JP2001329392A - Method for manufacturing electroforming die and method for manufacturing ink-jet head - Google Patents

Method for manufacturing electroforming die and method for manufacturing ink-jet head

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JP2001329392A
JP2001329392A JP2000144455A JP2000144455A JP2001329392A JP 2001329392 A JP2001329392 A JP 2001329392A JP 2000144455 A JP2000144455 A JP 2000144455A JP 2000144455 A JP2000144455 A JP 2000144455A JP 2001329392 A JP2001329392 A JP 2001329392A
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film
ink
light
electroforming
manufacturing
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Takeshi Nanjo
健 南條
Yasuhiro Sato
康弘 佐藤
Shinji Tezuka
伸治 手塚
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an electroforming die by which the organic die part of a nozzle forming member is forward-tapered with good controllability. SOLUTION: According to the method of this invention for manufacturing an ink-jet head, a photosensitive film is first deposited on a substrate, and a light-shielding film is deposited on the photosensitive film. Meanwhile, a diffused light is projected from above the light-shielding film, and a forward- tapered electroforming die is formed with the optional part exposed by the development by the diffused light left. Subsequently, an electroformed film is accumulated by electroforming, an ink-repellent surface film is deposited on the electroformed film, the substrate and electroforming die are removed, and a nozzle hole having a reverse-tapered section is formed with a discharge face directed upward.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電鋳用型製造方法及
びインクジェットヘッド製造方法に関し、詳細には逆テ
ーパー形状を成すノズル孔を形成するノズル形成部材の
吐出表面に撥インク性の表面皮膜を設けたインクジェッ
トヘッド製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electroforming mold and a method for manufacturing an ink jet head. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head. The present invention relates to a method for manufacturing the provided inkjet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写機等に用
いられるドロップオンディマンド(DOD)型のインク
ジェット記録装置は、例えばインク滴を吐出する複数の
ノズルと、ノズルが連通する液室と、液室内のインクを
加圧するための圧電素子等の電気機械変換素子あるいは
熱抵抗体(ヒータ)等の熱機械変換素子からなるエネルギ
ー発生手段とを備えたインクジェットヘッドを用いて、
記録信号が入力された時にのみノズルからインク滴を吐
出飛翔させて、高速高解像度の記録を行うものである。
2. Description of the Related Art A drop-on-demand (DOD) type ink jet recording apparatus used in a printer, a facsimile, a copying machine, or the like, includes, for example, a plurality of nozzles for discharging ink droplets, a liquid chamber in which the nozzles communicate, and an ink in the liquid chamber. Using an ink-jet head equipped with an energy generating means consisting of a thermo-mechanical conversion element such as a piezoelectric element or a thermo-resistor (heater) such as a piezoelectric element for applying pressure,
Only when a recording signal is input, ink droplets are ejected from nozzles to fly, and high-speed, high-resolution recording is performed.

【0003】このようなインクジェットヘッドは、ヒー
タや圧電素子等のエネルギー発生手段を駆動することに
よってノズルから液滴化したインク滴を吐出飛翔させて
記録を行うため、ノズル形状及び吐出口径の精度等がイ
ンク滴の噴射性能に影響を与えるとともに、ノズル部材
の表面の特性がインク滴の噴射性能に影響を与える。例
えば、ノズル周辺部にインクが付着して不均一なインク
溜りが発生すると、インク滴の吐出方向が曲げられた
り、インク滴の大きさにばらつきが生じたり、インク滴
の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じることが知
られている。
In such an ink-jet head, recording is performed by driving an energy generating means such as a heater or a piezoelectric element so that ink droplets are ejected and ejected from a nozzle to perform recording. Affects the ink droplet ejection performance, and the characteristics of the surface of the nozzle member affect the ink droplet ejection performance. For example, if ink adheres to the periphery of the nozzle and an uneven ink pool is generated, the ejection direction of the ink droplet is bent, the size of the ink droplet varies, or the flying speed of the ink droplet becomes unstable. It is known that inconveniences such as becoming occur.

【0004】そこで、従来、ノズル形成部材の表面(ノ
ズル孔の吐出面)に撥水性(撥インク性)を有する表面
層を形成することで均一性を高めることが知られてい
る。この撥水性膜の形成方法としては、フッ素系撥水剤
等の撥水剤を塗布する方法(特開昭55−65564号
公報)、フッ素系高分子共析メッキで撥水層を形成する
方法(特開昭63−3963号公報(以下従来例1と称
す)、特開平4−294145号公報(以下従来例2と
称す))等がある。
Therefore, it is conventionally known to improve the uniformity by forming a surface layer having water repellency (ink repellency) on the surface of the nozzle forming member (the ejection surface of the nozzle hole). As a method for forming the water-repellent film, a method of applying a water-repellent such as a fluorine-based water-repellent (JP-A-55-65564), a method of forming a water-repellent layer by fluorinated polymer eutectoid plating, and the like. (JP-A-63-3963 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) and JP-A-4-294145 (hereinafter referred to as Conventional Example 2).

【0005】ここで、上記従来例1に開示された電鋳法
を用いた場合のノズル形成部材及び撥水性表面層の作製
方法を示す。図12は、従来例1におけるノズル形成部
材の作製工程のノズル孔近傍の概略図である。なお、ノ
ズル形成部材は金属膜の電鋳法により形成され、撥水層
膜は金属とポリテトラフルオロエチレン(以下PTFE
と略す)の共析メッキ法により形成されている。図12
の(a)において、離型層202を形成した基板201
上のノズル孔に相当する箇所に、ドライフィルムレジス
ト203がパターニングされている。図12の(b)に
おいて、電着法により金属膜204が形成され、その後
連続して四フッ化樹脂を含んだ金属メッキ層205が形
成される。図12の(c)において、離型層202及び
基板201を除去し、ノズル形成部材が完成する。な
お、この時、基板201側と接していた開口部がインク
流入口207となり、それに相対する開口部がインクの
吐出口206となる。この従来例1において、インク吐
出口206の径の制御及びその近傍の撥水層膜205形
成時のばらつき抑制が、インク滴の噴射性能ばらつきの
抑制に必要になる。
Here, a method for forming a nozzle forming member and a water-repellent surface layer when the electroforming method disclosed in the above-mentioned conventional example 1 is used will be described. FIG. 12 is a schematic view of the vicinity of a nozzle hole in a manufacturing process of a nozzle forming member in Conventional Example 1. The nozzle forming member is formed by electroforming a metal film, and the water-repellent layer film is formed of metal and polytetrafluoroethylene (hereinafter PTFE).
). FIG.
(A), the substrate 201 on which the release layer 202 is formed
A dry film resist 203 is patterned at a position corresponding to the upper nozzle hole. In FIG. 12B, a metal film 204 is formed by an electrodeposition method, and thereafter, a metal plating layer 205 containing a tetrafluoride resin is continuously formed. In FIG. 12C, the release layer 202 and the substrate 201 are removed, and the nozzle forming member is completed. At this time, the opening that has been in contact with the substrate 201 side becomes the ink inlet 207, and the opening corresponding thereto becomes the ink discharge port 206. In the first conventional example, it is necessary to control the diameter of the ink discharge port 206 and to suppress the variation at the time of forming the water-repellent layer film 205 in the vicinity thereof in order to suppress the variation in the ejection performance of the ink droplet.

【0006】次に、上記従来例2に開示されたノズル形
成部材を示す。図13は従来例2のノズル形成部材の断
面図である。同図において、従来例2のノズル形成部材
は、ノズル形成部材301と、インク流路302と、イ
ンク吐出面上の撥インク性表面処理層303と、インク
吐出口304を含んで構成されている。ノズル形成部材
301はプレス法又は電鋳法により形成され、かつ図1
3に見られるように、吐出面に対し、逆テーパー形状を
有している。
Next, a nozzle forming member disclosed in the above-mentioned conventional example 2 will be described. FIG. 13 is a sectional view of a nozzle forming member of Conventional Example 2. In the drawing, the nozzle forming member of Conventional Example 2 includes a nozzle forming member 301, an ink flow path 302, an ink-repellent surface treatment layer 303 on an ink discharge surface, and an ink discharge port 304. . The nozzle forming member 301 is formed by a pressing method or an electroforming method, and
As can be seen from FIG. 3, it has an inverse tapered shape with respect to the ejection surface.

【0007】次に、従来例3として電鋳法を用いた場合
の一般的なノズル形成部材及び撥インク性表面層の作製
方法を示す。図14は、従来例3のノズル形成部材の作
製工程のノズル孔近傍の概略図である。なお、従来例3
のノズル形成部材は金属膜の電鋳法により形成され、撥
インク層膜は金属とPTFEの共析メッキ法により形成
されている。図14の(a)において、導電性を有する
基板301上にノズル孔に相当する箇所に有機レジスト
302がパターニングされている。更に、電鋳法により
ノズル形成部材の金属膜303が等方的に形成されてい
る。図14の(b)において、基板301及び有機レジ
スト302を除去し、ノズル形成部材303が用意され
る。この時、基板301側と接していた開口部がインク
吐出口307となり、それに相対する開口部がインクの
流入口308となるのが一般的である。図14の(c)
において、シール部材304により金属膜303の表面
をシールした後、図14の(d)において、インク流入
口308側より有機膜305等を詰めて、シール部材を
除去し、金属膜303の表面に電解共析メッキ法等によ
り金属とPTFEの共析メッキ膜306を形成する。図
14の(e)において、有機膜305を除去し、撥イン
ク性表面層を有するノズル形成部材が完成する。
Next, as a conventional example 3, a general method of forming a nozzle forming member and an ink-repellent surface layer when an electroforming method is used will be described. FIG. 14 is a schematic view of the vicinity of a nozzle hole in a manufacturing process of a nozzle forming member of Conventional Example 3. Conventional example 3
Is formed by electroforming a metal film, and the ink-repellent layer film is formed by eutectoid plating of metal and PTFE. In FIG. 14A, an organic resist 302 is patterned on a conductive substrate 301 at a position corresponding to a nozzle hole. Further, the metal film 303 of the nozzle forming member is isotropically formed by electroforming. In FIG. 14B, the substrate 301 and the organic resist 302 are removed, and a nozzle forming member 303 is prepared. At this time, the opening that has been in contact with the substrate 301 side generally serves as the ink ejection port 307, and the opening opposite thereto serves as the ink inlet 308. (C) of FIG.
In FIG. 14, after the surface of the metal film 303 is sealed with the seal member 304, the organic film 305 and the like are packed from the ink inflow port 308 side, and the seal member is removed. An eutectoid plating film 306 of metal and PTFE is formed by an electrolytic eutectoid plating method or the like. In FIG. 14E, the organic film 305 is removed, and a nozzle forming member having an ink-repellent surface layer is completed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例1によれば、ノズル孔はインク吐出方向に対して、
ストレート形状となっている。よって、従来例1におい
ては、インクメニスカス位置が安定せず、噴射方向のば
らつきが発生する。また、インク流入口径とインク吐出
口径が同一であるため、高精細な印字を行うために吐出
口径を25μm以下に小さくした場合に、該ノズル孔に
おける抵抗が増大し、エネルギー発生手段より与えられ
た吐出エネルギーの損失につながる。更に、従来例2に
は、電鋳法によりノズル孔を逆テーパー形状に加工する
方法が全く記載されていない。また、従来例3によれ
ば、撥インク性表面層を形成する工程において、ノズル
形成部材に図14のシール部材304及び有機膜305
を形成しなければならず、工程が長く、コスト増加につ
ながる。また、インク流入口308の開口径Zが、Z=
2X+Yと、吐出口径に比べ大幅に大きくなり、インク
ジェットヘッドの高集積化すなわち高精細化及び高速化
が難しい。例えば吐出口径Yを25μm、膜厚Xを50
μmとすると、インク流入口径Zは、125μmとな
り、200dpi以上の配列のインクジェットヘッドの
作製は不可となる。
However, according to the above-mentioned prior art example 1, the nozzle holes are arranged with respect to the ink ejection direction.
It has a straight shape. Therefore, in Conventional Example 1, the ink meniscus position is not stable, and the ejection direction varies. Further, since the diameter of the ink inlet and the diameter of the ink discharge port are the same, when the diameter of the discharge port is reduced to 25 μm or less in order to perform high-definition printing, the resistance in the nozzle hole increases and is given by the energy generating means. This leads to loss of discharge energy. Further, in Conventional Example 2, there is no description of a method of processing a nozzle hole into an inverted tapered shape by electroforming. According to Conventional Example 3, in the step of forming the ink-repellent surface layer, the seal member 304 and the organic film 305 shown in FIG.
Must be formed, resulting in a long process and an increase in cost. Also, the opening diameter Z of the ink inlet 308 is Z =
2X + Y, which is much larger than the ejection diameter, making it difficult to achieve high integration of the inkjet head, that is, high definition and high speed. For example, the discharge port diameter Y is 25 μm and the film thickness X is 50
If it is set to μm, the ink inlet diameter Z becomes 125 μm, and it becomes impossible to manufacture an inkjet head having an arrangement of 200 dpi or more.

【0009】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、本発明の第1の目的は拡散光を用いた露光
技術により、ノズル形成部材の有機性型部を制御性良く
順テーパー形状に加工することにある。第2の目的は、
有機性型部が制御性良く順テーパー形状に加工されたこ
とにより、電鋳法により有機性型部に合せた逆テーパー
形状のノズル孔を制御性良く形成し、インクメニスカス
の位置を安定させ、噴射方向ばらつきを抑制することに
ある。第3の目的は、吐出口径が小さく、流入口径が適
度に大きなノズル孔を形成し、エネルギー発生手段より
与えられる吐出エネルギーの損失を抑制することにあ
る。第4の目的は、ノズル形成部材及び撥インク性表面
層を連続的な電鋳法(メッキ法)により形成し、工程数
を削減し、製品歩留の向上及び安価なインクジェットヘ
ッドを供給することにある。第5の目的は、露光技術に
よるノズル孔の型部を形成することにより、感光性皮膜
の解像限界が微細であることから、25μm以下の微細
な吐出口形成を容易に行い、インクジェットヘッドの高
速化及び高密度化(高精細化)を行うことにある。な
お、補足として説明を加えると、型部の順テーパー形状
とは、吐出口側に相当する有機性型部の上部の径が、流
入口側に相当する型部の下部の径に比べ小さく、かつ斜
面が比較的直線状であることを言う。また、ノズル孔の
逆テーパー形状とは、吐出口の径が流入口の径に比べ小
さく、かつ斜面が比較的直線状であることを言う。
The present invention has been made to solve these problems, and a first object of the present invention is to form an organic tapered portion of a nozzle forming member into a forward taper with good controllability by an exposure technique using diffused light. It is to process into a shape. The second purpose is
Since the organic mold portion was processed into a forward tapered shape with good controllability, the reverse tapered nozzle hole matched to the organic mold portion was formed with good controllability by electroforming, stabilizing the position of the ink meniscus, The purpose of the present invention is to suppress variations in the injection direction. A third object is to form a nozzle hole having a small discharge port diameter and a moderately large inlet port diameter, and to suppress the loss of discharge energy given by the energy generating means. A fourth object is to form a nozzle forming member and an ink-repellent surface layer by a continuous electroforming method (plating method), to reduce the number of steps, improve product yield, and supply an inexpensive inkjet head. It is in. A fifth object is to form a nozzle hole mold by an exposure technique, so that the resolution limit of the photosensitive film is minute, so that a fine ejection opening of 25 μm or less can be easily formed, and the inkjet head can be formed. It is to perform high speed and high density (high definition). In addition, as a supplementary explanation, the forward tapered shape of the mold portion is that the diameter of the upper portion of the organic mold portion corresponding to the discharge port side is smaller than the diameter of the lower portion of the mold portion corresponding to the inflow side, It also means that the slope is relatively straight. In addition, the inverted tapered shape of the nozzle hole means that the diameter of the discharge port is smaller than the diameter of the inflow port, and that the slope is relatively straight.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、電鋳用型を製造する、本発明の電鋳用型製造方法
によれば、基板上に感光性皮膜を形成し、感光性皮膜上
に遮光性膜を形成する。そして、遮光性膜上方から拡散
光を照射し、拡散光による現像処理によって感光した任
意の部位が残存した順テーパー状の電鋳用型を作成す
る。よって、ノズル形成部材の電鋳用型を制御性良く順
テーパー形状に加工できる。
According to the present invention, there is provided an electroforming mold manufacturing method for manufacturing an electroforming mold in which a photosensitive film is formed on a substrate. A light-shielding film is formed on the non-conductive film. Then, a diffused light is irradiated from above the light-shielding film, and a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing process using the diffused light remains is formed. Therefore, the electroforming mold of the nozzle forming member can be processed into a forward tapered shape with good controllability.

【0011】また、別の発明として、インクを吐出する
ノズル孔を有するノズル形成部材と、ノズル孔と連通す
る液室と、液室内のインクを加圧するエネルギー発生手
段とを具備し、記録信号の入力に基づいてエネルギー発
生手段によって液室内のインクが加圧され、ノズル孔か
らインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うイン
クジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造
方法によれば、基板上に感光性皮膜を形成し、感光性皮
膜上に遮光性膜を形成する。そして、遮光性膜上方から
拡散光を照射し、拡散光による現像処理によって感光し
た任意の部位が残存した順テーパー状の電鋳用型を形成
する。その後、電鋳膜を電鋳法により堆積し、電鋳膜上
に撥インク性の表面皮膜を形成し、基板及び電鋳用型を
除去して吐出面を上にして断面形状が逆テーパー形状を
成すノズル孔を形成する。よって、ノズル形成部材の電
鋳用型を制御性良く順テーパー形状に加工し、更に電鋳
法により電鋳用型に合せた逆テーパー形状のノズル孔を
制御性良く形成できることにより、インクメニスカスの
位置を安定させ、噴射方向ばらつきを抑制できると共
に、吐出口径が小さく、流入口径が適度に大きなノズル
孔を形成し、エネルギー発生手段より与えられる吐出エ
ネルギーの損失を抑制できる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a nozzle forming member having a nozzle hole for discharging ink, a liquid chamber communicating with the nozzle hole, and energy generating means for pressurizing the ink in the liquid chamber. According to the ink jet head manufacturing method of manufacturing an ink jet head for recording on a recording medium by ejecting ink droplets from a nozzle hole and pressurizing ink in a liquid chamber by an energy generating means based on an input, a photosensitive material is exposed on a substrate. A light-shielding film is formed on the photosensitive film. Then, a diffused light is irradiated from above the light-shielding film to form a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing process using the diffused light remains. Then, an electroformed film is deposited by an electroforming method, an ink-repellent surface film is formed on the electroformed film, the substrate and the electroforming mold are removed, and the cross-sectional shape is an inverted tapered shape with the ejection surface facing upward. Is formed. Therefore, the electroforming mold of the nozzle forming member is processed into a forward tapered shape with good controllability, and the reverse tapered nozzle hole matched to the electroforming mold can be formed with good controllability by the electroforming method. In addition to stabilizing the position and suppressing variations in the ejection direction, a nozzle hole having a small discharge port diameter and a moderately large inlet diameter can be formed, and loss of discharge energy given by the energy generation means can be suppressed.

【0012】更に、上記感光性皮膜がネガ型であること
により、第一に、一般的なポジ型の型材に比べ、電鋳時
の変形が抑えることができる。第二に、ノズル孔の型と
して順テーパー形状に作る場合、拡散光の原理では、光
が入射した領域が残存することが望ましく、まさに架橋
反応が促し残存するネガ型が順テーパーな型の形成を容
易にできる。第三に、現像時の型の形状保持がポジ型に
比べ優れている点であり、特に電鋳用に用いられる10
μm厚以上では、顕著である。
Further, since the photosensitive film is a negative type, first, deformation during electroforming can be suppressed as compared with a general positive type mold material. Secondly, in the case of making the nozzle hole into a forward tapered shape, it is desirable that the region where the light is incident remains according to the principle of diffused light, and the cross-linking reaction is promoted and the remaining negative type forms a forward tapered type. Can be easily done. Third, the shape retention of the mold at the time of development is superior to that of the positive mold.
This is remarkable when the thickness is more than μm.

【0013】また、上記拡散光は拡散板に平行光を入射
して得られるものであり、そして上記拡散光の拡散角度
は電鋳用型のテーパー角に応じて設定することにより、
所望の逆テーパー角度を有するインクジェットヘッドを
提供できる。
The diffused light is obtained by making parallel light incident on a diffuser plate, and the diffused angle of the diffused light is set according to the taper angle of the electroforming mold.
An inkjet head having a desired reverse taper angle can be provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のインクジェットヘッド製
造方法によれば、基板上に感光性皮膜を形成し、感光性
皮膜上に遮光性膜を形成する。そして、遮光性膜上方か
ら拡散光を照射し、拡散光による現像処理によって感光
した任意の部位が残存した順テーパー状の電鋳用型を形
成する。その後、電鋳膜を電鋳法により堆積し、電鋳膜
上に撥インク性の表面皮膜を形成し、基板及び電鋳用型
を除去して吐出面を上にして断面形状が逆テーパー形状
を成すノズル孔を形成する。
According to the method of manufacturing an ink jet head of the present invention, a photosensitive film is formed on a substrate, and a light-shielding film is formed on the photosensitive film. Then, a diffused light is irradiated from above the light-shielding film to form a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing process using the diffused light remains. Then, an electroformed film is deposited by an electroforming method, an ink-repellent surface film is formed on the electroformed film, the substrate and the electroforming mold are removed, and the cross-sectional shape is an inverted tapered shape with the ejection surface facing upward. Is formed.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例に係るインクジ
ェットヘッドにおけるノズル形成部材の製造工程を示す
断面図である。図1の(a)において、任意の導電性又
は導電性膜を有する基板1001上にホトレジストであ
る感光性皮膜1002が配置されている。感光性皮膜1
002は液状塗布型レジストであっても良いし、ドライ
フィルム型レジストであっても良い。図1の(b)にお
いて、ノズル孔に相当する孔を有する遮光性膜1003
と感光性皮膜1002が密着するように配置され、フォ
トマスク1004上に拡散板1005が配置されてい
る。拡散板1005上方より露光に必要な平行光100
6が入射している。図1の(b)においては、感光性皮
膜として光硬化のネガ型を用いているので、光が入射さ
れた感光性皮膜の任意の部位は架橋反応が進んで硬化さ
れる。なお、図1の(b)において、感光性皮膜100
2とフォトマスク1004上の遮光性膜1003は必ず
しも密着している必要はなく、透光性フィルム等が間に
存在しても良いし、空間があっても良い。但し、その間
隔は制御されていることが望ましい。図1の(c)にお
いて、現像処理により、感光した任意の部位が残存し、
電鋳用の有機性型部1007となる。なお、この時、図
1の(b)において入射した光は、拡散板1005を通
過しているので拡散光となり、電鋳用の有機性型部10
07は基板面の垂直方向に対し、約1度から約40度程
度までの順テーパー形状を有する。次に、図1の(d)
において、ノズル形成部材を構成する電鋳膜1008が
電鋳法により堆積される。この時、電鋳膜1008とし
ては、ニッケル膜、ニッケル-コバルト膜、銅膜などが
用いられる。その後、図1の(e)において、撥インク
性を有する表面皮膜1009が形成される。表面皮膜1
009としては、ニッケルとPTFEの共析膜が共析メ
ッキ(電鋳)法により堆積されることが望ましい。次
に、図1の(f)において、基板1001が除去され、
撥インク性の表面皮膜1009が形成されたノズル形成
部材が完成する。この時、得られるノズル孔の形状は、
電鋳用の有機性型部1007の形状に対応して、吐出面
を上にして約1度〜約40度の制御された逆テーパー形
状が得られる。なお、ノズル形成部材は、その後熱処理
され、撥インク性の向上及び耐インク腐食性の向上を図
られるのが、一般的である。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a nozzle forming member in an ink jet head according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1A, a photosensitive film 1002 which is a photoresist is disposed on a substrate 1001 having an arbitrary conductive or conductive film. Photosensitive film 1
002 may be a liquid coating type resist or a dry film type resist. In FIG. 1B, a light-shielding film 1003 having a hole corresponding to a nozzle hole
And a photosensitive film 1002 are arranged in close contact with each other, and a diffusion plate 1005 is arranged on a photomask 1004. Parallel light 100 required for exposure from above diffusion plate 1005
6 is incident. In FIG. 1 (b), since a photocurable negative type is used as the photosensitive film, an arbitrary portion of the photosensitive film on which light is incident undergoes a crosslinking reaction and is cured. In FIG. 1B, the photosensitive film 100
2 and the light-shielding film 1003 on the photomask 1004 do not necessarily have to be in close contact with each other, and a light-transmitting film or the like may be present therebetween, or a space may be provided. However, it is desirable that the interval be controlled. In (c) of FIG. 1, an arbitrary portion exposed to light by the development processing remains,
It becomes an organic mold part 1007 for electroforming. At this time, since the light incident in FIG. 1B passes through the diffusion plate 1005, it becomes diffused light, and the organic mold part 10 for electroforming is used.
07 has a forward tapered shape from about 1 degree to about 40 degrees with respect to the vertical direction of the substrate surface. Next, FIG.
In, an electroformed film 1008 constituting the nozzle forming member is deposited by an electroforming method. At this time, a nickel film, a nickel-cobalt film, a copper film, or the like is used as the electroformed film 1008. Thereafter, in FIG. 1E, a surface film 1009 having ink repellency is formed. Surface coating 1
As 009, it is desirable that an eutectoid film of nickel and PTFE is deposited by an eutectoid plating (electroforming) method. Next, in FIG. 1F, the substrate 1001 is removed,
The nozzle forming member having the ink-repellent surface film 1009 formed thereon is completed. At this time, the shape of the obtained nozzle hole is
According to the shape of the organic mold part 1007 for electroforming, a controlled reverse taper shape of about 1 degree to about 40 degrees can be obtained with the ejection surface facing upward. In general, the nozzle forming member is then heat-treated to improve ink repellency and ink corrosion resistance.

【0016】次に、図1に示したノズル形成部材を用い
たインクジェットヘッドの断面図を図2に示す。Si等
の基板401に、エネルギー発生手段402が作り込ま
れている。エネルギー発生手段402は、圧電素子や静
電素子等の電気機械変換素子である。その上に、振動板
403を有し、Si等の液室構成部材404により圧力
室405が仕切られている。その上に、図1に示すノズ
ル形成部材が配置されている。図2において、インク供
給口406よりインクが供給され、流体抵抗部407を
通って圧力室405にインクが供給される。そして、エ
ネルギー発生手段402よりエネルギーが圧力室405
内のインクに伝わり、ノズル形成部材のノズル孔408
よりインクが吐出する。なお、上記説明においてエネル
ギー発生手段として、電気機械変換素子を用いたが、そ
れに限らず、熱抵抗体(ヒータ)等の熱機械変換素子も使
用することができる。
Next, FIG. 2 is a sectional view of an ink jet head using the nozzle forming member shown in FIG. An energy generating means 402 is formed on a substrate 401 made of Si or the like. The energy generation means 402 is an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element or an electrostatic element. On top of this, a vibration plate 403 is provided, and a pressure chamber 405 is partitioned by a liquid chamber constituting member 404 such as Si. The nozzle forming member shown in FIG. 1 is disposed thereon. In FIG. 2, ink is supplied from an ink supply port 406, and is supplied to a pressure chamber 405 through a fluid resistance part 407. Then, the energy is supplied from the energy generation means 402 to the pressure chamber 405.
Is transmitted to the ink inside the nozzle hole 408 of the nozzle forming member.
More ink is ejected. In the above description, an electromechanical transducer is used as the energy generating means. However, the present invention is not limited to this, and a thermomechanical transducer such as a thermal resistor (heater) may be used.

【0017】図3は本発明の第2の実施例に係るインク
ヘッドジェットにおけるノズル形成部材の製造工程を示
す断面図である。同図においては、ノズル形成部材の形
成を示すが、ノズル形成部材に限定されず、例えばイン
ク供給部位、例えばエネルギー発生手段上に一般的にあ
るインク圧力室、インク流路などにも使用することがで
きる。また、拡散光により形成された感光性皮膜の任意
の部位を、上記インクジェットヘッドの構成部材として
使用することもできる。図3の(a)において、任意の
導電性又は導電性膜を有する基板2001上に感光性皮
膜2002が配置されている。感光性皮膜2002は、
液状塗布型レジストであっても良いし、ドライフィルム
型レジストであっても良い。図3の(b)において、密
着型アライメント露光装置などの露光装置の中で、ノズ
ル孔に相当する孔を有する遮光性膜2003と感光性皮
膜2002が密着するように配置され、フォトマスク2
004上に拡散板2005が配置されている。図示して
いない光源より、平行光2006が拡散板2005越し
にマスク2004に入射する。なお、図3の(b)にお
いて、感光性皮膜2002とフォトマスク2004の遮
光性膜2003は必ずしも密着している必要はなく、透
光性フィルム等が間に存在しても良いし、空間があって
も良い。但し、その間隔は制御されていることが望まし
い。図3の(c)は、図3の(b)の工程の詳細を示し
たもので、平行光2006は拡散板2005を通過する
ことにより、拡散光2007に変わる。ここで、図4の
(a)及び(b)は、入射光に対する出射光の角度変化
を、拡散板の種類により示した模式図で、拡散板の種類
により、入射光に対する出射光の角度が、0〜60度に
任意に選択できることを示している。よって、図3の
(d)において、感光された領域2008のテーパー形
状すなわちテーパー角度は任意に選択することが可能で
ある。図3の(e)において、現像液による現像処理に
より、未感光領域が選択的に除去されて、本発明の電鋳
用型が完成する。なお、図4の(a)に示すように、電
鋳用型のテーパー角度θは、基板面の垂直方向に対し、
図4の(b)に示すように、拡散板20度品を用いた場
合には露光量に依存して1〜10度程度のテーパー形状
が得られ、拡散板30度品を用いた場合には、露光量に
依存して1〜20度程度のテーパー形状が得られ、拡散
板60度品を用いた場合には、露光量に依存して10〜
40度程度のテーパー形状が得られた。露光量に依存し
てテーパー角度が変わる理由は、架橋反応の進行具合に
よるものである。
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a nozzle forming member in an ink head jet according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the formation of the nozzle forming member is shown, but the present invention is not limited to the nozzle forming member, and may be used for, for example, an ink supply portion, for example, an ink pressure chamber or an ink flow path generally provided on an energy generating means. Can be. Further, an arbitrary portion of the photosensitive film formed by the diffused light can be used as a constituent member of the inkjet head. In FIG. 3A, a photosensitive film 2002 is disposed on a substrate 2001 having an arbitrary conductive or conductive film. The photosensitive film 2002
A liquid coating type resist or a dry film type resist may be used. In FIG. 3B, in an exposure apparatus such as a contact type alignment exposure apparatus, a light-shielding film 2003 having a hole corresponding to a nozzle hole and a photosensitive film 2002 are arranged so as to be in close contact with each other.
A diffusion plate 2005 is arranged on the 004. A parallel light 2006 enters a mask 2004 through a diffusion plate 2005 from a light source (not shown). Note that in FIG. 3B, the photosensitive film 2002 and the light-shielding film 2003 of the photomask 2004 do not necessarily have to be in close contact with each other, and a light-transmitting film or the like may be present therebetween, There may be. However, it is desirable that the interval be controlled. FIG. 3C shows the details of the process of FIG. 3B. The parallel light 2006 is changed to the diffused light 2007 by passing through the diffuser 2005. Here, FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams showing the change in the angle of the outgoing light with respect to the incident light by the type of the diffusion plate, and the angle of the outgoing light with respect to the incident light depends on the type of the diffusion plate. , 0 to 60 degrees. Therefore, in FIG. 3D, the tapered shape of the exposed region 2008, that is, the taper angle can be arbitrarily selected. In FIG. 3E, the unexposed areas are selectively removed by a developing process using a developing solution, and the electroforming mold of the present invention is completed. In addition, as shown in FIG. 4A, the taper angle θ of the electroforming mold is set to be perpendicular to the substrate surface.
As shown in FIG. 4B, when a 20-degree diffusion plate is used, a tapered shape of about 1 to 10 degrees is obtained depending on the exposure amount, and when a 30-degree diffusion plate is used. The taper shape of about 1 to 20 degrees is obtained depending on the exposure amount, and when a diffuser 60 degree product is used, 10 to 10 degrees depends on the exposure amount.
A tapered shape of about 40 degrees was obtained. The reason that the taper angle changes depending on the exposure amount is due to the progress of the crosslinking reaction.

【0018】次に、本発明の具体例及び比較例を記載す
る。 (具体例1)図1の基板1001として、SUS基板1
mm厚を使用し、感光性皮膜1002として、ネガ型ド
ライフィルムレジスト40μm厚を用いた。遮光性膜1
003のノズル孔に相当する部位の開口径は22μmで
あり、拡散板1005としては、0〜20度の拡散光が
得られる(株)NABA製の拡散板、ビーム整形ディフ
ューザーLSD20シリーズを使用した。電鋳用の有機
性型部1007の作製は、密着型アライメント露光機を
用い、拡散板1005を経てフォトマスク1004に入
射する露光量を365nm波長換算で100〜1000
mJ/cm2と変えて、電鋳用の有機性型部1007を
作製した。上記部材を用い、図3に示した製造過程によ
り電鋳用の有機性型部を作製し、それを用いて、図1に
示した製造過程によりノズル形成部材を作製し、図2に
示したインクジェットヘッドを作製した。仕上がりのノ
ズル孔の吐出口径は、25μm径が得られた。
Next, specific examples and comparative examples of the present invention will be described. (Specific Example 1) As the substrate 1001 in FIG.
The photosensitive film 1002 was a negative type dry film resist having a thickness of 40 μm. Light shielding film 1
The opening diameter of the portion corresponding to the nozzle hole of No. 003 was 22 μm, and as the diffusion plate 1005, a diffusion plate manufactured by NABA Co., Ltd., which can obtain diffused light of 0 to 20 degrees, and a beam shaping diffuser LSD20 series were used. The organic mold part 1007 for electroforming is manufactured by using a contact type alignment exposure machine and adjusting the exposure amount incident on the photomask 1004 via the diffusion plate 1005 to 100 to 1000 in terms of a wavelength of 365 nm.
An organic mold part 1007 for electroforming was manufactured by changing to mJ / cm 2 . Using the above members, an organic mold part for electroforming was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 3, and a nozzle forming member was manufactured by using the organic die portion by the manufacturing process shown in FIG. 1, and shown in FIG. An inkjet head was manufactured. The finished outlet diameter of the nozzle hole was 25 μm.

【0019】(具体例2)図1の基板1001として、
Si基板625μm厚を使用し、Si基板上には導電性
のTiSi2膜を配置した。感光性皮膜1002とし
て、ネガ型ドライフィルムレジスト40μm厚を用い
た。遮光性膜1003のノズル孔に相当する部位の開口
径は20μmであり、拡散板1005としては、0〜3
0度の拡散光が得られる(株)NABA製の拡散板、ビ
ーム整形ディフューザーLSD30シリーズを使用し
た。電鋳用の有機性型部1007の作製は、密着型アラ
イメント露光機を用い、拡散板1005を経てフォトマ
スク1004に入射する露光量を365nm波長換算で
100〜1000mJ/cm2と変えて、電鋳用の有機
性型部1007を作製した。上記部材を用い、図3に示
した製造過程により電鋳用の有機性型部を作製し、それ
を用いて、図1に示した製造過程によりノズル形成部材
を作製し、図2に示したインクジェットヘッドを作製し
た。仕上がりのノズル孔の吐出口径は、25μm径が得
られた。
(Specific Example 2) As the substrate 1001 in FIG.
A 625 μm thick Si substrate was used, and a conductive TiSi 2 film was disposed on the Si substrate. As the photosensitive film 1002, a negative dry film resist having a thickness of 40 μm was used. The opening diameter of the portion corresponding to the nozzle hole of the light-shielding film 1003 is 20 μm.
A beam shaping diffuser LSD30 series manufactured by NABA Co., Ltd., which can obtain 0 degree diffused light, was used. The organic mold part 1007 for electroforming is manufactured by using a contact type alignment exposure machine and changing the exposure amount incident on the photomask 1004 via the diffusion plate 1005 to 100 to 1000 mJ / cm 2 in terms of a wavelength of 365 nm. An organic mold part 1007 for casting was produced. Using the above members, an organic mold part for electroforming was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 3, and a nozzle forming member was manufactured by using the organic die portion by the manufacturing process shown in FIG. 1, and shown in FIG. An inkjet head was manufactured. The finished outlet diameter of the nozzle hole was 25 μm.

【0020】(具体例3)図1の基板1001として、
SUS基板1mm厚を使用し、感光性皮膜1002とし
て、ネガ型ドライフィルムレジスト40μm厚を用い
た。遮光性膜1003のノズル孔に相当する部位の開口
径は18μmであり、拡散板1005としては、0〜6
0度の拡散光が得られる(株)NABA製の拡散板、ビ
ーム整形ディフューザーLSD60シリーズを使用し
た。電鋳用の有機性型部1007の作製は、密着型アラ
イメント露光機を用い、拡散板1005を経てフォトマ
スク1004に入射する露光量を365nm波長換算で
100〜1000mJ/cm2と変えて、電鋳用の有機
性型部1007を作製した。上記部材を用い、図3に示
した製造過程により電鋳用の有機性型部を作製し、それ
を用いて、図1に示した製造過程によりノズル形成部材
を作製し、図2に示したインクジェットヘッドを作製し
た。仕上がりのノズル孔の吐出口径は、25μm径が得
られた。
(Specific Example 3) As the substrate 1001 in FIG.
A 1 mm thick SUS substrate was used, and a negative dry film resist 40 μm thick was used as the photosensitive film 1002. The opening diameter of the portion corresponding to the nozzle hole of the light-shielding film 1003 is 18 μm.
A beam shaping diffuser LSD60 series manufactured by NABA Co., Ltd., which can obtain 0 degree diffused light, was used. The organic mold part 1007 for electroforming is manufactured by using a contact type alignment exposure machine and changing the exposure amount incident on the photomask 1004 via the diffusion plate 1005 to 100 to 1000 mJ / cm 2 in terms of a wavelength of 365 nm. An organic mold part 1007 for casting was produced. Using the above members, an organic mold part for electroforming was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 3, and a nozzle forming member was manufactured by using the organic die portion by the manufacturing process shown in FIG. 1, and shown in FIG. An inkjet head was manufactured. The finished outlet diameter of the nozzle hole was 25 μm.

【0021】(比較例)比較例として、拡散光を用いず
に電鋳用の有機性型部を作製し、それを用いてノズル形
成部材を作製し、そのノズル形成部材を用いてインクジ
ェットヘッドを作製した例を示す。図5の基板1001
として、SUS基板1mm厚を使用し、感光性皮膜10
02として、ネガ型ドライフィルムレジスト40μm厚
を用いた。遮光膜1003のノズル孔に相当する部位の
開口径は、仕上がりのノズル孔の吐出口径を具体例1及
び具体例2と揃えるために27μm径とした。拡散板は
用いなかった。電鋳用の有機性型部1010の作製は、
密着型アライメント露光機を用い、フォトマスクに入射
する露光量を365nm波長換算で100〜1000m
J/cm2と変えて、電鋳用の有機性型部1010を作
製した。上記部材を用い、図5に示した製造過程により
電鋳用の有機性型部及びノズル形成部材を作製し、図2
に示したインクジェットヘッドを作製した。仕上がりの
ノズル孔の吐出口径は、25μm径が得られた。
(Comparative Example) As a comparative example, an organic mold part for electroforming was manufactured without using diffused light, a nozzle forming member was manufactured using the same, and an ink jet head was manufactured using the nozzle forming member. An example of fabrication is shown. Substrate 1001 in FIG.
SUS substrate 1mm thick, photosensitive film 10
As 02, a negative dry film resist having a thickness of 40 μm was used. The opening diameter of the portion corresponding to the nozzle hole of the light-shielding film 1003 was set to 27 μm in order to make the outlet diameter of the finished nozzle hole equal to that of the first and second examples. No diffuser plate was used. The production of the organic mold part 1010 for electroforming is as follows.
Using a contact type alignment exposure machine, the exposure amount incident on the photomask is 100 to 1000 m in terms of a wavelength of 365 nm.
The organic mold part 1010 for electroforming was manufactured by changing to J / cm 2 . Using the above members, an organic mold part for electroforming and a nozzle forming member were manufactured by the manufacturing process shown in FIG.
Was manufactured. The finished outlet diameter of the nozzle hole was 25 μm.

【0022】次に、具体例1〜3及び比較例により得ら
れた電鋳用の有機性型部θのテーパー角度と露光量の関
係を図6に示す。また、具体例1〜3及び比較例により
得られたノズル形成部材のノズル孔のテーパー角度θと
露光量の関係を図7に示す。図6において、拡散板の種
類及び露光量により、電鋳用の有機性型部のテーパー角
度θは、任意のテーパー角度に制御することが可能であ
ることがわかる。また、図7において、電鋳用の有機性
型部のテーパー角度θに合せたノズル形成部材のノズル
孔のテーパー角度θが得られており、ノズル孔のテーパ
ー角度の制御が可能であることがわかる。図8に、具体
例1により作製したノズル形成部材のノズル孔近辺の断
面形状の模式図を示す。また、図9に、比較例により作
製したノズル形成部材のノズル孔近辺の断面形状の模式
図を示す。共に吐出口径は、25μmであるが、流入口
径は、具体例1が本発明により43μm径となり、比較
例が25μmのストレート形状となっている。図8にお
いて、吐出口近辺にやや丸みを有しているのは、流入口
側から電鋳用の有機性型部に沿って電鋳が進むためで、
テーパー形状を形成する場合に特徴的である。図8及び
図9に示したノズル形成部材を用い、図2に示したイン
クジェットヘッドと作製し、黒顔料インクを用いた噴射
性能を比較した結果を図10に示す。なお、エネルギー
発生手段としては、静電型の電気機械変換素子を用い
た。図10に見られるように、具体例1は、計算上、ノ
ズル部の抵抗が4.5E12Pa・s/m3となり、比
較例は、計算上、ノズル部の抵抗が1.0E13Pa・
s/m3 となる。図10において、具体例1は、比較例
に比べ、ノズル孔部の抵抗が少ないことによる噴射速度
の向上が見られる。これは、エネルギー発生手段からの
エネルギー損失を抑制していることを示している。ま
た、噴射方向歩留は、ほぼ100%で、比較例で見られ
る歩留低下は起こっていない。これは、流入口から吐出
口に向けて径が小さくなり、方向が絞られていることに
よるものである。また、高周波動作が比較例に比べ、高
周波数領域まで可能となっている。これは、一般に、噴
射性能を設計する場合は、インク供給口の抵抗成分と上
記ノズル部の抵抗成分の比を制御することが必要とな
り、ノズル部の抵抗が高い場合は、それに合せて、イン
ク供給口部の抵抗も上昇させる必要がある。その場合、
図10に見られるように、比較例では、ノズル部の抵抗
が高いので、それに合せてインク供給口部の抵抗も上昇
させる必要があり、高周波での動作が困難になる。それ
に対し、具体例1では、比較的ノズル部の抵抗を低いの
で、インク供給口部の抵抗を低く設計でき、高周波数領
域での動作範囲が広がる。
Next, FIG. 6 shows the relationship between the taper angle of the organic mold part θ for electroforming and the exposure amount obtained in the specific examples 1 to 3 and the comparative example. FIG. 7 shows the relationship between the taper angle θ of the nozzle hole of the nozzle forming member and the exposure amount obtained in Specific Examples 1 to 3 and Comparative Example. In FIG. 6, it can be seen that the taper angle θ of the organic mold part for electroforming can be controlled to an arbitrary taper angle depending on the type of the diffusion plate and the exposure amount. In FIG. 7, the taper angle θ of the nozzle hole of the nozzle forming member is obtained in accordance with the taper angle θ of the organic mold part for electroforming, so that the taper angle of the nozzle hole can be controlled. Understand. FIG. 8 shows a schematic diagram of a cross-sectional shape near the nozzle hole of the nozzle forming member manufactured according to the first specific example. FIG. 9 shows a schematic diagram of a cross-sectional shape near a nozzle hole of a nozzle forming member manufactured according to a comparative example. In both cases, the diameter of the discharge port is 25 μm, and the diameter of the inflow port is 43 μm in the specific example 1 according to the present invention, and the comparative example has a straight shape of 25 μm. In FIG. 8, the reason for having a slight roundness near the discharge port is that electroforming proceeds along the organic mold part for electroforming from the inflow side,
This is characteristic when a tapered shape is formed. Using the nozzle forming member shown in FIGS. 8 and 9, the ink jet head shown in FIG. 2 was manufactured, and the result of comparing the ejection performance using the black pigment ink is shown in FIG. Note that an electrostatic electromechanical transducer was used as the energy generating means. As can be seen from FIG. 10, in Example 1, the resistance of the nozzle portion was calculated to be 4.5E12 Pa · s / m 3 , and in the comparative example, the resistance of the nozzle portion was calculated to be 1.0E13 Pa · s / m 3 .
s / m 3 . In FIG. 10, the specific example 1 shows an improvement in the injection speed due to the lower resistance of the nozzle hole compared to the comparative example. This indicates that the energy loss from the energy generating means is suppressed. Further, the yield in the injection direction was almost 100%, and the yield reduction seen in the comparative example did not occur. This is because the diameter decreases from the inflow port to the discharge port, and the direction is narrowed. Further, high-frequency operation is possible up to a high frequency region as compared with the comparative example. Generally, when designing the ejection performance, it is necessary to control the ratio between the resistance component of the ink supply port and the resistance component of the nozzle portion, and when the resistance of the nozzle portion is high, the ink is adjusted accordingly. It is also necessary to increase the resistance of the supply port. In that case,
As shown in FIG. 10, in the comparative example, since the resistance of the nozzle portion is high, it is necessary to increase the resistance of the ink supply port portion in accordance with the high resistance, which makes it difficult to operate at a high frequency. On the other hand, in Example 1, since the resistance of the nozzle portion is relatively low, the resistance of the ink supply port portion can be designed to be low, and the operating range in a high frequency region is widened.

【0023】ここで、ネガ型の感光性皮膜が順テーパー
形状に加工することが困難な理由及び本発明がネガ型感
光性皮膜を順テーパー形状に加工する点に優れているこ
とを以下に説明する。図11は、ネガ型の感光性皮膜を
用いたノズル孔部における、露光時の架橋反応の進行状
態を模式的に示す図である。図11の(a)は、本発明
の拡散光が入射した場合を示し、図11の(b)は、図
5に示すように垂直光が入射した場合を示す。図11の
(b)においては、フォトマスク2004を通過して入
射した垂直光が基板2001に近い領域まで到達する間
に減衰し、基板近辺での架橋反応が不十分で、現像時に
現像除去される(図中領域1201)。そのため、電鋳
用の有機性型部2008が逆テーパー形状となる。それ
に対し、図11の(a)の本発明では、わずかに領域1
201が発生するが、現像除去後も十分に順テーパー形
状が得られている。
Here, the reason why it is difficult to process a negative photosensitive film into a forward tapered shape and the fact that the present invention is excellent in processing a negative photosensitive film into a forward tapered shape will be described below. I do. FIG. 11 is a diagram schematically showing a progress state of a crosslinking reaction at the time of exposure in a nozzle hole using a negative photosensitive film. FIG. 11A shows the case where the diffused light of the present invention is incident, and FIG. 11B shows the case where the vertical light is incident as shown in FIG. In FIG. 11B, the vertical light that has passed through the photomask 2004 attenuates while arriving at a region near the substrate 2001, and the cross-linking reaction near the substrate is insufficient. (Region 1201 in the figure). Therefore, the organic mold part 2008 for electroforming has an inverted tapered shape. In contrast, in the present invention shown in FIG.
Although 201 occurs, a sufficiently forward tapered shape is obtained even after the development is removed.

【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications and substitutions can be made within the scope of the claims.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、電鋳用型を製造す
る、本発明の電鋳用型製造方法によれば、基板上に感光
性皮膜を形成し、感光性皮膜上に遮光性膜を形成する。
そして、遮光性膜上方から拡散光を照射し、拡散光によ
る現像処理によって感光した任意の部位が残存した順テ
ーパー状の電鋳用型を作成する。よって、ノズル形成部
材の電鋳用型を制御性良く順テーパー形状に加工でき
る。
As described above, according to the method for producing an electroforming mold of the present invention for producing an electroforming mold, a photosensitive film is formed on a substrate, and a light-shielding film is formed on the photosensitive film. To form
Then, a diffused light is irradiated from above the light-shielding film, and a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing process using the diffused light remains is formed. Therefore, the electroforming mold of the nozzle forming member can be processed into a forward tapered shape with good controllability.

【0026】また、別の発明として、インクを吐出する
ノズル孔を有するノズル形成部材と、ノズル孔と連通す
る液室と、液室内のインクを加圧するエネルギー発生手
段とを具備し、記録信号の入力に基づいてエネルギー発
生手段によって液室内のインクが加圧され、ノズル孔か
らインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うイン
クジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造
方法によれば、基板上に感光性皮膜を形成し、感光性皮
膜上に遮光性膜を形成する。そして、遮光性膜上方から
拡散光を照射し、孔を通過した拡散光による現像処理に
よって感光した任意の部位が残存した順テーパー状の電
鋳用型を形成する。その後、電鋳膜を電鋳法により堆積
し、電鋳膜上に撥インク性の表面皮膜を形成し、基板及
び電鋳用型を除去して吐出面を上にして断面形状が逆テ
ーパー形状を成すノズル孔を形成する。よって、ノズル
形成部材の電鋳用型を制御性良く順テーパー形状に加工
し、更に電鋳法により電鋳用型に合せた逆テーパー形状
のノズル孔を制御性良く形成できることにより、インク
メニスカスの位置を安定させ、噴射方向ばらつきを抑制
できると共に、吐出口径が小さく、流入口径が適度に大
きなノズル孔を形成し、エネルギー発生手段より与えら
れる吐出エネルギーの損失を抑制できる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a nozzle forming member having a nozzle hole for discharging ink, a liquid chamber communicating with the nozzle hole, and energy generating means for pressurizing the ink in the liquid chamber. According to the ink jet head manufacturing method of manufacturing an ink jet head for recording on a recording medium by ejecting ink droplets from a nozzle hole and pressurizing ink in a liquid chamber by an energy generating means based on an input, a photosensitive material is exposed on a substrate. A light-shielding film is formed on the photosensitive film. Then, a diffused light is irradiated from above the light-shielding film to form a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing process using the diffused light passing through the hole remains. Then, an electroformed film is deposited by an electroforming method, an ink-repellent surface film is formed on the electroformed film, the substrate and the electroforming mold are removed, and the cross-sectional shape is an inverted tapered shape with the ejection surface facing upward. Is formed. Therefore, the electroforming mold of the nozzle forming member is processed into a forward tapered shape with good controllability, and the reverse tapered nozzle hole matched to the electroforming mold can be formed with good controllability by the electroforming method. In addition to stabilizing the position and suppressing variations in the ejection direction, a nozzle hole having a small discharge port diameter and a moderately large inlet diameter can be formed, and loss of discharge energy given by the energy generation means can be suppressed.

【0027】更に、上記感光性皮膜がネガ型であること
により、第一に、一般的なポジ型の型材に比べ、電鋳時
の変形が抑えることができる。第二に、ノズル孔の型と
して順テーパー形状に作る場合、拡散光の原理では、光
が入射した領域が残存することが望ましく、まさに架橋
反応が促し残存するネガ型が順テーパーな型の形成を容
易にできる。第三に、現像時の型の形状保持がポジ型に
比べ優れている点であり、特に電鋳用に用いられる10
μm厚以上では、顕著である。
Further, since the photosensitive film is of a negative type, first, deformation during electroforming can be suppressed as compared with a general positive type mold material. Secondly, in the case of making the nozzle hole into a forward tapered shape, it is desirable that the region where the light is incident remains according to the principle of diffused light, and the cross-linking reaction is promoted and the remaining negative type forms a forward tapered type. Can be easily done. Third, the shape retention of the mold at the time of development is superior to that of the positive mold.
This is remarkable when the thickness is more than μm.

【0028】また、上記拡散光は拡散板に平行光を入射
して得られるものであり、そして上記拡散光の拡散角度
は電鋳用型のテーパー角に応じて設定することにより、
所望の逆テーパー角度を有するインクジェットヘッドを
提供できる。
The diffused light is obtained by making parallel light incident on a diffuser plate, and the diffused angle of the diffused light is set according to the taper angle of the electroforming mold.
An inkjet head having a desired reverse taper angle can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係るインクジェットヘ
ッドにおけるノズル形成部材の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a nozzle forming member in an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したノズル形成部材を用いたインクジ
ェットヘッドの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of an inkjet head using the nozzle forming member shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施例に係るインクヘッドジェ
ットにおけるノズル形成部材の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a nozzle forming member in an ink head jet according to a second embodiment of the present invention.

【図4】入射光に対する出射光の角度変化を拡散板の種
類により示した模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a change in an angle of outgoing light with respect to incident light by a type of a diffusion plate.

【図5】比較例に係るインクヘッドジェットにおけるノ
ズル形成部材の製造工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a nozzle forming member in an ink head jet according to a comparative example.

【図6】具体例1〜3及び比較例により得られた電鋳用
の有機性型部θのテーパー角度と露光量の関係を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a taper angle of an organic mold part θ for electroforming and an exposure amount obtained in Specific Examples 1 to 3 and Comparative Example.

【図7】具体例1〜3及び比較例により得られたノズル
形成部材のノズル孔のテーパー角度θと露光量の関係を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a taper angle θ of a nozzle hole of a nozzle forming member and an exposure amount obtained in Specific Examples 1 to 3 and Comparative Example.

【図8】具体例1により作製したノズル形成部材のノズ
ル孔近辺の断面形状の模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a cross-sectional shape near a nozzle hole of a nozzle forming member manufactured according to Specific Example 1.

【図9】比較例により作製したノズル形成部材のノズル
孔近辺の断面形状の模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a cross-sectional shape near a nozzle hole of a nozzle forming member manufactured according to a comparative example.

【図10】具体例1と比較例における噴射性能を比較し
た結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a result of comparing the injection performance between a specific example 1 and a comparative example.

【図11】ネガ型の感光性皮膜を用いたノズル孔部にお
ける、露光時の架橋反応の進行状態を模式的に示す図で
ある。
FIG. 11 is a view schematically showing the progress of a crosslinking reaction at the time of exposure in a nozzle hole using a negative photosensitive film.

【図12】従来例1におけるノズル形成部材の作製工程
のノズル孔近傍の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of the vicinity of a nozzle hole in a manufacturing process of a nozzle forming member according to Conventional Example 1.

【図13】従来例2のノズル形成部材の断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a nozzle forming member of Conventional Example 2.

【図14】従来例3のノズル形成部材の作製工程のノズ
ル孔近傍の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of the vicinity of a nozzle hole in a manufacturing process of a nozzle forming member of Conventional Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1001;基板、1002;感光性皮膜、1003;遮
光性膜、1004;フォトマスク、1005;拡散板、
1006;平行光、1007;有機性型部、1008;
電鋳膜、1009;表面皮膜。
1001; substrate, 1002; photosensitive film, 1003; light-shielding film, 1004; photomask, 1005;
1006; collimated light, 1007; organic mold part, 1008;
Electroformed film, 1009; surface film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 伸治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AG02 AG07 AG12 AP13 AP38 AP60  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shinji Tezuka 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. 2C057 AF93 AG02 AG07 AG12 AP13 AP38 AP60

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電鋳用型を製造する電鋳用型製造方法に
おいて、 基板上に感光性皮膜を形成し、 該感光性皮膜上に遮光性膜を形成し、 該遮光性膜上方から拡散光を照射し、前記拡散光による
現像処理によって感光した任意の部位が残存した順テー
パー状の電鋳用型を作成することを特徴とする電鋳用型
製造方法。
1. A method for manufacturing an electroforming mold for manufacturing an electroforming mold, comprising: forming a photosensitive film on a substrate, forming a light-shielding film on the photosensitive film, and diffusing from above the light-shielding film. A method for manufacturing an electroforming mold, comprising irradiating light to form a forward tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the development processing using the diffused light remains.
【請求項2】 前記感光性皮膜がネガ型である請求項1
記載の電鋳用型製造方法。
2. The photosensitive film according to claim 1, wherein said photosensitive film is of a negative type.
The method for producing an electroforming mold according to the above.
【請求項3】 前記拡散光は拡散板に平行光を入射して
得られる請求項1記載の電鋳用型製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the diffused light is obtained by making parallel light incident on a diffuser plate.
【請求項4】 前記拡散光の拡散角度は前記電鋳用型の
テーパー角に応じて設定する請求項1又は3に記載の電
鋳用型製造方法。
4. The method for manufacturing an electroforming mold according to claim 1, wherein a diffusion angle of the diffused light is set according to a taper angle of the electroforming mold.
【請求項5】 インクを吐出するノズル孔を有するノズ
ル形成部材と、ノズル孔と連通する液室と、液室内のイ
ンクを加圧するエネルギー発生手段とを具備し、記録信
号の入力に基づいてエネルギー発生手段によって液室内
のインクが加圧され、ノズル孔からインク滴を吐出飛翔
させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドを製
造するインクジェットヘッド製造方法において、 基板上に感光性皮膜を形成し、 該感光性皮膜上に遮光性膜を形成し、 該遮光性膜上方から拡散光を照射し、前記拡散光による
現像処理によって感光した任意の部位が残存した順テー
パー状の電鋳用型を形成し、 電鋳膜を電鋳法により堆積し、 該電鋳膜上に撥インク性の表面皮膜を形成し、 前記基板及び前記電鋳用型を除去して吐出面を上にして
断面形状が逆テーパー形状を成すノズル孔を形成するこ
とを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
5. A nozzle forming member having a nozzle hole for discharging ink, a liquid chamber communicating with the nozzle hole, and energy generating means for pressurizing the ink in the liquid chamber, the energy being generated based on a recording signal input. An ink jet head manufacturing method for manufacturing an ink jet head for recording on a recording medium by ejecting ink droplets from a nozzle hole to pressurize ink in a liquid chamber by a generating means, forming a photosensitive film on a substrate, Forming a light-shielding film on the photosensitive film, irradiating diffused light from above the light-shielding film, and forming a forward-tapered electroforming mold in which an arbitrary portion exposed by the developing treatment with the diffused light remains. Depositing an electroformed film by an electroforming method, forming an ink-repellent surface film on the electroformed film, removing the substrate and the electroforming mold, and reversing the cross-sectional shape with the ejection surface facing upward. A method for manufacturing an inkjet head, comprising forming a nozzle hole having a tapered shape.
【請求項6】 前記感光性皮膜がネガ型である請求項5
記載のインクジェットヘッド製造方法。
6. The photosensitive film is of a negative type.
The manufacturing method of the inkjet head according to the above.
【請求項7】 前記拡散光は拡散板に平行光を入射して
得られる請求項5記載のインクジェットヘッド製造方
法。
7. The method according to claim 5, wherein the diffused light is obtained by making parallel light incident on a diffuser plate.
【請求項8】 前記拡散光の拡散角度は前記電鋳用型の
テーパー角に応じて設定する請求項5記載のインクジェ
ットヘッド製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein the diffusion angle of the diffused light is set according to a taper angle of the electroforming mold.
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