(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電鋳オリフィスプレートを基体から容易に分離製造する方法を提供する。【解決手段】システム及び方法が、インクジェットプリントシステムで使用するためのオリフィスプレート１４を製作するため提供される。最初に、基体ベース１６が提供され、制御された解離層１８が該基体ベースの表面に塗布される。導電金属層２０が制御された解離層上に付着被覆される。少なくとも１つの誘電性ペグ２２が、導電金属層の一部分に形成され、ノズル層２４が、導電金属層に塗布され、誘電性ペグを部分的に覆う。フォトリソグラフィーが、第２の補強層の形成前にノズルを覆うトレンチを画成するため使用される。制御された解離層は、オリフィスプレートを基体ベースから隔てるため除去される。導電金属層は、完成された多層オリフィスプレートを生成するため、ノズル層から選択的にエッチングされる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリントシステムで使用するためのオリフィスプレートを製作する方法であって、
基体ベースを用意し、
制御された解離層を前記基体ベースに形成し、
前記制御された解離層上に導電金属層を付着被覆し、
前記導電金属層の少なくとも一部分に少なくとも１つの誘電性ペグを形成し、
前記少なくとも１つの誘電性ペグを部分的に覆うノズル層を前記導電金属層上に形成し、
第２の補強層の形成前に前記ノズルを覆うトレンチを画成するためフォトリソグラフィーを使用し、
前記基体ベースから前記オリフィスプレートを分離するため、制御された解離層を除去し、
前記ノズル層から前記導電金属層を選択的にエッチングして、完成された多層オリフィスプレートを生成する、各工程を含む、方法。
【請求項２】
前記基体ベースは、電鋳プロセスで使用される化学薬品により破壊されない金属基体である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基体ベースは、クロム被覆されたガラス基体である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記制御された解離層は、有機化学物質層である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記導電金属層は、銅の層である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記付着被覆する工程は、スパッターリング工程である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
３次元電鋳構造を製作するときに使用するためのマンドレルであって、
基体ベースと、
前記基体ベースの少なくとも１つの表面に形成された、制御された解離層と、
前記導電解離層に形成された導電金属層であって、該導電金属層は表面を形成し、該表面上では、前記基体が剛性を提供するところの構造体を電鋳するため、前記マンドレル及び前記制御された解離層が、該電鋳された構造体が電鋳プロセスの間に該基体ベースから剥ぎ取られることを防止する上で十分な付着性を前記基体ベースに提供し、更に該電鋳された構造体及び該基体ベースのいずれかも損傷させることなく該基体ベースから電鋳構造体を除去するための手段を提供する、前記導電金属層と、
を含む、マンドレル。
【請求項８】
前記制御された解離層は、該制御された解離層を溶解することにより前記電鋳された基体が該基体ベースから除去されることを可能にしている、制御された解離層である、請求項７に記載のマンドレル。
【請求項９】
前記制御された解離層は、壊れやすく制御された解離層である、請求項７に記載のマンドレル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット印刷システムに係り、より詳しくは、そのようなインクジェット印刷システムで使用される多層電鋳オリフィスプレートを製造するとき使用するための制御された解離層を備えたマンドレルに関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、連続的なインクジェット印刷装置は、プリントヘッドマニホルドを有し、該マニホルドには、インクが、空洞部と液体が連通するところのプリントヘッドオリフィスプレートからの流れで放出するように圧力をかけられた状態で供給される。液体の流れには、例えば電子機械トランスジューサーによる振動等の周期的な揺動が印加され、当該流れを、均一サイズで形成された液滴へと分断させる。
【０００３】
数千ものノズルを含んだアレイを備えたオリフィスプレートが、ページ幅広の連続的なインクジェットプリントヘッドのために必要となる。ノズルの全ては、均一のサイズで、例えば平坦なエッジ等の変形が無いように、完全に形成されていなければならない。ノズルは、典型的には約２５ミクロンの直径であり、サブミクロンの滑らかさを要求している。これは、ミクロンサイズの欠陥の無い金属基体を提供するように非常な注意が払われなければならないということを必要とする。
【０００４】
非常に滑らかに磨かれた金属基体を、ダイアモンド研磨により作ることができる。しかし、これは、一度しか使用することのできない基体に非常なコストをかける高価なプロセスである。更には、ダイアモンド研磨でさえ、あらゆる傷が除去されることを確実にするものではない。よって、小さな窪みが、欠陥のある孔に生じるおそれがあり、この場合、オリフィスアレイ全体を受け入れ難いものとしかねない。
【０００５】
オリフィスプレートを作る更に他の従来技術は、オリフィスプレートのメッキのための永久マンドレルを備えている。この方法は、金属被覆されたガラス基体上に薄い単一層オリフィスプレートのメッキを形成する工程を含んでいる。これは、所望の滑らかな表面を提供する。オリフィスプレートは、金属被覆されたガラス基体から剥ぎ取ることができるので、この方法は、その性質上、環境上及び安全性に対する危険要因を伴う腐食エッチングのための必要性を基体から無くす。しかし、厚い多層オリフィスプレートのメッキ工程の間に発生する高い応力が、電鋳オリフィスプレートを、金属被覆基体から薄く剥がさせ、厚い多層オリフィスプレートのメッキのためには、この方法を不適切なものにしてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に伴う問題を克服するため電鋳オリフィスプレート構造部からより容易に分離可能な改善された基体のための必要性が存在することが見て取れよう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記必要性は、本発明に係る改善された基体により充足される。ここで、制御された付着は該基体を電鋳オリフィスプレートの構造体から容易に分離可能にしている。本発明は、厚いオリフィスプレートを製作することを可能にする際に腐食性エッチングのための必要性を最小にすると共に、所望の滑らかな基体を提供する。有機層は、実体的で再生利用可能なベース基体と、電鋳されたオリフィスプレートとの間に介在される。有機層は、改善された滑らかさと、オリフィスプレートをベース基体から仕切るための非損傷手段と、を提供する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、オリフィスプレートの構造体は、ベース基体と、電鋳されたオリフィスプレートとの間に介在された有機解離層を利用する。
本発明の目的及び利点は、次の詳細な説明、添付図面及び請求の範囲から明らかであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、特に、厚い及び／又は多層のオリフィスプレートを電鋳するのに適した、制御された接合機能を有する改善された基体を提案する。
【００１０】
図面を参照すると、図１は、本発明に係る、オリフィスプレート１４が形成された複合マンドレル１２を有する、様々な層の構造部１０の構成の断面図を示している。最初に、図２Ａに示されたように、好ましくは光沢研磨表面を有する、基体ベース１６が用意される。この光沢研磨表面は、例えば、機械的研磨等の任意の適切な手段により実現することができる。この表面が制御された解離層により覆われているとき、従来技術により要求された度合いにまで当該表面を研磨する必要はない。このため、従来技術で使用された非常に高価なダイアモンド研磨を無くすことができる。
【００１１】
使用された基体は、例えば、電鋳プロセスで使用された化学薬品により損傷を受けない真鍮等の金属又はクロムコーティングされたガラスであってもよい。図２Ｂに示されたように、滑らかに制御された解離層１８が、基体１６の光沢研磨表面に形成されている。滑らかに制御された解離層１８は、スピンコーティングにより、例えばポジティブフォトレジスト等の有機化学薬品層を、約０．５ミクロンの厚さで基体ベースに塗布して実現することができる。一実施形態では、制御された解離層１８は、それが、その本質上壊れやすく、例えばアセトン等の溶媒中に容易に溶解されるように選択されている。例えばシップレイ（Ｓｈｉｐｌｅｙ）１８１８等の市販されているレジストは、ガラス状の細い溝の無い表面を形成して乾燥する。
【００１２】
レジスト表面のための電気メッキを用意するため、導電金属層２０、好ましくは０．１ミクロン厚の銅は、図２Ｃに示されたように、フォトレジスト層の表面にスパッターリング等を使って付着的に被覆されている。この薄い銅の層２０は、例えば図２Ｄに示されたように、レジストの滑らかな表面を模写し、薄いレジストの誘電性ペグ２２の蒸着のためには理想的となる。このペグは、オリフィスプレートのためのノズルを画成する。続いて図２Ｅを参照すると、ニッケル層２４が電気メッキにより薄い銅２０上で付着して形成されている。従って、ニッケル層２４は、プロセス中で薄い層に裂けることがない。これに対して、例えば受動金属基体が本発明の付着的に被覆されたレジストの代わりに使用されたならば、それらは薄い層に裂けてしまうであろう。
【００１３】
２層のニッケル構造部が、インクジェットジェネレーターで使用されている。オリフィスプレートの追加された剛性が、インクジェットへの振動の均一な伝達を向上させる。ニッケルノズル層２４は、オリフィスのエッジが非常に滑らかになるように、細かいニッケル粒子から構成されている。トレンチマスク２６が、ニッケルの第２の蒸着の間の保護のためオリフィス２８を覆って形成されており、補強ニッケルトレンチ層３０が全体的な厚さを増加させるため使用されている。引き続いてトレンチマスク２６を除去すると、インクがオリフィス２８に自在に流れることができる開いたトレンチが残される。第１のノズル層２４及びトレンチ層３０の間のメッキの間には、２つのニッケル層の間に良好な結合を促進するため、かなりの熱的及び化学的応力が印加される。ノズル層２４が基体に固く保持されない場合、活性化の間にノズルが剥ぎ取られ、ノズルが破壊される。
【００１４】
両方の層がメッキされるとき、フォトレジスト層１８が、オリフィスプレートをマンドレルベースから分離するため除去される。除去及び再利用のため、図１のオリフィスプレート１４は、仕切りレジスト層１８が溶解され、その結果、図２Ｈに示された構造が形成されるまで、アセトン内に浸漬させることができる。その代わりに、多層オリフィスプレート１４は、壊れやすい仕切りレジスト層１８をばらばらにしながら、注意深く剥がされてもよい。次に、レジストは、オリフィスプレート１４及びベース基体１６から化学的に剥がすことができる。分割されたオリフィスプレート上に残っている薄い銅層２０は、選択されたエッチング用腐食液を用いて除去され、図２Ｉに示された完成されたオリフィスプレートを残す。選択されたエッチング用腐食液は、銅を除去するが、銅をエッチングするのに必要とされる短い浸漬期間の間にはニッケルを損傷させることがない。これで、オリフィスプレートは、インクジェットプリントヘッドへと組み立てられる準備ができたことになる。
【００１５】
オリフィスプレートが基体から除去された後、基体を洗浄することができ、新しいフォトレジスト解離層及び新しいスパッターされた銅層を形成することにより再プロセスの準備ができる。制御された解離層を備えたマンドレルを作るためのこのプロセスは、高価な研磨作業無しに厚いオリフィスプレートの製作のために所望される滑らかな表面を生成する。これにより、たとえマンドレル１２が一回しか使用されなかったとしても、コスト削減効果をもたらす。
【００１６】
本発明は、特にその好ましい実施形態を参照して詳細に説明されたが、本発明の精神及び範囲内で多数の変更及び変形を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るオリフィスプレートが形成された複合マンドレルの断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図２Ｇ】図２Ｇは、本発明に係るオリフィスプレートを製造するため、図１の層の形成過程を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の技術を適用したときに、結果的に形成されたノズルを示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の技術を適用したときに、結果的に形成されたノズルを示している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【外国語明細書】
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