JP2002137381A - Nozzle plate and its manufacturing method - Google Patents
Nozzle plate and its manufacturing methodInfo
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- JP2002137381A JP2002137381A JP2000338432A JP2000338432A JP2002137381A JP 2002137381 A JP2002137381 A JP 2002137381A JP 2000338432 A JP2000338432 A JP 2000338432A JP 2000338432 A JP2000338432 A JP 2000338432A JP 2002137381 A JP2002137381 A JP 2002137381A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルプレート及
びノズルプレートの製造方法に関し、詳細には、インク
の噴射方向にテーパー状にその径の小さくなるノズル孔
の形成されたノズルプレート及び当該ノズルプレートを
簡単かつ精度よく製造するノズルプレートの製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle plate and a method of manufacturing the nozzle plate, and more particularly, to a nozzle plate having a nozzle hole tapered in the direction of ink ejection and having a smaller diameter. And a method for manufacturing a nozzle plate for easily and accurately manufacturing a nozzle plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録装置は、現像・定着
等のプロセスを必要とせず、非接触で記録を行うことが
できるために、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速
印字が可能であること、インクの自由度が高く、安価な
普通紙を使用できることなど多くの利点を有しているこ
とから、現在注目されている。2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus does not require processes such as development and fixing, and can perform recording in a non-contact manner. Therefore, noise during recording is extremely low, and high-speed printing is possible. Attention has been paid to the fact that the ink has a high degree of freedom and has many advantages such as use of inexpensive plain paper.
【0003】このようなインクジェット記録装置は、複
数のノズルと、各ノズルに対応して配設されたアクチュ
エータを有し、アクチュエータの変位や発熱等によって
インクをノズル孔から吐出させて、紙等の記録材へ記録
を行っている。Such an ink jet recording apparatus has a plurality of nozzles and actuators arranged corresponding to the respective nozzles. The ink is ejected from the nozzle holes by the displacement or heat generation of the actuator, and the ink is discharged from a paper or the like. Recording on recording material.
【0004】ところが、ノズル孔の大きさにばらつきが
あると、吐出するインクの量や速度にばらつきが生じ、
記録材上のインク滴の大きさや位置のばらつきが発生し
て、記録画像の画質が悪化するという問題がある。[0004] However, if the size of the nozzle hole varies, the amount and speed of the ink to be ejected varies.
There is a problem that the size and position of the ink droplets on the recording material vary and the image quality of the recorded image deteriorates.
【0005】また、インクを吐出した後に、ノズル孔部
分にインクが残存していると、次にインクを吐出させる
際に、残存するインクにより吐出されるインクの吐出方
向が曲がって、記録材上でのインクの位置がずれ、良好
な画像が得られない原因となる。Further, if ink remains in the nozzle hole after the ink is ejected, the ejection direction of the ink ejected by the remaining ink is deflected when the next ink is ejected, and the ink is ejected on the recording material. Ink position shifts in this case, and a good image cannot be obtained.
【0006】したがって、ノズル孔を有する部材には、
ノズル孔の均一形成性とノズル孔近傍の撥水性が要求さ
れる。Accordingly, members having a nozzle hole include:
The uniformity of the nozzle holes and the water repellency near the nozzle holes are required.
【0007】そこで、本出願人は、先に、予め離型処理
を施した基板にドライフィルムレジストにて所望のノズ
ル径と一致した外径のレジストパターンを形成し、該基
板上でかつ前記レジストパターンの周囲にニッケル等の
金属を電着し、該電着の厚さが前記レジストパターンの
厚みに至った時点で前記電着金属の最表面に四フッ化樹
脂を含んだニッケルメッキ処理を施し、その後、前記基
板より電着物を剥離し、次いで、前記ドライフィルムレ
ジストを除去するインクジェットノズルの製造方法を提
案している(特開昭63−3963号公報参照)。Therefore, the present applicant first forms a resist pattern having an outer diameter corresponding to a desired nozzle diameter with a dry film resist on a substrate which has been previously subjected to a mold release treatment, A metal such as nickel is electrodeposited around the pattern, and when the thickness of the electrodeposition reaches the thickness of the resist pattern, the outermost surface of the electrodeposited metal is subjected to nickel plating containing tetrafluoride resin. Then, there has been proposed a method of manufacturing an ink jet nozzle for removing the electrodeposit from the substrate and then removing the dry film resist (see JP-A-63-3963).
【0008】すなわち、このインクジェットノズルの製
造方法は、基板上のドライフィルムレジストにより厚膜
母型を作成し、ノズルプレートと撥水膜を連続して電析
してインクジェットノズルを製造している。That is, in this method of manufacturing an ink jet nozzle, a thick film matrix is formed from a dry film resist on a substrate, and a nozzle plate and a water-repellent film are successively electrodeposited to manufacture an ink jet nozzle.
【0009】また、従来、インク吐出口に平行部を持っ
たノズル孔をヘッド基体に有するインクジェットプリン
タヘッドを製造する方法において、導電体メッキが施さ
れた絶縁基板上に第1のレジストを塗布する第1のレジ
スト塗布工程と、前記平行部の径より大きな形状の第1
のパターンを設けた第1のマスク部材を介して前記第1
のレジストを露光させる第1の露光工程と、前記第1の
露光工程後、前記第1のパターンと同じ形状に前記第1
のレジストを残し、前記導電体メッキ上にレジスト台を
形成する第1の現像工程と、前記第1の現像工程時に露
出した前記レジスト台及び前記導電体メッキ上に、前記
へ異後部の長さ以上の厚みをもった第2のレジストを塗
布する第2のレジスト塗布工程と、前記平行部と同じ経
をもって第2のマスク部材に設けられた第2のパターン
と前記レジスト台とを対峙させ、第2のマスク部材を介
して前記第2のレジストを露光させる第2の露光工程
と、第2の露光工程後、前記第2のパターンと同じ経の
ノズル孔形成レジストを前記レジスト台上に残す第2の
現像工程と、前記絶縁基板側から前記ノズル孔成形レジ
ストの表面に沿いながら、前記ノズル孔成形レジストの
頂部に向けて前記平行部と同じ長さ分だけメッキを成長
させるメッキ工程とを備えたインクジェットプリンタヘ
ッドの製造方法が提案されている(特開平10−162
36号公報参照)。In a conventional method of manufacturing an ink jet printer head having a nozzle base having a parallel portion with an ink discharge port in a head substrate, a first resist is applied on an insulating substrate plated with a conductor. A first resist coating step, and a first resist coating step having a shape larger than the diameter of the parallel portion.
Through the first mask member provided with the pattern
A first exposing step of exposing the resist, and after the first exposing step, the first pattern is formed in the same shape as the first pattern.
A first developing step of forming a resist table on the conductor plating while leaving the resist, and a length of the concave portion on the resist table and the conductor plating exposed during the first developing step. A second resist application step of applying a second resist having the above thickness, and a second pattern provided on a second mask member and the resist table facing each other with the same process as the parallel portion; A second exposure step of exposing the second resist through a second mask member, and after the second exposure step, a nozzle hole forming resist having the same diameter as the second pattern is left on the resist table. A second developing step, and a plating step of growing plating by the same length as the parallel portion toward the top of the nozzle hole forming resist from the insulating substrate side along the surface of the nozzle hole forming resist. Method of manufacturing an inkjet printer head equipped has been proposed (JP-A 10-162
No. 36).
【0010】すなわち、このインクジェットプリンタヘ
ッドの製造方法は、基板上に第1のレジスト層とそれよ
り小さな径の第2のレジスト層を設けた後に、基板から
ニッケルを析出して、テーパ形状のノズルを形成してい
る。That is, this method of manufacturing an ink jet printer head includes the steps of: providing a first resist layer and a second resist layer having a smaller diameter than the first resist layer on a substrate; depositing nickel from the substrate; Is formed.
【0011】さらに、従来、少なくとも、基板上にレジ
スト層を形成する工程と、前記レジスト層上にエッチン
グマスクを形成して、が入れ塗装に酸素ガスとフッ素ガ
スの混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを施すこ
とにより、パターン状のレジスト層を形成する工程と、
を備えたレジストパターンの製造方法が提案されている
(特開平9−311460号公報参照)。Further, conventionally, at least a step of forming a resist layer on a substrate, an etching mask is formed on the resist layer, and reactive ion etching is performed using a mixed gas of oxygen gas and fluorine gas for coating. A step of forming a patterned resist layer by performing etching,
There has been proposed a method of manufacturing a resist pattern having the following (see JP-A-9-31460).
【0012】すなわち、このレジストパターンの製造方
法をノズルプレートの製造方法に適用すると、この方法
は反応性イオンエッチングでレジストをエッチングする
際に、通常レジスト側壁に堆積する反応生成物をフッ素
ガスを混合したガスで行うことにより除去して、レジス
ト側壁のエッチングも進め、先細り状のテーパ断面を有
するレジストパターンを形成する。このレジストパター
ンを型として、メッキにより反転形状、すなわち、イン
ク流入側の径が吐出側の経よりも大きいノズルを形成す
ることができる。In other words, when this method of manufacturing a resist pattern is applied to a method of manufacturing a nozzle plate, this method mixes a reaction product that normally deposits on a resist side wall with fluorine gas when etching a resist by reactive ion etching. The etching is performed on the resist side wall, and the resist sidewall is also etched to form a resist pattern having a tapered tapered cross section. Using this resist pattern as a mold, an inverted shape, that is, a nozzle whose diameter on the ink inflow side is larger than that on the ejection side can be formed by plating.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報記載の技術では、吐出性能の良好なノズルプレート
を製造する上で、なお改良の必要があった。However, the techniques described in the above publications still require improvement in manufacturing a nozzle plate having good ejection performance.
【0014】すなわち、特開昭63−3963号公報記
載のインクジェットノズルの製造方法にあっては、得ら
れるレジスト断面形状は通常基板側が細くなった逆台形
状になり、これにより得られるノズル形状は、インク流
入側の径が吐出側の径より小さなものとなる。ところ
が、このようなノズル形状では、インク吐出方向に向け
て徐々に圧力が下がることになり、アクチュエータによ
り生じるエネルギーのロスが生じて、吐出効率が下がっ
てしまう。That is, in the method of manufacturing an ink jet nozzle described in JP-A-63-3963, the cross-sectional shape of the obtained resist is usually an inverted trapezoid in which the substrate side is narrowed. Thus, the diameter on the ink inflow side is smaller than the diameter on the ejection side. However, in such a nozzle shape, the pressure gradually decreases in the ink discharge direction, and energy loss generated by the actuator occurs, thereby lowering the discharge efficiency.
【0015】また、特開平10−16236号公報記載
のインクジェットプリンタヘッドの製造方法にあって
は、基板から剥離してレジストを除去した後に、インク
吐出面に撥水処理を行うこととなり、この状態で撥水処
理を行うと、ノズル孔内部にまで撥水層が入り込み、そ
の程度は各ノズル孔間でまちまちである。その結果、イ
ンクメニスカス位置がノズル孔間で異なり、噴射特性が
悪化するおそれがあるという問題があった。In the method of manufacturing an ink jet printer head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-16236, a water-repellent treatment is performed on the ink ejection surface after the resist is removed from the substrate. , The water-repellent layer penetrates into the inside of the nozzle holes, and the degree thereof varies among the nozzle holes. As a result, there is a problem that the ink meniscus position differs between the nozzle holes, and the ejection characteristics may be deteriorated.
【0016】さらに、特開平9−311460号公報記
載のレジストパターンの製造方法にあっては、反応性イ
オンエッチングでレジストをエッチングする際に通常レ
ジスト側壁に堆積する反応生成物をフッ素ガスを混合し
たガスで行うことにより除去してレジスト側壁のエッチ
ングも進めているため、この方法でノズルプレートの製
造を行うと、レジスト上に耐エッチング層を設け、耐エ
ッチング層に対してパターニングを行い、さらに高価な
装置を要する乾式プロセスによりパターン形成を行う必
要があり、製造コストが高く、ノズルプレートが高価な
ものになるという問題がある。Furthermore, in the method of manufacturing a resist pattern described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-31460, a fluorine gas is mixed with a reaction product that normally deposits on the resist side wall when the resist is etched by reactive ion etching. Since etching is performed on the resist side wall by removing with a gas, if a nozzle plate is manufactured by this method, an etching-resistant layer is provided on the resist, patterning is performed on the etching-resistant layer, and the cost is further increased. It is necessary to form a pattern by a dry process that requires a complicated apparatus, and there is a problem that the manufacturing cost is high and the nozzle plate is expensive.
【0017】そこで、請求項1記載の発明は、ノズル孔
が、その断面が液室側からインク吐出側に向かってその
径が小さくなるテーパー形状に形成されるとともに、当
該テーパー面が径の大きさが不連続的に変化する不連続
点を少なくとも1つ以上有する形状に形成され、インク
吐出側の面に、撥水処理が施されることにより、テーパ
ー形状自体の角度が小さくてもインク流入側の径とイン
ク吐出側の径との差が大きくなって、安定かつ優れたイ
ンク滴吐出性能(インク滴噴出特性)を実現し、安価で
高精度な画像出力を行うことのできるノズルプレートを
提供することを目的としている。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the nozzle hole is formed in a tapered shape whose cross section decreases in diameter from the liquid chamber side to the ink ejection side, and the tapered surface has a large diameter. Is formed in a shape having at least one or more discontinuous points where the ink is discontinuously changed, and the surface on the ink ejection side is subjected to a water-repellent treatment. The difference between the diameter of the ink jet side and the diameter of the ink jet side increases, realizing stable and excellent ink droplet ejection performance (ink droplet ejection characteristics), and providing a low-cost and highly accurate image output nozzle plate. It is intended to provide.
【0018】請求項2記載の発明は、ノズルプレートの
液室基板側の面に、インク流路を液室基板とともに画成
するインク流路形成凹部を形成することにより、部品点
数を削減し、より一層安価で、高精度な画像出力を行う
ことのできるノズルプレートを提供することを目的とし
ている。According to a second aspect of the present invention, the number of parts is reduced by forming an ink flow path forming recess which defines an ink flow path together with the liquid chamber substrate on the surface of the nozzle plate on the liquid chamber substrate side. It is an object of the present invention to provide a nozzle plate that can output a highly accurate image at a lower cost.
【0019】請求項3記載の発明は、ノズルプレートの
液室基板側の面を、0.3μm以上の粗さに形成するこ
とにより、液室基板に接着剤で接合する際に、十分な接
合面積を確保して、高い接合強度を得ることができ、よ
り一層安定かつ優れたインク滴吐出性能を実現して、安
価で、より一層高精度な画像出力を行うことのできるノ
ズルプレートを提供することを目的としている。According to a third aspect of the present invention, when the surface of the nozzle plate on the liquid chamber substrate side is formed to have a roughness of 0.3 μm or more, sufficient bonding can be performed when the nozzle plate is bonded to the liquid chamber substrate with an adhesive. Provided is a nozzle plate capable of securing an area, obtaining a high bonding strength, realizing more stable and excellent ink droplet ejection performance, and being inexpensive and capable of performing more accurate image output. It is intended to be.
【0020】請求項4記載の発明は、少なくとも表面に
導電性を有する基板上に特性の異なるレジスト材料を少
なくとも2層積層し、当該積層されたレジスト材料にノ
ズル孔を形成するためのフォトマスクを介して発散光を
照射してレジスト材料を固化させて、当該固化部分以外
のレジスト材料を現像により除去して当該固化部分をレ
ジストパターンとして生成し、レジストパターンの形成
された基板に当該レジストパターンの厚さよりも所定量
だけ薄く所定の金属膜を電析して、金属膜の表面上に連
続して撥水層を設け、金属膜と撥水層をノズルプレート
として基板から剥離した後、剥離したノズルプレートに
残留するレジスト材料を除去することにより、一度の露
光、現像工程でインク流入側からインク吐出側に向かっ
てその径が小さくなるテーパー形状のノズル孔を有する
ノズルプレートを形成するとともに、ノズルプレートの
ノズル孔部分からレジスト材料が突出した状態で撥水処
理を行うことで、ノズル孔内に撥水部材が侵入すること
なく、ノズルプレートのインク吐出面のみに撥水処理を
施し、安定かつ優れたインク滴吐出性能(インク滴噴出
特性)を実現して、安価で高精度な画像出力を行うこと
のできるノズルプレートの製造方法を提供することを目
的としている。According to a fourth aspect of the present invention, at least two layers of resist materials having different characteristics are laminated on a substrate having at least a surface having conductivity, and a photomask for forming a nozzle hole in the laminated resist material is provided. The resist material is solidified by irradiating divergent light therethrough, and the resist material other than the solidified portion is removed by development to generate the solidified portion as a resist pattern, and the resist pattern is formed on the substrate on which the resist pattern is formed. A predetermined metal film thinner by a predetermined amount than the thickness is electrodeposited, a water-repellent layer is continuously provided on the surface of the metal film, and the metal film and the water-repellent layer are separated from the substrate as a nozzle plate, and then separated. By removing the resist material remaining on the nozzle plate, the diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in one exposure and development process. By forming a nozzle plate having a tapered nozzle hole and performing a water-repellent treatment in a state where the resist material protrudes from the nozzle hole portion of the nozzle plate, the water-repellent member does not enter the nozzle hole, A method of manufacturing a nozzle plate capable of performing stable and excellent ink droplet ejection performance (ink droplet ejection characteristics) by performing a water-repellent treatment only on the ink ejection surface of the nozzle plate, and capable of outputting an inexpensive and highly accurate image. It is intended to provide.
【0021】請求項5記載の発明は、少なくとも表面に
導電性を有する基板上にインク流路形成凹部の深さと同
じ厚さに第1のレジスト材料を形成し、インク流路形成
凹部を形成するためのフォトマスクを介して露光して第
1のレジスト材料を固化させた後、第1のレジスト材料
上に当該第1のレジスト材料と特性の異なるレジスト材
料を少なくとも1層積層し、基板上の積層された全ての
レジスト材料にノズル孔を形成するためのフォトマスク
を介して発散光を照射してレジスト材料を固化させて、
当該固化部分以外のレジスト材料を現像により除去して
当該固化部分をノズル孔用のレジストパターン及びイン
ク流路形成凹部用のレジストパターンを生成し、レジス
トパターンの形成された基板上にインク流路形成凹部用
のレジストパターンの厚さよりも厚く、かつ、ノズル孔
用のレジストパターンの厚さよりも所定量だけ薄く所定
の金属膜を電析し、当該金属膜の表面上に連続して撥水
層を設けて、金属膜と撥水層をノズルプレートとして基
板から剥離した後、剥離したノズルプレートに残留する
レジスト材料を除去することにより、一度の露光、現像
工程でインク流入側からインク吐出側に向かってその径
が小さくなるテーパー形状のノズル孔とインク流路形成
凹部を有するノズルプレートを形成するとともに、ノズ
ルプレートのノズル孔部分からレジスト材料が突出した
状態で撥水処理を行うことで、ノズル孔内に撥水部材が
侵入することなく、ノズルプレートのインク吐出面のみ
に撥水処理を施し、安定かつ優れたインク滴吐出性能を
実現して、より一層安価で高精度な画像出力を行うこと
のできるノズルプレートの製造方法を提供することを目
的としている。According to a fifth aspect of the present invention, the first resist material is formed on at least the surface of the substrate having conductivity on the surface at the same thickness as the depth of the ink flow path forming recess, thereby forming the ink flow path forming recess. After exposing through a photomask for solidifying the first resist material, at least one layer of a resist material having a characteristic different from that of the first resist material is laminated on the first resist material. Irradiating divergent light through a photomask to form nozzle holes in all the laminated resist materials to solidify the resist material,
The resist material other than the solidified portion is removed by development, and the solidified portion is formed into a resist pattern for a nozzle hole and a resist pattern for an ink flow path forming recess, and an ink flow path is formed on the substrate on which the resist pattern is formed. Deposit a predetermined metal film thicker than the resist pattern for the concave portion, and a predetermined amount smaller than the thickness of the resist pattern for the nozzle hole, and continuously form a water-repellent layer on the surface of the metal film. After the metal film and the water-repellent layer are peeled off from the substrate as a nozzle plate, by removing the resist material remaining on the peeled nozzle plate, a single exposure and development process is performed from the ink inflow side to the ink ejection side. Forming a nozzle plate having a tapered nozzle hole having a reduced diameter and an ink flow path forming recess, By performing the water-repellent treatment with the resist material protruding from the hole, the water-repellent treatment is applied only to the ink ejection surface of the nozzle plate without the water-repellent member entering the nozzle hole, and stable and excellent ink is obtained. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a nozzle plate capable of realizing droplet discharge performance and outputting an image with higher precision and lower cost.
【0022】請求項6記載の発明は、レジスト材料とし
て、ドライフィルムレジストを用い、当該ドライフィル
ムレジストとして、基板側のドライフィルムレジストほ
ど露光感度が高いものを用いることにより、数十μmの
厚さを要するレジスト材料の基板上への形成を容易に行
うことができるとともに、その厚さばらつきも小さくす
ることができ、レジスト厚さで決定されるインク流路形
成凹部の高さを容易に一定にすることができるととも
に、液体レジストを用いた場合に比較して、レジスト乾
燥工程などを省略することができ、かつ、種類の異なる
レジスト材料を重ねて使用する場合にも相互のレジスト
材料の混合を避けることができ、より一層簡単かつ安価
に、高精度のノズルプレートを製造することのできるノ
ズルプレートの製造方法を提供することを目的としてい
る。According to a sixth aspect of the present invention, a resist having a thickness of several tens μm is used by using a dry film resist as a resist material and using a dry film resist having a higher exposure sensitivity as the dry film resist on the substrate side. In addition, it is possible to easily form a resist material on the substrate which requires the above, and it is also possible to reduce variations in the thickness of the resist material. In addition to the use of a liquid resist, the step of drying the resist can be omitted, and the mixing of the mutual resist materials can be performed even when different types of resist materials are used in layers. Manufacture of nozzle plates that can be avoided and that can produce high-precision nozzle plates more easily and cheaply It is an object of the present invention to provide a law.
【0023】請求項7記載の発明は、レジスト材料とし
て、ドライフィルムレジストを用い、当該ドライフィル
ムレジストとして、基板側のドライフィルムレジストほ
どその現像時間が長いものを用いることにより、一度の
露光、現像工程でインク流入側からインク吐出側に向か
ってその径が小さくなるテーパー形状のノズル孔をより
一層簡単かつ容易に形成することができ、より一層簡単
かつ安価に、高精度のノズルプレートを製造することの
できるノズルプレートの製造方法を提供することを目的
としている。According to a seventh aspect of the present invention, a single exposure and development process is performed by using a dry film resist as a resist material and using a dry film resist having a longer development time as the dry film resist on the substrate side. In the process, a tapered nozzle hole whose diameter decreases from the ink inflow side toward the ink discharge side can be formed more easily and easily, and a more accurate and inexpensive nozzle plate with higher precision can be manufactured. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a nozzle plate that can perform the method.
【0024】請求項8記載の発明は、露光工程として、
フォトマスク上に拡散板が配置され、当該拡散板に平行
光を照射して、レジスト材料内に発散光を照射させるこ
とにより、通常の露光光路中に拡散板を挿入するだけ
で、設備の改修や新規設備の導入を必要とせず、従来の
工程で露光工程処理を行うことができ、より一層安価
に、かつ、高精度のノズルプレートを製造することので
きるノズルプレートの製造方法を提供することを目的と
している。[0024] The invention according to claim 8 is characterized in that as the exposure step,
A diffuser is placed on a photomask, and the diffuser is irradiated with parallel light and divergent light is irradiated into the resist material. To provide a nozzle plate manufacturing method capable of performing an exposure process in a conventional process without requiring the introduction of new or new equipment, and capable of manufacturing a nozzle plate with higher precision and lower cost. It is an object.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のノ
ズルプレートは、インクの充填される複数の液室に対し
てそれぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるととも
に、接合される液室基板との間に、共通液室と当該共通
液室から前記各液室にインクを供給するインク流路とを
画成し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出
させるノズルプレートにおいて、前記ノズル孔は、その
断面が前記液室側から前記インク吐出側に向かってその
径が小さくなるテーパー形状に形成されているととも
に、当該テーパー面が前記径の大きさが不連続的に変化
する不連続点を少なくとも1つ以上有する形状に形成さ
れ、前記インク吐出側の面は、撥水処理が施されている
ことにより、上記目的を達成している。According to the first aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate in which a plurality of nozzle holes communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and a liquid chamber to be joined is formed. Between the substrate, a common liquid chamber and an ink flow path that supplies ink from the common liquid chamber to each of the liquid chambers, and a nozzle plate that discharges ink in each of the liquid chambers from the nozzle holes, The nozzle hole is formed in a tapered shape whose cross section decreases in diameter from the liquid chamber side toward the ink ejection side, and the diameter of the tapered surface changes discontinuously. The above-mentioned object is achieved by being formed in a shape having at least one or more discontinuous points, and by performing a water-repellent treatment on the surface on the ink ejection side.
【0026】上記構成によれば、ノズル孔が、その断面
が液室側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状に形成されるとともに、当該テーパー面
が径の大きさが不連続的に変化する不連続点を少なくと
も1つ以上有する形状に形成され、インク吐出側の面
に、撥水処理が施されているので、テーパー形状自体の
角度が小さくてもインク流入側の径とインク吐出側の径
との差が大きくなって、安定かつ優れたインク滴吐出性
能(インク滴噴出特性)を実現することができ、安価で
高精度な画像出力を行うことができる。According to the above configuration, the nozzle hole is formed in a tapered shape whose cross section decreases in diameter from the liquid chamber side toward the ink discharge side, and the tapered surface has a discontinuous diameter. Is formed in a shape having at least one or more discontinuous points that change in shape, and the surface on the ink ejection side is subjected to a water-repellent treatment. The difference from the diameter on the ink ejection side becomes large, so that stable and excellent ink droplet ejection performance (ink droplet ejection characteristics) can be realized, and inexpensive and highly accurate image output can be performed.
【0027】この場合、例えば、請求項2に記載するよ
うに、前記ノズルプレートは、前記液室基板側の面に、
前記インク流路を前記液室基板とともに画成するインク
流路形成凹部が形成されていてもよい。In this case, for example, as described in claim 2, the nozzle plate is provided on the surface on the liquid chamber substrate side.
An ink flow path forming recess that defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate may be formed.
【0028】上記構成によれば、ノズルプレートの液室
基板側の面に、インク流路を液室基板とともに画成する
インク流路形成凹部を形成しているので、部品点数を削
減することができ、より一層安価で、高精度な画像出力
を行うことができる。According to the above configuration, since the ink flow path forming recess that defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate is formed on the surface of the nozzle plate on the liquid chamber substrate side, the number of parts can be reduced. It is possible to output an image at a lower cost and with higher accuracy.
【0029】また、例えば、請求項3に記載するよう
に、前記ノズルプレートは、前記液室基板側の面が、
0.3μm以上の粗さに形成されていてもよい。Further, for example, as described in claim 3, the nozzle plate has a surface facing the liquid chamber substrate.
It may be formed with a roughness of 0.3 μm or more.
【0030】上記構成によれば、ノズルプレートの液室
基板側の面を、0.3μm以上の粗さに形成しているの
で、液室基板に接着剤で接合する際に、十分な接合面積
を確保して、高い接合強度を得ることができ、より一層
安定かつ優れたインク滴吐出性能を実現して、安価で、
より一層高精度な画像出力を行うことができる。According to the above configuration, the surface of the nozzle plate on the side of the liquid chamber substrate is formed to have a roughness of 0.3 μm or more. , High bonding strength can be obtained, and even more stable and excellent ink droplet ejection performance can be realized.
An even more accurate image output can be performed.
【0031】請求項4記載の発明のノズルプレートの製
造方法は、インクの充填されている複数の液室に対して
それぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるととも
に、接合される液室基板との間に、共通液室と当該共通
液室から前記各液室にインクを供給するインク流路とを
画成し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出
させるノズルプレートの製造方法において、少なくとも
表面に導電性を有する基板上に特性の異なるレジスト材
料を少なくとも2層積層するレジスト積層工程と、前記
積層されたレジスト材料に前記ノズル孔を形成するため
のフォトマスクを介して発散光を照射して前記レジスト
材料を固化させる露光工程と、前記固化部分以外の前記
レジスト材料を現像により除去して当該固化部分をレジ
ストパターンとして生成する現像工程と、前記レジスト
パターンの形成された基板に当該レジストパターンの厚
さよりも所定量だけ薄く所定の金属膜を電析する電析工
程と、前記金属膜の表面上に連続して撥水層を設ける撥
水工程と、前記金属膜と前記撥水層をノズルプレートと
して前記基板から剥離する剥離工程と、前記剥離したノ
ズルプレートに残留する前記レジスト材料を除去する仕
上げ工程とを備えることにより、上記目的を達成してい
る。According to a fourth aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate, wherein a plurality of nozzle holes communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and a liquid chamber substrate to be joined is formed. A method for manufacturing a nozzle plate that defines a common liquid chamber and an ink flow path that supplies ink from the common liquid chamber to each of the liquid chambers, and discharges the ink in each of the liquid chambers from the nozzle holes. A resist laminating step of laminating at least two layers of resist materials having different characteristics on a substrate having conductivity at least on the surface, and diverging light through a photomask for forming the nozzle holes in the laminated resist material. An exposure step of irradiating and solidifying the resist material, and removing the resist material other than the solidified portion by development to form the solidified portion as a resist pattern A developing step for forming the resist pattern; an electrodeposition step of depositing a predetermined metal film on the substrate on which the resist pattern is formed by a predetermined amount smaller than the thickness of the resist pattern; A water repellent step of providing a water layer, a peeling step of peeling the metal film and the water repellent layer from the substrate as a nozzle plate, and a finishing step of removing the resist material remaining on the peeled nozzle plate. Achieves the above object.
【0032】上記構成によれば、少なくとも表面に導電
性を有する基板上に特性の異なるレジスト材料を少なく
とも2層積層し、当該積層されたレジスト材料にノズル
孔を形成するためのフォトマスクを介して発散光を照射
してレジスト材料を固化させて、当該固化部分以外のレ
ジスト材料を現像により除去して当該固化部分をレジス
トパターンとして生成し、レジストパターンの形成され
た基板に当該レジストパターンの厚さよりも所定量だけ
薄く所定の金属膜を電析して、金属膜の表面上に連続し
て撥水層を設け、金属膜と撥水層をノズルプレートとし
て基板から剥離した後、剥離したノズルプレートに残留
するレジスト材料を除去しているので、一度の露光、現
像工程でインク流入側からインク吐出側に向かってその
径が小さくなるテーパー形状のノズル孔を有するノズル
プレートを形成することができるとともに、ノズルプレ
ートのノズル孔部分からレジスト材料が突出した状態で
撥水処理を行うことで、ノズル孔内に撥水部材が侵入す
ることなく、ノズルプレートのインク吐出面のみに撥水
処理を施すことができ、安定かつ優れたインク滴吐出性
能(インク滴噴出特性)を実現して、高精度な画像出力
を行うことのできるノズルプレートを安価に製造するこ
とができる。According to the above-described structure, at least two layers of resist materials having different characteristics are laminated on a substrate having at least a surface having conductivity, and a photomask for forming a nozzle hole is formed in the laminated resist material. The resist material is solidified by irradiating divergent light, the resist material other than the solidified portion is removed by development to produce the solidified portion as a resist pattern, and the resist pattern is formed on the substrate on which the resist pattern has been formed. Also, a predetermined amount of a thin metal film is electrodeposited, a water-repellent layer is continuously provided on the surface of the metal film, and the metal film and the water-repellent layer are separated from the substrate as a nozzle plate. Since the remaining resist material is removed, the diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in one exposure and development process. A nozzle plate having a par-shaped nozzle hole can be formed, and the water-repellent member enters the nozzle hole by performing the water-repellent treatment with the resist material protruding from the nozzle hole portion of the nozzle plate. Nozzle plate that can perform water-repellent treatment only on the ink discharge surface of the nozzle plate, realizes stable and excellent ink droplet discharge performance (ink droplet ejection characteristics), and performs high-precision image output Can be manufactured at low cost.
【0033】請求項5記載の発明のノズルプレートの製
造方法は、インクの充填される複数の液室に対してそれ
ぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるとともに、接
合される液室基板との間に、共通液室と当該共通液室か
ら前記各液室にインクを供給するインク流路とを画成
し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出させ
るとともに、前記インク流路を前記液室基板とともに画
成するためのインク流路形成凹部の形成されるノズルプ
レートの製造方法において、少なくとも表面に導電性を
有する基板上に前記インク流路形成凹部の深さと同じ厚
さに第1のレジスト材料を形成する第1レジスト形成工
程と、前記インク流路形成凹部を形成するためのフォト
マスクを介して露光して前記第1のレジスト材料を固化
させる露光工程と、前記第1のレジスト材料上に当該第
1のレジスト材料と特性の異なるレジスト材料を少なく
とも1層積層する第2レジスト形成工程と、前記基板上
の積層された全ての前記レジスト材料に前記ノズル孔を
形成するためのフォトマスクを介して発散光を照射して
前記レジスト材料を固化させる露光工程と、前記固化部
分以外の前記レジスト材料を現像により除去して当該固
化部分を前記ノズル孔用のレジストパターン及び前記イ
ンク流路形成凹部用のレジストパターンを生成する現像
工程と、前記レジストパターンの形成された前記基板上
に前記インク流路形成凹部用のレジストパターンの厚さ
よりも厚く、かつ、前記ノズル孔用のレジストパターン
の厚さよりも所定量だけ薄く所定の金属膜を電析する電
析工程と、前記金属膜の表面上に連続して撥水層を設け
る撥水工程と、前記金属膜と前記撥水層をノズルプレー
トとして前記基板から剥離する剥離工程と、前記剥離し
たノズルプレートに残留する前記レジスト材料を除去す
る仕上げ工程とを備えることにより、上記目的を達成し
ている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate, wherein a plurality of nozzle holes communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and a plurality of nozzle holes are formed. In between, a common liquid chamber and an ink flow path that supplies ink from the common liquid chamber to each of the liquid chambers are defined, and ink in each of the liquid chambers is ejected from the nozzle holes, and the ink flow path is In the method of manufacturing a nozzle plate in which an ink flow path forming recess for forming the ink flow path forming recess is formed together with the liquid chamber substrate, at least a depth of the ink flow path forming recess is formed on a substrate having at least a surface having conductivity. A first resist forming step of forming one resist material, and an exposing step of exposing through a photomask for forming the ink flow path forming recess to solidify the first resist material; A second resist forming step of laminating at least one layer of a resist material having characteristics different from that of the first resist material on the first resist material; and forming the nozzle holes in all the resist materials laminated on the substrate. An exposure step of irradiating divergent light through a photomask to form the resist material, and removing the resist material other than the solidified portion by development to remove the solidified portion from the resist pattern for the nozzle hole And a developing step of generating a resist pattern for the ink flow path forming concave portion, and a thickness of the nozzle hole larger than the thickness of the resist pattern for the ink flow path forming concave portion on the substrate on which the resist pattern is formed. An electrodeposition step of depositing a predetermined metal film thinner by a predetermined amount than the thickness of the resist pattern, and continuously depositing the metal film on the surface of the metal film. A water-repellent step of providing a water-repellent layer, a peeling step of peeling the metal film and the water-repellent layer from the substrate as a nozzle plate, and a finishing step of removing the resist material remaining on the peeled nozzle plate. The above purpose is achieved by providing.
【0034】上記構成によれば、少なくとも表面に導電
性を有する基板上にインク流路形成凹部の深さと同じ厚
さに第1のレジスト材料を形成し、インク流路形成凹部
を形成するためのフォトマスクを介して露光して第1の
レジスト材料を固化させた後、第1のレジスト材料上に
当該第1のレジスト材料と特性の異なるレジスト材料を
少なくとも1層積層し、基板上の積層された全てのレジ
スト材料にノズル孔を形成するためのフォトマスクを介
して発散光を照射してレジスト材料を固化させて、当該
固化部分以外のレジスト材料を現像により除去して当該
固化部分をノズル孔用のレジストパターン及びインク流
路形成凹部用のレジストパターンを生成し、レジストパ
ターンの形成された基板上にインク流路形成凹部用のレ
ジストパターンの厚さよりも厚く、かつ、ノズル孔用の
レジストパターンの厚さよりも所定量だけ薄く所定の金
属膜を電析し、当該金属膜の表面上に連続して撥水層を
設けて、金属膜と撥水層をノズルプレートとして基板か
ら剥離した後、剥離したノズルプレートに残留するレジ
スト材料を除去しているので、一度の露光、現像工程で
インク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さ
くなるテーパー形状のノズル孔とインク流路形成凹部を
有するノズルプレートを形成することができるととも
に、ノズルプレートのノズル孔部分からレジスト材料が
突出した状態で撥水処理を行うことで、ノズル孔内に撥
水部材が侵入することなく、ノズルプレートのインク吐
出面のみに撥水処理を施すことができ、安定かつ優れた
インク滴吐出性能を実現して、高精度な画像出力を行う
ことのできるノズルプレートをより一層安価に製造する
ことができる。According to the above arrangement, the first resist material is formed on the substrate having at least the surface having conductivity at the same thickness as the depth of the ink flow path forming recess, and the ink flow path forming recess is formed. After exposing through a photomask to solidify the first resist material, at least one layer of a resist material having a characteristic different from that of the first resist material is laminated on the first resist material. The resist material is solidified by irradiating divergent light through a photomask for forming the nozzle holes to all the resist materials, and the resist material other than the solidified portions is removed by development to remove the solidified portions to the nozzle holes. A resist pattern for the ink flow path forming recess is formed on the substrate on which the resist pattern is formed. A predetermined metal film, which is thicker and thinner than the resist pattern for the nozzle hole by a predetermined amount, is electrodeposited, and a water-repellent layer is continuously provided on the surface of the metal film to repel the metal film. After the water layer is peeled off from the substrate as a nozzle plate, the resist material remaining on the peeled nozzle plate is removed, so that the diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in a single exposure and development process. It is possible to form a nozzle plate having a tapered nozzle hole and an ink flow path forming recess, and to perform a water repellent treatment in a state where the resist material protrudes from the nozzle hole portion of the nozzle plate, thereby repelling the nozzle hole. Water-repellent treatment can be applied only to the ink ejection surface of the nozzle plate without intrusion of water members, realizing stable and excellent ink droplet ejection performance and high accuracy The nozzle plate capable of performing image output can be more inexpensively manufactured.
【0035】上記各場合において、例えば、請求項6に
記載するように、前記レジスト材料は、ドライフィルム
レジストであり、当該ドライフィルムレジストは、前記
基板側のドライフィルムレジストほど露光感度が高いも
のであってもよい。In each of the above cases, for example, as described in claim 6, the resist material is a dry film resist, and the dry film resist has a higher exposure sensitivity as the dry film resist on the substrate side. There may be.
【0036】上記構成によれば、レジスト材料として、
ドライフィルムレジストを用い、当該ドライフィルムレ
ジストとして、基板側のドライフィルムレジストほど露
光感度が高いものを用いているので、数十μmの厚さを
要するレジスト材料の基板上への形成を容易に行うこと
ができるとともに、その厚さばらつきも小さくすること
ができ、レジスト厚さで決定されるインク流路形成凹部
の高さを容易に一定にすることができるとともに、液体
レジストを用いた場合に比較して、レジスト乾燥工程な
どを省略することができ、かつ、種類の異なるレジスト
材料を重ねて使用する場合にも相互のレジスト材料の混
合を避けることができ、より一層簡単かつ安価に、高精
度のノズルプレートを製造することができる。According to the above configuration, as the resist material,
Since a dry film resist is used and the exposure sensitivity is higher as the dry film resist on the substrate side, a resist material requiring a thickness of several tens of μm can be easily formed on the substrate. In addition, the thickness variation can be reduced, the height of the ink flow path forming concave portion determined by the resist thickness can be easily made constant, and compared with the case where a liquid resist is used. Therefore, it is possible to omit a resist drying step and the like, and to avoid mixing of resist materials even when different types of resist materials are used one upon another. Nozzle plate can be manufactured.
【0037】また、例えば、請求項7に記載するよう
に、前記レジスト材料は、ドライフィルムレジストであ
り、当該ドライフィルムレジストは、前記基板側のドラ
イフィルムレジストほどその現像時間が長いものであっ
てもよい。Also, for example, as described in claim 7, the resist material is a dry film resist, and the dry film resist has a longer development time as the dry film resist on the substrate side. Good.
【0038】上記構成によれば、レジスト材料として、
ドライフィルムレジストを用い、当該ドライフィルムレ
ジストとして、基板側のドライフィルムレジストほどそ
の現像時間が長いものを用いているので、一度の露光、
現像工程でインク流入側からインク吐出側に向かってそ
の径が小さくなるテーパー形状のノズル孔をより一層簡
単かつ容易に形成することができ、より一層簡単かつ安
価に、高精度のノズルプレートを製造することができ
る。According to the above configuration, as the resist material,
Using a dry film resist, as the dry film resist, the longer the development time of the dry film resist on the substrate side, so one exposure,
In the development process, a tapered nozzle hole whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side can be formed more easily and easily, and a more accurate and inexpensive high-precision nozzle plate is manufactured. can do.
【0039】さらに、例えば、請求項8に記載するよう
に、前記露光工程は、前記フォトマスク上に拡散板が配
置され、当該拡散板に平行光を照射して、前記レジスト
材料内に発散光を照射させてもよい。Further, for example, in the exposure step, in the exposing step, a diffusion plate is arranged on the photomask, and the diffusion plate is irradiated with parallel light to diverge light into the resist material. May be irradiated.
【0040】上記構成によれば、露光工程として、フォ
トマスク上に拡散板が配置され、当該拡散板に平行光を
照射して、レジスト材料内に発散光を照射させているの
で、通常の露光光路中に拡散板を挿入するだけで、設備
の改修や新規設備の導入を必要とせず、従来の工程で露
光工程処理を行うことができ、より一層安価に、かつ、
高精度のノズルプレートを製造することができる。According to the above configuration, in the exposure step, the diffusion plate is disposed on the photomask, and the diffusion plate is irradiated with parallel light to radiate divergent light into the resist material. By simply inserting a diffusion plate in the optical path, it is not necessary to repair equipment or introduce new equipment, and the exposure process can be performed in the conventional process, making it even more inexpensive, and
A highly accurate nozzle plate can be manufactured.
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise specified.
【0042】図1〜図8は、本発明のノズルプレート及
びノズルプレートの製造方法の第1の実施の形態を示す
図であり、図1は、本発明のノズルプレート及びノズル
プレートの製造方法の第1の実施の形態を適用したノズ
ルプレートの正面断面図である。FIGS. 1 to 8 show a first embodiment of a nozzle plate and a method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention. FIG. 1 shows a nozzle plate and a method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention. It is a front sectional view of the nozzle plate to which a 1st embodiment is applied.
【0043】図1において、ノズルプレート1は、プレ
ート基板2の表面に撥水層3が形成されており、プレー
ト基板2及び撥水層3には、ノズル孔4が形成されてい
る。ノズル孔4は、プレート基板2の撥水層3と反対側
の面から撥水層3側ほどその径が小さくなるテーパー形
状に形成されているとともに、その径は、不連続点5を
境として傾斜角度が異なる。すなわち、ノズル孔4は、
そのテーパー面の傾斜角度が変化する不連続点5を1つ
有しており、この不連続点5は、1つ以上であれば、複
数存在していてもよい。In FIG. 1, a nozzle plate 1 has a water-repellent layer 3 formed on the surface of a plate substrate 2, and nozzle holes 4 are formed in the plate substrate 2 and the water-repellent layer 3. The nozzle hole 4 is formed in a tapered shape in which the diameter becomes smaller toward the water repellent layer 3 from the surface of the plate substrate 2 opposite to the water repellent layer 3, and the diameter of the nozzle hole 4 is divided by the discontinuous point 5. Different inclination angles. That is, the nozzle hole 4 is
It has one discontinuous point 5 at which the inclination angle of the tapered surface changes, and a plurality of discontinuous points 5 may exist as long as there is at least one.
【0044】このノズルプレート1は、図2〜図7に示
す以下の製造工程により製造される。すなわち、まず、
図2に示すように、基板10として、少なくとも表面に
導電性を有する部材、例えば、ステンレス(SUS)3
04を用い、基板10は、後述するNi電析により生じ
る応力に対して変形することのない十分な厚みを有して
いる。The nozzle plate 1 is manufactured by the following manufacturing steps shown in FIGS. That is, first,
As shown in FIG. 2, as the substrate 10, a member having conductivity on at least the surface thereof, for example, stainless steel (SUS) 3
04, the substrate 10 has a sufficient thickness so as not to be deformed by a stress generated by Ni electrodeposition described later.
【0045】基板10は、予めその表面(図2の上面)
が、研磨剤等により、0.3μm以上の粗さにあらした
状態とされており、この基板10上に、図3に示すよう
に、特性の異なる2層のDFR(ドライフィルムレジス
ト)11、12を積層するレジスト積層工程処理を行
う。レジスト材料としては、DFRに限るものではな
く、また、積層するレジスト材料の数も2層以上であれ
ば、複数積層することができ、積層した数に応じて上記
不連続点5の数が増えることとなる。この基板10上に
直接形成される第1層目のDFR11は、第1層目のD
FR11上に形成される第2層目のDFR12に対して
露光感度が高く、かつ、現像に要する時間の長いDFR
が用いられている。例えば、第1層目のDFR11とし
ては、旭化成製Sunfort AQ2558を用いることができ、第
2層目のDFR12としては、ニチゴーモートン製ALPH
O NIT225を用いることができる。The substrate 10 has its surface (upper surface in FIG. 2) in advance.
Is made to have a roughness of 0.3 μm or more by an abrasive or the like. As shown in FIG. 3, two layers of DFR (dry film resist) 11 having different characteristics are provided on the substrate 10. Then, a resist lamination process for laminating 12 is performed. The resist material is not limited to the DFR. If the number of resist materials to be laminated is two or more, a plurality of resist materials can be laminated, and the number of the discontinuous points 5 increases according to the number of laminated layers. It will be. The first-layer DFR 11 formed directly on the substrate 10 has a first-layer DFR
The DFR 12 having a high exposure sensitivity to the second layer DFR 12 formed on the FR 11 and having a long development time.
Is used. For example, Asahi Kasei Sunfort AQ2558 can be used as the first layer DFR11, and Nichigo Morton ALPH can be used as the second layer DFR12.
O NIT225 can be used.
【0046】次に、図4に示すように、第2層目のDF
R12上に、ノズル孔4形成用のフォトマスクとしてマ
スク13を設けて、さらに、マスク13上に拡散板14
を配置し、この状態で露光を行う露光工程処理を行う。
拡散板14としては、例えば、LSDシリーズ(株式会
社ナバ)を用いることができる。Next, as shown in FIG. 4, the DF of the second layer
A mask 13 is provided on R12 as a photomask for forming the nozzle holes 4, and a diffusion plate 14 is further provided on the mask 13.
Are arranged, and an exposure process is performed to perform exposure in this state.
As the diffusion plate 14, for example, an LSD series (Nava Corporation) can be used.
【0047】上記拡散板14を通過した後の光強度分布
は、図8に示すように、仕様に応じたスキャッタ角度を
有して急峻な範囲で分布している。なお、図8は、拡散
板14が、拡散角20度の仕様の拡散板の場合を示して
いる。As shown in FIG. 8, the light intensity distribution after passing through the diffusion plate 14 is distributed in a steep range with a scatter angle according to the specification. FIG. 8 shows a case where the diffusion plate 14 is a diffusion plate having a specification of a diffusion angle of 20 degrees.
【0048】したがって、マスク13を通過した光は、
拡散角に応じて周辺部へも広がりながら進行し、この光
の照射量に対応して、DFR11及びDFR12が、架
橋硬化して、現像液に対して不溶化する。その結果、D
FR11及びDFR12の感光領域は、マスク13から
遠ざかるに従ってマスク13の開口部から周辺へと広が
り、テーパー形状を形成する。また、第1層目のDFR
11は、第2層目のDFR12に対して、露光感度が高
い材料であるため、少ない露光量でも架橋が進み、第1
層目のDFR11と第2層目のDFR12の界面部分で
は、第1層目のDFR11の方が広い面積が現像後も残
るとともに、第1層目のDFR11の方がその径の大き
なテーパー形状が形成される。そして、第2層目のDF
R12は、露光感度が低いため、目的とする径を得るた
めには、第1層目のDFR11のみを必要な厚さまで重
ねて用いた場合よりも多く露光することができ、第1層
目のDFR11の径をさらに大きくすることができる。Therefore, the light that has passed through the mask 13 is
The light progresses while spreading to the peripheral portion in accordance with the diffusion angle, and the DFR 11 and the DFR 12 are cross-linked and hardened to become insoluble in the developing solution in accordance with the irradiation amount of the light. As a result, D
The photosensitive regions of the FR 11 and the DFR 12 extend from the opening of the mask 13 to the periphery as the distance from the mask 13 increases, forming a tapered shape. Also, the first layer DFR
No. 11 is a material having a high exposure sensitivity to the DFR 12 of the second layer.
At the interface between the DFR 11 of the layer and the DFR 12 of the second layer, the DFR 11 of the first layer has a larger area remaining after development, and the DFR 11 of the first layer has a tapered shape having a larger diameter. It is formed. And the DF of the second layer
Since R12 has a low exposure sensitivity, in order to obtain a target diameter, it is possible to perform more exposure than when only the first layer DFR11 is used up to the required thickness, and the first layer The diameter of the DFR 11 can be further increased.
【0049】次に、拡散板14及びマスク13を除去し
た後、現像液で現像してDFR11、12を除去する現
像工程処理を行うと、、図5に示すように、略円錐形状
のレジストパターン15が形成され、このレジストパタ
ーン15には、DFR11とDFR12との境部分に不
連続点16が形成されている。レジストパターン15
は、この不連続点16を境にして、テーパー形状の径の
角度が異なったものとなる。Next, after the diffusion plate 14 and the mask 13 are removed, a development process is performed to remove the DFRs 11 and 12 by developing with a developing solution. As shown in FIG. A discontinuous point 16 is formed in the resist pattern 15 at the boundary between the DFR 11 and the DFR 12. Resist pattern 15
The angle of the diameter of the tapered shape is different from this discontinuous point 16.
【0050】次に、図6に示すように、上述のようにし
てレジストパターン15の形成された基板10を陰極と
して、NiをDFR11とDFR12の総厚、すなわ
ち、レジストパターン15の高さ以下の所定の厚さまで
電析して、所定の金属膜であるプレート基板2を形成す
る電析工程処理を行い、その後、図7に示すように、金
属膜としてのプレート基板2上に連続してその表面に撥
水層3を形成する撥水工程処理を行う。撥水層3は、例
えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を
分散させたメッキ浴中で電析して共析メッキ層として形
成してもよいし、塗布型の撥水材料を回転展開するなど
して形成してもよい。Next, as shown in FIG. 6, using the substrate 10 on which the resist pattern 15 is formed as described above as a cathode, Ni is added to the total thickness of the DFR 11 and the DFR 12, that is, not more than the height of the resist pattern 15. Electrodeposition is performed to deposit a predetermined thickness to form a plate substrate 2 that is a predetermined metal film, and then, as shown in FIG. A water-repellent process is performed to form a water-repellent layer 3 on the surface. The water-repellent layer 3 may be formed as a eutectoid plating layer by, for example, electrodeposition in a plating bath in which PTFE (polytetrafluoroethylene) particles are dispersed, or a coating-type water-repellent material is rotated and developed. Alternatively, it may be formed.
【0051】その後、基板10からNi部であるプレー
ト基板2及び撥水層3を剥離する剥離工程処理を行った
後、プレート基板2及び撥水層3に残留するレジスト材
料であるDFR11、12を除去する仕上げ工程処理を
行うと、図1に示したノズルプレート1が作成される。
このようにして作成されたノズルプレート1には、レジ
ストパターン15の抜けた部分に、プレート基板2の撥
水層3と反対側の面から撥水層3側ほどその径が小さく
なるテーパー形状に形成されているとともに、その径
が、レジストパターン15の不連続点16部分で不連続
的に変化するノズル孔4が形成されることとなる。Then, after performing a peeling process for peeling off the Ni substrate, the plate substrate 2 and the water repellent layer 3 from the substrate 10, the DFRs 11 and 12, which are the resist materials remaining on the plate substrate 2 and the water repellent layer 3, are removed. When the finishing process for removing is performed, the nozzle plate 1 shown in FIG. 1 is created.
The nozzle plate 1 thus formed has a tapered shape in which the resist pattern 15 is removed from the surface opposite to the water-repellent layer 3 of the plate substrate 2 so that the diameter decreases toward the water-repellent layer 3 side. The nozzle hole 4 which is formed and whose diameter changes discontinuously at the discontinuous point 16 portion of the resist pattern 15 is formed.
【0052】このようにして作成されたノズルプレート
1は、電析Niの成長面であり撥水層3の形成されてい
る面がインク吐出側であり、プレート基板2の基板10
からの剥離面が、インクジェットヘッドのインク流路等
の形成される液室基板等の他の部品との接合面となる。In the nozzle plate 1 thus formed, the surface on which the electrodeposited Ni is grown and the surface on which the water-repellent layer 3 is formed is the ink ejection side, and the substrate 10 of the plate substrate 2
The surface peeled from the surface becomes a bonding surface with another component such as a liquid chamber substrate on which an ink flow path or the like of the inkjet head is formed.
【0053】この接合面は、基板10の粗さが忠実に転
写されており、上記製造工程の最初に基板10の表面を
あらす際に、その粗さを制御することで、プレート基板
2の他の部品との接合面を適当な粗さにすることができ
る。On this joint surface, the roughness of the substrate 10 is faithfully transferred, and when the surface of the substrate 10 is exposed at the beginning of the manufacturing process, the roughness is controlled so that The joining surface with the component can be made to have an appropriate roughness.
【0054】このプレート基板2の他の部品との接合面
の粗さRaを、Ra≧0.3μmにすると、液室基板等
のインクジェットヘッドの他の部材と接着剤を介して接
合する際の接合強度を十分強度なものとすることができ
る。When the roughness Ra of the bonding surface of the plate substrate 2 with other components is set to Ra ≧ 0.3 μm, the surface of the plate substrate 2 at the time of bonding with another member of the ink jet head, such as a liquid chamber substrate, via an adhesive may be used. The joining strength can be made sufficiently strong.
【0055】また、プレート基板2の他の部品との接合
面の粗さは、基板10の表面の粗さにほぼ等しく、この
粗さは、第1層のDFR11と基板10との密着力に関
係し、基板10の表面の粗さRaを、Ra≧0.3μm
とすることで、DFR11、12の現像時及び電析時の
パターン流れなどの不具合の発生を大幅に軽減すること
ができる。Further, the roughness of the bonding surface of the plate substrate 2 with other components is substantially equal to the roughness of the surface of the substrate 10, and this roughness depends on the adhesion between the first layer DFR 11 and the substrate 10. The surface roughness Ra of the substrate 10 is Ra ≧ 0.3 μm
By doing so, it is possible to greatly reduce the occurrence of problems such as pattern flow during development and electrodeposition of the DFRs 11 and 12.
【0056】このように、本実施の形態のノズルプレー
ト1は、ノズル孔4が、その断面が液室側からインク吐
出側に向かってその径が小さくなるテーパー形状に形成
されるとともに、当該テーパー面が径の大きさが不連続
的に変化する不連続点5を有する形状に形成され、イン
ク吐出側の面に、撥水処理が施されている。As described above, in the nozzle plate 1 of the present embodiment, the nozzle hole 4 is formed in a tapered shape in which the cross section decreases in diameter from the liquid chamber side to the ink discharge side, and the nozzle hole 4 has the tapered shape. The surface is formed in a shape having discontinuous points 5 where the size of the diameter changes discontinuously, and the surface on the ink ejection side is subjected to a water-repellent treatment.
【0057】したがって、テーパー形状自体の角度が小
さくてもインク流入側の径とインク吐出側の径との差が
大きくなって、安定かつ優れたインク滴吐出性能(イン
ク滴噴出特性)を実現することができ、安価で高精度な
画像出力を行うことができる。Therefore, even if the angle of the taper shape itself is small, the difference between the diameter on the ink inflow side and the diameter on the ink discharge side becomes large, thereby realizing stable and excellent ink droplet discharge performance (ink droplet ejection characteristics). It is possible to perform inexpensive and highly accurate image output.
【0058】また、本実施の形態のノズルプレート1
は、その液室基板側の面が、0.3μm以上の粗さに形
成されている。Further, the nozzle plate 1 of the present embodiment
Has a surface on the liquid chamber substrate side having a roughness of 0.3 μm or more.
【0059】したがって、ノズルプレート1を液室基板
に接着剤で接合する際に、十分な接合面積を確保して、
高い接合強度を得ることができ、より一層安定かつ優れ
たインク滴吐出性能を実現して、安価で、より一層高精
度な画像出力を行うことができる。Therefore, when joining the nozzle plate 1 to the liquid chamber substrate with an adhesive, a sufficient joining area is secured,
High bonding strength can be obtained, more stable and excellent ink droplet ejection performance can be realized, and inexpensive and more accurate image output can be performed.
【0060】そして、このノズルプレート1は、少なく
とも表面に導電性を有する基板10上に特性の異なるレ
ジスト材料であるDFR11、12を2層積層し、当該
積層されたDFR11、12にノズル孔4を形成するた
めのマスク13を介して発散光を照射してDFR11、
12を固化させて、当該固化部分以外のDFR11、1
2を現像により除去して当該固化部分をレジストパター
ン15として生成し、レジストパターン15の形成され
た基板10に当該レジストパターン15の厚さよりも所
定量だけ薄くNi膜を電析して、Ni膜の表面上に連続
して撥水層3を設け、Ni膜であるプレート基板2と撥
水層3をノズルプレート1として基板10から剥離した
後、剥離したノズルプレート1に残留するDFR11、
12を除去している。The nozzle plate 1 has two layers of DFRs 11 and 12, which are resist materials having different characteristics, laminated on at least a substrate 10 having a conductive surface, and the nozzle holes 4 are formed in the laminated DFRs 11 and 12. Irradiating divergent light through a mask 13 for forming the DFR 11,
12 is solidified, and the DFRs 11 and 1 other than the solidified portion are solidified.
2 is removed by development to form the solidified portion as a resist pattern 15, and a Ni film is deposited on the substrate 10 on which the resist pattern 15 is formed by a predetermined thickness smaller than the thickness of the resist pattern 15, thereby forming a Ni film. After the water repellent layer 3 is continuously provided on the surface of the substrate 10, the plate substrate 2 and the water repellent layer 3, which are Ni films, are separated from the substrate 10 as the nozzle plate 1, and the DFR 11 remaining on the separated nozzle plate 1.
12 has been removed.
【0061】したがって、一度の露光、現像工程でイン
ク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状のノズル孔4を有するノズルプレート1
を形成することができるとともに、ノズルプレート1の
ノズル孔4部分からDFR12であるレジストパターン
15が突出した状態で撥水処理を行うことで、ノズル孔
4内に撥水部材が侵入することなく、ノズルプレート1
のインク吐出面のみに撥水処理を施すことができ、安定
かつ優れたインク滴吐出性能を実現して、高精度な画像
出力を行うことのできるノズルプレート1を安価に製造
することができる。Therefore, the nozzle plate 1 having the tapered nozzle hole 4 whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in one exposure and development process.
By performing the water-repellent treatment with the resist pattern 15 as the DFR 12 protruding from the nozzle hole 4 portion of the nozzle plate 1, the water-repellent member does not enter the nozzle hole 4. Nozzle plate 1
The water repellent treatment can be performed only on the ink ejection surface of the nozzle plate 1 to realize a stable and excellent ink droplet ejection performance, and the nozzle plate 1 capable of outputting a highly accurate image can be manufactured at low cost.
【0062】また、本実施の形態では、レジスト材料と
して、DFR(ドライフィルムレジスト)11、12を
用い、当該DFR11、12として、基板10側のDF
R11ほど露光感度が高いものを用いている。In the present embodiment, DFRs (dry film resists) 11 and 12 are used as resist materials, and the DFRs 11 and 12 are the DFs on the substrate 10 side.
The exposure sensitivity is higher as R11.
【0063】したがって、数十μmの厚さを要するDF
R11、12の基板10上への形成を容易に行うことが
できるとともに、その厚さばらつきも小さくすることが
でき、液体レジストを用いた場合に比較して、レジスト
乾燥工程などを省略することができ、かつ、種類の異な
るDFR11、12を重ねても相互のDFR11、12
の混合を避けることができ、より一層簡単かつ安価に、
高精度のノズルプレート1を製造することができる。Therefore, DF requiring a thickness of several tens μm
R11 and R12 can be easily formed on the substrate 10, the thickness variation can be reduced, and a resist drying step and the like can be omitted as compared with the case where a liquid resist is used. Even if DFRs 11 and 12 of different types can be overlapped with each other,
Can be avoided, making it easier and cheaper,
A highly accurate nozzle plate 1 can be manufactured.
【0064】さらに、本実施の形態では、レジスト材料
として、DFR11、12を用い、当該DFR11、1
2として、基板10側のDFR11ほどその現像時間が
長いものを用いている。Further, in this embodiment, DFRs 11 and 12 are used as resist materials,
As 2, the DFR 11 on the substrate 10 has a longer developing time.
【0065】したがって、一度の露光、現像工程でイン
ク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状のノズル孔4をより一層簡単かつ容易に
形成することができ、より一層簡単かつ安価に、高精度
のノズルプレート1を製造することができる。Therefore, it is possible to more easily and easily form the tapered nozzle hole 4 whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in a single exposure and development step. A high-precision nozzle plate 1 can be manufactured at low cost.
【0066】また、本実施の形態では、露光工程とし
て、マスク13上に拡散板14が配置され、当該拡散板
14に平行光を照射して、DFR11、12内に発散光
を照射させている。In the present embodiment, as an exposure step, a diffusion plate 14 is disposed on the mask 13, and the diffusion plate 14 is irradiated with parallel light to irradiate divergent light into the DFRs 11 and 12. .
【0067】したがって、通常の露光光路中に拡散板1
4を挿入するだけで、設備の改修や新規設備の導入を必
要とせず、従来の工程で露光工程処理を行うことがで
き、より一層安価に、かつ、高精度のノズルプレート1
を製造することができる。Therefore, the diffusing plate 1 is placed in the normal exposure light path.
4, it is possible to perform the exposure process in the conventional process without the need for repair of equipment or introduction of new equipment, and a more inexpensive and highly accurate nozzle plate 1.
Can be manufactured.
【0068】図9〜図17は、本発明のノズルプレート
及びノズルプレートの製造方法の第2の実施の形態を示
す図であり、図9は、本発明のノズルプレート及びノズ
ルプレートの製造方法の第2の実施の形態を適用したノ
ズルプレートの正面断面図である。FIGS. 9 to 17 are views showing a second embodiment of a nozzle plate and a method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention. FIG. 9 shows a nozzle plate and a method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention. It is a front sectional view of a nozzle plate to which a 2nd embodiment is applied.
【0069】図9において、ノズルプレート20は、プ
レート基板21の表面に撥水層22が形成されており、
プレート基板21及び撥水層22には、ノズル孔23が
形成されている。ノズル孔23は、プレート基板21の
撥水層22と反対側の面から撥水層22側ほどその径が
小さくなるテーパー形状に形成されているとともに、そ
の径は、不連続点24を境として傾斜角度が異なる。す
なわち、ノズル孔23は、そのテーパー面の傾斜角度が
変化する不連続点24を1つ有しており、この不連続点
24は、1つ以上であれば、複数存在していてもよい。In FIG. 9, the nozzle plate 20 has a water-repellent layer 22 formed on the surface of a plate substrate 21.
Nozzle holes 23 are formed in the plate substrate 21 and the water-repellent layer 22. The nozzle hole 23 is formed in a tapered shape in which the diameter decreases toward the water-repellent layer 22 from the surface of the plate substrate 21 opposite to the water-repellent layer 22, and the diameter of the nozzle hole 23 is divided by the discontinuous point 24. Different inclination angles. That is, the nozzle hole 23 has one discontinuous point 24 at which the inclination angle of the tapered surface changes, and if there is one or more discontinuous points 24, a plurality of discontinuous points 24 may exist.
【0070】また、プレート基板21のノズル孔23の
インク噴出側と反対側、すなわち、インク供給側の面に
は、インク流路形成凹部25が形成されており、インク
流路形成凹部25は、ノズルプレート20の接合される
図示しないインクジェットヘッドの液室を形成する部材
である液室基板との間にインク流路を画成・形成する。
インク流路は、ノズル孔23の開口する各液室と共通液
室とを連通して、共通液室からインクを各液室に供給す
る。Further, on the side opposite to the ink ejection side of the nozzle hole 23 of the plate substrate 21, that is, on the surface on the ink supply side, an ink flow path forming recess 25 is formed. An ink flow path is defined and formed between the nozzle plate 20 and a liquid chamber substrate, which is a member forming a liquid chamber of an inkjet head (not shown) to be joined.
The ink flow path communicates the respective liquid chambers having the nozzle holes 23 with the common liquid chamber, and supplies ink from the common liquid chamber to the respective liquid chambers.
【0071】このノズルプレート20は、図10〜図1
7に示す以下の製造工程により製造される。すなわち、
まず、図10に示すように、基板30として、少なくと
も表面に導電性を有する部材、例えば、ステンレス(S
US)304を用い、基板30は、後述するNi電析に
より生じる応力に対して変形することのない十分な厚み
を有している。This nozzle plate 20 is shown in FIGS.
It is manufactured by the following manufacturing process shown in FIG. That is,
First, as shown in FIG. 10, a substrate 30 having at least a surface having conductivity, for example, stainless steel (S
US) 304, and the substrate 30 has a sufficient thickness so as not to be deformed by a stress generated by Ni electrodeposition described later.
【0072】基板30は、予めその表面(図10の上
面)が、研磨剤等により、0.3μm以上の粗さにあら
した状態とされており、この基板30上に、図11に示
すように、レジスト材料である第1層目のDFR31を
ラミネートする第1レジスト形成工程処理を行う。この
第1層目のDFR31は、露光感度が高く、かつ、現像
に要する時間の長いDFRであるが、レジスト材料とし
ては、DFRに限るものではない。このDFR31上
に、図12に示すように、インク流路形成凹部用のマス
ク32を配置し、露光して、DFR31のインク流路形
成凹部を形成する部分を架橋硬化させる露光工程処理を
行う。したがって、上記第1層目のDFR31は、形成
するインク流路形成凹部25の深さと同じ厚さに形成す
る。The surface of the substrate 30 (upper surface in FIG. 10) is previously roughened to 0.3 μm or more with an abrasive or the like. Then, a first resist forming step process for laminating the first layer DFR 31 which is a resist material is performed. The DFR 31 of the first layer is a DFR having a high exposure sensitivity and a long development time, but the resist material is not limited to the DFR. As shown in FIG. 12, on the DFR 31, a mask 32 for the ink flow path forming concave portion is arranged, exposed, and subjected to an exposure process for cross-linking and curing the portion of the DFR 31 where the ink flow path forming concave portion is formed. Therefore, the first layer DFR 31 is formed to have the same thickness as the depth of the ink flow path forming recess 25 to be formed.
【0073】次に、マスク32を除去した後、レジスト
材料である第2層目のDFR33を第1層目のDFR3
1上にラミネートする第2レジスト形成工程処理を行
い、第1層目のDFR31は、上述のように、第1層目
のDFR31上に形成される第2層目のDFR33に対
して露光感度が高く、かつ、現像に要する時間の長いD
FRで、上記第1の実施の形態と同様に、例えば、第1
層目のDFR31としては、旭化成製Sunfort AQ2558を
用いることができ、第2層目のDFR33としては、ニ
チゴーモートン製ALPHO NIT225を用いることができる。Next, after removing the mask 32, the second layer DFR 33 as a resist material is replaced with the first layer DFR 3
The first DFR 31 is laminated on the first DFR 31 and the exposure sensitivity of the first DFR 31 is higher than that of the second DFR 33 formed on the first DFR 31 as described above. High D and long development time
In the FR, for example, as in the first embodiment, the first
As the DFR 31 of the layer, Sunfort AQ2558 manufactured by Asahi Kasei can be used, and as the DFR 33 of the second layer, ALPHO NIT225 manufactured by Nichigo Morton can be used.
【0074】次に、図14に示すように、第2層目のD
FR33上に、ノズル孔23を形成するためのフォトマ
スクであるマスク34を設けて、さらに、マスク34上
に拡散板35を配置し、この状態で露光を行う露光工程
処理を行う。拡散板14としては、上記第1の実施の形
態と同様のものを用いることができる。Next, as shown in FIG. 14, the second layer D
A mask 34, which is a photomask for forming the nozzle holes 23, is provided on the FR 33. Further, a diffusion plate 35 is disposed on the mask 34, and an exposure process is performed in which exposure is performed in this state. As the diffusion plate 14, the same one as in the first embodiment can be used.
【0075】この露光において、マスク34を通過した
光は、拡散角に応じて周辺部へも広がりながら進行し、
この光の照射量に対応して、DFR31及びDFR33
が、架橋硬化して、現像液に対して不溶化する。その結
果、DFR31及びDFR33の感光領域は、マスク3
4から遠ざかるに従ってマスク34の開口部から周辺へ
と広がり、テーパー形状を形成する。また、第1層目の
DFR31は、第2層目のDFR33に対して、露光感
度が高い材料であるため、少ない露光量でも架橋が進
み、第1層目のDFR31と第2層目のDFR33の界
面部分では、第1層目のDFR31の方が広い面積が現
像後も残るとともに、第1層目のDFR31の方がその
径の大きなテーパー形状が形成される。そして、第2層
目のDFR33は、露光感度が低いため、目的とする径
を得るためには、第1層目のDFR31のみを必要な厚
さまで重ねて用いた場合よりも多く露光することがで
き、第1層目のDFR31の径をさらに大きくすること
ができる。In this exposure, the light that has passed through the mask 34 travels while spreading to the peripheral portion according to the diffusion angle.
The DFR 31 and the DFR 33 correspond to the light irradiation amount.
However, it crosslinks and hardens, and becomes insoluble in the developer. As a result, the photosensitive areas of the DFR 31 and the DFR 33
As the distance from the mask 4 increases, the mask 34 expands from the opening to the periphery to form a tapered shape. Further, since the first layer DFR 31 is a material having a higher exposure sensitivity than the second layer DFR 33, crosslinking proceeds even with a small amount of exposure, and the first layer DFR 31 and the second layer DFR 33 In the interface portion, the first layer DFR 31 has a larger area after development, and the first layer DFR 31 has a tapered shape having a larger diameter. Since the second layer DFR 33 has a low exposure sensitivity, in order to obtain a target diameter, it is necessary to expose more than the case where only the first layer DFR 31 is used up to the required thickness. Thus, the diameter of the first layer DFR 31 can be further increased.
【0076】次に、拡散板35及びマスク34を除去し
た後、現像液で現像してDFR31、33を除去する現
像工程処理を行うと、図15に示すように、略円錐形状
のノズル孔形成用のレジストパターン36とインク流路
形成凹部形成用のレジストパターン37が形成され、ノ
ズル孔形成用のレジストパターン36には、DFR31
とDFR33との境部分に不連続点38が形成されてい
る。ノズル孔形成用のレジストパターン36は、この不
連続点38を境にして、テーパー形状の径の角度が異な
ったものとなる。Next, after the diffusion plate 35 and the mask 34 are removed, a development process for removing the DFRs 31 and 33 by developing with a developing solution is performed to form a substantially conical nozzle hole as shown in FIG. A resist pattern 36 for forming the ink flow path forming concave portion and a resist pattern 37 for forming the ink flow path forming concave portion are formed.
A discontinuous point 38 is formed at the boundary between the and the DFR 33. The resist pattern 36 for forming the nozzle holes has different tapered diameter angles around the discontinuity point 38.
【0077】次に、図16に示すように、上述のように
してレジストパターン36及びレジストパターン37の
形成された基板30を陰極として、NiをDFR31の
厚さ、すなわち、インク流路形成凹部形成用のレジスト
パターン37の高さ以上であって、かつ、DFR31と
DFR33の総厚、すなわち、レジストパターン36の
高さ以下の所定の厚さまで電析して、金属膜としてのプ
レート基板21を形成する電析工程処理を行い、その
後、図17に示すように、プレート基板21上に連続し
てその表面に撥水層22を形成する撥水工程処理を行
う。撥水層22は、上記第1の実施の形態と同様に、例
えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を
分散させたメッキ浴中で電析して共析メッキ層として形
成してもよいし、塗布型の撥水材料を回転展開するなど
して形成してもよい。Next, as shown in FIG. 16, using the substrate 30 on which the resist pattern 36 and the resist pattern 37 are formed as described above as a cathode, Ni is used for the thickness of the DFR 31, that is, for forming the ink flow passage forming recess. To a predetermined thickness not less than the height of the resist pattern 37 for use and the total thickness of the DFRs 31 and 33, that is, not more than the height of the resist pattern 36, to form the plate substrate 21 as a metal film. Then, as shown in FIG. 17, a water-repellent process for forming a water-repellent layer 22 on the surface of the plate substrate 21 is performed. The water-repellent layer 22 may be formed as a eutectoid plating layer by, for example, electrodeposition in a plating bath in which PTFE (polytetrafluoroethylene) particles are dispersed, similarly to the first embodiment. Alternatively, a coating type water repellent material may be formed by rotating and developing.
【0078】その後、基板30からNi部であるプレー
ト基板21及び撥水層22を剥離する剥離工程処理を行
った後、プレート基板21及び撥水層22に残留するレ
ジスト材料であるDFR31、33を除去する仕上げ工
程処理を行うと、図9に示したノズルプレート20が作
成され、ノズルプレート20には、レジストパターン3
6の抜けた部分に、プレート基板21の撥水層22と反
対側の面から撥水層22側ほどその径が小さくなるテー
パー形状に形成されているとともに、その径が、レジス
トパターン36の不連続点38部分で不連続的に変化す
るノズル孔23が形成され、さらに、撥水層22と反対
側の面のレジストパターン37の抜けた部分に、インク
流路形成凹部25が形成されることとなる。Then, after performing a peeling process for peeling off the Ni substrate, the plate substrate 21 and the water repellent layer 22 from the substrate 30, DFRs 31 and 33, which are the resist materials remaining on the plate substrate 21 and the water repellent layer 22, are removed. When the finishing process for removing is performed, the nozzle plate 20 shown in FIG.
6 is formed in a tapered shape in which the diameter decreases from the surface of the plate substrate 21 opposite to the water repellent layer 22 toward the water repellent layer 22, and the diameter of the resist pattern 36 The nozzle hole 23 that changes discontinuously at the continuous point 38 is formed, and the ink flow path forming concave portion 25 is formed at a portion of the surface opposite to the water repellent layer 22 where the resist pattern 37 is removed. Becomes
【0079】このようにして作成されたノズルプレート
20は、電析Niの成長面であり撥水層22の形成され
ている面がインク吐出側であり、プレート基板21の基
板30からの剥離面が、インクジェットヘッドの液室基
板との接合面となる。In the nozzle plate 20 thus formed, the surface on which the electrodeposited Ni is grown, the surface on which the water-repellent layer 22 is formed is the ink ejection side, and the surface of the plate substrate 21 separated from the substrate 30 Is the bonding surface of the ink jet head with the liquid chamber substrate.
【0080】この接合面は、基板30の粗さが忠実に転
写されており、上記製造工程の最初に基板30の表面を
あらす際に、その粗さを制御することで、プレート基板
21の液室基板との接合面を適当な粗さにすることがで
きる。On this joint surface, the roughness of the substrate 30 is faithfully transferred, and when the surface of the substrate 30 is exposed at the beginning of the above manufacturing process, the roughness of the substrate 30 is controlled. The joint surface with the chamber substrate can be made to have an appropriate roughness.
【0081】このプレート基板21の液室基板との接合
面の粗さRaを、Ra≧0.3μmにすると、ノズルプ
レート20を液室基板と接着剤を介して接合する際の接
合強度を十分強度なものとすることができる。When the roughness Ra of the bonding surface of the plate substrate 21 with the liquid chamber substrate is Ra ≧ 0.3 μm, the bonding strength when the nozzle plate 20 is bonded to the liquid chamber substrate via an adhesive is sufficient. It can be strong.
【0082】また、プレート基板21の液室基板との接
合面の粗さは、基板30の表面の粗さにほぼ等しく、こ
の粗さは、第1層のDFR31と基板30との密着力に
関係し、基板30の表面の粗さRaを、Ra≧0.3μ
mとすることで、DFR31、33の現像時及び電析時
のパターン流れなどの不具合の発生を大幅に軽減するこ
とができる。The roughness of the bonding surface of the plate substrate 21 with the liquid chamber substrate is substantially equal to the roughness of the surface of the substrate 30, and this roughness depends on the adhesion between the first layer DFR 31 and the substrate 30. The surface roughness Ra of the substrate 30 is defined as Ra ≧ 0.3 μm.
By setting m, the occurrence of problems such as pattern flow during development and electrodeposition of the DFRs 31 and 33 can be greatly reduced.
【0083】このように、本実施の形態のノズルプレー
ト20は、液室基板側の面に、インク流路を液室基板と
ともに画成するインク流路形成凹部25を形成してい
る。As described above, in the nozzle plate 20 of the present embodiment, the ink flow path forming recess 25 that defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate is formed on the surface on the liquid chamber substrate side.
【0084】したがって、部品点数を削減することがで
き、より一層安価で、高精度な画像出力を行うことがで
きる。Therefore, the number of parts can be reduced, and an even more inexpensive and highly accurate image output can be performed.
【0085】そして、本実施の形態のノズルプレート2
0は、少なくとも表面に導電性を有する基板30上にイ
ンク流路形成凹部25の深さと同じ厚さに第1のレジス
ト材料であるDFR31を形成し、インク流路形成凹部
25を形成するためのマスク32を介して露光してDF
R31を固化させた後、DFR31上に当該DFR31
と特性の異なるDFR33を積層し、基板30上の積層
された全てのDFR31、33にノズル孔23を形成す
るためのマスク34を介して発散光を照射してDFR3
1、33を固化させて、当該固化部分以外のDFR3
1、33を現像により除去して当該固化部分をノズル孔
用のレジストパターン36及びインク流路形成凹部用の
レジストパターン37を生成し、レジストパターン3
6、37の形成された基板30上にインク流路形成凹部
用のレジストパターン37の厚さよりも厚く、かつ、ノ
ズル孔用のレジストパターン36の厚さよりも所定量だ
け薄くNi膜を電析し、当該Ni膜の表面上に連続して
撥水層22を設けて、Ni膜であるプレート基板21と
撥水層22をノズルプレート20として基板30から剥
離した後、剥離したノズルプレート30に残留するDF
R31、33を除去している。Then, the nozzle plate 2 of the present embodiment
No. 0 is for forming the DFR 31 as the first resist material at the same thickness as the depth of the ink flow path forming recess 25 on at least the surface of the substrate 30 having conductivity on the surface, and forming the ink flow path forming recess 25. Exposure through mask 32
After solidifying R31, the DFR31 is placed on DFR31.
DFRs 33 having different characteristics from each other are laminated, and all of the laminated DFRs 31 and 33 on the substrate 30 are irradiated with divergent light via a mask 34 for forming the nozzle holes 23 to thereby form the DFR 3.
1 and 33 are solidified and DFR3 other than the solidified portion
The solidified portions are removed by development to form a resist pattern 36 for the nozzle holes and a resist pattern 37 for the concave portion for forming the ink flow path.
An Ni film is deposited on the substrate 30 on which the Ni and Ni films 6 and 37 are formed by a predetermined amount smaller than the thickness of the resist pattern 37 for the ink passage forming concave portion and the thickness of the resist pattern 36 for the nozzle hole. After the water repellent layer 22 is continuously provided on the surface of the Ni film, the plate substrate 21 and the water repellent layer 22 which are the Ni films are separated from the substrate 30 as the nozzle plate 20 and then remain on the separated nozzle plate 30. DF to do
R31 and 33 have been removed.
【0086】したがって、一度の露光、現像工程でイン
ク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状のノズル孔23とインク流路形成凹部2
5を有するノズルプレート20を形成することができる
とともに、ノズルプレート20のノズル孔23部分から
DFR33、すなわち、レジストパターン36が突出し
た状態で撥水処理を行うことで、ノズル孔23内に撥水
部材が侵入することなく、ノズルプレート20のインク
吐出面のみに撥水処理を施すことができ、安定かつ優れ
たインク滴吐出性能を実現して、高精度な画像出力を行
うことのできるノズルプレート30をより一層安価に製
造することができる。Therefore, in a single exposure and development process, the tapered nozzle hole 23 and the ink flow path forming recess 2 whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side.
5 can be formed, and the DFR 33, that is, the water repellent treatment is performed in a state where the resist pattern 36 protrudes from the nozzle hole 23 portion of the nozzle plate 20. A nozzle plate capable of performing a water-repellent treatment only on the ink ejection surface of the nozzle plate 20 without invading members, realizing stable and excellent ink droplet ejection performance, and performing high-precision image output. 30 can be manufactured even more cheaply.
【0087】また、ノズルプレート30の液室基板側の
面に、インク流路を液室基板とともに画成するインク流
路形成凹部25を形成しているので、部品点数を削減す
ることができ、より一層安価で、高精度な画像出力を行
うことができる。Further, since the ink flow path forming recess 25 which defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate is formed on the surface of the nozzle plate 30 on the liquid chamber substrate side, the number of parts can be reduced. Even more inexpensive and highly accurate image output can be performed.
【0088】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。As described above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.
【0089】[0089]
【発明の効果】請求項1記載の発明のノズルプレートに
よれば、ノズル孔が、その断面が液室側からインク吐出
側に向かってその径が小さくなるテーパー形状に形成さ
れるとともに、当該テーパー面が径の大きさが不連続的
に変化する不連続点を少なくとも1つ以上有する形状に
形成され、インク吐出側の面に、撥水処理が施されてい
るので、テーパー形状自体の角度が小さくてもインク流
入側の径とインク吐出側の径との差が大きくなって、安
定かつ優れたインク滴吐出性能(インク滴噴出特性)を
実現することができ、安価で高精度な画像出力を行うこ
とができる。According to the nozzle plate of the first aspect of the present invention, the nozzle hole is formed in a tapered shape in which the cross section decreases in diameter from the liquid chamber side toward the ink discharge side. Since the surface is formed in a shape having at least one or more discontinuous points where the size of the diameter changes discontinuously, and the surface on the ink ejection side is subjected to a water-repellent treatment, the angle of the tapered shape itself is reduced. Even if the diameter is small, the difference between the diameter on the ink inflow side and the diameter on the ink discharge side becomes large, and stable and excellent ink droplet discharge performance (ink droplet ejection characteristics) can be realized. It can be performed.
【0090】請求項2記載の発明のノズルプレートによ
れば、ノズルプレートの液室基板側の面に、インク流路
を液室基板とともに画成するインク流路形成凹部を形成
しているので、部品点数を削減することができ、より一
層安価で、高精度な画像出力を行うことができる。According to the nozzle plate of the second aspect of the present invention, since the ink flow path forming recess that defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate is formed on the surface of the nozzle plate on the liquid chamber substrate side. It is possible to reduce the number of parts, and to output an image at lower cost and with higher accuracy.
【0091】請求項3記載の発明のノズルプレートによ
れば、ノズルプレートの液室基板側の面を、0.3μm
以上の粗さに形成しているので、液室基板に接着剤で接
合する際に、十分な接合面積を確保して、高い接合強度
を得ることができ、より一層安定かつ優れたインク滴吐
出性能を実現して、安価で、より一層高精度な画像出力
を行うことができる。According to the nozzle plate of the third aspect, the surface of the nozzle plate on the liquid chamber substrate side is 0.3 μm
Since it is formed with the above roughness, a sufficient bonding area can be secured when bonding to the liquid chamber substrate with an adhesive, high bonding strength can be obtained, and more stable and excellent ink droplet ejection. The performance can be realized, and an inexpensive image output with higher accuracy can be performed.
【0092】請求項4記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、少なくとも表面に導電性を有する基板
上に特性の異なるレジスト材料を少なくとも2層積層
し、当該積層されたレジスト材料にノズル孔を形成する
ためのフォトマスクを介して発散光を照射してレジスト
材料を固化させて、当該固化部分以外のレジスト材料を
現像により除去して当該固化部分をレジストパターンと
して生成し、レジストパターンの形成された基板に当該
レジストパターンの厚さよりも所定量だけ薄く所定の金
属膜を電析して、金属膜の表面上に連続して撥水層を設
け、金属膜と撥水層をノズルプレートとして基板から剥
離した後、剥離したノズルプレートに残留するレジスト
材料を除去しているので、一度の露光、現像工程でイン
ク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状のノズル孔を有するノズルプレートを形
成することができるとともに、ノズルプレートのノズル
孔部分からレジスト材料が突出した状態で撥水処理を行
うことで、ノズル孔内に撥水部材が侵入することなく、
ノズルプレートのインク吐出面のみに撥水処理を施すこ
とができ、安定かつ優れたインク滴吐出性能(インク滴
噴出特性)を実現して、高精度な画像出力を行うことの
できるノズルプレートを安価に製造することができる。According to the method of manufacturing a nozzle plate according to the fourth aspect of the invention, at least two resist materials having different characteristics are laminated on a substrate having at least a surface having conductivity, and a nozzle hole is formed in the laminated resist material. Forming a resist pattern by irradiating divergent light through a photomask to form a resist material, solidifying the resist material, removing the resist material other than the solidified portion by development, and forming the solidified portion as a resist pattern; Electrodepositing a predetermined metal film thinner by a predetermined amount than the thickness of the resist pattern on the formed substrate, providing a water-repellent layer continuously on the surface of the metal film, and using the metal film and the water-repellent layer as a nozzle plate After peeling from the substrate, the resist material remaining on the peeled nozzle plate is removed. A nozzle plate having a tapered nozzle hole whose diameter decreases toward the exit side can be formed, and the water repellent treatment is performed in a state where the resist material protrudes from the nozzle hole portion of the nozzle plate. Without the water-repellent member entering the hole,
A water-repellent treatment can be applied only to the ink ejection surface of the nozzle plate, realizing stable and excellent ink droplet ejection performance (ink droplet ejection characteristics), and providing a low-cost nozzle plate that can output highly accurate images. Can be manufactured.
【0093】請求項5記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、少なくとも表面に導電性を有する基板
上にインク流路形成凹部の深さと同じ厚さに第1のレジ
スト材料を形成し、インク流路形成凹部を形成するため
のフォトマスクを介して露光して第1のレジスト材料を
固化させた後、第1のレジスト材料上に当該第1のレジ
スト材料と特性の異なるレジスト材料を少なくとも1層
積層し、基板上の積層された全てのレジスト材料にノズ
ル孔を形成するためのフォトマスクを介して発散光を照
射してレジスト材料を固化させて、当該固化部分以外の
レジスト材料を現像により除去して当該固化部分をノズ
ル孔用のレジストパターン及びインク流路形成凹部用の
レジストパターンを生成し、レジストパターンの形成さ
れた基板上にインク流路形成凹部用のレジストパターン
の厚さよりも厚く、かつ、ノズル孔用のレジストパター
ンの厚さよりも所定量だけ薄く所定の金属膜を電析し、
当該金属膜の表面上に連続して撥水層を設けて、金属膜
と撥水層をノズルプレートとして基板から剥離した後、
剥離したノズルプレートに残留するレジスト材料を除去
しているので、一度の露光、現像工程でインク流入側か
らインク吐出側に向かってその径が小さくなるテーパー
形状のノズル孔とインク流路形成凹部を有するノズルプ
レートを形成することができるとともに、ノズルプレー
トのノズル孔部分からレジスト材料が突出した状態で撥
水処理を行うことで、ノズル孔内に撥水部材が侵入する
ことなく、ノズルプレートのインク吐出面のみに撥水処
理を施すことができ、安定かつ優れたインク滴吐出性能
を実現して、高精度な画像出力を行うことのできるノズ
ルプレートをより一層安価に製造することができる。According to the method of manufacturing a nozzle plate according to the fifth aspect of the present invention, the first resist material is formed on at least the surface of the substrate having conductivity on the surface to the same thickness as the depth of the ink flow path forming recess, After exposing through a photomask for forming the ink flow path forming recesses to solidify the first resist material, at least a resist material having characteristics different from those of the first resist material is formed on the first resist material. One layer is laminated, and all resist materials laminated on the substrate are irradiated with divergent light through a photomask for forming a nozzle hole to solidify the resist material, and the resist material other than the solidified portion is developed. To form a resist pattern for the nozzle hole and a resist pattern for the ink flow path forming recess, and the solidified portion is formed on the substrate on which the resist pattern is formed. Greater than the thickness of the resist pattern for the channel forming recess, and electrodeposited thin predetermined metal film by a predetermined amount than the thickness of the resist pattern for nozzle holes,
After providing a water-repellent layer continuously on the surface of the metal film, after peeling the metal film and the water-repellent layer from the substrate as a nozzle plate,
Since the resist material remaining on the peeled nozzle plate has been removed, the tapered nozzle hole and the ink flow path forming concave part whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in a single exposure and development process are formed. And a water repellent treatment performed in a state where the resist material protrudes from the nozzle hole portion of the nozzle plate, so that the water repellent member does not enter the nozzle hole, and the ink in the nozzle plate can be formed. A nozzle plate capable of performing water-repellent treatment only on the ejection surface, realizing stable and excellent ink droplet ejection performance, and capable of performing high-accuracy image output can be manufactured at a lower cost.
【0094】請求項6記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、レジスト材料として、ドライフィルム
レジストを用い、当該ドライフィルムレジストとして、
基板側のドライフィルムレジストほど露光感度が高いも
のを用いているので、数十μmの厚さを要するレジスト
材料の基板上への形成を容易に行うことができるととも
に、その厚さばらつきも小さくすることができ、レジス
ト厚さで決定されるインク流路形成凹部の高さを容易に
一定にすることができるとともに、液体レジストを用い
た場合に比較して、レジスト乾燥工程などを省略するこ
とができ、かつ、種類の異なるレジスト材料を重ねて使
用する場合にも相互のレジスト材料の混合を避けること
ができ、より一層簡単かつ安価に、高精度のノズルプレ
ートを製造することができる。According to the method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention, a dry film resist is used as a resist material, and the dry film resist is
Since the exposure sensitivity is higher for the dry film resist on the substrate side, a resist material requiring a thickness of several tens of μm can be easily formed on the substrate and the thickness variation is reduced. The height of the ink flow path forming recesses determined by the resist thickness can be easily made constant, and the resist drying step and the like can be omitted as compared with the case where a liquid resist is used. In addition, even when different types of resist materials are used one upon another, mixing of the resist materials with each other can be avoided, so that a highly accurate nozzle plate can be manufactured more easily and inexpensively.
【0095】請求項7記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、レジスト材料として、ドライフィルム
レジストを用い、当該ドライフィルムレジストとして、
基板側のドライフィルムレジストほどその現像時間が長
いものを用いているので、一度の露光、現像工程でイン
ク流入側からインク吐出側に向かってその径が小さくな
るテーパー形状のノズル孔をより一層簡単かつ容易に形
成することができ、より一層簡単かつ安価に、高精度の
ノズルプレートを製造することができる。According to the method of manufacturing a nozzle plate according to the present invention, a dry film resist is used as a resist material, and the dry film resist is
Since the development time of the dry film resist on the substrate side is longer, the tapered nozzle hole whose diameter decreases from the ink inflow side to the ink discharge side in one exposure and development process is even easier. In addition, the nozzle plate can be formed easily, and a highly accurate nozzle plate can be manufactured more easily and inexpensively.
【0096】請求項8記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、露光工程として、フォトマスク上に拡
散板が配置され、当該拡散板に平行光を照射して、レジ
スト材料内に発散光を照射させているので、通常の露光
光路中に拡散板を挿入するだけで、設備の改修や新規設
備の導入を必要とせず、従来の工程で露光工程処理を行
うことができ、より一層安価に、かつ、高精度のノズル
プレートを製造することができる。According to the method of manufacturing a nozzle plate of the present invention, as an exposure step, a diffusion plate is arranged on a photomask, and the diffusion plate is irradiated with parallel light to diverge light into the resist material. The exposure process can be performed in the conventional process without the need for equipment modification or the introduction of new equipment, just by inserting the diffusion plate in the normal exposure light path, making it even more inexpensive. In addition, a highly accurate nozzle plate can be manufactured.
【図1】本発明のノズルプレート及びノズルプレートの
製造方法の第1の実施の形態を適用したノズルプレート
の正面断面図。FIG. 1 is a front sectional view of a nozzle plate to which a first embodiment of a nozzle plate and a method of manufacturing the nozzle plate according to the present invention is applied.
【図2】図1のノズルプレートの製造に使用する基板の
正面図。FIG. 2 is a front view of a substrate used for manufacturing the nozzle plate of FIG. 1;
【図3】図2の基板上に2層のDFRを積層した状態の
正面図。FIG. 3 is a front view showing a state in which two DFRs are stacked on the substrate of FIG. 2;
【図4】図3のDFR上にマスクと拡散板を設けて露光
している状態の正面図。FIG. 4 is a front view showing a state in which a mask and a diffusion plate are provided on the DFR of FIG. 3 to perform exposure.
【図5】図4のDFR、マスク及び拡散板を除去してレ
ジストパターンが基板上に形成されている状態の正面
図。FIG. 5 is a front view showing a state where the DFR, the mask, and the diffusion plate of FIG. 4 are removed and a resist pattern is formed on the substrate;
【図6】図5のレジストパターンの形成された基板上に
プレート基板となるNi膜を電析した状態の正面図。FIG. 6 is a front view showing a state where a Ni film serving as a plate substrate is electrodeposited on the substrate on which the resist pattern of FIG. 5 is formed.
【図7】図6のNi膜上に撥水層を積層した状態の正面
図。FIG. 7 is a front view of a state in which a water-repellent layer is laminated on the Ni film in FIG. 6;
【図8】図4の拡散板の拡散特性を示す図。FIG. 8 is a view showing diffusion characteristics of the diffusion plate of FIG. 4;
【図9】本発明のノズルプレート及びノズルプレートの
製造方法の第2の実施の形態を適用したノズルプレート
の正面断面図。FIG. 9 is a front sectional view of a nozzle plate to which a second embodiment of a nozzle plate and a method of manufacturing the nozzle plate according to the present invention is applied.
【図10】図9のノズルプレートの製造に使用する基板
の正面図。FIG. 10 is a front view of a substrate used for manufacturing the nozzle plate of FIG. 9;
【図11】図10の基板上にDFRを形成した状態の正
面図。FIG. 11 is a front view showing a state where a DFR is formed on the substrate of FIG. 10;
【図12】図11の基板のDFR上にインク流路形成凹
部用のマスクを設けて露光している状態の正面図。12 is a front view of a state in which a mask for an ink flow path forming recess is provided on the DFR of the substrate in FIG. 11 and exposure is performed.
【図13】図12の基板のマスクを除去して第2層目の
DFRを設けた状態の正面図。FIG. 13 is a front view showing a state in which the mask of the substrate of FIG. 12 is removed and a second-layer DFR is provided.
【図14】図13のDFR上にノズル孔用のマスクと拡
散板を設けて露光している状態の正面図。14 is a front view of a state in which a mask for a nozzle hole and a diffusion plate are provided on the DFR of FIG. 13 to perform exposure.
【図15】図14のDFR、マスク及び拡散板を除去し
てノズル孔用のレジストパターン及びインク流路形成用
部用のレジストパターンが基板上に形成されている状態
の正面図。FIG. 15 is a front view showing a state in which the DFR, the mask, and the diffusion plate of FIG. 14 are removed, and a resist pattern for a nozzle hole and a resist pattern for an ink flow path forming portion are formed on a substrate.
【図16】図15のレジストパターンの形成された基板
上にプレート基板となるNi膜を電析した状態の正面
図。FIG. 16 is a front view showing a state where a Ni film serving as a plate substrate is electrodeposited on the substrate on which the resist pattern of FIG. 15 is formed.
【図17】図16のNi膜上に撥水層を積層した状態の
正面図。FIG. 17 is a front view showing a state in which a water-repellent layer is laminated on the Ni film in FIG. 16;
1 ノズルプレート 2 プレート基板 3 撥水層 4 ノズル孔 5 不連続点 10 基板 11、12 DFR 13 マスク 14 拡散板 15 レジストパターン 16 不連続点 20 ノズルプレート 21 プレート基板 22 撥水層 23 ノズル孔 24 不連続点 25 インク流路形成凹部 30 基板 31 DFR 32 マスク 33 DFR 34 マスク 35 拡散板 36、37 レジストパターン 38 不連続点 Reference Signs List 1 nozzle plate 2 plate substrate 3 water repellent layer 4 nozzle hole 5 discontinuous point 10 substrate 11, 12 DFR 13 mask 14 diffuser plate 15 resist pattern 16 discontinuous point 20 nozzle plate 21 plate substrate 22 water repellent layer 23 nozzle hole 24 non Contiguous point 25 Ink channel forming recess 30 Substrate 31 DFR 32 Mask 33 DFR 34 Mask 35 Diffusion plates 36, 37 Resist pattern 38 Discontinuous point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 泰史 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) 2C056 EA04 EA24 HA16 HA17 HA19 HA24 2C057 AF21 AF93 AF99 AG01 AG07 AG08 AP13 AP21 AP60 AQ06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yasushi Yamada 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. (reference) 2C056 EA04 EA24 HA16 HA17 HA19 HA24 2C057 AF21 AF93 AF99 AG01 AG07 AG08 AP13 AP21 AP60 AQ06
Claims (8)
れぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるとともに、
接合される液室基板との間に、共通液室と当該共通液室
から前記各液室にインクを供給するインク流路とを画成
し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出させ
るノズルプレートにおいて、前記ノズル孔は、その断面
が前記液室側から前記インク吐出側に向かってその径が
小さくなるテーパー形状に形成されているとともに、当
該テーパー面が前記径の大きさが不連続的に変化する不
連続点を少なくとも1つ以上有する形状に形成され、前
記インク吐出側の面は、撥水処理が施されていることを
特徴とするノズルプレート。A plurality of nozzle holes communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink, respectively;
A common liquid chamber and an ink flow path for supplying ink from the common liquid chamber to each of the liquid chambers are defined between the liquid chamber substrates to be joined, and the ink in each of the liquid chambers is ejected from the nozzle holes. In the nozzle plate to be formed, the cross section of the nozzle hole is formed in a tapered shape in which the diameter decreases from the liquid chamber side toward the ink ejection side, and the tapered surface does not have the size of the diameter. A nozzle plate formed in a shape having at least one or more discontinuous points that continuously change, and a surface on the ink ejection side is subjected to a water-repellent treatment.
面に、前記インク流路を前記液室基板とともに画成する
インク流路形成凹部が形成されていることを特徴とする
請求項1記載のノズルプレート。2. The nozzle plate according to claim 1, wherein an ink flow path forming recess that defines the ink flow path together with the liquid chamber substrate is formed on a surface on the liquid chamber substrate side. The described nozzle plate.
面が、0.3μm以上の粗さに形成されていることを特
徴とする請求項1または請求項2記載のノズルプレー
ト。3. The nozzle plate according to claim 1, wherein a surface of the nozzle plate on the side of the liquid chamber substrate is formed to have a roughness of 0.3 μm or more.
てそれぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるととも
に、接合される液室基板との間に、共通液室と当該共通
液室から前記各液室にインクを供給するインク流路とを
画成し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出
させるノズルプレートの製造方法において、少なくとも
表面に導電性を有する基板上に特性の異なるレジスト材
料を少なくとも2層積層するレジスト積層工程と、前記
積層されたレジスト材料に前記ノズル孔を形成するため
のフォトマスクを介して発散光を照射して前記レジスト
材料を固化させる露光工程と、前記固化部分以外の前記
レジスト材料を現像により除去して当該固化部分をレジ
ストパターンとして生成する現像工程と、前記レジスト
パターンの形成された基板に当該レジストパターンの厚
さよりも所定量だけ薄く所定の金属膜を電析する電析工
程と、前記金属膜の表面上に連続して撥水層を設ける撥
水工程と、前記金属膜と前記撥水層をノズルプレートと
して前記基板から剥離する剥離工程と、前記剥離したノ
ズルプレートに残留する前記レジスト材料を除去する仕
上げ工程とを備えたことを特徴とするノズルプレートの
製造方法。4. A plurality of nozzle holes communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink, respectively, and a common liquid chamber and the common liquid chamber are provided between the liquid chamber substrates to be joined. A method for manufacturing a nozzle plate that defines an ink flow path for supplying ink to each of the liquid chambers from the nozzles and discharges the ink in each of the liquid chambers from the nozzle holes. A resist laminating step of laminating at least two layers of different resist materials, and an exposing step of irradiating divergent light through a photomask for forming the nozzle holes on the laminated resist material to solidify the resist material; A developing step of removing the resist material other than the solidified portion by development to generate the solidified portion as a resist pattern; and forming the resist pattern. An electrodeposition step of depositing a predetermined metal film thinner by a predetermined amount than the thickness of the resist pattern on the substrate, a water-repellent step of continuously providing a water-repellent layer on the surface of the metal film, And a finishing step of removing the resist material remaining on the peeled-off nozzle plate, and a finishing step of removing the water-repellent layer from the substrate as a nozzle plate.
れぞれ連通する複数のノズル孔が形成されるとともに、
接合される液室基板との間に、共通液室と当該共通液室
から前記各液室にインクを供給するインク流路とを画成
し、前記各液室内のインクを前記ノズル孔から吐出させ
るとともに、前記インク流路を前記液室基板とともに画
成するためのインク流路形成凹部の形成されるノズルプ
レートの製造方法において、少なくとも表面に導電性を
有する基板上に前記インク流路形成凹部の深さと同じ厚
さに第1のレジスト材料を形成する第1レジスト形成工
程と、前記インク流路形成凹部を形成するためのフォト
マスクを介して露光して前記第1のレジスト材料を固化
させる露光工程と、前記第1のレジスト材料上に当該第
1のレジスト材料と特性の異なるレジスト材料を少なく
とも1層積層する第2レジスト形成工程と、前記基板上
の積層された全ての前記レジスト材料に前記ノズル孔を
形成するためのフォトマスクを介して発散光を照射して
前記レジスト材料を固化させる露光工程と、前記固化部
分以外の前記レジスト材料を現像により除去して当該固
化部分を前記ノズル孔用のレジストパターン及び前記イ
ンク流路形成凹部用のレジストパターンを生成する現像
工程と、前記レジストパターンの形成された前記基板上
に前記インク流路形成凹部用のレジストパターンの厚さ
よりも厚く、かつ、前記ノズル孔用のレジストパターン
の厚さよりも所定量だけ薄く所定の金属膜を電析する電
析工程と、前記金属膜の表面上に連続して撥水層を設け
る撥水工程と、前記金属膜と前記撥水層をノズルプレー
トとして前記基板から剥離する剥離工程と、前記剥離し
たノズルプレートに残留する前記レジスト材料を除去す
る仕上げ工程とを備えたことを特徴とするノズルプレー
トの製造方法。5. A plurality of nozzle holes which are respectively connected to a plurality of liquid chambers filled with ink, and
A common liquid chamber and an ink flow path for supplying ink from the common liquid chamber to each of the liquid chambers are defined between the liquid chamber substrates to be joined, and the ink in each of the liquid chambers is ejected from the nozzle holes. And a method of manufacturing a nozzle plate having an ink flow path forming recess for defining the ink flow path together with the liquid chamber substrate, wherein the ink flow path forming recess is formed on a substrate having at least a surface having conductivity. Forming a first resist material to the same thickness as the depth of the first resist material, and exposing the first resist material to light through a photomask for forming the ink flow path forming concave portion. An exposure step, a second resist forming step of laminating at least one layer of a resist material having a characteristic different from that of the first resist material on the first resist material, An exposure step of irradiating the resist material with divergent light through a photomask for forming the nozzle holes to solidify the resist material, and removing the resist material other than the solidified portion by development to form the solidified portion Developing a resist pattern for the nozzle hole and a resist pattern for the ink flow path forming recess, and calculating the thickness of the resist pattern for the ink flow path forming recess on the substrate on which the resist pattern is formed. An electrodeposition step of depositing a predetermined metal film, which is also thicker and thinner by a predetermined amount than the thickness of the resist pattern for the nozzle hole, and providing a water-repellent layer continuously on the surface of the metal film A step of separating the metal film and the water-repellent layer from the substrate as a nozzle plate; and Method of manufacturing a nozzle plate, characterized in that a finishing step of removing the strike material.
ストであり、当該ドライフィルムレジストは、前記基板
側のドライフィルムレジストほど露光感度が高いことを
特徴とする請求項4または請求項5記載のノズルプレー
トの製造方法。6. The nozzle plate according to claim 4, wherein the resist material is a dry film resist, and the dry film resist has a higher exposure sensitivity as the dry film resist on the substrate side. Manufacturing method.
ストであり、当該ドライフィルムレジストは、前記基板
側のドライフィルムレジストほどその現像時間が長いこ
とを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかに記載
のノズルプレートの製造方法。7. The method according to claim 4, wherein the resist material is a dry film resist, and the dry film resist has a longer development time as the dry film resist on the substrate side. 3. The method for manufacturing a nozzle plate according to item 1.
散板が配置され、当該拡散板に平行光を照射して、前記
レジスト材料内に発散光を照射させることを特徴とする
請求項4から請求項7のいずれかに記載のノズルプレー
トの製造方法。8. The exposing step includes disposing a diffusion plate on the photomask, irradiating the diffusion plate with parallel light, and irradiating the resist material with diverging light. A method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 7.
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WO2006080145A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Collective transfer ink jet nozzle plate and method for manufacturing the same |
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