JP4963580B2

JP4963580B2 - ノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置

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Publication number: JP4963580B2
Application number: JP2006239331A
Authority: JP
Inventors: 力横内; 久満堀; 浩史太田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: JP2008062395A

Description

本発明はノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置に係り、特に、ノズルのインク吐出側開口周辺にノズルプレート表面より凹んだザグリ部（凹部）が形成されたノズルプレートの製造方法に関する。

従来より、多数のノズルを配置した記録ヘッドを有し、記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、各ノズルからインク滴を吐出することにより、記録媒体上に所望の画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。この記録装置は、記録媒体と略同幅の長尺の記録ヘッド（ラインヘッド）と記録媒体を紙搬送方向（副走査方向）に沿って相対移動させるだけで記録を行うライン方式と、短尺の記録ヘッド（シャトルヘッド）を記録媒体の幅方向（主走査方向）に往復移動させながら記録を行うシリアル方式とに大別される。また、記録ヘッドには、例えば、圧電素子の変位を利用して、圧力室内のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させる圧電方式や、ヒータ等の発熱素子から生じる熱エネルギーを利用して、圧力室内に気泡を発生させ、このとき生じる圧力によってノズルからインク滴を吐出させるサーマル方式などがある。

インクジェット記録装置で用いられる記録ヘッドにおいて、インク吐出面（即ち、ノズルプレート表面）に記録媒体からの液滴の跳ね返りやサテライト滴などが付着すると、ノズルから吐出される液滴（インク滴）がノズルプレート表面に付着した液滴に接触し、吐出方向が本来の方向からずれてしまうことがある。このため、ブレードなどを用いてノズルプレート表面の液滴を除去するワイピング動作が一般的に行われている。しかし、ワイピング動作時にブレードなどがノズルエッジ（ノズル開口部）に接触すると、ノズルエッジの破損、変形などが生じ、吐出に影響を与えてしまうという問題がある。このような問題に対し、例えば、特許文献１に記載されるような、ノズルのインク吐出側開口周辺にノズルプレート表面より凹んだザグリ部（凹部）が形成されたノズルプレートを用いることでノズルエッジの破損、変形を防止することができる。
特開平５−１０４７２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるノズルプレートの製造方法によれば、ザグリ部の形状を規定するためのレジストは、ノズルプレートを製造する毎にパターニングしなければならず、レジストの形状や位置のばらつきによってザグリ部の再現性の悪化や工数の増加といった問題がある。また、オーバーハング電鋳によりノズルが形成されるため、ノズルの寸法精度が悪いという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズルのインク吐出側開口周辺部にザグリ部が形成されたノズルプレートを生産性よく高精度に製造することのできるノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、凸部を有する透明基板、及び前記凸部の略中央部にノズル形状に対応する開口領域が形成されるように前記透明基板の凸部側にパターニングされた不透明金属膜から成る露光用マスクを用いて、前記露光用マスクの不透明金属膜側に感光性樹脂を形成する感光性樹脂形成工程と、前記露光用マスクの透明基板側から前記感光性樹脂を露光する露光工程と、前記感光性樹脂を現像する現像工程と、前記不透明金属膜上に金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層と前記露光用マスクを分離する分離工程と、を含み、前記露光工程は、露光光の照射方向に対して前記露光用マスク及び前記感光性樹脂から成る基板を斜めの所定角度に傾けた状態で前記基板に垂直な軸を中心として前記基板を回転させながら露光する第１の露光工程と、該第１の露光工程とは露光光に対する前記基板の傾斜角度が異なる条件で前記基板に垂直な軸を中心として回転させることなく露光する第２の露光工程と、からなることを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。

本発明によれば、異なるテーパ角度の傾斜面（内壁面）から成る変形テーパ状のノズルを備えたノズルプレートを容易に作製することができる。また、各ノズルの吐出方向のバラツキを同一方向に抑えることができるようになる。また、凸部を有する透明基板及び不透明金属膜から成る露光用マスクを用いることによって、ノズル及びザグリ部を同時に一括形成することができるので、工数が減少し生産性が向上する。また、露光用マスクを再利用することができるので、ノズルやザグリ部を再現性良く高精度に形成することが可能となる。また、ノズルプレートのインク吐出側の面は金属層の不透明金属膜との接合面に相当するので、不透明金属膜のパターニング精度に応じてノズルのインク吐出側の寸法精度を容易に向上させることができ、安定吐出を実現することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記露光用マスクには、前記透明基板の凸部側に露光光を所定比率で透過する透過部が前記凸部とは異なる位置に形成されていることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、ノズルプレート表面に付着したインクのトラップ溝や余剰接着剤の逃げ溝として機能する溝部又は貫通孔がノズルプレートに形成されるので、ワイピング動作時のインク除去性が向上するとともに、ノズルプレートを他のプレートに安定的に接合することができる。

また前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の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、及び前記ノズルプレートに接合される流路プレートを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記金属層と前記露光用マスクを分離する前に、前記金属層に前記流路プレートを接合する工程を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。

本発明によれば、金属層に相当するノズルプレートが薄い場合でもハンドリングが容易になる。また、ダミー基板を用いて貼り替える必要もなく工数が減る。

更に前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第６の実施形態）について詳説する。

〔第１の実施形態〕
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。図１は、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１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のインク吐出面（ノズル面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

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

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

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

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のインク吐出面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２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３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

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

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

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

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

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

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

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、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その他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）
がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

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

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

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

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

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

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一実施形態である記録ヘッドの構造について説明する。尚、インク色ごとに設けられている各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって記録ヘッドを示すものとする。

図２は、記録ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、記録ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の記録ヘッド５０は、図２に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、記録ヘッド長手方向（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。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

図３は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中３−３線に沿う断面図）である。また、図４はノズル周辺部の拡大断面図である。これらの図に示すように、記録ヘッド５０のインク吐出面５０ａはノズルプレート６０（６０Ａ）によって構成されている。ノズルプレート６０には複数の円筒状のノズル５１が形成されるとともに、各ノズル５１が形成される位置にそれぞれノズル径より大径のザグリ部（凹部）６２がノズルプレート表面６０ａ側（インク吐出面５０ａ側）に開口するように形成されている。なお、ノズルプレート裏面６０ｂ側には、各ノズル５１が形成される位置にザグリ部６２と略同径の凸部６４がそれぞれ形成されている。

このように各ノズル５１のインク吐出側開口周辺にノズルプレート表面６０ａより凹んだザグリ部６２が形成されたノズルプレート６０によれば、後述するワイピング動作時や紙詰まり時においてもノズル５１（特に、インク吐出側開口）の破損や変形を防ぐことができ、安定吐出が可能となる。なお、本実施形態においては、ザグリ部６２及び凸部６４の平面形状はノズル形状と同様の円形状に構成されているが、これに限定されず、例えば、多角形状や楕円形状であってもよい。本実施形態のノズルプレート６０（６０Ａ）の製造方法は後で詳説する。

ノズルプレート裏面６０ｂ側に接合される流路プレート６６には、圧力室５２とノズル５１の連通路（ノズル流路）６８の一部を構成する貫通孔６８ａが形成されている。本実施形態において、貫通孔６８ａの内径をＤ１、凸部６４の外径（Ｒ部を含む最大外径）をＤ２とするとき、図４に示すように、Ｄ１＞Ｄ２を満たすように構成されていることが好ましい。例えば、図５に示すように、Ｄ１＜Ｄ２の場合には流路プレート６６とノズルプレート６０の接合が凸部６４で行われるので、流路プレート６６とノズルプレート６０の間に空間が生じてしまい、接合時の荷重がかからずに不安定な接合状態となる。このため、図４に示すように、Ｄ１＞Ｄ２となるように構成することで、流路プレート６６とノズルプレート６０の接合が凸部６４以外で行われるようになり、流路プレート６６とノズルプレート６０の安定接合を実現することができる。また、余剰接着剤がノズル５１まで流れだすのを凸部６４で防ぐこともできるという効果も得られる。

圧力室５２は、ノズル流路６８を介してノズル５１に連通するとともに、圧力室５２の一端に形成される供給口５４を介して共通流路５５に連通する。また、共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）に連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一壁面（図３において上壁面）は振動板５６で構成されており、振動板５６上の圧力室５２に対応する位置（即ち、振動板５６を挟んで圧力室５２に対向する位置）には、個別電極５７を備える圧電素子５８が設けられている。なお、振動板５６が圧電素子５８に対する共通電極を兼ねている。また、振動板５６上には配線基板７０が接合されており、配線基板７０に形成される配線（不図示）を介して圧電素子５８に所定の駆動信号が供給される。

かかる構成により、圧電素子５８に所定の駆動信号が供給されると、圧電素子５８の変形に応じて圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化により圧力室５２内のインクが加圧され、その圧力室５２に連通するノズル５１からインク滴が吐出される。インク吐出後、駆動信号の供給が解除されると、新しいインクが共通流路５５から供給口５４を通って圧力室５２に供給される。

なお、本実施形態では、ピエゾ素子に代表される圧電素子５８の変形によってインク液滴を飛ばす方法が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式には限定されず、ピエゾ方式に代えて、ヒータ等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等でもよい。

図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。同図において、インクタンク８０は記録ヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク８０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口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変える場合には、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、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク８０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

インクタンク８０と記録ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ８２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、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。図６には示さないが、記録ヘッド５０の近傍又は記録ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、記録ヘッド５０の内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するための手段としてのキャップ８４と、記録ヘッド５０のインク吐出面５０ａの清掃手段としてのクリーニングブレード８６とが設けられている。これらキャップ８４及びクリーニングブレード８６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって記録ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から記録ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ８４は、図示せぬ昇降機構によって記録ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ８４を所定の上昇位置まで上昇させ、記録ヘッド５０に密着させることにより、インク吐出面５０ａをキャップ８４で覆う。

クリーニングブレード８６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により記録ヘッド５０のインク吐出面５０ａに摺動可能である。インク吐出面５０ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード８６をインク吐出面５０ａに摺動させる、いわゆるワイピング動作を行うことでインク滴等を拭き取る。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ８４に向かって予備吐出が行われる。

また、記録ヘッド５０内（圧力室５２内）のインクに気泡が混入した場合、記録ヘッド５０にキャップ８４を当て、吸引ポンプ８７で記録ヘッド５０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８８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの記録ヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

記録ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（圧電素子５８）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、インク吐出面５０ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード８６等のワイパーによってインク吐出面５０ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作（ワイピング動作）によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル近傍のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子５８を動作させてもノズルからインクを吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッド５０のインク吐出面５０ａに、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段としてキャップ８４を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。

次に、本発明に係る第１の実施形態としてのノズルプレート６０Ａの製造方法について説明する。図７はノズルプレート６０Ａを製造するための工程順序を示した図である。また、図８は図７に示した各工程を説明するための図である。以下、図７に従って、図８を参照しながら各工程を説明する。

まず、マスク作製工程（ステップＳ１０２）として、図８（ａ）に示すように、透明基板１００及び不透明金属膜１０２から成る露光用マスク１０４を作製する。具体的には、紫外光を透過する材料（例えば、石英、ガラスなど）で構成される透明基板１００を用意し、ウェットエッチングやドライエッチング等の方法で透明基板１００に凸部１００ａを形成する。凸部１００ａはノズルプレート６０Ａのザグリ部６２Ａ（図４参照）を形成するための型となるものであり、所定のザグリ形成位置にそれぞれ凸部１００ａを形成する。なお、凸部１００ａを有する透明基板１００をあらかじめ用意してもよい。続いて、透明基板１００の凸部１００ａ側に不透明金属膜１０２を成膜し、ノズルパターンに従ってパターニングする。不透明金属膜１０２は紫外光を遮断する金属膜であり、例えば、Ｃｒ膜が好適である。不透明金属膜１０２の成膜方法としては、スパッタリング、真空蒸着などの各種方法を用いることができる。また、パターニング方法として、フォトリソグラフィ法を用いることにより、不透明金属膜１０２を高精度に形成できる。なお、不透明金属膜１０２の開口領域１０２ａは凸部１００ａの中央部（ノズル形成位置）に形成され、ノズル５１のインク吐出側の開口形状と同一形状、即ち、円形状に構成される。このようにして凸部１００ａを有する透明基板１００及び不透明金属膜１０２から成る露光用マスク１０４を得ることができる。なお、本製造方法においては露光用マスク１０４の再利用が可能であり、既に露光用マスク１０４が作製されている場合には本工程（マスク作製工程）は不要である。

次に、レジスト形成工程（ステップＳ１０４）として、図８（ｂ）に示すように、露光用マスク１０４上にレジスト（感光性樹脂）１０６を形成する。具体的には、露光用マスク１０４の不透明金属膜１０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）１０６を塗布する。レジスト１０６の厚さはノズルプレート６０Ａの厚さに対応し、少なくとも凸部１００ａ上のレジスト１０６の厚さがノズルプレート６０Ａの厚さよりも厚くなるように構成する。

次に、露光工程（ステップＳ１０６）として、図８（ｃ）に示すように、露光用マスク１０４上のレジスト１０６に対して露光を行う。具体的には、露光用マスク１０４に対し垂直な紫外光（ＵＶ光）を露光用マスク１０４の透明基板１００側から不透明金属膜１０２を介してレジスト１０６に照射する。これにより、図示するように、不透明金属膜１０２の開口領域１０２ａに対応する円柱状のレジスト領域１０６ａが感光される。なお、透明基板１００側から照射された紫外光は不透明金属膜１０２で遮断されるため、他のレジスト領域は感光されない。続いて、現像工程（ステップＳ１０８）として、レジスト１０６の現像を行うと、図８（ｄ）に示すように、露光用マスク１０４上には円柱状のレジスト１０６ａがパターニングされた状態となる。

次に、電鋳工程（ステップＳ１１０）として、図８（ｅ）に示すように、不透明金属膜１０２上にＮｉ電鋳法により金属層（電鋳層）１０８を形成する。そして最後に、剥離工程（ステップＳ１１２）として、有機溶媒等によりレジスト１０６ａの除去を行った後、露光用マスク１０４を金属層１０８から剥離する。これにより、図８（ｆ）に示すように、金属層１０８から成るノズルプレート６０Ａを得ることができる。なお、このようにして得られたノズルプレート６０Ａを、図３や図４に示したように、流路プレート６６に接合することによって本実施形態の記録ヘッド５０を得ることもできる。

ノズルプレート６０Ａには、レジスト１０６ａの外部形状に対応する円筒状（ストレート状）のノズル５１Ａが形成されるとともに、透明基板１００の凸部１００ａの外部形状に対応するザグリ部６２Ａが形成される。また、ノズルプレート６０Ａのインク吐出側の面は金属層１０８の不透明金属膜１０２との接合面に相当する。また、金属層１０８から剥離された露光用マスク１０６は再利用可能である。

本実施形態において、現像工程後、撥液層形成工程を行ってから電鋳工程を行うようにしてもよい。具体的には、図９（ａ）に示すように、不透明金属膜１０２上に撥液めっきで撥液層１１０を形成してから、撥液層１１０上にＮｉ電鋳法で金属層１０８を形成する。これにより、図９（ｂ）に示すように、金属層１０８及び撥液層１１０から成るノズルプレート６０Ａ′を得ることができる。金属層１０８と撥液層１１０を一連の工程で形成することができ、ノズルプレート６０Ａの完成後に撥液処理を行う場合に比べて工数を減らすことができる。また、撥液めっきとしてフッ素樹脂を含有する複合めっきを用いる場合には剥離工程後に加熱処理を行うことが好ましく、撥液性を高めることができる。また、撥液めっきで撥液性能が不十分な場合はノズルプレート作製後に別な撥液膜を形成するようにしてもよい。

また、図１０に示すように、電鋳工程後、金属層１０８上に流路プレート６６を接合してから剥離工程を行うようにしてもよい。また、流路プレート６６上に他のプレート部材（圧力室５２や共通流路５５の構成部材）を更に接合してから剥離工程を行うようにしてもよい。これにより、金属層１０８の厚さが薄い場合でもハンドリングが容易になる。また、ダミー基板を用いて貼り替える必要もなく工数が減る。

また、流路プレート６６とノズルプレート６０Ａの安定接合を実現するために、図４で説明したように、流路プレート６６に形成される貫通孔６８ａの内径Ｄ１は凸部６４の外径Ｄ２より大きく構成されていることが好ましい（即ち、Ｄ１＞Ｄ２）。これにより、流路プレート６６とノズルプレート６０Ａの接合性が高まるとともに、凸部６４によって余剰接着剤がノズル５１Ａ側に流れ出すのを防ぐことができる。

本実施形態に係るノズルプレート６０Ａの製造方法によれば、凸部１００ａを有する透明基板１００及び不透明金属膜１０２から成る露光用マスク１０４を用いることによって、ノズル５１Ａ及びザグリ部６２Ａを同時に一括形成することができるので、工数が減少し、生産性が向上する。また、露光用マスク１０４は再利用することができるので、ノズル５１Ａやザグリ部６２Ａを再現性良く高精度に形成することが可能となる。

また、ノズルプレート６０Ａのインク吐出側の面は金属層１０８の不透明金属膜１０２との接合面に相当するので、不透明金属膜１０４のパターニング精度に応じてノズル５１Ａ（特に、インク吐出側開口部分）の高精度化が可能であり、安定吐出を実現することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１１は、第２の実施形態としてのノズルプレート６０Ｂの製造工程を説明するための図である。本実施形態のノズルプレート６０Ｂには、図１１（ｆ）に示すように、第１の実施形態と同様のノズル５１Ｂ及びザグリ部６２Ｂが形成されるとともに、これらの周辺部に表裏面にそれぞれ開口する２つの溝部２２０、２２２が形成される。以下、ノズルプレート６０Ｂの製造方法について図１１を参照しながら説明する。

まず、マスク作製工程として、図１１（ａ）に示すように、凸部２００ａを有する透明基板２００上に、第１の実施形態と同様に、凸部２００ａの中央部（ノズル形成位置）にノズル形状に対応する開口領域２０２ａが形成されるように不透明金属膜２０２をパターニングする。この際、凸部２００ａの周辺領域の一部には、不透明金属膜２０２の代わりに半透過膜２１０（本発明の透過部に相当）を形成する。半透過膜２１０は、高屈折率材料と低屈折材料とを交互に積層形成した、いわゆる光学多層膜からなるものである。積層される高屈折材料と低屈折材料の膜厚を調整することにより、所定の波長で、所望の透過率を得ることができる。高屈折材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）や、ＴｉＯ_２（酸化チタン）が用いられ、低屈折材料としては、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）やＭｇＦ_２（フッ化マグネシウム）が用いられる。半透過膜２１０は、これらの材料をスパッタリングや真空蒸着といった手法により交互に成膜することにより形成する。本実施形態では、露光光として用いられる紫外光の透過率が３０％となるような材料及び膜厚を選定して構成されている。このようにして透明基板２００、不透明金属膜２０２、及び半透過膜２１０から成る露光用マスク２０４を得ることができる。

次に、レジスト形成工程として、図１１（ｂ）に示すように、露光用マスク２０４の不透明金属膜２０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）２０６を塗布する。続いて、露光工程として、図１１（ｃ）に示すように、露光用マスク２０４に対し垂直な紫外光（ＵＶ光）を露光用マスク２０４の透明基板２００側から照射する。これにより、不透明金属膜２０２の開口領域２０２ａに対応する円柱状のレジスト領域２０６ａは開口領域２０２ａを通過した紫外光によって感光される。これに対し、半透過部２１０においては紫外光を所定比率（本実施形態では３０％）しか透過しないため、照射された紫外光はレジスト２０６を貫通することはなく、半透過部２１０の透過率に応じた深さ（高さ）の円柱状のレジスト領域２０６ｂが感光される。なお、他のレジスト領域は不透明金属膜２０２により紫外光が遮断されるため感光されない。その後、現像工程として、レジスト２０６の現像を行うと、図１１（ｄ）に示すように、露光用マスク２０４上に高さの異なる円柱状のレジスト２０６ａ、２０６ｂがパターニングされた状態となる。

次に、電鋳工程として、図１１（ｅ）に示すように、不透明金属膜２０２上にＮｉ電鋳法で金属層２０８を形成する。この際、金属層２０８にはレジスト２０６ｂの上方に凹部２０８ａが形成される。そして最後に、剥離工程として、有機溶媒等によりレジスト２０６ａ、２０６ｂの除去を行った後、露光用マスク２０４を金属層２０８から剥離すると、図１１（ｆ）に示すように、金属層２０８から成るノズルプレート６０Ｂを得ることができる。このノズルプレート６０Ｂには、第１の実施形態と同様にレジスト２０６ａ及び凸部２００ａの外部形状にそれぞれ対応するノズル５１Ｂ及びザグリ部６２Ｂが形成されるとともに、レジスト２０６ｂの外部形状に対応する第１の溝部２２０がインク吐出側に開口するように形成され、また、凹部２０８ａに相当する第２の溝部２２２が第１の溝部２２０とは反対側に開口するように形成される。

本実施形態に係るノズルプレート６０Ｂの製造方法によれば、半透過膜２１０が一部に形成された露光用マスク２０４を用いることで、ノズル５１Ｂやザグリ部５２Ｂとともに、それぞれ反対側に開口する第１の溝部２２０、及び第２の溝部２２４を同時に一括形成することが可能であり、工数を削減することができる。インク吐出側に開口する第１の溝部２２０は、ノズルプレート表面６０ａに付着したインクのトラップ溝として機能し、ワイピング動作時のインク除去性を向上させることができる。また、第１の溝部２２０とは反対側に開口する第２の溝部２２２は、余剰接着剤の逃げ溝として機能し、ノズルプレート６０Ｂと流路プレート６６との安定した接合が可能となる。また、第２の溝部２２２がノズル流路６８内部に配置されるように構成しておくことで、余剰接着剤を要因とする吐出不良を防止することができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１２は、第３の実施形態としてのノズルプレート６０Ｃの製造工程を説明するための図である。本実施形態のノズルプレート６０Ｃには、図１２（ｆ）に示すように、第１の実施形態と同様のノズル５１Ｃ及びザグリ部６２Ｃが形成されるとともに、これらの周辺部に貫通孔３２０が形成される。以下、ノズルプレート６０Ｃの製造方法について図１２を参照しながら説明する。

まず、マスク作製工程として、図１２（ａ）に示すように、凸部３００ａを有する透明基板３００上に、第１の実施形態と同様にして不透明金属膜３０２をパターニングする。この際、凸部３００ａの中央部（ノズル形成位置）に開口領域３０２ａを形成するだけでなく、凸部３００ａ周辺領域の一部に開口領域３０２ｂ（本発明の透過部に相当）を形成する。このようにして透明基板３００及び不透明金属膜３０２から成る露光用マスク３０４を得ることができる。

次に、レジスト形成工程として、図１２（ｂ）に示すように、露光用マスク３０４の不透明金属膜３０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）３０６を塗布する。続いて、露光工程として、図１２（ｃ）に示すように、露光用マスク３０４に対し垂直な紫外光（ＵＶ光）を露光用マスク３０４の透明基板３００側から照射する。これにより、不透明金属膜３０２の開口領域３０２ａ、３０２ｂにそれぞれ対応する円柱状のレジスト領域３０６ａ、３０６ｂは、開口領域３０２ａ、３０２ｂを通過した紫外光によってそれぞれ感光される。なお、他のレジスト領域は不透明金属膜３０２により紫外光が遮断されるため感光されない。その後、現像工程として、レジスト３０６の現像を行うと、図１２（ｄ）に示すように、露光用マスク３０４上に円柱状のレジスト３０６ａ、３０６ｂがパターニングされた状態となる。

次に、電鋳工程として、図１２（ｅ）に示すように、不透明金属膜３０２上にＮｉ電鋳法で金属層３０８を形成する。そして最後に、剥離工程として、有機溶媒等によりレジスト３０６ａ、３０６ｂの除去を行った後、露光用マスク３０４を金属層３０８から剥離すると、図１２（ｆ）に示すように、金属層３０８から成るノズルプレート６０Ｃを得ることができる。このノズルプレート６０Ｃには、第１及び第２の実施形態と同様にレジスト３０６ａ及び凸部３００ａの外部形状にそれぞれ対応するノズル５１Ｃ及びザグリ部６２Ｃが形成されるとともに、レジスト３０６ｂの外部形状に対応する円筒状の貫通孔３２０が形成される。

本実施形態に係るノズルプレート６０Ｃの製造方法によれば、ノズル５１Ｃやザグリ部６２Ｃとともに、貫通孔３２０を同時に一括形成することが可能であり、工数を削減することができる。また、ノズルプレート６０Ｃの表裏面を貫通する貫通孔３２０はインク吐出側ではインクのトラップ溝として機能するとともに、その反対側では余剰接着剤の逃げ溝として機能するので、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明に係る第４の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１３は、第４の実施形態としてのノズルプレート６０Ｄの製造工程を説明するための図である。本実施形態のノズルプレート６０Ｄには、図１３（ｆ）に示すように、インク吐出側に向かって先細となるテーパ状のノズル５１Ｄとザグリ部６２Ｄが形成される。以下、ノズルプレート６０Ｄの製造方法について図１３を参照しながら説明する。

まず、マスク作製工程として、図１３（ａ）に示すように、凸部４００ａを有する透明基板４００及び不透明金属膜４０２から成る露光用マスク４０４を作製する。次に、レジスト形成工程として、図１３（ｂ）に示すように、露光用マスク４０４の不透明金属膜４０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）４０６を塗布する。ここまでの工程は第１の実施形態と同様である。

次に、露光工程として、図１３（ｃ）に示すように、露光用マスク４０４の透明基板４００側から紫外光を照射する際、紫外光の照射方向に対して露光用マスク４０４及びレジスト４０６から成る基板４１０を斜めの所定角度θ〔度〕に傾斜させた状態で、基板４１０に垂直な軸Ｐを中心として基板４１０を回転させながら行う。このような傾斜回転露光を行うことにより、基板４１０の傾斜角度θに応じたテーパ柱状のレジスト領域４０６ａが感光される。なお、他のレジスト領域は不透明金属膜４０２により紫外光が遮断されるため感光されない。その後、現像工程として、レジスト４０６の現像を行うと、図１３（ｄ）に示すように、露光用マスク４０４上にテーパ柱状のレジスト４０６ａがパターニングされた状態となる。

次に、電鋳工程として、図１３（ｅ）に示すように、不透明金属膜４０２上にＮｉ電鋳法で金属層４０８を形成する。そして最後に、剥離工程として、有機溶媒等によりレジスト４０６ａの除去を行った後、露光用マスク４０４を金属層４０８から剥離すると、図１３（ｆ）に示すように、金属層４０８から成るノズルプレート６０Ｄを得ることができる。このノズルプレート６０Ｄには、レジスト４０６ａの外部形状に対応するテーパ状のノズル５１Ｄと、凸部４００ａの外部形状に対応するザグリ部６２Ｄとが形成される。

本実施形態に係るノズルプレート６０Ｄの製造方法によれば、露光工程において上述した傾斜回転露光を行うことにより、ザグリ部６２Ｄとともにインク吐出側に向かって先細となるテーパ状のノズル５１Ｄを同時に一括形成することができる。また、このようなテーパ状のノズル５１Ｄでは、インクに対する流体抵抗が低減し、リフィル速度も向上するので、高粘度インクによる高周波吐出を実現することが可能になる。また、傾斜回転露光における露光条件（紫外線強度、傾斜角度、回転速度など）を制御することで、任意のテーパ角度のノズル形状を容易に実現することができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明に係る第５の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１４は、第５の実施形態としてのノズルプレート６０Ｅの製造工程を示した説明図である。本実施形態のノズルプレート６０Ｅには、図１４（ｇ）に示すように、変形テーパ状のノズル５１Ｅ、及びザグリ部６２Ｅが形成される。以下、ノズルプレート６０Ｅの製造方法について図１４を参照しながら説明する。

まず、マスク作製工程として、図１４（ａ）に示すように、凸部５００ａを有する透明基板５００及び不透明金属膜５０２から成る露光用マスク５０４を作製する。次に、レジスト形成工程として、図１４（ｂ）に示すように、露光用マスク５０４の不透明金属膜５０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）５０６を塗布する。ここまでの工程は第１の実施形態と同様である。

次に、第１の露光工程として、図１４（ｃ）に示すように、露光用マスク５０４の透明基板５００側から紫外光を照射する際、紫外光の照射方向に対して露光用マスク５０４及びレジスト５０６から成る基板５１０を斜めの所定角度θ１〔度〕に傾斜させた状態で、基板５１０に垂直な軸Ｐを中心として基板５１０を回転させながら行う。このような傾斜回転露光を行うことにより、第４の実施形態と同様に、紫外光の照射方向に対する基板５１０の傾斜角度θ１に応じたテーパ状のレジスト領域５０６ａが感光される。

次に、第２の露光工程として、図１４（ｄ）に示すように、紫外光の照射方向に対する基板５１０の傾斜角度をθ１〔度〕からθ２〔度〕（但し、θ２＜θ１）に変更し、基板５２０の回転を停止した状態で露光用マスク５０４の透明基板５００側から紫外光を照射する。このような傾斜露光を行うことにより、紫外光の照射方向に対する基板５１０の傾斜角度θ２に応じた第１の露光工程で感光されたレジスト領域５０６ａの外側の一部領域５０８ｂが感光される。なお、第２の露光工程は、第１の露光工程の前に行ってもよいし、第１の露光工程の途中で行ってもよい。

次に、現像工程として、レジスト５０６の現像を行うと、図１４（ｅ）に示すように、露光用マスク５０６上には、変形テーパ状のレジスト５０６ｃがパターニングされた状態となる。なお、レジスト５０６ｃ形状はレジスト５０８ａ、５０８ｂを結合した形状に相当する。このようなレジスト５０８ｃの側壁面は、テーパ角度θ１′〔度〕で規定される第１の傾斜面５１２と、テーパ角度θ２′〔度〕（但し、θ２′＜θ１′）で規定される第２の傾斜面５１４とから構成されている。また、レジスト５０６ｃの上面形状は、同図の上段に示すように、第２の傾斜面５１４側が突起状となった変形円形状（或いは、変形楕円状）となる。なお、レジスト５０６ｃの下面形状は、特に図示しないが不透明金属膜５０２の開口領域５０２ａと同様の円形状となる。

次に、電鋳工程として、図１４（ｆ）に示すように、不透明金属膜５０２上にＮｉ電鋳法で金属層５０８を形成する。そして最後に、剥離工程として、有機溶媒等によりレジスト５０６ｃの除去を行った後、露光用マスク５０４を金属層５０８から剥離すると、図１４（ｇ）に示すように、金属層５０８から成るノズルプレート６０Ｅを得ることができる。

このノズルプレート６０Ｅには、凸部５００ａの外部形状に対応するザグリ部６２Ｅとともに、レジスト５０６ｃの外部形状に対応し、その内壁面がテーパ角度θ１′で規定される第１の傾斜面５１６及びテーパ角度θ２′で規定される第２の傾斜面５１８より構成されるノズル５１Ｅが形成される。ノズル５１Ｅのインク供給側開口の平面形状は、同図の上段に示すように、第２の傾斜面５１８側が突起状となった変形円形状（或いは、変形楕円状）となる。一方、ノズル５１Ｅのインク吐出側開口の平面形状は、同図の下段に示すように、不透明金属膜５０２の開口領域５０２ａに対応する円形状となる。このようにノズル５１Ｅはノズル軸に対して軸対象でない形状となり、また、同図の中段に示したノズルプレート６０Ｅの断面（ノズル対称面）に対して面対称な形状となる。

このように異なるテーパ角度θ１′、θ２′でそれぞれ規定される第１及び第２の傾斜面５１６、５１８によって内壁面が構成される変形テーパ状のノズル５１Ｅを備えたノズルプレート６０Ｅを用いることにより、次のような効果を得ることができる。

例えば、図１５に示すノズルプレート６０Ｅの断面（ノズル対称面）と紙搬送方向が平行になるように構成される場合、ノズル形状の誤差によって各ノズル５１Ｅ-1、５１Ｅ-2の吐出方向が紙搬送方向にばらつくことはあっても、紙搬送方向に垂直な方向（紙面に対して表裏方向）へのばらつきを抑えることが可能となる。即ち、各ノズル５１Ｅ-1、５１Ｅ-2の吐出方向のばらつきを同一方向に限定することができるようになる。また、紙搬送方向のばらつきについては、ノズルプレート６０Ｅを記録ヘッド５０に組み込んだ後の検査工程において、各ノズル５１Ｅ-1、５１Ｅ-2の吐出角度θ_Ａ、θ_Ｂを測定し、記録媒体の搬送速度、記録媒体と記録ヘッド５０の距離などから、記録媒体上で各ノズル５１Ｅ-1、５１Ｅ-2の着弾位置が所望の範囲に収まるように吐出タイミングを制御するようにすればよい。つまり、図１６に示すように、ノズル５１Ｅから吐出されたインク滴が所望の着弾位置より紙搬送方向下流側にずれる場合には吐出タイミングを遅く設定し、これとは逆に紙搬送方向上流側に着弾位置がずれる場合には吐出タイミングを早く設定するようにすればよい。このように吐出タイミングの調整で着弾位置精度の向上が可能である。

なお、本実施形態においては、第２の露光工程において露光用マスク５０４及びレジスト５０６から成る基板５１０を回転させずに停止させた状態で露光を行っているが、本発明はこれに限定されず、例えば、紫外線強度、紫外線の照射方向に対する基板５１０の傾斜角度θ、基板５１０の回転数や回転速度などの露光条件を適宜変化させながら露光を行うようにしてもよい。

〔第６の実施形態〕
次に、本発明に係る第６の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１７は、第６の実施形態としてのノズルプレート６０Ｆの製造工程を示した説明図である。本実施形態のノズルプレート６０Ｆには、図１７（ｇ）に示すように、インク吐出側に向かって先細となるテーパ状のノズル５１Ｆとザグリ部６２Ｆが形成される。以下、ノズルプレート６０Ｆの製造方法について図１７を参照しながら説明する。

まず、マスク作製工程として、図１７（ａ）に示すように、凸部６００ａを有する透明基板６００及び所定形状にパターニングされた不透明金属膜６０２から成る露光用マスク６０４を作製する。この際、不透明金属膜６０２を後工程で行う無電解めっきに対して触媒活性を有する金属で構成する。不透明金属膜６０２として使用可能な金属を一例として表１に示す。

表１に示すように、無電解Ｎｉめっきの場合はＡｕやＮｉなどを用いることができ、無電解Ｃｕめっきの場合はＣｕやＡｕなどを用いることができる。また、無電解Ｓｎめっきの場合、ＣｕやＦｅ、Ａｌなどを用いることができる。本実施形態においては、既述した他の実施形態とは異なり、透明基板６００上に形成される不透明金属膜６０２を電鋳時の給電層として用いる必要がないため、遮光性が失われない限り薄くすることが可能であり、例えば、８０ｎｍ未満の厚さに薄く形成することが可能である。なお、不透明金属膜６０２は複数層でもよい。この場合、表面となる層を無電解めっきに対して触媒活性を有する金属で構成すればよい。

次に、レジスト形成工程として、図１７（ｂ）に示すように、露光用マスク６０４の不透明金属膜６０２側にスピンコーター等によりネガ型のレジスト（ネガレジスト）６０６を塗布する。続いて、露光工程として、図１７（ｃ）に示すように、第４の実施形態と同様の傾斜回転露光を行う。即ち、露光用マスク６０４の透明基板６００側から紫外光を照射する際、紫外光の照射方向に対して露光用マスク６０４及びレジスト６０６から成る基板６１０を斜めの所定角度θ〔度〕に傾斜させた状態で、基板６１０に垂直な軸Ｐを中心として基板６１０を回転させながら行う。これにより、紫外光の照射方向に対する基板６１０の傾斜角度θに応じたテーパ柱状のレジスト領域６０６ａが感光される。その後、現像工程として、レジスト６０６の現像を行うと、図１７（ｄ）に示すように、露光用マスク６０４上にテーパ柱状のレジスト６０６ａがパターニングされた状態となる。

次に、無電解めっき工程として、図１７（ｅ）に示すように、不透明金属膜６０２上に無電解めっき層６２０を形成する。無電解めっきは、その原理上、電流分布の影響を受けないため、不透明金属膜６０２上に均一厚さの無電解めっき層６２０を形成することができる。本実施形態においては、無電解めっき層６２０を電鋳時の給電層として用いる。

次に、電鋳工程として、図１７（ｆ）に示すように、無電解めっき層６２０上に金属層（電鋳層）６０８を形成する。電鋳層６０８としては各種金属を使用できるが、異種金属の接触腐食を防ぐため、電鋳層６０８は無電解めっき層６２０と同一金属であることが好ましい。また、無電解めっき層６２０の最大抵抗値が所定値以下、好ましくは、５［Ω］以下となるように無電解めっき層６２０の厚さを構成することで電鋳の最適化が図られ、均一厚さの電鋳層６０８を精度良く形成することができる。

最後に、剥離工程として、有機溶媒等によりレジスト６０８ａの除去を行った後、露光用マスク６０４を無電解めっき層６２０から剥離する。これにより、図１７（ｆ）に示すように、電鋳層（金属層）６０８及び無電解めっき層６２０の２層から成るノズルプレート６０Ｆを得ることができる。ノズルプレート６０Ｆには、レジスト６０６ａの外部形状に対応するテーパ状のノズル５１Ｆと、凸部６００ａの外部形状に対応するザグリ部６２Ｆとが形成される。なお、剥離後の露光用マスク６０４は再利用することができる。

本実施形態のノズルプレート６０Ｆの製造方法によれば、電鋳時の給電層として、透明基板６００上の不透明金属膜６０２ではなく、不透明金属膜６０２上に形成した無電解めっき層６２０を用いることにより、一方では不透明金属膜６０２の厚さを薄くすることができるのでパターニング精度を高めることができ、他方では無電解めっき層６２０を厚くすることができるので均一厚さの電鋳層６０８を形成することができる。従って、高精度なノズル５１Ｆが高密度に形成されたノズルプレート６０Ｆを大面積で一括生産することが可能となる。これにより、コストダウンも可能となる。

以上、本発明のノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図記録ヘッドの構造例を示す平面透視図図２中３−３線に沿う断面図ノズル周辺部の拡大図不安定な接合状態を説明するための図インクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図第１の実施形態のノズルプレートを製造するための工程順序を示した図第１の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図不透明金属膜上に撥液層が形成された状態を説明するための図金属層に流路プレートを接合した状態を説明するための図第２の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図第３の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図第４の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図第５の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図変形テーパ状ノズルの吐出方向を説明するための図吐出タイミングの制御方法を説明するための図第６の実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…記録ヘッド、５０ａ…インク吐出面、５１…ノズル、５２…圧力室、５４…インク供給口、５５…共通液室、５８…圧電素子、６０…ノズルプレート、６２…ザグリ部、６６…流路プレート、６８…ノズル流路、１００…透明基板、１０２…不透明金属膜、１０４…露光用マスク、１０６…レジスト、１０８…金属層、１１０…撥液層

Claims

凸部を有する透明基板、及び前記凸部の略中央部にノズル形状に対応する開口領域が形成されるように前記透明基板の凸部側にパターニングされた不透明金属膜から成る露光用マスクを用いて、前記露光用マスクの不透明金属膜側に感光性樹脂を形成する感光性樹脂形成工程と、
前記露光用マスクの透明基板側から前記感光性樹脂を露光する露光工程と、
前記感光性樹脂を現像する現像工程と、
前記不透明金属膜上に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層と前記露光用マスクを分離する分離工程と、
を含み、
前記露光工程は、露光光の照射方向に対して前記露光用マスク及び前記感光性樹脂から成る基板を斜めの所定角度に傾けた状態で前記基板に垂直な軸を中心として前記基板を回転させながら露光する第１の露光工程と、該第１の露光工程とは露光光に対する前記基板の傾斜角度が異なる条件で前記基板に垂直な軸を中心として回転させることなく露光する第２の露光工程と、からなることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
前記露光用マスクには、前記透明基板の凸部側に露光光を所定比率で透過する透過部が前記凸部とは異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の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、及び前記ノズルプレートに接合される流路プレートを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記金属層と前記露光用マスクを分離する前に、前記金属層に前記流路プレートを接合する工程を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。