(57)【要約】【課題】接着剤がノズル孔内に入り込みにくく簡略なノズルプレートを製造する。【解決手段】基板１にノズル孔２を形成する。基板１の吐出面１ａを光硬化性樹脂４で被覆すると共に、ノズル孔２を光硬化性樹脂４で充填する。裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向の紫外光を基板１に照射して、光硬化性樹脂４を硬化させる。基板１の裏面１ｂを光硬化性樹脂１４で被覆する。裏面１ｂに被覆した光硬化性樹脂１４の上に、透明フィルム１７を被覆する。裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向の紫外光を透明フィルム１７を介して光硬化性樹脂１４に照射して、光硬化性樹脂１４の遮光領域１８と重ならない部分を硬化させる。透明フィルム１７を除去して、硬化樹脂部１５及び未硬化の光硬化性樹脂１４を露出させる。光硬化性樹脂４，１４の未硬化部を除去する。硬化樹脂部５，１５をマスクとして、撥水膜３，１３を形成する。硬化樹脂部５，１５を除去する。【選択図】図２
2008307698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズル孔が形成されたノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルプレートとなる非透光性の板状部材に、これを厚み方向に貫通する前記ノズル孔を形成するノズル孔形成工程と、
前記ノズル孔の吐出口となる一方の開口が形成された前記板状部材の第１の面を第１の光硬化性樹脂で被覆すると共に、前記ノズル孔内の前記一方の開口に連続した領域を前記第１の光硬化性樹脂で充填する光硬化性樹脂充填工程と、
前記ノズル孔の他方の開口が形成された前記板状部材の第２の面から前記第１の面に向かう方向の光を前記板状部材に照射することによって、前記ノズル孔内と、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向に沿って前記一方の開口と重なる前記ノズル孔外の範囲内とにある前記第１の光硬化性樹脂が硬化した硬化樹脂部を形成する第１の硬化工程と、
前記第１の硬化工程後に、前記第１の光硬化性樹脂の未硬化部を除去する第１の除去工程と、
前記第１の硬化工程後に、前記板状部材の前記第２の面を第２の光硬化性樹脂で被覆する光硬化性樹脂被覆工程と、
前記第２の光硬化性樹脂を、環状の遮光領域を有する遮光部材で、平面視において前記他方の開口が前記遮光領域に内包されるように被覆する遮光部材被覆工程と、
前記遮光部材被覆工程後に、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向の光を前記遮光部材を介して前記第２の光硬化性樹脂に照射することによって、前記第２の光硬化性樹脂の前記遮光領域と重ならない部分を硬化させる第２の硬化工程と、
前記第２の硬化工程後に、前記遮光部材を除去して前記第２の光硬化性樹脂を露出させる露出工程と、
前記露出工程後に、前記第２の光硬化性樹脂の未硬化部を除去する第２の除去工程と、
前記第１及び第２の除去工程後に、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂をマスクとして、前記第１及び第２の面にそれぞれ撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
前記撥水膜形成工程後に、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂を除去する第３の除去工程とを備えていることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
前記第１の除去工程が、前記第２の除去工程と同時に行われ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】
前記板状部材は、導電性部材であって、
前記撥水膜形成工程において、前記撥水膜は電解メッキ法によって形成され、前記撥水膜を形成するときの電流密度を、０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記撥水膜形成工程において、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂をマスクとして、前記第１及び第２の面にそれぞれニッケル膜を形成した後に、前記ニッケル膜よりも厚い前記撥水膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドなどの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に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、ノズルプレートと他の複数のプレートとを接着剤により接着して積層した流路ユニットを有している。流路ユニットは、その内部にインク流路を有しており、インク流路を介して供給されたインクを、ノズルプレートに形成された多数のノズル孔から記録媒体に対して吐出する。このとき、ノズルプレートと他のプレートとは、接着剤により接着されるため、積層したときに接着剤がノズル孔の内面に入り込むことがある。このノズル孔の内面に入り込む接着剤の量がノズル孔ごとに異なってしまうことにより、ノズル孔ごとに着弾精度が異なるという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、ノズルプレートのノズル孔近傍に感光性接着剤を塗布する。そして、ノズル孔の周縁部近傍の感光性接着剤のみに紫外線が当たるように印刷されたマスキング治具をその上にのせ、マスキング治具の方向から紫外線を照射し、ノズル孔の周縁部近傍の感光性接着剤のみを硬化させる。その後、マスキング治具を取り外し、未硬化の感光性接着剤を洗浄する。このように硬化した感光性樹脂により、接着剤がノズル孔の内面に入り込むのを防止している。
【０００４】
また、特許文献２に記載のインクジェットヘッドにおいては、ノズルプレートのノズル孔周縁部近傍にシリコン樹脂をコーティングして撥水接着剤領域を形成して、接着剤がノズル孔に入り込むのを防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５５０１７号公報（図１）
【特許文献２】実開平８−８０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造方法においては、感光性接着剤を塗布する工程や紫外線を照射する工程、未硬化の感光性接着剤を洗浄する工程が増えてしまい、製造工程が煩雑化してしまう。また、特許文献２に記載のインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造方法においても、シリコン樹脂をコーティングする工程が増えてしまい、製造工程が煩雑化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、接着剤がノズル孔内に入り込みにくく簡略なノズルプレートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のノズルプレートの製造方法は、液体を吐出するノズル孔が形成されたノズルプレートの製造方法であって、前記ノズルプレートとなる非透光性の板状部材に、これを厚み方向に貫通する前記ノズル孔を形成するノズル孔形成工程と、前記ノズル孔の吐出口となる一方の開口が形成された前記板状部材の第１の面を第１の光硬化性樹脂で被覆すると共に、前記ノズル孔内の前記一方の開口に連続した領域を前記第１の光硬化性樹脂で充填する光硬化性樹脂充填工程と、前記ノズル孔の他方の開口が形成された前記板状部材の第２の面から前記第１の面に向かう方向の光を前記板状部材に照射することによって、前記ノズル孔内と、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向に沿って前記一方の開口と重なる前記ノズル孔外の範囲内とにある前記第１の光硬化性樹脂が硬化した硬化樹脂部を形成する第１の硬化工程と、前記第１の硬化工程後に、前記第１の光硬化性樹脂の未硬化部を除去する第１の除去工程と、前記第１の硬化工程後に、前記板状部材の前記第２の面を第２の光硬化性樹脂で被覆する光硬化性樹脂被覆工程と、前記第２の光硬化性樹脂を、環状の遮光領域を有する遮光部材で、平面視において前記他方の開口が前記遮光領域に内包されるように被覆する遮光部材被覆工程と、前記遮光部材被覆工程後に、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向の光を前記遮光部材を介して前記第２の光硬化性樹脂に照射することによって、前記第２の光硬化性樹脂の前記遮光領域と重ならない部分を硬化させる第２の硬化工程と、前記第２の硬化工程後に、前記遮光部材を除去して前記第２の光硬化性樹脂を露出させる露出工程と、前記露出工程後に、前記第２の光硬化性樹脂の未硬化部を除去する第２の除去工程と、前記第１及び第２の除去工程後に、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂をマスクとして、前記第１及び第２の面にそれぞれ撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、前記撥水膜形成工程後に、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂を除去する第３の除去工程とを備えている。
【０００９】
本発明のノズルプレートの製造方法によれば、第２の面に環状突起が形成されるので、ノズルプレートに別のプレートを接着する際に、接着剤がノズル孔内に入り込むのが防止される。環状突起は撥水膜であるので、接着剤がよりノズル孔内に入り込みにくくなる。さらに、この環状突起が第１の面の撥水膜と同時に形成されるので、製造過程が簡略化される。
【００１０】
また、前記第１の除去工程が、前記第２の除去工程と同時に行われることが好ましい。これにより、製造過程がより一層簡略化される。
【００１１】
さらに、前記板状部材は、導電性部材であって、前記撥水膜形成工程において、前記撥水膜は電解メッキ法によって形成され、前記撥水膜を形成するときの電流密度を、０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることが好ましい。このように、撥水膜の電解メッキを、低電流密度で行うことによって、メッキ面積が微小な環状領域への撥水膜の付着厚さと、吐出面側への撥水膜の付着厚さとに差が生じにくくなる。また、後に詳述するように、電解メッキの電流密度を２Ａ／ｄｍ２以上とした場合、ワイピング動作時において、異物付着による液滴吐出の阻害が顕著になる。また、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２未満とすると、製造に要する時間が長くなる。したがって、電解メッキの電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることによって、異物付着による液滴吐出の阻害防止と製造時間の短縮との両方を実現することができる。
【００１２】
加えて、前記撥水膜形成工程において、硬化した前記第１及び第２の光硬化性樹脂をマスクとして、前記第１及び第２の面にそれぞれニッケル膜を形成した後に、前記ニッケル膜よりも厚い前記撥水膜を形成することが好ましい。これにより、板状部材と撥水膜との間にニッケル膜が介在することによって、板状部材への撥水膜の付着力が向上する。このとき、ニッケル膜の厚さは薄くてよいため、製膜時間が短くて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下に述べる実施形態は、インクジェットヘッドに設けられたノズルプレートに本発明を適用したものである。図１は、本発明の一実施形態に係るノズルプレートの断面図である。図２は、ノズルプレートの製造方法を示す説明図である。
【００１４】
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るノズルプレートＰの構成について説明する。ノズルプレートＰは、ステンレス鋼からなり厚み略７０μｍの基板１（板状部材）を有する。基板１には、その厚み方向に貫通するように、インクを吐出するノズル孔２が形成されている。
【００１５】
ノズル孔２は、中心軸Ｏに対して対称な形状を有しており、基板１の吐出面１ａ（第１の面）に開口し、且つ、円柱形状の周面を有する円柱部２ｂ、及び、基板１の吐出面１ａとは反対側の裏面１ｂ（第２の面）に開口し、且つ、円錐台形状の周面を有する円錐台部２ａを含んでいる。円柱部２ｂの径ｄは略２０〜３０μｍである。円錐台部２ａは、頂部が円柱部２ｂと同径であって、頂部において円柱部２ｂに接続し、底部において裏面１ｂに開口している。円柱部２ｂにより吐出面１ａに形成された開口は、インクが吐出される吐出口２ｃ（一方の開口）を形成している。吐出口２ｃは、ノズル孔２で最も小さい径を有している。
【００１６】
裏面１ｂは、円錐台部２ａの底部の周部よりも外側が環状に形成されたニッケル膜１６によって被覆されている。さらにニッケル膜１６上に撥水膜１３が形成されている。つまり、環状に形成されたニッケル膜１６及び撥水膜１３は、円錐台部２ａの底部の周部を内包するように裏面１ｂを被覆している。本実施形態では、ニッケル膜１６及び撥水膜１３は、幅ｙ（外周円の半径と内周円の半径との差）が略４０μｍで、穴際からの離隔距離（内周円の半径と円錐台部２ａの半径との差）が略１０μｍとなっている。また、吐出面１ａはニッケル膜６によって被覆されており、さらにニッケル膜６上に撥水膜３が形成されている。撥水膜３，１３は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系高分子材料を含有したニッケルメッキからなり、略１．５μｍの厚みを有する。中間層としてのニッケル膜６，１６は、フッ素系高分子材料を含有しておらず、略０．１μｍの厚みを有する。
【００１７】
ニッケル膜６及び撥水膜３にはそれぞれ、ノズル孔２の中心軸Ｏと同じ中心軸を有し、且つ、ノズル孔２に連通する貫通孔６ａ，３ａが形成されている。ノズル孔２の吐出口２ｃや円柱部２ｂの内壁面は、ニッケル膜６及び撥水膜３によって塞がれていない。一方、吐出面１ａにおける吐出口２ｃ以外の領域がニッケル膜６及び撥水膜３によって被覆されている。
【００１８】
撥水膜３の貫通孔３ａは、ノズル孔２に連続しており、且つ、吐出口２ｃと同じ径ｄを有するストレート部３ｃ、及び、ストレート部３ｃを挟んでノズル孔２とは反対側にあってストレート部３ｃから離れるに連れて拡径した拡径部３ｂとから構成されている。撥水膜３は、ストレート部３ｃが開口した下面３ｘと拡径部３ｂが開口した上面３ｙとを有している。下面３ｘと上面３ｙは、ともに吐出面１ａと平行に延在し、ノズル孔２の部分では貫通孔３ａの内壁を介して連続している。ニッケル膜６の貫通孔６ａは、吐出口２ｃと同じ径ｄ、即ちストレート部３ｃと同じ径ｄを有する。したがって、円柱部２ｂからストレート部３ｃにかけて、径ｄを有する円柱形の空隙が形成されている。拡径部３ｂは、貫通孔３ａの中心軸Ｏに向かって凸となるように湾曲した周面を有し、中心軸Ｏに沿った軸方向長さｘが０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。
【００１９】
次に、図２を参照しつつ、ノズルプレートＰの製造方法について説明する。
【００２０】
先ず、円錐台部２ａ及び円柱部２ｂを設けるためのプレス加工を行うことにより、基板１にノズル孔２を形成する（ノズル孔形成工程）。プレス加工によって吐出面１ａにバリ等の凸部が生じた場合、プレス加工後に研削及び研磨加工を行って凸部を除去する。なお、エッチング処理によって、ノズル孔２を形成してもよい。
【００２１】
その後、図２（ａ）に示すように、基板１の吐出面１ａにレジストとしてフィルム状の光硬化性樹脂４（第１の光硬化性樹脂）を加熱しながらローラ等により圧着し、加熱温度、圧力、ローラ速度等を調整することにより、吐出面１ａを光硬化性樹脂４で被覆すると共に、ノズル孔２の円柱部２ｂ先端の領域を所定量の光硬化性樹脂４で充填する（光硬化性樹脂充填工程）。このとき加熱温度が高すぎると、例えばガラス転移点を大きく超えると、光硬化性樹脂４が流動性を示すようになり、必要な膜厚（例えば略１５μｍ）の光硬化性樹脂４を吐出面１ａにコーティングすることができない。逆に加熱温度が低すぎると、フィルムが軟化せず、円柱部２ｂ先端の領域を必要な量の光硬化性樹脂４で充填できない。そこで、加熱温度を、例えば、光硬化性樹脂４が軟質なゴム状の性質を示すようになるガラス転移点の温度とする。さらには、８０℃〜１００℃の範囲とすることが好ましいが、この範囲に限られるものではない。また、円柱部２ｂ先端の領域を必要な量の光硬化性樹脂４で充填しやすくするために、光硬化性樹脂４の厚みｔを円柱部２ｂの径ｄ以下とすることが好ましい。
【００２２】
そして、図２（ｂ）に示すように、基板１の裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向の紫外（ＵＶ）光を基板１に照射することによって、光硬化性樹脂４を部分的に硬化させる（第１の硬化工程）。このとき、ノズル孔２内を通る光によって、ノズル孔２内と、裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向に沿って吐出口２ｃと重なるノズル孔２外の範囲内とにある光硬化性樹脂４が硬化し、円柱状の硬化樹脂部５が形成される。ノズル孔２が形成された基板１は、紫外線露光時のマスクとして働いている。これにより、硬化樹脂部５の外径は、どこも吐出口２ｃの内径とほぼ同じになる。ここでは、吐出口２ｃ付近の光硬化性樹脂４がノズル孔２の径方向外側に広がって硬化するのを防止するため、光の露光量を調整する。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板１の裏面１ｂに、吐出面１ａと同様にフィルム状の光硬化性樹脂１４（第２の光硬化性樹脂）を加熱しながらローラ等により圧着し、加熱温度、圧力、ローラ速度等を調整することにより、裏面１ｂ全面を光硬化性樹脂１４で被覆する（光硬化性樹脂被覆工程）。
【００２４】
そして、図２（ｄ）に示すように、裏面１ｂに被覆した光硬化性樹脂１４の上に、透明フィルム１７（遮光部材：マスク）を被覆する（遮光部材被覆工程）。この透明フィルム１７には、ノズル孔２を内包するように、裏面１ｂに開口している円錐台部２ａの底部の周部よりも大きな外周円を有する環状の遮光領域１８が形成されている。
【００２５】
続いて、図２（ｅ）に示すように、基板１の裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向の紫外光を透明フィルム１７を介して光硬化性樹脂１４に照射することによって、光硬化性樹脂１４の遮光領域１８と重ならない部分を硬化させる（第２の硬化工程）。このとき、遮光領域１８と重なっている環状の光硬化性樹脂１４を除く光硬化性樹脂１４が硬化し、硬化樹脂部１５が形成される。
【００２６】
そして、図２（ｆ）に示すように、透明フィルム１７を除去して、硬化樹脂部１５及び未硬化の光硬化性樹脂１４を露出させる（露出工程）。
【００２７】
その後、吐出面１ａ及び裏面１ｂ上にある光硬化性樹脂４，１４の未硬化部、即ち硬化樹脂部５，１５以外の部分を、現像液、例えば、１％Ｎａ２ＣＯ３を含むアルカリ性の現像液を用いて除去する（第１及び第２の除去工程）。そして、所定温度で所定時間、ポストベークを行い、硬化樹脂部５，１５中の水分などを除去し、硬化樹脂部５，１５と基板１との密着性を高める。これにより、図２（ｇ）に示すように、硬化樹脂部５，１５が吐出面１ａ及び裏面１ｂから突出した状態で残される。硬化樹脂部５，１５の吐出面１ａ及び裏面１ｂからの突出距離は、後に形成されるニッケル膜６，１６及び撥水膜３，１３の厚みの合計値より若干大きい。本実施形態では、略１５μｍである。
【００２８】
そして、基板１を１０％硝酸に室温で３０ｓｅｃ浸漬させて、基板１の表面を研磨することにより、後述するニッケル膜６，１６の基板１への接着強度を高める。その後、硬化樹脂部５，１５が残された状態で、これら硬化樹脂部５，１５をマスクとして、電解メッキによって、吐出面１ａ及び裏面１ｂに厚み略０．１μｍのニッケル膜６，１６をそれぞれ形成する。ここで、ニッケル膜６，１６は、図２（ｈ）に示すように、非金属である硬化樹脂部５，１５上には形成されず、導電性の基板１上に選択的に成長する。このとき硬化樹脂部５，１５は、ニッケル膜６，１６の上面から突出した状態で残される。
【００２９】
さらにその後、硬化樹脂部５，１５をマスクとして、電解メッキによって、図２（ｉ）に示すように、吐出面１ａ及び裏面１ｂに形成されたニッケル膜６，１６上に撥水膜３，１３を形成する（撥水膜形成工程）。この工程では、撥水膜３における硬化樹脂部５の周縁部分が、上面３ｙからｘ（図１参照）離隔した位置から下側が硬化樹脂部５と接触すると共に、上面３ｙからｘ離隔した位置から上側が硬化樹脂部５と接触せず吐出面１ａから離れるに連れて硬化樹脂部５から漸進的に離隔するように、即ち、ストレート部３ｃと拡径部３ｂとを有する貫通孔３ａが撥水膜３に形成されるように、電解メッキの電流密度を調整する。具体的には、電解メッキの電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とする。なお、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２のとき、拡径部３ｂの軸方向長さｘが略０．５μｍの撥水膜３が得られ、電流密度が２Ａ／ｄｍ２のとき、拡径部３ｂの軸方向長さｘが略０．１μｍの撥水膜３が得られる。膜の形成時間（メッキ時間）は、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２のとき、略２０ｍｉｎであり、電流密度が２Ａ／ｄｍ２のとき略５ｍｉｎであり、撥水膜３，１３の厚さはいずれもほぼ１．５μｍとなる。メッキ液の温度は、約５０度とした。
【００３０】
このようにして撥水膜３，１３を形成した後、硬化樹脂部５，１５を、３％ＮａＯＨ等の剥離液を用いて溶解させ、基板１から除去する（第３の除去工程）。これにより、図２（ｊ）に示すように、吐出面１ａ側では、ノズル孔２の吐出口２ｃがニッケル膜６の貫通孔６ａ及び撥水膜３の貫通孔３ａを介して開口し、且つ、裏面１ｂ側では、円錐台部２ａの底部が、環状のニッケル膜１６及び撥水膜１３の環内に開口する。ニッケル膜１６及び撥水膜１３の内周端と円錐台部２ａの底部との間には、上述のように、略１０μｍの幅で裏面１ｂが露出している。以上により、裏面１ｂ開口している円錐台部２ａの底部の周部を内包するように形成された環状のニッケル膜１６及び撥水膜１３が形成されたノズルプレートＰが完成する。
【００３１】
以上に述べたように、本実施形態のノズルプレートＰの製造方法によると、裏面１ｂに環状に突出した撥水膜１３が形成されるので、ノズルプレートＰに別のプレートを接着する際に、接着剤がノズル孔２内に入り込むのが防止される。環状に突出した撥水膜１３は接着剤をはじく性質を有しているので、接着剤がよりノズル孔２内に入り込みにくくなる。さらに、この裏面１ｂに形成される撥水膜１３が吐出面１ａに形成される撥水膜３と同時に形成されるので、製造過程が簡略化される。また、基板１に形成されたノズル孔２の開口が吐出面１ａ側と裏面１ｂ側のいずれも硬化樹脂部５，１５で封止されているため、第１及び第２の除去工程で用いられる現像液や撥水膜形成工程で用いられるメッキ液が、ノズル孔２に侵入しない。
【００３２】
また、第１の除去工程である光硬化性樹脂４の未硬化部を除去する工程が、第２の除去工程である光硬化性樹脂１４の未硬化部を除去する工程と同時に行われることにより、製造過程がより一層簡略化される。
【００３３】
さらに、硬化樹脂部５，１５をマスクとして、吐出面１ａ，１ｂにそれぞれニッケル膜６，１６を形成した後に、ニッケル膜６，１６よりも厚い撥水膜３，１３を形成する。基板１と撥水膜３，１３との間には、ニッケル膜６，１６が介在することになり、基板１への撥水膜３，１３の付着力が向上する。このとき、ニッケル膜６，１６の厚さは薄くてよいため、製膜時間が短くて済む。
【００３４】
さらに、撥水膜形成工程において、撥水膜３，１３は、電解メッキ法によって形成され、０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下の低電流密度で形成されることにより、メッキ面積が微小な環状の撥水膜１３の付着厚さと、メッキ面積が環状の撥水膜１３よりも大きな撥水膜３の付着厚さとに差が生じにくくなる。また、後に詳述するように、撥水膜形成工程において電解メッキの電流密度を２Ａ／ｄｍ２以上とした場合、拡径部３ｂの軸方向長さｘが短くなるため、ワイピング動作時において、撥水膜３のストレート部３ｃ相当部分に異物が付着する割合が高くなり、異物付着によるインク吐出の阻害が顕著になる。
【００３５】
上述のように、拡径部３ｂの軸方向長さｘが０．１μｍのとき、上面３ｙと拡径部３ｂとの境界は吐出口２ｃの穴際から平面視で約１μｍのところにあり、軸方向長さｘが０．５μｍのときには、この境界は穴際から７〜８μｍのところにある。そのため、異物のサイズや形状を考えると、拡径部３ｂの軸方向長さｘが０．１μｍ未満では、上面３ｙと拡径部３ｂとの境界部が、貫通孔３ａに近くなりすぎるためである。また、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２未満とすると、撥水膜形成に要する時間が長くなる。電流密度を低くすることは、裏面１ｂでの膜形成が微小面への電界メッキであることを考えると、吐出面１ａとの撥水膜の厚さを合わせるという点で有効である。しかし、膜の形成が長時間に及ぶと、メッキ液中に浸漬されている硬化樹脂部５，１５が膨潤してしまう心配がある。特に、硬化樹脂部５は、撥水膜３のストレート部３ｃの内径を規定するものでもあり、その内径にばらつきが生じてしまう。したがって、本実施形態のように撥水膜形成工程における電解メッキの電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることによって、異物付着によるインク吐出の阻害防止と製造時間の短縮との両方を実現することができる。
【実施例】
【００３６】
撥水膜形成工程における電解メッキの電流密度に関し、以下のような実験を行った。実験では、厚み７０μｍのＳＵＳ４３０製の基板１に、径ｄが２０μｍの円柱部２ｂを有するノズル孔２を形成したものを用いた。そして、基板１の吐出面１ａに光硬化性樹脂４を加熱しながら圧着し、吐出面１ａを厚み略１５μｍの光硬化性樹脂４で被覆すると共に、ノズル孔２の円柱部２ｂ先端の領域を所定量の光硬化性樹脂４で充填した。さらにその後、紫外（ＵＶ）光の照射により光硬化性樹脂４を部分的に硬化させて硬化樹脂部５を形成し、光硬化性樹脂４の未硬化部を除去した後、電解メッキによって吐出面１ａに厚み０．１μｍのニッケル膜６を形成した。そして、撥水膜形成工程において電解メッキの電流密度を変化させ、その結果形成された撥水膜３における、拡径部３ｂの軸方向長さｘ、及び、ワイピング動作時におけるストレート部３ｃ相当部分への異物付着率（以下、「穴際異物付着率」と称す）を調べた。このとき、撥水膜３の厚さを略１．５μｍとした。ここで、穴際異物付着率とは、全ノズル孔２に対する、ワイピング動作によってストレート部３ｃ相当部分に異物が付着したノズル孔２の数の割合のことである。
【００３７】
図３は、撥水膜形成工程における電解メッキの電流密度と拡径部３ｂの軸方向長さｘとの関係を示すグラフである。図４は、拡径部３ｂの軸方向長さｘと穴際異物付着率との関係を示すグラフである。
【００３８】
図３に示すように、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２のとき、拡径部３ｂの軸方向長さｘは０．５μｍとなり、図４から穴際異物付着率が略３％となる。拡径部３ｂの軸方向長さｘは、電流密度の上昇に伴って短くなり、電流密度が４Ａ／ｄｍ２のときには略０．０３μｍとなる。これ以上の電流密度では、拡径部３ｂの軸方向長さｘは０μｍに漸近すると推察される。また、図４に示すように、拡径部３ｂの軸方向長さｘが短くなれば、穴際異物付着率が増加する。軸方向長さｘが０．１μｍ以下になると穴際異物付着率は急増し、軸方向長さｘが略０．０３μｍ（電流密度が４Ａ／ｄｍ２）では５０％である。さらに、軸方向長さｘが短く（４Ａ／ｄｍ２以上の電流密度に）なると、５０％を超えた高率に漸近すると推察される。このように、電流密度の上昇に伴って、拡径部３ｂの軸方向長さｘは短く、穴際異物付着率は高くなることがわかった。
【００３９】
図４から、拡径部３ｂの軸方向長さｘが長くなるに連れて、ワイピング動作時においてストレート部３ｃ相当部分に異物が付着しにくくなることがわかる。また、拡径部３ｂの軸方向長さｘが０に近づくと、即ち拡径部３ｂがほとんど存在せず貫通孔３ａがストレート部３ｃのみから構成される状態になると、ワイピング動作時においてストレート部３ｃ相当部分に異物が付着しやすくなることがわかる。つまり、拡径部３ｂの存在がストレート部３ｃ相当部分への異物付着防止に寄与していることがわかった。
【００４０】
ストレート部３ｃ相当部分に異物が付着すると、ノズル孔２からのインク吐出が異物によって阻害され、インクの吐出方向にばらつきが生じる等して、印刷品質が悪化してしまう。これに対して、拡径部３ｂを形成する場合、得られる拡径部３ｂが異物付着防止に高い寄与を示すようにすることが重要である。また、その製造条件が多少変化しても、異物付着防止に対して高い寄与率を維持していることがよい。図４より、拡径部３ｂの軸方向長さｘが、０．１μｍ以下になると、急に穴際異物付着率が増加する。これが、０．１μｍ以上であれば、拡径部３ｂの軸方向長さｘの変化に対する穴際異物付着率の変化が小さくなり、穴際異物付着率は常に略２０％以下の低い値となる。また、図３より、拡径部３ｂを形成するときの電流密度は、２Ａ／ｄｍ２以下であればよい。一方、製造時間やストレート部３ｃの内径の均一性も考慮する必要がある。そのため、電流密度は、拡径部３ｂの軸方向長さｘ：０．５μｍを与える０．５Ａ／ｄｍ２以上がよい。したがって、撥水膜形成工程において、拡径部３の軸方向長さｘが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように、電解メッキの電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることが好ましい。
【００４１】
なお、本実施例では、拡径部３ｂの軸方向長さｘ及び拡径部３ｂの穴際からの広がりは、いずれも非接触式の表面粗さ計で測定している。具体的には、Ｚｙｇｏ社製の非接触３次元表面形状・粗さ測定器：ｎｅｗ  ｖｉｅｗ  ５０３２を用いた。
【００４２】
図５に、本発明が適用されたインクジェットヘッド１００を用いたプリンタ１０１を示す。プリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１００を有するカラーインクジェットプリンタである。プリンタ１０１は、各インクジェットヘッド１００に対向して、被記録媒体の用紙を搬送するベルト搬送機構１１３（図中中央）、このベルト搬送機構１１３に用紙を供給する給紙部１１１（図中左側）、及びベルト搬送機構１１３から排出された用紙を保持する排紙部１１２（図中右側）とを備えている。プリンタ１０１の内部には、給紙部１１１からベルト搬送機構１１３を介して排紙部１１２に至る用紙搬送経路が形成されており、印刷時には、用紙が給紙部１１１から排紙部１１２へと搬送される。
【００４３】
給紙部１１１のすぐ下流には、一対の送りローラ１０５ａ，１０５ｂが配置されている。これらは、図示されない送りモータによって駆動され、給紙部１１１から用紙を１枚ずつ繰り出し、下流側のベルト搬送機構１１３に供給する。
【００４４】
ベルト搬送機構１１３は、２つのベルトローラ１０６，１０７、両ローラ１０６，１０７間に巻き回された無端状搬送ベルト１０８、搬送ベルト１０８の外周面１０８ａに用紙を押さえつけるニップローラ１０４などを含んで構成されている。搬送ベルト１０８の上側外周面１０８ａが、所定の間隙を介して４つのインクジェットヘッド１００と対向している。ベルトローラ１０６は、図示しない搬送モータによって駆動され、給紙部１１１から供給された用紙を下流側の排紙部１１２に搬送する。
【００４５】
搬送ベルト１０８のすぐ下流には、搬送ベルト１０８から用紙を剥がす剥離機構１１４が設けられている。剥離機構１１４は、用紙を剥離するとともに、下流側の排紙部１１２へと用紙を導く。
【００４６】
４つのインクジェットヘッド１００は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、用紙の搬送方向（図中矢印方向）に沿って並べられている。各インクジェットヘッド１００は、固定式のラインヘッドであって、搬送される用紙を搬送方向と直交方向に横切って配置されている。いずれも、用紙の全幅を一度に印字可能なサイズを有している。これらのインクジェトヘッド１００は、それぞれヘッド本体１０２を備え、本実施形態のノズルプレートＰを含んでいる。ヘッド本体１０２は、ノズルプレートＰを含む複数のプレート材接着剤で積層された構造体で、その内部には、外部からインクが供給されるインク供給口やこれに連通し圧力室を介してノズル孔２に至る流路が多数形成されている。ノズルプレートＰは、搬送ベルト１０８と対向するようにヘッド本体１０２の下端部に配置され、これらノズルプレートＰが搬送ベルト１０８と対向する領域が画像形成領域となっている。つまり、用紙がヘッド本体１０２の下方（画像形成領域）を通過する際に、ノズルプレートＰのノズル孔２からインクが吐出され、用紙の印刷領域に所望のカラー画像が形成される。本実施形態では、上述のように、ノズル孔２の内部に接着剤が流れ込まないような工夫がされている。そのため、各ノズル孔２からのインク吐出方向が揃っており、色ズレやにじみのない画像が形成された。
【００４７】
ここで、カラー画像の形成が多数枚に亘って行われるとき、ノズルプレートＰの吐出面がインクで汚れることがある。この場合、ワイパー（不図示）によって、吐出面を払拭して常に印字可能状態に維持している。このワイピング動作によって、吐出口付近へ異物が付着して吐出異常が生じたり、ワイパーの損傷などが心配される。しかし、本実施形態では、上述のように、撥水膜３の貫通孔３ａには、所定の拡径部３ｂが形成されているので、インクの吐出異常を生じることなく安定した吐出特性を示し、ワイパーによる撥水膜の損傷やワイパー自身の損傷もほとんどない。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態においては、第１の除去工程である光硬化性樹脂４の未硬化部を除去する工程が、第２の除去工程である光硬化性樹脂１４の未硬化部を除去する工程と同時に行われていたが、これらの工程は別工程として行ってもよい。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、ノズルプレートＰの基板１は、ステンレス鋼から形成されていたが、非透光性を有する部材であれば、その他の材料から形成されてよい。
【００５０】
また、吐出面１ａ，１ｂと撥水膜３，１３との間にニッケル膜６，１６を形成することに限定されず、例えばニッケル膜６，１６の代わりにクロムメッキ膜、銅メッキ膜等を形成してもよいし、吐出面１ａ，１ｂと撥水膜３，１３との間に複数のメッキ膜を重ねて形成してもよいし、吐出面１ａ，１ｂと撥水膜３，１３との間に何も介在させず吐出面１ａ，１ｂに直接撥水膜３，１３を形成してもよい。
【００５１】
加えて、撥水膜３，１３は、電解メッキによって形成されることに限定されず、無電解メッキ等、他の方法によって形成されてよい。ニッケル膜６，１６についても同様に、電解メッキによって形成されることに限定されず、無電解メッキ等、他の方法によって形成されてよい。
【００５２】
また、硬化工程において基板１に照射される光は、基板１の裏面１ｂから吐出面１ａに向かう方向に進行しているが、上記方向の成分を含むものであれば、上記方向以外の方向に進行してもよい。
【００５３】
さらに、撥水膜形成工程における電解メッキの電流密度は、０．５Ａ／ｄｍ２以上２Ａ／ｄｍ２以下とすることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。例えば、製造時間の短縮という効果は犠牲となるが、異物付着率をできる限り低減するという観点から、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以下にするとよい。なお、このときには、ストレート部３ｃの内径にばらつきが生じないようにする必要があり、製造時間を長くするにも限界がある。
【００５４】
また、光硬化性樹脂４に硬化樹脂部５を形成する硬化工程において、硬化樹脂部５の外径の広がりを防止するために露光量を調節するとき、硬化樹脂部５が十分に硬化している必要はなく、半硬化状態であってもよい。半硬化状態では、光による硬化反応が完了しておらず、その分硬化樹脂部５には粘着性が残る。この粘着性によって、硬化樹脂部５がその後の工程において振動や衝撃によって脱落することが無くなる。
【００５５】
本実施形態では、裏面１ｂを被覆する環状のニッケル膜１６及び撥水膜１３は、略４０μｍの幅ｙを持つとしたが、接着剤の流れ込みを防ぐことができる範囲で広くしても狭くしてもよい。例えば、幅ｙは、略２０〜８０μｍである。幅ｙは、狭いと、表の吐出面１ａとの面積的なアンバランスによって、膜形成時の電流密度を低くしないと撥水膜が成長しにくい傾向がある。この傾向を利用して、例えば、４Ａ／ｄｍ２以上の高電流密度で吐出面１ａ側に優先的に撥水膜を形成し、その後、０．５〜２Ａ／ｄｍ２の低電流密度に下げて両面１ａ，１ｂに撥水膜を形成してもよい。これによって、比較的短時間に、吐出面１ａに拡径部３ｂを有した厚い撥水膜３が形成され、その裏面１ｂには接着剤の流れ込み防止膜としての環状の撥水膜１３が形成される。このとき、撥水膜１３は、上述の実施例同様に、略１．５μｍの厚さがあればよい。
【００５６】
また、本発明は、上述の実施形態のようなインクジェットプリンタのノズルプレートの製造方法に限定されず、液体を吐出するノズルプレートの製造方法であれば、様々なノズルプレートに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係るノズルプレートの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るノズルプレートの製造方法を示す説明図である。
【図３】撥水膜形成工程における電解メッキの電流密度と拡径部の軸方向長さとの関係、及び、上記電流密度と穴際異物付着率との関係を示すグラフである。
【図４】拡径部の軸方向長さと穴際異物付着率との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを用いたプリンタの概略平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ｐ  ノズルプレート
１  基板
１ａ  吐出面
１ｂ  裏面
２  ノズル孔
２ｃ  吐出口
３，１３  撥水膜
４，１４  光硬化性樹脂
５，１５  硬化樹脂部
６，１６  ニッケル膜
１７  透明フィルム
１８  遮光領域
【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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