(57)【要約】  ノズルプレート部材は、基板上のフォトレジストを形成し、選択的に露光し、異なるボディのアレイを画定するために材料を除去することで製造される。そして、ニッケルは、プレートを形成するためにボディの周囲で電鋳され、ノズルがその後フォトレジストを介した溶発によって形成される。前記処理は、各ノズルの周囲にガード構造を形成するために、本質的に繰り返すことができる。
2006528093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドロップ付着装置用のノズルプレート部材を形成する方法であって、
表面を有する第１材料のボディを形成するステップと、
少なくとも前記ボディの表面の部分の周囲に延在するように、前記ボディの周囲の第２材料のプレートを形成するステップと、
前記ボディを介して延在するノズルを形成するステップと、を備える、ノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項２】
前記プレートは、電鋳されている、請求項１に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項３】
前記第１材料は、複数のボディを形成するように処理される、基板上の層として形成されている、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項４】
前記複数のボディは、完成したノズルプレート中の所望のノズルアレイに対応するアレイ中に配置されている、請求項３に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項５】
前記処理されるステップは、前記層をマスクして、前記層を放射光に晒して前記層の部分を除去するステップを含む、請求項３又は請求項４のいずれかに記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項６】
前記ノズルは、前記ボディを介して溶発によって形成される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項７】
前記第１材料は、プラスチック材料である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項８】
前記第２材料は、金属である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項９】
前記第１材料は、フォトレジストであり、好ましくは、ネガフォトレジストである、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１０】
前記プレートは、前記ノズルが形成される前に、ドロップ付着装置に装着されている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１１】
ドロップ付着装置用のノズルプレート部材を形成する方法であって、
前記ノズルプレートはノズルプレート平面を画定して少なくとも１つのノズルプレート層と複数のノズルとを備え、
各ノズルはノズルプレート内の開口部内に位置するポリマー材料を介して延在してなり、
ノズルプレート平面に亘って分布するポリマー材料の複数の異なるボディを画定し、ポリマー材料の前記ボディの周りに電鋳によって少なくとも１つの金属ノズルプレート層を形成する、ステップを特徴とする、ノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１２】
前記ノズルプレートは、前記開口部を有する第１ノズルプレート層と、前記ノズルが延在している前記開口部内に位置するポリマー材料とを備え、第２ノズルプレート層は、ガード層を備えている、請求項１１に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１３】
前記ガード層は、ノズルより大きい寸法であるとともにノズルの延在しているポリマー材料より小さい寸法であるガード開口部を、各ノズルに対して、ノズル平面中に備えている、請求項１２に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１４】
前記第２ノズルプレート層は、
第１ノズルプレート層に亘って分布するガード層ポリマー材料の複数の異なるボディを画定し、ポリマー材料の前記ボディの周りに電鋳によって前記ガード層を形成し、前記ガード層ポリマー材料を除去する、ステップで形成される、請求項１２又は請求項１３のいずれかに記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１５】
前記ガード層ポリマー材料は、ノズルの形成に先立って除去される、請求項１４に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１６】
前記ノズルは、前記ガード層ポリマー材料の除去に先立って溶発によって形成される、請求項１４に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１７】
前記ノズルプレートは、前記開口部を有する第１ノズルプレート層と、前記ノズルが延在している前記開口部内に位置するポリマー材料とを備え、第２ノズルプレート層は、接続トラック層を備えている、請求項１１に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１８】
ドロップ付着装置用のノズルプレート部材を形成する方法であって、
基板上に第１フォトレジスト材料層を形成するステップと、
基板上に前記第１材料の異なるボディのアレイを画定するためにフォトレジスト材料を選択的に露光して除去するステップと、
前記第１材料のボディを含む各開口部を有する金属ノズルプレートを形成するために、前記ボディの周りに金属の第１プレートを形成するステップと、
各ボディを介して延在するノズルを形成するステップと、を備える、ノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項１９】
第１フォトレジスト材料層の形成に先立って基板上に金属層を堆積するステップをさらに備え、
前記第１プレートは、シード層として供される前記金属層とともに電鋳される、請求項１８に記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【請求項２０】
前記金属の第１プレート上に第２フォトレジスト材料層を形成するステップと、
前記第１フォトレジスト材料の複数のボディとともにそれぞれ配置された前記第２材料の異なるボディのアレイを画定するためにフォトレジスト材料を選択的に露光して除去するステップと、
前記第２材料のボディの周りに金属の第２プレートを形成するステップと、
複数のノズルとともにそれぞれ配置されたガードプレート中に開口部を形成するために前記第２前記を除去するステップと、をさらに備える、請求項１８又は請求項１９のいずれかに記載のノズルプレート部材を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドロップ（液滴）付着装置用部材に関し、より具体的には、ドロップ付着装置用のノズルプレートに関するものである。インクジェットプリンタは、ドロップ付着装置の特に重要な例である。
【背景技術】
【０００２】
ノズルプレートは、典型的に、各チャンバにそれぞれドロップ噴射ノズルを提供するために、複数のインク放出チャンバを有するドロップ付着装置のボディに装着される。例えば放出チャンバから放出されるドロップのサイズ及び速度の均一性を保証するには、噴射ノズルをノズルプレート中に正確に形成しなければならないため、レーザー溶発は、ノズルプレート中にノズルを形成するために一般に使用されている。ポリイミド、ポリスルホン、のようなプラスチック材料、又は他のレーザー溶発プラスチック材料は、ノズルプレートを形成するために一般に使用され、ノズルプレートの一面への撥インク性層を適用した後、各ノズルは前記プレートを適切な直径の、エキシマレーザービームのような、レーザービームに晒すことによって（露光によって）形成される。前記ノズルプレートは、ノズルを備えているが、その後、前記ボディに形成されたそれぞれのチャンバとともに配置された各ノズルを有する装置のボディに接着される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ノズルプレート用のプラスチック材料の使用は、ノズルプレートを比較的弱くする傾向があり、従って、機械的損傷を生じがちである。金属又はセラミック材料のような、より堅い材料が、ノズルプレート用に使用可能であるが、ノズルプレート中にノズルを精度良く形成することがより困難になる。
【０００４】
従来技術において、例えば、国際公開第０２／０９８６６６号パンフレットのように、ノズルプレートが、ポリマー材料が注入される開口部を有する金属プレートから形成し得ることが提案されている。そして、ノズルは、ポリマー材料から形成される。
【０００５】
本発明の所定の実施の形態は、ドロップ付着装置中で使用される部材の改良された製造方法の提供を探求するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面において、ドロップ付着装置用ノズルプレート部材の製造方法が提供され、前記方法は、表面（外殻、ペリフェリ）を有する第１材料のボディを形成するステップと、少なくとも前記ボディの表面の部分の周囲に延在するように、前記ボディの周囲の第２材料のプレートを形成するステップと、前記ボディを介して延在するノズルを形成するステップと、を備える。
【０００７】
前記プレートは、電鋳されていることが好ましい。
【０００８】
前記第１材料は、例えば、ポジフォトレジスト又はネガフォトレジストであってもよい。特に好ましくは、ＳＵ−８のようなネガフォトレジストである。前記材料は、マスクされ、例えば、マスクされていない部分を現像する光のような放射光の形態で露光される。
【０００９】
前記フォトレジストは、層として基板上にスピンオンされ、複数の離れたボディを提供するために処理されても良い。前記基板及びシード層が適用される領域は、電気めっき又は電鋳によってプレート材料を形成するために使用され得る。前記シード層は、銅又はある他の適切な材料の犠牲層であっても良い。前記ノズルプレートは、ニッケル又は電鋳可能なニッケルの合金から形成されても良い。
【００１０】
前記基板は、例えば、ノズルプレートにアクチュエータを装着し、ノズルプレート上に導電トラックを構築する、等の一連の製造ステップの間、サポートとして使用されても良い。前記ポリマーボディは、ノズルプレートへの構造上のサポートを提供し続ける。
【００１１】
前記ボディは、アレイとして提供され、従って、各ボディの少なくとも表面の部分を囲むプレートの材料のようなプレートを形成してもよい。
【００１２】
特に好ましい実施の形態においては、ノズルは、溶発技術によってボディを介して形成される。パンチング又はエッチングのような他の技術は、ノズルの適切な品質を提供し得る。
【００１３】
ノズルプレート部材は、ボディを介してノズルを形成するとき又はその前に、ドロップ堆積装置に装着されてもよい。
【００１４】
ノズルプレートの堅牢性は、プレート表面に亘って、好ましくはボディの表面に亘って延在するさらなる材料を提供することによってさらに増大し得る。さらなる材料の位置は、電鋳され得るが、さらに、ドロップがノズルから噴射される開口部を画定する非永続のレジストによって規定され得る。
【００１５】
一実施の形態のおいて、絶縁層は、ノズルプレート部材の表面上に提供される。有利には、このことにより、前記絶縁層上に提供される導電トラックの可能性が許容される。前記トラックは、リモート駆動回路を有するドロップ付着装置上で電極を接続するために使用され得る。
【００１６】
さらなる一面において、ドロップ堆積装置用のノズルプレートを形成する方法が提供され、前記ノズルプレートは、ノズルプレート平面を画定し、少なくとも１つのノズルプレート層及び複数のノズルを有するプレートを備え、各ノズルはノズルプレート内の開口部内に位置するポリマー材料を介して延在する。前記方法は、ノズルプレート平面に亘って分布するポリマー材料の複数の異なるボディを画定し、ポリマー材料の前記ボディの周りに電鋳によって少なくとも１つの金属ノズルプレート層を形成する、ステップを特徴とする。
【００１７】
前記ノズルプレートは、前記開口部を有する第１ノズルプレート層と、前記ノズルが延在している前記開口部内に位置するポリマー材料とを備え、第２ノズルプレート層は、ガード層を備えていることが好ましい。
【００１８】
さらに他の側面においては、本発明は、ドロップ付着装置用のノズルプレート部材を形成する方法であって、基板上に第１フォトレジスト材料層を形成するステップと、基板上に前記第１材料の異なるボディのアレイを画定するためにフォトレジスト材料を選択的に露光して除去するステップと、前記第１材料のボディを含む各開口部を有する金属ノズルプレートを形成するために、前記ボディの周りに金属の第１プレートを形成するステップと、各ボディを介して延在するノズルを形成するステップと、を備える。
【００１９】
本発明は、下記の図面を参照して、例示としてのみ説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、国際公開第０２／０９８６６号パンフレットによるノズルプレートを示す。ノズルプレート１は、エッチングされた開口を有する金属プレート２で形成される。ポリマー材料４は、前記開口に挿入され、次いで、ノズル穴６がパンチング又はアブレーション（溶発）により形成される。
【００２１】
図２ａ）〜ｅ）は、本発明によるノズルプレート部材の製造方法を示す。銅シード層８が基板１０に堆積される。フォトレジスト層１２が、前記シード層上にスピンオンされる。
【００２２】
好ましいフォトレジスト材料は、（Shell Chemical社製の）ＥＰＯＮ  ＳＵ−８エポキシ樹脂に基づいた、ＩＢＭによって独自に開発されて米国特許第４８８２２４５号明細書の対象となる、ＳＵ―８、負の（ネガティブの）、エポキシ型の、近ＵＶフォトレジストである。ＳＵ−８エポキシ樹脂は、特徴的に固有のリジッドな分子構造を有する、十分にエポキシ化したビスフェノールＡ／ホルムアルデヒド・ノボラック共ポリマーである。前記共ポリマーは、適切な光酸発生剤（ＰＡＧ）と結合することによって、厚膜ネガレジストになる。ＳＵ―８フォトレジストは、MicroChem法人（前Microlithography Chemical Corp.）より市販されている。MicroChem法人の住所は、1254 Chestnut Street,Newton,MA USAである。さらなる情報は、http://www.microchem.com/products/su_eight.htmで入手できる。
【００２３】
フォトレジストは、マスクされ、露光され、複数の離れたボディ部４を残存させるように現像される。プレート材料２は、次いで、銅シード層上に電気めっき又は電鋳され、これにより、複合ノズルプレートユニットを形成する。前記プレート材料は、ニッケル又は適切に電鋳可能なニッケル合金が好ましい。
【００２４】
ノズルプレートユニットは、ノズルプレート部材を形成するために銅シード層をエッチングすることによって基板から解放され得る。そして、ノズルは、ノズルプレートがアクチュエータユニットに装着される前（エクスサイチュ）か、又は、ノズルプレートが装着された後（インサイチュ）に、フォトレジスト材料を介して形成され得る。
【００２５】
ＳＵ―８フォトレジストは、ノズルプレートを損傷させずに一定の高いフルエンス（８Ｊ／ｃｍ２）で溶発され得る。高いフルエンスで溶発させる利点は、ノズルを従来の方法の最大３倍の比率で形成できることである。
【００２６】
レジストの部分を重ね合わせることで、ノズルに対してペーパーインパクト等からの一定の機械的保護が提供される。
【００２７】
本技術のさらなる利点の１つは、構造上の感光性樹脂が、ノズルを溶発する前であるが基板にまだ装着されているときに、ノズルプレートを構築する構造をさらに可能とすることである。
【００２８】
図３において、ガードプレートは、これにより保護層が提供されるノズルプレート上に形成されている。最初に、第２のフォトレジスト層１２がノズルプレート部材上に堆積されてパターン化され、露光されて、構造上のレジストに亘って延在する部分を残存させるように現像される。このフォトレジスト材料は、典型的に第１フォトレジスト材料と異なっており、広範囲のフォトレジスト材料が適用できる。
【００２９】
金属層１４はフォトレジスト１２の周囲に電鋳され、次いで、フォトレジストが開口部を残すように除去する。そして、ノズルは、上述のように形成される。
【００３０】
変形例において、ノズルは、ノズルプレートの表面になる部位を保護するフォトレジストを介してノズルが溶発されるときに、第２のフォトレジストの除去に先立って形成される。
【００３１】
ノズルプレートのいずれかの側面に位置し得る他の特徴部を形成することも可能である。図４は、導電トラックを装着したノズルプレートを形成する技術を示す。電鋳プレートは、依然として基板に装着されているが、さらに電気絶縁材料２０の層上にスピンオンされる。電気絶縁材料２０は、トラック部材２２で形成される金属トラックから金属のノズルプレート部材を隔離する。前記トラック部材は、離隔して形成されたシートであっても良く、又は、絶縁シート２０条に形成されたトラックを単に含むものであっても良い。
【００３２】
本発明の範囲から離れることなく幅広い様々な変形がなされ得る。従って、説明した配置は、前記ポリマー材料の本体の周りで電鋳によって形成される少なくとも１つの金属ノズルプレート層を有するノズルプレートの配置の単なる実施例である。ガード層は、形成されたノズルプレート層上に、例えば、国際公開第０２／０９８６６６号パンフレットに開示された技術によって、形成され得る。
【００３３】
フォトレジスト材料の画定されたボディ部の周りに電鋳したニッケルノズルプレートを結合すると特に好ましいが、当業者は、好ましくはプラスチック材料の表面を有したボディ部を形成するために、そして、前記プレートが少なくとも前記ボディ部の前記表面の部分の周囲に延在するように前記ボディ部の周囲に好ましくは金属材料のプレートを形成するためには、様々な技術があると認識するであろう。同様に、ノズルは、レーザー溶発の他の好ましい技術で様々な方法で形成することができる。
【００３４】
ここで開示したそれぞれの特徴は、単独で、又は１又は２以上の他の開示された特徴と組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術におけるノズルプレート構造を示す。
【図２ａ】本発明によるノズルプレートの製造方法を示す。
【図２ｂ】本発明によるノズルプレートの製造方法を示す。
【図２ｃ】本発明によるノズルプレートの製造方法を示す。
【図２ｄ】本発明によるノズルプレートの製造方法を示す。
【図２ｅ】本発明によるノズルプレートの製造方法を示す。
【図３ａ】ノズルプレート上にガードを形成する技術を示す。
【図３ｂ】ノズルプレート上にガードを形成する技術を示す。
【図３ｃ】ノズルプレート上にガードを形成する技術を示す。
【図４ａ】電子回路に接続するためのノズルプレートを形成する方法を示す。
【図４ｂ】電子回路に接続するためのノズルプレートを形成する方法を示す。
【図４ｃ】電子回路に接続するためのノズルプレートを形成する方法を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  ノズルプレート
２  金属プレート
４  ポリマー材料
６  ノズル穴
８  銅シード層
１０  基板
１２  フォトレジスト層
１４  金属層
２０  電気絶縁材料
２２  トラック部材
【図１】
2006528093.tif 000003
【図２ａ】
2006528093.tif 000004
【図２ｂ】
2006528093.tif 000005
【図２ｃ】
2006528093.tif 000006
【図２ｄ】
2006528093.tif 000007
【図２ｅ】
2006528093.tif 000008
【図３ａ】
2006528093.tif 000009
【図３ｂ】
2006528093.tif 000010
【図３ｃ】
2006528093.tif 000011
【図４ａ】
2006528093.tif 000012
【図４ｂ】
2006528093.tif 000013
【図４ｃ】
2006528093.tif 000014
【国際調査報告】
2006528093.tif 000015
2006528093.tif 000016