JP2007090862A - ノズル板の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および、ノズル板製造用の母型構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のノズル孔が形成されるノズル板の面内でノズル長を均一にして、吐出性能を良くすること。
【解決手段】 平面を有する母型基板７０上に、形成しようとするノズル孔５１の径に対応するとともにノズル孔５１の長さに対応する厚さを有するレジストパターン７１を形成する工程（ｂ）と、レジストパターン７１上に、平面を有するノズル長規制部材８０を、ノズル長規制部材８０の平面と母型基板７０の平面とが対向するように載せる工程（ｃ）と、母型基板７０の平面とノズル長規制部材８０の平面との間に、レジストパターン７１に基づいて、めっきによりノズル板５０１を形成する工程（ｄ）を含む。
【選択図】 図３

Description

本発明はノズル板の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および、ノズル板製造用の母型構造に係り、特に、めっきにより製造するノズル板の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および、ノズル板製造用の母型構造に関する。

複数のノズル孔を有するノズル板を、めっきにより製造する方法が知られている。一般に、基板上にレジストをパターニングし、このパターニングされたレジスト（レジストパターン）に基づいて、めっきを行う。

めっきとしては、一般に、外部から与えた電気エネルギーによってめっき溶液中の金属を析出させる電鋳（電解めっき）、あるいは、化学反応によってめっき溶液中の金属を析出させる無電解めっきが行われる。電鋳の場合には電流で、無電解めっきの場合には時間で、それぞれ金属膜の成長が制御される。

特許文献１には、２段に分けて、レジストのパターニングおよび電鋳を行うことが記載されている。具体的には、１段目のレジストパターンに基づいて絞り部分（ノズル穴）が電鋳により形成され、２段目のレジストパターンに基づいて絞り部分に連なる流路部分（ストレート長さ部）が電鋳により形成される。

特許文献２には、円筒形状の平行部と、インクを導入するラッパ形状のアール部からなるノズル孔を有するノズル板（ヘッド基体）の製造方法が記載されている。例えば、ノズル板の全体の厚さを１００μｍとした場合、液滴の大きさを決定する円筒形状の平行部の長さは十分に小さい（１０〜１５μｍ）。すなわち、吐出性能を左右する円筒形状に対応するレジストは薄い。このような薄いレジストがパターニングされた後、電鋳が行われ、ノズル板が形成される。
特開平８−１３２６２５号公報（特に図１） 特開平１０−１６２３６号公報（特に図４〜図１１）

画像形成の高速化のため、ノズル板に形成されるノズル数が増加すると、これに伴って、ノズル板の面積が大きくなる。一方で、高画質化のため、吐出性能を左右するノズル孔の長さ（ノズル長）には、高精度が求められている。

電鋳によりノズル板を形成する場合、一般に電流量で金属膜の成長が制御されるが、電鋳により形成されるノズル板の板厚の均一性が良くないという問題がある。すなわち、ノズル長がノズル板の面内でばらついてしまう。

具体的には、図２１に示すように、基板７０上のレジストパターン７１に基づいて電鋳を行うが、基板７０上のノズル板５０１としての金属膜の成長にばらつきが生じる。特に、大面積でめっきを行う場合、電流量による制御では、面内での金属膜の成長の均一性を保つことが難しい。

すなわち、多数のノズル孔を有するノズル板５０１を形成する場合には、ノズル長の精度を確保することが困難であり、ノズル長にばらつきが生じることにより、吐出量にばらつきが生じ、画質が劣化することになる。

このようにノズル長にばらつきが生じてしまうので、ノズル長を均一にするためには、電鋳後に研磨工程が必要になる。しかしながら、このような研磨を行うとノズル孔のエッジ部の形状が劣化してしまい、結局、画質が劣化してしまうという問題もある。

特許文献１に記載の方法では、１段目の絞り部分（ノズル穴）および２段目の流路部分（ストレート長さ部）ともに、長さは、一般に電鋳における電流量によって制御されるので、面内の均一性は良くないことになる。

特許文献２に記載の方法においても、ノズル板全体の厚さと比較して、吐出性能を左右する円筒形状の長さは、その長さの大小に関係なく、一般に電鋳における電流量によって制御されることにかわりはなく、結局、面内でばらつきが生じることになる。

また、１段目のレジストのパターニングと、２段目のレジストのパターニングとが別工程になっているため、レジストパターンの位置あわせが困難である。すなわち、ノズル孔の形状が軸対象にならないという問題もある。一般に、数μｍ程度の位置ずれが生じる。

また、無電解めっきによりノズル板を製造する場合においても、電鋳により製造する場合と同様の問題が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数のノズル孔が形成されるノズル板の面内でノズル長を均一にすることができ、もって吐出性能を良くすることができるノズル板の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および、ノズル板製造用の母型構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、平面を有する母型上に、形成しようとするノズル孔の径に対応するとともに、前記ノズル孔の長さに対応する厚さを有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターン上に、平面を有するノズル長規制部材を、該ノズル長規制部材の前記平面と前記母型の前記平面とが対向するように載せる工程と、前記母型の前記平面と前記ノズル長規制部材の前記平面との間に、前記レジストパターンに基づいて、めっきによりノズル板を形成する工程を含むノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、母型の平面とノズル長規制部材の平面との間隔が一定に保たれ、母型の平面とノズル長規制部材の平面との間にめっきによりノズル板が形成されるので、ノズル板の面内でノズル長が均一となり、吐出性能が向上することになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズル長規制部材は、開口部を有することを特徴とするノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、めっき時に、ノズル長規制部材の開口部を介してめっき液が循環することになる。また、ノズル板に凸部を容易に形成することができ、このようなノズル板の凸部により、ノズル板のワイピング時にワイピング用のブレードなどからノズル孔が受けるダメージを減少させることもできる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ノズル長規制部材および／または前記レジストパターンの少なくとも前記ノズル孔の周囲に対応する部分に対して、めっきにより析出する金属を成長させるための電極が形成されていることを特徴とするノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、ノズル長規制部材および／またはレジストパターンのノズル孔の周囲に対応する部分に形成された、金属の成長のための電極により、ノズル孔の周囲に選択的に金属が成長するので、ボイドなどの異常の発生を防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ノズル長規制部材および／または前記レジストパターンの少なくとも前記ノズル孔の周囲に対応する部分に対して、めっきにより析出する金属を成長させるための触媒化を行う工程を含むことを特徴とするノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、ノズル長規制部材および／またはレジストパターンのノズル孔の周囲に対応する部分に施された、金属の成長のための触媒化により、ノズル孔の周囲に選択的に金属が成長するので、ボイドなどの異常の発生を防止することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記レジストパターン上に前記ノズル長規制部材を載せる工程よりも前に、前記母型と前記ノズル長規制部材との間に、形成しようとする前記ノズル孔の長さと同じ厚さを有するスペーサ部材を設置することを特徴とするノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、ノズル長規制部材の母型に対する接近や浮きを防止し得ることになり、ノズル板全体のノズル長をさらに確実に均一にすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記レジストパターンの形成時に、拡散光を用いた露光、及び、前記母型の前記平面に対して斜め方向から光を照射する露光のうちいずれか一方の露光を行うことを特徴とするノズル板の製造方法を提供する。

この発明によれば、テーパ形状のノズル孔が形成されるので、吐出性能が向上する。

請求項７に記載の発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記請求項１乃至６のいずれかに記載のノズル板の製造方法によって製造されたノズル板を、該ノズル板の複数のノズル孔に連通させる流路又は液室が形成されている構造体と接合する工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のノズル板の製造方法によって製造されたノズル板と、該ノズル板の複数のノズル孔に連通させる流路または液室が形成されている構造体とが接合されて構成されたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

請求項９に記載の発明は、平面を有する母型上に、形成しようとするノズル孔の径に対応するとともに、前記ノズル孔の長さに対応する厚さを有するレジストパターンが形成され、前記レジストパターン上に、平面を有するノズル長規制部材が、該ノズル長規制部材の前記平面と前記母型の前記平面とを対向させるように載せられていることを特徴とするノズル板製造用の母型構造を提供する。

本発明によれば、複数のノズル孔が形成されるノズル板の面内でノズル長を均一にすることができ、もって吐出性能を良くすることができる。

以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、液体吐出ヘッドの全体構造の一例について概略を示す平面透視図である。

図１において、液体吐出ヘッド５０は、紙などの記録媒体に向けてインクを吐出するノズル孔５１（吐出口）と、ノズル孔５１に連通する圧力室５２と、圧力室５２内にインクが供給される開口部としてのインク供給口５３とを含んでなる多数の圧力室ユニット５４が、２次元配列されて構成されている。なお、図１では、図示の便宜上、一部の圧力室ユニット５４が省略して描かれている。

複数のノズル孔５１は、主走査方向（本実施形態では記録媒体の搬送方向と略直交する方向である）と、主走査方向に対して所定の角度θをなす斜め方向との２方向に沿って、２次元マトリクス状に配列されている。具体的には、主走査方向に対して角度θをなす斜め方向に沿ってノズル孔５１が一定のピッチｄで複数配列されていることにより、ノズル孔５１が主走査方向に沿った一直線上に所定のピッチ「ｄ×cosθ」で配列されたものと等価に取り扱うことができる。このようなノズル配列によれば、主走査方向に沿って例えば１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）に及ぶような高密度のノズル配列と実質的に同等の構成にできる。すなわち、液体吐出ヘッド５０の長手方向（主走査方向）に沿った直線上に並べられるように投影される実質的なノズル孔の間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化が達成される。図１に示すように２方向に沿ったノズル配列を、２次元マトリクス状のノズル配列と呼ぶことにする。

図１に示すようなノズル配列によって、主走査方向（記録媒体の搬送方向と略直交する方向）に記録媒体の全幅に対応する長さにわたるノズル列を備えるフルライン型の液体吐出ヘッドを構成することができる。

なお、本発明の実施に際して、ノズル孔５１等の配置構造は、図１に示した例に特に限定されない。例えば、複数のノズル孔５１が２次元的に配列された短尺の液体吐出ヘッドブロックを千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有する液体吐出ヘッドを構成してもよい。

図２は、液体吐出ヘッド５０の内部構造例を示す断面図である。

図２において、液体吐出ヘッド５０は、主として、インクを吐出するノズル孔５１、ノズル孔５１に連通する圧力室５２、圧力室５２の容積を変化させて、圧力室５２内の液体に圧力を付与する圧力発生手段としてのアクチュエータ５８、圧力室５２に連通する共通液室５５を含んで構成されている。

なお、図２におけるノズル孔５１、圧力室５２、および、圧力室５２のインク供給口５３は、図１に示したものと同一である。ノズル孔５１、圧力室５２、アクチュエータ５８は、実際には、複数設けられている。

また、液体吐出ヘッド５０は、ノズル孔５１が形成されているノズル板５０１、圧力室５２からノズル孔５１に至るノズル流路５２１の一部が形成されているノズル連通板５０２、共通液室５５とノズル流路５２１の一部とが形成されている共通液室形成板５０３、圧力室５２のインク供給口５３とノズル流路５２１の一部とが形成されているインク供給口形成板５０４、圧力室５２が形成されている圧力室形成板５０５、および、圧力室５２の上壁面（振動面）を構成している振動板５６が、積層されて、構成されている。

振動板５６には圧力室５２が形成されている側とは反対側に圧電体５８ａが固着され、この圧電体５８ａを振動板５６と挟むようにして個別電極５７が形成されている。圧電体５８ａは、例えばピエゾからなり、個別電極５７に所定の電気信号（駆動信号）が与えられると変位（歪み）が発生し、振動板５６を介して圧力室５２の容積を変化させる。これらの振動板５６、圧電体５８ａおよび個別電極５７によって圧力発生手段としてのアクチュエータ５８が構成されている。

なお、本実施形態における振動板５６は、複数の圧力室５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されているが、このような場合に特に限定されず、圧力室５２ごとに形成されている場合もある。

共通液室５５は、その上流の図示を省略したインクタンクから供給されたインクを、圧力室５２に対して、インク供給口５３を介して供給する。

図３は、第１実施形態のノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。

まず、図３（ａ）に示すように、その上面が平面である母型基板７０の上に、形成しようとするノズル孔５１の長さに対応する厚みとなるように、レジスト７１０を塗布し、図示を省略したマスクを用いた露光および現像により、レジスト７１０をパターニングする。

そうすると、図３（ｂ）に示すように、母型基板７０上に、形成しようとするノズル孔５１の径に対応するとともに、ノズル孔５１の長さと同じ厚さを有する、凸形状のレジストパターン７１が形成される。

次に、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン７１上に、その下面が平面である板状のノズル長規制部材８０を接合して載せる。ここで、母型基板７０の平面（上面）とノズル長規制部材８０の平面（下面）とが対向するようにして、レジストパターン７１上にノズル長規制部材８０が載せられる。すなわち、母型基板７０の上面とノズル長規制部材８０の下面との間隔は、形成しようとするノズル孔５１の長さと同一になる。

次に、図３（ｄ）に示すように、母型基板７０の上面とノズル長規制部材８０の下面との間に、めっき（電鋳または無電解めっき）により、ノズル板５０１を形成する。

なお、電鋳でノズル板５０１を形成する場合には、予めその上面に電極層が形成されている母型基板７０を用いる。

その後、図３（ｅ）に示すように、めっきにより形成されたノズル板５０１を、ノズル長規制部材８０、レジストパターン７１、および、母型基板７０から剥離する。

例えば、ノズル孔５１の間隔（ノズルピッチ）が５００μｍ、ノズル孔５１の直径（ノズル径）が２０μｍ、ノズル孔５１の長さ（ノズル長）が２０μｍであるノズル板５０１が形成される。

複数のノズル孔５１の長さ（ノズル長）は、ノズル長規制部材８０によって物理的に一定に決められるため、従来のように電流量や時間で制御する場合と比較して、ノズル長の面内均一性が良くなる。

ノズル長の精度は、母型基板７０に塗布したレジスト７１０の厚さの精度にも因るが、一般に、電鋳などのめっきによる厚さの精度が±１０％程度であるのに対して、レジスト７１０の厚さの精度は±５％もしくはそれ以下なので、無視できる。

また、レジストパターン７１の上にノズル長規制部材８０を載せた状態でめっきを行うので、金属膜の異常成長によりノズル孔５１が塞がってしまうことを防止できる。

ノズル長規制部材８０としては、例えば、ポリイミド等などの樹脂からなるシートや、金属からなる板状部材を用いる。

ノズル長規制部材８０とレジストパターン７１との接合は、例えば、接着剤による接着で行う。接着剤を用いないで、ノズル長規制部材８０をレジストパターン７１に対して圧接する方法もある。

ところで、ノズル長規制部材８０とレジストパターン７１との密着が良くないと、図４（ａ）に示すように、ノズル長規制部材８０とレジストパターン７１との間に隙間９１１ができる。そうすると、図４（ｂ）に示すように、析出した金属が隙間に成長してノズル板５０１のノズル孔５１にバリ９１２が発生してしまうことになる。このような場合には、ノズル板５０１の形成後に、電解研磨などにより、バリの除去を行うことにより、図４（ｃ）に示すように、バリのないノズル板５０１が得られることになる。なお、ノズル長規制部材８０とレジストパターン７１との隙間に成長する成分は僅かなので、ノズル５１の径に影響を与えることなく、バリの除去が可能である。

図５は、開口部８２を有するノズル長規制部材８０の一例を示す平面図である。このような開口部８２を有するノズル長規制部材８０を用いた第２実施形態のノズル板の製造方法の一例について、図５の６―６線に沿った断面を示す図６を用いて説明する。

図５に示す開口部８２を有するノズル長規制部材８０を、レジストパターン７１上に接合して載せた状態で、図６（ａ）に示すように、母型基板７０とノズル長規制部材８０との間にめっきによりノズル板５０１を形成する。

このめっきにおいて、ノズル長規制部材８０に形成されている開口部８２により、新鮮なめっき液が容易に循環することになり、めっきにおいて析出する金属の成長が順調になる。

また、図６（ａ）に示すように、開口部８２の中にまで入り込むように金属を成長させることで、ノズル板５０１のノズル面５０ａに凸部５０１２が形成されることになる。

その後、図６（ｂ）に示すように、めっきにより形成されたノズル板５１を、ノズル長規制部材８０、レジストパターン７１、および、母型基板７０から剥離する。

ノズル面５０ａに形成された凸部５０１２は、ノズル面５０ａのワイピング時に、ノズル孔５１を保護する。詳細には、ノズル面５０ａをブレードが摺動することによりノズル面５０ａがワイピングされるとき、ノズル孔５１がブレードによって受けるダメージを低減する役目を果たす。

なお、ノズル長がノズル面５０ａ内において均一になることは、第１実施形態と同じである。ここで、ノズル長は、ノズル孔５１の長さであって、本例において、ノズル長規制部材８０の開口部８２によってノズル板５０１に形成された凸部の高さは含まれない。すなわち、ノズル長は、ノズル板５０１のノズル孔５１の近傍の厚さと同一である。

図７は、各種の開口部を有するノズル長規制部材の代表例を示す平面図である。

図７（ａ）のノズル長規制部材８０ａは、大面積の開口部８２ａが形成されており、めっき液の循環がよい。具体的には、開口部８２ａの幅Ｗｈは、ノズル孔５１の間隔Ｐｎの１／２よりも大きい。

図７（ｂ）のノズル長規制部材８０ｂおよび図７（ｃ）のノズル長規制部材８０ｃは、幅狭なスリット形状の開口部８２ｂ、８２ｃが形成されており、図７（ａ）のノズル長規制部材８０ａと比較して、剛性が高い。具体的には、開口部８２（８２ｂ、８２ｃ）の幅Ｗｈは、ノズル孔５１の間隔Ｐｎの１／２よりも小さい。

なお、開口部の形状は、ワイピング時のノズル孔５１の保護とノズル長規制部材８０の剛性との釣り合いを考え、最適な形状とする。

図７（ｃ）のノズル長規制部材８０ｃは、ノズル孔５１に対応するレジストパターン７１の凸部の間をまたぐようにＶ字形状の開口部８２ｃが形成されている。

ところで、図８に示すように、ノズル板５０１を母型基板７０上で形成する電鋳時に、電鋳の環境（例えばめっき液の供給の安定性など）によっては、ノズル孔５１の周囲（近傍）に、局所的な異常成長部９３１（出っ張り）やボイド９３２（欠け）が生じてしまう場合がある。

このような局所的な異常成長部９３１やボイド９３２の発生を防止することが可能な第３実施形態のノズル板の製造方法の一例について、図９を用いて説明する。

図９（ａ）に示すように、電鋳における選択的な成長のための電極８４を有するノズル長規制部材８０を用意する。このノズル長規制部材８０は、具体的には、少なくともノズル孔５１の周囲（近傍）に対応する部分に、電鋳により析出する金属を成長させるための電極８４を有している。

このような電極８４が母型基板７０上のレジストパターン７１のノズル孔５１に対応する部分（凸部）に接合されるように、ノズル長規制部材８０をレジストパターン７１上に載せる。この状態で、すなわち、少なくともレジストパターン７１の凸部の周囲に電極８４が配置されている状態で、図９（ｂ）に示すように、レジストパターン７１に基づいて、電鋳により母型基板７０とノズル長規制部材８０との間にノズル板５０１を形成する。

そうすると、レジストパターン７１のノズル孔５１の周囲（近傍）に対応する部分には、ノズル規制部材８０の電極８４によって、電鋳時、選択的に金属が成長する部分５０１３（選択成長部）が生じる。すなわち、図８に示すような局所的な異常成長部９３１やボイド９３２の発生が防止されることになる。

なお、ノズル長規制部材８０の平面に形成されている電極８４は、母型基板７０の平面に形成されている電極７４と同じ極性にして、電鋳が行われる。

図１０は、選択成長部５０１３を形成するための電極８４を有するノズル長規制部材８０の製造処理の一例を示す説明図である。

まず、図１０（ａ）に示すように、ノズル長規制部材８０の上面の全部にわたって、スパッタあるいは蒸着により、金属膜からなる導電層８４０を形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、導電層８４０の上に、レジストを塗布し、露光および現像によりパターニングして、電極用のレジストパターン８４１を形成する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、電極用のレジストパターン８４１を用いて、導電層８４０をエッチングによりパターニングし、電極用のレジストパターン８４１を除去すると、ノズル孔５１およびその近傍（周囲）に対応した電極８４を有するノズル長規制部材８０が形成される。

このようにして形成されたノズル長規制部材８０を、ひっくり返して、図９（ａ）に示すように、母型基板７０上のレジストパターン７１に載せる。このとき、ノズル長規制部材８０の電極８４と、ノズル孔５１に対応するレジストパターン７１の凸部とを、位置合わせする。

図１０を用いて、ノズル長規制部材８０に選択成長部５０１３を形成するための電極８４を設けた場合について説明したが、図１１に示すように、母型基板７０上のレジストパターン７１のノズル孔５１およびその周囲（近傍）に対応する部分に、選択成長部５０１３を形成するための電極７４４を設けてもよい。

図１２は、母型基板７０上のレジストパターン７１に電極７４４を形成するノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。

図１２（ａ）に示すように、母型基板７０上にレジストパターン７１を形成した後に、図１２（ｂ）に示すように、レジストパターン７１および母型基板７０の上に、全面にわたって、スパッタあるいは蒸着により、電極７４４としての金属膜を成膜する。そして、電極７４４を形成した後、図１２（ｃ）に示すように、母型基板７０上のレジストパターン７１に、ノズル長規制部材８０を載せる。

このようなレジストパターン７１に選択的な成長のための電極を形成する方法によれば、前述のノズル長規制部材８０に選択的な成長のための電極を形成する方法と比較して、位置合わせが不要となり簡単である。

なお、図９および図１０を用いてノズル長規制部材８０に選択的な成長のための電極を形成する場合について説明し、図１１および図１２を用いてレジストパターン７１に選択的な成長のための電極を形成する場合について説明したが、ノズル長規制部材８０とレジストパターン７１の両方に選択的な成長のための電極を形成してもよい。

以上、電鋳によりノズル板５０１を形成する場合について説明したが、無電解めっきによりノズル板５０１を形成する場合には、ノズル長規制部材８０および／またはレジストパターン７１の少なくともノズル孔５１の周囲（近傍）に対応する部分に対して、無電解めっきにより析出する金属を選択的に成長させるための触媒化の工程を経て、無電解めっきを行う。

触媒化工程は、簡単に言うと、無電解めっき前の表面に触媒を種づけする工程である。一例として、塩化第一スズ、塩化パラジウム、及び、塩酸の混合溶液を用いる。温度は３０〜４０度、時間は１〜３分、めっきしたい物を混合溶液につけ、表面にパラジウムを析出させる。

ノズル孔５１の周囲に対応する部分に選択的に触媒を付与する方法には、各種ある。第１に、付けたくないところをマスクして、混合溶液に浸け、あとでマスクを除去する方法がある。第２に、ディスペンサを用いて、必要な部分にのみ混合溶液を付ける方法がある。第３に、混合溶液をスクリーン印刷する方法がある。なお、第２及び第３の方法において、１回で触媒化できない場合には繰り返し行うようにしてもよい。

図１３は、スペーサ８６を用いるノズル板の製造方法における母型構造の一例を示す平面図である。また、図１３の１４−１４線に沿った断面図を図１４に示し、図１３の１５−１５線に沿った断面図を図１５に示す。

図１４および図１５に示すように、形成しようとするノズル孔５１の長さ（ノズル長）と同一の厚さを有するスペーサ８６を、母型基板７０とノズル長規制部材８０との間に挟む。すなわち、ノズル５１に対応するレジストパターン７１以外にも、ノズル５１間の位置において、スペーサ８６によって、母型基板７０とノズル長規制部材８０との間隔を一定に保つ。こうしてスペーサ８６を設置した後に、レジストパターン７１上のノズル長規制部材８０を載せる。

このようなスペーサ８６によって、ノズル長規制部材８０の母型基板７０への接近および浮きが防止されて、母型基板７０とノズル長規制部材８０との間隔が確実に一定となるので、ノズル長を確実に一定にすることができる。

スペーサ８６の形成方法の一例としては、ノズル５１に対応したレジストパターン７１を形成する時に、同時に形成する。詳細には、図３（ａ）に示すように母型基板７０上にレジスト７１０を塗布した後、露光および現像により、ノズル孔５１に対応するレジストパターン７１とともに母型基板７０の上にスペーサ８６を形成する。

また、レジストパターン７１の形成後に、スペーサを形成するようにしてもよい。

例えば、ビーズをスペーサとして用いてもよい。このビーズは、ノズル板５０１に残る。

また、ノズル長規制部材８０の側にスペーサ８６を形成するようにしてもよい。

以上のようにしてスペーサ８６を母型基板７０とノズル長規制部材８０との間に挟んでノズル板５０１を形成すると、一般に、ノズル板５０１には、スペーサ８６が挟まれていた位置に開口部が形成されることになる。このような開口部は、流路が形成されている構造体にノズル板５０１を接着する時、接着剤の逃げ場となり得る。

図１６は、テーパ形状のノズル孔を有するノズル板の製造方法における母型構造の一例を示す断面図である。

図１６において、図６に示す母型構造と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明したので説明を省略する。

本例では、図１６に示すように、テーパ形状のレジストパターン７１１を形成する。このようなテーパ形状のレジストパターン７１１に基づいてめっきにより形成されるノズル板５０１は、テーパ形状のノズル孔５１を有することになる。

例えば 図１７（ａ）に示すように、マスク７６１の開口部７６２から母型基板７０上のレジスト７１０の内部に拡散していく拡散光を用いて、レジスト７１０の露光を行う。そうすると、図１７（ｂ）に示すように、母型基板上７０に、テーパ形状のレジストパターン７１１が形成される。

図１８に示すように、レジストパターン７１１の凸部をテーパ形状にするとともに、レジストパターン７１１に電極７４４を形成すれば、レジストパターン７１１の凸部の根元にも成膜しやすいので、電極７４４の形成が容易になる。

また、母型基板７０にレジスト７１０を塗布した後、図１９（ａ）に示すように、母型基板７０のレジスト７１０が塗布された面の法線に対して角度θを成す斜め方向から平行光１０８をマスク７６を介して照射する露光、すなわち入射角θを維持したままで母型基板７０の平面に直交する回転軸１０８０を中心として光軸を才差運動させながら平行光を照射する露光を行うことにより、図１７（ｂ）に示すテーパ形状のレジストパターン７１１を形成するようにしてもよい。

また、母型基板７０にレジスト７１０を塗布した後、図１９（ｂ）に示すように、水平方向に対して角度θで傾けた母型基板７０を回転させながら、マスク７６を介して、母型基板７０上のレジスト７１０に対して入射角θで光１０８を照射して露光を行うことにより、図１７（ｂ）に示すテーパ形状のレジストパターン７１１を形成するようにしてもよい。

以上のようにして製造されたノズル板５０１は、図２０に示すように、圧力室５２、インク供給口５３、共通流路５５、振動板５６（共通電極を兼ねる）、個別電極５７、圧電体５８ａなどが形成されている構造体５００に接合され、図１および図２に示す液体吐出ヘッド５０が構成される。言い換えると、ノズル板５０１を、ノズル板５０１の複数のノズル孔５１に連通させる流路および／または液室が形成されている構造体と接合して、液体吐出ヘッドを製造する。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。

液体吐出ヘッドの全体構造の一例を示す平面透視図である。 液体吐出ヘッドの内部構造の一例を示す断面図である。 ノズル長規制部材を用いるノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。 バリの発生および除去の説明に用いる説明図である。 開口部を有するノズル長規制部材の一例を示す平面図である。 開口部を有するノズル長規制部材を用いるノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。 代表的な形状の開口部を有するノズル長規制部材の例を示す平面図である。 電鋳における局所的な異常成長の説明に用いる説明図である。 電鋳における選択的な成長のための電極を用いるノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。 ノズル長規制部材に電極を形成する処理の一例の説明に用いる説明図である。 レジストパターンに電極を形成するノズル板の製造方法における母型構造の一例を示す断面図である。 レジストパターンに電極を形成するノズル板の製造方法の一例の説明に用いる説明図である。 スペーサを用いるノズル板の製造方法における母型構造の一例を示す平面図である。 図１３の１４−１４線に沿った断面図である。 図１３の１５−１５線に沿った断面図である。 テーパ形状のノズルを有するノズル板の製造方法における母型構造の一例を示す断面図である。 テーパ形状のノズル孔に対応するレジストパターンを形成する工程の一例の説明に用いる説明図である。 テーパ形状のノズル孔に対応するレジストパターンに電極を形成する工程の説明に用いる説明図である。 斜め方向から露光する一例を示す説明図である。 ノズル板を構造体に接合する工程の説明に用いる説明図である。 従来のノズル板の製造方法におけるノズル長のばらつきの説明に用いる説明図である。

符号の説明

５０…液体吐出ヘッド、５１…ノズル孔、５２…圧力室、５３…インク供給口、５５…共通液室、５６…振動板、５８…アクチュエータ、５８ａ…圧電体、７０…母型基板、７１、７１１…レジストパターン、８０…ノズル長規制部材、８２…ノズル長規制部材の開口部、７４、８４、７４４…電極、８６…スペーサ、５０１…ノズル板、５０２…ノズル連通板、５０３…圧力室形成板、５０４…インク供給口形成板、５０５…共通液室形成板

Claims (9)

1. 平面を有する母型上に、形成しようとするノズル孔の径に対応するとともに、前記ノズル孔の長さに対応する厚さを有するレジストパターンを形成する工程と、
   前記レジストパターン上に、平面を有するノズル長規制部材を、該ノズル長規制部材の前記平面と前記母型の前記平面とが対向するように載せる工程と、
   前記母型の前記平面と前記ノズル長規制部材の前記平面との間に、前記レジストパターンに基づいて、めっきによりノズル板を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするノズル板の製造方法。
2. 前記ノズル長規制部材は、開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のノズル板の製造方法。
3. 前記ノズル長規制部材および／または前記レジストパターンの少なくとも前記ノズル孔の周囲に対応する部分に対して、めっきにより析出する金属を成長させるための電極が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のノズル板の製造方法。
4. 前記ノズル長規制部材および／または前記レジストパターンの少なくとも前記ノズル孔の周囲に対応する部分に対して、めっきにより析出する金属を成長させるための触媒化を行う工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のノズル板の製造方法。
5. 前記レジストパターン上に前記ノズル長規制部材を載せる工程よりも前に、
   前記母型と前記ノズル長規制部材との間に、形成しようとする前記ノズル孔の長さと同じ厚さを有するスペーサ部材を設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
6. 前記レジストパターンの形成時に、拡散光を用いた露光、及び、前記母型の前記平面に対して斜め方向から光を照射する露光のうちいずれか一方の露光を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
7. 液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記請求項１乃至６のいずれかに記載のノズル板の製造方法によって製造されたノズル板を、該ノズル板の複数のノズル孔に連通させる流路または液室が形成されている構造体と接合する工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載のノズル板の製造方法によって製造されたノズル板と、該ノズル板の複数のノズル孔に連通させる流路または液室が形成されている構造体とが接合されて構成されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
9. 平面を有する母型上に、形成しようとするノズル孔の径に対応するとともに、前記ノズル孔の長さに対応する厚さを有するレジストパターンが形成され、
   前記レジストパターン上に、平面を有するノズル長規制部材が、該ノズル長規制部材の前記平面と前記母型の前記平面とを対向させるように載せられていることを特徴とするノズル板製造用の母型構造。

Images