JP2000313985A - 電鋳用原版及びその製造方法、電鋳部品及びその製造方法並びに振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電鋳部品のコストが高くなる。 【解決手段】 アルミニウム基板６１上にアルミニウム
酸化膜６２の非めっきパターン６５を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電鋳用原版及びその製
造方法、電鋳部品及びその製造方法並びに振動板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置等に用いられるインクジェット記録装置におけるイ
ンクジェットヘッドは、複数のノズル孔（ノズル、吐出
口、オリフィス、開口等とも称される。）を形成したノ
ズル形成部材と、各ノズルが連通するインク液室（吐出
室、加圧室、加圧液室、インク流路、液室、圧力室等と
も称される。）と、各インク液室内のインクを加圧する
圧電素子などの電気機械変換素子、或いはヒータなどの
電気熱変換素子、若しくは液室の一部を構成する振動板
とこれに対向する電極からなるエネルギー発生手段とを
備えて、エネルギー発生手段で発生したエネルギーでイ
ンク液室内インクを加圧することによってノズル孔から
インク滴を吐出させる。

【０００３】ここで、ノズル孔形成部材及びその製造方
法としては、例えば特開昭６３−３９６３号公報、特開
平１−４２９３９号公報等に記載されているように、電
鋳支持基板（導体基板）上にドライフィルムレジスト等
の感光性樹脂材料を用いてノズル径に応じたレジストパ
ターンを形成した後、このレジストパターンを用いてニ
ッケル等の金属材料を電鋳工法で析出してノズルプレー
トを形成するものなどがある。

【０００４】また、電気機械変換素子をエネルギー発生
手段として用いるピエゾ型インクジェットヘッド、或い
は振動板と対向電極とをエネルギー発生手段として用い
る静電型インクジェットヘッドにおける振動板及びその
製造方法としては、特開平６−１４３５７３号公報に記
載されているように、写真製版技術（フォトリソグラフ
ィ）とＮｉメッキ・電鋳工法を用いてダイアフラム部と
島状凸部を有する振動板を形成したもの、特開平６−３
４６２７１号公報に記載されているように、写真製版技
術（フォトリソグラフィ）とＮｉメッキ・電鋳工法を用
いて第一Ｎｉ層と第二Ｎｉ層からなる振動板を形成する
場合に、第一Ｎｉ層は光沢剤を添加しない無光沢Ｎｉで
形成するようにしたものなどがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た写真製版技術（フォトリソグラフィ）とＮｉメッキ・
電鋳工法であるフォトエレクトロフォーミング法で振動
板を製造する場合、振動板部品を製造する度に第一層フ
ォトリソグラフィによるパターンの形成とメッキ膜の成
膜を行ない、重ねて第二層フォトリソグラフィによるパ
ターンの形成とメッキ膜の成膜を行なうので、２層構造
の振動板部品を製造するためには２回のフォトリソとメ
ッキ成膜を繰返すことになる。さらに、基板のリサイク
ルでは、毎回レジストパターンを基板から除去してから
新規にレジストパターンをパターニングしなければなら
ないなど工程が複雑になる。

【０００６】フォトリソプロセスは周知のように多数の
各工程から成り立ち、全体を通しての工程時間が長いた
めに、通常は１枚の基板上に多数の振動板部品を面付け
する多数個取りを行ない、部品１個単位のコストを下げ
るようにしているが、マルチノズルヘッドのように多数
チャンネルを一体的に形成する振動板部品では１個の部
品サイズが大きくなって面付け数が少なくなり、スケー
ル効果が十分に得られずに低コスト化を図ることができ
ない。

【０００７】また、電鋳支持基板上に第一層のレジスト
パターンをパターニングした後、ダイアフラム部などの
第一層メッキ膜を成膜するため、フォトリソプロセスで
の汚れ、例えばレジスト残さ、プロセス中の熱処理によ
る基板露出表面の熱酸化膜などの形成によって、メッキ
膜成長の不均質層、ピンホールなどの膜欠陥が発生し易
く、歩留りが低下し、検査コストが増加する。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、電鋳部品のコストを低減する電鋳原版、その製造
方法、電鋳部品、その製造方法、振動板の製造方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１の電鋳原版は、導体基板上に電気絶縁性の
非めっきパターンを形成して前記導体基板の導体露出部
に電鋳めっき膜を成膜した後、前記導体基板から電鋳め
っき膜を剥離して電鋳部品を製造するために用いる電鋳
原版において、前記導体基板上に金属酸化膜で前記非め
っきパターンを形成する構成とした。

【００１０】請求項２の電鋳原版は、上記請求項１の電
鋳原版において、前記導体基板がアルミニウム又はその
合金からなり、この導体基板上にアルミニウム酸化膜か
らなる前記非めっきパターンを形成する構成とした。

【００１１】請求項３の電鋳原版は、上記請求項２の電
鋳原版において、前記導体基板の非めっきパターン以外
の導体露出部に金属めっき膜を成膜して前記アルミニウ
ム酸化膜と略同一平面に仕上げる構成とした。

【００１２】請求項４の電鋳原版の製造方法は、上記請
求項２又は３の電鋳原版を製造する電鋳原版の製造方法
において、前記アルミニウム又はその合金からなる導体
基板を硫酸水溶液中で陽極酸化処理して前記非めっきパ
ターンのアルミニウム酸化膜を成膜する構成とした。

【００１３】請求項５の電鋳原版の製造方法は、上記請
求項４の電鋳原版の製造方法において、前記硫酸水溶液
の濃度を５〜２０ｖｏｌ％、温度０〜２０℃の範囲内と
して陽極酸化処理を施す構成とした。

【００１４】請求項６の電鋳原版の製造方法は、上記請
求項４又は５の電鋳原版の製造方法において、前記導体
基板表面の全面にアルミニウム陽極酸化膜を形成した
後、非めっきパターンに応じて前記アルミニウム陽極酸
化膜を除去する構成とした。

【００１５】請求項７の電鋳部品の製造方法は、導体基
板上に電気絶縁性の非めっきパターンを形成して前記導
体基板の導体露出部に電鋳めっき膜を成膜した後、前記
導体基板から電鋳めっき膜を剥離して電鋳部品を製造す
る電鋳部品の製造方法において、前記請求項１乃至３の
いずれかの電鋳原版を用いて前記電鋳めっき膜を成膜す
る構成とした。

【００１６】請求項８の電鋳部品の製造方法は、上記請
求項７の電鋳部品の製造方法において、前記電鋳原版表
面を機械的に研磨して表面清浄化した後電鋳めっき膜を
成膜する構成とした。

【００１７】請求項９の電鋳部品の製造方法は、上記請
求項７又は８の電鋳部品の製造方法において、前記電鋳
部品がインクジェットヘッド用のノズル形成部品である
構成とした。

【００１８】請求項１０の電鋳部品の製造方法は、上記
請求項７又は８の電鋳部品の製造方法において、前記電
鋳部品がインクジェットヘッド用の振動板部品である構
成とした。

【００１９】請求項１１の振動板の製造方法は、複層構
造からなる振動板の製造方法において、第１層を前記請
求項１乃至３のいずれかの電鋳原版を用いて形成した
後、この第１層上に形成する第２層以後の層は光感光性
樹脂で非めっきパターンを形成する構成とした。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係る電鋳部品
であるノズル形成部材及び振動板を備えたインクジェッ
トヘッドの分解斜視図、図２は同ヘッドのチャンネル方
向（ノズル配列方向）と直交する方向の要部拡大断面
図、図３は同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図
である。

【００２１】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト１と、液室ユニット２と、ヘッドカバー３とを備えて
いる。駆動ユニット１は、セラミックス基板、例えばチ
タン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶
縁性の基板１１上に、エネルギー発生素子である複数の
積層型圧電素子１２を列状に２列配置して接合し、これ
ら２列の各圧電素子１２の周囲を取り囲む樹脂、セラミ
ック等からなるフレーム部材（支持体）１３を接着剤１
４によって接合している。

【００２２】複数の圧電素子１２は、インクを液滴化し
て飛翔させるための駆動パルスが与えられる圧電素子
（これを「駆動部」という。）１７，１７…と、駆動部
１７，１７間に位置し、駆動パルスが与えられずに単に
液室ユニット２を基板１１に固定する液室支柱部材とな
る圧電素子（これを「非駆動部」という。）１８，１８
…とを交互に構成している。

【００２３】ここで、圧電素子１２としては１０層以上
の積層型圧電素子を用いている。この積層型圧電素子
は、例えば図２に示すように、厚さ１０〜５０μｍ／１
層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）２０と、厚さ数μ
ｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電
極２１とを交互に積層したものであるが、圧電素子とし
て用いる材料は上記に限られるものでなく、その他の電
気機械変換素子を用いることもできる。

【００２４】各圧電素子１２の内部電極２１は１層おき
にＡgＰdからなる左右の端面電極２２，２３（２つの圧
電素子列の対向する面側を端面電極２２とし、対向しな
い面側を端面電極２３とする。）に接続している。一
方、基板１１上には、図１に示すようにＮi・Ａu蒸着、
Ａuメッキ、ＡgＰtペースト印刷、ＡgＰdペースト印刷
等によって共通電極２４及び個別電極２５の各パターン
を設けている。

【００２５】そして、各列の各圧電素子１２の対向する
端面電極２２を導電性接着剤２６を介して共通電極２４
に接続し、他方、各列の各圧電素子１２の対向しない端
面電極２３を同じく導電性接着剤２６を介してそれぞれ
個別電極２５に接続している。これにより、駆動部１７
に駆動電圧を与えることによって、積層方向に電界が発
生して、駆動部１７には積層方向の伸びの変位（ｄ３３
方向の変位）が生起される。なお、共通電極２４は、図
２にも示すように、フレーム部材１３に設けた穴１３ａ
内に導電性接着剤２６を充填することで各圧電素子に接
続されたパターンの導通を取っている。

【００２６】一方、液室ユニット２は、金属薄膜の積層
体からなる複層構造の振動板３１と、ドライフィルムレ
ジスト（ＤＦＲ）からなる感光性樹脂層で形成した２層
構造の液室隔壁部材３２と、金属、樹脂等からなるノズ
ルプレート３３とを順次を積層し、熱融着して形成して
いる。これらの各部材によって、１つの圧電素子１２
（駆動部１７）と、この１つの圧電素子１２に対応する
ダイアフラム部３４と、各ダイアフラム部３４を介して
加圧される加圧液室３５と、この加圧液室３５の両側に
位置して加圧液室３５に供給するインクを導入する共通
液室３６，３６と、加圧液室３５と共通液室３６，３６
とを連通するインク供給路３７，３７と、加圧液室３５
に連通するノズル３８とによって１つのチャンネルを形
成し、このチャンネルを複数個２列設けている。

【００２７】振動板３１は、２層構造のニッケルめっき
膜からなり、駆動部１７に対応する前記ダイアフラム部
３４と、駆動部１７と接合するためにこのダイアフラム
部３４の中央部に一体的に形成した島状凸部４０と、非
駆動部１８に接合する梁となると共に各チャンネル（ノ
ズル）を独立させる隔壁部４１及びフレーム部材１３に
接合する周辺厚肉部４２と、共通液室３６に対応する圧
力を吸収する弾性体部（以下「ダンパー部」という。）
４３を形成している。ここで、ダイアフラム部３４及び
ダンパー部４３の厚みを第一層（第一層めっき膜）の厚
みとし、島状凸部４０、隔壁部４１及び周辺厚肉部４２
の厚みを第一層と第二層（第二層めっき膜）の厚みを加
えた厚みとしている。

【００２８】液室隔壁部材３２は、振動板３１側に予め
ドライフィルムレジストをラミネートして所要のマスク
を用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成し
た第１感光性樹脂層４５と、ノズルプレート３３側に予
めドライフィルムレジストをラミネートして所要のマス
クを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成
した第２感光性樹脂層４６とを熱圧着で接合してなる。

【００２９】ノズルプレート３３にはインク滴を飛翔さ
せるための微細な吐出口であるノズル３８を多数を形成
している。このノズル３８の内部形状（内側形状）は、
略円柱形状（又は略円錘台形状でもよい。）に形成して
いる。また、このノズル３８の径はインク滴出口側の直
径で約２５〜３５μｍである。

【００３０】このノズルプレート３３のインク吐出面
（ノズル表面側）は、図１に示すように撥水性の表面処
理を施した撥水処理面４７としている。例えば、ＰＴＦ
Ｅ−Ｎi共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性の
あるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コー
トしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布
後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理
膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高
品位の画像品質を得られるようにしている。

【００３１】これらの駆動ユニット１と液室ユニット２
とはそれぞれ別個に加工、組立を行なった後、液室ユニ
ット２の振動板３１と駆動ユニット１の圧電素子１２及
びフレーム部材１３とを接着剤４９で接合している。

【００３２】そして、基板１１をヘッド支持部材である
スペーサ部材（ヘッドホルダ）５０上に支持して保持
し、このスペーサ部材５０内に配設したヘッド駆動用Ｉ
Ｃ等を有するＰＣＢ基板と駆動ユニット１の各圧電素子
１２（駆動部１７）に接続した各電極２４，２５とをＦ
ＰＣケーブル５１，５１を介して接続している。

【００３３】また、ノズルカバー（ヘッドカバー）３
は、ノズルプレート３３の周縁部及びヘッド側面を覆う
箱状に形成したものであり、ノズルプレート３３の周縁
部に接着剤にて接着接合している。さらに、このインク
ジェットヘッドには、図示しないインクカートリッジか
らのインクを液室に供給するため、スペーサ部材５０、
基板１１、フレーム部材１３及び振動板３１にそれぞれ
インク供給穴５２〜５５を設けている。

【００３４】このように構成したインクジェットヘッド
においては、記録信号に応じて駆動部１７に駆動波形
（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによっ
て、駆動部１７に積層方向の変位が生起し、振動板３１
のダイアフラム部３４を介して加圧液室３５が加圧され
て圧力が上昇し、ノズル３８からインク滴が吐出され
る。このとき、加圧液室３５から共通液室３６へ通じる
インク供給路３７，３７方向へもインクの流れが発生す
るが、インク供給路３７，３７の断面積を狭小にするこ
とで流体抵抗部として機能させて共通液室３６，３６側
へのインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防
いでいる。

【００３５】そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧
液室３５内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性
と駆動パルスの放電過程によって加圧液室３４内に負圧
が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、イン
クタンクから供給されたインクは共通液室３６，３６に
流入し、共通液室３６，３６からインク供給路３７，３
７を経て加圧液室３５内に充填される。そして、ノズル
３８の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、
表面張力によってノズル３８の出口付近に戻されて（リ
フィル）安定状態に至れば、次のインク滴吐出動作に移
行する。

【００３６】次に、本発明に係る電鋳原版及びその製造
方法並びに当該電鋳原版を用いた電鋳部品であるノズル
形成部材（ノズルプレート）の製造方法について図４乃
至図６を参照して説明する。なお、図４は本発明に係る
電鋳原版及びその製造工程、並びにノズル形成部材の製
造方法の工程を説明する説明図、図５は同工程の陽極酸
化処理の説明に供する説明図、図６は本発明に係るノズ
ル形成部材の製造方法の他の例の説明図である。

【００３７】まず、図４（ａ）に示すように電鋳原版の
元となる導体基板としてアルミニウム基板６１を用い
る。アルミニウム及びその合金には種々のものがある
が、ここではＡ２０００系（ＪＩＳ）材料を用いてい
る。工業的にノズル形成部材を大量に生産するには、そ
の部品寸法、面付け数、フォトリソサイズなどで電鋳原
版とする基板サイズを選択する。

【００３８】そこで、このアルミニウム基板６１を脱
脂、洗浄した後、硫酸水溶液中で陽極電解する。アルミ
ニウム基板６１を硫酸水溶液中で陽極電解することで、
同図（ｂ）に示すように、アルミニウム基板６１の表面
にアルミニウム酸化膜（陽極酸化膜）６２が成膜され
る。

【００３９】この陽極電解は、図５に示すように、電解
槽７１内の硫酸水溶液からなる電解液７２中に、アルミ
ニウム基板６１と鉛板からなる極板７３とを配置し、ア
ルミニウム基板６１を陽極、極板７３を陰極として電源
７４から電圧を印加することによって行う。なお、電解
槽７１中の電解液７２の温度を管理するために温度調節
器７５及び冷却機械７６を具備する。

【００４０】ここで、陽極酸化条件としては、硫酸水溶
液濃度を５〜２０ｖｏｌ％、液温度を０〜２０℃として
処理した。アルミニウム酸化膜６２の膜厚は一定厚さま
では、ほぼ通電電気量に比例し、処理温度、電流分布密
度などの均一化を図ることで３０μｍの膜厚でその１０
％（３μｍ）以内のバラツキに制御することができる。

【００４１】また、硫酸水溶液の濃度、温度などの処理
条件によりアルミニウム酸化膜６１の硬度を制御するこ
とができる。上記の処理条件では、ビッカース硬度Ｈｖ
２５０〜４５０レベルの電気絶縁性の硬質膜を容易に形
成することができる。このアルミニウム酸化膜６２の硬
度は、後述するように電鋳前の機械的清浄研磨でアルミ
ニウム酸化膜６２からなる非めっきパターンと原版露出
部に成膜する厚付けめっき膜とが同時に減ずるような硬
度に調整しておくことが重要である。アルミニウム酸化
膜のみが摩滅するのでは電鋳原版として繰り返し使用で
きなくなる。

【００４２】このようにして成膜されるアルミニウム酸
化膜６２は、アルミニウム基板６１表面の直接の酸化成
長膜であるので、アルミニウム基板６１とアルミニウム
酸化膜６２との密着性は極めて優れており、繰り返し使
用に十分に耐え得る酸化膜である。

【００４３】次に、図４（ｃ）に示すようにアルミニウ
ム基板６１のアルミニウム酸化膜６２上にフォトレジス
ト６３を塗布した後、ノズルに対応する非めっきパター
ンのマスクを用いて、露光、現像工程（フォトリソ工
程）を経て、同図（ｄ）に示すように、アルミニウム基
板６１のアルミニウム酸化膜６２上に非めっきパターン
に対応するレジストパターン６４を形成する。

【００４４】ここではノズルプレートを製作するため、
円形のレジストパターン６４を形成しているが、ノズル
形状に応じて四角形状あるいはその他の多角形状であっ
てもよい。

【００４５】その後、同図（ｅ）に示すように、レジス
トパターン６４で覆われずに露出しているアルミニウム
酸化膜６２の部分を燐酸液で溶解除去することにより、
レジストパターン６４と同形状、すなわち非めっきパタ
ーン６５となるアルミニウム酸化膜６２がアルミニウム
基板６１上に残存する。

【００４６】次いで、同図（ｆ）に示すように、このア
ルミニウム基板６１上に厚付けめっき膜６６を成膜す
る。アルミニウムは、酸性、アルカリ性の薬品で腐食さ
れる両性金属と言われ、直接のめっき処理はできないの
で、亜鉛置換処理というアルミニウム特有のめっき前処
理を行った後、無電解銅めっき、無電解ニッケルめっき
などを施し、さらに電気めっきなどの厚付けめっき処理
を行ってめっき膜６６を形成する。

【００４７】このとき、無電解めっき、若しくは、ニッ
ケル、銅、クロムなどのめっき膜６６をアルミニウム酸
化膜６２の厚さ以上の厚みまで形成する。ここでは、亜
鉛置換処理の後アルミニウム基板露出部に約４０μｍの
無電解ニッケルめっきを行った。このように、アルミニ
ウム基板の露出部を他の金属で被覆しているのは、電鋳
原版を繰り返し使用するために、原版に直接めっき、電
鋳が可能で、めっき、電鋳液で原版が腐食されないよう
にするためである。

【００４８】その後、アルミニウム基板６１のアルミニ
ウム酸化膜６２からなる非メッキパターン６５と厚付け
めっき膜６６とが略同一平面になるように機械的に研磨
加工することによって、同図（ｇ）に示すように、アル
ミニウム基板６１を基材としてアルミニウム酸化膜６２
からなる非めっきパターン６５が形成され露出部がめっ
き膜６６で被覆された電鋳原版６７が得られる。

【００４９】そこで、この電鋳原版６７を用いて、付織
布研磨材などで機械的に清浄化した後、化学的或いは物
理化学的にめっき表面に薄い酸化膜槽を形成した後、ニ
ッケル電鋳を行うことによって、同図（ｈ）に示すよう
に、電気絶縁性のアルミニウム酸化膜６２の非メッキパ
ターン６５上にせり出すように電鋳めっき膜６８が析出
成長する。このめっき膜６８が所望の厚さになった時点
で通電を停止する。

【００５０】その後、電鋳原版６７からニッケルのめっ
き膜６８を剥離することで、電鋳原版６７の非めっきパ
ターン６５と反転一致した形状のノズルとなる孔を有す
るニッケル電鋳部品であるノズルプレートが得られる。

【００５１】この場合のノズル直径は、非めっきパター
ンの直径とめっきせり出し量により決定され、めっきせ
り出し量はめっき厚さで代用できるので、ノズル直径
は、「ノズル直径＝非めっきパターン直径−２×めっき
厚さ」で概略求めることができる。

【００５２】このように導体基板上に金属酸化膜で非め
っきパターンを形成して電鋳部品を製作するための電鋳
原版を構成したので、電鋳原版として繰り返し使用が可
能になり、電鋳原版の製作コスト、電鋳部品の製作コス
トを低減することができ、また、電鋳原版を繰り返し使
用できることから、パターン寸法に基因する電鋳部品の
寸法のバラツキを小さくすることができる。

【００５３】また、導体基板にアルミニウム基板を用い
て金属酸化膜としてアルミニウム酸化膜を形成すること
で、非めっきパターンを形成する金属酸化膜が導体基板
に強い密着性で密着し、電鋳原版の繰り返し使用可能回
数を多くすることができるとともに、金属酸化膜の成膜
も比較的簡単な設備で行うことができて、電鋳原版の製
作コストが低減する。このアルミニウム酸化膜を硫酸水
溶液中での陽極酸化処理で形成することによって、アル
ミニウム酸化膜の硬度を容易に選択することができる。

【００５４】この場合、アルミニウム酸化膜以外の導体
基板の露出部分を金属めっき膜で覆うことによって、ア
ルミニウム基板の耐薬品性を向上することができ、その
金属めっき膜をアルミニウム酸化膜と略同一平面に仕上
げることで、一定厚さのアルミニウム酸化膜からなる非
めっきパターンを確保することができる。

【００５５】なお、ここでは、一個の非めっきパターン
を形成する例で説明したが、実際には一定のピッチで複
数個のノズルを配列したノズルプレートを一枚の電鋳原
版を用いて製作する（多数個取り）ので、図６に示すよ
うに、ノズルに対応するアルミニウム酸化膜の非めっき
パターン８１を一定のピッチで形成すると共に、各ノズ
ルプレートに分割するための外形枠に対応する非めっき
パターン８２も併せてパターニングすることで、マルチ
ノズルプレート８３を得ることができる。なお、外形枠
に対応する非めっきパターン８２には後述する振動板シ
ートの剥離とマルチノズルシートの剥離を容易にするた
めのランド部８２ａを形成している。

【００５６】次に、本発明の電鋳原版及びその製造方法
並びに当該電鋳原版を用いた電鋳部品である振動板の製
造方法について図７乃至図１１を参照して説明する。な
お、図７は振動板第一層用電鋳原版の製造工程を説明す
る説明図、図８は図７に続く工程を説明する説明図、図
９は振動板の製造工程を説明する説明図、図１０は同工
程の説明に供する斜視説明図、図１１は同工程を経て得
られる振動板の斜視説明図である。

【００５７】まず、上述したノズルプレート用電鋳原版
の製作工程と同様に、図７（ａ）に示すように電鋳原版
の元となる導体基板としてアルミニウム基板９１を用い
る。アルミニウム及びその合金には種々のものがある
が、ここでもＡ２０００系（ＪＩＳ）材料のアルミニウ
ム基板でサイズが直径２００ｍｍの円板を用い、４０〜
５０個の振動板部品を面付けするようにした。

【００５８】そして、このアルミニウム基板９１を脱
脂、洗浄した後、硫酸水溶液中で陽極電解して、同図
（ｂ）に示すようにアルミニウム基板９１の表面にアル
ミニウム酸化膜９２を形成し、同図（ｃ）に示すよう
に、アルミニウム酸化膜９２の表面にフォトレジスト９
３を塗布する。

【００５９】次いで、振動板部品の多数個取り用露光マ
スクを用いて露光し、現像することによって、各図
（ｄ）に示すように振動板外形枠（外形分離帯）パター
ン９４、インク供給口（インク流入穴）５５を形成する
ためのインク供給口パターン９５及びアライメントマー
クパターン９６をフォトレジストで形成する。

【００６０】なお、外形枠パターン９４は上述したよう
に１つの電鋳原版で同時に多数の振動板を形成する多数
個取りを行うので、形成後に個々の振動板を分離するた
めのパターンであり、またアライメントマークパターン
９６は後述する第二層を形成するときの位置合せ用のも
のである。

【００６１】その後、同図（ｅ）に示すように、レジス
トのパターン９４〜９６で覆われずに露出しているアル
ミニウム酸化膜９２の部分を燐酸液で溶解除去すること
により、レジストのパターン９４〜９６と同形状、すな
わち非めっきパターンとなるアルミニウム酸化膜９２が
アルミニウム基板９１上に残存する。

【００６２】次いで、図８（ａ）に示すように、前記実
施形態と同様にアルミニウム基板９１上に厚付けめっき
膜１０１を成膜した後、アルミニウム基板９１のアルミ
ニウム酸化膜９２と厚付けめっき膜１０１とが略同一平
面になるように機械的に研磨加工することによって、同
図（ｂ）に示すように、アルミニウム基板９１を基材と
してアルミニウム酸化膜９２で非めっきパターンである
外形枠パターン９８、インク供給口パターン９９、アラ
イメントマークパターン１００が形成され露出部がめっ
き膜１０１で被覆された振動板の第一層成膜用電鋳原版
１１０が得られる。なお、外形枠パターン９８には上述
の工程を経てランド部９８ａが形成される。これにより
後述する振動板シートの剥離を容易にして生産性を向上
できる。

【００６３】次に、本発明の第４実施形態に係る電鋳原
版１１０を用いた振動板の製造方法について図９及び図
１０を参照して説明する。先ず、各図（ａ）に示すよう
に、機械的に研磨された電鋳原版１１０の表面に、図９
（ｂ）に示すように、金属メッキを施してダイアフラム
部３４の厚みを有する第一層１１１を形成する。この第
一層１１１の厚みは３〜５μｍとしている。

【００６４】その後、同図（ｃ）に示すように、第一層
１１１を成膜した電鋳原版１１０上にフォトレジスト１
１２を塗布、焼き付けした後、同図（ｄ）及び図１０
（ｂ）に示すように、電鋳原版１１０上のアライメント
マークパターン１００を基準として、外形枠パターン１
１３、インク供給口パターン１１４及びアライメントマ
ークパターン１１５を露光、現像工程によってパターニ
ングする。それと共に、ダイアフラム部３４（薄肉部
分）及びダンパー部４３以外の部分は島状凸部４０及び
隔壁部４１を含めて厚肉にするため、島状凸部４０及び
隔壁部４１を反転した形状でダイアフラム部３４に対応
するダイアフラム部パターン１１６をパターニングし、
ダンパー部４３に相当する部分にダンパー部パターン１
１７パターニングする。

【００６５】次いで、レジスト１１２を除去した第一層
１１１の表面を酸活性化処理で活性化した後、図９
（ｅ）及び図１０（ｃ）に示すように金属メッキを施し
て第二層１１８を形成する。このとき、第一層１１１表
面の内のダイアフラム部３４に相当する部分がダイアフ
ラム部パターン１１６で覆われ、同様にダンパー部４３
に相当する部分がダンパー部パターン１１７で覆われて
いるので、これらの部分は第一層１１１の厚みのままと
なる。

【００６６】このようにして、各チャンネル毎に分離さ
れたダイアフラム部３４、島状凸部４０、梁部（隔壁
部）４１及び周辺厚肉部４２が一体的に積層形成された
振動板部品を多数個連結した振動板シート１２０が得ら
れるので、電鋳原版１１０から振動板シート１２０を剥
離して第二層用のレジストを除去して外形枠パターン１
１３で各振動板に分離することで、図９（ｆ）及び図１
１にも示すような振動板部品１２１が得られる。

【００６７】そして、電鋳原版１１０はアルミニウム酸
化膜９２による非めっきパターン９８、９９、１００が
アルミニウム基板９１に強固に密着しているので、再度
清浄化処理を行うことによって繰り返し使用することが
できる。

【００６８】このように、第一層成膜用の電鋳原版を製
作して、この電鋳原版を繰り返し使用することができ、
複層構造の振動板部品を製作するときに第二層以降のみ
フォトリソ工程を行えば良く、フォトリソ要因で多発す
るピンホール欠陥、島状凸部、隔壁部、周辺厚肉部等で
のコンタミめっき形状欠陥などを極度に低減することが
でき、振動板部品の製造コストを大幅に低下することが
できる。

【００６９】なお、上記実施例においては、本発明をイ
ンクジェットヘッド用ノズル形成部材や振動板部品を製
造するために用いる電鋳原版及びその製造方法に適用し
た例で説明したが、インクジェットヘッド部品に限るも
のではなく、金属メッシュを製作するための電鋳原版及
びその製造方法などにも適用することができる。さら
に、インクジェットヘッドとしてもピエゾ型のものに限
らず、振動板と対向電極とを用いる静電型インクジェッ
トヘッドの振動板部品やノズル形成部材にも適用するこ
とができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の電鋳原
版によれば、導体基板上に金属酸化膜で非めっきパター
ンを形成する構成としたので、繰り返し使用できる電鋳
原版が得られ、電鋳部品の製造コストや電鋳原版の製作
コストを低減することができ、また電鋳部品の寸法バラ
ツキを低減できて品質を向上することができる。

【００７１】請求項２の電鋳原版によれば、上記請求項
１の電鋳原版において、アルミニウム基板上にアルミニ
ウム酸化膜からなる非めっきパターンを形成する構成と
したので、酸化膜と導体基板との密着性が向上し、また
酸化膜の膜硬度や厚みを容易に制御することができる。

【００７２】請求項３の電鋳原版によれば、上記請求項
２の電鋳原版において、導体基板の非めっきパターン以
外の導体露出部に金属めっき膜を成膜してアルミニウム
酸化膜と略同一平面に仕上げる構成としたので、アルミ
ニウム基板の耐薬品性を向上することができるととも
に、均質な原版表面を確保でき、電鋳部品の品質が向上
する。

【００７３】請求項４の電鋳原版の製造方法によれば、
アルミニウム又はその合金からなる導体基板を硫酸水溶
液中で陽極酸化処理して非めっきパターンのアルミニウ
ム酸化膜を成膜する構成としたので、アルミニウム酸化
膜のばらつきを小さくすることができ、非めっきパター
ンの幅寸法のばらつきを抑えることができる。

【００７４】請求項５の電鋳原版の製造方法によれば、
上記請求項４の電鋳原版の製造方法において、硫酸水溶
液の濃度を５〜２０ｖｏｌ％、温度０〜２０℃の範囲内
として陽極酸化処理を施す構成としたので、繰り返し使
用できる電鋳原版が得られ、電鋳部品の製造コストや電
鋳原版の製作コストを低減することができ、また電鋳部
品の寸法バラツキを低減できて品質を向上することがで
きる。

【００７５】請求項６の電鋳原版の製造方法によれば、
上記請求項４又は５の電鋳原版の製造方法において、導
体基板表面の全面にアルミニウム陽極酸化膜を形成した
後、非めっきパターンに応じてアルミニウム陽極酸化膜
を除去する構成としたので、陽極酸化処理の条件設定が
容易になり、アルミニウム陽極酸化膜の寸法ばらつき低
減し、非めっきパターンの幅寸法のばらつきを抑えるこ
とができる。

【００７６】請求項７の電鋳部品の製造方法によれば、
上記請求項１乃至３のいずれかの電鋳原版を用いて電鋳
めっき膜を成膜する構成としたので、電鋳部品の製作コ
ストが低減し、品質も向上する。

【００７７】請求項８の電鋳部品の製造方法によれば、
上記請求項７の電鋳部品の製造方法において、電鋳原版
表面を機械的に研磨して表面清浄化した後電鋳めっき膜
を成膜する構成としたので、適度の表面粗さが形成さ
れ、めっき電鋳中に原版からの剥離がなく、剥離工程で
容易に剥離できる適度の密着性が得られる。

【００７８】請求項９の電鋳部品の製造方法によれば、
インクジェットヘッド用のノズル形成部品を繰り返し使
用可能な上記電鋳原版を用いて製造する構成としたの
で、ノズル形成部品の製作コストを低減し、品質を向上
することができる。

【００７９】請求項１０の電鋳部品の製造方法によれ
ば、インクジェットヘッド用の振動板部品を繰り返し使
用可能な上記電鋳原版を用いて製造する構成としたの
で、振動板部品の製作コストを低減し、品質を向上する
ことができる。

【００８０】請求項１１の振動板の製造方法によれば、
複層構造からなる振動板の第１層を上記電鋳原版を用い
て形成した後、この第１層上に形成する第２層以後の層
は光感光性樹脂で非めっきパターンを形成する構成とし
たので、ピンホール欠陥のない振動板を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの分解
斜視図

【図２】同ヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要
部拡大断面図

【図３】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図

【図４】本発明に係る電鋳原版及びその製造工程並びに
電鋳部品の製造工程を説明する模式的説明図

【図５】同工程の陽極酸化処理装置を説明する説明図

【図６】本発明に係るノズル形成部材の製造工程の他の
例の説明に供する斜視説明図

【図７】本発明に係る電鋳原版及びその製造工程を説明
する模式的説明図

【図８】図７に続く工程を説明する模式的説明図

【図９】同電鋳原版を用いた振動板の製造工程を説明す
る説明図

【図１０】同工程の説明に供する斜視説明図

【図１１】同工程を得た得られる振動板の斜視説明図

【符号の説明】

１…駆動ユニット、２…液室ユニット、３…フレーム、
１２…圧電素子、１７…駆動部、１８…非駆動部、３１
…振動板、３３…ノズルプレート、３４…ダイヤフラム
部、４０…島状凸部、４１…梁部、４２…周辺厚肉部、
４３…ダンパー部、６１…アルミニウム基板、６２…ア
ルミニウム酸化膜。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体基板上に電気絶縁性の非めっきパタ
   ーンを形成して前記導体基板の導体露出部に電鋳めっき
   膜を成膜した後、前記導体基板から電鋳めっき膜を剥離
   して電鋳部品を製造するために用いる電鋳原版におい
   て、前記導体基板上に金属酸化膜で前記非めっきパター
   ンを形成したことを特徴とする電鋳原版。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電鋳原版において、前
   記導体基板がアルミニウム又はその合金からなり、この
   導体基板上にアルミニウム酸化膜からなる前記非めっき
   パターンを形成したことを特徴とする電鋳原版。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電鋳原版において、前
   記導体基板の非めっきパターン以外の導体露出部に金属
   めっき膜を成膜して前記アルミニウム酸化膜と略同一平
   面に仕上げたことを特徴とする電鋳原版。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の電鋳原版を製造
   する電鋳原版の製造方法において、前記アルミニウム又
   はその合金からなる導体基板を硫酸水溶液中で陽極酸化
   処理して前記非めっきパターンのアルミニウム酸化膜を
   成膜することを特徴とする電鋳原版の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電鋳原版の製造方法に
   おいて、前記硫酸水溶液の濃度を５〜２０ｖｏｌ％、温
   度０〜２０℃の範囲内として陽極酸化処理を施すことを
   特徴とする電鋳原版の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の電鋳原版の製造
   方法において、前記導体基板表面の全面にアルミニウム
   陽極酸化膜を形成した後、非めっきパターンに応じて前
   記アルミニウム陽極酸化膜を除去することを特徴とする
   電鋳原版の製造方法。
7. 【請求項７】 導体基板上に電気絶縁性の非めっきパタ
   ーンを形成して前記導体基板の導体露出部に電鋳めっき
   膜を成膜した後、前記導体基板から電鋳めっき膜を剥離
   して電鋳部品を製造する電鋳部品の製造方法において、
   前記請求項１乃至３のいずれかに記載の電鋳原版を用い
   て前記電鋳めっき膜を成膜することを特徴とする電鋳部
   品の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の電鋳部品の製造方法に
   おいて、前記電鋳原版表面を機械的に研磨して表面清浄
   化した後電鋳めっき膜を成膜することを特徴とする電鋳
   部品の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７又は８に記載の電鋳部品の製造
   方法において、前記電鋳部品がインクジェットヘッド用
   のノズル形成部品であることを特徴とする電鋳部品の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 請求項７又は８に記載の電鋳部品の製
    造方法において、前記電鋳部品がインクジェットヘッド
    用の振動板部品であることを特徴とする電鋳部品の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 複層構造からなる振動板の製造方法に
    おいて、第１層を前記請求項１乃至３のいずれかに記載
    の電鋳原版を用いて形成した後、この第１層上に形成す
    る第２層以後の層は光感光性樹脂で非めっきパターンを
    形成することを特徴とする振動板の製造方法。