的傾斜倒轉錐形部分的部分中形成的漸變。該漸變被形成為使得曝光量從倒轉錐形部分的傾斜開始部分朝其外緣減少。當曝光低時，抗蝕劑層的上部部分被固化，但是靠近基板11的部分未被固化，這是因為光在抗蝕劑層中衰減并且到達該部分的光的量減少。 因此，抗蝕劑層形成為倒轉錐形形狀。隨后的步驟與示例1中的步驟相同，并且從而形成排出口部件5。這樣生產的排出口部件5具有錐形凹部。因此對于墨流的阻力小于當凹部的側壁基本垂直時的阻力，并且氣泡等不太可能駐留在凹部中。通過將此示例中獲得的排出口部件5結合到流路壁3，獲得液體排出頭。即使在墨被連續排出時，由于不充足的墨再填充導致的諸如不排出的打印故障不會發生，因此液體排出頭具有良好的打印性能。(示例 3)
接下來將描述本發明的示例3。在此示例中，圖7A和圖7C中所示的液體排出頭是通過電鑄法制造的。在此示例中，形成具有排出口 4的排出口部件，該排出口 4被成排地布置并具有1200dpi的噴嘴間距。形成的排出口部件具有這樣的排出口和凹部，該排出口具有10 μ m的孔徑，該凹部具有5 μ m的寬度、60 μ m的長度以及8 μ m的深度。圖6A至6E是在沿圖7C中的E_E’截取的截面中示出制造過程的圖。首先，如圖6A所示，在由不銹鋼板等制成的基板11上形成由絕緣材料制成的第一抗蝕劑層16。在此示例中，基板11被涂覆厚度為0.1 μπι的硅氮化物(SiN)，并且該涂層被構圖以便使得該涂層存留在對應于排出口的16 μ m直徑部分上。接下來，如圖6B所示，在基板11和第一抗蝕劑層16上涂覆20 μπι的厚度的形成第二抗蝕劑層17的正性抗蝕劑。然后，通過光刻法，在其中將形成凹部的部分上形成第二抗蝕劑層17，并且在第一抗蝕劑層16上形成第三抗蝕劑層20。更具體地說，通過光刻法對正性抗蝕劑進行構圖，以使得第二抗蝕劑層17存留在寬度為11 μ m且長度為66 μ m的部分上，在該部分中將形成凹部，并且第三抗蝕劑層20存留以便覆蓋第一抗蝕劑層16。接下來，如圖6C所示，通過電鑄法在其上形成有第一抗蝕劑層16、第二抗蝕劑層 17和第三抗蝕劑層20的基板11上鍍敷厚度為8 μ m的鎳(Ni)，以形成第一鍍敷層18。在此電鑄過程中，在對應于排出口的第一鍍敷層的部分中形成具有16 μπι的直徑的孔。接下來，將整個表面曝光并顯影，以僅去除第二抗蝕劑層17。然后，如圖6D所示， 通過電鑄法在第一鍍敷層和導電基板的暴露表面上鍍敷厚度為3 μ m的鎳，以形成第二鍍敷層19。從而，通過上述步驟生產具有這樣的排出口和凹部的排出口部件5，該排出口具有 10 μ m的直徑，該凹部具有5 μ m的寬度、60 μ m的長度以及8 μ m的深度。接下來，如圖6E所示，從基板11剝離并分離基板11和第一抗蝕劑層16，從而獲得排出口部件5。在此示例中制造的排出口部件5中，即使當噴嘴的密度高時，仍可確保所需要的排出口部件的厚度。形成的排出口4基本垂直地從流路側朝它們的端部延伸。通過將此示例中制造的排出口部件5結合到流路壁3獲得液體排出頭。即使當墨被連續排出時，也不會發生由于不充足的墨再填充導致的諸如不排出的打印故障，并且打印性能非常好。觀察墨的排出狀態。已發現，從排出口排出的墨滴沒有偏斜，并且具有良好的直線性。(示例 4)為了改進來自液體排出頭的墨滴的排出性能，常常在其中形成墨滴的排出口的外周邊表面上形成抗墨層，由此提高抗墨性。因此，在此示例中，在排出口部件的墨排出側面上形成抗墨層。首先，如圖5A所示，使用熱壓縮輥(溫度60°C)從下側(圖中的上側)將具有 70 μ m的厚度的負性干膜抗蝕劑22層壓在排出口部件5上，以將膜抗蝕劑22引入排出口 4。下文，負性干膜抗蝕劑被稱為負性DFR。接下來，使用熱壓縮輥(溫度60°C )從上側(圖中的下側)將具有20 μπι的厚度的負性DFR 22層壓在排出口部件5上，以將排出口部件5夾在負性干膜抗蝕劑22的層之間。然后，利用UV光等從下側(圖中的上側)照射排出口部件5以使整個表面暴露于UV 光等。在此示例中，Riston FRA063 (Du Pont Kabushiki Kaisha的產品)被用作負性DFR。
接下來，如圖5B所示，通過顯影和沖洗來去除未曝光部分。經曝光的負性DFR 22 存留在排出口部件5的上側上，并且從排出口 4成圓柱形地突出。接下來，如圖5C所示，在排出口部件的表面上形成由基于氟的樹脂制成的抗墨層。更具體地說，負性DFR沒有存留在排出口部件5的上表面(排出表面)上，并且僅在此上表面上(即，除排出口 4之外)形成厚度為2μπι的聚四氟乙烯(PTFE)-Ni層。通過在包含PTFE顆粒的鎳(Ni)電鑄溶液中共析電鍍來形成PTFE-Ni層。在去除了負性DFR之后，執行清洗步驟并然后執行熱處理(在350°C下進行1小時的熱處理)，從而如圖5D所示，僅在除排出口 4之外的排出口部件5的排出表面上形成抗墨層23 (具有良好的抗墨性的PTFE-Ni層)。通過將此示例中制造的排出口部件5結合到流路壁3獲得液體排出頭。即使當墨被連續排出時或者在變化的頻率下，也不會發生由于不充足的墨再填充導致的諸如不排出的打印故障，從而獲得非常好的打印性能。盡管已經參照示例性實施例描述了本發明，但是應理解，本發明并不限于公開的示例性實施例。隨后的權利要求的范圍應被給予最寬泛的解釋，以便包含所有這樣的變型以及等同的結構和功能。
權利要求
1.一種用于制造排出口部件的方法，所述排出口部件用于液體排出頭，從所述液體排出頭排出液體，所述排出口部件包括排出所述液體的排出口以及作為所述液體的流路的壁的一部分的凹形部分，所述流路與所述排出口連通，所述方法按如下順序包括制備基板的步驟，至少所述基板的表面是導電性的，所述基板具有在所述表面上形成的用于形成所述排出口的第一抗蝕劑以及用于形成所述流路的所述壁的所述凹形部分的第二抗蝕劑；第一鍍敷步驟，所述第一鍍敷步驟通過使用所述第一抗蝕劑和所述第二抗蝕劑作為掩模進行鍍敷來在所述表面上形成第一鍍敷層，所述第一鍍敷層形成所述排出口部件的一部分，其中所述第一抗蝕劑通過所述第一鍍敷層的第一開口被暴露，并且所述第二抗蝕劑通過所述第一鍍敷層的第二開口被暴露；去除所述第二抗蝕劑的步驟；第二鍍敷步驟，所述第二鍍敷步驟在所述基板的已被去除所述第二抗蝕劑的暴露部分上形成第二鍍敷層，所述第二鍍敷層是通過使用所述第一抗蝕劑作為掩模進行鍍敷形成的，所述第二鍍敷層形成所述壁的所述凹形部分；并且去除所述第一抗蝕劑以形成所述排出口并且去除所述基板，由此形成所述排出口部件的步驟。
2.根據權利要求1的方法，其中在所述第一鍍敷步驟中，形成包括選自鎳、鈀、銅、金或銠中的至少一種材料的所述第一鍍敷層。
3.根據權利要求2的方法，其中在所述第二鍍敷步驟中，使用與在所述第一鍍敷步驟中形成所述第一鍍敷層的所述材料相同的材料形成所述第二鍍敷層。
4.根據權利要求1的方法，其中在所述制備所述基板的步驟中，被制備的所述基板包括第三抗蝕劑，所述第三抗蝕劑被形成以便覆蓋所述第一抗蝕劑，并且其中在所述第一鍍敷步驟中，使用所述第一抗蝕劑、所述第二抗蝕劑和所述第三抗蝕劑作為掩模來形成所述第一鍍敷層。
5.根據權利要求4的方法，其中在所述制備所述基板的步驟中，在其上形成有所述第一抗蝕劑的所述基板上形成抗蝕劑材料層以便覆蓋所述第一抗蝕劑，并且部分去除所述抗蝕劑材料層以形成所述第三抗蝕劑和所述第二抗蝕劑。
6.根據權利要求5的方法，其中在所述去除所述第二抗蝕劑的步驟中，所述第二抗蝕劑與所述第三抗蝕劑一起被去除。
7.一種用于制造液體排出頭的方法，包括以下步驟制備排出口部件，所述排出口部件是通過根據權利要求1的用于制造排出口部件的方法制造的；以及將所述排出口部件結合到基板，所述基板包括產生用于排出液體的能量的能量產生元件，所述排出口部件在其的所述凹形部分在內側的情況下被結合。
全文摘要
本發明公開了排出口部件的制造方法以及液體排出頭的制造方法，該排出口部件的制造方法按如下順序包括制備至少其表面是導電性的基板，所述基板具有在所述表面上形成的用于形成排出口的第一絕緣抗蝕劑以及用于形成流路的壁的凹形部分的第二絕緣抗蝕劑，通過使用所述第一抗蝕劑和所述第二抗蝕劑作為掩模進行鍍敷來在表面上形成第一鍍敷層，去除所述第二抗蝕劑，在所述基板的已被去除所述第二抗蝕劑的暴露部分上形成第二鍍敷層，所述第二鍍敷層是通過使用所述第一抗蝕劑作為掩模進行鍍敷形成的，所述第二鍍敷層形成所述壁的所述凹形部分，并且去除所述第一抗蝕劑以形成所述排出口并且去除所述基板。
文檔編號B41J2/16GK102152635SQ20101058210
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月15日
發明者三原弘明, 池龜健 申請人:佳能株式會社