DE69603639T2

DE69603639T2 - Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes

Info

Publication number: DE69603639T2
Application number: DE69603639T
Authority: DE
Inventors: Masashi Miyagawa; Norio Ohkuma; Hiroaki Toshima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2016-04-02
Also published as: EP0734866B1; EP0734866A3; EP0734866A2; US6461798B1; DE69603639D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes für das Ausstoßen von Tinte (Aufzeichnungsflüssigkeit), der in einem Tintenstrahldrucksystem angewendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft vor allem ein Verfahren, das die wirksame Bildung eines genauen (feinen) Tintendurchgangsweges für einen Tintenstrahlkopf ohne Verformung und die Erzielung einer Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute durch ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes erlaubt, das die Schritte der Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht, die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beitragen kann, auf einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, der Bildung einer Deckharzschicht auf der erwähnten lichtempfindlichen Harzschicht und der Entfernung eines vorher festgelegten, zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Bereichs der erwähnten lichtempfindlichen Harzschicht durch Elution, wobei ein Tintendurchgangsweg gebildet wird, umfaßt.

Verwandter Stand der Technik

Es sind mehrere Arten von Tintenstrahlköpfen bekannt, die in einem Tintenstrahldrucksystem (oder einem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungssystem) für die Durchführung eines Druckvorgangs angewendet werden. Diese Tintenstrahlköpfe sind im allgemeinen mit einer Ausstoßöffnung (die nachstehend manchmal als Düsenöffnung bezeichnet wird) zum Ausstoßen von Druckflüssigkeit (Tinte), einem Tintendurchgangsweg, der mit der erwähnten Ausstoßöffnung in Verbindung steht, und einem Energieerzeugungselement für die Erzeugung von Energie, die ausgenutzt wird, um die erwähnte Tinte auszustoßen, versehen.
Was die Herstellung so eines Tintenstrahlkopfes anbetrifft, so ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf einer vorgegebenen, aus Glas, Metall o. dgl. hergestellten Platte durch Schneidbehandlung oder Ätzbehandlung feine Rillen für die Bildung von Tintendurchgangswegen gebildet werden und die Platte mit den so gebildeten feinen Rillen mit einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das mit Energieerzeugungselementen für die Erzeugung von Ausstoßenergie versehen ist, verbunden wird, um Tintendurchgangswege zu bilden. Bei diesem Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes gibt es jedoch Probleme, die im Folgenden beschrieben werden, d. h., die Bildung der erwähnten feinen Rillen durch die Schneidbehandlung bringt die Probleme mit sich, daß es schwierig ist, zu erreichen, daß jede der feinen Rillen eine glatte Innenwandfläche hat, daß an der Platte leicht ein Riß oder/und ein Bruch auftritt und deshalb keine erwünschte Ausbeute erzielt werden kann. Die Bildung der erwähnten feinen Rillen durch die Ätzbehandlung bringt die Probleme mit sich, daß es schwierig ist, bei allen erhaltenen feinen Rillen einen gleichmäßig geätzten Zustand zu erreichen, und das Verfahren zur Durchführung der Ätzbehandlung kompliziert ist, was zu einer Zunahme der Herstellungskosten führt. Aus diesem Grund besteht die Neigung, daß das Druckverhalten von Tintenstrahlköpfen, die durch das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hergestellt worden sind, variiert, so daß es schwierig ist, durch das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit einer hohen Ausbeute eine stabile Massenfertigung gewünschter Tintenstrahlköpfe, die Tintendurchgangswege mit einer gleichmäßigen Struktur haben, zu erzielen. Was das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes anbetrifft, so gibt es außerdem auch das Problem, daß beim Verbinden der Platte, die die feinen Rillen hat, mit dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf eine genaue Positionierung der zwei Bauteile zueinander nicht leicht durchgeführt werden kann. Das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes eignet sich deshalb nicht zur Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute.
Zur Beseitigung der Probleme bei dem vorstehend erwähnten Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes ist in der US- Patentschrift Nr. 4 450 455 (nachstehend als Dokument 1 bezeichnet) ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes (d. h. eines Tintenstrahlkopfes) offenbart, bei dem ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das mit Energieerzeugungselementen versehen ist, die darauf angeordnet sind, bereitgestellt wird, auf dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf ein Trockenfilm gebildet wird, der aus einem lichtempfindlichen Harzmaterial besteht, bei dem Trockenfilm durch Photolithographie Rillen für die Bildung von Tintendurchgangswegen gebildet werden, eine Deckplatte, die aus Glas o. dgl. hergestellt ist, unter Verwendung eines Klebstoffs mit dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das mit den Rillen versehen ist, verbunden wird, wobei ein verbundener Körper erhalten wird, und ein Endbereich des verbundenen Körpers mechanisch geschnitten wird, um Ausstoßöffnungen zu bilden, wodurch ein Tintenstrahlkopf erhalten wird.
Das in Dokument 1 beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hat die Vorteile, daß die Rillen wie gewünscht genau gebildet werden können, da die Rillen für die Bildung von Tintendurchgangswegen durch Photolithographie gebildet werden; und daß das Verbinden des Substrats für einen Tintenstrahlkopf mit der Deckplatte leicht durchgeführt werden kann, ohne daß eine sehr genaue Positionierung der zwei Bauteile notwendig ist, da die Rillen für die Bildung von Tintendurchgangswegen vorher bei dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das die Energieerzeugungselemente trägt, gebildet werden, ehe das Substrat mit der Deckplatte verbunden wird. Was das in Dokument 1 beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes anbetrifft, so gibt es jedoch Nachteile, die im Folgenden beschrieben werden, d. h., (1) in dem Schritt des Verbindens des Substrats für einen Tintenstrahlkopf mit der Deckplatte gelangt der Klebstoff leicht in die gebildeten Tintendurchgangswege, so daß die Neigung besteht, daß die resultierenden Tintendurchgangswege verformt werden; (2) in dem Schritt des mechanischen Schneidens des verbundenen Körpers zur Bildung der Ausstoßöffnungen gelangen Späne, die während des mechanischen Schneidens verursacht werden, leicht in die Tintendurchgangswege, so daß der resultierende Tintenstrahlkopf während seines Betriebes für die Durchführung eines Druckvorgangs leicht eine Verstopfung erfährt; und (3) einige der Ausstoßöffnungen, die durch mechanisches Schneiden des verbundenen Körpers gebildet werden, erfahren leicht einen Bruch, da die Bereiche des verbundenen Körpers, die die Tintendurchgangswege bilden, ausgehöhlt sind.
Folglich eignet sich auch das in Dokument 1 beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nicht zur Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute.
Zur Beseitigung dieser Probleme ist in der US-Patentschrift Nr. 4 657 631 (nachstehend als Dokument 2 bezeichnet) ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes offenbart, bei dem ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das mit Energieerzeugungselementen versehen ist, die darauf angeordnet sind, bereitgestellt wird, auf dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf in einem vorher festgelegten, zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienenden Bereich eine Harzstruktur (d. h. eine Harzfeststoffschicht) gebildet wird, die aus einem löslich machbaren Harz besteht, eine Deckharzschicht gebildet wird, die aus einem Epoxyharz o. dgl. besteht, um die Harzfeststoffschicht zu bedecken, die sich auf dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf befindet, die Deckharzschicht gehärtet wird und die Harzfeststoffschicht durch ihre Elution entfernt wird, um Tintendurchgangswege zu bilden, wodurch ein Tintenstrahlkopf erhalten wird. Ferner ist in der US-Patentschrift Nr. 5 331 344 (nachstehend als Dokument 3 bezeichnet) ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes offenbart, bei dem ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das mit Energieerzeugungselementen versehen ist, die darauf angeordnet sind, bereitgestellt wird, auf dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf eine zweischichtige lichtempfindliche Schicht, die aus einer ersten lichtempfindlichen Schicht und einer zweiten lichtempfindlichen Schicht besteht, gebildet wird, bei der ersten lichtempfindlichen Schicht ein latentes Bildmuster für die Bildung von Tintendurchgangswegen erzeugt wird, während bei der zweiten lichtempfindlichen Schicht ein latentes Bildmuster für die Bildung von Ausstoßöffnungen erzeugt wird, und diese zwei latenten Bildmuster gleichzeitig entwickelt werden, wodurch ein Tintenstrahlkopf erhalten wird. Ferner ist in der US-Patentschrift Nr. 5 458 254 (nachstehend als Dokument 4 bezeichnet) ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes offenbart, das auf dem in Dokument 2 beschriebenen Verfahren basiert und bei dem in dem Verfahren, das in Dokument 2 beschrieben wird, als Harzbestandteil der Harzstruktur (der Harzfeststoffschicht) ein durch ionisierende Strahlung zersetzbares lichtempfindliches Harz verwendet wird.
Bei jedem der in Dokumenten 2 bis 4 beschriebenen Verfahren wird auf dem Substrat für einen Tintenstrahlkopf in einem vorher festgelegten, zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienenden Bereich eine löslich machbare Harzschicht angeordnet und wird auf der löslich machbaren Harzschicht eine Deckharzschicht angeordnet, während die Harzschicht unverändert gelassen wird, und wird die Harzschicht durch Elution entfernt, wodurch gewünschte Tintendurchgangswege genau gebildet werden können, ohne verformt zu werden und ohne daß in die Tintendurchgangswege ein Klebstoff eingebracht wird, was im Fall des in Dokument 1 beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes vorgekommen ist. Ferner wird in dem Fall, daß ein Endbereich des Substrats für einen Tintenstrahlkopf, auf dem die Deckharzschicht angeordnet ist, mechanisch geschnitten werden sollte wie in dem in Dokument 1 beschriebenen Verfahren, verhindert, daß Späne, die bei dem Schneidvorgang verursacht werden, in die resultierenden Tintendurchgangswege gelangen, und verhindert, daß die resultierenden Ausstoßöffnungen einen Bruch erfahren, weil das löslich machbare Harz in den zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienenden Bereich eingebracht ist.
In Dokumenten 2 bis 4 wird als löslich machbares Harz im Hinblick auf die Leichtigkeit der Entfernung ein Positivresist verwendet. Der Positivresist ist wegen eines Unterschiedes zwi schen der Auflösungsgeschwindigkeit eines belichteten Bereichs und der Auflösungsgeschwindigkeit eines nicht belichteten Bereichs fähig, eine gewünschte Struktur bzw. ein gewünschtes (Struktur)muster zu bilden. Bei jedem der in Dokumenten 2 bis 4 beschriebenen Verfahren wird der zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienende Bereich belichtet und danach durch Elution entfernt.
Bei jedem der in Dokumenten 2 bis 4 beschriebenen Verfahren wird die Bildung der Deckharzschicht auf dem zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienenden Bereich mit einem Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt. Das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels wird derart durchgeführt, daß ein Harz, das auf einen Gegenstand aufzubringen ist, in einem gegebenen Lösungsmittel gelöst wird und die erhaltene Flüssigkeit auf den Gegenstand aufgebracht wird. Typisch für ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels ist das Schleuderbeschichtungsverfahren. Das Schleuderbeschichtungsverfahren hat den Vorteil, daß verhältnismäßig einfach eine Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet werden kann.
Nun wird im einzelnen bei einem Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit seitlichem Ausstoß, der oberhalb eines elektrothermischen Wandlerelements (das als Energieerzeugungselement dient, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die ausgenutzt wird, um Tinte auszustoßen) eine Ausstoßöffnung hat, die erwähnte Ausstoßöffnung bei der Deckharzschicht gebildet, so daß die Dicke der Deckharzschicht ein wichtiger Faktor ist, der den Abstand zwischen dem elektrothermischen Wandlerelement und der Ausstoßöffnung festlegt, wobei dieser Abstand das Tintenausstoßverhalten des Tintenstrahlkopfes bestimmt. Die Bildung der Deckharzschicht wird bei der Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit seitlichem Ausstoß im Hinblick darauf im allgemeinen durch das Schleuderbeschichtungsverfahren durchgeführt.
Im Fall der Bildung der Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels ist es wichtig, genau zu beachten, welches Lösungsmittel verwendet wird, da die löslich machbare Harzschicht, die aus dem Positivresist besteht und dem zur Bildung von Tintendurchgangswegen dienenden Bereich entspricht, vorher angeordnet wird, wie es vorstehend beschrieben wurde. Vor allem in dem Fall, daß als Lösungsmittel, das bei dem Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, ein Lösungsmittel mit einem zu starken Auflösungsvermögen verwendet wird, besteht die Neigung, daß der belichtete Bereich des löslich machbaren Positivresists aufgelöst wird, während sein nicht belichteter Bereich teilweise aufgelöst wird, was leicht dazu führt, daß die resultierenden Tintendurchgangswege von einer Verformung begleitet sind.
Um auf einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels (d. h. durch das Schleuderbeschichtungsverfahren) eine Schicht zu bilden, die eine gleichmäßige Dicke hat, ist es übrigens notwendig, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit und die Viskosität eines verwendeten Lösungsmittels richtig eingestellt werden. Die Schicht, die in dieser Weise auf dem Fachgebiet der Tintenstrahlköpfe gebildet wird, wird im allgemeinen in einer Dicke hergestellt, die größer ist als die Dicke einer Schicht, die auf dem Fachgebiet der Halbleiterbauelemente gebildet wird. Zur Bildung so einer dicken Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke auf dem Fachgebiet der Tintenstrahlköpfe ist es infolgedessen erforderlich, daß damit verbundene Schichtbildungsbedingungen strenger eingehalten werden als im Fall der Bildung der Schicht auf dem Fachgebiet der Halbleiterbauelemente.
Da die Dicke der Deckharzschicht das Ausstoßverhalten des resultierenden Tintenstrahlkopfes bestimmt, wie es vorstehend beschrieben wurde, beeinflußt die Einstellung der Verdampfungsgeschwindigkeit und der Viskosität eines verwendeten Lösungsmittels schließlich die Ausbeute der erhaltenen Tintenstrahlköpfe. Die Bildung einer Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke kann vor allem durch Verwendung eines Lösungsmittels mit einer niedrigen Verdampfungsgeschwindigkeit leicht erzielt werden. Lösungsmittel mit einer niedrigen Verdampfungsgeschwindigkeit zeigen jedoch meistens ein starkes Auflösungsvermögen. Wenn bei den vorstehend erwähnten herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes beim Aufbringen eines gegebenen Harzes zur Bildung der Deckharzschicht ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird, tritt bei den resultierenden Tintendurchgangswegen leicht eine Verformung ein, die zur Verminderung der Ausbeute der erhaltenen Tintenstrahlköpfe führt. Diese Umstände machen es schwierig, bei der Produktivität von Tintenstrahlköpfen eine Verbesserung zu erzielen.
Bei jedem der herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit den Schritten der Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht, die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, auf einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, der Bildung einer Deckharzschicht auf der lichtempfindlichen Harzschicht und der Entfernung eines vorher festgelegten, zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Bereichs der lichtempfindlichen Harzschicht durch Elution, wobei ein Tintendurchgangsweg gebildet wird, gibt es somit das Problem, daß es schwierig ist, wirksam einen genauen, verformungsfreien Tintendurchgangsweg für einen Tintenstrahlkopf zu bilden und die Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer verbesserten Ausbeute zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausgedehnte experimentelle Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend erwähnten Probleme, die beim Stand der Technik auftreten, zu lösen und ein Verfahren zu erzielen, das sogar in dem Fall, daß bei der Bildung der Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird, die wirksame Bildung eines Tintendurchgangsweges ohne Verformung und die Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer verbesserten Ausbeute erlaubt.
Als Ergebnis wurde Folgendes herausgefunden: Wenn auf einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf bei einem vorher festgelegten, zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Bereich eine lichtempfindliche Schicht gebildet wird, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, besteht, die lichtempfindliche Schicht vernetzt wird, auf der vernetzten lichtempfindlichen Schicht eine Deckharzschicht gebildet wird und ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Schicht, der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, durch die Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird, können die vorstehend erwähnten Aufgaben wirksam in der gewünschten Weise gelöst werden. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieses Ergebnisses gemacht worden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das mit einer hohen Ausbeute die wirksame Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität, der einen sehr genauen Tintendurchgangsweg hat, erlaubt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das sogar in dem Fall mit einer hohen Ausbeute die wirksame Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität, der einen sehr genauen Tintendurchgangsweg ohne Verformung hat, erlaubt, daß die Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels gebildet wird, während ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das mit einer hohen Ausbeute die wirksame Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität, der einen sehr genauen Tintendurchgangsweg hat, erlaubt, ohne daß es für das Harz, durch das die Deckharzschicht gebildet wird, und auch für das Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, eine wesentliche Beschränkung gibt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das mit einer hohen Ausbeute die wirksame Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität, der einen sehr genauen Tintendurchgangsweg hat, erlaubt, während leicht eine gleichmäßige Dicke der Deckharzschicht erzielt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 bis 9 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Herstellungsschritte einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 bis 17 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Herstellungsschritte einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 ist eine schematische Zeichnung zur Erläuterung eines Schrittes der Bildung einer Ausstoßöffnung durch Photolithographie im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 19 bis 25 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Schritte zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes in Beispielen 1 bis 4, die zu der später beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehören.
Fig. 26 bis 31 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Schritte zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes in Beispielen 5 und 6, die zu der später beschriebenen zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehören.
Fig. 32 ist eine schematische Darstellung, die ein Tintenstrahlgerät veranschaulicht, bei dem ein Tintenstrahlkopf, der gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, angewendet werden kann.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorstehend erwähnten Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, d. h., durch die vorliegende Erfindung wird ein verbessertes Verfahren bereitgestellt, das ohne die vorstehend erwähnten Probleme, die beim Stand der Technik gefunden werden, eine wirksame und leistungsfähige Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität erlaubt.
Im einzelnen besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes, der einen Tintendurchgangsweg, der mit einer Ausstoßöffnung in Verbindung steht, und ein Energieerzeugungselement für die Erzeugung von Energie, die ausgenutzt wird, um aus der erwähnten Ausstoßöffnung Tinte auszustoßen, enthält, wobei das erwähnte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (i) Bereitstellung eines Substrats für einen Tintenstrahlkopf, das darauf mit dem erwähnten Energieerzeugungselement versehen ist, (ii) Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, auf dem erwähnten Substrat, um das auf dem erwähnten Substrat angeordnete erwähnte Energieerzeugungselement zu bedecken, (iii) Vernetzungsbehandlung der erwähnten lichtempfindlichen Harzschicht, um die erwähnte lichtempfindliche Harzschicht in eine vernetzte lichtempfindliche Harzschicht umzuwandeln, (iv) Bildung einer Deckharzschicht auf der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, (v) Härtung der erwähnten Deckharzschicht, (vi) Bestrahlung der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht durch die erwähnte gehärtete Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung, um die erwähnte vernetzte lichtempfindliche Harzschicht zu zersetzen und löslich zu machen, so daß sie, zur Bildung des erwähnten Tintendurchgangsweges beiträgt, und (vii) Elution der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, die mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, wodurch der erwähnte Tintendurchgangsweg, der mit der Ausstoßöffnung in Verbindung steht, gebildet wird.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist die lichtempfindliche Harzschicht, die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, bei der Bildung der Deckharzschicht in einem unlöslich gemachten Zustand, so daß die Deckharzschicht sogar in dem Fall, daß bei dem zur Bildung der Deckharzschicht durchgeführten Beschichtungsverfahren ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird, wirksam gebildet wird, während eine erwünschte Gleichmäßigkeit der Dicke der Deckharzschicht erzielt wird, wobei wirksam ein genauer Tintendurchgangsweg ohne Verformung gebildet werden kann, was zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute führt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist ferner den deutlichen Vorteil auf, daß es für das Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, keine wesentliche Beschränkung gibt, wobei dieser Umstand zur Bildung der Deckharzschicht die Verwendung von Harzen ermöglicht, die zur Bildung der Deckharzschicht durch das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels nach dem Stand der Technik nicht verwendet werden konnten.
Das Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt im einzelnen eine erste Ausführungsform und eine zweite Ausführungsform, die nachstehend beschrieben werden.
Im Folgenden wird jede der zwei Ausführungsformen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes, der einen Tintendurchgangsweg, der mit einer Ausstoßöffnung in Verbindung steht, und ein Energieerzeugungselement für die Erzeugung von Energie, die ausgenutzt wird, um aus der erwähnten Ausstoßöffnung Tinte auszustoßen, enthält, wobei das erwähnte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Bereitstellung eines Substrats für einen Tintenstrahlkopf, das darauf mit dem erwähnten Energieerzeugungselement versehen ist, (b) Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, auf dem erwähnten Substrat, um das auf dem erwähnten Substrat angeordnete erwähnte Energieerzeugungselement zu bedecken, (c) Vernetzungsbehandlung der erwähnten lichtempfindlichen Harzschicht, um die erwähnte lichtempfindliche Harzschicht in eine vernetzte lichtempfindliche Harzschicht umzuwandeln, (d) Bestrahlung nur eines vorher festgelegten Bereiches der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, mit ionisierender Strahlung, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich zu zersetzen und löslich zu machen, (e) Entfernung des erwähnten vorher festgelegten Bereichs, der mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, durch Elution, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur gebildet wird, die die übrige vernetzte lichtempfindliche Harzschicht, die nicht mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, umfaßt, (f) Bildung einer Deckharzschicht auf der erwähnten zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur, um die erwähnte zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur zu bedecken, (g) Härtung der erwähnten Deckharzschicht, (h) Bestrahlung der erwähnten zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur durch die erwähnte gehärtete Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung, um die erwähnte zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur löslich zu machen, und (i) Entfernung der erwähnten zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur durch Elution, wodurch der erwähnte Tintendurchgangsweg, der mit der Ausstoßöffnung in Verbindung steht, gebildet wird.
Das Verfahren der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 9 ausführlich beschrieben. Fig. 1 bis 9 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Herstellungsschritte der ersten Ausführungsform. In Fig. 1 bis 9 ist die Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit zwei Ausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) beschrieben, jedoch dient dies nur zur Vereinfachung. Es versteht sich, daß der Tintenstrahlkopf Tintenstrahlköpfe mit einer ganzen Anzahl von Ausstoßöffnungen und auch einen Tintenstrahlkopf mit einer einzigen Ausstoßöffnung umfaßt.
Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, die ein Beispiel für ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf veranschaulicht, das zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes verwendet wird. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszahl 1 ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, Bezugszahl 2 ein Energieerzeugungselement, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die ausgenutzt wird, um Tinte auszustoßen, und Bezugszahl 3 eine Tintenzuführungsöffnung.
Bei dem Verfahren der ersten Ausführungsform wird zunächst ein Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt.
Das Substrat 1 kann durch ein geeignetes Material gebildet werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Silicium, Glas, keramischen Werkstoffen, Kunststoffen, Metallen und Metallegierungen besteht. Das Substrat dient auch nicht nur als Bauteil zur Bildung von Wänden von Tintendurchgangswegen, sondern auch als Bauteil zur Bildung von Wänden einer Tintenkammer. Außerdem dient das Substrat ferner als Träger für eine lichtempfindliche Harzschicht (die schließlich entfernt wird) und für eine Deckharzschicht, die später erläutert wird. Für die Gestalt des Substrats gibt es keine besondere Einschränkung.
Das Substrat 1 ist mit einer Anzahl von Energieerzeugungselementen 2 versehen, die in gleichen Abständen auf seiner Ober fläche angeordnet sind. Das Energieerzeugungselement 2 kann ein elektrothermisches Wandlerelement oder ein piezoelektrisches Element umfassen. In Fig. 1 sind nur zwei Energieerzeugungselemente 2 gezeigt, jedoch dient dies nur zur Vereinfachung. In der Praxis ist auf dem Substrat 1 im allgemeinen eine Anzahl von Energieerzeugungselementen angeordnet. Jedes Energieerzeugungselement dient dazu, auf Tinte in einem Tintendurchgangsweg Energie einwirken zu lassen, was dazu führt, daß Tinte in Form eines Tröpfchens aus einer Ausstoßöffnung ausgestoßen wird, wodurch auf einem Druckmedium wie z. B. Papier ein Druck erhalten wird. Im einzelnen erzeugt in dem Fall, daß als Energieerzeugungselement ein elektrothermisches Wandlerelement angewendet wird, das elektrothermische Wandlerelement Wärmeenergie, um Tinte zu erhitzen, die in seiner Nähe vorhanden ist, wodurch bei der Tinte eine Zustandsänderung hervorgerufen wird, so daß sie ein Bläschen bildet, wobei Energie, die wegen einer bei der Bildung des Bläschens hervorgerufenen Druckänderung erzeugt wird, als Ausstoßenergie wirkt, die dazu führt, daß Tinte in Form eines Tröpfchens aus einer Ausstoßöffnung ausgestoßen wird. In dem Fall, daß als Energieerzeugungselement ein piezoelektrisches Element angewendet wird, wirkt Energie, die durch die mechanische Schwingung des piezoelektrischen Elements verursacht wird, als Ausstoßenergie zum Ausstoßen von Tinte in Form eines Tröpfchens aus einer Ausstoßöffnung.
Das Energieerzeugungselement 2 enthält in jedem Fall eine Steuersignal-Eingabeelektrode, die damit elektrisch verbunden ist (nicht gezeigt).
Das Substrat 1 kann eine geeignete Funktionsschicht enthalten, die fähig ist, die Haltbarkeit des darauf angeordneten Energieerzeugungselements 2 zu verbessern.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Substrat 1 außerdem mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen, die ein Durchgangsloch umfaßt, das an einer Stelle des Substrats angeordnet ist, wo kein Energieerzeugungselement vorhanden ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird dann auf dem Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf eine lichtempfindliche Harzschicht 4, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, gebildet, um die Energieerzeugungselemente 2 zu bedecken, die auf dem Substrat angeordnet sind. Das durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harz bedeutet einen Harztyp in Form einer hochmolekularen Verbindung mit einer Molmasse von 10.000 oder mehr, die bei der Bestrahlung mit ionisierender Strahlung (tiefen UV-Strahlen, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen o. dgl.) als Folge der Spaltung ihrer intramolekularen Bindung in eine niedermolekulare Verbindung umgewandelt wird. Das durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harz behält die Schichteigenschaften (Schichtbildungsvermögen) und die Festigkeit als hochmolekulare Verbindung bei, solange es nicht mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird, und deshalb macht das Harz die Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht als lichtempfindliche Harzschicht 4 in einem gewünschten Zustand auf dem Substrat 1 möglich.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die lichtempfindliche Harzschicht 4 aus einer copolymerisierten hochmolekularen Verbindung, die in ihrer Molekülstruktur eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare Struktureinheit und eine vernetzbare Struktureinheit hat (d. h. aus einem lichtempfindlichen Harz).
Die durch ionisierende Strahlung zersetzbare Struktureinheit der copolymerisierten hochmolekularen Verbindung kann Verbindungen der Polyvinylketonreihe, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden, und Verbindungen der Polymethacrylatreihe, die durch die folgende Formel (II) wiedergegeben werden, einschließen.
(worin A eine Struktureinheit ist, die vernetzt werden kann, R&sub1; eine Alkylgruppe ist, R&sub2; eine Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkylgruppen, substituierten und nicht substituierten aromatischen Ringen und heterocyclischen Ringen besteht, und m und n jeweils eine ganze Zahl bedeuten.)
(worin A eine Struktureinheit ist, die vernetzt werden kann, R&sub3; eine Alkylgruppe oder ein Halogenatom ist, R&sub4; eine Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkylgruppen, substituierten und nicht substituierten aromatischen Ringen und heterocyclischen Ringen besteht, und m und n jeweils eine ganze Zahl bedeuten.)
Bestimmte Beispiele für solche durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebene hochmolekulare Verbindungen der Polyvinylketonreihe sind Polymethylisopropenylketon, Polyphenylisopropenylketon, Polymethylvinylketon, Polyphenylvinylketon und Polyisopenyl-t-butylketon. Bestimmte Beispiele für solche durch die allgemeine Formel (II) wiedergegebene hochmolekulare Verbindungen der Polymethacrylatreihe sind Polymethacrylat, Poly-n-butylmethacrylat, Poly-t-butylmethacrylat, Polyphenylmethacrylat, Polyhexafluorbutylmethacrylat und Polymethacrylsäure.
Die vorstehend beschriebene copolymerisierte hochmolekulare Verbindung umfaßt ein Copolymer, bei dem die vorstehend erwähnte durch ionisierende Strahlung zersetzbare Struktureinheit mit einer gegebenen vernetzbaren Struktureinheit copolymerisiert ist.
Die vernetzbare Struktureinheit kann reaktive Gruppen wie z. B. Epoxygruppe, Carbonsäuregruppe, Carbonsäurechloridgruppe, Hydroxylgruppe und eine Gruppe mit ungesättigter Doppelbindung und Verbindungen, die diese reaktiven Gruppen haben, einschließen. Bestimmte Beispiele sind Glycidylmethacrylat, Methacrylsäure und Methacrylsäurechlorid. Diese reaktiven funktionellen Gruppen können durch direkte Verbindung miteinander mittels Wärmeeinstrahlung oder ionisierender Strahlung intermolekular vernetzt werden. Sie können alternativ unter Verwendung eines geeigneten Vernetzungsmittels (oder eines geeigneten Härtungsmittels) intermolekular vernetzt werden. In dem Fall, daß die Vernetzungsreaktion durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung bewirkt wird, ist die Verwendung eines geeigneten Sensibilisierungsmittels (wie z. B. eines Initiators für Radikalkettenpolymerisation, eines Initiators für kationische Polymerisation o. dgl.) möglich.
Das Copolymerisationsverhältnis zwischen der zersetzbaren Struktureinheit und der vernetzbaren Struktureinheit in dem lichtempfindlichen Harz (der copolymerisierten hochmolekularen Verbindung) sollte in Abhängigkeit von den Umständen zweckmäßig festgelegt werden. Der auf das Copolymer bezogene molare Anteil der vernetzbaren Struktureinheit wird jedoch im allgemeinen derart eingestellt, daß er 30 Mol% oder weniger beträgt. In diesem Fall können in zufriedenstellender Weise eine gewünschte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln und eine gewünschte Hitzebeständigkeit erzielt werden. In dem Fall, daß der Anteil der vernetzbaren Struktureinheit zu hoch ist, besteht die Neigung, daß die Zersetzungsrate bzw. -geschwindigkeit bei der Bestrahlung mit ionisierender Strahlung abnimmt.
In Folgendem sind als Beispiele für das lichtempfindliche Harz, das die vernetzbare Struktureinheit und die durch ionisierende Strahlung zersetzbare Struktureinheit enthält, bestimmte Copolymere gezeigt, die jedoch nur zur Erläuterung dienen und keine Einschränkung darstellen.
Es ist bei der vorliegenden Ausführungsform erwünscht, daß die lichtempfindliche Harzschicht aus irgendeiner der vorstehend erwähnten Verbindungen der Polyvinylketonreihe besteht. Die Verbindungen der Polyvinylketonreihe zeigen gegenüber ionisierender Strahlung im allgemeinen eine hohe Geschwindigkeit der Zersetzungsreaktion (oder eine hohe Empfindlichkeit), so daß die Entfernung der lichtempfindlichen Harzschicht durch Elution in kurzer Zeit durchgeführt werden kann.
Die Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht 4 kann durchgeführt werden, indem eine Lösung bereitgestellt wird, die ein gegebenes durch ionisierende Strahlung zersetzbares lichtempfindliches Harz umfaßt, das in einem gegebenen Lösungsmittel gelöst ist, die Lösung auf eine geeignete Folie wie z. B. eine PET-Folie aufgebracht wird, um auf der Folie eine Flüssigkeitsschicht zu bilden, die auf der Folie befindliche Flüssigkeitsschicht in einen Trockenfilm umgewandelt wird und der Trockenfilm unter Anwendung eines Laminators auf das Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf übertragen wird.
Die Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht 4 kann alternativ durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels wie z. B. Schleuderbeschichtungsverfahren oder Walzenauftragverfahren durchgeführt werden.
Die auf diese Weise gebildete lichtempfindliche Harzschicht 4 wird vernetzt, indem sie erhitzt oder mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird. In dem Fall, daß die lichtempfindliche Harzschicht durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung vernetzt wird, wird natürlich keine ionisierende Strahlung angewendet, die eine Wellenlänge hat, durch die die lichtempfindliche Harzschicht selbst zersetzt wird.
Die auf diese Weise vernetzte lichtempfindliche Harzschicht ist in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslich.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird dann über die Oberfläche der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine Strukturierungsmaske 5 gelegt, und ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, wird mit ionisierender Strahlung bestrahlt, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich löslich zu machen, worauf Elution unter Verwendung eines Lösungsmittels folgt, um den vorher festgelegten Bereich zu entfernen, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wird, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a besteht aus dem nicht löslich gemachten vernetzten lichtempfindlichen Harz. Die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a trägt zur Bildung eines Tintendurchgangsweges bei, der mit der Tintenzuführungsöffnung 3 und Energieerzeugungselementen 2 versehen ist.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, daß die nicht vernetzte lichtempfindliche Harzschicht 4 in der vorstehend beschriebenen Weise einer Strukturierung unterzogen wird, um die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a zu bilden, und die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur danach vernetzt wird. In diesem Fall sollte mit der nötigen Sorgfalt darauf geachtet werden, daß die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur nicht verformt wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird nach der Bildung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a auf der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur eine Deckharzschicht 6 gebildet, um die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur zu bedecken. Die Deckharzschicht 6 dient als Bauteil eines Tintenstrahlkopfes, so daß die Deckharzschicht eine ausreichende mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit, ein ausreichendes Haftvermögen an dem Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf und eine ausreichende Tintenfestigkeit haben muß. Als Baumaterial der Deckharzschicht, das diese Bedingungen erfüllt, können härtbare Harze wie z. B. Epoxyharz, Acrylharz, Diglykoldialkylcarbonatharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diarylphthalatharz, Polyurethanharz, Polyimidharz, Melaminharz, Phenolharz und Harnstoffharz erwähnt werden. Diese härtbaren Harze werden bei der Bildung der Deckharzschicht zusammen mit einem herkömmlichen Härtungsmittel verwendet. Es ist nötigenfalls möglich, daß Licht oder Wärmeenergie angewendet wird, um irgendwelche dieser härtbaren Harze, durch die die Deckharzschicht gebildet wird, zu härten.
Die Bildung der Deckharzschicht 6 kann durchgeführt werden, indem eine Lösung bereitgestellt wird, die irgendeines der vorstehend erwähnten härtbaren Harze umfaßt, das in einem gegebenen Lösungsmittel gelöst ist, und die Lösung durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels auf die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a aufgebracht wird oder indem irgendeines der vorstehend erwähnten härtbaren Harze durch Erwärmen geschmolzen wird, um ein geschmolzenes Harz zu erhalten, und das geschmolzene Harz durch Preßspritzen auf die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur aufgebracht wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a hierbei durch das vernetzte, durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harz in einem Zustand gebildet, in dem es in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslich ist, so daß die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur niemals in dem organischen Lösungsmittel gelöst wird, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird. Die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur wird folglich niemals in das Baumaterial der Deckharzschicht hineingelöst. Die Grenzfläche zwischen der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a und der Deckharzschicht 6 wird deshalb immer in einem erwünschten Zustand gehalten, ohne einen schädlichen Einfluß zu erfahren. Dieser Umstand liefert die deutlichen Vorteile, daß es für das Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, keine wesentliche Beschränkung gibt und deshalb für die Bildung der Deckharzschicht jedes Lösungsmittel, sogar wenn es ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen ist, verwendet werden kann, so daß es möglich ist, für die Bildung der Deckharzschicht Harze zu verwenden, die nach dem Stand der Technik nicht für die Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet werden konnten. Vor allem kann als Harzbestandteil der Deckharzschicht selektiv ein optimales Harz verwendet werden.
Nach der Bildung der Deckharzschicht 6 werden bei der Deckharzschicht durch Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas Ausstoßöffnungen gebildet.
Die Bildung der Ausstoßöffnungen bei der Deckharzschicht kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird nämlich über die Deckharzschicht 6 ein Resist 7 der Siliconreihe gelegt, aus dem eine Strukturierungsmaske für die Bildung von Ausstoßöffnungen gebildet werden kann, worauf der Resist 7 einer Photolithographie unterzogen wird, um eine Strukturierungsmaske für die Bildung von Ausstoßöffnungen zu bilden. Als Resist 7 der Siliconreihe kann irgendein Resist der Siliconreihe verwendet werden, solange er eine ausreichende Beständigkeit gegenüber dem Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas zeigt. Bestimmte Beispiele für solche Resists der Siliconreihe sind Chlormethylpo lydiphenylsiloxan (ges. gesch. Handelsname: Toyobeam SNR, hergestellt durch Toso Kabushiki Kaisha), Polydimethylsiloxan, Polyphenylsilsesquioxan und siliciumhaltiges Polymethacrylharz. Diese Resists der Siliconreihe arbeiten bei Anwendung von ionisierender Strahlung und werden durch tiefe UV-Strahlen und Elektronenstrahlen sensibilisiert. Außer diesen Resists der Siliconreihe sind auch vor kurzem entwickelte Resists anwendbar, die bei Anwendung von UV-Strahlen arbeiten.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird die Deckharzschicht 6 anschließend trockengeätzt, indem die Deckharzschicht durch den Resist 7 der Siliconreihe hindurch einem Sauerstoffplasma ausgesetzt wird, um Ausstoßöffnungen 9 zu bilden. Es ist erwünscht, daß das Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird, indem eine Vorrichtung zum anisotropen Ätzen wie z. B. eine Reaktivätzvorrichtung oder eine Magnetron-Ionenstrahlätzvorrichtung angewendet wird. Was die Ätzbedingungen anbetrifft, so ist es notwendig, daß der Sauerstoffgasdruck und die zugeführte elektrische Leistung optimiert werden, damit das anisotrope Ätzen möglich gemacht wird. Da der Resist 7 der Siliconreihe bei dem Ätzvorgang kaum geätzt wird, können die Ausstoßöffnungen mit einer hohen Genauigkeit gebildet werden. Der Endpunkt des Ätzens kann in der Stufe festgelegt werden, in der das Ätzen die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a erreicht. Eine genaue Ermittlung des Endpunktes des Ätzens ist nicht notwendig.
Die Bildung der Ausstoßöffnungen bei der Deckharzschicht kann außer durch das vorstehend beschriebene Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas auch durchgeführt werden, indem eine Maske, die eine zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienende Struktur hat, über die Deckharzschicht gelegt wird, worauf Bestrahlung mit einem Excimer-Laser folgt, oder indem die Deckharzschicht durch ein lichtempfindliches Harz gebildet wird, worauf die Deckharzschicht einer Photolithographie unterzogen wird, wie es in Fig. 18 gezeigt ist.
In dem Fall, daß die Ausstoßöffnungen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas oder eines Excimer-Lasers gebildet worden sind, muß die Deckharzschicht gehärtet werden.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a nach der Bildung der Ausstoßöffnungen bei der Deckharzschicht 6 durch die Deckharzschicht 6 hindurch mit ionisierender Strahlung bestrahlt, um die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur löslich zu machen.
Die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a, die löslich gemacht worden ist, wird schließlich entfernt, indem sie unter Verwendung eines Lösungsmittels eluiert wird, wodurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wird (siehe Fig. 9). Auf diese Weise wird ein Tintenstrahlkopf erhalten.
Vorstehend ist der Fall der Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit seitlichem Ausstoß beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch natürlich auch angewendet werden, um einen Tintenstrahlkopf mit Kanten- bw. Randausstoß herzustellen, bei dem Tinte in der Richtung entlang der Fläche, auf der Energieerzeugungselemente angeordnet sind, ausgestoßen wird. In dem Fall, daß die vorliegende Erfindung angewendet wird, um einen Tintenstrahlkopf mit Kanten- bw. Randausstoß herzustellen, werden bei einem Endbereich des Tintenstrahlkopf-Substrats, auf dem die Deckharzschicht gebildet worden ist, Ausstoßöffnungen gebildet, so daß der vorstehend beschriebene Schritt der Bildung von Ausstoßöffnungen nicht durchgeführt werden muß.

Zweite Ausführungsform

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in der Hinsicht von der ersten Ausführungsform, daß die lichtempfindliche Harzschicht bei der ersten Ausführungsform vor der Bildung der Deckharzschicht strukturiert wird, um die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur zu erhalten, während die lichtempfindliche Harzschicht bei der zweiten Ausführungsform nach der Bildung der Deckharzschicht auf der lichtempfindlichen Harzschicht strukturiert wird, um eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur zu erhalten.
Die zweite Ausführungsform betrifft im einzelnen ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes, der einen Tintendurchgangsweg, der mit einer Ausstoßöffnung in Verbindung steht, und ein Energieerzeugungselement für die Erzeugung von Energie, die ausgenutzt wird, um aus der erwähnten Ausstoßöffnung Tinte auszustoßen, enthält, wobei das erwähnte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Bereitstellung eines Substrats für einen Tintenstrahlkopf, das darauf mit dem erwähnten Energieerzeugungselement versehen ist, (b) Bildung einer lichtempfindlichen Harzschicht, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, auf dem erwähnten Substrat, um das auf dem erwähnten Substrat angeordnete erwähnte Energieerzeugungselement zu bedecken, (c) Vernetzungsbehandlung der erwähnten lichtempfindlichen Harzschicht, um die erwähnte lichtempfindliche Harzschicht in eine vernetzte lichtempfindliche Harzschicht umzuwandeln, (d) Bildung einer Deckharzschicht auf der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, um die erwähnte vernetzte lichtempfindliche Harzschicht zu bedecken, (e) Härtung der erwähnten Deckharzschicht, (f) Bestrahlung nur eines vorher festgelegten Bereiches der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, durch die erwähnte Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich zu zersetzen und löslich zu machen, und (g) Entfernung des erwähnten vorher festgelegten Bereichs, der mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, durch Elution, wodurch der erwähnte Tintendurchgangsweg, der mit der Ausstoßöffnung in Verbindung steht, gebildet wird.
Das Verfahren der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 17 ausführlich beschrieben. Hierbei sind Erläuterungen der Bauteile, die bereits bei der ersten Ausführungsform erläutert worden sind, weggelassen.
Fig. 10 bis 17 sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Herstellungsschritte der zweiten Ausführungsform. In Fig. 10 bis 17 ist die Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit zwei Ausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) beschrieben, jedoch dient dies nur zur Vereinfachung. Es versteht sich, daß der Tintenstrahlkopf Tintenstrahlköpfe mit einer ganzen Anzahl von Ausstoßöffnungen und auch einen Tintenstrahlkopf mit einer einzigen Ausstoßöffnung umfaßt.
Bei dem Verfahren der zweiten Ausführungsform wird zunächst ein Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2 und einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen ist, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird dann auf dem Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf eine lichtempfindliche Harzschicht 4, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, gebildet, um die Energieerzeugungselemente 2 zu bedecken, die auf dem Substrat angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die lichtempfindliche Harzschicht 4 als Teilbauteil eines zu bildenden Tintendurchgangsweges. Es ist deshalb erwünscht, daß von den hochmolekularen Verbindungen, die im Zusammenhang mit der Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, für die Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht bei der vorliegenden Ausführungsform selektiv hochmolekulare Verbindungen der Polymethacrylatreihe, die eine ausgezeichnete Film- bzw. Schichtfestigkeit zeigen, verwendet werden.
Die Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Verwendung so einer hochmolekularen Verbindung der Polymethacrylatreihe kann in irgendeiner Weise durchgeführt werden, wie sie im Zusammenhang mit der Bildung der lichtempfindlichen Harzschicht bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die auf diese Weise gebildete lichtempfindliche Harzschicht 4 wird vernetzt, indem sie erhitzt oder mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird. In dem Fall, daß die lichtempfindliche Harzschicht durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung vernetzt wird, wird natürlich keine ionisierende Strahlung angewendet, die eine Wellenlänge hat, durch die die lichtempfindliche Harzschicht selbst zersetzt wird.
Die auf diese Weise vernetzte lichtempfindliche Harzschicht ist in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslich.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, wird nach der Bildung der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht auf der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht eine Deckharzschicht 6 gebildet, um die vernetzte lichtempfindliche Harzschicht zu bedecken. Die Deckharzschicht 6 dient als Bauteil eines Tintenstrahlkopfes, so daß die Deckharzschicht eine ausreichende mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit, ein ausreichendes Haftvermögen an dem Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf und eine ausreichende Tintenfestigkeit haben muß. Als Baumaterial der Deckharzschicht können irgendwelche der härtbaren Harze verwendet werden, die im Zusammenhang mit der Bildung der Deckharzschicht bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Die Bildung der Deckharzschicht 6 kann in irgendeiner Weise durchgeführt werden, wie sie im Zusammenhang mit der Bildung der Deckharzschicht bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die lichtempfindliche Harzschicht 4 hierbei durch das vernetzte, durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harz in einem Zustand gebildet, in dem es in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslich ist, so daß die lichtempfindliche Harzschicht niemals in dem organischen Lösungsmittel gelöst wird, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird. Die lichtempfindliche Harzschicht wird folglich niemals in das Bau material der Deckharzschicht hineingelöst. Die Grenzfläche zwischen der lichtempfindlichen Harzschicht 4 und der Deckharzschicht 6 wird deshalb immer in einem erwünschten Zustand gehalten, ohne einen schädlichen Einfluß zu erfahren. Dieser Umstand liefert die deutlichen Vorteile, daß es für das Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, keine wesentliche Beschränkung gibt und deshalb für die Bildung der Deckharzschicht jedes Lösungsmittel, sogar wenn es ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen ist, verwendet werden kann, so daß es möglich ist, für die Bildung der Deckharzschicht Harze zu verwenden, die nach dem Stand der Technik nicht für die Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet werden konnten. Vor allem muß der Harzbestandteil der Deckharzschicht keine hohe Auflösbarkeit haben, so daß selektiv ein optimales Harz verwendet werden kann.
Nach der Bildung der Deckharzschicht 6 werden bei der Deckharzschicht Ausstoßöffnungen 9 (siehe Fig. 14) gebildet. Die Bildung der Ausstoßöffnungen kann durch ein Photolithographieverfahren durchgeführt werden. Die Bildung der Ausstoßöffnungen durch das Photolithographieverfahren kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden. Im Fall der Bildung der Ausstoßöffnungen bei der Deckharzschicht durch das Photolithographieverfahren wird die Deckharzschicht nämlich durch ein härtbares Harz gebildet, das ein Negativresist ist. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird die Deckharzschicht 6 dann durch eine Strukturierungsmaske 7 für die Bildung von Ausstoßöffnungen hindurch belichtet, wobei die Strukturierungsmaske Abschattungsbereiche für die Bildung von Ausstoßöffnungen hat. Dadurch wird die Deckharzschicht mit Ausnahme ihrer abgeschatteten Bereiche gehärtet, wodurch bei der Deckharzschicht eine zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienende Struktur gebildet wird, wobei die zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienende Struktur nicht gehärtete Bereiche umfaßt, die auf den abgeschatteten Bereichen basieren, und der übrige Bereich der Deckharzschicht gehärtet wird. Wie in Fig. 14 gezeigt ist, werden die nicht gehärteten Bereiche danach entfernt, indem sie unter Verwendung eines Lösungsmittels entfernt werden, wodurch bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet werden.
Nach der Bildung der Ausstoßöffnungen bei der Deckharzschicht wird ein vorher festgelegter Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4, der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, durch die gehärtete Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung bestrahlt, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich löslich zu machen. Wie in Fig. 15 im einzelnen gezeigt ist, wird die lichtempfindliche Harzschicht unter Anwendung einer Strukturierungsmaske 5 für die Bildung von Tintendurchgangswegen durch die gehärtete Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung bestrahlt, um bei der lichtempfindlichen Harzschicht eine löslich gemachte zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a zu bilden (siehe Fig. 16).
Wie in Fig. 16 gezeigt ist, wird die löslich gemachte zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a schließlich entfernt, indem sie unter Verwendung eines Lösungsmittels eluiert wird, wodurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wird, der mit Ausstoßöffnungen 9 versehen ist. Auf diese Weise wird ein Tintenstrahlkopf erhalten (siehe Fig. 17).
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird die Bildung der Ausstoßöffnungen bei der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt, bevor der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 löslich gemacht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienenden Bereiche der Deckharzschicht 6 gehärtet werden, so daß keine Ausstoßöffnung gebildet werden kann, wenn die Bestrahlung des zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Bereichs der lichtempfindlichen Schicht 4 mit ionisierender Strahlung vor der Bildung der Ausstoßöffnungen durchgeführt werden sollte, weil die Deckharzschicht durch das negativ arbeitende lichtempfindliche Harz gebildet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Bildung der Ausstoßöffnungen durch das Trockenätzverfahren unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt werden, das bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Bildung der Ausstoßöffnungen durch das Trockenätzverfahren unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas vor dem Löslichmachen des zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Bereichs der lichtempfindlichen Schicht 4 durchgeführt wird, weil leicht das Problem auftritt, daß aus dem erwähnten löslich gemachten Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 Gas erzeugt wird, was zu einer Schädigung der Gestalt eines bereitzustellenden Tintendurchgangsweges führt, wenn das Trockenätzverfahren unter der Bedingung durchgeführt werden sollte, daß sich der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 in einem löslich gemachten Zustand befindet.
Ferner hat das Substrat für einen Tintenstrahlkopf bei der vorliegenden Ausführungsform bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels eine im wesentlichen flache Oberfläche, so daß leicht eine flache Oberfläche der gebildeten Deckharzschicht erzielt werden kann. Dieser Umstand liefert den Vorteil, daß der Abstand zwischen der Ausstoßöffnung 9 und dem Energieerzeugungselement 2 genau eingestellt werden kann.
Im Folgenden wird ein Tintenstrahlgerät (TSG) beschrieben, bei dem als Tintenstrahlpatrone (TSP) ein gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltener Tintenstrahlkopf angewendet werden kann.
Fig. 32 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für so ein Tintenstrahlgerät (TSG) veranschaulicht. In Fig. 32 bezeichnet die Bezugszahl 20 eine Tintenstrahlpatrone (TSP), die mit einer Düsengruppe versehen ist, die auf die Druckoberfläche eines auf einer Walze 24 zugeführten Druckblattes Tinte ausstößt, und bezeichnet die Bezugszahl 16 einen Wagen zum Halten der TSP 20, der teilweise bzw. lose mit einem Antriebsriemen 18 für die Übertragung der Antriebskraft eines Antriebsmotors ge koppelt und an zwei Führungsschienen 19A und 19B, die parallel zueinander angeordnet sind, verschiebbar angebracht ist, wodurch erlaubt wird, daß die TSP 20 entlang der gesamten Breite des Druckblattes hin- und herbewegt wird.
Die Bezugszahl 26 bezeichnet eine Kopfregeneriervorrichtung, die an einem Ende des Betätigungsweges der TSP, d. h. beispielsweise an einer Stelle, die der Ausgangsstellung der TSP entgegengesetzt ist, angeordnet ist. Die Kopfregeneriervorrichtung 26 wird mittels der Antriebskraft eines Motors 22 durch einen Übertragungs- bzw. Getriebemechanismus 23 angetrieben, um die TSP 20 abzudecken. In Verbindung mit dem Vorgang der Abdeckung der TSP 20 durch eine Abdeckeinheit 26A der Kopfregeneriervorrichtung 26 wird durch eine geeignete Saugvorrichtung, die in der Kopfregeneriervorrichtung 26 bereitgestellt ist, ein Tintenaussaugvorgang durchgeführt oder wird durch eine geeignete Druckerzeugungsvorrichtung, die in dem Tintenzuführungsdurchgang zu der TSP 20 bereitgestellt ist, eine Zuführung von Tinte unter Druck durchgeführt. Wenn der Vorgang des Druckens beendet ist, wird die Abdeckung durchgeführt, um die TSP 20 zu schützen.
Die Bezugszahl 30 bezeichnet ein aus Silicongummi hergestelltes Wischerblatt, das am seitlichen Ende der Kopfregeneriervorrichtung 26 angeordnet ist. Das Wischerblatt 30 wird durch eine Wischerblatthaltevorrichtung 30A in freitragender Weise gehalten und wird in derselben Weise wie bei der Kopfregeneriervorrichtung 26 durch den Motor 22 und den Übertragungs- bzw. Getriebemechanismus 23 angetrieben, so daß dem Wischerblatt 30 erlaubt wird, mit der Ausstoßfläche der TSP 20 in Eingriff zu kommen. Das Wischerblatt 30 kann in dieser Weise mit einem geeigneten Zeitablauf während des Vorgangs des Druckens mit der TSP 20 oder anschließend an den Ausstoßregeneriervorgang unter Anwendung der Kopfregeneriervorrichtung 26 in den Betätigungsweg der TSP 20 ausgefahren werden, um Feuchtigkeit oder Staubteilchen, die sich auf der Ausstoßfläche der TSP 20 befinden, entlang der Bewegungsrichtung der TSP 20 abzuwischen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele 1 bis 7, die nur zur Erläuterung dienen und den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen, ausführlicher beschrieben.
Die folgenden Beispiele 1 bis 4 und 7 gehören zu der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die folgenden Beispiele 5 und 6 gehören zu der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Zunächst wurde ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2 versehen war, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird (siehe Fig. 19). Dann wurde bei dem Substrat 1 unter Anwendung eines YAG-Lasers eine Tintenzuführungsöffnung 3 gebildet (siehe Fig. 19).
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 15 Masse% eines Copolymers von Methylisopropenylketon und Methacrylsäurechlorid (Copolymerisationsverhältnis: 85/15, massegemittelte Molmasse: etwa 200.000) enthielt, auf eine PET-Folie aufgebracht wurde und die auf der PET-Folie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Wie in Fig. 20 gezeigt ist, wurde der so auf der PET-Folie gebildete Trockenfilm dann mit einem Laminator bei 130ºC auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte. Die lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde dann eine Stunde lang bei 150ºC thermisch behandelt, um die lichtempfindliche Harzschicht 4 zu vernetze.
Anschließend wurde nur ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, unter Anwendung einer Maskenjustier- und Belichtungsanlage (PLA-520FA, hergestellt durch Canon Kabushiki Kaisha) (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) 2 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch der erwähnte vorher festgelegte Bereich löslich gemacht wurde. Danach wurde der löslich gemachte Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Verwendung von Methylisobutylketon eluiert, um den löslich gemachten Bereich zu entfernen, worauf Nachspülen mit Xylol folgte, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wurde, die aus der übrigen vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht (in einem nicht löslich gemachten Zustand) bestand (siehe Fig. 21).
Hierbei trägt die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a zur Bildung eines Tintendurchgangsweges bei, der mit der Tintenzuführungsöffnung 3 in Verbindung steht und in dem die Energieerzeugungselemente 2 enthalten sind. Die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur wird somit an der Stelle zurückgelassen, wo der Tintendurchgangsweg bereitgestellt wird.
Es wurde gefunden, daß die erhaltene zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a eine Dicke von 11 um hatte.
Dann wurde eine Mischung aus einem Copolymer von Methylmethacrylat und Glycidylmethacrylat [Copolymerisationsverhältnis: 1/4, massegemittelte Molmasse: etwa 200.000 (auf Polystyrol bezogen)] und Diethylentetramin [mit einer den Epoxygruppen in dem erwähnten Copolymer äquivalenten Menge von aktivem Amin (-NH)] in Cyclohexanon gelöst, wobei eine Cyclohexanonlösung erhalten wurde, die 21 Masse% der erwähnten Mischung enthielt. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, wurde die erhaltene Lösung unter Anwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung derart auf das Substrat 1 aufgebracht, daß die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a bedeckt wurde, worauf die aufgebrachte Lösung 2 Stunden lang einer Härtungsbehandlung bei 100ºC unterzogen wurde, wodurch auf dem Substrat 1 als Deckharzschicht 6 eine 10 um dicke Harzschicht gebildet wurde, die die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a bedeckte. Bei diesem Vorgang der Bildung der Deckharzschicht 6 trat bei der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a, die aus der vernetzten durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harzschicht bestand, keine Verformung auf, die auf das aus Cyclohexanon bestehende Lösungsmittel oder auf den Harzbestandteil der Deckharzschicht zurückzuführen war.
Wie in Fig. 23 gezeigt ist, wurde danach auf die Deckharzschicht 6 durch Schleuderbeschichtung ein negativer Photoresist der Siliconreihe (SNR-M2, ges. gesch. Handelsname, hergestellt durch Toso Kabushiki Kaisha) in einer Dicke von 0,6 um aufgebracht, worauf 20 Minuten lang eine thermische Vorbehandlung bei 80ºC folgte, wodurch auf der Deckharzschicht 6 eine Resistschicht 7 gebildet wurde. Über die Resistschicht 7 wurde dann eine Strukturierungsmaske für die Bildung von Ausstoßöffnungen gelegt, worauf 20sekündige Belichtung unter Anwendung einer PLA-520FA-Anlage folgte (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-250 angewendet wurde). Anschließend wurde eine Entwicklung unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt, das aus Propylenglykol-α-monomethylether/Di-n-butylether (Volumenverhältnis = 5/2) bestand, und ein Nachspülen wurde unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt, das aus Propylenglykol-α-monomethylether/Di-n-butylether (Volumenverhältnis = 1/1) bestand. Auf diese Weise wurden zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienende Strukturen gebildet.
Hierbei ist der verwendete Resist der Siliconreihe ein Negativresist. Eine gegebene Struktur wird deshalb durch Extraktion gebildet, so daß angenommen wird, daß dies bei der Bildung einer feinen Struktur ein Problem mit sich bringen würde. Es ist jedoch möglich, eine Struktur mit einem Durchmesser von etwa 2 um zu bilden, wenn die verwendete Resistschicht dünn ist.
Es wurde gefunden, daß die resultierenden zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienenden Strukturen in diesem Beispiel einen Durchmesser von 25 um hatten.
Wie in Fig. 24 gezeigt ist, wurde das Substrat 1 dann in eine Parallel-Flachätzvorrichtung (DEM-451, ges. gesch. Handelsname, hergestellt durch Anelba Company) eingeführt, in der die Deckharzschicht 6 unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas unter den Bedingungen eines Sauerstoffgasdrucks von 8 Pa, der Zuführung einer Leistung von 150 W, einer Ätzdauer von 30 Minuten und einer Ätzgeschwindigkeit von 0,4 um/min trockengeätzt wurde. Dadurch wurden bei der Deckharzschicht 6 Durchdringungsbereiche als Ausstoßöffnungen 9 gebildet.
Es ist hierbei durch zweckmäßige Veränderung des Sauerstoffgasdrucks und der zugeführten Leistung möglich, den Grad der Ätzanisotropie zu variieren, wodurch die Anordnung bzw. Gestalt der Ausstoßöffnungen 9 in der Tiefenrichtung zweckmäßig eingestellt werden kann. Ferner ist es im Fall der Anwendung einer Magnetron-Ätzvorrichtung möglich, die Ätzgeschwindigkeit noch weiter zu erhöhen.
Zur Entfernung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a wurde die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a danach unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-520FA (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) durch die Deckharzschicht hindurch 2 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch, die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a löslich gemacht wurde. Das Substrat 1 wurde dann 15 Sekunden lang in Methylisobutylketon eingetaucht, während Ultraschallwellen darauf einwirken gelassen wurden, wodurch die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a durch Elution entfernt wurde. Dadurch wurde ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet (siehe Fig. 25).
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.
Im Vorstehenden ist das Copolymer, durch das die Deckharzschicht gebildet wird, durch ionisierende Strahlung zersetzbar, jedoch geht die Vernetzung wegen der Verwendung des Amin-Härtungsmittels mit einer hohen Dichte vonstatten, so daß die Zersetzungsreaktion, die bei der Anwendung der PLA-520FA-Anlage auftritt, vernachlässigt werden kann.

Beispiel 2

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine 20%ige (Masse%) Diacetonalkohollösung umfaßte, die erhalten worden war, indem 100 Masseteile eines Copolymers von Methylisopropenylketon und Glycidyldimethacrylat (Copolymerisationsverhältnis: 8/2, massegemittelte Molmasse: etwa 150.000) und 2 Masseteile eines Initiators für kationische Polymerisation, der IRGACURE-261 (hergestellt durch Ciba-Geigy AG) umfaßte, in Diacetonalkohol gelöst wurden, auf eine Aramidfolie aufgebracht wurde und die auf der Aramidfolie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Der so auf der Aramidfolie gebildete Trockenfilm wurde dann mit einem Laminator bei 120ºC auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte.
Die lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde unter Anwendung einer Maskenjustier- und Belichtungsanlage (PLA-501FA, hergestellt durch Canon Kabushiki Kaisha) 10 Minuten lang belichtet (Haupt emissionslinie: 366 nm), und danach wurde die lichtempfindliche Harzschicht 30 Minuten lang bei 100ºC thermisch behandelt, wodurch der Epoxyring des Glycidyldimethacrylats des vorstehend erwähnten, in der lichtempfindlichen Harzschicht enthaltenen Copolymers einer Ringöffnungspolymerisation unterzogen wurde, so daß die lichtempfindliche Harzschicht vernetzt wurde. Bei dem vorstehend erwähnten Belichtungsvorgang trat bei dem Methylisopropenylketon/Glycidyldimethacrylat-Copolymer im wesentlichen keine Zersetzungsreaktion ein.
Anschließend wurde nur ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-520FA (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) 70 Sekunden lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch der erwähnte vorher festgelegte Bereich löslich gemacht wurde. Danach wurde der löslich gemachte Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Verwendung von Methylisobutylketon eluiert, um den löslich gemachten Bereich zu entfernen, worauf Nachspülen mit Xylol folgte, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wurde, die aus der übrigen vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht (in einem nicht löslich gemachten Zustand) bestand.
Es wurde gefunden, daß die erhaltene zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a eine Dicke von 12 um hatte.
Dann wurde auf dem Substrat 1 zum Bedecken der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a in der folgenden Weise eine Deckharzschicht 6 gebildet, d. h., eine Mischung aus 70 Masseteilen eines Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ (EPICOTE 1003, hergestellt durch Yuka Shell Kabushiki Kaisha), 26 Masseteilen eines propylenoxidmodifizierten Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ (EPOLITE 3002, hergestellt durch Kyoei Kabushiki Kaisha) und 4 Masseteilen eines Härtungsmittels, das Diethylentetramin umfaßte, wurde in Cyclohexanon gelöst, wobei als Beschichtungsflüssigkeit eine Cyclohexanonlösung erhalten wurde, die 50 Masse% der erwähnten Mischung enthielt. Die erhaltene Lösung wurde unter Anwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung derart auf das Substrat 1 aufgebracht, daß die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a bedeckt wurde, worauf die aufgebrachte Lösung 3 Stunden lang einer thermischen Behandlung bei 100ºC und anschließend eine Stunde lang einer Härtungsbehandlung bei 150ºC unterzogen wurde, wodurch auf der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a als Deckharzschicht 6 eine 10 um dicke Harzschicht gebildet wurde. Bei diesem Vorgang der Bildung der Deckharzschicht 6 trat bei der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a, die aus der vernetzten durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harzschicht bestand, keine Verformung auf, die auf das aus Cyclohexanon bestehende Lösungsmittel oder auf den Harzbestandteil der Deckharzschicht zurückzuführen war.
Danach wurde auf der Deckharzschicht 6 in derselben Weise wie in Beispiel 1 eine Resistschicht 7 gebildet. Über die Resistschicht 7 wurde dann eine Strukturierungsmaske für die Bildung von Ausstoßöffnungen gelegt, worauf 20sekündige Belichtung unter Anwendung der PLA-520FA-Anlage folgte (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-250 angewendet wurde). Anschließend wurde eine Entwicklung unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt, das aus Propylenglykol-α-monomethylether/Di-n-butylether (Volumenverhältnis = 5/2) bestand, und ein Nachspülen wurde unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt, das aus Propylenglykol-α-monomethylether/Di-n-butylether (Volumenverhältnis - 1/1) bestand. Auf diese Weise wurden zur Bildung von Ausstoßöffnungen dienende Strukturen gebildet.
Das Substrat 1 wurde dann in die Parallel-Flachätzvorrichtung DEM-451 eingeführt, in der die Deckharzschicht 6 unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas unter den Bedingungen eines Sauerstoffgasdrucks von 8 Pa, der Zuführung einer Leistung von 180 W und einer Ätzdauer von einer Stunde trockengeätzt wurde. Dadurch wurden bei der Deckharzschicht 6 Durchdringungsbereiche als Ausstoßöffnungen 9 gebildet.
Zur Entfernung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a wurde die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a danach unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-520FA (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) durch die Deckharzschicht hindurch 2 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a löslich gemacht wurde. Das Substrat 1 wurde dann 15 Sekunden lang in Methylisobutylketon eingetaucht, während Ultraschallwellen darauf einwirken gelassen wurden, wodurch die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a durch Elution entfernt wurde. Dadurch wurde ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Beispiel 3

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 25 Masse% eines Copolymers von Methylisopropenylketon, Methylmethacrylat und Methacrylsäure (Copolymerisationsverhältnis: 4/4/2, massegemittelte Molmasse: etwa 150.000) enthielt, auf eine PET-Folie aufgebracht wurde und die auf der PET-Folie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Der so auf der PET-Folie gebildete Trockenfilm wurde dann mit einem Laminator bei 130ºC auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte. Die lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde 10 Minuten lang bei 130ºC thermisch vorbehandelt und anschließend 30 Minuten lang bei 180ºC thermisch behandelt, um die lichtempfindliche Harzschicht 4 zu vernetzen.
Anschließend wurde nur ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-520FA (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) 1,5 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch der erwähnte vorher festgelegte Bereich löslich gemacht wurde. Danach wurde der löslich gemachte Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Verwendung eines Lösungsmittels, das aus Methylisobutylketon und Xylol (= 1/1) bestand, eluiert, um den löslich gemachten Bereich zu entfernen, worauf Nachspülen mit Xylol folgte, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wurde, die aus der übrigen vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht (in einem nicht löslich gemachten Zustand) bestand. Es wurde gefunden, daß die erhaltene zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a eine Dicke von 15 um hatte.
Danach wurde gemäß den Verfahrensschritten in Beispiel 2 auf der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a eine Deckharzschicht 6 gebildet, wurden bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet und wurde ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet, wodurch ein Tintenstrahlkopf erhalten wurde.

Beispiel 4

Zunächst wurde in der folgenden Weise ein Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf hergestellt, d. h., auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats 1 in der (100)-Gitterebene wurden in gleichen Abständen Energieerzeugungselemente 2 angeordnet, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird. Dann wurde an einer vorher festgelegten Stelle der Rückseite des Siliciumsubstrats durch anisotropes Ätzen eine aus Si&sub3;N&sub4; bestehende Maske gebildet, die fähig ist, zur Bildung einer Tintenzuführungsöffnung 3 zu dienen. Auf diese Weise wurde das Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf erhalten.
Dann wurde eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 18 Masse% eines Copolymers von Methylisopropenylketon und Methacrylsäurechlorid (Copolymerisationsverhältnis: 85/15, massegemittelte Molmasse: etwa 200.000) enthielt, unter Anwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung auf das Substrat 1 aufgebracht, um die Energieerzeugungselemente 2 zu bedecken, worauf die auf dem Siliciumsubstrat 1 gebildete Flüssigkeitsschicht 3 Minuten lang bei 110ºC getrocknet wurde, wodurch auf dem Siliciumsubstrat 1 eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde. Die lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde danach eine Stunde lang bei 150ºC thermisch behandelt, um die lichtempfindliche Harzschicht zu vernetzen.
Anschließend wurde nur ein vorher festgelegter Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht, der nicht zur Bildung eines Tintendurchgangsweges beiträgt, unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-520FA (wobei ein Kaltlichtspiegel CM-290 angewendet wurde) 2 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch der erwähnte vorher festgelegte Bereich löslich gemacht wurde. Danach wurde der löslich gemachte Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Verwendung von Methylisobutylketon eluiert, um den löslich gemachten Bereich zu entfernen, worauf Nachspülen mit Xylol folgte, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wurde, die aus der übrigen vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht (in einem nicht löslich gemachten Zustand) bestand. Es wurde gefunden, daß die erhaltene zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a eine Dicke von 11 um hatte.
Dann wurde auf dem Substrat 1 zum Bedecken der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a in der folgenden Weise eine Deckharzschicht 6 gebildet, d. h., eine Mischung aus 100 Masseteilen eines Epoxyharzes (EHPE 3150, hergestellt durch Daiseru Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha), 20 Masseteilen eines anderen Epoxyharzes (EPICOTE 1002, hergestellt durch Yuka Shell Kabushiki Kaisha), einem Silan-Haftvermittler (A187, hergestellt durch Nippon Unicar Kabushiki Kaisha) und einem Initiator für kationische Polymerisation (SP170, hergestellt durch Adeca Company) wurde in Cyclohexanon gelöst, wobei als Beschichtungsflüssigkeit eine Cyclohexanonlösung erhalten wurde, die 50 Masse% der erwähnten Mischung enthielt. Die erhaltene Lösung wurde unter Anwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung derart auf das Substrat 1 aufgebracht, daß die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a bedeckt wurde, worauf die aufgebrachte Lösung 5 Minuten lang bei 90ºC getrocknet wurde, wodurch auf der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a eine 12 um dicke Deckharzschicht 6 gebildet wurde.
Hierbei arbeitete die erhaltene Deckharzschicht 6 als Negativresist (was bedeutet, daß nur ein mit Licht bestrahlter Bereich davon gehärtet wird). Wie in Fig. 18 gezeigt ist, wurde die Deckharzschicht 6 deshalb einer Strukturierungsbelichtung unter Anwendung einer Strukturierungsmaske unterzogen. Im einzelnen wurde die Deckharzschicht 6 unter Anwendung einer Maskenjustier- und Belichtungsanlage (MPA-600, hergestellt durch Canon Kabushiki Kaisha) einer Belichtung (Hauptemissionslinie: 366 nm) mit einem Belichtungswert von 3 J/cm² unterzogen. Hierbei trat bei der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur im wesentlichen keine Zersetzungsreaktion ein. Die auf diese Weise behandelte Deckharzschicht wurde 5 Minuten lang bei 90ºC erhitzt, und die nicht belichteten Bereiche der Deckharzschicht wurden entfernt, indem sie unter Verwendung von Methylisobutylketon eluiert wurden, wodurch bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet wurden.
Zur Bildung der Tintenzuführungsöffnung 3 bei dem Siliciumsubstrat 1 wurde dann bei 80ºC unter Verwendung einer Ätzlösung zum anisotropen Ätzen, die eine wäßrige Lösung umfaßte, die 22 Masse% Tetramethylammoniumhydroxid enthielt, ein anisotropes Ätzen durchgeführt, während verhindert wurde, daß die Ätzlösung die Oberflächenseite des Siliciumsubstrats erreichte.
Danach wurde gemäß den Verfahrensschritten in Beispiel 1 die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a entfernt, um einen Tintendurchgangsweg 8 zu bilden.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Beispiel 5

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war (siehe Fig. 26).
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 18 Masse% eines Copolymers von Methylmethacrylat und Methacrylsäure (Copolymerisationsverhältnis: 8/2, massegemittelte Molmasse: etwa 180.000) enthielt, auf eine Aramidfolie aufgebracht wurde und die auf der Aramidfolie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Wie in Fig. 27 gezeigt ist, wurde der so auf der Aramidfolie gebildete Trockenfilm dann mit einem Laminator bei 120ºC auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte. Die auf diese Weise auf dem Substrat 1 gebildete lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde eine Stunde lang bei 180ºC thermisch behandelt, um die lichtempfindliche Harzschicht zu vernetzen, so daß eine vernetzte lichtempfindliche Harzschicht in einem in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslichen Zustand gebildet wurde.
Wie in Fig. 28 gezeigt ist, wurde danach gemäß den Verfahrensschritten zur Bildung der Deckharzschicht 6 in Beispiel 4 auf der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine Deckharzschicht 6 gebildet, die aus einem als Negativresist arbeitenden lichtempfindlichen Harz bestand. Bei diesem Vorgang der Bildung der Deckharzschicht 6 erfuhr die vernetzte durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 keinen schädlichen Einfluß, der auf das zur Bildung der Deckharzschicht verwendete Lösungsmittel oder auf den Harzbestandteil der Deckharzschicht zurückzuführen war.
Wie in Fig. 29 gezeigt ist, wurden dann gemäß den Verfahrensschritten zur Bildung von Ausstoßöffnungen in Beispiel 4 bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet.
Wie in Fig. 30 gezeigt ist, wurde danach nur ein vorher festgelegter zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienender Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Anwendung einer Strukturierungsmaske 5 für die Bildung eines Tintendurchgangsweges und unter Anwendung einer 2-kW-Belichtungsvorrichtung für Belichtung mit tiefen UV-Strahlen (durch Ushio Denki Kabushiki Kaisha hergestellt) durch die erwähnte Strukturierungsmaske 5 und die Deckharzschicht 6 hindurch 10 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch bei der lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in einem löslich gemachten Zustand gebildet wurde.
Anschließend wurde die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in derselben Weise wie in Beispiel 1 durch Elution entfernt und dadurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Beispiel 6

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine 20%ige (Masse%) Cyclohexanonlösung umfaßte, die erhalten worden war, indem 100 Masseteile eines Copolymers von Methylmethacrylat und Glycidylmethacrylat (Copolymerisationsverhältnis: 9/1, massegemittelte Molmasse: etwa 180.000) und 2 Masseteile eines Initiators für kationische Polymerisation, der IRGACURE-261 (hergestellt durch Ciba-Geigy AG) umfaßte, in Cyclohexanon gelöst wurden, auf eine Aramidfolie aufgebracht wurde und die auf der Aramidfolie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Der so auf der Aramidfolie gebildete Trockenfilm wurde dann mit einem Laminator bei 120ºC auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte.
Die lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-501FA 10 Minuten lang belichtet (Hauptemissionslinie: 366 nm), und danach wurde die lichtempfindliche Harzschicht 15 Minuten lang bei 110ºC thermisch behandelt, wodurch der Epoxyring des Glycidylmethacrylats des vorstehend erwähnten, in der lichtempfindlichen Harzschicht enthaltenen Copolymers einer Ringöffnungspolymerisation unterzogen wurde, so daß die lichtempfindliche Harzschicht vernetzt wurde. Bei dem vorstehend erwähnten Belichtungsvorgang trat bei dem aus Methylmethacrylat/Glycidylmethacrylat bestehenden Copolymer im wesentlichen keine Zersetzungsreaktion ein.
Dann wurde auf der vernetzten lichtempfindlichen Harzschicht 4 gemäß den Verfahrensschritten zur Bildung der Deckharzschicht 6 in Beispiel 1 eine Deckharzschicht 6 gebildet, die aus demselben Baumaterial wie die Deckharzschicht 6 in Beispiel 1 bestand. Danach wurden gemäß den Verfahrensschritten zur Bildung von Ausstoßöffnungen in Beispiel 1 bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet.
Anschließend wurde wie im Fall von Beispiel 5 nur ein vorher festgelegter zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienender Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Anwendung der Strukturierungsmaske 5 für die Bildung eines Tintendurchgangsweges und unter Anwendung der 2-kW-Belichtungsvorrichtung für Belichtung mit tiefen UV-Strahlen durch die erwähnte Strukturierungsmaske 5 und die Deckharzschicht 6 hindurch 10 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch bei der lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in einem löslich gemachten Zustand gebildet wurde.
Dann wurde die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in derselben Weise wie in Beispiel 1 durch Elution entfernt, wodurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wurde.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Vergleichsbeispiel 1

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Dann wurde OZATEC R-255 (ges. gesch. Handelsname, hergestellt durch Hoechst AG) als positiv arbeitender Trockenfilm mit einem Laminator auf das Substrat 1 laminiert, wodurch auf dem Substrat eine lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte. Hierbei ist OZATEC R-255 ein Resist, der aus einem Novolakharz und einem Mittel zur Verhinderung der Auflösung besteht.
Die auf diese Weise auf dem Substrat 1 gebildete lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde 20 Minuten lang bei 110ºC thermisch behandelt.
Danach wurde die lichtempfindliche Harzschicht 4 unter Anwendung der Maskenjustier- und Belichtungsanlage PLA-501FA einer Strukturierung durch Belichtung, auf die eine Entwicklung unter Verwendung eines Entwicklers (MIF-312, hergestellt durch Hoechst AG) folgte, unterzogen, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a gebildet wurde.
Anschließend wurde auf dem Substrat 1 zur Bedeckung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a gemäß den Verfahrensschritten von Beispiel 1 eine Deckharzschicht 6 gebildet, die aus demselben Baumaterial wie die Deckharzschicht 6 in Beispiel 1 bestand, ohne daß wie in Beispiel 1 die Bestrahlung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a mit ionisierender Strahlung durchgeführt wurde, weil der Harzbestandteil der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a kein durch ionisierende Strahlung zersetzbares lichtempfindliches Harz wie in Beispiel 1 war, und bei der Deckharzschicht 6 wurden Ausstoßöffnungen gebildet, worauf Entfernung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a durch Elution folgte, wobei ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wurde.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Vergleichsbeispiel 2

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 20 Masse% eines Copolymers von Methylmethacrylat und Methacrylsäure (Copolymerisationsverhältnis: 8/2, massegemittelte Molmasse: etwa 120.000) enthielt, auf eine Aramidfolie aufgebracht wurde und die auf der Aramidfolie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Der so auf der Aramidfolie gebildete Trockenfilm wurde dann mit einem Laminator auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte.
Die auf diese Weise auf dem Substrat 1 gebildete lichtempfindliche Harzschicht wurde dann 30 Minuten lang bei 120ºC thermisch vorbehandelt. In diesem Fall wurde gefunden, daß in der lichtempfindlichen Harzschicht im wesentlichen keine Vernetzungsreaktion eingetreten war.
Danach wurden die Verfahrensschritte der Bildung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a, der Deckharzschicht 6 und der Ausstoßöffnungen 9 wiederholt, wodurch eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur. 4a gebildet wurde, auf dem Substrat 1 zur Bedeckung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a eine Deckharzschicht 6 gebildet wurde und bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet wurden. Anschließend Wur de die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in derselben Weise wie in Beispiel 1 durch Elution entfernt, wodurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wurde.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Vergleichsbeispiel 3

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde zunächst ein aus Silicium hergestelltes Substrat 1 für einen Tintenstrahlkopf bereitgestellt, das mit Energieerzeugungselementen 2, die jeweils ein elektrothermisches Wandlerelement (aus HfB&sub2; bestehend) umfaßten, das fähig ist, Energie zu erzeugen, die zum Ausstoßen von Tinte ausgenutzt wird, und mit einer Tintenzuführungsöffnung 3 versehen war.
Separat wurde ein Trockenfilm hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Cyclohexanonlösung umfaßte, die 20 Masse% eines Copolymers von Methylmethacrylat und Methacrylsäure (Copolymerisationsverhältnis: 8/2, massegemittelte Molmasse: etwa 120.000) enthielt, auf eine Aramidfolie aufgebracht wurde und die auf der Aramidfolie gebildete Flüssigkeitsschicht getrocknet wurde.
Der so auf der Aramidfolie gebildete Trockenfilm wurde dann mit einem Laminator auf das Substrat 1 übertragen, wodurch auf dem Substrat eine durch ionisierende Strahlung zersetzbare lichtempfindliche Harzschicht 4 gebildet wurde, die die auf dem Substrat befindlichen Energieerzeugungselemente 2 bedeckte. Die auf diese Weise auf dem Substrat 1 gebildete lichtempfindliche Harzschicht 4 wurde 30 Minuten lang bei 200ºC thermisch behandelt, um die lichtempfindliche Harzschicht zu vernetzen, so daß eine vernetzte lichtempfindliche Harzschicht in einem in organischen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslichen Zustand gebildet wurde.
Danach wurde nur ein vorher festgelegter zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienender Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht 4 unter Anwendung der Strukturierungsmaske 5 für die Bildung eines Tintendurchgangsweges und unter Anwendung der 2-kW-Belichtungsvorrichtung für Belichtung mit tiefen UV-Strahlen durch die erwähnte Strukturierungsmaske 5 hindurch 10 Minuten lang mit ionisierender Strahlung bestrahlt, wodurch bei der lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in einem löslich gemachten Zustand gebildet wurde.
Dann wurden die Verfahrensschritte der Bildung der Deckharzschicht 6 und der Ausstoßöffnungen 9 in Beispiel 2 wiederholt, ohne daß mit der lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine Entwicklung durchgeführt wurde, wodurch auf dem Substrat 1 zur Bedeckung der lichtempfindlichen Harzschicht 4 eine Deckharzschicht 6 gebildet wurde und bei der Deckharzschicht 6 Ausstoßöffnungen 9 gebildet wurden. Anschließend wurde die zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Struktur 4a in derselben Weise wie in Beispiel 1 durch Elution entfernt, wodurch ein Tintendurchgangsweg 8 gebildet wurde.
Auf diese Weise wurde ein Tintenstrahlkopf erhalten.

Bewertung

1. Bei jedem der in Beispielen 1 bis 6 und in Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlköpfe wurde die Gestalt des Tintendurchgangsweges mit einem Mikroskop untersucht. Hierbei ist die Deckharzschicht von jedem dieser Tintenstrahlköpfe glasartig, so daß es möglich ist, die Gestalt des Tintendurchgangsweges durch die Deckharzschicht hindurch zu untersuchen.
Als Ergebnis wurde gefunden, daß sich der Tintendurchgangsweg von jedem der in Beispielen 1 bis 6 erhaltenen Tintenstrahlköpfe in einem erwünschten Zustand ohne Verformung befand.
Andererseits wurde bei dem in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Tintenstrahlkopf gefunden, daß der Tintendurchgangsweg beträchtlich verformt war und sich in einem praktisch nicht akzeptier baren Zustand befand. Bei dem in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Tintenstrahlkopf wurde gefunden, daß der Tintendurchgangsweg teilweise verformt war. Bei dem in Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Tintenstrahlkopf wurde gefunden, daß an der Grenzfläche zwischen der Deckharzschicht und der lichtempfindlichen Harzschicht, an der ein latentes Bild erzeugt worden war, ein dünner, filmartiger Rückstand vorhanden war. Es wird angenommen, daß diese Mängel, die bei den in Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlköpfen gefunden wurden, aufgetreten sind, weil der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienende Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht wegen des starken Auflösungsvermögens des bei der Bildung der Deckharzschicht verwendeten Lösungsmittels durch das Lösungsmittel mit dem starken Auflösungsvermögen teilweise aufgelöst wurde, was dazu führte, daß der resultierende Tintendurchgangsweg in so einen verformten Zustand gebracht wurde.
2. Bei jedem der in Beispielen 1 bis 6 und in Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tintenstrahlköpfe wurde sein Tintenstrahlkopfverhalten in der folgenden Weise bewertet, d. h., jeder Tintenstrahlkopf wurde an einem für Versuchszwecke angewendeten Tintenstrahlgerät angebracht, und unter Verwendung von Tinte, die aus einer Mischung aus reinem Wasser/Glycerin/Direct Black 154 (wasserlöslichem schwarzem Farbstoff) (= 65/30/5, in Masse%) bestand, wurde ein Versuchsdruckvorgang mit Blättern vom Format A4 durchgeführt.
Als Ergebnis wurde bei jedem der in Beispielen 1 bis 6 erhaltenen Tintenstrahlköpfe gefunden, daß der Tintenstrahlkopf stabil und kontinuierlich ein zufriedenstellendes Tintenausstoßverhalten zeigte und immer ein zufriedenstellendes Druckerzeugnis lieferte.
Andererseits zeigte der Tintenstrahlkopf im Fall des in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Tintenstrahlkopfes von Anfang an kein normales Tintenausstoßverhalten. Im Fall des in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Tintenstrahlkopfes wurde gefunden, daß einige der erhaltenen Druckerzeugnisse einen verzerrten Be reich hatten. Im Fall des in Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Tintenstrahlkopfes zeigte der Tintenstrahlkopf ein mangelhaftes Tintenausstoßverhalten, so daß Druckerzeugnisse erhalten wurden, die von weißen Linien begleitet waren.
Auf der Grundlage der Bewertungsergebnisse wurde gefunden, daß gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung sogar in dem Fall, daß bei der Bildung der Deckharzschicht ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird, wirksam ein Tintenstrahlkopf hoher Qualität hergestellt werden kann.

Beispiel 7

Die Verfahrensschritte von Beispiel 4 wurden wiederholt, außer daß das als Ausgangsmaterial verwendete Siliciumsubstrat 1 für einen Tintenstrahlkopf durch ein Siliciumwafersubstrat mit einer Größe von 5 Inch ersetzt wurde, das eine Anzahl von Energieerzeugungselementen 2 hatte, die mit Abstand darauf angeordnet waren, so daß 200 Tintenstrahlkopfeinheiten gebildet werden konnten, und jede der 200 Tintenstrahlkopfeinheiten, die schließlich erhalten wurden, wurde abgeschnitten, wodurch 200 Tintenstrahlköpfe erhalten wurden. In diesem Beispiel wurde als Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht verwendet wird, Cyclohexanon (das ein starkes Auflösungsvermögen hat) verwendet.

Vergleichsbeispiel 4

Die Verfahrensschritte von Beispiel 7 wurden wiederholt, außer daß das Lösungsmittel Cyclohexanon, das bei der Bildung der - Deckharzschicht verwendet wird, durch ein Lösungsmittel ersetzt wurde, das aus Toluol/Cyclohexanon (Masseverhältnis = 9/1) bestand, wodurch 200 Tintenstrahlköpfe erhalten wurden.

Bewertung

Die 200 Tintenstrahlköpfe, die jeweils in Beispiel 7 und in Vergleichsbeispiel 4 erhalten wurden, wurden der Tintenausstoßprüfung unterzogen, um die Ausbeute zu untersuchen.
Als Ergebnis wurde bei den 200 Tintenstrahlköpfen, die in Beispiel 7 erhalten wurden, gefunden, daß die Ausbeute 80% betrug. Andererseits wurde bei den 200 Tintenstrahlköpfen, die in Vergleichsbeispiel 4 erhalten wurden, gefunden, daß die Ausbeute 65% betrug.
Was nun das in Vergleichsbeispiel 4 verwendete Lösungsmittel anbetrifft, das aus Toluol/Cyclohexanon (Masseverhältnis = 9/1) besteht, so ist Toluol sein Hauptbestandteil, weshalb es möglich ist, als Material für die Bildung der zur Bildung eines Tintendurchgangsweges dienenden Struktur 4a herkömmliche Resists der Novolakreihe zu verwenden. Da jedoch das vorstehend erwähnte Lösungsmittel, das aus Toluol/Cyclohexanon besteht, in Vergleichsbeispiel 4 bei der Bildung der Deckharzschicht verwendet wurde, wird angenommen, daß die Deckharzschicht nicht mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet werden konnte und daß dieser Umstand zu so einer Verminderung der Ausbeute führte.
Was die fehlerhaften Tintenstrahlköpfe in Vergleichsbeispiel 4 anbetrifft, so wurde ihre Verteilung in dem Siliciumwafer mit einer Größe von 5 Inch separat untersucht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die Tintenstrahlköpfe, die im Randbereich des Siliciumwafers gebildet wurden, meistens fehlerhaft waren. Als Grund dafür wird angenommen, daß in Vergleichsbeispiel 4 die Deckharzschicht im Randbereich des Siliciumwafers nicht mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet werden konnte.
Auf der Grundlage der Bewertungsergebnisse wurde gefunden, daß gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute durchgeführt werden kann, indem bei der Bildung der Deckharzschicht ein Lösungsmittel mit einem starken Auflösungsvermögen verwendet wird.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ermöglicht das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Massenfertigung von Tintenstrahlköpfen hoher Qualität mit einer hohen Ausbeute. Im einzelnen wird die Deckharzschicht bei dem Verfah ren der vorliegenden Erfindung sogar im Fall der Verwendung eines Lösungsmittels mit einem starken Auflösungsvermögen bei dem Beschichtungsverfahren zur Bildung der Deckharzschicht wirksam gebildet, während eine gewünschte Gleichmäßigkeit ihrer Dicke erzielt wird und ohne daß auf die lichtempfindliche Harzschicht ein schädlicher Einfluß ausgeübt wird, wobei wirksam ein genauer Tintendurchgangsweg ohne Verformung gebildet werden kann, was zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes hoher Qualität mit hoher Ausbeute führt. Außerdem gibt es bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Lösungsmittel, das bei der Bildung der Deckharzschicht durch ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels verwendet wird, keine wesentliche Beschränkung, wobei dieser Umstand die Verwendung von Harzen für die Bildung der Deckharzschicht ermöglicht, die nach dem Stand der Technik nicht für die Bildung der Deckharzschicht verwendet werden konnten.
Diese bedeutenden Vorteile des Verfahrens der vorliegenden Erfindung können nach dem Stand der Technik nicht leicht erzielt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes, der einen Tintendurchgangsweg, der mit einer Ausstoßöffnung in Verbindung steht, und ein Energieerzeugungselement für die Erzeugung von Energie, die ausgenutzt wird, um aus der erwähnten Ausstoßöffnung Tinte auszustoßen, enthält, wobei das erwähnte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(i) Bereitstellung eines Substrats, das darauf mit dem erwähnten Energieerzeugungselement versehen ist,

(ii) Bildung einer lichtempfindlichen Schicht, die aus einem durch ionisierende Strahlung zersetzbaren lichtempfindlichen Harz besteht, das eine vernetzbare Struktureinheit enthält, auf dem erwähnten Substrat, um das auf dem erwähnten Substrat angeordnete erwähnte Energieerzeugungselement zu bedecken,

(iii) Vernetzungsbehandlung der erwähnten lichtempfindlichen Schicht, um die erwähnte lichtempfindliche Schicht in eine vernetzte lichtempfindliche Schicht umzuwandeln,

(iv) Bildung einer Deckharzschicht auf der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Schicht,

(v) Härtung der erwähnten Deckharzschicht,

(vi) Bestrahlung der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Schicht durch die erwähnte gehärtete Deckharzschicht hindurch mit ionisierender Strahlung, um die erwähnte vernetzte lichtempfindliche Schicht zu zersetzen und löslich zu machen, so daß sie zur Bildung des erwähnten Tintendurchgangsweges beiträgt, und

(vii) Elution der erwähnten vernetzten lichtempfindlichen Schicht, die mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, wodurch der erwähnte Tintendurchgangsweg, der mit der Ausstoßöffnung in Verbindung steht, gebildet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, das ferner einen Schritt der Bestrahlung nur eines vorher festgelegten Bereiches der vernetzten lichtempfindlichen Schicht, der nicht zur Bildung des Tintendurchgangsweges beiträgt, mit ionisierender Strahlung, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich vor der Bildung der Deckharzschicht löslich zu machen, und einen Schritt der Elution des erwähnten vorher festgelegten Bereichs außer dem übrigen Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Schicht, der nicht mit der erwähnten ionisierenden Strahlung bestrahlt worden ist, umfaßt.

3. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 2, bei dem die Deckharzschicht durch Beschichtung unter Verwendung eines Lösungsmittels gebildet wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 2, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, das eine chemische Struktur hat, die durch die folgende allgemeine Formel (I) wiedergegeben wird:

(worin A eine Struktureinheit ist, die vernetzt werden kann, R&sub1; eine Alkylgruppe ist, R&sub2; eine Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkylgruppen, substituierten und nicht substituierten aromatischen Ringen und heterocyclischen Ringen besteht, und m und n jeweils eine ganze Zahl bedeuten.)

5. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 3, bei dem die Deckharzschicht aus einem härtbaren Harz besteht.

6. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 5, das ferner einen Schritt der Bildung einer Ausstoßöffnung bei der Deckharzschicht umfaßt.

7. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 6, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 6, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Photolithographie durchgeführt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 6, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung mit einem Excimer-Laser durchgeführt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 3, bei dem die Deckharzschicht aus einem hitzehärtbaren Harz besteht.

11. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 10, das ferner einen Schritt der Bildung einer Ausstoßöffnung bei der Deckharzschicht umfaßt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 11, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 11, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung mit einem Excimer-Laser durchgeführt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, bei dem die Bestrahlung mit ionisierender Strahlung im Schritt (vi) nur für einen vorher festgelegten Bereich der vernetzten lichtempfindlichen Schicht, der zur Bildung des Tintendurchgangsweges beiträgt, durchgeführt wird, um den erwähnten vorher festgelegten Bereich löslich zu machen.

15. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, bei dem die Bildung der Deckharzschicht durch Beschichtung unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 14, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, das eine chemische Struktur hat, die durch die folgende allgemeine Formel (II) wiedergegeben wird:

(worin A eine Struktureinheit ist, die vernetzt werden kann, R&sub3; eine Alkylgruppe oder ein Halogenatom ist, R&sub4; eine Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkylgruppen, substituierten und nicht substituierten aromatischen Ringen und heterocyclischen Ringen besteht, und m und n jeweils eine ganze Zahl bedeuten.)

17. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 15, bei dem die Deckharzschicht aus einem photochemisch härtbaren Harz besteht.

18. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 17, das ferner einen Schritt der Bildung einer Ausstoßöffnung bei der Deckharzschicht umfaßt.

19. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 18, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird.

20. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 18, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Photolithographie durchgeführt wird.

21. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 18, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung mit einem Excimer-Laser durchgeführt wird.

22. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 15, bei dem die Deckharzschicht aus einem hitzehärtbaren Harz besteht.

23. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 22, das ferner einen Schritt der Bildung einer Ausstoßöffnung bei der Deckharzschicht umfaßt.

24. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 23, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung durch Trockenätzen unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas durchgeführt wird.

25. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 23, bei dem die Bildung der Ausstoßöffnung mit einem Excimer-Laser durchgeführt wird.

26. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, das eine chemische Struktur hat, die durch die folgende allgemeine Formel (I) wiedergegeben wird:

27. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 26, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem photochemisch vernetzbaren Harz besteht.

28. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 26, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem thermisch vernetzbaren Harz besteht.

29. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, das eine chemische Struktur hat, die durch die folgende allgemeine Formel (II) wiedergegeben wird:

30. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 29, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem photochemisch vernetzbaren Harz besteht.

31. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 29, bei dem die lichtempfindliche Harzschicht aus einem thermisch vernetzbaren Harz besteht.