(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な括れ状ノズルが形成されたノズルプレートを提供する。【解決手段】単結晶シリコン基板６２を異方性エッチングして、前記単結晶シリコン基板の第１主面から第２主面に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部５１ａを形成する工程と、前記単結晶シリコン基板の少なくとも前記第２主面側にレジストを形成する工程と、前記テーパ状孔部が形成された前記単結晶シリコン基板をマスクとして、前記第１主面から前記第２主面の方向に向かって次第に広くなる逆テーパ状に前記レジストを露光する工程と、前記レジストを現像する工程と、前記単結晶シリコン基板の前記第２主面側に機能性膜６４を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコン基板を異方性エッチングして、前記単結晶シリコン基板の第１主面から第２主面に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部を形成する工程と、
前記単結晶シリコン基板の少なくとも前記第２主面側にレジストを形成する工程と、
前記テーパ状孔部が形成された前記単結晶シリコン基板をマスクとして、前記第１主面から前記第２主面の方向に向かって次第に広くなる逆テーパ状に前記レジストを露光する工程と、
前記レジストを現像する工程と、
前記単結晶シリコン基板の前記第２主面側に機能性膜を形成する工程と、
前記レジストを除去する工程と、
を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
前記単結晶シリコン基板の前記第１主面は、結晶面方位（１００）面で構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３】
前記異方性エッチングにより現出した面に反射した光を利用して前記レジストを露光することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記単結晶シリコン基板の前記第１主面側に光透過性基板を配置して、前記光透過性基板を介して前記レジストを露光することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
前記機能性膜は、樹脂膜又は金属膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記機能性膜は、インクに対して撥液性を有する膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記機能性膜をフッ素樹脂含有の共析めっきにて形成することを特徴とする請求項６に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記単結晶シリコン基板を異方性エッチングした後に、前記単結晶シリコン基板の前記第２主面の表面に金属膜を形成する工程を更に含み、
前記露光及び現像を行った後に、前記金属膜の表面に前記機能性膜を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
液体吐出側に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部と、前記テーパ状孔部から液体吐出側に向かって次第に広くなる逆テーパ状孔部とから構成される括れ状のノズルが形成されたノズルプレートであって、
前記テーパ状孔部は単結晶シリコン基板に形成されるとともに、前記逆テーパ状孔部は前記単結晶シリコン基板の液体吐出側に配置される機能性膜に形成され、
前記機能性膜は、前記単結晶シリコン基板とは異なる材質で構成されていることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１０】
前記単結晶シリコン基板に形成されるテーパ状孔部の液体吐出側の開口と、前記機能性膜に形成される逆テーパ状孔部の液体吐出側とは反対側の開口は、同一形状であることを特徴とする請求項９に記載のノズルプレート。
【請求項１１】
前記単結晶シリコン基板の液体吐出側と反対側の面は結晶面方位（１００）面で構成されるとともに、前記テーパ状孔部の内壁面は結晶面方位（１１１）面で構成されることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のノズルプレート。
【請求項１２】
前記機能性膜に形成される逆テーパ状孔部の内壁面のノズル軸に対する傾斜角は、前記単結晶シリコン基板に形成されるテーパ状孔部の内壁面のノズル軸に対する傾斜角より広角であることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、液体吐出ヘッド、及び画像形成装置に係り、特に、液体吐出側に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部と、テーパ状孔部から液体吐出側に向かって次第に広くなる逆テーパ状孔部とから構成される括れ状ノズルが形成されたノズルプレートの製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置の記録ヘッドには、複数のノズルが形成されたノズルプレートが設けられており、各ノズルからインク滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録が行われる。例えば、圧電素子の変位を利用してインク吐出を行う圧電方式や、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用してインク吐出を行うサーマル方式などの記録ヘッドがある。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置において高画質化や高速記録化を実現するためには、ノズルプレートに形成される各ノズルの高精度化や多ノズル化が要求される。特に高粘度インクの高速吐出を可能にするためには、流体抵抗を下げ、インクのリフィル性を向上させることが必要であり、インク吐出側に向かって次第に狭くなるテーパ状のノズルが求められる。
【０００４】
しかしながら、このようなテーパ状のノズルでは、インク吐出側開口縁部（ノズルエッジ部）が鋭く尖った鋭角形状となるため、例えばゴムなどで構成されるブレードでノズルプレート表面（インク吐出面）をワイピングすると、ノズルエッジ部にブレードが当たり、ノズルエッジ部を破損してしまう恐れがある。また、テーパ状のノズルでは、インク吐出側とは反対側（インク流入側）の開口径が大きくなるため、多ノズル化には不向きであるという問題もある。
【０００５】
このような問題に対して、例えば、特許文献１では、シリコン単結晶の（１００）面が表面に配向されたシリコン基板（シリコンウェーハ）を両面から異方性エッチングして、ノズルの最小径部をシリコン基板の厚みの中間部分に設けたノズルプレートが提案されている。
【０００６】
また、ノズルプレートには、インク吐出側の表面に撥液膜（撥インク膜）が設けられているものが多く存在する。インクジェット記録方式では、その方式上、各ノズルからインク滴が吐出されると同時に微滴（サテライト滴）が発生しやすく、ノズルプレート表面に微滴が付着することがある。特にノズル開口周辺に微滴が付着すると、インク滴の飛翔方向にばらつきが生じて、インク滴の着弾位置にずれが生じ、濃度むらや白スジなどの画像欠陥が発生する要因となる。このため、ノズルプレート表面に撥液膜を設けて、ワイピングによってノズルプレート表面に付着した微滴を除去しやすいように工夫がなされている。
【０００７】
しかしながら、撥液膜におけるノズル周囲のエッジ部分（開口部分縁端近傍）が、上記の広角テーパノズルの場合と同様に鋭角状に形成されていると、ワイピングによって撥液膜が剥離してしまう問題がある。また、インクの吐出安定性（噴射安定性）にばらつきが発生する恐れもある。
【０００８】
このような問題に対して、例えば、特許文献２では、ノズルプレート表面に形成された撥液膜の開口部分の形状がインク吐出側に向かって開口面積が順次大きくなっていくラウンド形状となるように構成されたノズルプレートが提案されている。
【特許文献１】特開昭５６−１２６４６０号公報
【特許文献２】特開２００６−５１８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般にシリコン基板（シリコンウェハ）を異方性エッチングする技術によれば、エッチングが行われる面に対して斜めに傾いた傾斜面（テーパ面）を有するテーパ状のノズルを形成することができ、その傾斜角（テーパ角）はシリコン結晶面で決まるため、均一且つ精度の良いノズルを得ることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、シリコン基板の両面から異方性エッチングすることによって括れ状ノズルを形成しており、一方の面からエッチングされた孔部と他方の面からエッチングされた孔部とで位置ずれが生じやすく、これら２つの孔部によって構成される括れ状ノズルの中心軸（ノズル軸）がずれてしまう恐れがある。このため、ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向にばらつきが生じるなどの悪影響が出てしまう可能性がある。また、同文献によれば、シリコン基板の表裏のパターンの同軸性を精度良く合わせるために、位置決め用の貫通孔を予めシリコン基板に２箇所あけておくことが望ましいとされているが、シリコン基板の両面に対して別々の工程で異方性エッチングすることについては変わりなく、アライメントの誤差により位置ずれが生じる可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２では、ノズルプレート表面にディスペンサを用いてシリコン樹脂を塗布して撥液膜（撥インク膜）を形成する方法が記載されているが、これだけではノズルがシリコン樹脂で目詰まりを起こしてしまう問題がある。また、ノズルから気体を噴射しながらシリコン樹脂を塗布する態様や、気体を噴射しないでシリコン樹脂を塗布し、予め定められた深さまでシリコン樹脂が侵入した後、ノズルから気体を噴射させる態様が記載されているが、いずれの態様においてもノズルの目詰まりは防止できると考えられるものの、撥液膜の開口部分のラウンド形状は自然形成のため形状ばらつきが生じやすい問題がある。また、ノズルプレートと撥液膜の接する点での角度の変化が小さく、メニスカスの位置が安定しない問題もある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高精度な括れ状ノズルが形成されたノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、液体吐出ヘッド、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、単結晶シリコン基板を異方性エッチングして、前記単結晶シリコン基板の第１主面から第２主面に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部を形成する工程と、前記単結晶シリコン基板の少なくとも前記第２主面側にレジストを形成する工程と、前記テーパ状孔部が形成された前記単結晶シリコン基板をマスクとして、前記第１主面から前記第２主面の方向に向かって次第に広くなる逆テーパ状に前記レジストを露光する工程と、前記レジストを現像する工程と、前記単結晶シリコン基板の前記第２主面側に機能性膜を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、異方性エッチングによってテーパ状孔部が形成された単結晶シリコン基板をマスクとして、単結晶シリコン基板の第２主面側に形成したレジスト（感光性樹脂）を逆テーパ状に露光することで、現像後、単結晶シリコン基板のテーパ状孔部に対して位置ずれのない高精度なレジスト柱を得ることができ、レジスト柱の外形に対応する逆テーパ状孔部を有する機能性膜を単結晶シリコン基板の第２主面側に形成することができる。この結果、テーパ状孔部と逆テーパ状孔部から構成される高精度な括れ状ノズルを一括形成することができる。
【００１５】
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、前記単結晶シリコン基板の前記第１主面は、結晶面方位（１００）面で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、単結晶シリコン基板の第１主面が結晶面方位（１００）面で構成されている態様が好ましい。結晶面方位（１００）面に対して異方性エッチングを行うことで、対称性の高いノズルを形成することができ、吐出方向の安定化を図ることができる。
【００１７】
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であって、前記異方性エッチングにより現出した面に反射した光を利用して前記レジストを露光することを特徴とする。
【００１８】
本発明において、異方性エッチングにより現出した面（即ち、単結晶シリコン基板に形成されたテーパ状孔部の内壁面）に反射した光を利用してレジストを露光する態様が好ましい。反射光を利用しない場合に比べて広角な逆テーパ状のレジスト柱を得ることができ、レジスト柱の外形に対応して形成される機能性膜の逆テーパ状孔部の形状自由度が向上する。また、広角な逆テーパ状孔部を機能性膜に形成しておくことで、ノズルエッジ部（ノズルの液体吐出側開口縁部）の保護効果が高まり、ワイピングなどによるノズルエッジ部の破損を防止することができ、吐出安定性が向上する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記単結晶シリコン基板の前記第１主面側に光透過性基板を配置して、前記光透過性基板を介して前記レジストを露光することを特徴とする。
【００２０】
請求項４の態様によれば、レジストに対する入射光が安定化するので、形状精度の良いレジストパターン（レジスト柱）を得ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記機能性膜は、樹脂膜又は金属膜であることを特徴とする。
【００２２】
請求項５の態様によれば、ノズルエッジ部（液体吐出側開口縁部）の強度が向上し、ワイピングなどによるノズルエッジ部の破損を防止することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記機能性膜は、インクに対して撥液性を有する膜であることを特徴とする。
【００２４】
請求項６の態様によれば、ワイピングなどによってノズルプレートに付着した液滴を除去しやすくなるとともに、メニスカスの位置安定性が向上する。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記機能性膜をフッ素樹脂含有の共析めっきにて形成することを特徴とする。
【００２６】
請求項７の態様によれば、撥液膜を高精度に形成することができるとともに、金属で構成されるため剛性が高く、ノズルエッジ部（液体吐出側開口縁部）の保護効果が高く、ワイピングなどによるノズルエッジ部の破損を防止することができる。また、メニスカスの位置安定性が向上する。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記単結晶シリコン基板を異方性エッチングした後に、前記単結晶シリコン基板の前記第２主面の表面に金属膜を形成する工程を更に含み、前記露光及び現像を行った後に、前記金属膜の表面に前記機能性膜を形成することを特徴とする。
【００２８】
請求項８の態様によれば、単結晶シリコン基板の第２主面の表面に金属膜を形成しておくことで、金属膜を電極として電気めっきで機能性膜を形成することが可能となり、めっき時間の短縮を図ることができる。また、金属膜を下地として無電解めっきで機能性膜を形成することも可能となり、この場合は触媒化工程が不要となる。
【００２９】
また、前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、液体吐出側に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部と、前記テーパ状孔部から液体吐出側に向かって次第に広くなる逆テーパ状孔部とから構成される括れ状のノズルが形成されたノズルプレートであって、  前記テーパ状孔部は単結晶シリコン基板に形成されるとともに、前記逆テーパ状孔部は前記単結晶シリコン基板の液体吐出側に配置される機能性膜に形成され、前記機能性膜は、前記単結晶シリコン基板とは異なる材質で構成されていることを特徴とするノズルプレートを提供する。
【００３０】
本発明によれば、単結晶シリコン基板に形成されるテーパ状孔部によって流路抵抗が低減するとともに、機能性膜に形成される逆テーパ孔部によってノズルエッジ部（ノズルの液体吐出側開口部）の保護が可能となる。また、テーパ状孔部と逆テーパ状孔部の界面においてメニスカスの位置安定性が高くなる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のノズルプレートであって、前記単結晶シリコン基板に形成されるテーパ状孔部の液体吐出側の開口と、前記機能性膜に形成される逆テーパ状孔部の液体吐出側とは反対側の開口は、同一形状であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は請求項１０に記載のノズルプレートであって、前記単結晶シリコン基板の液体吐出側と反対側の面は結晶面方位（１００）面で構成されるとともに、前記テーパ状孔部の内壁面は結晶面方位（１１１）面で構成されることを特徴とする。
【００３３】
請求項１２に記載の発明は、請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のノズルプレートであって、前記機能性膜に形成される逆テーパ状孔部の内壁面のノズル軸に対する傾斜角は、前記単結晶シリコン基板に形成されるテーパ状孔部の内壁面のノズル軸に対する傾斜角より広角であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１２の態様によれば、メニスカスの位置を更に安定化させることができ、吐出安定性が向上する。
【００３５】
請求項１３に記載の発明は、請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【００３６】
本発明によれば、高耐久性、吐出性能に優れたヘッドを実現することができる。
【００３７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の液体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。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、異方性エッチングによってテーパ状孔部が形成された単結晶シリコン基板をマスクとして、単結晶シリコン基板の第２主面側に形成したレジスト（感光性樹脂）を逆テーパ状に露光することで、現像後、単結晶シリコン基板のテーパ状孔部に対して位置ずれのない高精度なレジスト柱を得ることができ、レジスト柱の外形に対応する逆テーパ状孔部を有する機能性膜を単結晶シリコン基板の第２主面側に形成することができる。この結果、テーパ状孔部と逆テーパ状孔部から構成される高精度な括れ状ノズルを一括形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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。
【００４０】
〔インクジェット記録装置〕
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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（図２参照）。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
〔記録ヘッドの構造〕
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５０の構造について説明する。
【００６５】
図３は、記録ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。本例の記録ヘッド５０は、図３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。
【００６６】
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。
【００６７】
なお、圧力室５２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５１や供給口５４の配置も図３に示す配置に限定されるものではない。
【００６８】
図４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３中４−４線に沿う断面図）である。また、図５は、ノズル５１周辺部の拡大断面図である。
【００６９】
図４及び図５に示すように、記録ヘッド５０に設けられるノズルプレート６０は、単結晶シリコン基板６２と、単結晶シリコン基板６２の第２主面６２ｂ側（インク吐出側）に配置される機能性膜６４とから構成される。
【００７０】
ノズルプレート６０には、インク吐出側（図の下側）に向かって次第に狭くなるテーパ状孔部５１ａと、テーパ状孔部５１ａからインク吐出側に向かって次第に広くなる逆テーパ状孔部５１ｂとから構成される括れ形状のノズル５１が設けられている。テーパ状孔部５１ａは単結晶シリコン基板６２に形成され、逆テーパ状孔部５１ｂは機能性膜６４に形成される。単結晶シリコン基板６２の第１主面６２ａは結晶面方位（１００）面で構成されるとともに、テーパ状孔部５１ａの内壁面（傾斜面）６６は結晶面方位（１１１）面で構成される。
【００７１】
機能性膜６４は、例えば金属膜や樹脂膜などで構成され、単結晶シリコン基板６２とは異なる材質で構成されている。機能性膜６４は１層に限らず、２層以上設けられていてもよい。機能性膜６４によって、ノズル５１のインク吐出側開口縁部（ノズルエッジ部）の強度が向上し、ワイピング時の応力集中が少なく、ノズルエッジ部の破損を防止することができる。このように機能性膜６４はノズル５１の保護膜としても機能する。特に機能性膜６４を金属膜で構成する場合には、剛性が高くなるため、ノズル保護の効果が大きくなる。
【００７２】
本明細書において、このような括れ形状のノズルを「括れ状ノズル」と称することにする。なお、図示は省略するが、ノズルプレート６０には複数の括れ状ノズル５１が２次元的に配列されている（図３参照）。
【００７３】
本実施形態における括れ状ノズル５１は、後述する反射光を利用する場合の製造方法によって、図５に示すように、機能性膜６４に形成される逆テーパ状孔部５１ｂの傾斜角（テーパ角）θｂは、単結晶シリコン基板６２に形成されるテーパ状孔部５１ａの傾斜角（テーパ角）θａより広角（即ち、θｂ＞θａ）に構成されている。本構成によれば、メニスカスの位置を更に安定させることが可能となる。なお、各傾斜角θａ、θｂはそれぞれ対応する孔部内壁面のノズル軸Ｐに対する傾斜角とする。
【００７４】
また、本実施形態における括れ状ノズル５１は、図示は省略するが、単結晶シリコン基板６２に形成されるテーパ状孔部５１ａの開口と、機能性膜６４に形成される逆テーパ状孔部５１ｂの開口は同一形状となっている。本構成によれば、異なる開口形状の場合に比べて、吐出安定性が向上する。
【００７５】
ノズルプレート６０に形成される各ノズル５１は、図４に示すように、それぞれ対応する圧力室５２に連通している。圧力室５２はノズル５１から吐出するためのインクが充填される空間部であり、その一端には供給口５４が形成されており、供給口５４を介して共通流路５５と連通している。図示は省略するが、共通流路５５は複数の圧力室５２と連通しており、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクは共通流路５５を通って各圧力室５２に分配供給される。
【００７６】
振動板５６は、圧力室５２の一壁面（図４の上面）を構成するとともに、ステンレス（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）などの導電性材料などから成り、各圧力室５２に対応して配置される複数の圧電素子５８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。また、シリコンにて振動板を形成する態様も可能である。振動板５６上の圧力室５２側と反対側（図４において上側）の面には、各圧力室５２に対応する位置に、個別電極５７を備える圧電素子５８が設けられる。圧電素子５８には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電材料が好適に用いられる。
【００７７】
かかる構成により、圧電素子５８に駆動電圧が印加されると、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、駆動電圧の印加が解除されると、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。
【００７８】
本実施形態によれば、括れ状ノズル５１におけるテーパ状孔部５１ａの流路抵抗が低減するのでリフィル性が向上し、高粘度インクの高周波吐出が可能となる。また、テーパ状孔部５１ａと逆テーパ状孔部５１ｂの界面に相当する最小径部においてメニスカスの位置安定性が高くなり、吐出安定性が向上する。また、逆テーパ状孔部５１ｂが形成される機能性膜６４によってノズルエッジ部の破損を防止することができる。
【００７９】
また、２層以上の機能性膜６４を設ける態様によれば、機能性膜６４が備える機能を層毎に変えることができ様々な効果を得ることができる。
【００８０】
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。
【００８１】
〔インク供給系の構成〕
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
〔ノズルプレートの製造方法〕
次に、本発明に係るノズルプレートの製造方法の一例について説明する。
【００９２】
図７及び図８は、本実施形態のノズルプレート６０の製造方法を示した工程図である。以下、これらの図を参照しながらノズルプレート６０の製造方法を説明する。
【００９３】
まず、図７（ａ）に示すように、結晶面方位（１００）面が第１主面２００ａ及び第２主面２００ｂとなる単結晶シリコン基板２００を準備する。この単結晶シリコン基板２００の全面には、例えば熱酸化法等によってシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）２０２を形成しておく。
【００９４】
次に、図７（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側及び第２主面２００ｂ側のシリコン酸化膜２０２上にレジスト層２０４を形成する。具体的には、第１主面２００ａ側及び第２主面２００ｂ側のシリコン酸化膜２０２の表面全体にレジスト（感光性樹脂）を塗布し、括れ状ノズル５１のテーパ状孔部５１ａ（図５参照）に対応するマスクパターンを介して第１主面２００ａ側から露光し、現像を行う。こうして、図７（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側には開口部２０４ａを有するレジスト層２０４Ａがパターニングされる。一方、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側にはシリコン酸化膜２０２の表面全体にレジスト層２０４Ｂが配置された状態となる。
【００９５】
次に、図７（ｃ）に示すように、上記のようにして形成されたレジスト層２０４（２０４Ａ、２０４Ｂ）をマスクとして、フッ化水素（フッ酸）などによってシリコン酸化膜２０２をエッチングする。これにより、第１主面２００ａ側のレジスト層２０４Ａの開口部２０４ａ（図７（ｂ）参照）から露出しているシリコン酸化膜２０２が除去される。こうして、異方性エッチングが開始される単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ（即ち、結晶面方位（１００）面）が露出する。その後、第１主面２００ａ側及び第２主面２００ｂ側のレジスト層２０４（２０４Ａ、２０４Ｂ）を除去する。
【００９６】
次に、図７（ｄ）に示すように、上記のようにして形成されたシリコン酸化膜２０２をマスクとして、単結晶シリコン基板２００を異方性エッチングする。異方性エッチングには、エッチング液としてＫＯＨ、ＴＭＡＨなどを用いる。エッチング条件として液の濃度や温度があるが、これらは状況に応じて適宜選択すればよい。例えば、ＫＯＨでは、濃度４０〜５０ｗｔ％、温度７０〜８０℃で行う。また、ＴＭＡＨでは、濃度３０〜４０ｗｔ％、温度８０〜９０℃で行う。異方性エッチングが実行されると、単結晶シリコン基板２００のシリコン酸化膜２０２で覆われていない露出部分はエッチング除去され、図７（ｄ）に示すように、結晶面方位（１００）面で構成される単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａに対して約５５度傾斜した結晶面方位（１１１）面で構成される傾斜面２０６が現出する。こうして、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａから第２主面２００ｂに向かって次第に狭くなるテーパ状孔部２０８が形成される。
【００９７】
その後、図７（ｅ）に示すように、フッ化水素（フッ酸）などでシリコン酸化膜２０２を除去する。図７（ｅ）の単結晶シリコン基板２００を第２主面２００ｂ側から見たときの平面図を図７（ｆ）に示す。
【００９８】
上述した本製造方法では、異方性エッチングが開始される面（単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ）は結晶面方位（１００）面で構成されているが、本発明の実施に際して、異方性エッチングが開始される面の結晶面方位は特に限定されるものではない。
【００９９】
なお、本発明においては、結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａが結晶面方位（１００）面で構成されることが好ましい。即ち、異方性エッチングが開始される面を結晶面方位（１００）面とすることで、図７（ｆ）に示すように、ノズル中心軸に対して４回回転対称のテーパ状孔部２０８（即ち、ノズル５１）を形成することができ、ノズル５１の対称性が高く、吐出方向が安定する。
【０１００】
また、本製造方法においては、レジスト層２０４を除去してからシリコン酸化膜２０２をマスクとして異方性エッチングを行っているが、シリコン酸化膜２０２だけでは異方性エッチングのマスクとして耐えられない場合は、レジスト層２０４を除去せず残して、レジスト層２０４を異方性エッチングのマスクとして利用する態様も可能である。
【０１０１】
次に、図８（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側、第２主面２００ｂ側、及びテーパ状孔部２０８内部にレジスト２１０を配置する。このとき、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側には、ガラス基板２１２を配置しておく。なお、ガラス基板２１２を活用したレジスト２１０の配置方法については後で説明する。
【０１０２】
次に、図８（ｂ）に示すように、テーパ状孔部２０８が形成された単結晶シリコン基板２００をマスクとして、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａから第２主面２００ｂに向かう方向に向かって次第に広くなる逆テーパ状に第２主面２００ｂ側のレジスト２１０を露光する。具体的には、光源（不図示）から照射される光（平行光）がガラス基板２１２の表面（単結晶シリコン基板２００側とは反対側の面）に対して垂直でない斜めの角度で入射するように、単結晶シリコン基板２００やレジスト２１０を含むガラス基板２１２側を斜めに傾けた状態で、ガラス基板２１２の表面に対して垂直な軸を中心として前記ガラス基板２１２側を回転させながら露光（以下、「傾斜回転露光」という。）を行う。図８（ｂ）に示す矢印は、傾斜回転露光によってガラス基板２１２側からレジスト２１０に対して光が照射される様子を表している。
【０１０３】
また、前記傾斜回転露光に代えて、単結晶シリコン基板２００やレジスト２１０を含むガラス基板２１２側を光の照射方向に対して斜めに傾けずに垂直に固定した状態で光拡散板（不図示）を介して露光（以下、「拡散光露光」という。）する態様もある。光源から照射される光（平行光）は光拡散板を通過すると拡散光となるので、図８（ｂ）に示すように、傾斜回転露光と同様の露光を行うことができる。
【０１０４】
適性なエッチング条件によって単結晶シリコン基板２００を異方性エッチングしている場合、それにより現れる面（即ち、傾斜面２０６）は結晶面のため表面粗さが小さい。このため、上記のように傾斜回転露光又は拡散光露光が行われると、図８（ｂ）に示すように、ガラス基板２１２側からの照射光は傾斜面２０６で精度良く、且つ効率的に反射するので、その反射光によって、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側のレジスト２１０を広角に露光することができる。
【０１０５】
このような傾斜回転露光又は拡散光露光を行った後、レジスト２１０に対する現像を行うと、図８（ｃ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に広角逆テーパ状のレジスト柱２１０ａを得ることができる。
【０１０６】
次に、図８（ｄ）に示すように、上記のようにして得られたレジスト柱２１０ａを型として、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に機能性膜２１４を形成する。このとき、機能性膜２１４を２層以上形成してもよい。機能性膜２１４の形成方法として、例えば、めっきによって金属膜を形成する方法や、塗布によって樹脂膜を形成する方法などが挙げられる。このようにして得られる機能性膜２１４には、レジスト柱２１０ａの外形に対応した逆テーパ状孔部２１６が単結晶シリコン基板２００のテーパ状孔部２０８に対応して位置ずれすることなく高精度に形成される。
【０１０７】
そして最後に、図８（ｅ）に示すように、ガラス基板２１２を剥離するとともにレジスト２１０（レジスト柱２１０ａ含む）を除去する。こうして、単結晶シリコン基板２００及び機能性膜２１４から成るノズルプレート６０を得ることができる。
【０１０８】
本製造方法においては、図８（ｂ）に示したように、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側にガラス基板２１２を配置した状態でガラス基板２１２側から露光を行っている。本発明の実施に際してはガラス基板２１２を配置することは必ずしも必要ではないが、本製造方法で用いているガラス基板２１２などのように、露光で用いられる光（例えばＵＶ光など）を透過する平坦な基板（光透過性基板）を単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側に配置した状態で露光を行うことが好ましい。レジスト２１０に対する照射光（入射光）が安定するため、現像後に得られるレジスト柱２１０ａ（図８（ｃ）参照）の形状精度が向上する。この結果、括れ状ノズル５１の逆テーパ状孔部５１ｂ（特にインク吐出側開口縁部（ノズルエッジ部））を高精度に形成することができ吐出安定性が向上する。
【０１０９】
光透過性基板（ガラス基板２１２）の両面は平行且つ平坦であることがより好ましい。レジスト２１０に対する照射光を更に安定化させることができる。
【０１１０】
また、光透過性基板（ガラス基板２１２）の単結晶シリコン基板２００側（レジスト２１０と接する側）の面を荒らしておく態様もあり得る。即ち、図９に示すように、光透過性基板であるガラス基板２１２の照射光が入射する側の面（図９の下面）を平坦とする一方で、その反対側の面（図９の上面）を荒らしておく。このようにガラス基板２１２の単結晶シリコン基板２００側（レジスト２１０と接する側）の面を荒らしておくことで、ガラス基板２１２に対するレジスト２１０の密着性が向上し、製造プロセス中におけるガラス基板２１２の剥離を防止することができる。また、光源から照射された光（平行光）がガラス基板２１２の荒れた面（単結晶シリコン基板２００側の面）を通過すると散乱光になるため（図９参照）、上述した傾斜回転露光や拡散光露光を行うことなく、単結晶シリコン基板２００やレジスト２１０を含むガラス基板２１２側に対して平行光を垂直入射するだけで、傾斜回転露光や拡散光露光を行った場合と同様に、現像後に広角逆テーパ状のレジスト柱２１０ａを得ることができ、製造プロセスを簡易化することができる。
【０１１１】
本製造方法において、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側、第２主面２００ｂ側、及びテーパ状孔部２０８にレジスト２１０を配置する際、次のようにガラス基板２１２を活用することが好ましい。
【０１１２】
図１０は、ガラス基板２１２を活用したレジスト２１０の配置方法の一例を示した説明図である。まず、図１０（ａ）に示すように、ガラス基板２１２上にレジスト２１０を塗布（コート）する。次に、図１０（ｂ）に示すように、テーパ状孔部２０８が形成された単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側をガラス基板２１２側に向けて、ガラス基板２１２上のレジスト２１０を挟み込んだ状態で単結晶シリコン基板２００をガラス基板２１２側に押し付ける。テーパ状孔部２０８内部にはレジスト２１０が徐々に入り込み、最終的にはテーパ状孔部２０８内部はレジスト２１０で充填された状態となる。このとき、テーパ状孔部２０８の第２主面２００ｂ側開口部から少量のレジスト２１０がはみ出す程度に行うことが好ましい。テーパ状孔部２０８内部にレジスト２１０を完全に充填することができるので、残留気泡が生じることがなく、露光時の悪影響を未然に防ぐことができる。
【０１１３】
このようにテーパ状孔部２０８内部にレジスト２１０が充填された状態で、好ましくは、テーパ状孔部２０８の第２主面２００ｂ側開口部から少量のレジスト２１０がはみ出した状態で、図１０（ｃ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側にレジスト２１０を塗布する。こうして単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側、第２主面２００ｂ側、及びテーパ状孔部２０８にレジスト２１０を配置することができる。
【０１１４】
このようにガラス基板２１２を活用してレジスト２１０を配置する方法によれば、上述したように、テーパ状孔部２０８にレジスト２１０を完全に充填することができるとともに、ガラス基板２１２と単結晶シリコン基板２００を接着剤代わりにレジスト２１０で密着させる効果を得ることもできる。
【０１１５】
本製造方法において、単結晶シリコン基板２００にテーパ状孔部２０８を形成した段階で（図７（ｅ）参照）、最終的にノズルプレート６０が接合されるべき基板（例えば流路基板等）を単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａに接合するようにしてもよい。その後のプロセスでのハンドリング性が向上する。このとき、最終的にノズルプレート６０が接合されるべき基板もシリコンで構成されていることが好ましい。熱膨張係数の差がなくなるので基板間の反りを防止することができるとともに、シリコンの直接接合でノズルプレート６０との接合することができるため、接着剤を用いる必要が無く、耐薬品性に優れた記録ヘッド５０を得ることができる。
【０１１６】
また、シリコン酸化膜２０２を除去する前の段階で（図７（ｄ）参照）、最終的にノズルプレート６０が接合されるべき基板（例えば流路基板等）を単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側のシリコン酸化膜２０２に接合するようにしてもよい。この場合は、接合後に単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側のシリコン酸化膜２０２を除去すればよい。
【０１１７】
本製造方法において、機能性膜２１４をフッ素樹脂含有の共析めっきにて形成する態様もある。この態様によれば、機能性膜２１４として精度の良い撥液膜を同時に形成可能であり、また、金属のため剛性が高く、ワイピング時のダメージも少ない。また、形状と撥液性の両方でメニスカスの位置が決まり、吐出性能が更に向上する。
【０１１８】
また、本製造方法において、異方性エッチングにより単結晶シリコン基板２００にテーパ状孔部２０８を形成した後（図７（ｂ））、レジスト２１０を所定位置に配置する前に（図８ａ）、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に金属膜を形成する態様もある。
【０１１９】
即ち、図１１（ａ）に示すように、異方性エッチングによりテーパ状孔部２０８が形成された単結晶シリコン基板２００に対して、図１１（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に金属膜２２０を形成する。金属膜２２０の形成方法としては、ニッケル（Ｎｉ）などをスパッタ若しくは蒸着にて成膜する方法がある。続いて、図１１（ｃ）に示すように、図１０で説明した方法を利用するなどして、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側、第２主面２００ｂ側、及びテーパ状孔部２０８内部にレジスト２１０を配置する。このとき、単結晶シリコン基板２００の第１主面２００ａ側にガラス基板２１２を配置することで、レジスト２１０に照射される光の安定化を図ることができる。次に、傾斜回転露光又は拡散光露光を行い、現像を行うと、図１１（ｄ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に広角逆テーパ状のレジスト柱２１０ａを得ることができる。このようにして得られたレジスト柱２１０ａを型として、図１１（ｅ）に示すように、金属膜２２０上に機能性膜２１４を形成する。機能性膜２１４の形成方法としては、電気めっきや無電解めっきなどの方法が挙げられる。その後、図１１（ｆ）に示すように、ガラス基板２１２を剥離するとともにレジスト２１０（レジスト柱２１０ａ含む）を除去することで、単結晶シリコン基板２００と機能性膜２１４の間に金属膜２２０が配置されたノズルプレート６０Ａを得ることができる。
【０１２０】
一般的にシリコン（Ｓｉ）はそのままでは難めっき素材であり、触媒化処理を行うことで無電解めっきは可能であるが、触媒化処理後にレジストを塗布すると触媒化処理の効果が減少してしまう。また、レジストパターニング後に触媒化処理すると、処理液によりレジストがダメージを受ける可能性がある。そのため、上述したように、異方性エッチングにより単結晶シリコン基板２００にテーパ状孔部２０８を形成した後、レジスト２１０を所定位置に配置する前に、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に金属膜２２０を形成する態様が好ましい。この態様によれば、金属膜２２０を電極として電気めっきを行うことができ、めっき時間の短縮を図ることができる。また、金属膜２２０を下地として無電解めっきを行うことも可能であり、この場合は触媒化工程が不要となる。
【０１２１】
また、本製造方法において、２層以上の機能性膜２１４を形成する態様もある。即ち、図１２（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に広角逆テーパ状のレジスト柱２１０ａを形成した後、図１２（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ上に第１の機能性膜２１４Ａを形成する。続いて、図１２（ｃ）に示すように、第１の機能性膜２１４Ａ上に第２の機能性膜２１４Ｂを形成する。その後、ガラス基板２１２を剥離するとともにレジスト２１０（レジスト柱２１０ａ含む）を除去することで、図１２（ｄ）に示すように、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側（インク吐出側）に２層の機能性膜２１４Ａ、２１４Ｂが形成されたノズルプレート６０Ｂを得ることができる。
【０１２２】
このように２層以上の機能性膜２１４を形成する態様によれば、機能性膜２１４が備える機能を層毎に変えることで様々な効果を得ることが可能となる。
【０１２３】
例えば、上述した２層の機能性膜２１４Ａ、２１４Ｂを形成する態様の場合には（図１２参照）、第１の機能性膜２１４Ａを柔らかい材質とし、第２の機能性膜２１４Ｂを硬い材質とすることで、第２の機能性膜２１４Ｂの耐擦性が上がり、第１の機能性膜２１４Ａで紙などの衝突時の衝撃を吸収し傷がつきにくい。
【０１２４】
また、第１の機能性膜２１４Ａと第２の機能性膜２１４Ｂの撥液性を変えることもできる。例えば、第１の機能性膜２１４Ａのインクに対する接触角をθ１、第２の機能性膜２１４Ｂのインクに対する接触角をθ２としたとき、θ１＞θ２を満足するように第１及び第２の機能性膜２１４Ａ、２１４Ｂの材質を選択することで、ノズル周辺のインクは第１の機能性膜２１４Ａから第２の機能性膜２１４Ｂに移動しやすくなり、ノズル周辺のインクの除去が容易となり、吐出性能が向上する。
【０１２５】
また、第１の機能性膜２１４Ａを撥液性の高い膜（撥液膜）で構成し、第２の機能性膜２１４Ｂを耐擦性の高い膜で構成することもできる。ワイピング時には第１の機能性膜２１４Ａにはワイピング用のブレードがあたらないため、第２の機能性膜２１４Ｂにワイピング耐久性をもたせることで耐久性が向上する。また、第１の機能性膜２１４Ａは撥液性を有するため、ノズル周辺のインクの除去が容易となる。
【０１２６】
本製造方法では、上述したように異方性エッチングで現出したシリコン結晶面（傾斜面２０６）による反射光を利用して露光を行っているが、本発明に実施に際しては反射光を利用する態様に限られるものではない。
【０１２７】
即ち、図１３に示すように、単結晶シリコン基板２００を異方性エッチングすることによって現出したシリコン結晶面（傾斜面２０６）に照射した光を反射させずに露光する態様もある。具体的には、図１４（ａ）に示すように、ガラス基板２１２と光源（不図示）の間に、単結晶シリコン基板２００のテーパ状孔部２０８に対応する開口パターンが形成されたマスク２２２を配置して、単結晶シリコン基板２００やレジスト２１０を含むガラス基板２１２側とともに、マスク２２２を光（平行光）の照射方向に対して斜めに傾けた状態でマスク２２２も回転させながら傾斜回転露光を行う。また、図１４（ｂ）に示すように、ガラス基板２１２の単結晶シリコン基板２００側（レジスト２１０と接する側）とは反対側に、単結晶シリコン基板２００のテーパ状孔部２０８に対応する位置にそれぞれ光拡散部２２４ａが配置されるマスク２２４を配置した状態で光（平行光）を照射するようにしてもよい。マスク２２４の光拡散部２２４ａ以外の領域２２４ｂは光遮断領域であり、照射された光（平行光）はマスク２２４の拡散部２２４ａを通過すると拡散光となり、図示するようにレジスト２１０に対する露光が行われる。マスク２２４はガラス基板２１２に密着させた状態で行う方がレジスト２１０を精度良く露光できるので好ましい。
【０１２８】
以上説明したように、本製造方法によれば、異方性エッチングによってテーパ状孔部２０８が形成された単結晶シリコン基板２００をマスクとして、単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側（インク吐出側）のレジスト２１０を逆テーパ状に露光することで、現像後、単結晶シリコン基板２００のテーパ状孔部２０８に対して位置ずれのない高精度なレジスト柱２１０ａを得ることができ、レジスト柱２１０ａの外形に対応する逆テーパ状孔部２１６を有する機能性膜２１４を単結晶シリコン基板２００の第２主面２００ｂ側に形成することができる。この結果、テーパ状孔部５１ａ（２０８）と逆テーパ状孔部５１ｂ（２１６）から構成される高精度な括れ状ノズル５１を一括形成することができる。
【０１２９】
特に、単結晶シリコン基板２００を異方性エッチングすることによって現出したシリコン結晶面（傾斜面２０６）に照射した光を反射して露光を行う態様によれば、一般的に適正なエッチング条件で行った異方性エッチングで現れるシリコン結晶面の表面粗さは小さくなるため、露光時にシリコン結晶面による反射光を効率的に且つ精度良く利用することができ、シリコン結晶面の反射光を利用しないで露光を行う場合に比べて広角な逆テーパ状のレジスト柱２１０ａを得ることができる（図８（ｃ）参照）。従って括れ状ノズル５１の逆テーパ部５１ｂの形状自由度が向上するとともに、ノズルの保護効果が高まり、吐出安定性が向上する。
【０１３０】
以上、本発明のノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、液体吐出ヘッド、及び画像形成装置について詳細に説明したが、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。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図２】インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図
【図３】記録ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図４】１つの液滴吐出素子の立体的構成を示す断面図
【図５】ノズル周辺部の拡大断面図
【図６】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
【図７】ノズルプレートの製造方法を示した工程図
【図８】ノズルプレートの製造方法を示した工程図
【図９】ガラス基板の一方の面を荒らしておく態様を示した説明図
【図１０】ガラス基板を活用したレジストの配置方法を示した説明図
【図１１】単結晶シリコン基板の第２主面側に金属膜を形成する態様を示した説明図
【図１２】２層の機能性膜を形成する態様を示した説明図
【図１３】シリコン結晶面による反射光を利用しないで露光する態様を示した説明図
【図１４】シリコン結晶面による反射光を利用しないで露光する態様を示した説明図
【符号の説明】
【０１３２】
１０…インクジェット記録装置、５０…記録ヘッド、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…単結晶シリコン基板、６４…機能性膜、２００…単結晶シリコン基板、２０２…シリコン酸化膜、２０４…レジスト、２０６…傾斜面、２０８…テーパ状孔部、２１０…レジスト、２１０ａ…レジスト柱、２１２…ガラス基板、２１４…機能性膜、２１６…逆テーパ状孔部、２２０…金属膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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