JP4851272B2 - Nozzle plate manufacturing method - Google Patents
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本発明はノズルプレートの製造方法に係り、特に、インクジェットヘッドに代表される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、及びこれにより製造されるノズルプレートを備える液体吐出ヘッド並びに画像形成装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate, and more particularly to a method for manufacturing a nozzle plate used in a liquid discharge head typified by an inkjet head, a liquid discharge head including the nozzle plate manufactured thereby, and an image forming apparatus.
インクジェット記録装置は、印字ヘッドの微細なノズル(液体吐出口)からインクを吐出して記録媒体上に情報を記録する方式であるため、ノズル穴が形成されるノズルプレートは、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る。ノズルの穴形状等によりインクの吐出性能が大きく異なるとともに、多数のノズル穴について吐出性能の均一化のために高い寸法精度が要求される。 An ink jet recording apparatus is a method of recording information on a recording medium by ejecting ink from fine nozzles (liquid ejection ports) of a print head. Therefore, a nozzle plate in which nozzle holes are formed has an ink ejection performance. It is one of the very important parts to decide. The ink ejection performance varies greatly depending on the nozzle hole shape and the like, and high dimensional accuracy is required to make the ejection performance uniform for a large number of nozzle holes.
特に、近年インクジェット記録の分野においては、高速高画質化の必要性が一段と高まり、高粘度インクを用いたワンパス記録(ページワイドの印字ヘッドによる1副走査送りによる記録)のシステムが開発されているが、ヘッドのノズル部分には、流路抵抗を下げるための薄肉広角化が求められ、また、印字による濃度ムラを低減するための高精度化、ページワイドの広幅記録を実現するための多ノズル化、安定稼働のための高信頼化が求められている。 In particular, in recent years, in the field of inkjet recording, the need for high speed and high image quality has further increased, and a one-pass recording (recording by one sub-scan feed using a page-wide print head) system using high-viscosity ink has been developed. However, the nozzle part of the head is required to have a thin and wide angle to reduce the flow resistance, and to increase the accuracy and reduce the density unevenness due to printing, multiple nozzles to realize page-wide wide recording And high reliability for stable operation are required.
ノズルプレートの製造技術に関し、特許文献1では、導電性透明基板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き金属テーパノズルを形成する方法が開示されている。
Regarding the nozzle plate manufacturing technique,
特許文献2では、レジストの塗布された透明基板の裏面より露光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板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。 Patent Document 3 discloses a method of forming a nozzle having a tapered portion and a straight portion by performing exposure from both sides of a transparent substrate coated with a resist.
特許文献4では、オリフィスプレートに順テーパ部と非順テーパ部を有する「くびれ」を形成し、吐出液滴の着弾誤差を改善する技術が開示されている。
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。
However, in the invention disclosed in
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。
In the invention disclosed in
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。 In the invention disclosed in Patent Document 3, the mask is formed by exposing the mask away from the resist surface. However, it is extremely difficult to control the spread of light by such a method, and a highly accurate nozzle is used. Not suitable for formation.
特許文献4に開示された発明では、ケラー照明系を利用した比較的NA(開口数)の大きな露光により、12°程度のテーパを形成しているが、NAを大きくするには限界があり、例えば、粘度10〜20mPa・sの高粘度液を20〜40kHzの高吐出周波数で高速吐出するために必要と見込まれる20〜40°の広角テーパの形成は難しい。さらに、同文献4に開示の発明により得られるオリフィスプレートは樹脂材に限られるため、剛性や接液性、耐傷性も不十分である。また、吐出面側のノズル周囲にザグリ部を付加したり、吐出面と反対側に接着剤逃げ溝を付加したりする際に、これらのザグリ部や接着剤逃げ溝をノズル穴と同時に一括形成することが難しく、長尺化や大面積加工にも不向きである。 In the invention disclosed in Patent Document 4, a taper of about 12 ° is formed by exposure with a relatively large NA (numerical aperture) using a Keller illumination system, but there is a limit to increasing NA. For example, it is difficult to form a wide-angle taper of 20 to 40 ° that is expected to be necessary for high-speed discharge of a high-viscosity liquid having a viscosity of 10 to 20 mPa · s at a high discharge frequency of 20 to 40 kHz. Furthermore, since the orifice plate obtained by the invention disclosed in the document 4 is limited to a resin material, the rigidity, liquid contact property, and scratch resistance are insufficient. Also, when adding a counterbore around the nozzle on the discharge surface side or adding an adhesive escape groove on the opposite side of the discharge surface, these counterbore part and adhesive escape groove are formed simultaneously with the nozzle hole. It is difficult to do and is not suitable for lengthening and large area processing.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、広角のテーパ部やくびれ部などを有する所望のノズル形状を高精度で作製することが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する。 This invention is made in view of such a situation, and provides the manufacturing method of the nozzle plate which can produce the desired nozzle shape which has a wide-angle taper part, a constriction part, etc. with high precision. It shall be the purpose.
前記目的を達成するために請求項1に係るノズルプレートの製造方法は、露光に用いる波長の光を透過する透過基板の片側面に、前記波長の光の入射角度が大きくなるにつれて透過率が増大する特性を有する光干渉層と、前記波長の光を透過しない材料から成る光遮断層とを積層形成した露光マスクを用い、前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ネガ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、前記現像処理によって残存する感光性材料パターンを用い、電鋳法を利用してノズルプレートに相当する金属膜を形成する金属膜形成工程と、を有し、前記第1の露光工程は、第1の屈折率を有する第1の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光を当該感光性材料と前記第1の媒体との界面で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、前記第2の露光工程は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する第2の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光の当該感光性材料と前記第2の媒体との界面での反射が低減されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a nozzle plate according to
本発明によれば、感光性材料の裏面側からの反射光を利用する第1の露光工程(狭角傾斜回転露光)と、裏面側からの反射光を利用しない第2の露光工程(広角傾斜回転露光)とを組み合わせたことで、第1のテーパ形状と第2のテーパ形状によって「くびれ部」を有する広角テーパの感光性材料パターンを高精度に形成することができる。 According to the present invention, the first exposure process (narrow angle tilt rotation exposure) using reflected light from the back side of the photosensitive material and the second exposure process (wide angle tilt) not using reflected light from the back side. In combination with (rotational exposure), a wide-angle tapered photosensitive material pattern having a “necked portion” can be formed with high accuracy by the first tapered shape and the second tapered shape.
露光マスクを構成する光干渉層と光遮断層について、作成しようとするノズルプレートのノズル形状及びノズル配列に対応したパターンで第1の光通過領域及び第2の光通過領域を形成することにより、上述したくびれ部を有する広角テーパノズルの形状に対応した感光性材料パターンを一括形成することが可能である。 For the light interference layer and the light blocking layer constituting the exposure mask, by forming the first light passage region and the second light passage region with a pattern corresponding to the nozzle shape and nozzle arrangement of the nozzle plate to be created, It is possible to collectively form a photosensitive material pattern corresponding to the shape of the above-described wide-angle tapered nozzle having a constricted portion.
かかる感光性材料パターンを利用することで、くびれ部を有する広角テーパノズルが多数形成されたノズルプレートを作製することが可能である。 By using such a photosensitive material pattern, it is possible to produce a nozzle plate in which a large number of wide-angle tapered nozzles having a constricted portion are formed.
本発明により製造されるノズルプレートは、各ノズル穴がくびれ部を有するため、メニスカスの位置が安定し、基材表面の影響が緩和され、吐出ガイド機能も付与できるので広角テーパでも飛翔曲がりの少ない安定した高粘度高速吐出が可能となる。 In the nozzle plate manufactured according to the present invention, each nozzle hole has a constricted portion, so the position of the meniscus is stabilized, the influence of the substrate surface is mitigated, and a discharge guide function can be provided, so even a wide-angle taper causes little flight bending Stable high-viscosity high-speed discharge is possible.
本態様に示すように、屈折率の異なる複数の媒体中で入射角度を切り替えながら回転露光を行うことにより、感光性材料と接する媒体の屈折率差により、界面反射率の高低を切り替えることができる。
また、本発明の態様は、くびれ付きなので感光性材料の密着性が向上する。また、本態様によって得られるノズルプレートは金属製のため耐傷性、剛性、接液性が向上する。
As shown in this aspect, by performing rotational exposure while switching the incident angle in a plurality of media having different refractive indexes, the level of the interface reflectance can be switched depending on the refractive index difference of the medium in contact with the photosensitive material. .
Moreover, since the aspect of this invention is a constriction, the adhesiveness of the photosensitive material improves. Moreover, since the nozzle plate obtained by this aspect is metal, a flaw resistance, rigidity, and liquid-contact property improve.
請求項2に係る発明は、請求項1記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記第1の媒体は気体であり、前記第2の媒体は液体であることを特徴とする。
The invention according to
液体の屈折率は感光性材料の屈折率に近く、また、気体は液体に比べて屈折率が小さいため、感光性材料と気体の界面反射率は高く、感光性材料と液体の界面反射率は低下する。したがって、気体中での狭角傾斜回転露光と液体中での広角傾斜回転露光とを切り替えることにより、本発明における第1の露光工程と第2の露光工程を実現できる。 The refractive index of the liquid is close to the refractive index of the photosensitive material, and since the refractive index of gas is smaller than that of the liquid, the interface reflectance between the photosensitive material and the gas is high, and the interface reflectance between the photosensitive material and the liquid is descend. Therefore, the first exposure process and the second exposure process in the present invention can be realized by switching between narrow angle tilt rotation exposure in gas and wide angle tilt rotation exposure in liquid.
なお、気体や液体の種類は特に限定されないが、二酸化炭素は屈折率が約1.0と小さく、溶解度は高いので、第1の媒体として二酸化炭素を用いることが好ましい。二酸化炭素を用いることにより、安全で確実な反射率の切り替え(液体置換)が可能である。 The type of gas or liquid is not particularly limited, but carbon dioxide is preferably used as the first medium because it has a low refractive index of about 1.0 and high solubility. By using carbon dioxide, it is possible to switch the reflectance (liquid replacement) safely and reliably.
また、第2の媒体としては、例えば、水を用いることができる。水の屈折率は約1.3で透過基板(例えば、石英ガラス)や感光性材料の屈折率に近く、感光性材料の裏面反射を抑制でき、不純物も少ないことから品質の安定化を図ることができる。蒸留水やろ過水などのような、安価な液体の有無により、感光性材料の裏面反射率を切り替えることができる。さらに、液浸露光を利用することで、空気中(気体中)よりも広角なテーパ形成が可能であり、傾斜回転ステージの傾斜角の軽減が可能である。 Further, as the second medium, for example, water can be used. The refractive index of water is about 1.3, which is close to the refractive index of a transmissive substrate (for example, quartz glass) and photosensitive material, can suppress the back reflection of the photosensitive material, and has few impurities, thus stabilizing the quality. Can do. The back surface reflectance of the photosensitive material can be switched depending on the presence or absence of an inexpensive liquid such as distilled water or filtered water. Furthermore, by using immersion exposure, it is possible to form a taper having a wider angle than in the air (in the gas), and it is possible to reduce the tilt angle of the tilt rotation stage.
請求項3に係るノズルプレートの製造方法は、露光に用いる波長の光を透過する透過基板の片側面に、前記波長の光の入射角度が大きくなるにつれて透過率が増大する特性を有する光干渉層と、前記波長の光を透過しない材料から成る光遮断層とを積層形成した露光マスクを用い、前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ネガ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、前記現像処理によって残存する感光性材料パターンを用い、電鋳法を利用してノズルプレートに相当する金属膜を形成する金属膜形成工程と、を有し、前記露光マスクに付着させた感光性材料の裏面側に反射部材を設けるとともに、前記感光性材料に対する前記反射部材の相対位置を変更可能とし、前記第1の露光工程では、前記反射部材を前記感光性材料に接近させて配置し、前記感光性材料を透過した光を前記反射部材で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、前記第2の露光工程では、前記感光性材料を透過した光が前記反射部材に当たらない程度に前記反射部材を前記感光性材料から遠ざけて配置し、前記反射部材による反射を抑制することを特徴とする。 The method according to claim 3 in engagement Ru Roh nozzle plate, on one side of the transparent substrate that transmits light of a wavelength used for the exposure, light having a characteristic in which the transmittance increases as the incident angle of the light with wavelength increases Using an exposure mask in which an interference layer and a light blocking layer made of a material that does not transmit light of the wavelength are laminated, a negative photosensitive material is applied to the surface of the exposure mask on which the light blocking layer is formed. Irradiating light of the wavelength at a first incident angle relatively small with respect to the transmissive substrate from the surface of the transmissive substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered, and a photosensitive material adhesion process to be adhered However, the exposure mask to which the photosensitive material is attached is rotated and passed through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer. Incident on the photosensitive material The photosensitive material is sensitized by the generated light, the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby the first A first exposure step for forming a photosensitive region portion having a taper shape, and light having the wavelength relative to the transmission substrate from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. While irradiating at a large second incident angle, the exposure mask to which the photosensitive material is attached is rotated, and the photosensitive material is irradiated with light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region. A photosensitive region having a second tapered shape opposite to the first tapered shape, wherein the photosensitive material is exposed to light, and reflection of light transmitted through the photosensitive material from the back side of the photosensitive material is suppressed. Shape A second exposure process, a development process for performing a development process after the first exposure process and the second exposure process, and a photosensitive material pattern remaining after the development process, and using an electroforming method A metal film forming step of forming a metal film corresponding to the nozzle plate, and a reflective member is provided on the back side of the photosensitive material attached to the exposure mask, and the reflective member for the photosensitive material In the first exposure step, the reflecting member is disposed close to the photosensitive material, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected by the reflecting member, While the reflected light is used to sensitize the photosensitive material, in the second exposure step, the reflecting member is moved away from the photosensitive material to such an extent that light transmitted through the photosensitive material does not hit the reflecting member. It arrange | positions and suppresses the reflection by the said reflection member, It is characterized by the above-mentioned.
反射部材の位置を切り替えることで、感光性材料の裏面側からの反射露光を利用する第1の露光工程と、利用しない第2の露光工程を切り替えることが可能である。 By switching the position of the reflecting member, it is possible to switch between a first exposure process that uses reflection exposure from the back side of the photosensitive material and a second exposure process that does not use it.
かかる態様に示すように、反射部材を用いる構成は、反射部材による反射率を高く設定できるので、照度の低い光源でも確実な反射露光が可能である。 As shown in this aspect, the configuration using the reflective member can set the reflectance by the reflective member high, and therefore, reliable reflective exposure is possible even with a light source with low illuminance.
請求項4に係る発明は、請求項3記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程は、純水中で行われることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is an aspect of the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 3 , wherein the first exposure step and the second exposure step are performed in pure water. .
特に、脱イオン化された純水の屈折率は約1.4と透過基板や感光性材料に近く、純水中で露光を行うことにより、レジスト裏面反射を一層効果的に抑制でき、また、蒸留水やろ過水よりも一層広角なテーパ形成が可能である。
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記金属膜形成工程は、撥液メッキ層を形成する撥液メッキ処理工程と、前記撥液メッキ層の上にニッケル(Ni)を堆積させるNi電鋳工程と、を含んでいることを特徴とする。
現像処理後の基材にオーバーハング電鋳の要領で撥液メッキとNiメッキを施し、成長表面を研磨することにより、長尺高精度の金属ノズル形成が可能である。なお、下地は無電解メッキでもよい。
請求項6に係る発明は、請求項5記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記光遮断層は、前記ノズルプレートの吐出面側に形成する溝に対応した第2の半透過領域を有しており、前記第2の露光工程において前記第2の半透過領域を透過する光により、前記溝の形状に対応する感光領域部が形成され、前記Ni電鋳工程において前記感光性材料パターンの前記溝の形状に対応する感光領域部の上にNi層を堆積させることにより、前記溝と反対側の面が凹状に窪んだ溝が形成されることを特徴とする。
Ni電鋳による等方的な金属膜の成長によって溝形状に対応する感光領域部の上面にもNi膜が成長し、やがて当該上面部はNi膜によって覆われる。その結果、凹状に窪んだ形状が形成され、当該凹部は他の流路基板との接着接合時における接着剤逃げ溝や応力緩和溝として機能する。
請求項7に係るノズルプレートの製造方法は、露光に用いる波長の光を透過する透過基板の片側面に、前記波長の光の入射角度が大きくなるにつれて透過率が増大する特性を有する光干渉層と、前記波長の光を透過しない材料から成る光遮断層とを積層形成した露光マスクを用い、前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ポジ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、前記現像処理によって残存する感光性材料で構成されるノズルプレートを形成する工程と、を有し、前記第1の露光工程は、第1の屈折率を有する第1の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光を当該感光性材料と前記第1の媒体との界面で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、前記第2の露光工程は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する第2の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光の当該感光性材料と前記第2の媒体との界面での反射が低減されることを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項7記載のノズルプレートの製造方法において、前記第1の媒体は気体であり、前記第2の媒体は液体であることを特徴とする。
請求項9に係るノズルプレートの製造方法は、露光に用いる波長の光を透過する透過基板の片側面に、前記波長の光の入射角度が大きくなるにつれて透過率が増大する特性を有する光干渉層と、前記波長の光を透過しない材料から成る光遮断層とを積層形成した露光マスクを用い、前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ポジ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、前記現像処理によって残存する感光性材料で構成されるノズルプレートを形成する工程と、を有し、前記露光マスクに付着させた感光性材料の裏面側に反射部材を設けるとともに、前記感光性材料に対する前記反射部材の相対位置を変更可能とし、前記第1の露光工程では、前記反射部材を前記感光性材料に接近させて配置し、前記感光性材料を透過した光を前記反射部材で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、前記第2の露光工程では、前記感光性材料を透過した光が前記反射部材に当たらない程度に前記反射部材を前記感光性材料から遠ざけて配置し、前記反射部材による反射を抑制することを特徴とする。
かかる態様に示すように、ポジタイプの感光性材料を用いて、樹脂製のノズルプレートを製造することも可能である。
請求項10に係る発明は、請求項9記載のノズルプレートの製造方法において、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程は、純水中で行われることを特徴とする。
請求項11に係る発明は、請求項7乃至10のいずれか1項に記載のノズルプレートの製造方法において、前記現像処理によって残存する感光性材料で構成される前記ノズルプレートの少なくともノズル内面に保護膜を付着させる保護膜形成工程と、前記露光マスクから剥離した前記ノズルプレートの吐出面に撥液膜を付着させる撥液膜形成工程と、を含むことを特徴とする。
請求項12に係る発明は、請求項7乃至11の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法において、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記感光性材料側に、ノズル流入側開口よりも狭い幅の第3の半透過領域を有する溝形成用露光マスクを配置し、当該溝形成用露光マスクに対し光を照射することにより、前記第3の半透過領域を透過した光により前記感光性材料を感光させる第3の露光工程を含み、前記第3の露光工程により、前記ノズル流入側の面が凹状に窪んだ溝に対応する感光領域部が形成されることを特徴とする。
ポジタイプの感光性材料を用いる場合、接着剤逃げ溝の部分については、別途、溝形成用露光マスクを用いて露光を行う。このとき、第3の半透過領域の幅をノズル流路側開口よりも狭くすることで、ノズル流入側開口よりも幅の狭い接着剤逃げ溝を形成することができる。これにより、余剰接着剤は狭幅の接着剤逃げ溝に吸収されるため、接着時のノズル穴の目詰まりを回避でき、広角テーパノズルでも安定した接着が可能となる。
In particular, the refractive index of deionized pure water is approximately 1.4, which is close to that of a transmissive substrate and a photosensitive material. By performing exposure in pure water, the resist back surface reflection can be more effectively suppressed. A wider-angle taper can be formed than water or filtered water.
A fifth aspect of the present invention is an aspect of the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of the first to fourth aspects, wherein the metal film forming step includes a liquid repellent plating process for forming a liquid repellent plated layer. And a Ni electroforming step of depositing nickel (Ni) on the liquid-repellent plating layer.
By subjecting the developed substrate to liquid repellent plating and Ni plating in the manner of overhang electroforming, and polishing the growth surface, a long and highly accurate metal nozzle can be formed. The base may be electroless plating.
The invention according to claim 6 is an aspect of the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 5, wherein the light blocking layer is a second semi-transmissive region corresponding to a groove formed on a discharge surface side of the nozzle plate. And a photosensitive region corresponding to the shape of the groove is formed by light transmitted through the second semi-transmissive region in the second exposure step, and the photosensitive material is formed in the Ni electroforming step. A Ni layer is deposited on the photosensitive region corresponding to the shape of the groove of the pattern, thereby forming a groove having a concave surface on the opposite side to the groove.
By growing an isotropic metal film by Ni electroforming, a Ni film also grows on the upper surface of the photosensitive region corresponding to the groove shape, and the upper surface is eventually covered with the Ni film. As a result, a concave shape is formed, and the concave portion functions as an adhesive escape groove or a stress relaxation groove during adhesive bonding with another flow path substrate.
The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 7 is characterized in that, on one side surface of a transmission substrate that transmits light having a wavelength used for exposure, an optical interference layer having a characteristic that transmittance increases as the incident angle of light having the wavelength increases. And a light-shielding layer made of a material that does not transmit light of the wavelength, and a positive photosensitive material is attached to the surface of the exposure mask on which the light-shielding layer is formed. While irradiating light of the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered with a relatively small first incident angle with respect to the transmission substrate. The exposure mask with the photosensitive material attached is rotated, and the photosensitivity is transmitted through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer. Incident on the conductive material The photosensitive material is sensitized by the generated light, the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby the first A first exposure step for forming a photosensitive region portion having a taper shape, and light having the wavelength relative to the transmission substrate from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. While irradiating at a large second incident angle, the exposure mask to which the photosensitive material is attached is rotated, and the photosensitive material is irradiated with light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region. A photosensitive region having a second tapered shape opposite to the first tapered shape, wherein the photosensitive material is exposed to light, and reflection of light transmitted through the photosensitive material from the back side of the photosensitive material is suppressed. Shape A second exposure step, a development step for performing a development process after the first exposure step and the second exposure step, and a nozzle plate composed of a photosensitive material remaining by the development process. And the first exposure step is performed in a first medium having a first refractive index, and the light transmitted through the photosensitive material is transferred to the photosensitive material and the first medium. The second exposure step has a second refractive index larger than the first refractive index, while the reflected light is used for the photosensitive material. The reflection of light transmitted through the photosensitive material at the interface between the photosensitive material and the second medium is reduced.
The invention according to claim 8 is the method of manufacturing a nozzle plate according to claim 7, wherein the first medium is a gas and the second medium is a liquid.
The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 9 is characterized in that, on one side surface of a transmissive substrate that transmits light having a wavelength used for exposure, an optical interference layer having a characteristic that transmittance increases as the incident angle of light having the wavelength increases. And a light-shielding layer made of a material that does not transmit light of the wavelength, and a positive photosensitive material is attached to the surface of the exposure mask on which the light-shielding layer is formed. While irradiating light of the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered with a relatively small first incident angle with respect to the transmission substrate. The exposure mask with the photosensitive material attached is rotated, and the photosensitivity is transmitted through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer. Incident on the conductive material The photosensitive material is sensitized by the generated light, the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby the first A first exposure step for forming a photosensitive region portion having a taper shape, and light having the wavelength relative to the transmission substrate from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. While irradiating at a large second incident angle, the exposure mask to which the photosensitive material is attached is rotated, and the photosensitive material is irradiated with light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region. A photosensitive region having a second tapered shape opposite to the first tapered shape, wherein the photosensitive material is exposed to light, and reflection of light transmitted through the photosensitive material from the back side of the photosensitive material is suppressed. Shape A second exposure step, a development step for performing a development process after the first exposure step and the second exposure step, and a nozzle plate composed of a photosensitive material remaining by the development process. And a reflective member is provided on the back side of the photosensitive material attached to the exposure mask, and the relative position of the reflective member with respect to the photosensitive material can be changed. In the first exposure step, The reflecting member is arranged close to the photosensitive material, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected by the reflecting member, so that the reflected light is used for the photosensitive material. In the second exposure step, the reflection member is disposed away from the photosensitive material so that light transmitted through the photosensitive material does not hit the reflection member, and reflection by the reflection member is suppressed. Features.
As shown in this embodiment, it is possible to manufacture a resin nozzle plate using a positive type photosensitive material.
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nozzle plate according to the ninth aspect, the first exposure step and the second exposure step are performed in pure water.
The invention according to claim 11 is the nozzle plate manufacturing method according to any one of claims 7 to 10, wherein at least an inner surface of the nozzle plate made of the photosensitive material remaining by the development processing is protected. A protective film forming step of attaching a film; and a liquid repellent film forming step of attaching a liquid repellent film to the ejection surface of the nozzle plate peeled from the exposure mask.
A twelfth aspect of the invention is the nozzle plate manufacturing method according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein a nozzle inflow side is disposed on the photosensitive material side of the exposure mask to which the photosensitive material is attached. By disposing a groove forming exposure mask having a third semi-transmissive region narrower than the opening and irradiating the groove forming exposure mask with light, the light transmitted through the third semi-transmissive region Including a third exposure step of exposing the photosensitive material, wherein the photosensitive region portion corresponding to the groove in which the surface on the nozzle inflow side is recessed is formed by the third exposure step. .
When a positive type photosensitive material is used, the adhesive relief groove portion is separately exposed using a groove forming exposure mask. At this time, by making the width of the third semi-transmissive region narrower than the nozzle flow path side opening, an adhesive escape groove having a narrower width than the nozzle inflow side opening can be formed. As a result, the surplus adhesive is absorbed by the narrow adhesive escape groove, so that clogging of the nozzle hole at the time of adhesion can be avoided, and stable adhesion is possible even with a wide-angle taper nozzle.
請求項13に係る発明は、請求項1乃至12の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記光遮断層は、前記第2の光通過領域の周囲を囲むように、当該第2の光通過領域と接する第1の半透過領域を有しており、前記第2の露光工程において前記第1の半透過領域を透過する光により、ザグリ部に対応する段差形状の感光領域部が形成されることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is an aspect of the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the light blocking layer surrounds the second light passage region. And a step shape corresponding to the counterbore portion by the light transmitted through the first semi-transmissive region in the second exposure step. The photosensitive region portion is formed.
かかる態様によれば、ノズル近傍の周囲に凹状のザグリ部をテーパ部と同時に形成することが可能である。ノズル形成と同時にザグリ形状を付与できるため生産性がよい。このようなザグリ部を有するノズルプレートは、ジャミングやワイピング時の信頼性が向上する。 According to this aspect, it is possible to form a concave counterbore around the nozzle and at the same time as the taper. Productivity is good because a counterbore shape can be applied simultaneously with nozzle formation. The nozzle plate having such a counterbore portion improves the reliability during jamming and wiping.
請求項14に係る発明は、請求項1乃至13の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記光遮断層は、前記ノズルプレートの吐出面側に形成する溝に対応した第2の半透過領域を有しており、前記第2の露光工程において前記第2の半透過領域を透過する光により、前記溝の形状に対応する感光領域部が形成されることを特徴とする。
The invention according to
かかる態様により、ザグリ部と同時にトラップ溝部を形成することができる。ノズルプレートの吐出面にトラップ溝を設けることにより、ノズル面のインク汚れが軽減され、クリーニングの際のワイピング性が向上する。 According to this aspect, the trap groove portion can be formed simultaneously with the counterbore portion. By providing the trap groove on the ejection surface of the nozzle plate, ink contamination on the nozzle surface is reduced, and the wiping performance during cleaning is improved.
請求項15に係る発明は、請求項1乃至14の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記露光マスクには、ノズルプレート形成部以外の領域に、ダミーのマスクパターンを備えた受光モニタ部が設けられており、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを固定するステージに、前記ダミーのマスクパターンを通して前記感光性材料を透過する光を受光するための受光センサを配置し、当該受光センサの受光領域のうち、前記第2の露光工程において、前記第1の光通過領域に相当するダミーの光通過領域を透過する光の前記受光センサへの入射を遮蔽する遮蔽手段を設け、前記受光センサにより前記感光性材料の透過光をモニタしながら、そのモニタ結果に基づいて露光量の制御を行うことを特徴とする。 A fifteenth aspect of the present invention is an aspect of the nozzle plate manufacturing method according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the exposure mask includes a dummy mask in a region other than the nozzle plate forming portion. A light receiving monitor unit having a pattern is provided, and a light receiving unit for receiving light transmitted through the photosensitive material through the dummy mask pattern on a stage for fixing the exposure mask to which the photosensitive material is attached. A sensor is arranged, and in the second exposure step, out of the light receiving area of the light receiving sensor, the light passing through a dummy light passing area corresponding to the first light passing area is blocked from entering the light receiving sensor. The light-receiving sensor monitors the transmitted light of the photosensitive material, and controls the exposure amount based on the monitoring result.
かかる態様によれば、受光センサによって実際の透過光をモニタしながらの補正露光が可能なため、最適な露光を実現することができ、製品ばらつきの少ない安定した製造が可能である。特に、遮蔽手段を設けたことで、第2の露光工程において第2のテーパ形状の形成に寄与する波長のモニタが可能となり、第1の露光工程のみならず、第2の露光工程においても、透過基板や感光性材料の透過率バラツキ等を補正した最適条件で露光を行うことが可能である。 According to this aspect, since correction exposure can be performed while monitoring actual transmitted light by the light receiving sensor, optimum exposure can be realized, and stable production with less product variation is possible. In particular, by providing the shielding means, it becomes possible to monitor the wavelength that contributes to the formation of the second tapered shape in the second exposure step, and not only in the first exposure step but also in the second exposure step, It is possible to perform the exposure under optimum conditions in which the transmittance variation of the transmissive substrate and the photosensitive material is corrected.
請求項16に係る発明は、請求項1乃至15の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様であり、前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程に用いる光源として、放電ランプが用いられ、当該放電ランプの光源スペクトルのうち、前記第2の露光工程において、前記第2のテーパ形状の感光領域部の形成に寄与する前記波長よりも長波長側を除去した光が前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の際に前記露光マスクに照射されることを特徴とする。
The invention according to
かかる態様は、放電ランプに単一波長の透過フィルタを組み合わせる態様と比較して、光源の利用効率が向上する。放電ランプとしては、高圧水銀ランプや超高圧水銀ランプ、水銀キセノンランプなどが望ましい。 Such an embodiment improves the light source utilization efficiency compared to an embodiment in which a single wavelength transmission filter is combined with a discharge lamp. As the discharge lamp, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a mercury xenon lamp, or the like is desirable.
請求項17に係る発明は、請求項1乃至16の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法の一態様に係り、前記露光マスクには、複数のノズルプレートに対応するノズルプレート形成領域のマスクパターンが回転対称に配置されていることを特徴とする。
The invention according to claim 17 relates to an aspect of the nozzle plate manufacturing method according to any one of
回転露光の対称性に鑑み、ノズルプレート単位のマスクパターンを透過基板上で回転対称に配置し、形成されたノズルプレートをその対称位置ごとに管理する態様が好ましい。 In view of the symmetry of rotational exposure, a mode in which mask patterns in units of nozzle plates are arranged rotationally symmetrically on the transmission substrate and the formed nozzle plates are managed for each symmetrical position is preferable.
例えば、対称位置のノズルプレートを同一の装置に使用すれば、ノズルプレートの特性(飛翔曲がりや吐出堆積など)を揃えやすく、補正値の共通化も可能となる。 For example, if a nozzle plate at a symmetrical position is used in the same apparatus, it is easy to align the characteristics of the nozzle plate (such as flying bend and discharge deposition), and a correction value can be shared.
また、他の発明として、請求項1乃至17の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを有することを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid discharge head including a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of
また、他の発明として、上記の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。 According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having the above-described liquid discharge head.
上記の画像形成装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するためのノズル(吐出口)及び吐出圧を発生させる圧力発生素子(圧電アクチュエータ)を含む液滴吐出素子(インク液室ユニット)を高密度に多数配置した液体吐出ヘッド(記録ヘッド)を備えるとともに、入力画像から生成されたインク吐出用データ(ドット画像データ)に基づいて前記液体吐出ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成する。 An ink jet recording apparatus as one aspect of the image forming apparatus includes a nozzle (discharge port) for discharging ink droplets for forming dots and a pressure generating element (piezoelectric actuator) for generating discharge pressure. A liquid discharge head (recording head) in which a large number of droplet discharge elements (ink liquid chamber units) are arranged at high density is provided, and from the liquid discharge head based on ink discharge data (dot image data) generated from an input image. And an ejection control means for controlling ejection of the liquid droplets, and an image is formed on the recording medium by the liquid droplets ejected from the nozzles.
例えば、画像入力手段を介して入力された画像データ(印字データ)に基づいて色変換やハーフトーニング処理が行われ、インク色に応じたインク吐出データが生成される。このインク吐出データに基づいて、液体吐出ヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子の駆動が制御され、ノズルからインク滴が吐出される。 For example, color conversion and halftoning processing are performed based on image data (print data) input via the image input means, and ink ejection data corresponding to the ink color is generated. Based on this ink ejection data, the drive of the pressure generating element corresponding to each nozzle of the liquid ejection head is controlled, and an ink droplet is ejected from the nozzle.
高解像度の画像出力を実現するためには、インク液を吐出するノズル(吐出口)と、該ノズルに対応した圧力室及び圧力発生素子とを含んで構成される液滴吐出素子(インク室ユニット)を高密度に多数配置した液体吐出ヘッドを用いる態様が好ましい。 In order to realize high-resolution image output, a droplet discharge element (ink chamber unit) including a nozzle (discharge port) for discharging an ink liquid, a pressure chamber corresponding to the nozzle, and a pressure generation element ) Is preferably used in a liquid discharge head in which a large number of nozzles are arranged at high density.
かかる印字用の液体吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口(ノズル)を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。 As a configuration example of such a liquid discharge head for printing, a full line type head having a nozzle row in which a plurality of discharge ports (nozzles) are arranged over a length corresponding to the entire width of the recording medium can be used. In this case, a combination of a plurality of relatively short ejection head modules having a nozzle row less than the length corresponding to the entire width of the recording medium, and connecting them together, the nozzle having a length corresponding to the entire width of the recording medium as a whole There is an aspect that constitutes a column.
フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向(相対的搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。 A full-line type head is usually arranged along a direction perpendicular to the relative feeding direction (relative conveyance direction) of the recording medium, but has a certain angle with respect to the direction perpendicular to the conveyance direction. There may be a mode in which the head is arranged along the oblique direction.
「記録媒体」は、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出されるインクの付着を受ける媒体(印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの)であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。 “Recording medium” is a medium (which can be referred to as a printing medium, an image forming medium, a recording medium, an image receiving medium, a discharged medium, or the like) that receives adhesion of ink discharged from the discharge port of the liquid discharge head. Various media are included regardless of material or shape, such as continuous paper, cut paper, sealing paper, resin sheets such as OHP sheets, printed boards on which films, cloths, wiring patterns, etc. are formed.
記録媒体と液体吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した(固定された)ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク(記録液)の色別に印字ヘッドを配置してもよいし、1つの印字ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。 The transporting means for moving the recording medium and the liquid discharge head relative to each other includes a mode for transporting the recording medium to the stopped (fixed) head, a mode for moving the head relative to the stopped recording medium, or a head And a mode in which both the recording medium and the recording medium are moved. When a color image is formed using an inkjet print head, a print head may be arranged for each of a plurality of colors of ink (recording liquid), or a plurality of colors of ink are ejected from one print head. It is good also as a possible structure.
本発明によれば、くびれ部を有する広角テーパノズルを高い精度で多数一括形成することができる。本発明によって得られるノズルプレートを用いた液体吐出ヘッドによれば、高粘度液の高速吐出を実現することができる。 According to the present invention, a large number of wide-angle taper nozzles having a constricted portion can be collectively formed with high accuracy. According to the liquid discharge head using the nozzle plate obtained by the present invention, high-speed discharge of a high viscosity liquid can be realized.
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔傾斜回転型露光装置の構成例〕
まず、本発明の実施形態に係るノズルプレートの製造方法に用いられる傾斜回転型露光装置の構成例について概説する。
[Configuration example of tilt rotation type exposure apparatus]
First, an outline of a configuration example of an inclined rotation type exposure apparatus used in a nozzle plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は露光装置の一例を示す構成図である。この露光装置10は、主として、光源12、照射光学系14、液浸容器16、透過補正板18及びステージ20から構成され、光源12から出た光を照射光学系14によって図の下方に平行光として導き、傾斜回転しているステージ20上の露光マスク22に照射して、マスク裏面のレジスト(感光性材料)24を感光させる構成となっている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an exposure apparatus. The
ステージ20は、液浸容器16の中に配設されており、液浸容器16に液体(例えば、純水)を導入して液体中で露光を行う液浸露光と、気体中で露光を行う通常(ドライ)露光とを切り替えることが可能である。
The
また、ステージ20は、テーブル面26の面内回転が可能な回転機構と、テーブル面26の傾斜角(水平面に対する傾斜角、つまり、照射光の入射角)の調節が可能な傾斜(揺動)機構とを備えた傾斜回転ステージとなっている。
Further, the
すなわち、ステージ20は、テーブル面26に垂直な回転軸28に取り付けられており、該回転軸(第1回転軸)28を中心に回転可能である。また、ステージ20の回転軸28は、テーブル面26に直交する鉛直面内で揺動し得る機構となっており、回転軸28の揺動位置によってテーブル面26の傾斜角を可変できる。さらに、この傾斜可能な回転軸28及びステージ20並びに液浸容器16の全体は、鉛直線と平行な回転軸30を中心に水平面内で回転可能となっている。なお、ステージ20を傾斜回転させる機構の具体的構造については後述する。
That is, the
図2は、露光部の拡大図である。図示のように、露光マスク22は、透明基板(「透過基板」に相当)32の裏面側に光干渉膜(「光干渉層」に相当)34と、不透明膜(「光遮断層」に相当)36とが積層された構造を有しており、この露光マスク22の裏面にレジスト24が付与されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the exposure unit. As shown in the drawing, the
光干渉膜34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誘電体多層膜からなるものであり、レジスト24に対して所望の露光を実現するための開口領域(「第1の光通過領域」に相当)38などを有する所定のパターンで形成される。なお、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、所定の波長に対して所望の透過率を得ることができる。また、光干渉膜34は、光の入射角によって透過率が変化する入射角依存性を有しており、詳細は後述するが、この透過率の入射角依存性を利用して、レジスト24の感光領域が制御される。
The
不透明膜36は、例えば、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等の方法により形成される。不透明膜36もレジスト24に対して所望の露光を実現するための開口領域(「第2の光通過領域」に相当)40や半透明領域(「第1の半透過領域」に相当)42などを有する所定のパターンで形成される。
The
レジスト24は、作製目標とするノズルプレートの厚さに対応して適宜の厚さで露光マスク22の裏面側(干渉膜34と不透明膜36を積層形成した側)に付着される。レジスト24を付着させる方法としては、スピンコーター等による塗布やドライフィルム(DFR)を用いる態様がある。
The resist 24 is attached to the back side of the exposure mask 22 (the side on which the
このレジスト付きの露光マスク22をステージ20上に固定した状態でレジスト24の層の裏面側に空隙部43が形成されるように、ステージ20のテーブル面26には凹部44が形成されている。ドライ露光時には、この空隙部43が気体で満たされて気体層(図11の符号106)が形成される。一方、液浸露光時にはこの空隙部43が液体で満たされて液体層(図11の符号108)が形成される。
A
一般的に、レジスト24の屈折率は約1.6、ドライ露光時の周囲気体(空気又は二酸化炭素)の屈折率は1、液浸露光時に導入する液体(例えば、純水)の屈折率は約1.4、液浸用の専用液の屈折率は約1.6、透明基板32としてのガラス(例えば、石英ガラス)の屈折率が1.47であることから、レジスト24の裏面反射は、気体中(気体層との界面)では大きく、液体中(液体層との界面)では小さい。
Generally, the refractive index of the resist 24 is about 1.6, the refractive index of ambient gas (air or carbon dioxide) at the time of dry exposure is 1, and the refractive index of the liquid (for example, pure water) introduced at the time of immersion exposure is Since the refractive index of the liquid dedicated for immersion is about 1.6, and the refractive index of glass (for example, quartz glass) as the
屈折率n1、n2の媒質界面での光の反射率は略垂直入射の場合に次式で表される。 The reflectance of light at the medium interface having the refractive indexes n 1 and n 2 is expressed by the following equation in the case of substantially normal incidence.
{(n2−n1)/(n2+n1)}2
レジスト24から空気に向かうときの界面反射率は約5%、レジスト24から水に向かうときの界面反射率は0.5%以下となる。
{(N 2 −n 1 ) / (n 2 + n 1 )} 2
The interface reflectance when traveling from the resist 24 to the air is about 5%, and the interface reflectance when traveling from the resist 24 to the water is 0.5% or less.
本実施形態では、上記の原理に基づき、気体中でレジスト裏面反射を積極的に利用してレジスト感光を行う露光工程と、液体中でレジスト裏面反射を抑制してレジスト感光を行う露光工程とを組み合わせることで、ノズル形状に対応したくびれ部を有する逆テーパレジスト(鼓形レジスト)を一括形成する。 In the present embodiment, based on the above principle, an exposure process for performing resist exposure by actively utilizing resist back surface reflection in gas, and an exposure process for performing resist exposure by suppressing resist back surface reflection in liquid. By combining, a reverse taper resist (drum-shaped resist) having a constricted portion corresponding to the nozzle shape is collectively formed.
詳細なプロセスは後述するが、気体中で斜めの入射光とレジスト裏面反射を利用すれば、露光マスク22側から入射した光の透過範囲とレジスト裏面での反射光がレジスト24内に戻る光の通過範囲によって逆円錐台形(上面が大きく、下面が小さい円錐台形)の範囲のレジスト24を感光させることができる(「第1のテーパ形状を有する感光領域部」に相当)。このとき、空隙部43を挟んでレジスト24の下面と対向するステージ20の面(凹部44の床面)には反射防止膜(AR膜)46が形成されているため、ステージ面からの反射光の戻りは防止される。
Although the detailed process will be described later, if oblique incident light and resist back surface reflection are used in the gas, the transmission range of light incident from the
その一方、液体中で露光を行う場合(液浸露光時)と、レジスト24の裏面反射(空隙部43の液体層との界面での反射)が抑制されるため、当該裏面反射光によるレジスト感光はほとんどなく、露光マスク22側から入射した光によって、当該光の入射角に対応した円錐台形の範囲のレジスト24を感光させることができる(「第2のテーパ形状を有する感光領域部」に相当)。したがって、レジスト裏面反射を利用するドライ露光工程と、レジスト裏面反射を利用しない液浸露光工程とを行うことで、逆円錐台形と円錐台形とが組み合わされた鼓形の形状を作製することができる。
On the other hand, when exposure is performed in a liquid (during liquid immersion exposure) and the back surface reflection of the resist 24 (reflection at the interface with the liquid layer of the gap portion 43) is suppressed, resist exposure by the back surface reflected light is suppressed. The resist 24 in a frustoconical range corresponding to the incident angle of the light can be exposed to light incident from the
なお、気体中で露光を行う場合(ドライ露光時)には、露光マスク22の周辺は気体(屈折率がほぼ1の媒質)と接していることから全反射により入射角の上限が約38度であるのに対し、液体中で露光を行う場合(液浸露光時)は、露光マスク22の透明基板32の屈折率(石英ガラスの場合、約1.47)と周辺環境の屈折率(純水の場合、約1.44)とを近づけることができるため、全反射による入射角の上限がドライ露光時よりも大きくなる。このため、液体中での傾斜露光は、広角テーパを形成するために適している。
When exposure is performed in a gas (during dry exposure), since the periphery of the
また、図2に示したとおり、このステージ20には、レジスト24を透過する光を受光可能な受光センサ48が埋設されており、該受光センサ48によって透過光をモニタしながら露光量(すなわち、光の照射時間、または照射強度、もしくはこれらの組み合わせ)が制御される。
As shown in FIG. 2, a
図3は、受光センサ48の配置例を示す平面図である。図3では、透明基板32上に4つのノズルプレート形成部50が設けられた例が示されており、各ノズルプレート形成部50には、それぞれ作製しようとするノズルプレートのノズル配列に対応した多数の開口領域38、40(図2参照)を含むマスクパターンが形成されている。
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement example of the
また、図3に示すように、透明基板32上には、上記のいずれのノズルプレート形成部50とも重ならない領域に、受光モニタ用のダミーマスクパターンが形成された受光モニタ部52が形成されており、この受光モニタ部52の真下の対応位置に受光センサ48が配置される。すなわち、受光センサ48はステージ20上でいずれのノズルプレート形成部50とも重ならない領域(ノズルプレート形成部以外の領域)に配置される。
Further, as shown in FIG. 3, on the
なお、透明基板32上におけるノズルプレート形成部50や受光モニタ部52の形状、配置数、配置位置については、多様な形態が可能であり、図3の例に限定されない。
Note that the shape, the number of arrangement, and the arrangement position of the nozzle
図4は、図1に示した露光装置10に用いられる光源12及び照射光学系14の構成図である。図4に示すように、本例の露光装置10に用いられる照明ユニット60は、超高圧水銀ランプ61を光源とするものである。超高圧水銀ランプ61より発せられた光は、楕円集光ミラー62により集光され、平面反射ミラー63によって水平方向に光路を曲げられた後、インテグレーターレンズ64に入射する。
FIG. 4 is a block diagram of the
インテグレーターレンズ64によって照度分布が均一化された光は、光源フィルタ65によって透過波長域が選択された後、平面反射ミラー66によって鉛直方向に光路が曲げられ、コリメーターレンズ67に入射する。コリメーターレンズ67により平行光とされた光は、照度分布が均一な平行照射光として照射面68に向けて照射される。
The light whose illuminance distribution has been made uniform by the
なお、本例では、図5に示す超高圧水銀ランプ61の光源スペクトルのうち、主としてi線(波長=365nm)及びその近傍の波長域を利用するものとし、図4で説明した光学フィルタ65には、超高圧水銀ランプ61の光源スペクトルのうち、i線及びその近傍の波長域を透過させるフィルタ、すなわち、h線(405nm)等の長波長側をカットするフィルタが用いられる。より好ましくは、さらに、j線(313nm)や334nmなど短波長側の光をカットするフィルタが用いられる。
In this example, of the light source spectrum of the ultrahigh
使用する光源の種類や波長は、上記の例に限定されず、使用するフォトレジストの感光特性との関係で適切な光源(波長)が選択される。本発明の実施に際し、照明用の光源として、固体レーザや半導体レーザ(例えば、波長:355nm、375nm、405nm)などを用いる態様も可能である。 The type and wavelength of the light source to be used are not limited to the above example, and an appropriate light source (wavelength) is selected in relation to the photosensitive characteristics of the photoresist to be used. In carrying out the present invention, a mode in which a solid-state laser, a semiconductor laser (for example, wavelengths: 355 nm, 375 nm, 405 nm) or the like is used as a light source for illumination is also possible.
図6は本例の露光マスク22で用いられる光干渉膜34における透過率の分光特性を示すグラフである。横軸は波長、縦軸は透過率を示し、光の入射角度が0度、15度、30度、45度の場合の特性が示されている。図6に示されているとおり、光の入射角度が大きくなるにつれて(光が斜めから照射されると)、透過波長帯域が短波長側にシフトする傾向がある。
FIG. 6 is a graph showing the spectral characteristics of transmittance in the
既述のとおり、本実施例では、露光用の光源として、超高圧水銀ランプ61のi線(波長=365nm)が主として用いられる(図4、図5参照)。図6において波長365nmに注目すると、入射角0度(垂直入射)のときには、ほぼ0%の透過率を示し、入射角度が大きくなるにつれて透過率が次第に上昇し、45度入射のときには透過率がほぼ90%になる。このような特性を利用して、入射角度を切り替えながら露光が行われる。
As described above, in this embodiment, the i-line (wavelength = 365 nm) of the ultrahigh
次に、入射角度を可変する手段の構成について説明する。 Next, the configuration of the means for changing the incident angle will be described.
図7は、本例の露光装置10におけるステージの傾斜回転機構及びその周辺の構成図である。ステージ20の回転軸28は、液浸容器16の底面を貫通する状態で取り付けられるが、この液浸容器16を貫く接続部分には、液浸容器16内の液体(例えば、純水70)がこの部分より漏れないように、防水加工が施されており、また、回転軸28の回転及び傾き角の調節(揺動)が可能なように、球面軸受72が設けられている。
FIG. 7 is a block diagram of the stage tilt rotation mechanism and its surroundings in the
すなわち、ステージ20の回転軸28は、液浸容器16の底面に取り付けられた球面軸受72を介して液浸容器16を貫いた状態で支持されており、回転軸28の下端は自由継手74を介してモータ76(「ステージ回転モータ」という。)の出力軸78と連結されている。このステージ回転モータ76は、直動ガイド80に沿って摺動するスライダ82に固定されており、モータ(「傾斜揺動モータ」という。)84の駆動によりスライダ82と共にステージ回転モータ76を直動ガイド80に沿って移動させることができる。
That is, the
傾斜揺動モータ84の駆動によってスライダ82上のステージ回転モータ76を図7の左右方向に移動させることにより、ステージ20の回転軸28を球面軸受72における固定点86を中心に揺動させることが可能であり、その揺動位置によって回転軸28の傾斜角(すなわち、テーブル面の傾斜角)を調節できる。これにより、露光マスク22に対する光の入射角を変更できる。
By moving the
また、ステージ回転モータ76の駆動によって出力軸78が回転することで、その回転力は自在継手74を介して回転軸28に伝達され、ステージ20が回転する。
Further, when the
ステージ20が収容される液浸容器16には、液体ポンプ88が設けられており、この液体ポンプ88により液浸用液体(ここでは純水70)の供給、排出が可能となっている。
A
液浸露光時には液体ポンプ88を介して液浸容器16内に純水70が導入され、液浸容器16内が純水70で満たされる。通常露光(ドライ露光時)には液浸容器16内から純水70が排出され、液浸容器16内が気体(例えば、空気)で置換される。
During immersion exposure,
なお、液浸用の液体としては、純水70の他にも露光装置に用いることを意図して調合されてなる専用の液浸用液体があり、場合によっては、このような専用液を用いることも可能である。
In addition to the
液浸露光を行う場合、露光マスク22の周囲を覆う液体による露光光の吸収が生じる。液面に対して光を垂直に入射させ、かつ露光マスク22に対し略垂直に光を照射する場合(垂直露光又は狭角入射露光の場合)は、液体中を進む光について露光マスク22に到達するまでの距離(光路長)が露光マスク22の各位置において概ね一定であるため、液体による露光光の吸収は、露光マスク22上の各位置について光量が均一(実質的に均一と見做せる範囲の分布を有する略均一も含む)に減衰する等の問題が生じるのみである。
When the immersion exposure is performed, the exposure light is absorbed by the liquid covering the periphery of the
しかしながら、液面に対して光を垂直に入射させ、かつ露光マスク22に対して入射角が比較的大きい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、液体中を進む光について露光マスク22に到達するまでの距離(光路長)が露光マスク22の各々の位置において場所によって異なる。この光路長の違いによる光吸収量の差によって露光マスク22上では光量分布が生じ、これによりレジスト24の露光が不均一となる。
However, in the case of performing oblique exposure with light incident on the liquid surface and a relatively large incident angle with respect to the
具体的には、露光光が液体に入射した後、露光マスク22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22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22裏面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22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22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。
Specifically, in a region where the distance (optical path length) until the exposure light is incident on the liquid and reaches the surface of the
このため、本実施形態では、液体中の傾斜露光時に露光マスク22上で均一な光量分布が得られるように、透過率分布を補正するための透過補正板18が用いられる。この透過補正板18は、液体に入射した光が露光マスク22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であり、液体に入射した後、露光マスク22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22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。
For this reason, in the present embodiment, the
この透過補正板18は、液浸容器16の上部に開閉ヒンジ90を介して取り付けられており、当該透過補正板18は開閉ヒンジ90によって液浸容器16の天面を封止する位置及び天面から退避した露光領域外の位置に移動可能である。
The
本実施の形態では、垂直露光の際、又は入射角が比較的小さい傾斜露光(「狭角傾斜回転露光工程」という。)の際には、透過補正板18を露光領域外に移動させ、入射角が比較的大きい傾斜露光(「広角傾斜回転露光工程」という。)の際には透過補正板18を露光領域内である液浸容器16上の上部(天面を封止する位置)に移動させる。
In the present embodiment, during vertical exposure or tilt exposure with a relatively small incident angle (referred to as a “narrow angle tilt rotation exposure process”), the
厳密に言えば、垂直露光時又は狭角傾斜回転露光工程のときには、照度分布を生じることになるが、狭角テーパ状には、殆ど影響を与えず、実用上支障がない。なお、狭角傾斜露光工程のときも含めて、傾斜露光時の光の入射角度に対応して、それぞれ適切な透過補正板を複数種類用意しておき、傾斜露光時の光の入射角度に応じて、透過補正板を切り替えて使用する態様も可能である。 Strictly speaking, an illuminance distribution is generated at the time of vertical exposure or a narrow-angle tilt rotation exposure process, but the narrow-angle taper has little influence and has no practical problem. Including the narrow-angle tilt exposure process, several types of appropriate transmission correction plates are prepared corresponding to the incident angle of light during tilted exposure, depending on the incident angle of light during tilted exposure. Thus, a mode in which the transmission correction plate is switched and used is also possible.
このような透過補正板18を用いることにより、照明ユニット60から入射した露光光が当該透過補正板18及び液浸用の液体である純水70を介し、露光マスク22に到達した際、露光マスク22上で露光光の光量が全面にわたり均一になる。こうして、傾斜回転中の光軸距離に応じた照度変化や、面内での照度分布も補正可能なため、比較的大きなサイズ(長尺)のノズルプレートを作製する場合でも、バラツキの少ない安定したノズル形成が可能となる。
By using the
また、液浸用液体である純水70の表面、即ち空気と接する境界の面と接するように透過補正板18を配置し、液体を充満した状態で露光を行うことにより、液体の波打ちや気泡の巻き込みなど液浸露光に特有の弊害を防止することができる。
Further, by arranging the
液浸傾斜露光時に露光マスク22上での光量を均一化するための他の方法として、露光マスク22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22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。さらに、液面に対して大きな入射角度で光を入射させると(露光マスク22に対する露光光の入射角度が大きい場合)、露光光が液面で全反射してしまい、露光マスクに露光光が到達しないという問題もある。
As another method for equalizing the amount of light on the
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、これより大きな入射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、上記のような透過補正板を用いる態様が好ましい。 Specifically, in the case of pure water having a refractive index of 1.44, if light is incident at an angle of about 45 degrees with respect to the liquid surface, the light is totally reflected, so that light is incident at a larger incident angle. It is not possible. Therefore, it is desirable that the exposure light is incident perpendicular to the liquid surface from the viewpoint of the configuration of the exposure apparatus. When a wide-angle taper is formed by tilt exposure using the immersion exposure apparatus, the transmission correction plate as described above is used. The embodiment to be used is preferable.
また、液浸容器16内には受光センサ92が設けられており、露光光が露光マスク22により反射された光の光量を測定することができる構成となっている。これにより、露光マスク22の取り付け位置やステージ20の傾斜角が所定の位置や角度に設置されているか否かを確認することができる。露光マスク22がステージ20に対して浮いている場合には、ステージ20の回転により反射光の照射の方向が変動するため、受光センサ92が検出する露光マスク22からの反射光量は、ステージ20の回転に伴い変化する。よって、この反射光量の変動により、露光マスク22がステージ20に確実に固定されているか否かを検出することができる。また、ステージ20の傾斜角度が所定の傾斜角度で設置されていない場合には、所定の傾斜角度となるように、受光センサ92における反射光量に基づき、ステージ20の傾斜角を調整することが可能である。
In addition, a
更に、本例では、上述のとおり、ステージ20の回転軸28、自在継手74、ステージ回転モータ76、直動ガイド80、スライダ82、及び傾斜揺動モータ84等によって傾斜機構部94が構成されているが、この傾斜機構部94とこれに支持されている液浸容器16及びステージ20を含む全体を露光光の光軸に平行な軸を中心として、水平面内で回転させることが可能な光軸回転モータ96が設けられている。光軸回転モータ96により、全体が光軸回りに回転する構成になっているため、光量分布の均一性をより一層高めることができる。
Furthermore, in this example, as described above, the
〔露光マスクの作製工程〕
次に、上記構成の露光装置10で使用する露光マスク22の作製方法について図8を用いて説明する。
[Production process of exposure mask]
Next, a manufacturing method of the
図8(a)に示すように、まず、ガラス等からなる透明基板32の片側面(図の上面)の全面に光干渉膜102を形成する。この光干渉膜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である。高屈折率材料としては、Al2O3(酸化アルミ二ウム)や、TiO2(酸化チタン)が用いられ、低屈折率材料としては、SiO2(酸化シリコン)やMgF2(フッ化マグネシウム)が用いられる。
As shown in FIG. 8A, first, the
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される。本実施の形態では、図6で説明した透過率特性を実現するような、材料及び膜厚を選定して構成されている。
The
次に、図8(b)に示すように、透明基板32上の光干渉膜102に重ねて、スピンコーター等によりレジスト103を全面に塗布し、プリベークを行う。その後、目的とする光遮断層(図2で説明した不透明膜36に相当)の開口領域40のパターンに対応したマスク(不図示)を用いて露光した後、現像を行うことにより、図8(c)に示すよう光遮断層の開口領域40に対応する部分のみにレジスト層103b(マスク層)を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, a resist 103 is applied over the entire surface of the
次に、図8(d)に示すように、透明基板32上のレジスト層103bの形成された面の全面に、不透明膜104を形成する。不透明膜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。
Next, as shown in FIG. 8D, an
図8(d)のように、レジスト層103bの形成面の全面に不透明膜104の成膜を行った後、当該透明基板32の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、レジスト層103bの形成されている領域上の不透明膜104をレジスト層103bと共に除去する。
As shown in FIG. 8D, after forming the
これにより、図8(e)に示すように、光干渉膜102上でレジスト層103bの形成されていなかった領域においてのみ不透明膜104が残存し、光遮断層としての不透明層104b(図2で説明した不透明膜36に相当)が形成される。
As a result, as shown in FIG. 8E, the
この後、図8(f)に示すように、光干渉膜102の開口領域38となる部分をレーザートリマー等で除去することにより、光選択層となる光干渉膜102b(図2で説明した光干渉膜34に相当)が形成される。こうして、本実施の形態において用いる露光マスク22が作製される。
After that, as shown in FIG. 8 (f), the portion that becomes the
〔ノズルプレートの製造工程の例1〕
次に、上記の如く構成された露光マスク22を用いてインクジェットヘッドのノズルプレートを製造する方法の例について説明する。
[Example 1 of nozzle plate manufacturing process]
Next, an example of a method for manufacturing a nozzle plate of an inkjet head using the
図9は本実施の形態におけるノズルプレートの製造工程を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing the manufacturing process of the nozzle plate in the present embodiment.
最初に、図8で説明した工程を経て作製された露光マスク22の片側面上にネガタイプのフォトレジストを塗布する(図9のステップS102)。具体的には、図10に示すように、露光マスク22の光干渉膜34(102b)及び不透明膜36(104b)の積層形成されている側の面に、スピンコーター等によりレジスト24を塗布する。塗布するレジスト24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。例えば、20〜50μm程度の膜厚でネガレジストが塗布される(感光材料付着工程)。
First, a negative type photoresist is applied on one side of the
なお、塗布による付着に代えて、ドライフィルム(DFR)を用いて、露光マスク22に密着させる方法や、レジスト24が塗布された基板を用い、レジスト24面と露光マスク22を密着させる方法であってもよい。
It should be noted that, instead of adhesion by coating, a method of closely contacting the
図9のステップS102の後、当該露光マスク22にレジスト24を塗布したものについて、プリベークを行う(ステップS104)。
After step S102 in FIG. 9, pre-baking is performed on the
次いで、このプリベークしたネガレジスト付きの露光マスク22を図1及び図2で説明したように、透明基板32側を上(露光面側)にした状態で露光装置10のステージ20上に固定し、透明基板32側から露光を行う(図9のステップS106、S108)。
Next, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the
ステップS106で示す第1の露光プロセスでは、露光マスク22に対して比較的小さい入射角θ1(例えば、θ1=5〜10度)で光を照射する狭角傾斜回転露光が行われる。具体的には、図11(a)に示すように、気体雰囲気の中で露光マスク22の透明基板32側から入射角θ1の光を照射するドライ露光が行われる。
In the first exposure process shown in step S106, narrow-angle tilt rotation exposure is performed in which light is irradiated to the
露光マスク22の透明基板32側から入射角θ1で光を照射すると、図6で説明した光干渉膜34の特性により、光干渉膜34の開口領域38以外の部分は光が透過せず(透過率がほぼ0%)、開口領域38のみを光が通過する。不透明膜36には、開口領域38を含んでこれよりも十分に大きな径の開口領域40が形成されているため、光干渉膜34の開口領域38を通過した光は、不透明膜36によって規制されることなく開口領域40を通ってレジスト24の層に進入する。レジスト24を透過した光は当該レジスト24の層と気体層106との界面で一部が反射してレジスト24内に戻る。この界面反射光を含む光によってレジスト24は入射角θ1の約2倍(例えば、θ1=5度の場合で10度程度)の逆円錐台型(逆テーバ形状)に感光する。
When light is irradiated from the
その一方、レジスト24を透過した光の一部は気体層106との界面を透過して気体層106へと進入するが、気体層106を挟んで対向するステージ面の反射防止膜46によって吸収され、更なる反射が防止される。
On the other hand, part of the light transmitted through the resist 24 passes through the interface with the
上記の狭角傾斜回転露光工程(図9のステップS106)に続いて、図9のステップS108で示す広角傾斜回転露光(第2の露光プロセス)が実施される。具体的には、図11(b)に示すように、液体中で入射角θ2(>θ1;例えば、θ2=20〜40度)の光を照射する液浸露光が行われる。図7で説明したとおり、液浸容器16内を液体で満たし、透過補正板18を介して露光マスク22に光を照射する。
Subsequent to the narrow-angle tilt rotation exposure step (step S106 in FIG. 9), wide-angle tilt rotation exposure (second exposure process) shown in step S108 in FIG. 9 is performed. Specifically, as shown in FIG. 11B, immersion exposure is performed in which light with an incident angle θ 2 (> θ 1 ; for example, θ 2 = 20 to 40 degrees) is irradiated in the liquid. As described with reference to FIG. 7, the
図11(b)のように、露光マスク22の透明基板32側から入射角θ2で光を照射すると、図6で説明した光干渉膜34の特性により、光干渉膜34は開口領域38以外の部分も光を透過することになるため、実質的には不透明膜36が遮光マスクとして機能する。すなわち、不透明膜36の開口領域40のみを光が通過し、当該開口領域40によって光の通過範囲が規制される。不透明膜36の開口領域40を通過した光によってレジスト24が感光する。
As shown in FIG. 11B, when the light is irradiated from the
レジスト24を透過した光は、当該レジスト層の裏面側に形成される液体層108との界面での反射が抑制されるため(図11(b)参照)、界面からの反射光はレジスト24の感光に殆ど寄与せず、不透明膜36の開口領域40から入射する光のみによって、その入射角に対応した円錐台型にレジスト24が感光する。
The light that has passed through the resist 24 is prevented from being reflected at the interface with the
上述した狭角傾斜回転露光工程(第1の露光プロセス:図9のステップS106)と広角傾斜回転露光工程(第2の露光プロセス:図9のステップS108)を経てレジストは、テーパー角度の異なる二つの円錐台が互いの上面(小面積の面)を接して上下に組み合わされた鼓形の立体形状範囲が感光する。 After the narrow-angle tilt rotation exposure process (first exposure process: step S106 in FIG. 9) and the wide-angle tilt rotation exposure process (second exposure process: step S108 in FIG. 9), the resist has two different taper angles. A drum-shaped three-dimensional range in which two truncated cones are in contact with each other's upper surface (surface of a small area) and are combined vertically is exposed.
その後、図9のステップS110において、上記露光後のレジスト24について現像を行った後、ポストベークを行う。こうして、図12(a)に示すように、露光マスク22上には鼓形の感光部に対応するレジスト24が残ったレジストパターンが形成され、これがニッケル(Ni)電鋳の型として用いられる。
Thereafter, in step S110 of FIG. 9, the resist 24 after exposure is developed and then post-baked. Thus, as shown in FIG. 12A, a resist pattern in which the resist 24 corresponding to the drum-shaped photosensitive portion remains is formed on the
すなわち、図9のステップS110の後、当該現像処理及びポストベーク後の露光マスク22に対して、まず、ニッケル(Ni)共析メッキを行い(ステップS112)、撥液メッキ層を形成する。具体的には、図12(b)に示すように、露光マスク22の不透明膜36が形成されている面についてニッケル(Ni)共析メッキを行い、Ni共析メッキ層113を形成する。
That is, after step S110 in FIG. 9, first, nickel (Ni) eutectoid plating is performed on the
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、本例の場合、Crよりなる不透明膜36の表面にのみNi共析メッキ層113が形成される。
Ni eutectoid plating is performed using a plating solution containing PTFE (polytetrafluoroethylene) until a film thickness of 1 to 3 [μm] is obtained. Since Ni eutectoid plating is performed only on metal parts, in this example, the Ni
その後、図9のステップS114において、Ni電鋳を行う。具体的には、図12(b)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。当該Ni共析メッキ層113及びNi電鋳層114により形成される金属プレート部分がノズルプレート115となる。
Then, Ni electroforming is performed in step S114 of FIG. Specifically, as shown in FIG. 12B, a
メッキによる成長表面を研磨した後、有機溶媒等によりレジスト24の除去を行い(図9のステップS116)、更に、その後、当該Ni共析メッキ層113及びNi電鋳層114により形成されるノズルプレート115を露光マスク22から剥離する(図9のステップS118)。
After polishing the growth surface by plating, the resist 24 is removed with an organic solvent or the like (step S116 in FIG. 9), and then the nozzle plate formed by the Ni
こうして、図12(c)に示すように、吐出方向(図の下方)に向かって流路断面積が次第に小さくなる順テーパ部116と、流路断面積が次第に大きくなる広角の逆テーパ部117とが組み合わされた「くびれ形状」を有するノズル118が形成されたノズルプレート115が得られる。なお、このような「くびれ形状」を有する広角テーパノズルを本明細書では「くびれ付き広角テーパノズル」と呼ぶことにする。
Thus, as shown in FIG. 12C, the
本例の製造方法によれば、露光により感光させたレジストパターンがくびれ部を有するので、レジスト密着性や電鋳安定性(電流遮蔽)が向上する。また、本例の製造方法で得られたノズルプレートのノズルはくびれ部を有するため、ノズル表面の影響も緩和され、吐出安定性も向上する。さらに、金属材料なので剛性が高く、高粘度高速リフィルに必要な薄肉化も容易に実現可能である。 According to the manufacturing method of this example, since the resist pattern exposed by exposure has a constricted portion, resist adhesion and electroforming stability (current shielding) are improved. Further, since the nozzle of the nozzle plate obtained by the manufacturing method of this example has a constricted portion, the influence of the nozzle surface is alleviated and the discharge stability is improved. Furthermore, since it is a metal material, it has high rigidity and can easily achieve the thinning required for high-viscosity and high-speed refilling.
なお、Ni共析メッキ層113の堆積前にCuやZnなどの犠牲層を形成し、露光マスク22から剥離後に除去することで、吐出面の一層の品質向上を図ることも可能である。
It is also possible to further improve the quality of the discharge surface by forming a sacrificial layer such as Cu or Zn before deposition of the Ni
〔ノズルプレートの製造工程の例2〕
次に、図12(c)で説明したくびれ付き広角テーパノズルの吐出面側のノズル周囲にザグリ形状を付加し、さらに吐出面のノズル近傍に親水性のトラップ溝を付加した構成のノズルプレートを製造する方法について説明する。なお、基本的な製造手順は、図9〜図12で説明した例と同様であり、使用する露光マスクと露光プロセスに関して相違点があるため、その相違点を中心に説明する。
[Example 2 of nozzle plate manufacturing process]
Next, a nozzle plate having a structure in which a counterbore shape is added around the nozzle on the discharge surface side of the narrow-angle tapered nozzle described in FIG. 12C and a hydrophilic trap groove is added in the vicinity of the nozzle on the discharge surface is manufactured. How to do will be described. The basic manufacturing procedure is the same as the example described with reference to FIGS. 9 to 12, and there are differences in the exposure mask to be used and the exposure process. Therefore, the differences will be mainly described.
図13は、当該目的のノズルプレートの製造に適用される露光プロセスの説明図である。図13中図11に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 13 is an explanatory diagram of an exposure process applied to manufacture of the target nozzle plate. In FIG. 13, elements that are the same as or similar to those shown in FIG. 11 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
くびれ付き広角テーパノズルの吐出面側にザグリ形状を付加するとともに、ノズル近傍にトラップ溝を付加する場合、図11で説明した露光マスク22に代えて、図13(a)に示すように、不透明膜36の一部を格子パターンなどの半透明膜120、121で構成した露光マスク122が用いられる。
When a counterbore shape is added to the discharge surface side of the narrow-angle tapered nozzle with a constriction and a trap groove is added near the nozzle, an opaque film is used as shown in FIG. 13A instead of the
すなわち、露光マスク122は、不透明膜36の一部に、ザグリ形状の形成に寄与する半透明膜(「第1の半透過領域」に相当)120と、トラップ溝の形成に寄与する半透明膜(「第2の半透過領域」に相当)121とを備えている。ザグリ形成用の半透明膜120は、開口領域40の外側周囲に当該開口領域40と接して同心円状に形成されている。一方、トラップ溝形成用の半透明膜121は、ザグリ形成用の半透明膜120から離れた適宜の位置(トラップ溝を形成すべき位置)に帯状に設けられている。
That is, the
半透明膜120,121のそれぞれの透過率は、目的とするザグリの深さやトラップ溝の深さに応じて適宜設計される。本例では、ザグリの深さよりもトラップ溝の深さを深くするため、トラップ溝形成用の半透明膜121の透過率はザグリ形成用の半透明膜120の透過率よりも高く設定されている。なお、半透明膜120,121を構成する格子パターンの疎密によってそれぞれ所望の透過率が実現される。
The transmittance of each of the
上記の露光マスク122を用い、図13(a)に示すように、まず、気体中で狭角傾斜回転露光工程を行う。このとき、図11(a)で説明したとおり、光干渉膜34が光を遮るため、開口領域38のみを光が通過し、当該開口領域38から入射した光とレジスト裏面反射によって、逆円錐台形の範囲が露光される。
Using the above-described
次いで、図13(b)に示すように、液体中で広角傾斜回転露光工程を行う。このとき、光干渉膜34は開口領域38以外の部分も光を透過する。不透明膜36の開口領域40を通過する光によってレジスト24が円錐台形に露光される点は図11(b)で説明したとおりである。図13(b)の構成では、さらに、開口領域40の周囲に形成されている半透明膜120を透過した少量の光によって逆円錐台形の感光部分の周囲が所定の深さd1で略円筒形に露光される。
Next, as shown in FIG. 13B, a wide-angle tilt rotation exposure process is performed in the liquid. At this time, the
この深さd1の略円筒形の感光領域部125がザグリに相当する部分となるため、くびれ部の高さh1よりもd1が小さくなるように、半透明膜120の透過率と露光量が調整される。
Since the substantially cylindrical
同様に、トラップ溝形成用の半透明膜121を透過した光によって、深さd2(>d1)のトラップ溝に対応する部分(符号126)が感光される。
Similarly, the portion (reference numeral 126) corresponding to the trap groove having the depth d 2 (> d 1 ) is exposed by the light transmitted through the
図13(a),(b)で説明した露光プロセス後に、現像、ポストベークを行い、得られたレジストパターンを用いてNi共析メッキとNi電鋳を施してノズルプレートを作製する点は、図9で説明した例と同様である(図9のステップS110〜ステップS118参照)。 After the exposure process described in FIGS. 13A and 13B, development and post-baking are performed, and using the obtained resist pattern, Ni eutectoid plating and Ni electroforming are performed to produce a nozzle plate. This is the same as the example described in FIG. 9 (see step S110 to step S118 in FIG. 9).
すなわち、図14(a)に示すとおり、露光マスク22の不透明膜36が形成されている面についてニッケル(Ni)共析メッキを行い、撥液層としてのNi共析メッキ層113を形成する。なお、ザグリ部に対応する感光領域部125のレジストパターン上面は、導電膜が形成されていないが、不透明膜36の領域上へのメッキ層の堆積が進行するにつれて、ザグリ部の端面から感光領域部125のレジストパターン上面にメッキ層が乗り上げ、やがて、ザグリ部に対応する感光領域部125のレジストパターン上面もNi共析メッキ層113によって覆われる。
That is, as shown in FIG. 14A, nickel (Ni) eutectoid plating is performed on the surface of the
Ni共析メッキ層113の膜厚d3は、トラップ溝に対応する感光領域部126のレジストパターン高さ(すなわち、トラップ溝130の深さd2)よりも小さいものとし、かつ、ザグリ部に対応する感光領域部125のレジストパターン上面の全体が覆われる程度に形成される。
The film thickness d 3 of the Ni
次いで、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。Ni電鋳法で形成されるNi電鋳層は等方的に成長するため、トラップ溝に対応する感光領域部126のレジストパターン高さ(d2)を超えると、当該感光領域部126のレジストパターン上面に乗り上げて、やがて感光領域部126の上面を覆うように成長していく。
Next, a
その結果、図14(a)のように、目標とする所定の高さh2までNi電鋳層114を成長させたときに、トラップ溝に対応する感光領域部126のレジストパターン上面部分が凹状に窪んだNi電鋳層114が形成される。この凹部140は接着剤の逃がし溝として機能することになる。
As a result, as shown in FIG. 14A, when the
その後、メッキの成長表面(図14(a)の上面)を研磨してから、有機溶媒等によりレジストパターンの除去を行い、当該Ni共析メッキ層113及びNi電鋳層114により形成されるノズルプレート150を露光マスク22から剥離する。
Then, after polishing the plating growth surface (the upper surface of FIG. 14A), the resist pattern is removed with an organic solvent or the like, and the nozzle formed by the Ni
こうして、図14(b)に示すように、吐出面のノズル周囲にザグリ部152を有するくびれ付き広角テーパノズル118と、トラップ溝130、並びに吐出面と反対側に接着剤逃げ溝(凹部140)が形成されたノズルプレート150が完成する。ノズルプレート150の吐出面側は、ザグリ部152の内側を含めてNi共析メッキ層により形成されるために撥液性を備える。また、トラップ溝130の少なくとも天面部分は、Ni電鋳層114により形成されるために親液性となる。さらに、接着剤逃げ溝として機能する凹部140の幅W1は、ノズル流入側開口径D1よりも狭く形成される。
Thus, as shown in FIG. 14 (b), a narrow angle tapered
上記作製されたノズルプレート150は、図14(c)に示すように、液体吐出ヘッドを構成する連通板156(ノズルに連通する流路を形成するための流路形成部材)と接合され、更に、連通板156に重ねて図示せぬ他の流路形成部材等が積層接合されることにより、液体吐出ヘッドが作製される。
As shown in FIG. 14C, the manufactured
ノズルプレート150と連通板156との間の接合には接着剤(例えば、エポキシ系接着剤)が用いられるが、接合面における接着剤の余り(余剰接着剤)は、凹部140による接着剤逃げ溝に入り込むため、余剰接着剤がノズル流路等にはみ出すことがなく、高い歩留まりで綺麗に接合を行うことができる。また、ノズルプレート150や連通板156、それらを接合する接着剤の線膨張率の違いから生じる応力の緩和も可能となる。
An adhesive (for example, an epoxy-based adhesive) is used for joining between the
本実施形態によるノズルプレート150によれば、ノズル部の絞り開口径はくびれ部で規定されるため、仮に、ザグリ部152の寸法精度がばらついても、比較的安定な吐出が可能である。また、ザグリ部152を付加したことにより、ジャミングやワイピングに対する信頼性が向上する。
According to the
さらに、本例の製造方法によれば、図13(a)で説明した狭角傾斜回転露光時にマスク裏面反射を生じても、ザグリ部152を形成するので、形状バラツキを生じ難い。また、本例の製造方法によれば、基材のマスクをザグリ高さだけ厚くしておく場合に比べて膜厚を薄くできるので、コーティングやドライフィルム(DFR)ラミネートなどのレジスト付与も安定して行えるという利点がある。 Furthermore, according to the manufacturing method of this example, even if mask back surface reflection occurs at the time of narrow-angle tilt rotation exposure described with reference to FIG. In addition, according to the manufacturing method of this example, the film thickness can be reduced as compared with the case where the mask of the base material is made thicker than the counterbore height, so that application of resist such as coating or dry film (DFR) lamination is also stable. There is an advantage that can be done.
図15にノズルプレート150を吐出面側から見た平面図を示す。図示のように、ノズルプレート150には、液滴吐出口となる多数のくびれ付き広角テーパノズル118がマトリクス状に2次元配列された構造で形成され、各ノズル穴の周囲には同心円状にザグリ部152が形成されている。
FIG. 15 is a plan view of the
図示のマトリクス配列について、図15の横方向を行方向(後述するフルライン型インクジェット記録装置における主走査方向)、図15の縦方向(後述するフルライン型インクジェット記録装置における副走査方向)を列方向とすると、くびれ付き広角テーパノズル118は、行方向及びこの行方向に対して直交しない一定の角度αを有する斜めの列方向に沿って直線上に並び、全体として斜めの格子状に2次元配列されている。
In the illustrated matrix arrangement, the horizontal direction in FIG. 15 is the row direction (main scanning direction in a full-line inkjet recording apparatus described later), and the vertical direction in FIG. 15 (sub-scanning direction in a full-line inkjet recording apparatus described later) is a column. Direction, the narrow-angle tapered
また、行方向に沿ったノズル列の列間(副走査方向に並んだ行間)に、一定幅の帯状のトラップ溝130が行方向に沿って形成されている。
In addition, a strip-shaped
図15において、行方向に沿った各行のノズル列内のノズル間隔NLmは一定であるとし(各行の主走査方向ノズル間隔は全て同じNLmとし)、行方向に沿った各行のノズル列の列間隔(副走査方向の行間隔)をLs(一定)とするとき、行方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズルの間隔(主走査方向投影ノズルピッチ)PN はLs/tan αとなる。なお、行方向に沿ったノズル列の行数(列方向のノズル数)をnとすると、NLm=n×PN の関係を満たす(ただし、nは自然数)。図15でn=6の場合を例示したが、本発明の実施に際して、ノズルの配列形態は特に限定されず、多様な配列形態が可能である。 In FIG. 15, it is assumed that the nozzle interval NLm in the nozzle column of each row along the row direction is constant (the nozzle intervals in the main scanning direction of each row are all the same NLm), and the column interval of the nozzle columns of each row along the row direction. When (the row interval in the sub-scanning direction) is Ls (constant), the substantial nozzle interval (main scanning direction projection nozzle pitch) P N projected so as to be aligned in the row direction is Ls / tan α. Become. The number of rows nozzle rows along the row direction when the (column number of nozzles) is n, satisfies the relationship NLm = n × P N (where, n is a natural number). Although the case where n = 6 is illustrated in FIG. 15, in the practice of the present invention, the arrangement form of the nozzles is not particularly limited, and various arrangement forms are possible.
本例のノズルプレート150によれば、親水性のトラップ溝130によってワイピング時のトラップ性(液の捕獲性)が向上する。
According to the
〔第2の実施形態〕
上述した実施形態では、ドライ露光と液浸露光とを切り替えてレジスト裏面の気体層106と液体層108の屈折率の差を利用することでレジスト裏面反射の活用と抑制を制御する例を述べたが、上記態様に代えて、レジストの裏面側に反射部材を設ける態様も可能である。以下、その実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
In the embodiment described above, an example of controlling the use and suppression of resist back surface reflection by switching between dry exposure and immersion exposure and using the difference in refractive index between the
図16は、反射部材を用いてレジストの裏面反射を制御する露光プロセスの例を示す説明図である。図16中図11に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of an exposure process for controlling the back surface reflection of a resist using a reflecting member. In FIG. 16, elements that are the same as or similar to those shown in FIG. 11 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図16に示す構成では、レジスト24の裏面と対向するステージ20の面に反射部材170が設けられ、この反射部材170がレジスト24の裏面に対して近づいた位置(図16(a))と、離れた位置(図16(b))とに移動可能に構成されている。
In the configuration shown in FIG. 16, the reflecting
図16(a)のように、反射部材170をレジスト24の裏面に接近させた状態(好ましくは、密着させた状態)とすることにより、レジスト24を透過した光が反射部材170の表面で反射されてレジスト24内に戻るため、図11(a)と同様の露光作用が得られる。
As shown in FIG. 16A, when the reflecting
また、この反射部材170は、図16(a)の場合に露光マスク22の開口領域38を通して入射する光がレジスト層の下面に到達するときの照射範囲と同等かそれよりも僅かに大きい程度の反射面積を有している。図16(b)に示すように、広角傾斜露光の場合は、光が開口領域40から斜めに入射してくるため、図示のような比較的小さい反射面積の反射部材170をレシスト裏面から遠ざけると、反射部材170に光があたらなくなる。その結果、図16(b)の場合には、反射部材170からの反射光が得られず、図11(b)と同様の露光作用が得られる。
Further, the reflecting
なお、図16(a),(b)の露光プロセスは、どちらも液浸用の液体(例えば、純水)を満たした状態で行われる。液中で露光することでレジスト裏面反射が軽減されるため、一層の高精度化が可能となる。 Note that both of the exposure processes in FIGS. 16A and 16B are performed in a state where an immersion liquid (for example, pure water) is filled. Since the resist back surface reflection is reduced by exposure in the liquid, higher accuracy can be achieved.
図17は、図13で説明した露光マスク122を用いて図16と同様の露光プロセスを実施する場合の例を示す図である。図17中図13及び図16に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 17 is a view showing an example in which the same exposure process as that in FIG. 16 is performed using the
図16で説明したとおり、図17における反射部材170をレジスト24の裏面に近づけることで反射光を利用した露光を行うことができ、また、反射部材170をレジスト24の裏面から遠ざけることで反射光を防止できるため、図17(a)、(b)に示す露光プロセスによって、図13で説明した露光プロセスと同様の露光作用が得られる。ザグリとトラップ溝付きのノズルプレートが得られる。
As illustrated in FIG. 16, exposure using reflected light can be performed by bringing the reflecting
〔第3の実施形態〕
上述した第1、第2の実施形態ではネガレジストを用いる方法を述べたが、ポジレジストを用いてノズルプレートを作製することも可能である。以下、第3の実施形態としてポジレジストを用いる例を説明する。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments described above, the method using a negative resist has been described. However, it is also possible to produce a nozzle plate using a positive resist. Hereinafter, an example using a positive resist will be described as the third embodiment.
図18は、第3の実施形態に係るノズルプレートの製造方法の手順を示すフローチャートである。図18に示す製造手順のうち、ステップS302〜S308については、図9で説明した製造手順と類似する工程となっている。 FIG. 18 is a flowchart illustrating a procedure of a nozzle plate manufacturing method according to the third embodiment. In the manufacturing procedure shown in FIG. 18, steps S302 to S308 are similar to the manufacturing procedure described in FIG.
すなわち、図18に示すように、最初に、露光マスク上にポジタイプのレジスト(ポジレジスト)を塗布する(ステップS302)。具体的には、図10や図13で説明した例と同様に、露光マスク22,122の光干渉膜及び光遮断膜の形成されている面に、スピンコータやスキージ塗布により、ポジタイプのレジストを塗布する。レジストの膜厚は例えば、20〜50μm程度とする。 That is, as shown in FIG. 18, first, a positive type resist (positive resist) is applied on the exposure mask (step S302). Specifically, as in the example described with reference to FIGS. 10 and 13, a positive type resist is applied to the surfaces of the exposure masks 22 and 122 where the light interference film and the light blocking film are formed by spin coater or squeegee application. To do. The film thickness of the resist is, for example, about 20 to 50 μm.
なお、塗布による付着に代えて、ドライフィルム(DFR)を用いて、露光マスクに密着させる方法や、ポジレジストが塗布された基板を用い、ポジレジストが塗布された面と露光マスクを密着させる方法であってもよい。 In addition, it replaces with adhesion by application | coating, the method of sticking to an exposure mask using a dry film (DFR), or the method of sticking the exposure mask and the surface which apply | coated the positive resist using the board | substrate with which the positive resist was apply | coated. It may be.
図18のステップS302の後、当該露光マスクにポジレジストを塗布したものについて、プリベークを行う(ステップS304)。 After step S302 in FIG. 18, pre-baking is performed on a positive resist applied to the exposure mask (step S304).
次いで、このプリベークしたポジレジスト付きの露光マスクを図1及び図2で説明したように、透明基板32側を上(露光面側)にした状態で露光装置10のステージ20上に固定し、透明基板32側から露光を行う(図18のステップS306、S308)。
Next, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the pre-baked exposure mask with a positive resist is fixed on the
これらの工程(ステップS306,S308)は、図9で説明したステップS106、S108と同様の工程である。 These steps (steps S306 and S308) are similar to steps S106 and S108 described with reference to FIG.
図18のステップS308の後、ステップS310において、露光マスクの裏面側(ポジレシストの付着面側)から、接着剤逃げ溝を形成するための別の露光マスクを用いて露光(裏面露光)を行う。 After step S308 in FIG. 18, in step S310, exposure (backside exposure) is performed using another exposure mask for forming an adhesive escape groove from the backside of the exposure mask (the side where the positive resist is attached).
図19(a)では、図13で説明した露光マスク122と同様の露光マスクを用いてくびれ付き広角テーパノズルとザグリ部及びトラップ溝に対応する部分のレジスト感光を行ったものに対して、接着剤逃げ溝を形成するための裏面露光を行う様子が示されている。
In FIG. 19A, an adhesive is used for resist exposure of the constricted wide-angle taper nozzle and the portion corresponding to the counterbore part and the trap groove using the exposure mask similar to the
図19中、図13及び図14で示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 In FIG. 19, the same or similar elements as those shown in FIGS. 13 and 14 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
すなわち、図19(a)に示すように、露光マスク122の裏面のポジレジスト180が塗布されている面について、別の露光マスク(「溝形成用露光マスク」に相当)184を用いて露光を行う。この露光マスク184には、所望の接着剤逃げ溝に対応する半透明領域(「第3の半透過領域」に相当)186のパターンが形成されている。当該露光マスク184を用いる裏面露光の工程は、露光マスク184に対して垂直に光を照射することにより行われる。この裏面露光工程により、後に接着剤逃げ溝188となる領域180Aのポジレジスト180が感光する。
That is, as shown in FIG. 19A, the surface on which the positive resist 180 on the back surface of the
接着剤逃げ溝188の幅がノズル流入側開口径D2よりも狭くなるようにするために、半透明領域186の幅W2はノズル流入側開口径D2はよりも狭いものとする。
To ensure that the width of the
上述した裏面露光工程の後、図18のステップS312において、露光マスク122上のポジレジスト180について現像を行った後、ポストベークを行う。これにより、露光工程(ステップS306〜S310)で感光した部分が除去されたレジストパターンが形成される。当該残存したレジストパターンがノズルプレート190を構成するものになる。
After the back surface exposure process described above, in step S312 of FIG. 18, the positive resist 180 on the
次いで、図18のステップS314において、上記ポストベーク後のレジストパターンについて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(樹脂)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。少なくとも、ノズルの内面については保護膜でコーティングすることが好ましい。 Next, in step S314 of FIG. 18, a protective film is applied to the post-baked resist pattern. This is formed in order to improve the liquid resistance against ink since the main material constituting the nozzle plate is a positive resist (resin). At least the inner surface of the nozzle is preferably coated with a protective film.
その後、図19(b)に示すように、ポジレジスト180の層に重ねて連通板156を接合する(図18のステップS316)。なお、この接合の際に余剰接着剤が接着剤逃げ溝188に入りこむことで、接合信頼性が向上する点は図14の例で説明したとおりである。
Thereafter, as shown in FIG. 19B, the
こうして、ポジレジスト180と連通板156を接合した後(図19(b))、露光マスク122を剥離し(図18のステップS318)、図19(c)に示す積層体(ノズルプレート190と連通板156とが積層接合された構造体)が得られる。
Thus, after bonding the positive resist 180 and the communication plate 156 (FIG. 19B), the
この後、ノズルプレート190の吐出面190Aに撥液コートを行い(図18のステップS320)、吐出面に撥液層を形成する。その後、液体吐出ヘッドを構成する他の流路形成基板(図19において不図示)を連通板156に重ねて接合する(図18のステップS322)。以上の工程により、目的とする液体吐出ヘッドが製作される。
Thereafter, a liquid repellent coating is performed on the
上述したポジレジストを用いる方法においても、図16〜図17で説明した反射部材170を利用する露光プロセスを適用することができる。
Also in the method using the positive resist described above, the exposure process using the reflecting
〔補正露光の制御について〕
ここで、上述した第1〜第3の実施形態に適用される補正露光の詳細について説明する。
[Control of corrected exposure]
Here, the details of the correction exposure applied to the first to third embodiments described above will be described.
図20はレジスト付きの露光マスクを透過する光をモニタする受光モニタ部の構成図である。図3で説明したとおり、受光モニタ部52には、ノズルプレート形成部50と同様のダミーマスクパターンが形成されており、このダミーマスクパターンの真下に受光センサ48が配置される。
FIG. 20 is a configuration diagram of a light receiving monitor unit that monitors light transmitted through an exposure mask with a resist. As described with reference to FIG. 3, a dummy mask pattern similar to that of the nozzle
図20に示すように、受光センサ48の受光面側には、広角傾斜回転露光工程の際にダミーパターンにおける光干渉膜34の開口領域38Dを透過する光を遮蔽する手段としての不透過膜194が設けられている。図11等で説明したとおり、広角傾斜回転露光工程では、主として光遮断層の開口領域40を透過する光によって逆テーパ形状の感光が行われる。したがって、この開口領域40(図20のダミーパターンにおいて開口領域40Dに相当)を透過する光の光量をより正確にモニタする観点から、図20のように、広角傾斜回転露光時に光干渉膜34の開口領域38Dから直接入射する光の受光を防止する不透過膜194を備える。かかる構成により、逆テーパ形状のレジスト感光時における正確な露光補正が可能となる。
As shown in FIG. 20, on the light-receiving surface side of the light-receiving
図21は補正露光を含むプロセスのフローチャートである。 FIG. 21 is a flowchart of a process including correction exposure.
まず、レジスト付きの露光マスクを露光装置のステージ上にセットする(ステップS402)。次いで、狭角傾斜回転露光を行い、レジストに対して順テーパ形状の円錐台形範囲を感光させる露光を行う。 First, an exposure mask with a resist is set on the stage of the exposure apparatus (step S402). Next, narrow angle tilt rotation exposure is performed, and exposure is performed to expose the forward tapered shape frustoconical range to the resist.
このとき、図20で説明した受光センサ48によってレジストの透過光量をモニタリングし、適正な露光量となるように、照明ユニット60からの照度、照射時間、もしくはこれらの組み合わせを補正しながら露光制御を行う。
At this time, the amount of light transmitted through the resist is monitored by the
次いで、図11,図13で説明したように、液浸用の液体の充填、或いは、図16,図17で説明した反射部材170の退避を行い(図21のステップS404)、レジスト裏面での反射を抑制した状態で広角傾斜回転露光を行う(ステップS406)。図11等で説明したとおり、広角傾斜回転露光の工程により、レジストに対して逆テーパ形状の円錐台形(逆円錐台形)範囲を感光させることができる。このとき、図20で説明した受光センサ48によってレジストの透過光量をモニタリングし、適正な露光量となるように、照明ユニット60からの照度、照射時間(露光時間)、もしくはこれらの組み合わせを補正しながら露光制御を行う。
Next, as described with reference to FIGS. 11 and 13, the immersion liquid is filled or the reflecting
なお、ポジレジストを用いる場合には、更に、図21のステップS410に進み、接着剤逃がし溝に対応する部分の溝形成など、必要に応じて裏面露光を行う。このときの露光量は、ステップS404またはS408の測定結果から適宜補正される。 If a positive resist is used, the process further proceeds to step S410 in FIG. 21, and back exposure is performed as necessary, such as forming a groove corresponding to the adhesive relief groove. The exposure amount at this time is appropriately corrected from the measurement result in step S404 or S408.
露光工程終了後は、図9,図18等で説明したとおり、現像並びにポストベーク等の処理を行い、露光マスクの基板を取り外す(図21のステップS412)。 After completion of the exposure process, as described with reference to FIGS. 9 and 18, etc., processing such as development and post-baking is performed, and the substrate of the exposure mask is removed (step S412 in FIG. 21).
〔透明基板上におけるノズルプレート形成部に対応するマスクパターンの配置例〕
図3では、透明基板32上に4つのノズルプレート形成部を並べて配置する例を説明したが、回転ステージの特性を考慮して、ノズルプレート形成部に対応するマスクパターンを透明基板上で対称的に配置する態様が好ましい。
[Example of arrangement of mask pattern corresponding to nozzle plate forming part on transparent substrate]
In FIG. 3, the example in which the four nozzle plate forming portions are arranged side by side on the
図22にその例を示す。図22(a)では、基板の回転中心を中心に90度の回転対称の位置関係となるように、各ノズルプレート形成部Ai、Bi、Ci、Di、Ei(i=1〜4)が配置されている。すなわち、図22(A)において、Ai(i=1〜4)で示される4つのノズルプレート形成部は、回転中心に対して回転対称位置にある。同様に、Bi、Ci、Di、Ei(i=1〜4)についても、それぞれi番号の違う4つのノズルプレート形成部は、90度回転対称位置にある。つまり、添え字のi番号が同じA〜Eのノズルプレート形成部の群が1/4円の区画領域内に配置されており、この1/4円内の5つのノズルプレート形成部を1ブロックとして、90度回転対称の位置に合計4ブロック分が形成されている。 An example is shown in FIG. In FIG. 22A, the nozzle plate forming portions Ai, Bi, Ci, Di, and Ei (i = 1 to 4) are arranged so as to have a rotationally symmetrical positional relationship of 90 degrees around the rotation center of the substrate. Has been. That is, in FIG. 22A, the four nozzle plate forming portions indicated by Ai (i = 1 to 4) are in rotationally symmetric positions with respect to the rotation center. Similarly, with respect to Bi, Ci, Di, and Ei (i = 1 to 4), the four nozzle plate forming portions having different i numbers are at 90-degree rotational symmetry positions. That is, a group of nozzle plate forming portions having the same subscript i number A to E is arranged in a quarter circle partition area, and one nozzle block includes five nozzle plate forming portions in the quarter circle. As a result, a total of 4 blocks are formed at 90-degree rotationally symmetric positions.
本例の傾斜回転露光では、基板の回転中心に対して回転対称の位置関係にある部分は、露光条件が同等であるため、図22(a)のように回転対称の位置関係にあるマスクパターンで形成されるノズルプレート間での品質のばらつきは極めて少ないものとなる。したがって、Ai、Bi、Ci、Di、Eiから得られる対称位置ごとに5つのグループに分類してノズルプレートの品質を管理できる。 In the tilt rotation exposure of this example, the portions having a rotationally symmetric positional relationship with respect to the rotation center of the substrate have the same exposure conditions. Therefore, a mask pattern having a rotationally symmetric positional relationship as shown in FIG. The variation in quality between the nozzle plates formed in is extremely small. Therefore, the quality of the nozzle plate can be managed by classifying into five groups for each symmetrical position obtained from Ai, Bi, Ci, Di, and Ei.
対称位置のノズルプレートを同一の装置に使用すれば、特性を揃えやすく、補正値の共通化も可能となる。 If the nozzle plates at symmetrical positions are used in the same apparatus, the characteristics can be easily aligned, and correction values can be shared.
例えば、CMYKの4色カラー記録を行うインクジェット記録装置の印字ヘッドに適用する場合、A1〜A4をCヘット、B1〜B4をMヘッド、C1〜C3をYヘッド、に割り当て、カラー記録を実現する。こうすることで、装置内での吐出ヘッドのばらつき(ノズルプレートの製造精度に起因するバラツキ)を低減することができる。 For example, when applied to a print head of an inkjet recording apparatus that performs CMYK four-color recording, A1 to A4 are assigned to C heads, B1 to B4 are assigned to M heads, and C1 to C3 are assigned to Y heads, thereby realizing color recording. . By so doing, it is possible to reduce variations in the ejection heads within the apparatus (variations due to nozzle plate manufacturing accuracy).
或いはまた、A1〜A4を短尺ヘッドモジュールのつなぎに使用して長尺化を実現すること好ましい。1つの吐出ヘッドについて、対称位置のノズルプレートを利用して長尺化することで、ヘッド内での吐出特性のバラツキを低減できる。 Alternatively, it is preferable to use A1 to A4 for connecting the short head module to realize the long length. By lengthening one ejection head using a nozzle plate at a symmetrical position, it is possible to reduce variations in ejection characteristics within the head.
なお、図22(b)に示すような配列例では、基板の回転中心を中心に180度の回転対称の位置関係となるように、各ノズルプレート形成部Ai、Bi、Ci、Di、Ei(i=1〜4)が配置されている。すなわち、図22(b)において、A1、A3で示される2つのノズルプレート形成部は、回転中心に対して180度の回転対称位置にあり、A2、A4で2つのノズルプレート形成部は、回転中心に対して180度の回転対称位置にある。同様に、Bi、Ci、Di、Ei(i=1〜4)についても、それぞれi=1,3の2つのノズルプレート形成部は、180度回転対称位置にあり、i=2,4の2つのノズルプレート形成部は、180度回転対称位置にある。 In the arrangement example as shown in FIG. 22B, each nozzle plate forming portion Ai, Bi, Ci, Di, Ei (so as to have a rotationally symmetrical positional relationship of 180 degrees around the rotation center of the substrate. i = 1 to 4) are arranged. That is, in FIG. 22B, the two nozzle plate forming portions indicated by A1 and A3 are in a rotationally symmetric position of 180 degrees with respect to the rotation center, and the two nozzle plate forming portions are rotated by A2 and A4. It is in a rotationally symmetrical position of 180 degrees with respect to the center. Similarly, for Bi, Ci, Di, and Ei (i = 1 to 4), the two nozzle plate forming portions with i = 1 and 3 are in 180-degree rotationally symmetric positions, and i = 2, 4 with 2 The two nozzle plate forming portions are in a 180-degree rotationally symmetric position.
図22(b)におけるA1とA2は、概ね同等の位置関係ではあるが、回転対称の関係にない。したがって、図22(b)の配列態様は、図22(a)の配列態様に比べて、対称性が劣り、回転対称の位置ごとにノズルプレートを管理する場合に管理種別が増加する。つまり、図22(a)の配列態様の方が対称性が増すので、管理種別の低減の観点からは図22(b)よりも図22(a)の態様のほうが一層好ましい。 Although A1 and A2 in FIG.22 (b) are the substantially same positional relationship, they are not in a rotationally symmetric relationship. Therefore, the arrangement mode of FIG. 22B is inferior to the arrangement mode of FIG. 22A, and the management type increases when the nozzle plate is managed for each rotationally symmetric position. That is, since the symmetry of the arrangement mode of FIG. 22 (a) is increased, the mode of FIG. 22 (a) is more preferable than FIG. 22 (b) from the viewpoint of reducing the management type.
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
次に、本発明の実施形態に係るノズルプレートの製造方法によって製造されたノズルプレートを用いたインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置の例について説明する。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
Next, an example of an ink jet recording apparatus provided with an ink jet head using a nozzle plate manufactured by the nozzle plate manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described.
図23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23に示すように、このインクジェット記録装置210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)212K、212C、212M、212Yを有する印字部212と、各ヘッド212K、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214と、記録紙216を供給する給紙部218と、記録紙216のカールを除去するデカール処理部220と、ヘッド212K、212C、212M、212Yのノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙216(記録媒体)の平面性を保持しながら記録紙216を搬送する吸着ベルト搬送部222と、印字部212による印字結果を読み取る印字検出部224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226を備えている。
FIG. 23 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 23, the
インク貯蔵/装填部214は、各ヘッド212K,212C,212M,212Yに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド212K,212C,212M,212Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部214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)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。
The ink storage /
図23では、給紙部218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。
In FIG. 23, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
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。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
給紙部218から送り出される記録紙216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220においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム230で記録紙216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。
The
デカール処理後、カッター228によって、所定のサイズにカットされた記録紙216は、吸着ベルト搬送部222へと送られる。吸着ベルト搬送部222は、ローラ231、232間に無端状のベルト233が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド212K、212C、212M、212Yのノズル面及び印字検出部224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。
After the decurling process, the
ベルト233は、記録紙216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23に示したとおり、ローラ231、232間に掛け渡されたベルト233の内側において印字部212のノズル面及び印字検出部224のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー234が設けられており、この吸着チャンバー234をファン235で吸引して負圧にすることによってベルト233上の記録紙216が吸着保持される。
The
ベルト233が巻かれているローラ231、232の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト233は図22において、時計回り方向に駆動され、ベルト233上に保持された記録紙216は、図22の左から右へと搬送される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式の搬送機構を用いる態様も可能である。
The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the
縁無しプリント等を印字するとベルト233上にもインクが付着するので、ベルト233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236が設けられている。ベルト清掃部236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。
Since ink adheres to the
吸着ベルト搬送部222により形成される用紙搬送路上において印字部212の上流側には、加熱ファン240が設けられている。加熱ファン240は、印字前の記録紙216に加熱空気を吹きつけ、記録紙216を加熱する。印字直前に記録紙216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。
A
印字部212の各ヘッド212K,212C,212M,212Yは、当該インクジェット記録装置210が対象とする記録紙216の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ(描画可能範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている(図24参照)。
Each of the
ヘッド212K,212C,212M,212Yは、記録紙216の送り方向に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色順に配置され、それぞれのヘッド212K,212C,212M,212Yが記録紙216の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
The
吸着ベルト搬送部222により記録紙216を搬送しつつ各ヘッド212K,212C,212M,212Yからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙216上にカラー画像を形成し得る。
A color image can be formed on the
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド212K,212C,212M,212Yを色別に設ける構成によれば、紙送り方向(副走査方向)について記録紙216と印字部212を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(すなわち1回の副走査で)、記録紙216の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシリアルスキャン型(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。
As described above, according to the configuration in which the full-line heads 212K, 212C, 212M, and 212Y having nozzle rows that cover the entire width of the paper are provided for each color, the
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合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special color ink are used as necessary. May be added. For example, it is possible to add an ink jet head that discharges light ink such as light cyan and light magenta. Also, the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
図23に示した印字検出部224は、印字部212の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ又はエリアセンサ)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像から、ノズルの目詰まりや着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。各色のヘッド212K,212C,212M,212Yにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部224により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。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などで構成される。
The
印字検出部224の後段には後乾燥部242が設けられている。後乾燥部242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。
A
後乾燥部242の後段には、加熱・加圧部244が設けられている。加熱・加圧部244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245で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
こうして生成されたプリント物は排紙部226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210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226A、226Bへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。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)248によってテスト印字の部分を切り離す。また、図23には示さないが、本画像の排出部226Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド212K,212C,212M,212Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
[Head structure]
Next, the structure of the head will be described. Since the structures of the
図25(a)はヘッド250の構造例を示す平面透視図である。図25(a)に示すように、本例のヘッド250は、インク滴の吐出口であるノズル251と、各ノズル251に対応する圧力室252等からなるインク室ユニット(1ノズルに対応した記録素子単位となる液滴吐出素子)253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)の高密度化を達成している。なお、ノズル251は、図12,図14,図19等において符号118で説明した「くびれ付き広角テーパノズル」である。
FIG. 25A is a plan perspective view showing a structural example of the
なお、記録媒体216の送り方向(矢印S方向;副走査方向)と略直交する方向(矢印M方向;主走査方向)に、記録媒体216の全幅に対応する長さ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25(a)の構成に代えて、図25(b)に示すように、複数のノズル251が2次元に配列された短尺のヘッドユニット250’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで長尺化し、記録媒体216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。
In addition, a nozzle row having a length corresponding to the entire width of the
各ノズル251に対応して設けられている圧力室252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ノズル251への流出口と供給インクの流入口(供給口)254が設けられている。なお、圧力室252の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。また、ノズル251や供給口254の配置も図25(a),(b)に示す配置に限定されず、例えば、圧力室252の略中央部にノズル251を配置してもよいし、圧力室252の側壁側に供給口254を配置してもよい。
The
図26は1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル251に対応したインク室ユニット253)の立体的構成を示す断面図である。同図では、図14及び図15で説明したノズルプレート150を備えたヘッド250の例を示したが、図12で説明したノズルプレート115や図19で説明したノズルプレート190を採用する構成も可能である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a three-dimensional configuration of a droplet ejection element for one channel (an
図26に示すように、ヘッド250は、ノズルプレート150、連通板156、共通流路形成プレート260、絞り板262、圧力室形成プレート264、振動板266及び圧電素子268を積層接合した構造から成る。
As shown in FIG. 26, the
連通板156は、圧力室252からノズル251へと繋がる連通路(ノズル流路)270の一部を形成するとともに、各圧力室252にインクを供給するための共通流路272の床面を形成する部材である。共通流路形成プレート260は、共通流路272の側壁部となる部分を形成するとともに、連通路270の一部を形成する流路形成部材である。
The
絞り板262は、共通流路272から圧力室252にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としてのインク供給口254を形成するとともに、連通路270の一部を形成する流路形成部材である。圧力室形成プレート264は、圧力室252の側壁部となる部分を形成する流路形成部材である。
The
振動板266は、圧力室252の一部の面(図26おいて天面)を構成する部材であるとともに、ステンレス鋼(SUS)などの導電性材料から成り、各圧力室252に対応して配置される複数の圧電素子268の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。
The
振動板266の圧力室252側と反対側(図26において上側)の表面には、各圧力室252に対応する位置に、圧電体274が設けられており、該圧電体274の上面(共通電極を兼ねる振動板266に接する面と反対側の面)に個別電極275が形成されている。この個別電極275と、これに対向する共通電極(ここでは振動板266が兼ねる)と、これら電極間に挟まれるように介在する圧電体274とで圧電素子(「アクチュエータ」に相当)268が構成される。圧電体274には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料が好適に用いられる。
A
図26の構成において、共通流路272はインク供給源たるインクタンク(図26中不図示、図23においてインク貯留/装填部214と等価なもの)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは図26の共通流路272を介して各圧力室252に供給される。
26, the
圧力室252にインクを充填した状態で、個別電極275と共通電極(振動板266で兼用)と間に駆動電圧を印加することによって圧電素子268が変形して圧力室252の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル251からインクが吐出される。インク吐出後、圧電素子268の変位が元に戻る際に、共通流路272からインク供給口254を通って新しいインクが圧力室252に再充填される。
In a state where ink is filled in the
〔吐出回復装置〕
図27は、インクジェット記録装置210におけるインク供給系及び吐出回復装置(メンテナンスユニット)の構成を示した概要図である。インクタンク290はヘッド250にインクを供給するための基タンクであり、図23で説明したインク貯蔵/装填部214に設置される。インクタンク290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。
(Discharge recovery device)
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ink supply system and a discharge recovery device (maintenance unit) in the
図27に示したように、インクタンク290とヘッド250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292が設けられている。フィルタ・メッシュサイズはヘッド250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。
As shown in FIG. 27, a
なお、図27には示さないが、ヘッド250の近傍又はヘッド250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。
Although not shown in FIG. 27, a configuration in which a sub tank is provided in the vicinity of the
また、インクジェット記録装置210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294と、ノズル面250Aの清掃手段としてのクリーニングブレード296とが設けられている。
Further, the
これらキャップ294及びクリーニングブレード296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ヘッド250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ヘッド250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。
The maintenance unit including the
キャップ294は、図示しない昇降機構によってヘッド250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294を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド250に密着させることにより、ノズル面250Aのノズル領域をキャップ294で覆うようになっている。また、このキャップ294は、ノズル吸引のための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。
The
クリーニングブレード296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ヘッド250のインク吐出面(ノズル面250A)に摺動可能である。ノズル面250A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296をノズル面250Aに摺動させることでノズル面250Aを拭き取り、ノズル面250Aを清浄化するようになっている。
The
印字中又は待機中において、特定のノズル251の使用頻度が低くなり、そのノズル251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294に向かって予備吐出が行われる。
During printing or standby, when a
すなわち、ヘッド250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268)が動作してもノズル251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268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268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250A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296等のワイパーによってノズル面250A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251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。
That is, if the
また、ヘッド250内のインク(圧力室252内のインク)に気泡が混入した場合、ヘッド250にキャップ294を当て、吸引ポンプ297で圧力室252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298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。
When air bubbles are mixed in the ink in the head 250 (ink in the pressure chamber 252), the
具体的には、ノズル251や圧力室252内に気泡が混入したり、ノズル251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268を動作させる予備吐出ではノズル251からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド250のノズル面250Aに、キャップ294を当てて圧力室252内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ297で吸引する動作が行われる。
Specifically, when air bubbles are mixed in the
ただし、上記の吸引動作は、圧力室252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。また、好ましくは、キャップ294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。
However, since the above suction operation is performed on the entire ink in the
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、記録媒体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媒体の幅方向に走査させながら、記録媒体の幅方向の印字を行うシリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドにも適用可能である。 In this embodiment, a full-line head is exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this, and a short head having a nozzle row having a length shorter than the width of the recording medium is arranged in the width direction of the recording medium. The present invention is also applicable to a serial type (shuttle scan type) head that performs printing in the width direction of the recording medium while scanning.
また、上述の実施形態においては、インクジェットヘッドのノズルプレートを製造する方法について説明したが、本発明に係るノズルプレートの製造方法により製造されるノズルプレートの適用範囲は上述したインクジェト記録装置に限らず、工業用の精密塗布装置、レジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、染色加工装置など、液体を吐出(噴射)する各種の液滴吐出装置に用いられる液滴吐出ヘッドに適用可能である。 In the above-described embodiment, the method for manufacturing the nozzle plate of the inkjet head has been described. However, the applicable range of the nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention is not limited to the above-described ink jet recording apparatus. It can be applied to droplet ejection heads used in various droplet ejection devices that eject (spray) liquids, such as industrial precision coating devices, resist printing devices, wiring drawing devices for electronic circuit boards, and dyeing devices. .
10…露光装置、12…光源、14…照射光学系、16…液浸容器、18…透過補正板、20…ステージ、22…露光マスク、24…レジスト、28…回転軸、32…透明基板、34…光干渉膜、36…不透明膜、38…開口領域、40…開口領域、48…受光センサ、50…ノズルプレート形成部、52…受光モニタ部、60…照明ユニット、70…純水、106…気体層、108…液体層、115…ノズルプレート、118…くびれ付き広角テーパノズル、120…半透過領域、121…半透過領域、122…露光マスク、150…ノズルプレート、152…ザグリ部、130…トラップ溝、140…凹部、170…反射部材、194…不透過膜、210…インクジェット記録装置、212K,212C,212M,212Y…ヘッド、250…ヘッド、251…ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ネガ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、
前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、
前記現像処理によって残存する感光性材料パターンを用い、電鋳法を利用してノズルプレートに相当する金属膜を形成する金属膜形成工程と、を有し、
前記第1の露光工程は、第1の屈折率を有する第1の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光を当該感光性材料と前記第1の媒体との界面で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、
前記第2の露光工程は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する第2の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光の当該感光性材料と前記第2の媒体との界面での反射が低減されることを特徴とするノズルプレートの製造方法。 An optical interference layer having a characteristic that the transmittance increases as the incident angle of the light of the wavelength increases, and a material that does not transmit the light of the wavelength on one side surface of the transmission substrate that transmits the light of the wavelength used for exposure Using an exposure mask that is laminated with a light blocking layer,
A photosensitive material attaching step of attaching a negative photosensitive material to the surface of the exposure mask on which the light blocking layer is formed;
The photosensitive material is adhered while irradiating light having the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered at a first incident angle relatively small with respect to the transmission substrate. Rotating the exposed exposure mask, the light incident on the photosensitive material through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer The photosensitive material is exposed to light, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back surface side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby forming the first tapered shape. A first exposure step for forming a photosensitive region portion having:
The photosensitive material is adhered while irradiating light of the wavelength at a relatively large second incident angle with respect to the transmissive substrate from the surface on the transmissive substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. The exposed exposure mask is rotated, and the photosensitive material is exposed to light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region, while the light transmitted through the photosensitive material is exposed. A second exposure step of suppressing a reflection from the back side of the photosensitive material and forming a photosensitive region portion having a second tapered shape opposite to the first tapered shape ;
A development step of performing development processing after the first exposure step and the second exposure step;
A metal film forming step of forming a metal film corresponding to the nozzle plate using an electroforming method using the photosensitive material pattern remaining by the development processing,
The first exposure step is performed in a first medium having a first refractive index, and reflects light transmitted through the photosensitive material at an interface between the photosensitive material and the first medium. Then, while using the reflected light for the photosensitive material photosensitive,
The second exposure step is performed in a second medium having a second refractive index larger than the first refractive index, and the photosensitive material of the light transmitted through the photosensitive material and the second A method for producing a nozzle plate, wherein reflection at the interface with the medium is reduced .
前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ネガ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、A photosensitive material attaching step of attaching a negative photosensitive material to the surface of the exposure mask on which the light blocking layer is formed;
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light having the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered at a first incident angle relatively small with respect to the transmission substrate. Rotating the exposed exposure mask, the light incident on the photosensitive material through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer The photosensitive material is exposed to light, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back surface side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby forming the first tapered shape. A first exposure step for forming a photosensitive region portion having:
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light of the wavelength at a relatively large second incident angle with respect to the transmissive substrate from the surface on the transmissive substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. The exposed exposure mask is rotated, and the photosensitive material is exposed to light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region, while the light transmitted through the photosensitive material is exposed. A second exposure step of suppressing a reflection from the back side of the photosensitive material and forming a photosensitive region portion having a second tapered shape opposite to the first tapered shape;
前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、A development step of performing development processing after the first exposure step and the second exposure step;
前記現像処理によって残存する感光性材料パターンを用い、電鋳法を利用してノズルプレートに相当する金属膜を形成する金属膜形成工程と、を有し、A metal film forming step of forming a metal film corresponding to the nozzle plate using an electroforming method using the photosensitive material pattern remaining by the development processing,
前記露光マスクに付着させた感光性材料の裏面側に反射部材を設けるとともに、前記感光性材料に対する前記反射部材の相対位置を変更可能とし、While providing a reflecting member on the back side of the photosensitive material attached to the exposure mask, the relative position of the reflecting member with respect to the photosensitive material can be changed,
前記第1の露光工程では、前記反射部材を前記感光性材料に接近させて配置し、前記感光性材料を透過した光を前記反射部材で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、In the first exposure step, the reflecting member is disposed close to the photosensitive material, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected by the reflecting member, whereby the reflected light is reflected on the photosensitive material. While used for photosensitivity
前記第2の露光工程では、前記感光性材料を透過した光が前記反射部材に当たらない程度に前記反射部材を前記感光性材料から遠ざけて配置し、前記反射部材による反射を抑制することを特徴とするノズルプレートの製造方法。In the second exposure step, the reflecting member is disposed away from the photosensitive material so that the light transmitted through the photosensitive material does not hit the reflecting member, and reflection by the reflecting member is suppressed. The manufacturing method of the nozzle plate.
前記撥液メッキ層の上にニッケル(Ni)を堆積させるNi電鋳工程と、
を含んでいることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。 The metal film forming step includes a liquid repellent plating treatment step for forming a liquid repellent plating layer,
A Ni electroforming step of depositing nickel (Ni) on the liquid repellent plating layer;
5. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein:
前記第2の露光工程において前記第2の半透過領域を透過する光により、前記溝の形状に対応する感光領域部が形成され、
前記Ni電鋳工程において前記感光性材料パターンの前記溝の形状に対応する感光領域部の上にNi層を堆積させることにより、前記溝と反対側の面が凹状に窪んだ溝が形成されることを特徴とする請求項5記載のノズルプレートの製造方法。 The light blocking layer has a second semi-transmissive region corresponding to a groove formed on the discharge surface side of the nozzle plate,
A photosensitive region portion corresponding to the shape of the groove is formed by light transmitted through the second semi-transmissive region in the second exposure step,
In the Ni electroforming process, a Ni layer is deposited on the photosensitive region corresponding to the shape of the groove of the photosensitive material pattern, thereby forming a groove having a concave surface on the side opposite to the groove. The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 5 .
前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ポジ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、A photosensitive material attaching step of attaching a positive photosensitive material to the surface of the exposure mask on which the light blocking layer is formed;
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light having the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered at a first incident angle relatively small with respect to the transmission substrate. Rotating the exposed exposure mask, the light incident on the photosensitive material through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer The photosensitive material is exposed to light, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back surface side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby forming the first tapered shape. A first exposure step for forming a photosensitive region portion having:
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light of the wavelength at a relatively large second incident angle with respect to the transmissive substrate from the surface on the transmissive substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. The exposed exposure mask is rotated, and the photosensitive material is exposed to light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region, while the light transmitted through the photosensitive material is exposed. A second exposure step of suppressing a reflection from the back side of the photosensitive material and forming a photosensitive region portion having a second tapered shape opposite to the first tapered shape;
前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、A development step of performing development processing after the first exposure step and the second exposure step;
前記現像処理によって残存する感光性材料で構成されるノズルプレートを形成する工程と、を有し、 Forming a nozzle plate composed of a photosensitive material remaining by the development process,
前記第1の露光工程は、第1の屈折率を有する第1の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光を当該感光性材料と前記第1の媒体との界面で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、The first exposure step is performed in a first medium having a first refractive index, and reflects light transmitted through the photosensitive material at an interface between the photosensitive material and the first medium. Then, while using the reflected light for the photosensitive material photosensitive,
前記第2の露光工程は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する第2の媒体中で行われ、前記感光性材料を透過した光の当該感光性材料と前記第2の媒体との界面での反射が低減されることを特徴とするノズルプレートの製造方法。 The second exposure step is performed in a second medium having a second refractive index larger than the first refractive index, and the photosensitive material of the light transmitted through the photosensitive material and the second A method for producing a nozzle plate, wherein reflection at the interface with the medium is reduced.
前記露光マスクの前記光遮断層が形成されている面に、ポジ型の感光性材料を付着させる感光性材料付着工程と、A photosensitive material attaching step of attaching a positive photosensitive material to the surface of the exposure mask on which the light blocking layer is formed;
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に小さい第1の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層に形成されている第1の光通過領域及び前記光遮断層に形成されている第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射させた光によって前記感光性材料を感光させるとともに、当該感光性材料を透過した光を前記感光性材料の裏面側で反射させ、当該反射光で前記感光性材料を感光させることにより、第1のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第1の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light having the wavelength from the surface on the transmission substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered at a first incident angle relatively small with respect to the transmission substrate. Rotating the exposed exposure mask, the light incident on the photosensitive material through the first light passage region formed in the light interference layer and the second light passage region formed in the light blocking layer The photosensitive material is exposed to light, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected on the back surface side of the photosensitive material, and the photosensitive material is exposed to the reflected light, thereby forming the first tapered shape. A first exposure step for forming a photosensitive region portion having:
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクの前記透過基板側の面から、前記波長の光を前記透過基板に対し相対的に大きい第2の入射角度で照射しつつ、前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを回転させ、前記光干渉層及び前記第2の光通過領域を通して前記感光性材料に入射する光によって前記感光性材料を感光させる一方、当該感光性材料を透過した光の前記感光性材料の裏面側からの反射を抑制し、前記第1のテーパ形状と逆方向の第2のテーパ形状を有する感光領域部を形成する第2の露光工程と、The photosensitive material is adhered while irradiating light of the wavelength at a relatively large second incident angle with respect to the transmissive substrate from the surface on the transmissive substrate side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered. The exposed exposure mask is rotated, and the photosensitive material is exposed to light incident on the photosensitive material through the light interference layer and the second light passage region, while the light transmitted through the photosensitive material is exposed. A second exposure step of suppressing a reflection from the back side of the photosensitive material and forming a photosensitive region portion having a second tapered shape opposite to the first tapered shape;
前記第1の露光工程及び前記第2の露光工程の後に、現像処理を行う現像工程と、A development step of performing development processing after the first exposure step and the second exposure step;
前記現像処理によって残存する感光性材料で構成されるノズルプレートを形成する工程と、を有し、 Forming a nozzle plate composed of a photosensitive material remaining by the development process,
前記露光マスクに付着させた感光性材料の裏面側に反射部材を設けるとともに、前記感光性材料に対する前記反射部材の相対位置を変更可能とし、While providing a reflecting member on the back side of the photosensitive material attached to the exposure mask, the relative position of the reflecting member with respect to the photosensitive material can be changed,
前記第1の露光工程では、前記反射部材を前記感光性材料に接近させて配置し、前記感光性材料を透過した光を前記反射部材で反射させることで、当該反射光を前記感光性材料の感光に利用する一方、In the first exposure step, the reflecting member is disposed close to the photosensitive material, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected by the reflecting member, whereby the reflected light is reflected on the photosensitive material. While used for photosensitivity
前記第2の露光工程では、前記感光性材料を透過した光が前記反射部材に当たらない程度に前記反射部材を前記感光性材料から遠ざけて配置し、前記反射部材による反射を抑制することを特徴とするノズルプレートの製造方法。In the second exposure step, the reflecting member is disposed away from the photosensitive material so that the light transmitted through the photosensitive material does not hit the reflecting member, and reflection by the reflecting member is suppressed. The manufacturing method of the nozzle plate.
前記露光マスクから剥離した前記ノズルプレートの吐出面に撥液膜を付着させる撥液膜形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項7乃至10の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。 A protective film forming step of depositing a protective film on at least the nozzle inner surface of the nozzle plate formed of photosensitive material remaining by pre Symbol development,
A liquid repellent film forming step of depositing a liquid-repellent film on the discharge surface of the nozzle plate is released the exposure mask or al peeling,
The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 7 to 10, wherein
前記第3の露光工程により、前記ノズル流入側の面が凹状に窪んだ溝に対応する感光領域部が形成されることを特徴とする請求項7乃至11の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。 A groove forming exposure mask having a third semi-transmissive region having a width narrower than the nozzle inflow side opening is disposed on the photosensitive material side of the exposure mask to which the photosensitive material is adhered, and the groove forming exposure is performed. Including a third exposure step of exposing the photosensitive material by light transmitted through the third semi-transmissive region by irradiating the mask with light,
12. The nozzle plate according to claim 7, wherein the third exposure step forms a photosensitive area corresponding to a groove in which the surface on the nozzle inflow side is recessed in a concave shape. Manufacturing method.
前記第2の露光工程において前記第2の半透過領域を透過する光により、前記溝の形状に対応する感光領域部が形成されることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。 The light blocking layer has a second semi-transmissive region corresponding to a groove formed on the discharge surface side of the nozzle plate,
The light transmitted through the second translucent areas in the second exposure step, in any one of claims 1 to 13, characterized in that the photosensitive area portion corresponding to the shape of the groove is formed The manufacturing method of the nozzle plate of description.
前記感光性材料を付着させた前記露光マスクを固定するステージに、前記ダミーのマスクパターンを通して前記感光性材料を透過する光を受光するための受光センサを配置し、当該受光センサの受光領域のうち、前記第2の露光工程において、前記第1の光通過領域に相当するダミーの光通過領域を透過する光の前記受光センサへの入射を遮蔽する遮蔽手段を設け、
前記受光センサにより前記感光性材料の透過光をモニタしながら、そのモニタ結果に基づいて露光量の制御を行うことを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。 The exposure mask is provided with a light receiving monitor unit provided with a dummy mask pattern in a region other than the nozzle plate forming unit,
A light receiving sensor for receiving light transmitted through the photosensitive material through the dummy mask pattern is disposed on a stage for fixing the exposure mask to which the photosensitive material is adhered, and among the light receiving regions of the light receiving sensor. In the second exposure step, there is provided a shielding means for shielding the light that passes through a dummy light passage area corresponding to the first light passage area from entering the light receiving sensor,
The nozzle plate according to any one of claims 1 to 14 , wherein the amount of exposure is controlled based on a monitoring result while monitoring the transmitted light of the photosensitive material by the light receiving sensor. Method.
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