JPH08142334A - インクジェット用ノズルプレートの製造方法 - Google Patents
インクジェット用ノズルプレートの製造方法Info
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- JPH08142334A JPH08142334A JP29077494A JP29077494A JPH08142334A JP H08142334 A JPH08142334 A JP H08142334A JP 29077494 A JP29077494 A JP 29077494A JP 29077494 A JP29077494 A JP 29077494A JP H08142334 A JPH08142334 A JP H08142334A
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- insulating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板の表面を、スパッタリングなどの手段で
導体化し、その表面に薄膜絶縁被膜を形成し、めっき、
電鋳などの金属成膜手段により前記絶縁被膜を覆うよう
にしてめっき金属を析出せしめて中空ノズルを形成す
る。 【構成】 導体基板１の表面層の一部に絶縁性薄膜から
なる第一パターン３を形成し（図１（ｄ））、さらに、
前記絶縁性第一パターン３上の中心位置に絶縁性第二パ
ターン４を配し（図１（ｅ））、前記導体表面層に電気
めっき６を成長させ（図１（ｇ））、このめっき金属６
で前記第一パターン３と第二パターン４を覆うようにし
て中空ノズルを形成する。最後に、基板１、第一パター
ン３、第二パターン４を分離し、ノズルプレート６を得
る。
導体化し、その表面に薄膜絶縁被膜を形成し、めっき、
電鋳などの金属成膜手段により前記絶縁被膜を覆うよう
にしてめっき金属を析出せしめて中空ノズルを形成す
る。 【構成】 導体基板１の表面層の一部に絶縁性薄膜から
なる第一パターン３を形成し（図１（ｄ））、さらに、
前記絶縁性第一パターン３上の中心位置に絶縁性第二パ
ターン４を配し（図１（ｅ））、前記導体表面層に電気
めっき６を成長させ（図１（ｇ））、このめっき金属６
で前記第一パターン３と第二パターン４を覆うようにし
て中空ノズルを形成する。最後に、基板１、第一パター
ン３、第二パターン４を分離し、ノズルプレート６を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置の印字ヘッド部に用いるインク噴射用のノズルプレー
トの製造方法に関する。
置の印字ヘッド部に用いるインク噴射用のノズルプレー
トの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来のノズルプレート製造方法
の一例（レジスト一段ノズル法：仮称）を説明するため
の図で、まず、図６（ａ）に示すように、金属基板１０
の露出面にレジスト１１によりマスクを形成し、次い
で、図６（ｂ）に示すように、金属基板１０の露出面に
めっき電鋳により金属層１２を形成し、次いで、図６
（ｃ）に示すように、前記金属基板１０及びレジスト１
１を剥離して、金属層１２にノズル１３が形成されたノ
ズルプレート１２を得るものである。
の一例（レジスト一段ノズル法：仮称）を説明するため
の図で、まず、図６（ａ）に示すように、金属基板１０
の露出面にレジスト１１によりマスクを形成し、次い
で、図６（ｂ）に示すように、金属基板１０の露出面に
めっき電鋳により金属層１２を形成し、次いで、図６
（ｃ）に示すように、前記金属基板１０及びレジスト１
１を剥離して、金属層１２にノズル１３が形成されたノ
ズルプレート１２を得るものである。
【０００３】図７は、従来のノズルプレート製造方法の
他の例（レジスト二段法：仮称）を説明するための図
で、まず、図７（ａ）に示すように、金属基板１０の上
にレジスト（第１マスク）１４を形成し、次いで、図７
（ｂ）に示すように、該レジスト１４の上に該レジスト
１４の幅より狭くかつ高さの高いレジスト（第２マス
ク）１５を形成し、次いで、図７（ｃ）に示すように、
金属基板１０の露出面にめっき電鋳により金属層１２を
形成し、最後に、図７（ｄ）に示すように、金属層１２
より金属基板１０及びレジスト１４，１５を剥離して、
ノズル１３を有する金属層１２から成るノズルプレート
を得るものである。
他の例（レジスト二段法：仮称）を説明するための図
で、まず、図７（ａ）に示すように、金属基板１０の上
にレジスト（第１マスク）１４を形成し、次いで、図７
（ｂ）に示すように、該レジスト１４の上に該レジスト
１４の幅より狭くかつ高さの高いレジスト（第２マス
ク）１５を形成し、次いで、図７（ｃ）に示すように、
金属基板１０の露出面にめっき電鋳により金属層１２を
形成し、最後に、図７（ｄ）に示すように、金属層１２
より金属基板１０及びレジスト１４，１５を剥離して、
ノズル１３を有する金属層１２から成るノズルプレート
を得るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記レジスト
一段ノズル法（例えば、特開昭５４−８７５２９号参
照）は、前述のように、金属基板上に所望のノズル径と
一致したレジスト・ペグを形成し、該金属基板の露出面
にめっき・電鋳して金属膜を形成した後、基板、レジス
ト・ペグ、金属膜を分離することにより中空ノズルを形
成するもので、レジスト・ペグへのめっき覆い量を制御
することによりノズル径が決まる。しかし、この方法に
よると、めっきの覆い量（ノズル径）を拘束するものが
なく、実際は基板上のめっき厚さでノズル径を管理する
ことになり、そのため、めっき液の変動、レジスト剥が
れ、コンタミ（contamination）などの影響で、特に、
マルチノズルの場合は、歩留り、再現性の確保が困難な
ものとなっている。
一段ノズル法（例えば、特開昭５４−８７５２９号参
照）は、前述のように、金属基板上に所望のノズル径と
一致したレジスト・ペグを形成し、該金属基板の露出面
にめっき・電鋳して金属膜を形成した後、基板、レジス
ト・ペグ、金属膜を分離することにより中空ノズルを形
成するもので、レジスト・ペグへのめっき覆い量を制御
することによりノズル径が決まる。しかし、この方法に
よると、めっきの覆い量（ノズル径）を拘束するものが
なく、実際は基板上のめっき厚さでノズル径を管理する
ことになり、そのため、めっき液の変動、レジスト剥が
れ、コンタミ（contamination）などの影響で、特に、
マルチノズルの場合は、歩留り、再現性の確保が困難な
ものとなっている。
【０００５】シングルノズルの製作では、基板１枚あた
りに多数個同時に製作して所望の精度内のものを選別し
て得ることが可能であるが、前述のように、マルチノズ
ルプレートにおいては、１枚のノズルプレート内の１個
のノズルに形状欠陥、寸法不良などの仕様未達がある場
合、ノズルプレート全体の不良を意味し、±０.５μｍ
レベルの高精度ノズルプレートを望む時、はなはだ歩留
りが悪いのが実情である。例えば、ノズル直径２０±
０.５μｍ、プレート厚さ５０μｍレベルで、且つ、ノ
ズル数３２〜１２８個のノズルプレートを製作しようと
した時、従来技術（レジスト一段法）では歩留り１０％
以下である。さらに、その保証という意味において、全
数検査に要する時間やその費用をみた時、著しく生産性
が悪くコスト的にも実用に供しないものであった。
りに多数個同時に製作して所望の精度内のものを選別し
て得ることが可能であるが、前述のように、マルチノズ
ルプレートにおいては、１枚のノズルプレート内の１個
のノズルに形状欠陥、寸法不良などの仕様未達がある場
合、ノズルプレート全体の不良を意味し、±０.５μｍ
レベルの高精度ノズルプレートを望む時、はなはだ歩留
りが悪いのが実情である。例えば、ノズル直径２０±
０.５μｍ、プレート厚さ５０μｍレベルで、且つ、ノ
ズル数３２〜１２８個のノズルプレートを製作しようと
した時、従来技術（レジスト一段法）では歩留り１０％
以下である。さらに、その保証という意味において、全
数検査に要する時間やその費用をみた時、著しく生産性
が悪くコスト的にも実用に供しないものであった。
【０００６】また、上記レジスト二段ノズル法（例え
ば、特開昭６２−２３４９４１号公報参照）は、第１マ
スクと第２マスクを用いるため、めっき厚さとノズル径
はそれぞれ独立して制御できるメリットを有する。しか
し、第１マスク及び第２マスクとも感光性樹脂（レジス
ト）を用いるので、その都度、長い工程のフォトリソプ
ロセスを繰り返す必要がある。工程が長いとマルチノズ
ル複製における母型の良品直交率も低下し結果としてコ
ストもかかり生産性が劣る。また、毎回フォトリソプロ
セスの初期工程から繰り返す必要がある。
ば、特開昭６２−２３４９４１号公報参照）は、第１マ
スクと第２マスクを用いるため、めっき厚さとノズル径
はそれぞれ独立して制御できるメリットを有する。しか
し、第１マスク及び第２マスクとも感光性樹脂（レジス
ト）を用いるので、その都度、長い工程のフォトリソプ
ロセスを繰り返す必要がある。工程が長いとマルチノズ
ル複製における母型の良品直交率も低下し結果としてコ
ストもかかり生産性が劣る。また、毎回フォトリソプロ
セスの初期工程から繰り返す必要がある。
【０００７】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、 （１）６００ｄｐｉ対応の微小多穴ノズルプレートとそ
の製作法を提供すること、高精細印字ヘッド用マルチノ
ズルプレートの製作法を提供すること、高精度ノズルプ
レートの製作法を提供すること。 （２）ノズル直径２０〜３０μｍレベルで公差±０.５
μｍレベルの超精密マルチノズルプレートを歩留りよく
安定して製作する新量産工法を提供すること。 （３）ノズル直径測定の全数検査が不要な高精度ノズル
の製作法を提供すること、６００ｄｐｉ対応の微小多穴
ノズルプレートとその量産製作法を提供すること。 （４）安定したインク噴射特性が得られるノズルプレー
トの製作法を提供すること。 （５）ノズル表面層へ均一に撥水膜を付与したノズルプ
レートの製作法を提供すること。 （６）インクだれのない安定した噴射特性のノズルプレ
ートの製作法を提供すること。 （７）母型のリサイクル性に優れた生産性のよいノズル
プレートの製作法を提供すること。 （８）耐インク性、耐食性に優れた高精度マルチノズル
及びその製作法を提供すること（従来法の欠点は、ノズ
ル形状、寸法精度を得るため、めっき、電鋳液に添加剤
を加えるが、添加剤を加えると、耐食性が低下する傾向
をもつ）、にある。
れたもので、 （１）６００ｄｐｉ対応の微小多穴ノズルプレートとそ
の製作法を提供すること、高精細印字ヘッド用マルチノ
ズルプレートの製作法を提供すること、高精度ノズルプ
レートの製作法を提供すること。 （２）ノズル直径２０〜３０μｍレベルで公差±０.５
μｍレベルの超精密マルチノズルプレートを歩留りよく
安定して製作する新量産工法を提供すること。 （３）ノズル直径測定の全数検査が不要な高精度ノズル
の製作法を提供すること、６００ｄｐｉ対応の微小多穴
ノズルプレートとその量産製作法を提供すること。 （４）安定したインク噴射特性が得られるノズルプレー
トの製作法を提供すること。 （５）ノズル表面層へ均一に撥水膜を付与したノズルプ
レートの製作法を提供すること。 （６）インクだれのない安定した噴射特性のノズルプレ
ートの製作法を提供すること。 （７）母型のリサイクル性に優れた生産性のよいノズル
プレートの製作法を提供すること。 （８）耐インク性、耐食性に優れた高精度マルチノズル
及びその製作法を提供すること（従来法の欠点は、ノズ
ル形状、寸法精度を得るため、めっき、電鋳液に添加剤
を加えるが、添加剤を加えると、耐食性が低下する傾向
をもつ）、にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）写真製版技術、めっき、陽極酸
化、スパッタリングなどの微細成膜技術を応用した所謂
フォトファブリケーション技術によるインクジェット記
録装置に用いる印字ヘッドのノズルプレートの製造方法
において、基板の導体表面層の一部に絶縁性薄膜からな
る第一パターンを形成し、さらに、前記絶縁性第一パタ
ーン上の中心位置に絶縁性第二パターンを配し、前記導
体表面層に電気めっきを成長させ、そのめっき金属で前
記第一パターンと第二パターンを覆うようにして中空ノ
ズルを形成すること、或いは、（２）前記第一パターン
として、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2
などの絶縁性薄膜を用い、前記第二パターンとして感光
性樹脂及び前記第一パターンと同様のＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2などの有機無機絶縁性薄膜
を用い、めっきにより前記絶縁性パターンを覆うように
して中空ノズルを形成すること、或いは、（３）前記基
板として、アルミニウム、シリコンウエハー、ステンレ
ススチールなどを用い、前記絶縁性薄膜からなる第一パ
ターン及び第二パターンを配置し、めっきにより前記絶
縁性パターンを覆うようにして中空ノズルを形成するこ
と、或いは、（４）前記めっきとして、電気ニッケルめ
っき、ニッケルコバルト合金めっき、ニッケル燐合金め
っき、ニッケル硼素合金めっきなどを用いること、或い
は、（５）前記第一パターンをアルミニウム陽極酸化膜
（Ａｌ2Ｏ3膜）により形成するようにしたこと、或い
は、（６）前記（５）記載の絶縁性Ａｌ2Ｏ3の第一パタ
ーンの製法において、無電解ニッケルめっきにて第一パ
ターン部を開口し、耐腐食性のめっき導体膜形成と陽極
酸化によって前記絶縁性の第一パターンを一体的に製作
すること、或いは、（７）前記（１）乃至（６）記載の
ノズルプレート及びその製造方法において、絶縁性パタ
ーンを覆うめっきの第一層に四弗化樹脂、窒化硼素など
の微粒子を分散した撥インク性の複合めっきをした後、
前記（４）記載のうちの少なくとも一種のめっきで覆う
ようにしたこと、或いは、（８）複合めっきの厚さを１
〜１０ミクロンにしたことを特徴としたものである。
決するために、（１）写真製版技術、めっき、陽極酸
化、スパッタリングなどの微細成膜技術を応用した所謂
フォトファブリケーション技術によるインクジェット記
録装置に用いる印字ヘッドのノズルプレートの製造方法
において、基板の導体表面層の一部に絶縁性薄膜からな
る第一パターンを形成し、さらに、前記絶縁性第一パタ
ーン上の中心位置に絶縁性第二パターンを配し、前記導
体表面層に電気めっきを成長させ、そのめっき金属で前
記第一パターンと第二パターンを覆うようにして中空ノ
ズルを形成すること、或いは、（２）前記第一パターン
として、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2
などの絶縁性薄膜を用い、前記第二パターンとして感光
性樹脂及び前記第一パターンと同様のＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2などの有機無機絶縁性薄膜
を用い、めっきにより前記絶縁性パターンを覆うように
して中空ノズルを形成すること、或いは、（３）前記基
板として、アルミニウム、シリコンウエハー、ステンレ
ススチールなどを用い、前記絶縁性薄膜からなる第一パ
ターン及び第二パターンを配置し、めっきにより前記絶
縁性パターンを覆うようにして中空ノズルを形成するこ
と、或いは、（４）前記めっきとして、電気ニッケルめ
っき、ニッケルコバルト合金めっき、ニッケル燐合金め
っき、ニッケル硼素合金めっきなどを用いること、或い
は、（５）前記第一パターンをアルミニウム陽極酸化膜
（Ａｌ2Ｏ3膜）により形成するようにしたこと、或い
は、（６）前記（５）記載の絶縁性Ａｌ2Ｏ3の第一パタ
ーンの製法において、無電解ニッケルめっきにて第一パ
ターン部を開口し、耐腐食性のめっき導体膜形成と陽極
酸化によって前記絶縁性の第一パターンを一体的に製作
すること、或いは、（７）前記（１）乃至（６）記載の
ノズルプレート及びその製造方法において、絶縁性パタ
ーンを覆うめっきの第一層に四弗化樹脂、窒化硼素など
の微粒子を分散した撥インク性の複合めっきをした後、
前記（４）記載のうちの少なくとも一種のめっきで覆う
ようにしたこと、或いは、（８）複合めっきの厚さを１
〜１０ミクロンにしたことを特徴としたものである。
【０００９】
【作用】電気導体基板もしくは電気不導体基板の表面
を、スパッタリングなどの手段で導体化した基板の表面
に薄膜絶縁被膜を形成し、めっき、電鋳などの金属成膜
手段により前記絶縁被膜を覆うようにしてめっき金属を
析出せしめて中空ノズルを形成する。
を、スパッタリングなどの手段で導体化した基板の表面
に薄膜絶縁被膜を形成し、めっき、電鋳などの金属成膜
手段により前記絶縁被膜を覆うようにしてめっき金属を
析出せしめて中空ノズルを形成する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明によるノズルプレート製造方法
について、単穴（シングルノズル）の例について説明す
るが、本発明は、これに限定されるものではなく、一定
ピッチで複数のノズルを配置したマルチノズルにも適用
可能であることは容易に理解できよう。また、全実施例
を通して、同様の作用をする部分には、同一の参照番号
が付してある。更に、各実施例とも、円形出口のノズル
を想定して説明しているが、本発明は、円形出口のノズ
ルに限定されるものではないことも容易に理解できよ
う。
について、単穴（シングルノズル）の例について説明す
るが、本発明は、これに限定されるものではなく、一定
ピッチで複数のノズルを配置したマルチノズルにも適用
可能であることは容易に理解できよう。また、全実施例
を通して、同様の作用をする部分には、同一の参照番号
が付してある。更に、各実施例とも、円形出口のノズル
を想定して説明しているが、本発明は、円形出口のノズ
ルに限定されるものではないことも容易に理解できよ
う。
【００１１】〔実施例１〕図１において、まず、一定の
平面度と平滑度に調整された基板１を用意する（図１
（ａ））。本実施例ではアルミニウムＡ１０００系材料
を用いた。図６，図７に示したレジスト（第一パターン
１１，１４）に相当する直径寸法にレジスト２を開口パ
ターニングする（図１（ｂ））。次に、この基板１を陽
極として電解質中で電気分解する、いわゆる、陽極酸化
法で液に接する開口部のみに絶縁性の陽極酸化膜３を成
膜する（図１（ｃ））。本実施例では、硫酸浴を用い、
温度２０℃、電流密度１００〜３００Ａ／ｍ3で電解し
た。未硬化部のレジストを除去（図１（ｄ））した後、
図７のレジスト（第二パターン１５）の直径及び厚さに
相当するレジスト４を陽極酸化膜３の中心位置にパター
ニングする（図１（ｅ））。本実施例ではレジストの厚
さは１〜１００μｍで、厚さに応じて液状レジスト、厚
膜フィルムレジストを用いた。次に、陽極酸化膜３とレ
ジスト４以外の、アルミニウム表面が露出した部分にニ
ッケルめっき５を成膜する（図１（ｆ））。本実施例で
は無電解ニッケルめっきを用いた。無電解ニッケルめっ
き５の表面をクロム酸塩水溶液に浸漬して離型被膜を付
与したあと、電気ニッケルめっきを行う。無電解ニッケ
ルめっき５上に電気ニッケルめっきを続けると、陽極酸
化膜３にめっき膜が覆いかぶさるように成長析出する。
レジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを
続ける。絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨げ
られ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体６
を得ることができる（図１（ｇ））。最後に、基板１か
らめっき構造体６を分離するとノブルプレート６が得ら
れる（図１（ｈ））。
平面度と平滑度に調整された基板１を用意する（図１
（ａ））。本実施例ではアルミニウムＡ１０００系材料
を用いた。図６，図７に示したレジスト（第一パターン
１１，１４）に相当する直径寸法にレジスト２を開口パ
ターニングする（図１（ｂ））。次に、この基板１を陽
極として電解質中で電気分解する、いわゆる、陽極酸化
法で液に接する開口部のみに絶縁性の陽極酸化膜３を成
膜する（図１（ｃ））。本実施例では、硫酸浴を用い、
温度２０℃、電流密度１００〜３００Ａ／ｍ3で電解し
た。未硬化部のレジストを除去（図１（ｄ））した後、
図７のレジスト（第二パターン１５）の直径及び厚さに
相当するレジスト４を陽極酸化膜３の中心位置にパター
ニングする（図１（ｅ））。本実施例ではレジストの厚
さは１〜１００μｍで、厚さに応じて液状レジスト、厚
膜フィルムレジストを用いた。次に、陽極酸化膜３とレ
ジスト４以外の、アルミニウム表面が露出した部分にニ
ッケルめっき５を成膜する（図１（ｆ））。本実施例で
は無電解ニッケルめっきを用いた。無電解ニッケルめっ
き５の表面をクロム酸塩水溶液に浸漬して離型被膜を付
与したあと、電気ニッケルめっきを行う。無電解ニッケ
ルめっき５上に電気ニッケルめっきを続けると、陽極酸
化膜３にめっき膜が覆いかぶさるように成長析出する。
レジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを
続ける。絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨げ
られ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体６
を得ることができる（図１（ｇ））。最後に、基板１か
らめっき構造体６を分離するとノブルプレート６が得ら
れる（図１（ｈ））。
【００１２】〔実施例２〕図２において、実施例１と同
様、基板１（アルミニウムＡ１０００系）を用意する
（図２（ａ））。図７におけるレジスト（第一パターン
１４）に相当する直径寸法にレジスト２をパターニング
する（図２（ｂ））。レジスト２以外のアルミ露出部表
面に無電解ニッケルめっき５を成膜（図２（ｃ））した
後、前記レジスト２を除去すると、図７のレジスト（第
一パターン１４）に相当した部分のアルミ表面が露出す
る（図２（ｄ））。この状態で実施例１と同様、陽極酸
化すると、先のアルミ部に絶縁性の陽極酸化膜３が形成
される。続けて、陽極酸化膜３の中心位置に先の図７の
レジスト（第二パターン１５）に相当する直径寸法にレ
ジスト４をパターニングする（図２（ｆ））。次に、電
気ニッケルめっき６を行う。無電解ニッケルめっき５上
に電気ニッケルめっき６を続けると、陽極酸化膜３にめ
っき膜が覆いかぶさるように析出する（図２（ｇ））。
レジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを
続けると、絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨
げられ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体
６を得ることができる。最後に、基板１からめっき構造
体６を分離すると、ノズルプレート６が得られる（図２
（ｈ））。
様、基板１（アルミニウムＡ１０００系）を用意する
（図２（ａ））。図７におけるレジスト（第一パターン
１４）に相当する直径寸法にレジスト２をパターニング
する（図２（ｂ））。レジスト２以外のアルミ露出部表
面に無電解ニッケルめっき５を成膜（図２（ｃ））した
後、前記レジスト２を除去すると、図７のレジスト（第
一パターン１４）に相当した部分のアルミ表面が露出す
る（図２（ｄ））。この状態で実施例１と同様、陽極酸
化すると、先のアルミ部に絶縁性の陽極酸化膜３が形成
される。続けて、陽極酸化膜３の中心位置に先の図７の
レジスト（第二パターン１５）に相当する直径寸法にレ
ジスト４をパターニングする（図２（ｆ））。次に、電
気ニッケルめっき６を行う。無電解ニッケルめっき５上
に電気ニッケルめっき６を続けると、陽極酸化膜３にめ
っき膜が覆いかぶさるように析出する（図２（ｇ））。
レジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを
続けると、絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨
げられ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体
６を得ることができる。最後に、基板１からめっき構造
体６を分離すると、ノズルプレート６が得られる（図２
（ｈ））。
【００１３】〔実施例３〕図３において、基板１を用意
する。本実施例では、基板１として表面を熱酸化して酸
化珪素膜７を付与したシリコンウエハーを用いた（図３
（ａ））。図７における第一パターン１４の直径と一致
した寸法のレジスト２をパターニングする（図３
（ｂ））。その後、レジスト２以外の酸化珪素膜７を弗
酸で溶解除去（図３（ｃ））した後、ニッケルスパッタ
膜８で導体化（図３（ｄ））する。レジスト２を除去し
（図３（ｅ））、図７におけるレジスト（第二パターン
１５）に相当する直径寸法にレジスト４をパターニング
する（図３（ｆ））。次に、実施例１の場合と同様の離
型被膜を付与後、ニッケルスパッタ膜８上に電気ニッケ
ルめっき６を成膜する。ニッケルスパッタ膜８上に電気
ニッケルめっきを続けると酸化珪素膜ＳｉＯ2７にめっ
き膜が覆いかぶさるように析出する（図３（ｇ））。レ
ジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを続
けると、絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨げ
られ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体６
を得ることができる。最後に、基板１からめっき構造体
６を分離するとノズルプレート６が得られる（図３
（ｈ））。
する。本実施例では、基板１として表面を熱酸化して酸
化珪素膜７を付与したシリコンウエハーを用いた（図３
（ａ））。図７における第一パターン１４の直径と一致
した寸法のレジスト２をパターニングする（図３
（ｂ））。その後、レジスト２以外の酸化珪素膜７を弗
酸で溶解除去（図３（ｃ））した後、ニッケルスパッタ
膜８で導体化（図３（ｄ））する。レジスト２を除去し
（図３（ｅ））、図７におけるレジスト（第二パターン
１５）に相当する直径寸法にレジスト４をパターニング
する（図３（ｆ））。次に、実施例１の場合と同様の離
型被膜を付与後、ニッケルスパッタ膜８上に電気ニッケ
ルめっき６を成膜する。ニッケルスパッタ膜８上に電気
ニッケルめっきを続けると酸化珪素膜ＳｉＯ2７にめっ
き膜が覆いかぶさるように析出する（図３（ｇ））。レ
ジスト４の外周部にめっき膜が成長するまでめっきを続
けると、絶縁性のレジスト４によりめっきの成長が妨げ
られ、レジスト４の形状精度を転写しためっき構造体６
を得ることができる。最後に、基板１からめっき構造体
６を分離するとノズルプレート６が得られる（図３
（ｈ））。
【００１４】〔実施例４〕図４において、基板１を用意
する。本実施例ではステンレス板（ＳＵＳ３０４）を用
いた（図４（ａ））。図７におけるレジスト（第一パタ
ーン１４）の直径と一致した寸法でレジスト２を開口パ
ターニングする（図４（ｂ））。レジスト開口部に絶縁
性薄膜７を成膜する（図４（ｃ））。本実施例では、こ
の絶縁性薄膜７として酸化珪素膜ＳｉＯ2を用いたが、
ＳｉＯ2以外でも、絶縁性、基板密着性、耐酸性があれ
ば使用できる。例えば、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどである。
レジスト２除去後（図４（ｄ））、図７におけるレジス
ト（第二パターン１５）に相当する直径寸法にレジスト
４をパターニングする（図４（ｅ））。次に、ステンレ
ス基板１上に電気ニッケルめっきをすると（図４
（ｆ））、酸化珪素膜（ＳｉＯ2）７にめっき膜が覆い
かぶさるように析出する。レジスト４の外周部にめっき
膜が成長するまでめっきを続けると、絶縁性レジスト４
によりめっきの成長が妨げられ、レジスト４の形状精度
を転写しためっき構造体６を得ることができる（図４
（ｆ））。最後に、基板１からめっき構造体６を分離す
るとノズルプレート６が得られる（図４（ｇ））。この
ように、基板にステンレス板を用いると離型処理を省略
することができる利点がある。
する。本実施例ではステンレス板（ＳＵＳ３０４）を用
いた（図４（ａ））。図７におけるレジスト（第一パタ
ーン１４）の直径と一致した寸法でレジスト２を開口パ
ターニングする（図４（ｂ））。レジスト開口部に絶縁
性薄膜７を成膜する（図４（ｃ））。本実施例では、こ
の絶縁性薄膜７として酸化珪素膜ＳｉＯ2を用いたが、
ＳｉＯ2以外でも、絶縁性、基板密着性、耐酸性があれ
ば使用できる。例えば、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどである。
レジスト２除去後（図４（ｄ））、図７におけるレジス
ト（第二パターン１５）に相当する直径寸法にレジスト
４をパターニングする（図４（ｅ））。次に、ステンレ
ス基板１上に電気ニッケルめっきをすると（図４
（ｆ））、酸化珪素膜（ＳｉＯ2）７にめっき膜が覆い
かぶさるように析出する。レジスト４の外周部にめっき
膜が成長するまでめっきを続けると、絶縁性レジスト４
によりめっきの成長が妨げられ、レジスト４の形状精度
を転写しためっき構造体６を得ることができる（図４
（ｆ））。最後に、基板１からめっき構造体６を分離す
るとノズルプレート６が得られる（図４（ｇ））。この
ように、基板にステンレス板を用いると離型処理を省略
することができる利点がある。
【００１５】〔実施例５〕図５において、基板１とし
て、実施例４と同様、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用
いる（図５（ａ））。図７におけるレジスト（第一パタ
ーン１４）の直径と一致した寸法でレジスト２を開口パ
ターニングする（図５（ｂ））。レジスト２の開口部に
絶縁性薄膜７を成膜する（図５（ｃ））。本実施例では
酸化珪素膜（ＳｉＯ2）を用いたがＳｉＯ2以外でも、絶
縁性、基板密着性、耐酸性があれば使用できる。例え
ば、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどである。レジスト２除去後
（図５（ｄ））、図７におけるレジスト（第二パターン
１５）に相当する直径寸法にレジスト４をパターニング
する（図５（ｅ））。次に、ステンレス基板１上に四弗
化樹脂やＢＮなど撥インク性微粒子を共析させた複合め
っき９を成膜する（図５（ｆ））。本実施例ではＰＴＦ
Ｅ（四弗化樹脂）複合めっき１〜１０ミクロン成膜し
た。続けて電気めっき６をすると（図５（ｇ））、絶縁
性レジスト４によりめっきの成長が妨げられ、レジスト
４の形状精度を転写しためっき構造体６を得ることがで
きる（図５（ｇ））。最後に、基板１からめっき構造体
６を分離すると前記複合めっき層９と電気ニッケル部６
を一体化したニッケルノズル板が得られる（図５
（ｈ））。
て、実施例４と同様、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用
いる（図５（ａ））。図７におけるレジスト（第一パタ
ーン１４）の直径と一致した寸法でレジスト２を開口パ
ターニングする（図５（ｂ））。レジスト２の開口部に
絶縁性薄膜７を成膜する（図５（ｃ））。本実施例では
酸化珪素膜（ＳｉＯ2）を用いたがＳｉＯ2以外でも、絶
縁性、基板密着性、耐酸性があれば使用できる。例え
ば、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどである。レジスト２除去後
（図５（ｄ））、図７におけるレジスト（第二パターン
１５）に相当する直径寸法にレジスト４をパターニング
する（図５（ｅ））。次に、ステンレス基板１上に四弗
化樹脂やＢＮなど撥インク性微粒子を共析させた複合め
っき９を成膜する（図５（ｆ））。本実施例ではＰＴＦ
Ｅ（四弗化樹脂）複合めっき１〜１０ミクロン成膜し
た。続けて電気めっき６をすると（図５（ｇ））、絶縁
性レジスト４によりめっきの成長が妨げられ、レジスト
４の形状精度を転写しためっき構造体６を得ることがで
きる（図５（ｇ））。最後に、基板１からめっき構造体
６を分離すると前記複合めっき層９と電気ニッケル部６
を一体化したニッケルノズル板が得られる（図５
（ｈ））。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。絶縁性の第二パタ
ーンでめっきの析出量（覆い量）が拘束されるので、ノ
ズル径は高精度にフォトリソされた絶縁性第二パターン
精度を忠実に転写することができ、ノズルプレート内で
のエッジ効果による端部と中央部とのノズル寸法のばら
つきやノズルプレート間でのばらつきの低減に効果があ
る。結果として、従来法では困難であった公差（サブミ
クロンレベル）の超精密マルチノズルプレートの製造が
安定的に再現性よく達成できる。絶縁性の第二パターン
でめっきの析出量（覆い量）が拘束されるので、ノズル
形状は高精度にフォトリソされた絶縁性第二パターンの
形状を忠実に転写することができるので、異型ノズル、
めっき浴中コンタミなどによる形状欠陥の発生を抑える
ことができる。絶縁性の第二パターンでめっき析出量
（覆い量）及び析出形状が拘束されるので、従来法のよ
うに、めっき・電鋳液に光沢剤などの添加物を加える必
要がないので、変動要因が少なく、量産工程での液管理
が容易である。また、光沢剤などの添加物を加えない無
添加浴を使用できるので、耐インク性、耐食性に優れた
ノズルプレートが得られる。第一パターンに、Ａｌ
2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2などの絶縁性
薄膜を用いることより、第一パターンの安定性、基板密
着性が確保でき、従来例のように、第一パターンの形成
からはじめる必要がなく、第二パターンの形成よりでき
るので、フォトリソ工程が一回で済み、工程短縮化、低
コスト化が可能になる。また、基板リサイクル性に優れ
る。ノズル部近傍の表面層を撥水性撥インク性複合めっ
きで被覆しつつ形状転写するようにしたので、複合めっ
きによる目づまり、マスキングなどが不要である。被覆
均一性が確保でき安定したインク噴射特性が得られる
（後工程で撥水性複合めっきで被覆する場合は、ノズル
中にめっきされないよう充填物で埋めてからめっきする
ので工程が煩雑である）。基板として、アルミニウム、
シリコンウエハー、ステンレススチールなどを用い、絶
縁性薄膜からなるノズル用の第一パターン及び第二パタ
ーンとしてＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，Ｔｉ
Ｏ2などの絶縁性薄膜を用いるようにしたので、基板密
着性、熱安定性、耐めっき性に優れ、母型として多数回
使用できるので、ノズルプレート生産性改善、低コスト
化が達成できる。マルチノズルプレート及びその製法に
おいて、めっきとして、電気ニッケルめっき、ニッケル
コバルト合金めっき、ニッケル燐合金めっき、ニッケル
硼素合金めっきなどを用いたので、耐インク性、耐食性
に優れたノズルプレートを製作できる。基板にアルミニ
ウムを用い、第一パターンをアルミニウム陽極酸化膜に
より形成したので、簡便な装置でパターン化でき、アル
ミニウム基板と第一パターンの密着性に極めて優れる。
また、基板にシリコンウエハーを用い第一パターンとし
て熱酸化膜を使用したので、シリコン基板と第一パター
ンの密着性が極めて強固となり、多数回使用に耐え、ノ
ズルプレート製造における工程短縮と低コスト化が達成
できる。
によると、以下のような効果がある。絶縁性の第二パタ
ーンでめっきの析出量（覆い量）が拘束されるので、ノ
ズル径は高精度にフォトリソされた絶縁性第二パターン
精度を忠実に転写することができ、ノズルプレート内で
のエッジ効果による端部と中央部とのノズル寸法のばら
つきやノズルプレート間でのばらつきの低減に効果があ
る。結果として、従来法では困難であった公差（サブミ
クロンレベル）の超精密マルチノズルプレートの製造が
安定的に再現性よく達成できる。絶縁性の第二パターン
でめっきの析出量（覆い量）が拘束されるので、ノズル
形状は高精度にフォトリソされた絶縁性第二パターンの
形状を忠実に転写することができるので、異型ノズル、
めっき浴中コンタミなどによる形状欠陥の発生を抑える
ことができる。絶縁性の第二パターンでめっき析出量
（覆い量）及び析出形状が拘束されるので、従来法のよ
うに、めっき・電鋳液に光沢剤などの添加物を加える必
要がないので、変動要因が少なく、量産工程での液管理
が容易である。また、光沢剤などの添加物を加えない無
添加浴を使用できるので、耐インク性、耐食性に優れた
ノズルプレートが得られる。第一パターンに、Ａｌ
2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2などの絶縁性
薄膜を用いることより、第一パターンの安定性、基板密
着性が確保でき、従来例のように、第一パターンの形成
からはじめる必要がなく、第二パターンの形成よりでき
るので、フォトリソ工程が一回で済み、工程短縮化、低
コスト化が可能になる。また、基板リサイクル性に優れ
る。ノズル部近傍の表面層を撥水性撥インク性複合めっ
きで被覆しつつ形状転写するようにしたので、複合めっ
きによる目づまり、マスキングなどが不要である。被覆
均一性が確保でき安定したインク噴射特性が得られる
（後工程で撥水性複合めっきで被覆する場合は、ノズル
中にめっきされないよう充填物で埋めてからめっきする
ので工程が煩雑である）。基板として、アルミニウム、
シリコンウエハー、ステンレススチールなどを用い、絶
縁性薄膜からなるノズル用の第一パターン及び第二パタ
ーンとしてＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，Ｔｉ
Ｏ2などの絶縁性薄膜を用いるようにしたので、基板密
着性、熱安定性、耐めっき性に優れ、母型として多数回
使用できるので、ノズルプレート生産性改善、低コスト
化が達成できる。マルチノズルプレート及びその製法に
おいて、めっきとして、電気ニッケルめっき、ニッケル
コバルト合金めっき、ニッケル燐合金めっき、ニッケル
硼素合金めっきなどを用いたので、耐インク性、耐食性
に優れたノズルプレートを製作できる。基板にアルミニ
ウムを用い、第一パターンをアルミニウム陽極酸化膜に
より形成したので、簡便な装置でパターン化でき、アル
ミニウム基板と第一パターンの密着性に極めて優れる。
また、基板にシリコンウエハーを用い第一パターンとし
て熱酸化膜を使用したので、シリコン基板と第一パター
ンの密着性が極めて強固となり、多数回使用に耐え、ノ
ズルプレート製造における工程短縮と低コスト化が達成
できる。
【図１】 本発明の第１の実施例を説明するための工程
図である。
図である。
【図２】 本発明の第２の実施例を説明するための工程
図である。
図である。
【図３】 本発明の第３の実施例を説明するための工程
図である。
図である。
【図４】 本発明の第４の実施例を説明するための工程
図である。
図である。
【図５】 本発明の第５の実施例を説明するための工程
図である。
図である。
【図６】 従来のノズルプレート製造方法の一例を説明
するための工程図である。
するための工程図である。
【図７】 従来のノズルプレート製造方法の他の例を説
明するための工程図である。
明するための工程図である。
１…基板、２…レジスト（絶縁膜）、３…陽極酸化膜、
４…レジスト（絶縁膜）、５…メタライズ層（無電解Ｎ
ｉめっき）、６…電解ニッケル層（Ｎｉノズルプレー
ト）、７…ＳｉＯ2層、８…Ｎｉスパッタ膜、９…複合
ニッケルめっき層。
４…レジスト（絶縁膜）、５…メタライズ層（無電解Ｎ
ｉめっき）、６…電解ニッケル層（Ｎｉノズルプレー
ト）、７…ＳｉＯ2層、８…Ｎｉスパッタ膜、９…複合
ニッケルめっき層。
Claims (8)
- 【請求項１】 基板の導体表面層の一部に絶縁性薄膜か
らなる第一パターンを形成する工程と、前記第一パター
ン上の中心位置に絶縁性の第二パターンを形成する工程
と、前記導体表面層に電気めっきを成長させてめっき金
属で前記第一パターンと第二パターンを覆うようにして
中空ノズルを形成する工程とを有することを特徴とする
インクジェット用ノズルプレートの製造方法。 - 【請求項２】 前記第一パターンとして、Ａｌ2Ｏ3，Ｓ
ｉＯ2，ＳｉＯ，ＡｌＮ，ＴｉＯ2などの絶縁性薄膜を用
い、前記第二パターンとして、感光性樹脂及び前記第一
パターンと同様のＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ
Ｎ，ＴｉＯ2などの有機無機絶縁性薄膜を用い、めっき
金属により前記絶縁性パターンを覆うようにして中空ノ
ズルを形成することを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット用ノズルプレートの製造方法。 - 【請求項３】 前記基板として、アルミニウム、シリコ
ンウエハー、ステンレススチールなどを用い、該基板上
に前記絶縁性薄膜からなる第一パターン及び第二パター
ンを配置し、めっき金属により前記絶縁性パターンを覆
うようにして中空ノズルを形成することを特徴とする請
求項１又は２記載のインクジェット用ノズルプレートの
製造方法。 - 【請求項４】 前記めっきとして電気ニッケルめっき、
ニッケルコバルト合金めっき、ニッケル燐合金めっき、
ニッケル硼素合金めっきなどを用いることを特徴とする
請求項１又は２又は３記載のインクジェット用ノズルプ
レートの製造方法。 - 【請求項５】 前記第一パターンをアルミニウム陽極酸
化膜（Ａｌ2Ｏ3膜）により形成することを特徴とする請
求項１又は２又は３記載のインクジェット用ノズルプレ
ートの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の絶縁性Ａｌ2Ｏ3の第一パ
ターンの製法において、無電解ニッケルめっきにて第一
パターン部を開口し、耐腐食性のめっき導体膜形成と陽
極酸化によって前記絶縁性の第一パターンを一体的に製
作することを特徴とするインクジェット用ノズルプレー
トの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至６記載のノズルプレート及
びその製造方法において、絶縁性パターンを覆うめっき
の第一層に四弗化樹脂、窒化硼素などの微粒子を分散し
た撥インク性の複合めっきの後、請求項４記載のうちの
少なくとも一種のめっきで覆うようにしたことを特徴と
するインクジェット用ノズルプレートの製造方法。 - 【請求項８】 複合めっきの厚さを１〜１０ミクロンに
したことを特徴とする請求項７記載のインクジェット用
ノズルプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29077494A JPH08142334A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | インクジェット用ノズルプレートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29077494A JPH08142334A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | インクジェット用ノズルプレートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08142334A true JPH08142334A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17760356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29077494A Pending JPH08142334A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | インクジェット用ノズルプレートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08142334A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341836B1 (en) | 1999-03-17 | 2002-01-29 | Fujitsu Limited | Water-repellent coating and method for forming same on the surface of liquid jet |
| WO2003039876A1 (fr) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Sony Corporation | Tete d'impression a jet d'encre, imprimante a jet d'encre la contenant et procede de fabrication de cette tete |
| KR100393055B1 (ko) * | 2000-06-26 | 2003-07-31 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조방법과 그에 의해제작되는 노즐 플레이트 |
| US6631980B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-10-14 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting head |
| JP2006218859A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | ノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| JP2007050634A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Seiko Epson Corp | ノズルプレート及びその製造方法並びに液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| US8141983B2 (en) | 2007-02-09 | 2012-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet head and image forming apparatus |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP29077494A patent/JPH08142334A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341836B1 (en) | 1999-03-17 | 2002-01-29 | Fujitsu Limited | Water-repellent coating and method for forming same on the surface of liquid jet |
| US6631980B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-10-14 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting head |
| US6871400B2 (en) | 2000-01-19 | 2005-03-29 | Seiko Epson Corporation | Method of producing a liquid jetting head |
| US6918658B2 (en) | 2000-01-19 | 2005-07-19 | Seiko Epson Corporation | Method of producing a liquid jetting head |
| KR100393055B1 (ko) * | 2000-06-26 | 2003-07-31 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조방법과 그에 의해제작되는 노즐 플레이트 |
| WO2003039876A1 (fr) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Sony Corporation | Tete d'impression a jet d'encre, imprimante a jet d'encre la contenant et procede de fabrication de cette tete |
| CN100335284C (zh) * | 2001-11-05 | 2007-09-05 | 索尼株式会社 | 喷墨打印头、包括它的喷墨打印机及生产该打印头的方法 |
| JP2006218859A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | ノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| JP2007050634A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Seiko Epson Corp | ノズルプレート及びその製造方法並びに液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| JP4665660B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2011-04-06 | セイコーエプソン株式会社 | ノズルプレート及びその製造方法並びに液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| US8141983B2 (en) | 2007-02-09 | 2012-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet head and image forming apparatus |
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