JP4782608B2 - ノズルプレートの製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに用いられるノズルプレートの製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関するものであり、特に、各々のノズルが広角テーパ部とストレート部からなるノズルプレートの製造方法、及び、これにより製造されるノズルプレートを用いた液体吐出ヘッド、画像形成装置に関するものである。

従来からある画像形成装置として、多数の液体吐出ノズルを配置させたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから記録媒体に向けてインク（液体）を吐出することにより記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が知られている。

このようなインクジェットプリンタのインクジェットヘッドは、たとえばインクタンクからインク供給路を介してインクが供給される圧力室と、画像データに応じた電気信号によって駆動される圧電素子と、圧電素子の駆動によって変形する圧力室の一部を構成する振動板と、振動板の変形によって圧力室の容積が減少することにより圧力室内のインクが液滴として吐出される圧力室に連通するノズルを含む圧力発生ユニットを有している。インクジェットプリンタにおいては、圧力発生ユニットのノズルから吐出されたインクによって形成されるドットを組み合わせることによって記録媒体上に１つの画像が形成される。

このようなインクジェットプリンタは、微細なノズルからインクを直接吐出して情報を記録する方式であるため、ノズルの形成されたノズルプレートは、インクの吐出性能を決める非常に重要な部材の一つであり、形状等によりインクの吐出性能が異なると共に、吐出性能の均一化のために高い寸法精度が要求される。

特許文献１では、導電性透明基材について表裏からの両面露光を行うことにより、高アスペクト比のザグリ付金属テーパノズルを形成する方法が開示されている。

特許文献２では、レジストの塗布された透明基材の裏面より露光光を照射して、テーパ状の電鋳ノズルを一括形成する方法が開示されている。

特許文献３では、レジストが塗布された透明基材の両面より露光を行うことによりテーパ部とストレート部を有するノズルを形成する方法が開示されている。
特開平７−３２９３０４号公報 特開平１０−２９６９８２号公報 特開２００４−３３０６３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、テーパ部の形成には、拡散板の他、基板の傾斜回転を利用しているが、拡散光では形状制御が困難であり、形状バラツキも生じやすく、ノズル形状が不均一となり画像形成にも悪影響を与える。また、傾斜露光によりテーパを形成しても基板側開口部は、鋭角となるため精度のバラツキが生じやすく、広角になるに従い、光源と基板との間隔が広くなるため照度均一性が低下し、装置も大型化するといった問題点がある。

特許文献２に開示された発明では、平行光によりテーパを自ずと形成する方式であるため、広角化が困難であるとともに、吐出部分がメッキ成長により形成されるため、高い精度で形成することが困難である。

特許文献３に開示された発明では、マスクをレジスト面から離して露光することでテーパ部を形成しているが、このような方法による光の広がりの制御はきわめて困難であり、高精度のノズル形成には不向きである。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、広角のテーパ部とストレート部を有するノズルを高い精度で作製する方法を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明は、ノズル開口と、前記ノズル開口から垂直方向に形成したストレート部と、前記ストレート部の前記ノズル開口と反対側に形成され、前記ストレート部に対して傾斜したテーパ部と、を含むノズルを有するノズルプレートの製造方法であって、感光性材料の露光に用いる波長を含む露光光を透過する性質を有する基板の一方の面に、前記露光光の照射角度が前記一方の面に対して垂直のときに前記露光光の透過率が最大で、前記露光光の照射角度を傾けると透過率が減少する光干渉層が形成され、前記光干渉層の前記一方の面の反対側に前記露光光を透過しない材料からなる光遮断層が形成され、前記光遮断層に前記ノズルのストレート部に応じて第１の開口部が形成され、前記光干渉層の前記第１の開口に対応する位置に前記第１の開口部の幅未満の幅を有す第２の開口部が形成された露光マスクを用い、前記露光マスクの前記光干渉層及び前記光遮断層の形成されている側の面に、感光性材料を塗布、或いは、感光性材料の塗布された部材を付着させる感光性材料付着工程と、前記露光マスクの感光性材料を塗布させた面、或いは、感光性材料の塗布された部材を付着させた面の反対面より、前記露光光の平行光を前記露光マスクの前記反対面に対して垂直に照射する第１露光工程と、前記露光光の平行光を前記第１露光工程における垂直の照射角度に対して斜め方向に傾斜させ、前記露光マスクの前記反対面より前記第１の開口部及び前記第２の開口部を介して斜め方向から照射させ、前記露光光の照射角度を維持したまま、前記露光マスクを前記露光マスクの反対面と平行な面内で回転させる第２露光工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、前記第２露光工程における前記露光光の平行光の照射角度は、前記光干渉層に照射した際、光の干渉により、前記光干渉層において感光性材料を感光させるための露光光を透過しない角度であることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項３に記載の発明は、前記露光マスクの前記感光性材料が形成されている面に、前記露光光を反射する反射部材が設置されるか、或いは、前記露光マスクに付着させる感光性材料が塗布された部材が前記露光光を反射する反射部材により構成されており、前記第２露光工程において、前記反射部材により反射された光が感光性材料に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項４に記載の発明は、前記感光性材料は、ネガレジストであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項５に記載の発明は、前記ノズルプレートの空気と接する面において、親水性の溝を前記ノズルの形成と同時に形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記第１露光工程、及び第２露光工程において、前記露光マスクを液体に浸漬させた状態で露光を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項７に記載の発明は、前記第２露光工程において、傾斜させた状態で前記露光マスクに照射される露光光の光量が、前記露光マスクの前記反対面の全面にわたり均一となるよう、前記露光光に対し、透過率の傾斜を有する透過率傾斜基板を前記液体と空気との界面に設置したことを特徴とする請求項６に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項８に記載の発明は、前記第２露光工程において、前記露光マスクと前記透過率傾斜基板との相対的位置が固定された状態で、前記露光光の光軸を軸に回転させながら露光することを特徴とする請求項７に記載のノズルプレートの製造方法である。請求項９に記載の発明は、前記第２露光工程の後に、前記第１露光工程及び前記第２露光工程により露光された感光性材料以外の未露光の感光性材料を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法である。請求項１０に記載の発明は、前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクを用いてノズルプレートを形成する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のノズルプレートの製造方法である。請求項１１に記載の発明は、前記ノズルプレートを形成する工程は、前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクの光遮断層にめっき処理を施すことを特徴とする請求項１０に記載のノズルプレートの製造方法である。請求項１２に記載の発明は、前記めっき処理を施す工程により形成されためっき層に対して電鋳処理を施す工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のノズルプレートの製造方法である。請求項１３に記載の発明は、前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクを前記めっき層及び前記電鋳処理により形成された層から剥離させる工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のノズルプレートの製造方法である。

請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法を含むことを特徴とする画像形成装置の製造方法である。

本発明では、広角のテーパ部とストレート部を有するノズルを高い精度で作製することができるため、このノズルを用いて画像形成を行うことにより、高精細で緻密な画像形成をすることができる。

以下、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。

〔露光マスク〕
本発明に係る第１の実施の形態に用いられる露光マスクの作製方法について図１に基づき説明する。

図１（ａ）に示すように、ガラス等からなる基板１０１上に光干渉膜１０２を形成する。光干渉膜１０２は、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した、いわゆる光学多層膜からなるものである。積層される高屈折率材料と低屈折率材料の膜厚を調整することにより、所定の波長で、所望の透過率を得ることができる。高屈折率材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミ二ウム）や、ＴｉＯ_２（酸化チタン）が用いられ、低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）やＭｇＦ_２（フッ化マグネシウム）が用いられる。光干渉膜１０２は、これらの材料をスパッタリングや真空蒸着といった手法により交互に成膜することにより形成する。本実施の形態では、図２に示されるように、波長３６５〔ｎｍ〕光について、光干渉膜１０２面に対し垂直に光を入射させた場合（０度）には、約３０〔％〕の透過率を示し、光干渉膜１０２面に対し３５度以上の角度で光を入射させた場合、光の透過率は略０〔％〕となるような（図２より推察）材料及び膜厚を選定して構成されている。

次に、図１（ｂ）に示すように、基板１０１上に光干渉膜１０２を形成したものの上に、スピンコーター等によりフォトレジスト１０３を塗布する。

次に、フォトレジスト１０３の塗布された基板１０１のプリベークを行い、図１（ｃ）に示すように、この後、露光マスクを用いて露光し現像を行うことにより、形成される光遮断膜の開口領域のみフォトレジスト層１０３ｂを形成する。

次に、図１（ｄ）に示すように、基板１０１上のフォトレジスト層１０３ｂの形成された面の全面に、光遮断膜１０４を形成する。光遮断膜１０４は、Ｃｒ（クロム）または、酸化クロムからなるものであり、スパッタリングや真空蒸着といった方法により形成する。

光遮断膜１０４の成膜をおこなった後、基板１０１全体を有機溶剤に浸漬させる、いわゆるリフトオフにより、フォトレジスト層１０３ｂの形成されている領域上の光遮断膜１０４をフォトレジスト層１０３ｂと共に除去する。これにより、図１（ｅ）に示すように、フォトレジスト層１０３ｂの形成されていなかった領域においてのみ光遮断膜が残存し光遮断層１０４ｂが形成される。

この後、光干渉膜１０２の開口領域となる部分をレーザートリマー等により除去することにより、図１（ｆ）に示すように光干渉層１０２ｂが形成される。

これにより、本実施の形態において用いる露光マスクが作製される。

〔ノズルプレートの作製〕
次に、本実施の形態におけるノズルプレートの作製方法について図３に基づき説明する。図３は、本実施の形態におけるノズルプレートの作製の流れを示す。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、露光マスク上にネガレジストを塗布する（感光性材料付着工程）。具体的には、図４（ａ）に示すように、露光マスク１０５の光干渉層１０２ｂ、光遮断層１０４ｂの形成されている面に、スピンコーター等によりネガレジスト１１０、即ち、ネガタイプのフォトレジストを塗布する。塗布する膜厚は、作製されるノズルプレートの厚さに対応するため、本実施の形態では、厚膜レジストを用いている。尚、ドライフィルム（ＤＲＦ）を用いて、露光マスク１０５に密着させる方法や、ネガレジスト１１０が塗布された基板を用い、ネガレジスト１１０面と露光マスク１０５を密着させる方法であってもよい。

この後、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、露光マスク１０５にネガレジスト１１０を塗布したものについて、プリベークをおこなう。

この後、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、露光マスクに対し垂直な露光光を照射する（第１露光工程）。具体的には、図４（ｂ）に示すように、露光マスク１０５の光干渉層１０２ｂ及び光遮断層１０４ｂの形成されていない面に対し矢印に示すように垂直に光を照射する。これにより、光干渉層１０２ｂの開口領域は、照射された露光光が全く吸収されることがないため、最も強度の強い光がネガレジスト１１０に照射される。このため、図に示すように最も奥の領域まで感光し、照射された露光光は、ネガレジスト１１０を貫通し、１１０ａの領域が感光される。次に、光遮断層１０４ｂの開口領域において、光干渉層１０２ｂの形成されている領域では、光干渉層１０２ｂにより、照射した光のうち３０％しか透過しない。このため、照射された露光光はネガレジスト１１０を貫通することはなく、ネガレジスト１１０の途中の領域、即ち、図に示す１１０ｂの領域まで感光する。光遮断層１０４ｂの開口領域であって光干渉層１０２ｂが形成されている領域においても同様であり、図に示す１１０ｃの領域が感光される。尚、露光マスク１０５の光遮断層１０４ｂにより覆われた領域では、露光光は、光遮断層１０４ｂを透過することはないため、この領域に形成されたネガレジスト１１０が感光することはない。

ここで、本実施の形態に用いられる露光装置について説明する。

最初に、光源及び光学系について説明する。図５に示すように、本実施の形態に用いられる露光装置の光源及び光学系１３０は、超高圧水銀ランプ１３１を光源とするものであり、超高圧水銀ランプ１３１より発せられた光は、楕円集光ミラー１３２により、平面反射ミラー１３３によって光路を曲げられた後、インテグレーターレンズ１３４において集光される。集光された光は、３６５〔ｎｍ〕より短波長の光をカット、又は、３６５〔ｎｍ〕の光を透過するフィルタ１２９を介し、平面反射ミラー１３５により光路を曲げられたのち、コリメーターレンズ１３６により平行光とされた後、照射面１３７に照射される。ステップ１０６では、このように平行光となった光が照射される。

本実施の形態に用いられる露光装置は、図６に示すように、上記光源及び光学系１３０を備えており、露光マスク１０５は、ステージ１３８に密着固定されている。ステージ１３８の露光マスク１０５が固定されている面の反対面は、ステージ１３８に垂直な回転軸１３９が取り付けられており、この回転軸１３９を中心にステージ１３８全体が回転する構成となっている。また、露光光に対し、ステージ１３８と回転軸１３９は全体が揺動する機構（不図示）となっており、この機構により露光光を垂直に照射すること（垂直露光）や、斜めに照射すること（傾斜露光）が可能となる。

この後、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、露光マスク１０５に対し斜めの角度より露光光を照射する（第２露光工程）。具体的には、図６に示したように本実施の形態に用いられる露光装置のステージ１３８を揺動機構により、露光光に対し垂直方向から傾けることにより、露光マスク１０５に対し露光光を斜めから照射する。傾斜角度は、本実施の形態においては、露光光に対し約３５度となるように傾ける。図２から類推されるように、３５度に傾けた場合、光干渉層１０２ｂにおいて光の干渉により、光干渉層１０２ｂを透過する露光光の光量は略０になるからである。

図４（ｃ）に、露光マスクを傾けて、回転させながら露光光を照射したときの様子を具体的に示す。露光マスク１０５に対し矢印に示すように斜めに露光光が照射されることにより、光干渉層１０２ｂの開口領域を透過した光は、ネガレジスト１１０を貫通し、これによりネガレジスト１１０にテーパ領域１１０ｄが形成されるように感光される。一方、光干渉層１０２ｂの設けられている領域は、図２における説明のように、３５度に傾いた状態では、光の干渉により露光光の透過率は略０％となるため、露光光によりネガレジスト１１０が感光することはない。よって、ステップ１０８によりネガレジスト１１０が感光するのは、光干渉層１０２ｂの開口領域より入射する露光光にのみによるものである。

図７に、斜めからの露光光により露光マスク１０５に塗布されたネガレジスト１１０の露光の際の様子を示す。ステージ１３８を露光光に対し傾斜させて、回転軸１３９を軸に回転させることにより、全面にわたり露光光を斜め方向より入射させることが可能となる。尚、ステージ１３８の表面を露光光の波長を反射する部材により構成している場合では、図８に示すように、斜めから入射した露光光は、ネガレジスト１１０を透過し、ステージ１３８の表面において反射するため、ネガレジスト１１０のステージ１３８の近傍においては、ステージ１３８からの反射光により広い範囲が感光するため、広角のテーパ領域が感光される。尚、ステージ１３８が露光光の波長の光を反射する部材により構成されていない場合であっても、ネガレジスト１１０とステージ１３８の間に空間を設けることにより、ネガレジスト１１０の界面は空気と接する。ネガレジスト１１０と空気との界面において、露光光の波長の光は少なからず反射するため、この反射光を用いても同様の効果は得られる。尚、ネガレジスト１１０の塗布された基板を露光マスク１０５に密着させた場合では、基板は露光光に用いられる波長の光を反射する材料により構成してもよい。

この後、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、露光マスク１０５に形成されたネガレジスト１１０について、現像を行ったのちポストベークを行う。

この後、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、Ｎｉ（ニッケル）の共析メッキを行う。具体的には、図９（ａ）に示すように、ネガレジスト層１１１ａ、１１１ｂが形成された露光マスク１０５についてＮｉ共析メッキを行う。Ｎｉ共析メッキは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を含有するメッキ液を用い、１〜３〔μｍ〕の膜厚になるまで行う。Ｎｉ共析メッキは、金属部分にのみメッキが施されるため、図９（ａ）に示すように、光遮断膜１０４ｂの表面にのみＮｉ共析メッキ層１１３が形成される。

この後、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、Ｎｉ電鋳を行う。具体的には、図９（ａ）に示すようにＮｉ共析メッキの施された領域、即ち、Ｎｉ共析メッキ層１１３上に、Ｎｉ電鋳により、Ｎｉ電鋳層１１４を堆積させる。このとき堆積させるＮｉの膜厚は、１０〜５０〔μｍ〕である。

図１０にステージ１３８上のＮｉ電鋳層１１４を堆積させたものの上面図を示す。Ｎｉ共析メッキ層１１３及びＮｉ電鋳層１１４を堆積させたものは長方形状に形成されており、この部分が将来的にノズルプレートとなる。尚、図面ではノズル５１となる孔は省略されている。

この後、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、有機溶媒等によりネガレジスト層１１１ａ、１１１ｂの除去を行った後、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、露光マスク１０５より、Ｎｉ共析メッキ層１１３、Ｎｉ電鋳層１１４により形成されるノズルプレート６０を剥離する。これにより、図９（ｂ）に示すように、ノズル５１、親水性トラップ溝６２、接着剤逃げ溝６３が形成されたノズルプレート６０ができあがる。

この後、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、図９（ｃ）に示すように、作製されたノズルプレート６０と液体吐出ヘッドの連通板５９と接合し、液体吐出ヘッドを作製する。

この接合には、接着剤等を用いて接合を行うが、接合の際の接着剤の余りが、接着剤逃げ溝６３に入り込むため、高い歩留まりで綺麗に接合を行うことができる。

〔液体吐出ヘッドの構造〕
次に、上記工程により作製されたノズルプレートを用い作製された液体吐出ヘッドの具体的な構造について図１１に基づき説明する。

図１１に示すように、圧力室ユニット５３は、インクを吐出するノズル５１と連通する圧力室５２によって形成され、供給口５４を介してインクを供給する共通液室５５と連通している。圧力室５２の一面（図では天面）は振動板５６で構成され、その上部には、振動板５６を変形させる圧電素子５８が接合されており、圧電素子５８の上面には個別電極５７が形成される。尚、振動板５６は共通電極を兼ねている。ノズル５１は、ノズルプレート６０を連通板５９に接合することにより形成されている。ノズルプレート６０には、親水性トラップ溝６２が形成されている。圧電素子５８は、共通電極（振動板５６）と個別電極５７によって挟まれており、共通電極（振動板５６）と個別電極５７との間に駆動電圧を印加することによって変形する。圧電素子５８の変形によって振動板５６が変形し、圧力室５２の容積が縮小されて、圧力室５２内のインクに圧力がかかり、ノズル５１からインクが吐出されるような構造となっている。共通電極（振動板５６）と個別電極５７との間に印加されていた電圧が解除されると圧電素子５８がもとに戻り、圧力室５２の容積が元の大きさに回復し、共通液室５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図１２に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」と称する場合あり）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６（記録媒体）の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６を備えている。

図１２では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１２のように、裁断用のカッター２８が設けられており、前記カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、前記固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１２に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１２中不図示、図１６に符号８８で図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１２において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１２の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

図１３は、インクジェット記録装置１０の印字部１２周辺を示す要部平面図である。

図１３に示すように、印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドを有している。印字部１２を構成する各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向に沿って上流側（図１２の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応したヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙送り方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち、１回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙送り方向と直交する主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。

図１２に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、前記イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色のヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいため、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことができ、画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

〔液体吐出ヘッドの構成〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図１４（ａ） はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図１４（ｂ） はその一部の拡大図である。また、図１４（ｃ） はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図である。

記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図１４（ａ）〜（ｃ） に示したように、インク滴の吐出孔であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室（液室）５２、供給口５４等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する主走査方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）を狭め、高密度化を達成している。

紙送り方向と略直交する主走査方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１４（ａ） の構成に代えて、図１４（ｃ） に示すように、複数のノズル５１が２次元状に配列された短尺のヘッドブロック５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

なお、本例では圧力室５２の平面形状が略正方形である態様を示したが、圧力室５２の平面形状は略正方形に限定されず、略円形状、略だ円形状、略平行四辺形（ひし形）など様々な形状を適用することができる。また、ノズル５１や供給口５４の配置も図１４（ａ）〜（ｃ）に示す配置に限定されず、圧力室５２の略中央部にノズル５１を配置してもよいし、圧力室５２の側壁側に供給口５４を配置してもよい。

図１４（ｂ） に示すように、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ×cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に１列のノズル列を有する配置構造や、２列の千鳥配置されたノズル列を有する構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、記録媒体の幅方向（主走査方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙１６とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

なお、本実施形態ではフルラインヘッドを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、記録紙１６の幅よりも短い長さのノズル列を有する短尺のヘッドを記録紙１６の幅方向に走査させながら、記録紙１６の幅方向の印字を行うシリアル型ヘッドにも適用可能である。

尚、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部に形成されたノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は図１４（ａ）、（ｂ）に示す供給口を介して不図示の共通流路（共通液室）と連通されている。前記共通流路は不図示のインク供給タンクと連通しており、前記インク供給タンクから供給されるインクは前記共通流路を介して各圧力室５２に分配供給される。

〔吐出回復装置〕
図１５は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク９０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１２で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク９０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図１５のインクタンク９０は、先に記載した図１２のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図１５に示したように、インクタンク９０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ９２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図１５には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ９４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード９６とが設けられている。

これらキャップ９４及びクリーニングブレード９６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動されるようになっている。

キャップ９４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ９４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ９４で覆うようになっている。

クリーニングブレード９６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード９６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄化するようになっている。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ９４に向かって予備吐出が行われる。

すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（圧電素子５８）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード９６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ９４を当て、吸引ポンプ９７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク９８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。

具体的には、ノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、圧電素子５８を動作させる予備吐出ではノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ９４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ９７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図１５で説明したキャップ９４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。

また、好ましくは、キャップ９４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。

〔制御系の説明〕
図１６はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal serial bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２（図１２に図示）等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、前記画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド１２のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御（打滴制御）が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図１６において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの圧電素子５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１２で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。

なお、システムコントローラ７２及びプリント制御部８０は、１つのプロセッサから構成されていてもよいし、システムコントローラ７２とモータドライバ７６及びヒータドライバ７８とを一体に構成したデバイスや、プリント制御部８０とヘッドドライバとを一体に構成したデバイスを用いてもよい。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは異なる方法により作製する露光マスクの作製方法である。

本実施の形態に係る露光マスクの作製方法について図１７に基づき説明する。

図１７（ａ）に示すように、ガラス等からなる基板２０１上に、後に形成される光干渉層の開口領域となる部分にレジスト層２０２を形成する。具体的には、基板２０１上にスピンコーター等によりレジストを塗布した後、プリベークを行い所定の露光マスクにより露光した後、現像することにより形成する。

次に、図１７（ｂ）に示すように、基板２０１上のレジスト層２０２の形成された面に、光干渉膜２０３を形成する。光干渉膜２０３は、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した、いわゆる光学多層膜からなるものである。積層される高屈折率材料と低屈折率材料の膜厚を調整することにより、所定の波長で、所望の透過率を得ることができる。高屈折率材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミ二ウム）や、ＴｉＯ_２（酸化チタン）が用いられ、低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）やＭｇＦ_２（フッ化マグネシウム）が用いられる。光干渉膜２０３は、これらの材料をスパッタリングや真空蒸着といった手法により交互に成膜することにより形成する。本実施の形態では、図２に示されるような、波長３６５〔ｎｍ〕光について、光干渉膜２０３面に対し垂直に光を入射させた場合（０度）には、約３０〔％〕の透過率を示し、光干渉膜２０３面に対し３５度以上の角度で光を入射させた場合、光の透過率は略０〔％〕となるような（図２より推察）材料及び膜厚を選定して構成されている。

次に、図１７（ｃ）に示すように、基板２０１上に光干渉膜２０３を形成したものを有機溶剤に浸漬させリフトオフにより、レジスト層２０２の形成されている領域上の光干渉膜２０３をレジスト層２０２と共に除去する。これにより、レジスト層２０２の形成されていなかった領域においてのみ光干渉膜が残存し光干渉層２０３ｂが形成される。

次に、図１７（ｄ）に示すように、光干渉層２０３ｂを形成された基板２０１上に、スピンコーター等によりフォトレジスト２０４を塗布する。フォトレジストは、スピンコーターにより塗布されるため、基板２０１上の凹凸がある場合であっても、フォトレジスト２０４の表面は略平坦に塗布される。

次に、光干渉層２０３ｂの形成された基板２０１上にフォトレジスト２０４を塗布した後、プリベークを行い、図１７（ｅ）に示すように、この後に形成される光遮断層の開口領域のみフォトレジスト層２０４ｂが形成されるように、露光マスクを用いて露光し現像を行う。

次に、図１７（ｆ）に示すように、基板２０１上にフォトレジスト層２０４ｂが形成された面の全面に、光遮断膜２０５を形成する。光遮断膜２０５は、クロム（Ｃｒ）または、酸化クロムからなるものであり、スパッタリングや真空蒸着といった成膜方法により形成する。

光遮断膜２０５の成膜をおこなった後、再度有機溶剤に浸漬させリフトオフにより、フォトレジスト層２０４ｂの形成されている領域上の光遮断膜２０５をフォトレジスト層２０４ｂと共に除去する。これにより、図１７（ｆ）に示すように、フォトレジスト層２０４ｂの形成されていなかった領域においてのみ光遮断膜が残存し光遮断層２０５ｂが形成される。

以上の工程により作製される露光マスクは、第１の実施の形態において説明した露光マスクと同一のものである。光干渉層２０３ｂの開口領域、光遮断層２０５ｂの開口領域は共にリフトオフにより作製されるため、本実施の形態に係る露光マスクは簡素な製造装置で作製可能である。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について図１８に基づき説明する。

第３の実施の形態は、第１の実施の形態とは異なる方法による本発明に係るノズルプレートの作製方法である。図１８は、本実施の形態におけるノズルプレートの作製の流れを示す。

最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）において、露光マスク上にポジレジストを塗布する（感光性材料付着工程）。具体的には、図１９（ａ）に示すように、露光マスク１０５の光干渉層１０２ｂ、光遮断層１０４ｂの形成されている面に、スピンコーター等によりポジレジスト１２０、即ち、ポジタイプのフォトレジストを塗布する。塗布するレジストの膜厚は、作製されるノズルプレートの厚さに対応するため、本実施の形態では、厚膜レジストを用いている。尚、ポジレジスト１２０が塗布された基板において、ポジレジスト１２０が塗布された面と露光マスク１０５を密着させてもよい。

この後、ステップ３０４（Ｓ３０４）において、露光マスク１０５上にポジレジスト１２０の塗布したものについて、プリベークをおこなう。

この後、ステップ３０６（Ｓ３０６）において、露光マスクに対し垂直な露光光を照射する（第１露光工程）。具体的には、図１９（ｂ）に示すように、露光マスク１０５の光干渉層１０２ｂ及び光遮断層１０４ｂの形成されていない面に対し矢印に示すように垂直に光を照射する。これにより、光干渉層１０２ｂの開口領域では、照射された露光光が全く吸収されることがないため、最も強度の強い光がポジレジスト１２０に照射される。このため、最も奥の領域まで感光し、照射された露光光は、ポジレジスト１２０を貫通する。これにより、図に示すように１２０ａの領域が感光される。次に、光遮断層１０４ｂの開口領域であって、光干渉層１０２ｂの形成されている領域では、光干渉層１０２ｂにより、照射した光のうち３０％しか透過しない。このため、照射された露光光はポジレジスト１２０を貫通することはなく、ポジレジスト１２０の途中の領域、即ち、１２０ｂの領域まで感光する。光遮断層１０４ｂの開口領域であって、光干渉層１０２ｂの形成されている領域においても同様であり、図に示すように１１０ｃの領域が感光される。尚、露光マスク１０５の光遮断層１０４ｂにより覆われた領域では、露光光は、光遮断層１０４ｂを透過することはないため、この領域に形成されたポジレジスト１２０が、感光することはない。

ここで、本実施の形態に用いられる露光装置は、第１の実施の形態と同一のものである。具体的には、図５に示すように、本実施の形態に用いられる露光装置の光源及び光学系１３０は、超高圧水銀ランプ１３１を光源とするものであり、超高圧水銀ランプ１３１より発せられた光は、楕円集光ミラー１３２により、平面反射ミラー１３３によって光路を曲げられた後、インテグレーターレンズ１３４において集光される。集光された光は、３６５〔ｎｍ〕より短波長の光をカット、又は、３６５〔ｎｍ〕の光を透過するフィルタ１２９を介し、平面反射ミラー１３５により光路を曲げられたのち、コリメーターレンズ１３６により平行光とされた後、照射面１３７に照射される。ステップ１０６では、このように平行光となった光が照射される。

又、本実施の形態に用いられる露光装置は、図６に示すように、上記光源及び光学系１３０を備えており、露光マスク１０５は、ステージ１３８に密着固定されている。ステージ１３８の露光マスク１０５の固定されている面の反対面は、ステージ１３８に垂直な回転軸１３９が取り付けられており、この回転軸１３９を中心にステージ１３８全体が回転する構成となっている。また、露光光に対し、ステージ１３８と回転軸１３９は全体が揺動する機構（不図示）となっており、この機構により露光光を垂直に照射すること（垂直露光）や、斜めに照射すること（傾斜露光）が可能である。

この後、ステップ３０８（Ｓ３０８）において、露光マスク１０５に対し斜めの角度より露光光を照射する（第２露光工程）。具体的には、本実施の形態に用いられる露光装置のステージ１３８を揺動機構により、露光光に対し垂直方向から傾けることにより、露光マスク１０５に対し露光光を斜めから照射する。傾斜角度は、本実施の形態においては、露光光に対し約３５度となるように傾ける。図２より類推されるように、３５度傾斜させることにより、光干渉層１０２ｂにおいて光の干渉により、光干渉層１０２ｂを透過する露光光の光量は略０になるからである。

図１９（ｃ）に、露光マスクを傾けて、回転させながら露光光を照射したときの様子を具体的に示す。露光マスク１０５に対し矢印に示すように斜めに露光光が照射することにより、光干渉層１０２ｂの開口領域を透過した光は、そのままポジレジスト１２０を貫通し、これによりポジレジスト１２０は、テーパ領域１２０ｄが形成される領域が感光される。一方、光干渉層１０２ｂの設けられている領域は、図２における説明のように、３５度傾斜させた状態では、光の干渉により露光光の透過率は０％となるため、露光光によりポジレジスト１２０が感光することはない。よって、ステップ３０８によりポジレジスト１２０が感光するのは、光干渉層１０２ｂの開口領域より入射する露光光にのみによるものである。

図７に、斜めからの露光光により露光マスク１０５に塗布されたポジレジスト１２０を露光する際の様子を示す。ステージ１３８を露光光に対し傾斜させて、回転軸１３９を軸に回転させることにより、全面にわたり露光光を斜め方向より入射させることが可能となる。尚、ステージ１３８の表面を露光光の波長を反射する部材により構成している場合では、図８に示すように、斜めから入射した露光光は、ポジレジスト１２０を透過し、ステージ１３８の表面において反射するため、ポジレジスト１２０のステージ１３８の近傍においては、ステージ１３８からの反射光により広い範囲が感光するため、広角のテーパ領域が感光される。尚、ポジレジスト１２０の塗布された基板を露光マスク１０５に密着させた場合では、基板は露光光に用いられる波長の光を反射する材料により構成してもよい。

この後、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、図２０（ａ）に示すように、露光マスク１０５の裏面であるポジレジスト１２０の塗布されている面について、別の露光マスク１２１を用い裏面露光を行う。尚、この裏面露光は、接着剤逃げ溝を形成するために行うものであり、露光マスク１２１は、所望の接着剤逃げ溝のパターンが形成されている。この裏面露光は、露光マスク１２１に対し垂直に光を照射することにより行われる。この工程により後に接着剤逃げ溝となる領域１２０ｅが感光する。

この後、ステップ３１２（Ｓ３１２）において、露光マスク１０５に形成されたポジレジスト１２０について、現像を行ったのちポストベークを行う。

この後、ステップ３１４（Ｓ３１４）において、不図示の保護膜コートを行う。これは、ノズルプレートを構成する主材料がポジレジストであるためインクに対する耐液性を高めるために形成するものである。

この後、ステップ３１６（Ｓ３１６）において、図２０（ｃ）に示すように、ポジレジスト１２０ｆを連通板５９と接合した後、露光マスク１０５を剥離する。尚、ポジレジスト１２０ｆには、図２０（ｂ）に示すようにノズル５１、親水性トラップ溝６２、接着剤逃げ溝６３が形成されている。

この後、ステップ３１８（Ｓ３１８）において、撥液コートを行った後、ステップ３２０（Ｓ３２０）において、液体吐出ヘッドと接合する。

以上の工程により、図１１に示す液体吐出ヘッドと同様構成の液体吐出ヘッドを作製することができる。

〔第４の実施の形態〕
第４の実施の形態は、図２１に示すように露光マスク１０５に塗布されたフォトレジストを露光する際に、液浸方式の露光装置（液浸露光装置）により露光を行うものである。

図２１に傾斜露光可能な液浸露光装置を示す。本実施の形態の置ける露光装置は、図２１に示すように、上記光源及び光学系１３０を備えており、露光マスク１０５は、ステージ１３８により密着固定されている。ステージ１３８の露光マスク１０５の固定された面の反対面は、ステージ１３８の面に垂直に回転軸１３９が取り付けられており、この回転軸１３９を中心にステージ１３８全体が回転する構成となっている。また、露光光に対し、ステージ１３８と回転軸１３９は全体が揺動する機構となっており、この機構により露光光を垂直に照射することや、斜めに照射することが可能となる。露光マスク１０５は、ステージ１３８と共に液浸用液体容器１４０の中に設置されており、液浸用液体容器１４０には、液浸用の液体である純水１４１が入れられている。液浸用液体である純水１４１の表面、即ち空気と接する面には、透過率傾斜基板１４２が設けられており、照射された露光光が露光マスク１０５上で均一な光量分布が得られるように構成されている。また、回転軸１３９は、液浸用液体容器１４０を貫通しており、独立して回転可能な構成となっている。尚、この貫通部分から液体が漏れないように、防水加工が施されている。更に、液浸用液体容器１４１は、露光光の光軸を軸として、容器回転軸１４３により全体が回転する構成になっており、光量分布の均一性をより一層高めることができる構成となっている。

このような液浸用露光装置において、傾斜露光を行う場合では、不図示の揺動機構によりステージ１３８を露光光に対し傾斜させた後、透過率傾斜基板１４２を取り付けた状態で露光を行う。一方、垂直露光を行う場合では、不図示の揺動機構により、ステージ１３８を露光光に対し垂直にした後、透過率傾斜基板１４２は取り外して露光が行われる。

露光の際の露光マスク１０５の周辺環境の屈折率が、一般的な通常露光の場合は、空気の場合はほぼ１であるのに対し、液浸露光装置では、液体の屈折率、例えば純水を用いた場合では、約１．４４となる。露光マスク１０５の基板は一般に石英ガラス等により構成されているが、石英ガラスの屈折率は、約１．４７であるため、液浸露光装置では、露光マスク１０５の基板の屈折率と周辺環境の屈折率とを近づけることができる。このため液浸露光装置ではない通常の露光装置では、露光マスク１０５の周辺は空気と接していることから、全反射により露光マスク１０５に塗布されたフォトレジストの露光により形成されるテーパ角は約３８度が上限であるのに対し、液浸露光装置を用いた場合では、これ以上のテーパ角を形成することが可能となる。よって、液浸露光装置により傾斜露光を行う方式は、ノズル部分において広角のテーパを形成するために適している。

一方、液浸露光装置では、露光マスク１０５の周囲は純水１４１等の液浸用液体で囲まれており、通常、純水等の液体は光を吸収してしまう。図２２に純水中における各色の光路長に対する透過率の一例を示す。光路長が長くなるに従い光はより多く吸収されるため、到達する光量は減少する。また各色（光の波長）により透過率も異なる。本実施の形態では、波長３６５〔ｎｍ〕の紫外光を用いているため図２２の中では紫に近い透過率となる。

このように、液浸露光装置では、露光マスク１０５の周囲を覆う純水１４１等の液浸用液体による露光光の吸収が生じる。ここで、通常の露光マスク１０５に対し垂直に露光を行う場合では、露光光の吸収は、光量が減衰する等の問題が生じるのみである。しかしながら、傾斜露光を行う場合では、露光光が液面に対し垂直に入射するため、露光マスク１０５に到達した露光光は、露光マスク１０５上では光量分布が生じ、これにより露光マスク１０５上に塗布されたフォトレジストの露光が不均一となる。即ち、純水中に入射した後露光マスク１０５の表面に到達するまでの距離（光路長）が、露光マスク１０５の各々の位置において異なるため光量に分布が生じてしまう。具体的には、露光光が液体に入射した後露光マスク１０５の表面に到達するまでの距離（光路長）が短い領域では、露光光の減衰は少ないため、露光マスク１０５の表面に到達する露光光の光量は比較的多く、露光マスク１０５に塗布されたフォトレジストを充分感光することができるが、露光光が液体に入射した後、露光マスク１０５の表面に到達するまでの距離（光路長）が長い領域では、露光光の減衰は大きいため、露光マスク１０５の表面に到達する露光光の光量は光路長が短い場合に比べ少なく、同じ露光時間ではフォトレジストを充分感光することができない。一方、光路長の長い領域において、充分に露光が行われるような露光時間で露光を行うならば、光路長の短い領域において露光オーバーとなり、光路長の長い領域と同じ状態でフォトレジストが感光しないため、フォトレジストの感光が不均一となる。

このため、傾斜露光を行う場合においては、液体に入射した後露光マスク１０５に到達するまでの距離（光路長）に対応させた透過率分布を有する透過率傾斜基板１４２を用いる。この透過率傾斜基板１４２は、入射した露光光が透過率傾斜基板１４２、及び、液浸用の液体である純水１４１を介し、露光マスク１０５に到達した際、露光マスク１０５上で露光光の光量が全面にわたり均一になるように形成されている。具体的には、液体に入射した後露光マスク１０５に到達するまでの距離（光路長）が長い領域では透過率が高く、液体に入射した後露光マスク１０５に到達するまでの距離（光路長）が短い領域では透過率が低くなるように構成されている。

尚、傾斜露光を行う場合において、露光マスク１０５と液浸に用いられる液体の液面とを平行にする方法も考えられるが、液面と露光マスク１０５とを常に平行の状態に保つことは、そのための装置等が必要となりコストアップに繋がること、露光マスク１０５に対する露光光の入射角度が浅い場合には、露光光が全反射してしまい、露光マスク１０５に露光光が到達しないため露光が行われない。具体的には、屈折率１．４４の純水の場合、液面に対し４５度前後の角度で光を入射させた場合、全反射してしまうため、これ以下の角度で光を入射させることはできない。よって、露光装置の構成上からも液面に対し垂直に露光光を入射させることが望ましく、液浸露光装置により傾斜露光により広角のテーパを形成する場合には、透過率傾斜基板１４２を用いることが必要である。

尚、液浸用の液体としては、純水１４１の他にも露光装置に用いられる液浸用液体があり、場合によっては、このような液体を用いることも可能である。

以上、本発明に係る液体吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、光源としては、本実施の形態において用いた超高圧水銀ランプ１３１の他、固体レーザ等のレーザ光源を用いてもよく、この場合は光学系にビームエキスパンダを用い、露光マスク１０５における光干渉層１０２ｂはレーザ光の波長にあわせて構成する。

また、ステップ１０６の露光光は、垂直露光だけでなく、わずかに傾斜させてステップ１０８のように傾斜露光させることにより、広角テーパと狭角テーパからなるノズル５１を形成することが可能となる。

更に、第１の実施の形態において、図２３（ａ）に示すような光遮断層１０４ｂをノズル５１周辺部の厚みが厚くなるように形成した露光マスク１０５を用いることにより、図２３（ｂ）に示すように、ノズル５１の周囲に凹形状の窪み６５を有したノズルプレート６０を作製することができ、ワイピングなどのメンテナンス性が向上する。又、第３の実施の形態においても、図２３（ａ）に示すような露光マスク１０５を用いることにより、図２３（ｃ）に示すように、後にノズルプレートを形成するノズル５１の周囲に凹形状の窪み６５を有したポジレジスト１２０ｆを作製することができ、上記と同様にワイピングなどのメンテナンス性が向上する。

また、第４の実施の形態における液浸方式の露光では、透過率傾斜基板１４２を脱着可能な構成としたが、装着したままの状態で垂直露光しても、ノズル５１形状に対する影響は小さいので（ノズルのストレート深さのバラツキは形状寄与が少ない。）、形状誤差が許容できる場合は固定式にしてもよい。

本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行うことは可能である。

第１の実施の形態に係るノズルプレート製造に用いられる露光マスクの製造方法の説明図 光干渉層における光の入射角度と光の波長と透過率の関係図 第１の実施の形態に係るノズルプレートの製造方法のフローチャート 第１の実施の形態に係るノズルプレートの製造工程の概略図 第１の実施の形態に用いられる露光装置の光源及び光学系の構成図 第１の実施の形態に用いられる露光装置の構成図 傾斜露光の概念図 裏面反射の場合の傾斜露光の概念図 第１の実施の形態に係るノズルプレートの製造工程の概略図 露光装置のステージ部分の上面図 本発明に係る液体吐出ヘッドの断面図 本発明に係る画像形成装置であるインクジェット記録装置の全体構成図 画像形成装置の印字部周辺の要部平面図 液体吐出ヘッドの構造例を示す平面透視図 液体吐出ヘッドのインク供給系の概略を示す構成図 本発明に係る画像形成装置のシステム構成例を示す要部ブロック図 第２の実施の形態に係るノズルプレート製造に用いられる露光マスクの製造方法の説明図 第３の実施の形態に係るノズルプレートの製造方法のフローチャート 第３の実施の形態に係るノズルプレートの製造工程の概略図 第３の実施の形態に係るノズルプレートの製造工程の概略図 第４の実施の形態に用いられる露光装置の構成図 純水中における各色の光の光路長と透過率 第１及び第３の実施の形態の変形例の説明図

符号の説明

５１…ノズル、５９…連通板、６０…ノズルプレート、６２…親水性トラップ溝、６３…接着剤逃げ溝、１０１…基板、１０２ｂ…光干渉層、１０４ｂ…光遮断層、１０５…露光マスク、１１０…ネガレジスト、１１０ａ…垂直露光により光干渉層の開口領域において感光するネガレジスト領域、１１０ｂ、１１０ｃ…垂直露光により光遮断層の開口領域であって光干渉層が形成されている領域において感光するネガレジスト領域、１１０ｄ…傾斜露光により感光するネガレジスト領域、１１１ａ、１１１ｂ…現像後に露光マスクに付着しているネガレジスト、１１３…Ｎｉ共析メッキ層、１１４…Ｎｉ電鋳層

Claims (15)

1. ノズル開口と、前記ノズル開口から垂直方向に形成したストレート部と、前記ストレート部の前記ノズル開口と反対側に形成され、前記ストレート部に対して傾斜したテーパ部と、を含むノズルを有するノズルプレートの製造方法であって、
   感光性材料の露光に用いる波長を含む露光光を透過する性質を有する基板の一方の面に、前記露光光の照射角度が前記一方の面に対して垂直のときに前記露光光の透過率が最大で、前記露光光の照射角度を傾けると透過率が減少する光干渉層が形成され、前記光干渉層の前記一方の面の反対側に前記露光光を透過しない材料からなる光遮断層が形成され、前記光遮断層に前記ノズルのストレート部に応じて第１の開口部が形成され、前記光干渉層の前記第１の開口に対応する位置に前記第１の開口部の幅未満の幅を有す第２の開口部が形成された露光マスクを用い、
   前記露光マスクの前記光干渉層及び前記光遮断層の形成されている側の面に、感光性材料を塗布、或いは、感光性材料の塗布された部材を付着させる感光性材料付着工程と、
   前記露光マスクの感光性材料を塗布させた面、或いは、感光性材料の塗布された部材を付着させた面の反対面より、前記露光光の平行光を前記露光マスクの前記反対面に対して垂直に照射する第１露光工程と、
   前記露光光の平行光を前記第１露光工程における垂直の照射角度に対して斜め方向に傾斜させ、前記露光マスクの前記反対面より前記第１の開口部及び前記第２の開口部を介して斜め方向から照射させ、前記露光光の照射角度を維持したまま、前記露光マスクを前記露光マスクの反対面と平行な面内で回転させる第２露光工程と、
   を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
2. 前記第２露光工程における前記露光光の平行光の照射角度は、前記光干渉層に照射した際、光の干渉により、前記光干渉層において感光性材料を感光させるための露光光を透過しない角度であることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
3. 前記露光マスクの前記感光性材料が形成されている面に、前記露光光を反射する反射部材が設置されるか、或いは、前記露光マスクに付着させる感光性材料が塗布された部材が前記露光光を反射する反射部材により構成されており、
   前記第２露光工程において、前記反射部材により反射された光が感光性材料に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法。
4. 前記感光性材料は、ネガレジストであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
5. 前記ノズルプレートの空気と接する面において、親水性の溝を前記ノズルの形成と同時に形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
6. 前記第１露光工程、及び第２露光工程において、前記露光マスクを液体に浸漬させた状態で露光を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
7. 前記第２露光工程において、傾斜させた状態で前記露光マスクに照射される露光光の光量が、前記露光マスクの前記反対面の全面にわたり均一となるよう、前記露光光に対し、透過率の傾斜を有する透過率傾斜基板を前記液体と空気との界面に設置したことを特徴とする請求項６に記載のノズルプレートの製造方法。
8. 前記第２露光工程において、前記露光マスクと前記透過率傾斜基板との相対的位置が固定された状態で、前記露光光の光軸を軸に回転させながら露光することを特徴とする請求項７に記載のノズルプレートの製造方法。
9. 前記第２露光工程の後に、前記第１露光工程及び前記第２露光工程により露光された感光性材料以外の未露光の感光性材料を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
10. 前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクを用いてノズルプレートを形成する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のノズルプレートの製造方法。
11. 前記ノズルプレートを形成する工程は、前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクの光遮断層にめっき処理を施すことを特徴とする請求項１０に記載のノズルプレートの製造方法。
12. 前記めっき処理を施す工程により形成されためっき層に対して電鋳処理を施す工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のノズルプレートの製造方法。
13. 前記未露光の感光性材料が除去された前記露光マスクを前記めっき層及び前記電鋳処理により形成された層から剥離させる工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のノズルプレートの製造方法。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
15. 請求項１４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法を含むことを特徴とする画像形成装置の製造方法。

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