(57)【要約】【課題】インクノズルの断面がテーパー形状であっても、エッジ部が丸みを帯びず、ノズルプレートの表面が平面であるインクジェットヘッド、及びインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】インクジェットヘッドの形状を、インクノズルの断面が逆テーパー形状であり、インクノズルのエッジ部が丸みを帯びず、ノズルプレートの表面が平らな形状にする。上記のような形状にするために、テーパー形状の電鋳用型の周囲に電鋳膜を形成し、その上面に電着法で撥インク膜を形成する。そして、この撥インク膜を熱溶融して、再凝固させる。これにより、撥インク膜の表面は平面となる。したがって、吐出性能が良く容易に清掃できるインクジェットヘッドを提供することができる。【選択図】図１
2004098407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔からインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドであって、
金属皮膜上に含フッ素樹脂の撥インク膜が積層され、吐出面を上にした断面形状が逆テーパー形状であるノズル孔を備え、上記撥インク膜の表面が平面であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記撥インク膜は、熱可塑性樹脂である請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記撥インク膜は、カチオン系の含フッ素樹脂で１〜２０μｍの厚さである請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記撥インク膜は、アニオン系の含フッ素樹脂で１〜２０μｍの厚さである請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
ノズル孔からインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドの製造方法において、
基板上に感光性皮膜、及びノズル孔に相当する開口部を有する遮光性膜を順に形成し、
この遮光性膜上方から拡散光を照射して、拡散光による現像処理によって感光した部位が残存した順テーパー状である電鋳用の型を形成し、
上記電鋳用の型の周囲に電鋳膜を電鋳法により堆積し、
この電鋳膜上に含フッ素樹脂の撥インク膜を電着法により形成し、
この撥インク膜を熱溶融させてから冷却して凝固させた後に、
上記基板及び上記電鋳用の型を除去して、吐出面を上にした断面形状が逆テーパー形状であるノズル孔を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッド、及び電鋳用の型を用いたインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１の従来の技術に記載されている通り、プリンタ、ファクシミリ、複写機等に用いられるドロップオンディマンド（ＤＯＤ）型のインクジェット記録装置は、例えばインク滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、ノズルが連通する液室と、液室内のインクを加圧するための圧電素子等の電気機械変換素子または熱抵抗体（ヒータ）等の熱機械変換素子からなるエネルギー発生手段と、を備えたインクジェットヘッドを用いて、記録信号が入力された時にのみノズルからインク滴を吐出飛翔させて、高速高解像度の記録を行うものである。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドは、ヒータや圧電素子等のエネルギー発生手段を駆動することによってノズルから液滴化したインク滴を吐出飛翔させて記録を行うため、ノズル形状及び吐出口径の精度等がインク滴の吐出性能に影響を与えるとともに、ノズルプレートの表面の特性がインク滴の吐出性能に影響を与える。例えば、ノズル周辺部にインクが付着して不均一なインク溜りが発生すると、インク滴の吐出方向が曲げられたり、インク滴の大きさにばらつきが生じたり、インク滴の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じることが知られている。
【０００４】
また、インクの吐出方向の安定性は、安定したメニスカス形成状態及びノズル孔のエッジ部（周辺部）の形状に依存している。図５は、ノズル孔のエッジ部に丸みの無いノズルプレートの概略図である。図５（Ａ）は、ノズル孔がストレート形状の場合、図５（Ｂ）は、ノズル孔がテーパー形状の場合である。また、インクジェットプリンタにおいて、ノズルプレート表面がインクの付着により汚れた場合、特にノズル孔の周囲が汚れた場合、インクの吐出方向が曲がってしまう等の問題が発生する。そのため、通常そのノズルプレート表面をゴムブレードでワイピングすることにより清掃している。図５に示したようなエッジ部に丸みが無いノズル孔を有するノズルプレートの場合、ゴムブレードでワイピングすることにより、ノズル周辺部に付着したインクなどを確実に除去できる。したがって、インクジェットヘッドのノズル孔は、図５に示したように、ノズル孔のエッジ部に丸みが無く、断面形状が直角状または鋭角状であることが望ましい。
【０００５】
また、従来、ノズルプレートの表面（吐出面）に撥インク性（撥液性）を有する表面層（皮膜）を形成することで、インク滴の均一性を高めることが知られている。この撥インク膜の形成方法としては、フッ素系高分子共析メッキで撥インク層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図６は、従来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工程を示す断面図である。図６（Ａ）において、導電性を有するかまたは導電性膜が形成された基板１１１上に、ホトレジストである感光性皮膜１１２が配置されている。感光性皮膜１１２には、液状型レジストまたはドライフィルム型レジストが使用される。図６（Ｂ）において、ノズル孔に相当する孔を有する遮光性膜１１３と感光性皮膜１１２が密着するように配置され、フォトマスク１１４上に拡散板１１５が配置されている。また、拡散板１１５上方から露光に必要な平行光１１６が入射されている。図６（Ｂ）においては、感光性皮膜１１２として光硬化のネガ型を用いているので、光が入射された感光性皮膜１１２の任意の部位で架橋反応が進んで硬化される。図６（Ｃ）において、感光性皮膜１１２は、現像処理により、感光した任意の部位のみが残存し、電鋳用の型１１７となる。なお、この時、図６（Ｂ）において入射した光は、拡散板１１５を通過しているので拡散光となり、電鋳用の型１１７は基板面の垂直方向に対し、使用する拡散板に応じて約１度から約４０度まで角度を調整可能な順テーパー形状を有する。
【０００７】
次に、図６（Ｄ）において、ノズルプレートを構成する電鋳膜１１８が電鋳法により堆積される。この時、電鋳膜１１８としては、ニッケル膜、ニッケル−コバルト膜、銅膜などが用いられる。その後、図６（Ｅ）において、撥インク性を有する表面皮膜１１９が形成される。表面皮膜１１９としては、ニッケルとフッ素樹脂の共析膜が共析メッキ（電鋳）法により堆積される。次に、図６（Ｆ）において、基板１１１が除去され、撥インク性を有する表面皮膜１１９が形成されたノズルプレートが完成する。この時、得られるノズル孔の形状は、電鋳用の型１１７の形状に対応して、吐出面を上にしてテーパー角を約１度〜約４０度のいずれかに制御された逆テーパー形状が得られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３２９３９２号公報　（第２−６頁、第１，３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１によれば、撥インク膜は、金属とフッ素樹脂との共析メッキ法で形成されている。図７は、撥インク膜の金属マトリックスの構造図である。撥インク膜は、マクロ的に見ると撥インク性を有しているが、ミクロ的に見ると図７に示したように撥インク性を有するフッ素樹脂１２１が、親インク性を有する金属１２２中に分散して存在している構造（金属マトリックス）となっている。
【００１０】
金属マトリックス中でフッ素樹脂１２１が所定の密度で均一に分散して、ノズル孔のエッジ部が全て撥インク性を有していれば、メニスカス位置が安定し、吐出方向の安定したインク吐出が可能である。しかし、金属マトリックス中でフッ素樹脂１２１の分散が不均一で、ノズル孔のエッジ部分にフッ素樹脂１２１がほとんど分散せずに親インク性を有していれば、不安定な位置にメニスカスが形成されるか、またはメニスカスが形成できないために、インクの吐出方向が安定しない。
【００１１】
図８は、インクジェットヘッドからインクが斜めに吐出される様子を示した図である。このように、共析メッキ法で形成した撥インク膜は、撥インク部分と親インク部分とが不均一に分布している場合、図８に示したようにノズルプレート１３１におけるメニスカス形成が安定せず、インク１３２の吐出方向が安定しない。また、共析メッキ法で撥インク膜を形成すると、この皮膜からフッ素樹脂粒子が脱落してポーラス状態となって所要の撥インク性が得られなくなり、ノズルプレート１３１の表面の所々にインク１３２が残ったり、共析粒子の影響によって表面が粗くなってノズル孔の形状バランスを失ったりする。その結果、インク１３２の吐出方向がばらついて不安定になるなどの課題があった。
【００１２】
また、特許文献１によれば、電鋳用の型１１７は基板面の垂直方向に対し、約１度から約４０度までのいずれかのテーパー角である順テーパー形状を有し、非導電性である。そのため、図６（Ｄ）に示したように、ノズルプレートを構成する電鋳膜１１８が電鋳法により堆積していくに従って、ノズルのエッジ部が丸みを帯びた形状になっていくという問題があった。
【００１３】
電鋳法は、電鋳膜を形成する基板を負電極、対向電極を正電極とした電気メッキ法を応用した方法であり、金属の堆積が電気的に行われる。そのため、金属を堆積させる基板上の電界が均一であれば、金属膜が均一に堆積される。図９は、ストレート形状の電鋳用の型を用いたインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造工程を示す断面図である。例えば、図９に示したように、電鋳膜を形成する基板１４１上に設けた非導電性の電鋳用の型１４３がストレート形状（円柱状）で、かつ型の途中まで金属性の電鋳膜１４４を形成させる場合、金属を堆積させる基板１４１上の電界は均一であり、電鋳用の型近傍とこの型から離れた周辺部との金属膜の堆積速度に差は無く、ノズル孔１４６のエッジ部に丸みの無い良好な形状となる。
【００１４】
これに対して、電鋳膜を形成する基板上に設けた非導電性の電鋳用の型がストレート形状であっても、型の上面まで金属膜を形成させる場合、ノズル孔のエッジ部は丸みを帯びた形状となる。図１０は、ノズルプレートの製造工程の概略図である。図１０（Ａ）において、導電性を有する基板１５１上のノズル孔に相当する箇所に、非導電性の電鋳用の型１５２が円柱状に形成されている。この状態で電鋳法により金属を電気的に堆積していくと、図１０（Ｂ）に示したように基板１５１上に金属が堆積して金属膜１５３が積層されていく。また、金属膜１５３は、電鋳用の型１５２の厚さよりも厚くなると、電鋳用の型１５２の上部まで金属が堆積するようになる。金属の堆積は電気的に行われるが、電鋳用の型１５２が非導電性である。そのため、電鋳用の型１５２上部における金属の堆積は、導電性基板１５１上に形成された金属膜からの電気力線によって行われることになる。このため、電鋳用の型１５２上の金属堆積状態は、図１０（Ｃ）に示したようにエッジ部が丸みを帯びた形状となる。また、図１０（Ｄ）に示したように、このエッジ部の丸みは、金属膜１５３が厚くなるに従って顕著になっていく。
【００１５】
また、特許文献１によれば、図６に示したように、電鋳用の型１１７は円柱状ではなくテーパーを有しているため、導電性基板１１１上に形成された金属膜からの電気力線が電鋳用の型１１７のテーパー面に対して垂直となる。そのため、電鋳膜は、図６（Ｄ）に示したように、インクノズルのエッジ部が丸みを帯びた形状となる。また、この電鋳膜上に共析メッキを形成すると、共析メッキにより形成される表面皮膜１１９は、図６（Ｅ）に示したように電鋳膜の丸みを帯びた形状をそのまま反映した形状となる。
【００１６】
さらに、インクノズルのエッジ部が丸みを帯びた形状であると、ノズルプレート表面をゴムブレードでワイピングする場合、きれいに清掃できないという問題があった。図１１は、ノズルプレート上をゴムブレードでワイピングする様子を示した図である。図１１に示したように、特許文献１に開示された技術によって製造したインクジェットヘッドは、ゴムブレード１６０でノズルプレート１６７の表面１６８をワイピングしても、ノズル孔のエッジ部１６６が丸みを帯びた形状のため、そこに付着したインク１６４をゴムブレード１６０で除去することができない。このため、インクジェットヘッドからインクを吐出する際に、インクの吐出方向が曲がったり、安定したメニスカスの形成ができなくなってしまう。
【００１７】
そこで、本発明は上記の問題を解決するために、インクノズルの断面がテーパー形状であっても、エッジ部が丸みを帯びず、ノズルプレートの表面が平面であるインクジェットヘッド、及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１９】
（１）ノズル孔からインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドであって、
金属皮膜上に含フッ素樹脂の撥インク膜が積層され、吐出面を上にした断面形状が逆テーパー形状であるノズル孔を備え、上記撥インク膜の表面が平面であることを特徴とする。
【００２０】
ここで、ノズル孔の逆テーパー形状とは、吐出口の径が流入口の径に比べて小さく、かつ斜面が比較的直線状であることを言う。
【００２１】
逆テーパー形状であるノズル孔を備えたインクジェットヘッドに撥インク膜を電鋳法や電着法で形成した場合、通常、ノズル孔周辺部が丸みを帯びた形状となり、吐出性能が悪く、また、ノズル孔周辺部に付着したインクを容易に除去することができない。しかし、本発明のインクジェットヘッドは、ノズル孔周辺部を含めて撥インク膜の表面が平面であるので、インクの吐出性能が良く、インクの吐出方向を安定させることができる。また、ノズル孔周辺部に付着したインクを、ゴムブレードなどを用いて容易に除去することができる。
【００２２】
（２）前記撥インク膜は、熱可塑性樹脂である。
【００２３】
したがって、撥インク膜を電着法によって形成してノズル孔周辺部が丸みを帯びた形状となっても、撥インク膜を熱溶融することが可能となり、ノズル孔周辺部を含めて撥インク膜の表面全体を平面にすることができる。これにより、インクジェットヘッドのインク吐出性能を向上させることができる。
【００２４】
（３）前記撥インク膜は、カチオン系の含フッ素樹脂で１〜２０μｍの厚さである。
【００２５】
この構成においては、カチオン系の含フッ素樹脂樹脂を用いることで、ノズルプレートの材料の選択範囲を広げることができ、インクを容易に除去できる適正な厚さの撥インク膜を形成できる。
【００２６】
（４）前記撥インク膜は、アニオン系の含フッ素樹脂で１〜２０μｍの厚さである。
【００２７】
したがって、（３）と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
（５）ノズル孔からインク滴を吐出飛翔させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドの製造方法において、
基板上に感光性皮膜、及びノズル孔に相当する開口部を有する遮光性膜を順に形成し、
この遮光性膜上方から拡散光を照射して、拡散光による現像処理によって感光した部位が残存した順テーパー状である電鋳用の型を形成し、
上記電鋳用の型の周囲に電鋳膜を電鋳法により堆積し、
この電鋳膜上に含フッ素樹脂の撥インク膜を電着法により形成し、
この撥インク膜を熱溶融させてから冷却して凝固させた後に、
上記基板及び上記電鋳用の型を除去して、吐出面を上にした断面形状が逆テーパー形状であるノズル孔を形成することを特徴とする。
【００２９】
ここで、電鋳用の型の順テーパー形状とは、吐出口側に相当する有機性型部の上部の径が、流入口側に相当する型部の下部の径に比べて小さく、かつ斜面が比較的直線状であることを言う。また、ノズル孔の逆テーパー形状とは、吐出口の径が流入口の径に比べ小さく、かつ斜面が比較的直線状であることを言う。
【００３０】
撥インク膜を熱溶融させてから冷却して凝固させることで、ノズル孔周辺部が丸みを帯びた形状であっても、ノズル孔周辺部を含めて撥インク膜の表面全体を平面にすることができるので、インクの吐出方向が安定し、インクの吐出性能の良いインクジェットヘッドを製造できる。また、この方法で製造したインクジェットヘッドは、撥インク膜の表面全体が平面であるので、表面に付着したインクを容易に除去することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットヘッドは、インクノズルの断面が逆テーパー形状であり、インクノズルのエッジ部が丸みを帯びず、ノズルプレートの表面が平らな形状である。本発明では、インクジェットヘッドのノズルプレートを上記のような形状にするために、テーパー形状の電鋳用型の周囲に電鋳膜を形成し、その上面に電着法で撥インク膜を形成する。そして、この撥インク膜を熱溶融して、再凝固させる。これにより、撥インク膜の表面は平面となる。したがって、吐出性能が良く、容易に清掃できるインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３２】
以下、本発明の詳細について説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造工程を示す断面図である。本発明のインクジェットヘッドは、特許文献１に開示された電鋳用型製造方法による電鋳用の型を用いて製造する。特許文献１に記載の通り、図１（Ａ）において、導電性を有するかまたは導電性膜が形成された基板１上にホトレジストである感光性皮膜２が配置されている。感光性皮膜２は液状塗布型レジストであっても良いし、ドライフィルム型レジストであっても良い。図１（Ｂ）において、ノズル孔に相当する孔を有する遮光性膜３と感光性皮膜２が密着するように配置され、フォトマスク４上に拡散板５が配置されている。拡散板５上方から露光に必要な平行光６が入射している。図１（Ｂ）においては、感光性皮膜として光硬化のネガ型を用いているので、光が入射された感光性皮膜の任意の部位は架橋反応が進んで硬化される。なお、図１（Ｂ）において、感光性皮膜２とフォトマスク４上の遮光性膜３は必ずしも密着している必要は無く、透光性フィルム等が間に存在しても良いし、空間があっても良い。但し、その間隔は制御されていることが望ましい。図１（Ｃ）において、現像処理により、感光した任意の部位が残存し、電鋳用の型７となる。なお、この時、図１（Ｂ）において入射した光は、拡散板５を通過しているので拡散光となり、電鋳用の型７は基板面の垂直方向に対し、テーパー角が約１度から約４０度までのいずれかである順テーパー形状を有する。
【００３３】
次に、図１（Ｄ）において、ノズルプレートを構成する電鋳膜８が電鋳法により堆積される。この時、電鋳膜８としては、ニッケル膜、ニッケル−コバルト膜、銅膜などの金属膜を用いると良い。続いて、含フッ素樹脂を電着するための前処理処理工程に移行する。まず、ノズルプレートを水酸化ナトリウムなどの強アルカリ水溶液中で陰極電解し、表面の汚染層を除去する。そして、充分に水洗いを行った後、含フッ素樹脂電着工程に移行し、撥インク性を有する含フッ素樹脂性の電着膜（撥インク膜）９が形成される。この含フッ素樹脂電着工程に用いる電着法には、被塗装物を陽極とするアニオン型電着法と、被塗装物を陰極とするカチオン型電着法の２つが好適である。
【００３４】
図２は、電着装置の概略図である。アニオン型電着法では、電着液２５を容れた電析槽２６内に電鋳膜を形成した基板２３と対極２４を配置して、電源２８から電鋳膜を形成した基板２３に＋電位を、対極２４に−電位を印加する。このようにして電鋳膜を形成した基板２３上に含フッ素樹脂樹脂性の電着膜２７（図１（Ｅ）の電着膜９）を成膜して、図１（Ｅ）のような形状を得る。
【００３５】
次に、電着膜９を形成した基板を、撥インク膜の熱可塑性樹脂が溶融する温度まで過熱する。熱可塑性樹脂は、熱溶融して流動し、ノズル孔部の丸みを帯びて窪んだ部分に流れ込む。そのため、ノズル孔のエッジ部は、図１（Ｆ）に示したように平らになる。そして、熱可塑性樹脂が平面の状態で、熱可塑性樹脂を冷却して凝固させる。次いで、図１（Ｇ）において、基板１、電鋳用の型７を除去して、撥インク膜１０が金属製の電鋳膜８上に形成されたノズルプレートが完成する。この時、得られるノズル孔の形状は、電鋳用の型７の形状に対応して、吐出面を上にして約１度〜約４０度のいずれかに制御された逆テーパー形状が得られる。
【００３６】
このように、ノズルプレートの吐出面側に含フッ素樹脂の電着膜を成膜して熱処理してなる撥インク膜を形成することによって、撥インク膜がフッ素樹脂とニッケルとの複合共析メッキのような金属マトリックスとならないので、ノズル孔の周辺部表面全体がフッ素樹脂で覆われ、しかもフッ素樹脂の脱落によるポーラス状態も生じない。したがって、インクの滲み込みによるノズル孔表面のインク濡れを防ぐことができ、撥インク性に優れ、インク滴の噴射特性が安定するインクジェットヘッドを得ることができる。また、撥インク膜が金属マトリックス構造とならないことから、電着膜を熱処理して得られる撥インク膜の表面粗さを１μｍ以下にすることができるので、特にインク直進性の良い撥インク膜を得ることができる。
【００３７】
この撥インク膜は、カチオン系またはアニオン系の含フッ素樹脂の電着膜を１〜２０μｍの厚さで成膜して熱処理して形成する。これらのカチオン系またはアニオン系の含フッ素樹脂を用いることで、ノズルプレートの材料の選択範囲が広がる。また、撥インク膜は、熱処理時の樹脂溶融・流動によりノズル孔のエッジ部の丸みを帯びた形状をフラットにする目的のため、ノズル孔のエッジ部における丸みの大きさに合わせた膜厚にする必要がある。さらに、ノズルプレートの吐出面に対してワイピングを行って清掃するので、撥インク膜を得るためには、撥インク膜をある程度の厚さにする必要がある。しかし、撥インク膜があまり厚すぎると、膜の形成に時間がかかり不経済となり、また、膜厚が厚すぎても無意味なため、３μｍ〜１０μｍ程度の範囲内に設定することが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の実施例と、実施例と対比するための比較例について説明する。図３は、実施例１、２及び比較例により得られたノズルの断面形状を示した図である。なお、実施例１及び比較例における電鋳用の型７を作成する条件は、特許文献１の具体例１と同様とした。また、実施例２における電鋳用の型７を作成する条件は、特許文献１の具体例２と同様とした。
【００３９】
（実施例１）
実施例１では、図１に示した基板１として１ｍｍ厚のＳＵＳ基板を使用し、感光性皮膜２として、４０μｍ厚のネガ型ドライフィルムレジストを用いた。遮光性膜３は、ノズル孔に相当する部位の開口径が２２μｍであり、拡散板５には、０〜２０度の拡散光が得られる（株）ＮＡＢＡ製の拡散板、ビーム整形ディフューザーＬＳＤ２０シリーズを使用した。電鋳用の型７の作製には、密着型アライメント露光機を用いた。また、拡散板５を経てフォトマスク４に入射する露光量を３６５ｎｍ波長換算で１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２と変えて、電鋳用の型７を作　製した。上記部材を用い、図１に示した製造過程により電鋳用の型を作製し、次いでニッケル−コバルト系の電鋳膜８（３１）を３０μｍの厚さに堆積させた。さらに、この電鋳膜８（３１）上に撥インク性の電着膜９を電着法で形成した。電着膜９として電着させる含フッ素樹脂（熱可塑性樹脂）には、（株）シミズ製のアニオン系のエレコートナイスロンを用い、電着膜９の厚さを５μｍに形成した。その後、基板１上の形成物全体を１００℃で１５分間予備乾燥させ、２００℃で３０分の熱処理を行って撥インク膜を構成する熱可塑性樹脂を溶融し、電鋳に起因するノズル孔部の丸みを無くして平面にした。次いで、熱可塑性樹脂を冷却し凝固させ、基板１及び電鋳用の型７を除去した結果、図３（Ａ）に示したような形状であるインクジェットヘッド用のノズルプレート３０を得た。
【００４０】
（実施例２）
実施例２では、図１に示した基板１として６２５μｍ厚のＳｉ基板を使用し、Ｓｉ基板上には導電性のＴｉＳｉ２膜を配置した。また、感光性皮膜２として、　４０μｍ厚のネガ型ドライフィルムレジストを用いた。遮光性膜３は、ノズル孔に相当する部位の開口径が２０μｍであり、拡散板５には、０〜３０度の拡散光が得られる（株）ＮＡＢＡ製の拡散板、ビーム整形ディフューザーＬＳＤ３０シリーズを使用した。電鋳用の型７の作製は、密着型アライメント露光機を用いた。また、拡散板５を経てフォトマスク４に入射する露光量を３６５ｎｍ波長換算で１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２と変えて、電鋳用の型７を作製した。上記部材を用　い、図１に示した製造過程により電鋳用の型７を作製し、次いで純粋ニッケル系の電鋳膜８（３４）を３０μｍの厚さに堆積させた。さらに、この電鋳膜８（３４）上に撥インク性の電着膜９を電着法で形成した。電着膜９として電着させる含フッ素樹脂（熱可塑性樹脂）には、（株）シミズ製のカチオン系のエレコートナイスロンＣＴＲを用い、電着膜９の厚さを７μｍに形成した。その後、基板１上の形成物全体を１００℃で１５分間予備乾燥させ、１９０℃で３０分の熱処理を行って撥インク膜を構成する熱可塑性樹脂を溶融し、電鋳に起因するノズル孔部の丸みを無くして平面にした。続いて、熱可塑性樹脂を冷却して凝固させ、基板１及び電鋳用の型７を除去した結果、図３（Ｂ）に示したような形状であるインクジェットヘッド用のノズルプレート３３を得た。
【００４１】
（比較例）
比較例では、図１に示した基板１として１ｍｍ厚のＳＵＳ基板を使用し、感光性皮膜２として、４０μｍ厚のネガ型ドライフィルムレジストを用いた。遮光性膜３は、ノズル孔に相当する部位の開口径が２２μｍであり、拡散板５には、０〜２０度の拡散光が得られる（株）ＮＡＢＡ製の拡散板、ビーム整形ディフューザーＬＳＤ２０シリーズを使用した。電鋳用の型７の作製には、密着型アライメント露光機を用いた。また、拡散板５を経てフォトマスク４に入射する露光量を３６５ｎｍ波長換算で１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２と変えて、電鋳用の型７を作製　した。上記部材を用い、図１に示した製造過程により電鋳用の型７を作製し、次いでニッケル−コバルト系の電鋳膜８を３０μｍの厚さに堆積させた。さらに、この電鋳膜８（３７）上にニッケルとフッ素樹脂の共析メッキ（３８）を５μｍの厚さに電鋳した。その結果、図３（Ｃ）に示したような形状であるインクジェットヘッド用のノズルプレート３６を得た。
【００４２】
図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、実施例１及び実施例２で得られたインクジェットヘッド用のノズルプレート３０及びノズルプレート３３のノズル断面は、電鋳の堆積部分が丸みを有しているにも拘わらず、熱可塑性樹脂製の撥インク膜を熱溶融したので、形状が平面（フラット）になっていることがわかる。これに対し、比較例により得られたノズルの断面は、撥インク膜である共析メッキ膜を電鋳膜の丸みを帯びた形状の上に形成したため、電鋳膜と同様に丸みを帯びた形状である。
【００４３】
次に、実施例１、２及び比較例により得られたノズルプレートの撥インク性及びゴムブレードによるインクの清掃の容易さを比較した。まず、撥インク性の評価は、ノズルプレートに対するインクの接触角の大小で評価した。この接触角が大きいほど、後述するノズルプレート上のインク汚れを容易に除去することができる。インクには染料タイプのインクを使用した。表１は、実施例１、２及び比較例において、インクに対する接触角の値を示した表である。
【００４４】
【表１】
2004098407.tif 000003
【００４５】
実施例１、２での接触角は比較例での接触角より大きく、熱可塑性樹脂製の電着膜の撥インク性が優れていることがわかる。
【００４６】
次に、実施例１、２及び比較例で作成したインクジェットヘッドのノズルプレートについて、インクを滴下後におけるノズルプレートの清掃の容易性を比較した結果を示す。図４は、インクジェットヘッドのノズルプレートからインク滴下後にゴムブレードでワイピングした後の状態を示した模式図である。図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、実施例１、２のノズルプレート４１，４３は、撥インク性が優れておりゴムブレードによるインクのワイピングが容易で、またノズル孔周りに丸みが無いため、ノズル孔４２，４４の周りにもインク残りが認められなかった。これに対して、比較例では、図４（Ｃ）に示したように、インクに対する接触角が実施例１、２のノズルプレートに比べて小さく、また、ノズルプレート上での撥インク性もミクロ的に見て局所的で、所々に親インク性部分がある。そのため、ノズルプレート４５上の所々にインクの残り（付着）４８が認められた。さらに、比較例により得られたノズルプレート４５ではノズル孔周りに丸みがあるため、ノズル孔４６の周辺部のインクを除去できず、ノズル孔周りはインク４７で汚れたままであった。
【００４７】
さらに、実施例１、２及び比較例により得られたノズルプレートを用いたインクジェットヘッドのインクの吐出安定性について評価した。その結果、実施例１、２のノズルプレート４１，４３を用いたインクジェットヘッドでは、インクの吐出方向が安定していた。一方、比較例のノズルプレート４５を用いたインクジェットヘッドでは、インクの吐出方向が不安定であった。また、ノズル孔部でのメニスカスを形成できないものもあった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４９】
（１）本発明のインクジェットヘッドは、ノズル孔周辺部を含めて撥インク膜の表面が平面であるので、インクの吐出性能が良く、インクの吐出方向を安定させることができる。また、ノズル孔周辺部に付着したインクを、ゴムブレードなどを用いて容易に除去することができる。
【００５０】
（２）撥インク膜を電着法によって形成してノズル孔周辺部が丸みを帯びた形状となっても、撥インク膜を熱溶融することが可能となり、ノズル孔周辺部を含めて撥インク膜の表面全体を平面にすることができる。これにより、インクジェットヘッドのインク吐出性能を向上させることができる。
【００５１】
（３）カチオン系の含フッ素樹脂樹脂を用いることで、ノズルプレートの材料の選択範囲を広げることができ、インクを容易に除去できる適正な厚さの撥インク膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造工程を示す断面図である。
【図２】電着装置の概略図である。
【図３】実施例１、２及び比較例により得られたノズルの断面形状を示した図である。
【図４】インクジェットヘッドのノズルプレートからインク滴下後にゴムブレードでワイピングした後の状態を示した模式図である。
【図５】ノズル孔のエッジ部に丸みの無いノズルプレートの概略図である。
【図６】従来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工程を示す断面図である。
【図７】撥インク膜の金属マトリックスの構造図である。
【図８】インクジェットヘッドからインクが斜めに吐出される様子を示した図である。
【図９】ストレート形状の電鋳用の型を用いたインクジェットヘッドにおけるノズルプレートの製造工程を示す断面図である。
【図１０】ノズルプレートの製造工程の概略図である。
【図１１】ノズルプレート上をゴムブレードでワイピングする様子を示した図である。
【符号の説明】
１，１０１，１４１，１５１−基板
２，１０２−感光性皮膜
３，１０３−遮光性膜
４，１０４−フォトマスク
５，１０５−拡散板
６，１０６−平行光
７，１０７，１４３，１５２−電鋳用の型
８，３１，３４，３７，１０１，１０３，１０８，１４４，１５３−電鋳　膜
９，１０９−電着膜
１０，３２，３５，１１０−撥インク膜
【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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