JPH11320893A - インクジェットヘッド用ノズル板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度化が達成でき、生産性が良好であり、
且つ高い信頼性を有するインクジェットヘッド用ノズル
板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 メンテナンス機構を備えた描画装置に用
いられインクを吐出するための複数の吐出口を有するイ
ンクジェットヘッド用ノズル板であって、電鋳法によっ
て一体に形成される第１の電鋳層と第２の電鋳層とを備
え、前記第２の電鋳層の表面に前記メンテナンス機構と
直接的に接触する接触面と、前記吐出口の周囲に凹状に
形成され前記メンテナンス機構と直接的な接触をもたな
い非接触面とを設け、前記接触面と前記非接触面とが滑
らかな曲面によって接続するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出さ
せ記録紙等の媒体上にインク像を形成するプリンタ等の
描画装置に用いられるインクジェットヘッド用ノズル板
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は一般的なインクジェットプリンタ
ーに使われるインクジェットヘッドの構成を示した図で
ある。基本的にインクジェットヘッドは、インクが吐出
するためにあけられた吐出口２１０を備えたノズル板２
００と、インク加圧室の役目をする液室１１０を備えた
液室部品１００と、薄板形状をしたダイアフラム３００
と、圧電素子４００が配設された基台５００とで構成さ
れる。このような圧電素子４００を有するインクジェッ
トヘッドを圧電式インクジェットヘッドと呼ぶ。なおイ
ンクジェットヘッドのインク吐出方式として発熱式（バ
ブルジェット方式とも称する。）が別方式としてある
が、発熱式の場合、ダイアフラム３００、圧電素子４０
０は存在せず、基台５００上に発熱素子が形成される。

【０００３】このような構成のもとでノズル板２００に
備わる吐出口２１０は高精度のインク吐出を行うのに最
も重要な構成部の一つである。そのために、吐出口２１
０近傍には付着物、インクの溜まり、損傷などがあって
はならない。このような理由から一般的にインクジェッ
トプリンターには、付着物やインクの溜まりなどを取り
除くためのメンテナンス機構が構成されている。そし
て、周期的にこのメンテナンス機構を動作させることに
よって、吐出口２１０近傍を絶えず清浄な状態に保たせ
ている。この動作を一般にメンテナンスと呼んでいる。

【０００４】図６はメンテナンス機構によるインク溜ま
りの除去過程を簡易的に示した図である。なお図６では
メンテナンス機構の部分をわかりやすくするために、液
室１１０、吐出口２１０は一つずつしか描かれていな
い。液室部品１００に構成されている液室１１０内には
インク７００が充填されており、加圧されることによっ
て吐出口２１０よりインク吐出が行われる。何回かイン
ク吐出が行われると、吐出口２１０周辺には図６（ａ）
に示されるようにインク７００が溜まる現象が生じる。
これは吐出口周辺に汚れが付着し、そのために撥水性が
失われるため生じる現象である。そこで、通常インクジ
ェットプリンターではメンテナンス機構と呼ばれる機構
を備え、吐出口２１０周辺の溜まったインクや付着物な
どを取り除くことを行っている。図６においてメンテナ
ンス機構はゴムブレード６００であり、このゴムブレー
ド６００がノズル板２００の表面を矢印方向に摺動する
ことによって、溜まったインクや付着物が取り除かれ
る。インクや付着物などは図６（ｂ）に示すように吐出
口２１０から離れた場所に取り除かれることにより、吐
出口周辺は絶えず初期の状態と同じような清浄な状態に
保たれ、安定したインク吐出が行われることになる。

【０００５】このようにして、通常、ノズル板２００の
表面を摺動することによって、溜まったインクや付着物
などを取り除きを行う。この時、ノズル板２００表面に
損傷が生じる可能性が十分に考えられる。吐出口２１０
近傍の損傷はインクの吐出精度を悪化させる原因となる
ため、インクジェットヘッドにとっては致命的な状態と
言える。

【０００６】そこで図６に示すように、従来の場合、ノ
ズル板２００の吐出口２１０周辺に段差部２２０を設
け、吐出口２１０周辺部分がその段差部２１０よりも奥
まった形状になるように構成していた。こうすることに
よって、メンテナンス機構であるゴムブレード６００が
ノズル板２００の表面を摺動しても吐出口２１０周辺だ
けは損傷しないように考慮されていた。

【０００７】次に従来のノズル板の製造方法について説
明する。従来より、ノズル板に構成される吐出口の加工
方法については多くの提案がなされており、プレス加工
法、電鋳加工法、切削穴あけ加工法、レーザー穴あけ加
工法、放電加工法などが挙げられる。

【０００８】これらの製造方法の中で電鋳加工法を用い
る方法は、吐出口と段差部を同時に加工できる手法であ
り、初期のインクジェットヘッド用ノズル板では広く用
いられていたノズル板の製造方法である。従来の電鋳加
工法を用いたノズル板の製造方法を図７に示す。まず図
７（ａ）において、導電性を有する基板２６０上にフォ
トリソグラフィー法を用いて感光性材料であるレジスト
２５０ａを吐出口の開口部と同じ形状にパターン化す
る。この時のレジスト２５０ａの厚みが後に形成される
段差部の段差寸法となる。

【０００９】次に図７（ｂ）に示すように、導電性を有
する基板２６０を電極として、基板２６０のレジスト２
５０ａが形成されている一方の面上に所望の厚みで電鋳
を行いノズル板２００ａを形成する。電鋳法は電解メッ
キ法の一種であり等方的にメッキ成長が行われることは
一般によく知られている。そのため、電鋳がなされてい
くにつれ、レジスト２５０ａ上にも覆い被さるようにノ
ズル板２００ａは形成されていく。また、レジスト２５
０ａ上で形成される電鋳部材からなるノズル板２００ａ
の断面形状は、図７（ｂ）に示すように、その電鋳部材
の厚みすなわちノズル板の厚みと同等の曲率をもつ円弧
状に形成される。

【００１０】最後に図７（ｃ）に示すように、レジスト
２５０ａ及び基板２６０を除去することによって、断面
が円弧形状をした電鋳部材で形作られた吐出口２１０ａ
とその吐出口２１０ａの開口部の周囲に形成される段差
部２２０ａを有したノズル板２００ａが完成する。

【００１１】上記のノズル板の製造方法は吐出口と段差
部を同時に形成できるため生産性に優れているが、吐出
口の断面形状が特異であるため、近年の高密度化、すな
わち吐出口間隔を狭める傾向、においては不向きであ
り、そのため近年では敬遠されつつある。

【００１２】近年では高密度化に対応するために、あら
かじめ吐出口を形成した後、別工程にて段差部を形成す
る製造方法が一般化しつつある。この場合においては吐
出口を加工するにあたり、多くの加工法（上記で挙げた
吐出口の加工法に限るものではない。）の中からの選択
が可能であり、その結果吐出口の断面形状に関して言え
ば、前記電鋳法を用いた加工法よりも設計の自由度は高
く、多様な形状を得ることができる。それ故に、高密度
化にも対応することが可能となる。

【００１３】このような吐出口を加工した後に段差部を
加工するノズル板の製造方法における、一般的な製造方
法を図８に示す。まず、段差部を形成するための基板と
なる吐出口付き基板２３０に吐出口２１０を穴あけ加工
する（図８（ａ））。この時に用いられる吐出口付き基
板２３０は導電性材料の中から選ばれる。

【００１４】次に、図８（ｂ）に示すように、シート状
の感光性材料であるドライフィルムレジスト２４０ａを
吐出口付き基板２３０の段差部を形成しようとする一方
の面に熱圧着にて成膜する。ここで用いられるドライフ
ィルムレジスト２４０ａの厚みは、形成しようとする段
差寸法と同寸法かもしくはそれ以上の寸法を有してい
る。

【００１５】その後、成膜されたドライフィルムレジス
ト２４０ａを一般によく用いられているフォトリソグラ
フィー法によって吐出口２１０の開口部よりも大きめに
パターン化する（図８（ｃ））。

【００１６】次に、図８（ｄ）に示すように、吐出口付
き基板２３０の段差部を形成しようとする一方の面上に
電解メッキ法により段差部となる段差部メッキ層２７０
を形成する。この時、導電性を有する吐出口付き基板２
３０上はメッキが行われるが、非導電性であるパターン
化されたドライフィルムレジスト２４０ｂ上はメッキさ
れない。

【００１７】最後に、ドライフィルムレジスト２４０ｂ
が除去されることによって段差部２２０ｂと吐出口２１
０ｂを有するノズル板２００ｂが完成する（図８
（ｅ））。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
ヘッドに使われているノズル板では、前述の通り、吐出
口周辺に段差部を設け、吐出口の周辺部分が段差部より
も奥まった形状になるように構成されていた。

【００１９】その製造方法には、前述のように大きく分
けて、２種類の方法があった。電鋳法によって吐出口と
段差部を同時に形成する製造方法と、吐出口を形成した
後に別工程で段差部を形成する製造方法である。しかし
ながら、いずれの製造方法とも、特有の欠点を有してい
た。

【００２０】まず前者の方法によるノズル板において
は、その説明の中でも述べたように、高密度化に非常に
不向きである。なぜなら、吐出口の間隔を狭めようとし
たとき、吐出口の深さが浅くなってしまい、その結果と
して良好な吐出特性が得られなくなってしまうからであ
る。これは電鋳法を用いたこの方法において避けること
のできない欠点である。

【００２１】後者の方法では、高密度化に関しての効果
はあるが、その製造過程において吐出口と段差部との位
置合わせを必ず要するため、生産性が悪いという欠点を
有している。

【００２２】さらに、どちらの方法においても、吐出口
周辺部に角の付いた段差部を設けており、その角の付い
た段差部も欠点の一つとして挙げることができる。なぜ
なら、段差を設けることで吐出口周辺部の損傷は防ぐこ
とができるが、逆にメンテナンス機構側においてはその
段差部の角によって傷つけられる可能性があるからであ
る。メンテナンス機構は前述の説明でもあるようにイン
クの吐出を安定に保つ役目を担っている。そのためメン
テナンス機構の損傷はインクの吐出を妨げる原因とな
り、インクジェットプリンタの信頼性低下につながるも
のであり、非常に重要な課題である。

【００２３】本発明は、インク滴を吐出させ記録紙など
の媒体上にインク像を形成するインクジェットプリンタ
ー等に使用されるインクジェットヘッドにおいて、高密
度化が達成でき、生産性が良好であり、且つ高い信頼性
を有するインクジェットヘッド用ノズル板及びその製造
方法を提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のインクジェットヘッド用ノズル板では、電鋳
法によってインクジェットヘッド用ノズル板の一部とし
て形成される第１の電鋳層と、電鋳法によってインクジ
ェットヘッド用ノズル板の残部として形成される第２の
電鋳層とを備え、前記第２の電鋳層は電鋳法によって形
成される過程で前記第１の電鋳層に結合され一体に形成
されている。且つ前記第２の電鋳層の表面にはメンテナ
ンス機構と直接的に接触する接触面と、吐出口の周囲に
凹状に形成されメンテナンス機構と直接的な接触をもた
ない非接触面とを設け、前記接触面と前記非接触面とが
滑らかな曲面によって接続するように構成されているこ
とを特徴とする。

【００２５】さらには、前記非接触面の表面にインクに
対して撥水性を有する撥水層が所望の厚みで形成されて
いることを特徴とする。

【００２６】さらに、前記吐出口から所定の間隔で離れ
た位置に余分なインクや付着物等を一時的に蓄えておく
ためのインク逃げ部を有することを特徴とする。

【００２７】また本発明のインクジェットヘッド部品の
製造方法では、透明基板上に不透明導電性層を所望の形
状で形成する工程と、前記不透明導電性層を電極として
電鋳メッキを行い前記不透明導電性層上に所望の厚みで
第１の電鋳層を形成する工程と、前記透明基板の前記第
１の電鋳層が形成されている一方の面に感光不溶性材料
を塗布し前記透明基板の前記第１の電鋳層が形成されて
いない他方の面側から前記透明基板を介して露光を行い
更に現像することによってパターン化された感光不溶性
材料層を形成する工程と、前記第１の電鋳層を電極とし
て電鋳メッキを行い前記第１の電鋳層上に所望の厚みで
第２の電鋳層を形成する工程と、前記透明基板および前
記感光不溶性材料層を前記第１の電鋳層及び前記第２の
電鋳層から除去する工程とを有することを特徴とする。

【００２８】さらには、前記第２の電鋳層上にメッキ法
によってインクに対して撥水性を有する撥水層を所望の
厚みで形成する工程を有することを特徴とする。

【００２９】さらに、所望の形状で形成される前記不透
明導電性層のパターンにおいて、隣接する不透明導電性
層のパターンの互いの間隔が前記第１の電鋳層の厚みに
対して１〜２倍の幅の成膜される事を特徴とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本実
施の形態による本発明のインクジェットヘッド用部品で
あるノズル板の断面図である。まず、本実施の形態で製
造された本発明のインクジェットヘッド用ノズル板の形
状について説明する。なお、図１では本発明の内容をわ
かりやすくするために吐出口２１０ｃは一つしか描かれ
ていない。図１に示すように本発明のノズル板２０ａは
不透明導電性層３０ａ、第１の電鋳層２１ａ及び第２の
電鋳層２２ａの積層構造からなっている。本実施の形態
ではノズル板２０ａの厚みが６０．２μｍになるように
製造した。なお、通常の場合、不透明導電性層３０ａの
厚み（０．２μｍ）はノズル板２０ａの厚み（６０．２
μｍ）に対して非常に薄いため、不透明導電性層３０ａ
をノズル板２０ａの構成から除去してしまっても、何ら
問題は生じない。

【００３１】本発明のノズル板２０ａは図１における下
部側が液室部品と接合する側の面すなわち裏面となり、
上部側がメンテナンス機構側の面すなわち表面となる。
表面側にはメンテナンス機構との接触が行われる接触面
２３ａとメンテナンス機構とは直に接触しない非接触面
２４ａが形成されている。そして、その一方の非接触面
２４ａはノズル板２０ａの厚み寸法と同寸法の円弧をも
つ曲面で形成されている。また、接触面２３ａと非接触
面２４ａは段差をもたずに連続して滑らかに形成されて
いる。本実施の形態では非接触面２４ａは接触面２３ａ
から最大で約５μｍ裏面側に奥まった凹状の構成をして
いる。

【００３２】また非接触面２４ａの中心部には吐出口２
１０ｃが構成せれている。本発明の製造方法によれば、
非接触面２４ａの中心部に吐出口２１０ｃが必ず形成さ
れる。また、本実施の形態では、その吐出口２１０ｃの
開口部の直径はノズル板２０ａ表面側でφ４５μｍ、裏
面側でφ５０μｍであった。すなわち吐出口２１０ｃに
は適度なテーパー角が形成されており、このテーパー角
はインクの吐出を安定にするのに有効である。また、こ
の程度のテーパー角であれば、吐出口２１０ｃの間隔を
ある程度狭めても、吐出口２１０ｃの深さは十分に確保
でき、インクジェットヘッドの高密度化に対しても十分
に対応可能である。これは従来の電鋳法によるノズル板
との大きな違いである。

【００３３】次に本発明のインクジェットヘッド用ノズ
ル板の製造方法について説明する。図２は本発明のイン
クジェットヘッド用部品であるノズル板の図１に至るま
での製造工程を示した図である。なお、図２では本発明
の内容をわかりやすくするために吐出口２１０ｃは一つ
しか描かれていないが、以下の説明は吐出口２１０ｃが
複数であっても適用される。

【００３４】まずはじめに、図２（ａ）に示すように、
透明基板１０上に所望の形状で不透明導電性層３０ａを
形成した。図２において所望の形状とはノズル形状のこ
とである。また、その平面寸法は実際に形成しようとす
るノズルの最大寸法に、その後形成される第１の電鋳層
２１ａ（図２（ｂ）に表示）の厚みの２倍を加えた寸法
である。

【００３５】透明基板１０には０．４ｍｍ厚の硼珪酸ガ
ラス基板を用い、不透明導電性層３０ａは０．２μｍ厚
の銅（Ｃｕ）膜をスパッタリング法にて成膜した。成膜
時のスパッタリング条件はアルゴン（Ａｒ）ガス圧０．
０１ｔｏｒｒ、ＲＦ電力４００Ｗ、成膜時間４分であっ
た。また、不透明導電性層３０ａのパターン化にはフォ
トリソグラフィー法とウェットエッチング法を用いた。
エッチング液には１０ｗｔ％の過硫酸アンモニウム水溶
液を使用した。以上の方法により、直径９０μｍの丸形
形状の吐出口用開口部３１を有するパターンを形成し
た。

【００３６】次に、図２（ｂ）に示すように、不透明導
電性層３０ａを電極として使用し、Ｎｉ電鋳メッキを行
い、第１の電鋳層２１ａを形成した。電鋳メッキ法は等
方性に成長するため、図２（ｂ）に示すように、不透明
導電性層３０ａからはみ出して成長してゆき、その境界
部周辺では第１の電鋳層２１ａの厚みと同等の円弧形状
の断面が形成される。

【００３７】本実施の形態では以下の組成の電鋳メッキ
浴液を使用し、浴液温度５０℃、電流密度１．３Ａ／ｄ
ｃｍ２の条件で２時間電鋳メッキを行った。この結果、
２０μｍ厚の第１の電鋳層２１ａを形成することができ
た。 純水 ５Ｌ スルファミン酸ニッケル １６５０ｇ 塩化ニッケル １５０ｇ 硼酸 ２２５ｇ ラウリル硫酸ナトリウム ５ｇ。

【００３８】次に、図２（ｃ）に示すように、透明基板
１０上にレジスト２５０ｂをパターン化する。このパタ
ーン化の方法について、以下に本実施の形態とともに説
明する。

【００３９】まず、図２（ｂ）の状態において、第１の
電鋳層２１ａが形成されている一方の面側にスピンコー
ト法によって、感光不溶性材料（レジスト、後にレジス
ト２５０ｂになる。）を全面に塗布する。本実施形態で
使用したレジストはＪＳＲ社製のＴＨＢ−３０（商品
名）というレジストで、１０００ｒｐｍで１０秒間スピ
ンコートすることによって６０μｍの厚みで塗布するこ
とが可能である。ここでは、同条件での塗布を２回繰り
返すことによって１２０μｍの厚みに塗布した。

【００４０】その後、第１の電鋳層２１ａが形成されて
いない他方の面側から、透明基板１０を介して、レジス
トを露光する。このような露光方法を一般にバック露光
法と呼んでいる。本実施の形態の場合、図２（ｂ）の時
点でパターン化された不透明導電性層３０ａからはみ出
して第１の電鋳層２１ａが形成されているので、露光さ
れる部分は不透明導電性層３０ａのパターンよりも狭く
なる。その寸法は不透明導電性層３０ａのパターン寸法
（φ９０μｍ）から第１の電鋳層２１ａの厚みの２倍
（２０μｍ×２＝４０μｍ）を差し引いた寸法（φ５０
μｍ）となる。本実施形態での露光量は４５０ｍＪ／ｃ
ｍ２とした。

【００４１】その後、ＴＨＢ−３０専用の現像液により
１０分間現像することで図２（ｃ）に示すようなレジス
ト２５０ｃを形成することができた。パターン化された
レジスト２５０ｃは下部ではφ５０μｍで上部ではφ４
０μｍのテーパー角の付いた円柱形状に形成することが
できた。

【００４２】次に、図２（ｄ）に移る。ここでは第１の
電鋳層２１ａを電極として第２の電鋳層２２ａを電鋳メ
ッキ法により形成する。第２の電鋳層２２ａはレジスト
２５０ｂの形状を転写して形成される。

【００４３】本実施の形態において本工程での電鋳メッ
キ条件は第１の電鋳層２１ａの時と同条件に設定した。
そしてその条件により４時間の電鋳メッキを行うことに
より４０μｍの厚みで形成することができた。

【００４４】最終的に、透明基板１０およびレジスト２
５０ｂを除去することによって図１に示すように本発明
のノズル板２０が形成できた。なお、レジスト２５０ｂ
はＴＨＢ−３０専用剥離液によって溶解した。また、透
明基板１０は不透明導電性層３０ａとの密着力が弱いた
め、機械的に容易に剥離除去することができた。

【００４５】（第２の実施の形態）図３は本発明による
撥水メッキ層を備えたインクジェットヘッド用ノズル板
の断面図である。図３では第２の電鋳層２２ａ上に電解
メッキ法によって形成された撥水メッキ層２５が構成さ
れている。よって、本実施の形態において、ノズル板２
０ｂは不透明導電性層３０ａ、第１の電鋳層２１ａ、第
２の電鋳層２２ａ及び撥水メッキ層２５の４層からな
る。本撥水メッキ層２５はインクに対して撥水性を示
し、インクの吐出を安定にするだけでなく、メンテナン
ス機構による洗浄をより効果的にする目的で形成されて
いる。

【００４６】本実施の形態では第１の実施の形態で示し
た図２（ｄ）工程の後に電解メッキ法によって撥水メッ
キ層２５を形成している。このような工程にすることに
よって撥水メッキ層２５の厚みを制御するだけでなく、
吐出口２１０ｃ内部における撥水性を示す部分と非撥水
性の部分との境界を正確に制御できるのである。これに
よりインクの吐出特性は従来にまして安定化し、インク
ジェットヘッドとしての信頼性の向上につながる。

【００４７】本実施の形態ではフッ素系材料を含んだＮ
ｉメッキにより、撥水メッキ層２５を１０μｍの厚みで
形成した。また撥水メッキ層２５のメッキを行った後に
はフッ素系材料を固化させるために、３５０℃の電気炉
内で４５分間焼成した。なお、それ以外の工程に関して
は、第１の実施の形態で示した条件ですべて製造を行っ
た。

【００４８】（第３の実施の形態）第３の実施の形態で
は吐出口から離れた位置にインク逃がし用の窪み（イン
ク逃げ部）を形成した。図４はインク逃げ部が形成され
ている本発明のインクジェットヘッド用ノズル板の形態
とそのメンテナンス状態を示した図である。

【００４９】図４で示されるノズル板２０ｃにはインク
７００に充たされた吐出口２１０ｃの横にインク逃げ部
２６が形成されている。まず、このインク逃げ部２６の
形成方法から説明する。

【００５０】第１の実施の形態で説明した製造方法と同
様に透明基板上に不透明導電性層３０ｂをパターン化形
成するが、本実施の形態では吐出口２１０ｃとなる吐出
口用開口部３１の他にさらに微小なインク逃げ部用開口
部３２がパターン化されている。このインク逃げ部用開
口部３２はパターン幅が第１の電鋳層２１ｂの厚みの１
〜２倍の寸法で形成されている。そのため第１の電鋳層
２１ｂが形成された後の状態では、このインク逃げ部用
開口部３２は第１の電鋳層２１ｂに完全に覆われた状態
になっており、インク逃げ部用パターンの形跡のみを残
すこととなる。その結果、その後の工程におけるレジス
ト（感光不溶性材料）のバック露光では、吐出口用開口
部３１の部分しか露光されない。それ以外の部分は未露
光のため、すべて現像されて除去されてしまう。なおイ
ンク逃げ部用開口部３２のパターン幅が第１の電鋳層の
厚み以下（すなわち１倍以下）の場合、パターンの形跡
はほとんど残らず、本発明の効果をあげることができな
い。本実施形態の場合、形跡を残すことが大きな特徴と
なっている。本実施の形態ではインク逃げ部用開口部３
２の幅を４０μｍ、第１の電鋳層２１ｂの厚さを２０μ
ｍとした。

【００５１】このような構成にすることで、第２の電鋳
層２２ｂは、第１の実施の形態と同様に、吐出口２１０
ｃを形成するためのレジストの部分を除き、第１の電鋳
層２１ｂ上すべてに形成されていく。この時、第１の電
鋳層２１ｂには図４にも示されているようにインク逃げ
部用開口部３２の形跡が残されており、第２の電鋳層２
２ｂの形成後にもその形跡は残っていく。この残された
形跡を本実施形態ではインク逃げ部２６として利用して
いる。このインク逃げ部２６の平面形状（図面上では奥
行き方向のため描かれていない。）はインク逃げ部用開
口部３２によって決定されるが、どのような形状であっ
ても特に問題ない。本実施の形態では、図面の奥行き方
向に直線形状でインク逃げ部２６は形成されている。

【００５２】次に、メンテナンス時におけるこのインク
逃げ部の働きを説明する。図４（ａ）はインク吐出後に
ノズル板２０ｃの表面において吐出口２１０ｃ周辺に余
分なインクが溜まってしまった状態を示している。この
溜まってしまった余分なインクを取り除くためにメンテ
ナンス機構の一つであるゴムブレード６００がノズル板
２０ｃの表面をこすりながら矢印方向に移動していく。

【００５３】すると、吐出口２１０ｃ周辺に溜まってい
た余分なインクはゴムブレード６００により吐出口２１
０ｃから離れた位置に形成されているインク逃げ部２６
に押し流される。インク逃げ部２６付近までくるとイン
ク７００ａは一種の毛細管現象によりインク逃げ部２６
に集められる（図４（ｂ））。

【００５４】その後、メンテナンス機構のまた別の機構
であるインク吸引機構６１０によって、インク逃げ部２
６に溜められたインク７００ａは取り除かれる。このよ
うな構造にすることによって、不要なインクや付着物の
取り残しを少なくでき、その結果、ノズル板２０ｃの表
面は絶えずきれいな状態に保たれることとなる。以上が
本実施形態のノズル板の特徴とその利点である。

【００５５】（第４の実施の形態）図５に本発明による
第４の実施の形態の構成とその製造方法を示す。本実施
の形態では吐出口２１０ｃの周囲に平面状の非接触面２
４ｃと曲面状の非接触面２４ｂを設けた形態をしてい
る。

【００５６】その製造方法について以下に説明する。ま
ず、図５（ａ）に示すように、透明基板１０上に不透明
導電性層３０ｃ、３０ｄを形成する。本実施形態におい
て不透明導電性層３０ｃ、３０ｄはどちらもＣｕ膜をス
パッタリング法で０．２μｍの厚みで成膜し、その後フ
ォトリソグラフィー法によってパターン化した。不透明
導電性層３０ｃと３０ｄとは約２０μｍの間隔で離され
て形成されている。また不透明導電性層３０ｄの中央部
には吐出口形成のためのφ５０μｍの開口パターンがあ
けられている。なお透明基板１０は０．４μｍ厚のガラ
ス基板を用いた。

【００５７】次に図５（ｂ）のように不透明導電性層３
０ｃに電流を流し、Ｎｉによる電鋳メッキを行い第１の
電鋳層２１ｃを形成した。電鋳メッキ条件は第１の実施
形態と同じ条件を用いた。この時、形成された第１の電
鋳層３０ｃの厚みは２０μｍであった。そのため、この
第１の電鋳層３０ｃによって、分離されていた不透明導
電性層３０ｃと３０ｄは電気的に導通させることができ
た。

【００５８】その後、図５（ｃ）のように、レジスト２
５０ｃを形成する。本実施の形態において、レジスト２
５０ｃは第１の実施形態で示した方法と同じ方法で同じ
条件で形成し、その形状も同様の形状であった。

【００５９】つぎに、第２の電鋳層２２ｃをＮｉ電鋳メ
ッキ法により４０μｍの厚みで形成した（図５
（ｄ））。

【００６０】最後に、透明基板１０とレジスト２５０と
を除去してノズル板２０ｄが完成する（図５（ｅ））。
この方法により形成されたノズル板２０ｄの表面には、
接触面２３ｂと、その面から一段奥まって形成される平
面状の非接触面２４ｃと、接触面２３ｂから連続的にな
めらかに形成され非接触面２４ｃにつながる曲面状の非
接触面２４ｂが形成されている。吐出口２１０ｃは平面
状の非接触面２４ｃに構成されている。

【００６１】本実施形態では、図５（ａ）における不透
明導電性膜３０ｄのパターン形状を任意に設計すること
によって、吐出口２１０ｃを非接触面２４ｃの適当な位
置に構成することが可能である。上記に説明した製造方
法からもかかるように、この場合においても位置合わせ
工程は一切必要としない。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、適
度なテーパー角を有する吐出口を形成できるため、従来
の電鋳法によるノズル板では限界があった高密度化に対
して十分に対応可能である。

【００６３】さらに、本発明によると、ノズル板表面か
ら窪んだ面に吐出口が形成される。そして、その形成
は、一連の製造工程の中で形成され、従来必要とされて
いた吐出口の位置合わせ工程が無く、生産性の面で従来
よりも優れている。

【００６４】さらには、本発明では、従来設けられてい
た吐出口周辺部の段差部が存在せず、その代わりに、吐
出口周辺部にノズル板表面から連続的に連なる曲面から
なる窪みが形成されている。その結果、ノズル板のメン
テナンス時に、吐出口周辺部分に損傷を与えないだけで
なく、メンテナンス機構側にも損傷を与えることもな
い。これにより、メンテナンス機構の信頼性が向上し、
その結果インクジェットプリンタとして信頼性を向上さ
せることができる。

【００６５】さらには、本発明によれば、ノズル板表面
に撥水メッキ層を容易に設けることが可能であり、その
撥水メッキ層の厚みを制御することによって吐出口内の
撥水部分と非撥水部分との境界を正確に設けることがで
きる。このため、インクの吐出が安定し、高い印字品質
を得ることができる。

【００６６】さらに本発明によれば、ノズル板表面にイ
ンク逃げ部を設けることができる。メンテナンス時には
このインク逃げ部に不要なインクや付着物が集められ、
その後、一括して除去される。このような構成にするこ
とによって、インクの取り残しを少なくでき、その結
果、メンテナンスの信頼性が向上する。これもまたイン
クジェットプリンターとしての信頼性向上につながるも
のである。

【００６７】以上のように、本発明のインクジェットヘ
ッド部品では、高印字品質・高密度化が達成でき、さら
に生産性が向上し、且つ高い信頼性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
トヘッド部品の要部断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
トヘッド部品の製造工程を示した要部断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態におけるインクジェッ
トヘッド部品の要部断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態におけるインクジェッ
トヘッド部品の要部断面とそのメンテナンス状態を示し
た図である。

【図５】本発明の第４の実施形態におけるインクジェッ
トヘッド部品の製造工程を示した要部断面図である。

【図６】従来のインクジェットプリンターにおけるイン
クジェットヘッドのメンテナンス方法を示した図であ
る。

【図７】従来のインクジェットヘッド部品の製造方法で
ある。

【図８】従来の別のインクジェットヘッド部品の製造方
法である。

【図９】従来の基本的なインクジェットヘッドの構成図
である。

【符号の説明】

１０ 透明基板 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ ノズル板 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 第１の電鋳層 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 第２の電鋳層 ２３ａ、２３ｂ 接触面 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 非接触面 ２５ 撥水メッキ層 ２６ インク逃げ部 ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 不透明導電性層 ３１ 吐出口用開口部 ３２ インク逃げ部用開口部 １００ 液室部品 １１０ 液室 ２００、２００ａ、２００ｂ ノズル板 ２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ 吐出口 ２２０、２２０ａ、２２０ｂ 段差部 ２３０ 吐出口付き基板 ２４０ａ、２４０ｂ ドライフィルムレジスト ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ レジスト ２６０ 基板 ２７０ 段差部メッキ層 ３００ ダイアフラム ４００ 圧電素子 ５００ 基台 ６００ ゴムブレード ６１０ インク吸引機構 ７００ インク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともインクを溜め加圧室の役目を
   する液室と、該液室で加圧されたインクを吐出させるた
   めの多数の吐出口を有するノズル板と、前記吐出口の周
   辺に付着する余分なインクや付着物等を除去するための
   メンテナンス機構とを備えた描画装置に用いられるイン
   クジェットヘッド用ノズル板であって、 電鋳法によって形成されインクジェットヘッド用ノズル
   板の一部を形成する第１の電鋳層と、電鋳法によって形
   成され前記インクジェットヘッド用ノズル板の残部を形
   成する第２の電鋳層とを備え、該第２の電鋳層は電鋳法
   によって形成される過程で前記第１の電鋳層に結合され
   一体に形成され、且つ前記第２の電鋳層の表面に前記メ
   ンテナンス機構と直接的に接触する接触面と、前記吐出
   口の周囲に凹状に形成され前記メンテナンス機構と直接
   的な接触をもたない非接触面とを設け、前記接触面と前
   記非接触面とが滑らかな曲面によって接続するように構
   成されていることを特徴とするインクジェットヘッド用
   ノズル板。
2. 【請求項２】 前記非接触面の表面にインクに対して撥
   水性を有する撥水層が所望の厚みで形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用ノ
   ズル板。
3. 【請求項３】 前記吐出口から所定の間隔で離れた位置
   に余分なインクや付着物等を一時的に蓄えておくための
   インク逃げ部を有することを特徴とする請求項１もしく
   は２記載のインクジェットヘッド用ノズル板。
4. 【請求項４】 少なくともインクを溜め加圧室の役目を
   する液室と、該液室で加圧されたインクを吐出させるた
   めの多数の吐出口を有するノズル板と、前記吐出口の周
   辺に付着する余分なインクや付着物等を除去するための
   メンテナンス機構とを備えた描画装置に用いられるイン
   クジェットヘッド用ノズル板の製造方法であって、 透明基板上に不透明導電性層を所望の形状で形成する工
   程と、前記不透明導電性層を電極として電鋳メッキを行
   い前記不透明導電性層上に所望の厚みで第１の電鋳層を
   形成する工程と、前記透明基板の前記第１の電鋳層が形
   成されている一方の面に感光不溶性材料を塗布し前記透
   明基板の前記第１の電鋳層が形成されていない他方の面
   側から前記透明基板を介して露光を行い更に現像するこ
   とによってパターン化された感光不溶性材料層を形成す
   る工程と、前記第１の電鋳層を電極として電鋳メッキを
   行い前記第１の電鋳層上に所望の厚みで第２の電鋳層を
   形成する工程と、前記透明基板および前記感光不溶性材
   料層を前記第１の電鋳層及び前記第２の電鋳層から除去
   する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘ
   ッド用ノズル板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第２の電鋳層上にメッキ法によって
   インクに対して撥水性を有する撥水層を所望の厚みで形
   成する工程を有することを特徴とする請求項４記載のイ
   ンクジェットヘッド用ノズル板の製造方法。
6. 【請求項６】 所望の形状で形成される前記不透明導電
   性層のパターンにおいて、隣接する不透明導電性層のパ
   ターンの互いの間隔が前記第１の電鋳層の厚さに対して
   １〜２倍の幅で成膜されることを特徴とする請求項４も
   しくは５記載のインクジェットヘッド用ノズル板の製造
   方法。