(57)【要約】【課題】電鋳処理を行って作製した薄くて幅広のノズルシートを使用する場合でも、ヘッドフレームへの簡単かつ正確な貼付けを可能とし、生産性の大幅な向上を可能とする。また、平坦性が確保されたノズルシートによって、良好な吐出特性を実現する。【解決手段】母型３０を用いて電鋳処理を行うことにより、母型３０上にノズルを形成したノズルシート１７を作製し、次に、ノズルシート１７を母型３０とともにヘッドフレーム１６と貼り合わせ、その後、ノズルシート１７から母型３０を剥離することによって、ノズルと、インクにエネルギーを付与する発熱抵抗体との位置関係が高精度で合うようにする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出すべき液体を収容する液室と、
前記液室中の液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として吐出するノズルとを備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
母型を用いて電鋳処理を行うことにより、前記母型上に前記ノズルを形成したシートを作製し、
次に、前記シートを前記母型から剥離しない状態のままで支持部材と貼り合わせ、
その後、前記シートから前記母型を剥離する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記シートがニッケルを含む材料から作製される
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記母型に対して前記ノズルを形成するための感光性樹脂を塗布及びパターニングし、  次に、電鋳処理を行って前記シートを作製し、
その後、感光性樹脂を除去して前記ノズルを形成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記シートと前記支持部材とが、液体吐出ヘッドの製造工程における最高温度で貼り付けられる
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
吐出すべき液体を収容する液室と、
前記液室中の液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として吐出するノズルとを含む液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、
前記ヘッド中の各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出される液滴を被記録媒体に着弾させてドットを形成する液体吐出装置であって、
前記ノズルが、母型を用いて電鋳処理を行って作製したシートに形成されており、前記シートを前記母型から剥離しない状態のままで支持部材と貼り合わせた後、前記シートから前記母型を剥離することで、前記支持部材に対する前記ノズルの位置が固定されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出装置において、
前記支持部材が、前記エネルギー発生素子を配した基板の収容空間を有するヘッドフレームである
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出装置において、
前記基板と前記ヘッドフレームとが同等の線膨張係数を有する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項５に記載の液体吐出装置において、
前記シート及び前記母型の線膨張係数が前記支持部材の線膨張係数よりも大きい
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
請求項５に記載の液体吐出装置において、
前記ヘッド中の各前記液体吐出部の前記ノズルが全て、１つの前記シートに形成されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の液体吐出装置において、
前記ヘッドを複数並べてヘッド列とし、前記ヘッド列中の各前記ヘッドが異なる色の液滴を吐出する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出装置に係るものであり、詳しくは、ノズルを形成したシートの取扱いを容易にし、ノズルを正確な位置に固定できるようにして、生産性の向上を図った技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置の１つであるインクジェットプリンタにおいては、通常、ノズルを有する液体吐出部が直線状に配列されたヘッドを備えている。そして、このヘッドの各液体吐出部から、微少な液滴（インク液滴）をノズル面に対向して配置される印画紙等の記録媒体に向けて吐出することにより、記録媒体上に略円形のドットを形成する。さらに、液滴を順次吐出して、０個、１個又は複数個のドットからなる画素を形成し、その画素を縦横に配列して画像や文字を表現している。
【０００３】
ここで、インク吐出方式の１つとして、熱エネルギーを用いてインクを吐出させるサーマル方式が知られている。
このサーマル方式のインク吐出装置は、液体としてのインクを収容するインク液室と、インク液室内に設けられたエネルギー発生素子としての発熱抵抗体と、インクを液滴として吐出するノズルとを備えている。そして、インクを発熱抵抗体で急速に加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させ、気泡発生時のエネルギーによってノズルからインク液滴を吐出させている。
【０００４】
また、インクの吐出方式として、静電吐出方式も知られている。
静電吐出方式は、エネルギー発生素子として、サーマル方式の発熱抵抗体に代えて、振動板と、この振動板の下側に、空気層を介した２つの電極を設けたものである。そして、両電極間に電圧を印加し、振動板を下側にたわませ、その後、電圧を０Ｖにして静電気力を開放する。このとき、振動板が元の状態に戻るので、その際の弾性力を利用することでノズルからインク液滴を吐出させている。
【０００５】
さらに、インクの吐出方式として、ピエゾ方式も知られている。
ピエゾ方式のエネルギー発生素子は、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を用いたものである。そして、ピエゾ素子の両面の電極に電圧を印加すると、圧電効果により振動板に曲げモーメントが発生し、その結果振動板がたわみ、変形する。したがって、この変形を利用することでノズルからインク液滴を吐出させている。
【０００６】
一方、ヘッド構造の観点からは、ノズルを有するヘッドを被記録媒体の幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式と、多数のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べて配置し、印画幅分のラインヘッドを形成したライン方式とが挙げられる。
【０００７】
ライン方式においては、被記録媒体の全幅にわたるヘッドを、シリコンウエハやガラス等で一体に形成することは、製造方法、歩留まり問題、発熱問題、コスト問題等、様々な問題があって、現実的ではない。
このため、小さなヘッド（これにも様々な制約があり、大きくてもノズルの並び方向の長さが１インチ以下程度が実用的な限界である。）を、端部同士が繋がるように複数並設して、それぞれのヘッドに適当な信号処理を行うことにより、被記録媒体に印画する段階で、被記録媒体の全幅にわたる記録を行うようにしている。
【０００８】
ところで、前述したような各種のインク吐出方式で、ライン方式やシリアル方式のヘッドは、ノズルを形成したシート（ノズルシート）が正確に位置決めされ、ノズルとエネルギー発生素子との位置が合うようになされることで、良好な印画品質を確保している。
ここで、エネルギー発生素子は、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を使用して、シリコン等の基板上に形成されている。また、ノズルシートは、複数のノズルが設けられたものであり、例えばニッケルによる電鋳技術により形成されている。そして、ノズルシートはバリア層に貼り合わせられ、固定される。
【０００９】
バリア層は、エネルギー発生素子を配した基板上に感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂層の一部を露光した後、未露光部分を除去することによって液室をパターニング形成したものである。そして、ノズルとエネルギー発生素子との位置が合うようにして、バリア層上にノズルシートが貼り合わせられる。
【００１０】
また、例えばＡ４サイズの長尺ラインヘッドにおいては、基板の収容空間を有するヘッドフレームを支持部材とし、このヘッドフレームに対してノズルシートを貼り付ける。すなわち、ヘッドフレームには開口された空間が設けられており、この空間がエネルギー発生素子を配した基板の収容空間となっている。そして、ノズルシートにヘッドフレームを貼り付けるとともに、ヘッドフレームの収容空間内に基板を配置するのである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２７４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前述の従来の技術では、以下の問題点がある。
すなわち、ノズルシートは、支持部材（例えばヘッドフレーム）に対して例えば熱硬化性の接着剤等を用いて、外部から、熱・圧力等といった何らかの適当な手段を加えることによって貼り付けられる。
【００１２】
ところが、ノズルシートは薄いものであるため取り扱いが難しく、支持部材への貼付け時に折れる等の不良が発生することがある。また、加熱するとカールして平坦性が乱れる場合があり、支持部材への正確な貼付けが困難になることもある。さらに、ニッケルによる電鋳技術で形成されたノズルシートは、電鋳時の膜応力により、母型から剥離した状態での寸法が安定せず、貼付け後の寸法精度に悪影響が出ることもある。
【００１３】
特に、Ａ４サイズ以上の長尺ラインヘッドとするために、支持部材（この場合はヘッドフレーム）の表面に幅広のノズルシートを貼り合わせる場合には、上記の問題が発生しやすくなる。したがって、支持部材（ヘッドフレーム）と正確に接着できないといったトラブルが生じ、ノズルシートの取り扱いが製造上のネックとなっていた。
【００１４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、電鋳処理を行って作製した薄くて幅広のノズルシートを使用する場合であっても、支持部材への簡単かつ正確な貼付けを可能とし、生産性の大幅な向上を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１に記載の発明は、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室中の液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として吐出するノズルとを備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、母型を用いて電鋳処理を行うことにより、前記母型上に前記ノズルを形成したシートを作製し、次に、前記シートを前記母型から剥離しない状態のままで支持部材と貼り合わせ、その後、前記シートから前記母型を剥離することを特徴とする。
【００１６】
上記の発明においては、ノズルを形成したシートを支持部材に貼り付けるに際し、電鋳処理の母型から剥離しない状態のままでシートを配置し、その後、シートから母型を剥離する。
したがって、電鋳処理を行って形成した薄くて幅広のシートであっても、貼付けの際には母型が強度保持部材及び形状保持部材となるので、取扱い性が改善され、生産性の向上を図ることができるようになる。
【００１７】
また、本発明の他の１つである請求項５に記載の発明は、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室中の液体にエネルギーを付与するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として吐出するノズルとを含む液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記ヘッド中の各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出される液滴を被記録媒体に着弾させてドットを形成する液体吐出装置であって、前記ノズルが、母型を用いて電鋳処理を行って作製したシートに形成されており、前記シートを前記母型から剥離しない状態のままで支持部材と貼り合わせた後、前記シートから前記母型を剥離することで、前記支持部材に対する前記ノズルの位置が固定されていることを特徴とする。
【００１８】
ここで、請求項５に係る発明は、液体吐出装置という物の発明を、ノズルが形成されたシートを母型から剥離しない状態のままで支持部材に貼り付けた後、シートから母型を剥離するという方法によって特定している。
このように、方法によって液体吐出装置という物を特定したのは、支持部材に対するノズルの位置の固定を、その構造によって表現することは適当でないからである。
【００１９】
すなわち、シートは母型を用いて電鋳処理を行って作製されるが、電鋳時の膜応力により、母型から剥離した状態での寸法が安定しない。そのため、母型を剥離した後に、シートを熱・光・電子線・超音波等によって支持部材に貼り付けても、その後に、ノズルの位置が変化してしまうことがある。
これに対し、請求項５に記載の発明は、支持部材に対してノズルの位置が安定して固定されている液体吐出装置に係るものである。
【００２０】
そこで、請求項５の記載は、支持部材に対するノズルの位置の恒常性に関し、ノズルを形成したシートの有意差のある寸法安定性を製造方法によって特定したものであって、製造方法の如何にかかわらず、請求項５に記載の液体吐出装置は、最終的に得られた、ノズルの位置が安定している液体吐出装置を意味するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によれば、ノズルを形成したシートの取扱い性が改善され、ノズルの位置が恒常的に安定し、生産性の向上を図ることができる。
また、本発明の液体吐出装置によれば、ノズルを形成したシートの寸法安定性が優れ、ノズルの位置が恒常的に安定するので、画像が乱れることなく、美麗な印字・印画能力が継続的に発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
なお、本発明における液体吐出ヘッドは、下記実施形態ではインクジェットプリンタ用のヘッド１１又はラインヘッド１０に相当し、液体吐出装置は、インクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に相当する。また、液体としてインクを使用し、インクを収容する液室がインク液室１２で、ノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインクがインク液滴である。さらに、エネルギー発生素子として発熱抵抗体１３を使用しており、この発熱抵抗体１３はインク液室１２の一面（底壁部分）をも構成している。そして、発熱抵抗体１３によってインク液室１２中のインクが急速に加熱され、気泡が発生し、インク液滴を吐出する。
【００２３】
さらにまた、本明細書において、１つの液室と、この液室内に配置されたエネルギー発生素子と、このエネルギー発生素子の上部に配置されて液滴の吐出口となるノズルとを含む部分を「液体吐出部」と称する。すなわち、液体吐出ヘッドは、複数の液体吐出部を並設したものといえる。
なお、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、下記実施形態に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００２４】
図１は、本発明の方法により製造されたヘッド１１を示す部分斜視図である。
図１に示すヘッド１１において、基板１４は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなる半導体基板であり、その一方の面には、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成された微細な発熱抵抗体１３を備えている。なお、この発熱抵抗体１３は、基板１４上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続されている。
【００２５】
また、バリア層１５は、基板１４の発熱抵抗体１３が形成された側の面に形成されたものである。すなわち、バリア層１５は、基板１４の上面全体に感光性樹脂を塗布し、しかるべき形状のパターンを描いたフォトマスクを介して、感光性樹脂を感光するに最適な波長帯の放射光を持った露光機による露光を行った後、露光した感光性樹脂層を所定の現像液で現像し、未露光部分を除去することにより、基板１４上にパターニング形成されている。
【００２６】
さらに、ノズルシート１７は、複数のノズル１８が設けられたものであり、例えばニッケルによる電鋳技術により形成されている。そして、ノズル１８の位置が発熱抵抗体１３の位置と合うように、すなわちノズル１８が発熱抵抗体１３に対向するように精密に位置決めがなされ、バリア層１５の上に貼り合わされている。
【００２７】
インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むようにして、基板１４とバリア層１５とノズルシート１７とで構成されている。すなわち、基板１４及び発熱抵抗体１３は、図１中、インク液室１２の底壁を構成し、バリア層１５は、インク液室１２の側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１２は、図１中、右下方面に開口領域を有することとなり、この開口領域とインク流路（図示せず）とが連通される。
【００２８】
上記の１個のヘッド１１には、通常、１００個単位の規模で、インク液室１２と、各インク液室１２内にそれぞれ配置された発熱抵抗体１３と、各発熱抵抗体１３上に位置するノズル１８とから構成される液体吐出部が複数並設される。そして、プリンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体１３のそれぞれを一意に選択することで、発熱抵抗体１３に対応するインク液室１２内のインクを、そのインク液室１２に対向するノズル１８からインク液滴として吐出させることができる。
【００２９】
すなわち、ヘッド１１と結合されたインクタンク（図示せず）からインクが供給され、インク液室１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１３に短時間、例えば１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより発熱抵抗体１３が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１８に接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、被記録媒体である印画紙上に着弾する。
【００３０】
さらに、複数のヘッド１１を被記録媒体の幅方向に並べてラインヘッドを形成することもできる。
図２は、このようなラインヘッド１０の一実施形態を示す平面図であって、図２では、ラインヘッド１０の一部である４つのヘッド１１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」及び「Ｎ＋２」）のみを図示している。
【００３１】
図２に示すラインヘッド１０を形成する場合、図１に示すヘッド１１と異なり、ヘッド１１からノズルシート１７を除く部分（ヘッドチップ）を千鳥状に複数個並設する。そして、これらのヘッドチップの上部であって、全てのヘッドチップの各インク液室１２に対応する位置に、ノズル１８が形成された１枚のノズルシート１７を貼り合わせることにより、ラインヘッド１０を形成する。なお、各ヘッド１１の配置は、隣接するヘッド１１の各端部にあるノズル１８同士のピッチ、すなわち、図２中のＡ部詳細図における、Ｎ番目のヘッド１１の右端部にあるノズル１８と、Ｎ＋１番目のヘッド１１の左端部にあるノズル１８との間の間隔が、ヘッド１１のノズル１８間の間隔に等しくなるようにしてある。
【００３２】
このようなラインヘッド１０を備えるプリンタでは、シリアル方式のものに対し、ラインヘッド１０を被記録媒体の幅方向に移動させる走査機構が不要となるので、走査時間が必要なくなり、印画時間の短縮化に大きく寄与する。したがって、このラインヘッド１０を搭載したプリンタの付加価値を大きく高めるものとなる。
【００３３】
また、このようなラインヘッドをさらに必要数だけノズル１８の並び方向と直交する方向に並べてヘッド列を構成し、各ヘッド列ごとに異なる色のインクを供給することで、カラー印画に対応したラインヘッドとすることもできる。
図３は、図２に示す千鳥状のラインヘッドを４列に並べ、各ヘッド列ごとに、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色を吐出するカラー対応のラインヘッド１０の一実施形態を示す分解斜視図である。
【００３４】
図３に示すカラー対応のラインヘッド１０では、上記のヘッドチップ１９（図１における発熱抵抗体１３を配した基板１４及びバリア層１５）をノズル１８の並び方向に複数配置し、かつ、直交方向に４列としたもので、１枚の幅広のノズルシート１７に貼り合わせている。また、ヘッドフレーム１６を支持部材として、その表面にノズルシート１７を貼り付けるようにしている。なお、千鳥状に配置された４列の各ヘッドチップ１９は、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａの内部に１列ごとに配置されるようになっている。ただし、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａを個々のヘッドチップ１９ごとに設けることもできる。
【００３５】
このように、ヘッド１１又はラインヘッド１０には各種のバリエーションが考えられるが、どのような形態であっても、ノズル１８の位置は、プリンタの印字・印画能力に大きく影響する。すなわち、ノズル１８が精密に位置決めされていなければ、ノズル１８から吐出されるインク液滴は、被記録媒体である印画紙上の所望の位置に着弾しなくなってしまうのである。
【００３６】
ところで、多数の液体吐出部を並設する場合には、液体吐出部の吐出特性、例えばインク液滴の吐出方向が液体吐出部ごとに不揃いとなる場合がある。また、図３に示すラインヘッド１０のように複数のヘッドチップ１９を並設する場合には、ヘッドチップ１９ごとの液体吐出部の吐出特性が不揃いとなる場合がある。このような場合には、インク液滴の着弾位置ずれとなって表れる。
【００３７】
そこで、１つのインク液室１２内に複数の発熱抵抗体１３を設け、各発熱抵抗体１３へのエネルギーの供給の仕方を変えることによって、インク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすれば、インク液滴の着弾位置を調整することが可能となる。
すなわち、図４は、インク液滴の吐出方向を可変としたヘッド１１を詳細に示す平面図及び側面の断面図である。なお、図４の平面図では、ノズル１８の位置を１点鎖線で併せて示している。
【００３８】
図４に示すように、１つのインク液室１２内には、２つに分割された発熱抵抗体１３が並設されている。ここで、発熱抵抗体１３の並び方向はノズル１８の並び方向（図４中、左右方向）となっており、ノズル１８の中心に対応して、２つの発熱抵抗体１３の中間が位置するようにしてある。すると、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にすれば、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰し、インク液滴はノズル１８の中心軸方向に吐出される。
【００３９】
これに対し、２つに分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差を生じさせると、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しない。そのため、インク液滴の吐出方向がノズル１８の中心軸方向からずれ、偏向して吐出される。これにより、偏向なくインク液滴を吐出したときの着弾位置からずれた位置に、インク液滴を着弾させることができるようになる。
【００４０】
このように、図４に示すヘッド１１は、インク液滴の吐出方向を可変とすることができるが、インク液滴を所望の位置に正確に着弾させるには、その前提として、ノズル１８が正確に位置決めされていなければならない。したがって、インク液滴の吐出方向を可変としたヘッド１１においても、ノズル１８の位置が、プリンタの印字・印画能力に大きく影響する。
【００４１】
そこで次に、支持部材に対してノズルを簡単かつ正確に固定でき、ノズルの位置を安定させることができるラインヘッドの製造方法の一実施形態について説明する。
まず最初に、ノズルシートの作製であるが、図５及び図６は、母型３０を用いて電鋳処理を行うことにより母型３０上にノズルシート１７を作製する手順（ノズル工程）を示す工程図である。電鋳処理は、ニッケル製のノズルシート１７を作製する場合の一般的な手法であり、電鋳処理によれば、選択的なノズル１８の形状を形成することができる。
【００４２】
図５に示すノズル工程１においては、母型３０となる金属製基板を用意する。母型３０としては、電鋳した金属との剥離性が良く電鋳基板として一般的なステンレス等が好適であり、ここでは、厚さ約０．４ｍｍの導電体であるステンレスの基板を母型３０としている。ただし、ステンレス以外の金属材料を使用することも可能である。
【００４３】
続くノズル工程２では、母型３０の上に厚さ約１４〜１５μｍのレジスト層３１を形成する。レジスト層３１の材料樹脂は絶縁性の感光性樹脂で、半導体・ディスプレイ製造用に多種上市されているフォトレジスト、感光性層間絶縁材料、メッキ用マスクとして上市されているドライフィルムレジスト、プリント基板用途等に上市されている各種の感光性材料、印刷用製版等に用いられる感光性材料等の様々な種類の感光性樹脂の中から最適なものを選定すればよく、一例としては、環化イソプレンを主成分とし、これに感光剤や各種添加物（レベリング剤、シランカップリング剤等）を同時に適正量含有させ、これをまた適正量の溶媒等で希釈した、ネガ型レジスト等の感光性樹脂がある。
【００４４】
また、感光性樹脂を母型３０に塗布してレジスト層３１を形成する方法としては、スピンコート、バーコート、カーテンコート、メニスカスコート、スプレイコート等の各種の方法があり、その中から適宜最適なものを選択すればよい。この場合、感光性樹脂を液体状態で供給し、乾燥させるが、感光性樹脂の塗布後に、しかるべき加熱（ベーキング）方式によって母型３０を加熱することにより、樹脂溶液中に含まれる溶剤を揮散させる工程を導入しても差し支えない。
【００４５】
ノズル工程３では、露光機（図示せず）による露光を行う。露光機には、フォトマスクと形成されるパターンとが１：１になるコンタクトアライナーや、ミラープロジェクションアライナー等を用いることができる。そして、ノズルの孔になる部分が選択的に残るように、ノズル等に対応するパターンが形成されたフォトマスク３２を介して、レジスト層３１に紫外線３３を照射する。なお、図５の工程図に示す例のレジスト層３１はネガ型レジストで、露光部分３１’が現像液に対して不溶性となる。
【００４６】
図６に示すノズル工程４では、図５のノズル工程３にて露光したレジスト層３１を所定の現像液で現像し、未露光部分を除去することによって母型３０上にノズル１８の孔になる部分（露光部分３１’）を選択的に残す。現像液は、レジスト層３１に使用する感光性樹脂によって異なるが、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）やモノエタノールアミン等の水溶液、各種有機溶剤等が一般的に使用される。なお、感光性樹脂として、上記の環化イソプレンを主成分とするものを用いた場合には、キシレン含有溶剤やイソパラフィン系炭化水素等の溶剤が現像液に使用される。
【００４７】
また、現像後には、必要に応じ、残留現像液の置換や表面洗浄を目的として、所定のリンス液や水（純水やイオン交換水）でリンスすることも可能である。さらにその後、母型３０の表面に残った水分や溶媒を揮散させるための加熱や、スピンナーを使用した振り切り乾燥、真空チャンバーによる真空乾燥、大気中や窒素雰囲気中での自然放置を行い、ノズル１８の孔になる部分（露光部分３１’）が選択的に残った母型３０が完成する。
【００４８】
ノズル工程５では、この母型３０に電極板を取り付け、薬液槽に投入し、電解メッキによって電鋳層（メッキ層）３４を形成する。なお、薬液は、スルファミン酸ニッケルメッキ浴の場合には、スルファミン酸ニッケル・塩化ニッケル・ホウ酸・応力調整剤・ピット防止剤等の混合液であり、ワイズベルグニッケルメッキ浴の場合には、硫酸ニッケル・塩化ニッケル・硫酸コバルト・ホウ酸・蟻酸ニッケル・硫酸アンモニア・ホルムアルデヒド等の混合液である。そして、薬液槽に投入して厚さ約１３μｍのニッケルメッキが得られたところで電鋳処理を終了し、洗浄・乾燥等の後処理を行う。
【００４９】
ノズル工程６では、ノズル１８に対応する部分のフォトレジスト（露光部分３１’）を除去する。すなわち、電鋳の型となっているレジスト層３１の露光部分３１’を溶剤やアルカリ溶液を用いて除去する。その後さらに洗浄・乾燥を行うと、母型３０にノズルシート１７が貼り付いた状態となる。
このようにして母型３０上にノズル１８が形成されたノズルシート１７が得られるが、ニッケル製であることから比較的安価に作製でき、ノズルの位置精度が良好なものとなっている。なお、ニッケルは主成分であれば十分であり、コバルト等の添加物が１０〜２０％程度含まれていても良い。
【００５０】
得られたノズルシート１７は、厚さが約１３μｍで、約５０ｍｍ×２４０ｍｍのサイズのものであり、Ａ４サイズのラインヘッド１０（図３参照）に対応した大きさとなっている。また、ノズル１８の孔径は約１７μｍ、隣り合うノズル１８までのノズル間のピッチは約４２．３μｍとなっており、ヘッドチップ１９（図３参照）に合わせて千鳥状に４列配置されている。そのため、Ａ４サイズの長尺ラインヘッドに必要なノズルが全て、１つのノズルシート１７に形成されている（ただし、図５及び図６では、その一部分のみを図示している）。
【００５１】
次に、図５及び図６に示すノズル工程によって作製したノズルシート１７を支持部材に貼り付ける。
すなわち、図７は、図３に示すカラー対応のラインヘッド１０を製造するに際し、ヘッドフレーム１６を支持部材として、図５及び図６のようにして作製したニッケル製のノズルシート１７を貼り付ける手順（貼付け工程）を示す工程図である。
ここで、ノズルシート１７は母型３０に貼り付いた状態のままで使用する。また、ヘッドフレーム１６は、厚さが約５ｍｍで、ノズルシート１７に対応するサイズのものであるが、ヘッドチップ１９の収容空間１６ａ（図３参照）を４つ設けてある。なお、収容空間１６ａの長さは、Ａ４サイズの横幅に相当する長さ（約２１ｃｍ）である。
【００５２】
図７に示す貼付け工程１においては、平坦な面を有するベース治具３５を作業台とし、その上に、母型３０付きのノズルシート１７を設置する。この際、母型３０を剥離させた後のノズルシート１７を設置すると、残留応力によってノズルシート１７が伸びたり縮んだりしてしまうが、貼付け工程１では母型３０付きの状態であるため、ノズルシート１７の寸法精度が高い状態で保持されることとなる。
【００５３】
続く貼付け工程２では、接着剤を用いてノズルシート１７にヘッドフレーム１６を貼り合わせる。すなわち、ベース治具３５側（下側）を母型３０としておき、表面側のノズルシート１７に対して、上側からヘッドフレーム１６を貼り付ける。ここで、ノズルシート１７は、縦横のサイズに対して厚さが薄いために取扱いが難しいが、貼付け工程２の段階でも母型３０付きの状態であるため、ノズルシート１７が折れたりカールしたりすることがなく、平坦性が乱れない。そのため、ヘッドフレーム１６を正確に貼り合わせることができる。
【００５４】
また、ノズルシート１７及び母型３０の線膨張係数は、支持部材となるヘッドフレーム１６の線膨張係数よりも大きく設定されている。そのため、約１５０℃の高温状態とし、熱硬化型シート接着剤、例えばエポキシ系のシート接着剤を使用して貼合わせを行うと、接着剤の硬化時には、ノズルシート１７及びヘッドフレーム１６がそれぞれの線膨張係数に応じて伸びている。ただし、貼付け工程２の段階では、ニッケル製のノズルシート１７はステンレス製の母型３０の線膨張係数にしたがう。
【００５５】
貼付け工程３では、加熱された母型３０、ノズルシート１７及びヘッドフレーム１６を徐々に冷却して室温に戻した後、ベース治具３５から取り外す。貼付け工程３の段階でもノズルシート１７は母型３０に貼り付いた状態なので、ノズルシート１７は母型３０の線膨張係数にしたがって推移し、隣り合うノズル１８までのノズル間ピッチ等は、母型３０によって高い寸法精度が維持されている。また、ノズルシート１７とヘッドフレーム１６とは、正確な位置で貼り合わせられている。
【００５６】
室温になると、線膨張係数に応じて伸びていたものが元に戻るが、伸びた状態で接着剤が硬化しているので、母型３０とノズルシート１７の方がヘッドフレーム１６より大きく収縮しようとする。そのため、十分な剛性を有するヘッドフレーム１６によって母型３０及びノズルシート１７にテンションが付加されることとなる結果、ノズルシート１７の平坦性が確保される。
【００５７】
貼付け工程４では、ノズルシート１７から母型３０を剥離させる。剥離は簡単に行うことができ、この段階ではノズルシート１７がヘッドフレーム１６に固着されているので、母型３０を剥離させてもノズルシート１７が変形等することはない。
これにより、ノズルシート１７とヘッドフレーム１６との貼付けが完了となるが、母型３０が取り除かれた後もノズルシート１７にはヘッドフレーム１６によってテンションが付加される点に変わりはない。また、ヘッドフレーム１６によってノズル間ピッチ等の高い寸法精度が維持される点も変わりはない。
【００５８】
したがって、ノズルシート１７の取扱い性が改善され、ヘッドフレーム１６との貼合わせが容易になり、生産性の向上が図られる。また、ノズルシート１７の寸法安定性に優れるので、画像が乱れることなく、美麗な印字・印画能力が継続的に発揮される。しかも、ヘッドフレーム１６にノズルシート１７を貼り合わせることによって、ノズルシート１７に大きな剛性を付与することができるので、図３に示すようなカラー対応のラインヘッド１０を製造することが可能となる。
【００５９】
このようにしてノズルシート１７とヘッドフレーム１６とを固着した後は、ノズルシート１７にヘッドチップ１９を貼り付ける。すなわち、図３に示したように、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａの内部にヘッドチップ１９（図１における発熱抵抗体１３を配した基板１４及びバリア層１５）を配置し、１枚の幅広のノズルシート１７に対して複数のヘッドチップ１９を貼り合わせる。なお、図３において、ヘッドフレーム１６からノズルシート１７が離れているのは分解斜視図だからであり、ヘッドチップ１９を貼り合わせる際は、現実にはノズルシート１７とヘッドフレーム１６とが固着している。
【００６０】
各ヘッドチップ１９のノズルシート１７への貼付けは、約１０５℃の温度で行う。この貼付けは、ヘッドチップ１９のバリア層１５（図１参照）を熱硬化させて行うため、貼付け温度はバリア層１５を構成する感光性樹脂によっても異なるが、上記したノズルシート１７とヘッドフレーム１６との貼付け温度よりも低く設定する。逆に言えば、ノズルシート１７とヘッドフレーム１６とは、ラインヘッド１０の製造工程における最高温度で貼り付けるようにしている。
【００６１】
すなわち、ノズルシート１７とヘッドフレーム１６との貼付けを製造工程中の最高温度とすることで、貼付け後のノズルシート１７に対し、常にテンションを付加した状態とするのである。したがって、ノズルシート１７とヘッドフレーム１６との貼付け温度である約１５０℃よりも低い温度（約１０５℃）で各ヘッドチップ１９をノズルシート１７に貼り付けるならば、ノズルシート１７が熱膨張してもヘッドフレーム１６によるテンションは有効に作用し、その結果、ノズルシート１７にシワ等が発生することはなく、平坦性が維持される。
【００６２】
ところで、ヘッドチップ１９の線膨張係数は基板１４（図１参照）にしたがうが、この基板１４の線膨張係数とヘッドフレーム１６の線膨張係数とは同等に設定されている。例えば基板１４として、シリコンからなる半導体基板を使用する場合には、ヘッドフレーム１６には窒化珪素が使用される。また、基板１４がガラス系の場合には、ヘッドフレーム１６として石英等を、基板１４がセラミックス系であれば、ヘッドフレーム１６としてアルミナ、ムライト、窒化アルミ、炭化珪素等を、基板１４が金属であれば、ヘッドフレーム１６にステンレスやインバー鋼等がそれぞれ使用される。
【００６３】
そのため、図３に示すヘッドチップ１９の発熱抵抗体１３（図１参照）の間隔は、ヘッドフレーム１６の線膨張係数にしたがって推移することとなる。
また、上記したように、ノズルシート１７はヘッドフレーム１６によってテンションが付加されているから、ノズルシート１７におけるノズル１８間のピッチも、ヘッドフレーム１６の線膨張係数にしたがって推移することとなる。
【００６４】
すると、同じ温度の下では、ノズル１８の間隔と発熱抵抗体１３の間隔とが一致することとなり、常にノズル１８と発熱抵抗体１３との位置が合うようになる。
したがって、画像が乱れることなく、美麗な印字・印画能力を継続的に発揮できるラインヘッド１０を得ることができる。
【００６５】
この点に関しさらに詳述すると、例えば１枚のノズルシート１７に対して、発熱抵抗体１３を有するヘッドチップ１９が全部で６４個接合されているとする。ここで、良好な吐出特性を得るためには、ラインヘッド全体での位置精度が重要であることは言うまでもないが、各ヘッドチップ１９における個々の発熱抵抗体１３の位置と、１枚のノズルシート１７における個々のノズル１８の位置が合うように接合されていることが極めて重要である。
【００６６】
ところが、平坦なノズルシート１７が作製されていたとしても、ヘッドフレーム１６と貼合わせるために、ノズルシート１７を加熱する段階でカールしたり、シワが発生したり等することによって、平坦性を保つことができない場合（図７に示す貼付け工程２において、母型３０がない場合等）には、テンションをかけて、ノズルシート１７の表面を平坦な状態にしてヘッドフレーム１６を貼り付けることが困難になる。この場合、カールを防止するために、ノズルシート１７のエッジ部分を押さえる等の補助的な手段を採用したとしても、十分な平坦性を得ることはできない。また、電鋳処理時の残留応力によって、ノズルシート１７単体での寸法精度の不良等も存在する。
【００６７】
そのため、ヘッドフレーム１６を貼り付けた後のノズルシート１７におけるノズル１８の位置精度は、せいぜい±５μｍ程度でしかない。このような状態のノズルシート１７に対して、発熱抵抗体１３を有するヘッドチップ１９を接合したとしても、ノズル１８と発熱抵抗体１３との位置が合わず、吐出方向が不良となってしまう。
【００６８】
一方、本実施形態のように、母型３０によって平坦性が確保された状態でノズルシート１７とヘッドフレーム１６とを貼り合わせ（図７参照）、ノズルシート１７にテンションが付加された状態であれば、ノズル１８の位置精度を±１μｍ以内にすることが可能なことが確認できた。
したがって、本実施形態のような方法でラインヘッド１０を製造すれば、ノズルシート１７の取扱い性や組立て寸法精度が良くなり、製造時の破損が防止でき、生産性の向上が図れるだけでなく、良好な吐出特性が実現できる。
【００６９】
なお、ヘッドチップ１９を貼り付けた後は、ヘッドチップ１９の背面に流路板（図示せず）を取り付ける。流路板は、４色のインクに対応して４個あり、容易に変形しない剛性を有し、耐インク性を備える材料で形成されている。そして、各流路板はヘッドフレーム１６の収容空間１６ａに嵌め合わされ、各ヘッド列におけるヘッドチップ１９の千鳥状の中間部に共通のインク流路を形成し、１つの流路板でインクを供給する。そのため、流路板でインクを供給する方式は、個々のヘッドチップ１９ごとにインクを供給する方式に対して、構造的に簡易化できる。
【００７０】
以上、本発明の一実施形態であり、特に好適なラインヘッドの製造方法について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）本実施形態では、特に幅広のノズルシートを使用し、取扱い性やノズルの位置精度が問題となるカラー対応のラインヘッドを例に挙げたが、モノクロ用のヘッドにも適用可能であり、また、カラー対応のヘッドであっても、上記した４色一体型に限るものではなく、一色一色独立したヘッド構成のものにも適用できる。
【００７１】
（２）本実施形態では、サーマル方式の吐出構造として発熱抵抗体を設けたものを例に挙げたが、エネルギー発生素子は発熱抵抗体に限らず、他の発熱素子（抵抗以外のもの）であっても良く、さらに、静電吐出方式やピエゾ方式のものについても適用可能である。また、ライン方式だけでなくシリアル方式にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出装置は、プリンタに適用して特に好適なものであるが、記録媒体は印画紙に限ることなく、例えば染め物に対して染料を吐出する装置等に適用することもできる。
また、プリンタだけでなく、種々の液体吐出装置に適用できるものであり、例えば生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置等に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の方法により製造されたヘッド１１を示す部分斜視図である。
【図２】ラインヘッドの実施形態を示す平面図である。
【図３】カラー対応のラインヘッドの実施形態を示す分解斜視図である。
【図４】インク液滴の吐出方向を可変としたヘッドを詳細に示す平面図及び側面の断面図である。
【図５】母型を用いて電鋳処理を行うことにより、母型上にノズルシートを作製する手順（ノズル工程１〜３）を示す工程図である。
【図６】母型を用いて電鋳処理を行うことにより、母型上にノズルシートを作製する手順（ノズル工程４〜６）を示す工程図である。
【図７】ラインヘッドを製造するに際し、ヘッドフレームを支持部材として、ノズルシートを貼り付ける手順（貼付け工程）を示す工程図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
１１  ヘッド（液体吐出ヘッド）
１２  インク液室（液室）
１３  発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
１５  バリア層
１６  ヘッドフレーム（支持部材）
１７  ノズルシート
１８  ノズル
３０  母型
【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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