[go: up one dir, main page]

JP2008143088A - Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus - Google Patents

Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2008143088A
JP2008143088A JP2006334716A JP2006334716A JP2008143088A JP 2008143088 A JP2008143088 A JP 2008143088A JP 2006334716 A JP2006334716 A JP 2006334716A JP 2006334716 A JP2006334716 A JP 2006334716A JP 2008143088 A JP2008143088 A JP 2008143088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
photosensitive
opening
exposure
tapered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006334716A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisamitsu Hori
久満 堀
Tsutomu Yokouchi
力 横内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2006334716A priority Critical patent/JP2008143088A/en
Publication of JP2008143088A publication Critical patent/JP2008143088A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

【課題】 くびれ形状のノズルを精度よく形成すること。
【解決手段】 (A)多孔質基板22上にレジストからなる感光層241を形成する工程と、(B),(C)感光層241上に非透光性材料からなりR形状開口部51bを有するR形状開口層32を形成する工程と、(D)感光層241のR形状開口層32が形成されている側の面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ、多孔質基板22を回転させて、R形状開口層32を露光マスクとして用いて感光層241を露光することにより、感光層241中にテーパ形状感光部25aを形成する工程と、現像してテーパ形状感光部25aを残し非感光部を除去する工程と、テーパ形状感光部25aを型として用いて、R形状開口部51bに連結したテーパ形状開口部を有するテーパ形状開口層を形成する工程と、テーパ形状感光部25aおよび多孔質基板22を除去する工程を備えた。
【選択図】 図12
To accurately form a constricted nozzle.
SOLUTION: (A) A step of forming a photosensitive layer 241 made of a resist on a porous substrate 22, and (B) and (C) an R-shaped opening 51b made of a non-translucent material on the photosensitive layer 241. A porous substrate while exposing light from an oblique direction to the surface of the photosensitive layer 241 on which the R-shaped opening layer 32 is formed; 22 is rotated to expose the photosensitive layer 241 using the R-shaped opening layer 32 as an exposure mask, thereby forming a tapered photosensitive portion 25a in the photosensitive layer 241 and developing the tapered photosensitive portion 25a. Removing the non-photosensitive portion, leaving the tapered photosensitive portion 25a as a mold, forming a tapered opening layer having a tapered opening connected to the R-shaped opening 51b, and a tapered photosensitive portion 25a And a step of removing the porous substrate 22.
[Selection] FIG.

Description

本発明はノズルプレートの製造方法に係り、特に、インクジェットヘッドに代表される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、及びこれにより製造されるノズルプレートを備える液体吐出ヘッド並びに画像形成装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate, and more particularly to a method for manufacturing a nozzle plate used in a liquid discharge head typified by an inkjet head, a liquid discharge head including the nozzle plate manufactured thereby, and an image forming apparatus.

インクジェット記録装置は、液体吐出ヘッドの微細なノズル(液体吐出口)からインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する方式であるため、ノズルが形成されるノズルプレートは、インクの吐出性能を決める非常に重要な部材の一つである。ノズルの形状等によりインクの吐出性能が大きく異なるとともに、多数のノズルについて吐出性能の均一化のために高い寸法精度が要求される。   Since the ink jet recording apparatus is a method of forming an image on a recording medium by discharging ink from fine nozzles (liquid discharge ports) of a liquid discharge head, the nozzle plate on which the nozzles are formed has an ink discharge performance. It is one of the very important parts to decide. The ink ejection performance varies greatly depending on the nozzle shape and the like, and high dimensional accuracy is required to make the ejection performance uniform for many nozzles.

特に、近年インクジェット記録の分野においては、高速高画質化の必要性が一段と高まり、高粘度インクを用いたワンパス記録(ページワイドの液体吐出ヘッドによる1副走査送りの記録)のシステムが開発されているが、液体吐出ヘッドのノズル部分には、流路抵抗を下げるための薄肉広角化が求められ、また、画像の濃度ムラを低減するための高精度化、ページワイドの広幅記録を実現するための多ノズル化、安定稼働のための高信頼化が求められている。   In particular, in recent years, in the field of ink jet recording, the need for high-speed and high image quality has further increased, and a one-pass recording (recording by one sub-scan feed using a page-wide liquid discharge head) system using high-viscosity ink has been developed. However, the nozzle part of the liquid discharge head is required to have a thin and wide angle to reduce the flow resistance, and to achieve high accuracy and page wide wide recording to reduce image density unevenness. There are demands for higher nozzle reliability and higher reliability for stable operation.

ノズルプレートの製造技術に関し、特許文献1には、基板の表裏から両面露光を行うことにより、高アスペクト比のザグリ付き金属テーパノズルを形成する技術が開示されている。テーパ形状の開口部の形成には、拡散板を用いて拡散光による露光を行う例のほか、基板を傾斜回転させて露光を行う例が記載されている。   Regarding the nozzle plate manufacturing technique, Patent Document 1 discloses a technique for forming a metal taper nozzle with a counterbore having a high aspect ratio by performing double-sided exposure from the front and back sides of a substrate. In addition to an example of performing exposure with diffused light using a diffusion plate, an example of performing exposure by tilting and rotating a substrate is described in the formation of the tapered opening.

特許文献2には、ノズル撥液部を表面に向って開口が大きくなるようなラウンド形状にすることで、ワイピング性や噴射安定性を改善する技術が開示されている。撥液材はディスペンサにより塗布される。   Patent Document 2 discloses a technique for improving the wiping performance and the jetting stability by forming the nozzle lyophobic portion into a round shape with an opening increasing toward the surface. The liquid repellent material is applied by a dispenser.

特許文献3には、所謂「くびれ」形状のノズルを形成し、着弾誤差を改善する技術が開示されている。「くびれ」形状の例として、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向かって狭くなる順テーパ形状部と、この順テーパ形状部に連結し、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向かって広くなる逆テーパ形状部とにより構成されたものが記載されている。
特開平7−329304号公報 特開2006−51808号公報 特開2001−187451号公報
Patent Document 3 discloses a technique for forming a so-called “necked” nozzle to improve landing errors. As an example of the “constriction” shape, a forward tapered shape portion that narrows from the liquid inflow side to the liquid discharge side in the thickness direction of the nozzle plate, and a liquid that is connected to the forward tapered shape portion in the thickness direction of the nozzle plate. There is described what is constituted by an inversely tapered portion widened from the inflow side toward the liquid discharge side.
JP 7-329304 A JP 2006-51808 A JP 2001-187451 A

ノズルが直線状である場合には、メニスカス位置が安定しないという課題がある。また、ノズルの液体吐出面と成す角部が鋭いとワイピング部材の摺動や記録用紙のジャミングに因る損傷を受け易いという問題もある。また、ノズルの液体流入側は、ノズルへの液体のリフィル性の観点から、液体流入側に向けて広角で開いた形状であることが、好ましい。したがって、ノズルの液体流入側が順テーパ形状(ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向かって狭くなる形状)であって液体吐出側が逆テーパ形状(ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向かって広くなる形状)である、所謂「くびれ」形状のノズルが求められている。   When the nozzle is linear, there is a problem that the meniscus position is not stable. In addition, if the corner formed with the liquid discharge surface of the nozzle is sharp, there is a problem that it is easily damaged due to sliding of the wiping member and jamming of the recording paper. Moreover, it is preferable that the liquid inflow side of a nozzle is the shape opened at the wide angle toward the liquid inflow side from the viewpoint of the refill property of the liquid to a nozzle. Therefore, the liquid inflow side of the nozzle has a forward taper shape (a shape that narrows from the liquid inflow side toward the liquid discharge side in the thickness direction of the nozzle plate), and the liquid discharge side has a reverse taper shape (liquid in the thickness direction of the nozzle plate). There is a need for a so-called “necked” nozzle having a shape that widens from the inflow side toward the liquid discharge side.

しかしながら、「くびれ」形状の広角ノズルを精度よく一括して形成することは困難である。   However, it is difficult to form a “necked” wide-angle nozzle in a batch with high accuracy.

特許文献1に開示された発明は、基板の表裏から両面露光を行うので、加工時のハンドリングが容易でないだけでなく、基板の表側と裏側とでノズルの軸線ズレが生じ易い。また、拡散光による露光では、形状制御が困難であり、形状バラツキも生じやすい。   In the invention disclosed in Patent Document 1, since double-sided exposure is performed from the front and back of the substrate, not only handling during processing is easy, but also an axis misalignment between the front and back sides of the substrate tends to occur. In addition, with exposure using diffused light, shape control is difficult and shape variations are likely to occur.

特許文献2に開示された発明は、撥液材をディスペンサで塗布して自ずと曲面形状を形成する方式であるため、形状バラツキが生じやすい。   Since the invention disclosed in Patent Document 2 is a method in which a liquid repellent material is applied by a dispenser to form a curved surface shape naturally, shape variation tends to occur.

また、特許文献3に開示された発明は、ケラー照明系を利用した比較的NA(開口数)の大きな露光により、12°程度のテーパを形成しているが、NAを大きくするには限界があり、例えば、粘度10〜20mPa・sの高粘度液を20〜40kHzの高吐出周波数で高速吐出するために必要と見込まれる20〜40°の広角テーパの形成は難しい。   The invention disclosed in Patent Document 3 forms a taper of about 12 ° by exposure with a relatively large NA (numerical aperture) using a Keller illumination system, but there is a limit to increasing NA. For example, it is difficult to form a wide-angle taper of 20 to 40 °, which is expected to be necessary for high-speed discharge of a high-viscosity liquid having a viscosity of 10 to 20 mPa · s at a high discharge frequency of 20 to 40 kHz.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、メニスカス位置が安定する「くびれ」形状の広角ノズルを精度よく一括形成できるノズルプレートの製造方法を提供することを目的とし、併せて、かかる製造方法により製造されるノズルプレートを用いた液体吐出ヘッド、並びにこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nozzle plate capable of forming a wide-angle nozzle having a constriction shape with a stable meniscus position with high accuracy. An object of the present invention is to provide a liquid discharge head using a nozzle plate manufactured by such a manufacturing method, and an image forming apparatus using the same.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、所定の基板の一方の面に感光性材料からなる感光層を形成する工程と、前記感光層上に、露光用の光を透過しない非透光性材料からなり、周縁が曲面状の曲面付き開口部を有する曲面付き開口層を形成する曲面付き開口層形成工程と、前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている側の面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ、前記基板を回転させて、前記曲面付き開口層を露光マスクとして用いて前記感光層を露光することにより、前記感光層中にテーパ形状感光部を形成する露光工程と、前記感光層を現像して、前記感光層のうちで前記テーパ形状感光部を残し非感光部を除去する現像工程と、前記テーパ形状感光部を型として用いて、前記曲面付き開口部に連結したテーパ形状開口部を有するテーパ形状開口層を形成するテーパ形状開口層形成工程と、前記テーパ形状感光部および前記基板を除去する除去工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a step of forming a photosensitive layer made of a photosensitive material on one surface of a predetermined substrate, and transmitting light for exposure on the photosensitive layer. A curved opening layer forming step of forming a curved opening layer having a curved opening with a curved periphery, and a side of the photosensitive layer on which the curved opening layer is formed The photosensitive layer is exposed to light by exposing the photosensitive layer by using the curved opening layer as an exposure mask by rotating the substrate while exposing light for exposure from an oblique direction to the surface of the substrate. An exposure step for forming a shape-sensitive portion; a developing step for developing the photosensitive layer to remove the non-photosensitive portion while leaving the tapered photosensitive portion in the photosensitive layer; and the tapered photosensitive portion as a mold Connected to the curved opening. A nozzle plate manufacturing method comprising: a tapered opening layer forming step of forming a tapered opening layer having a tapered opening portion; and a removing step of removing the tapered photosensitive portion and the substrate. To do.

このような製造方法によって得られたノズルプレートは、テーパ形状開口層を液体流入側に配置して曲面付き開口層を液体吐出側に配置した場合には、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向けて狭くなるテーパ形状開口部と、このテーパ形状開口部に連結し、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向けて広くなる曲面付き開口部とによって、「くびれ」形状のノズルが構成される。   The nozzle plate obtained by such a manufacturing method is arranged such that when the tapered opening layer is arranged on the liquid inflow side and the curved opening layer is arranged on the liquid discharge side, the liquid inflow side in the thickness direction of the nozzle plate A tapered opening that narrows from the liquid discharge side to the liquid discharge side, and a curved opening that connects to the taper shape opening and widens from the liquid inflow side to the liquid discharge side in the thickness direction of the nozzle plate. A “necked” shaped nozzle is constructed.

その一方で、曲面付き開口層を液体流入側に配置してテーパ形状開口層を液体吐出側に配置することにより、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向けて狭くなる曲面付き開口部と、この曲面付き開口部に連結し、ノズルプレートの厚さ方向において液体流入側から液体吐出側に向けて広くなるテーパ形状開口部とによって、「くびれ」形状のノズルを構成してもよい。   On the other hand, a curved surface that narrows from the liquid inflow side to the liquid discharge side in the thickness direction of the nozzle plate by disposing the curved opening layer on the liquid inflow side and the tapered opening layer on the liquid discharge side. A constricted-shaped nozzle is configured by a tapered opening and a tapered opening that is connected to the curved curved opening and widens from the liquid inflow side toward the liquid discharge side in the thickness direction of the nozzle plate. Also good.

この発明によれば、曲面付き開口層を露光マスクとして用い、感光層の曲面付き開口層が形成されている面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ基板を回転させる露光(いわゆる傾斜回転露光)を行うことによりテーパ形状開口部の型としてのテーパ形状感光部を形成し、このテーパ形状感光部を型として用いて曲面付きの開口部に連結したテーパ形状開口部を形成するので、表裏両面から露光する従来技術を用いる場合や、曲面付き開口層を別ピースとして形成する場合などと比較して、曲面付き開口部の軸線とテーパ形状開口部の軸線とをズレないようにでき、しかも加工時のハンドリング性がよい。このように軸対称の「くびれ」形状ノズルを加工時のハンドリング性よく形成できるので、メニスカス位置が安定するだけでなく飛翔曲がりが解消されることにより着弾位置バラツキが少なく、ワイピング耐性も良い、高品質のノズルプレートを、容易に、提供できることになる。   According to the present invention, exposure using a curved opening layer as an exposure mask and rotating the substrate while exposing light from an oblique direction to the surface of the photosensitive layer on which the curved opening layer is formed (so-called exposure) Since a tapered photosensitive portion is formed as a die of a tapered opening by performing inclined rotation exposure, and a tapered opening connected to a curved opening is formed using the tapered photosensitive portion as a die. Compared with the case of using the conventional technology that exposes from both front and back surfaces, or when the curved opening layer is formed as a separate piece, the axis of the curved opening and the axis of the tapered opening can be prevented from shifting. In addition, it is easy to handle during processing. In this way, an axially symmetric `` necked '' shaped nozzle can be formed with good handling during processing, so that not only the meniscus position is stabilized but also the flying bend is eliminated, so there is less landing position variation, and wiping resistance is good. A quality nozzle plate can be easily provided.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記曲面付き開口層形成工程は、非導電性の前記感光層上に、開口パターンを有する第1の導電膜を形成するパターニング工程と、前記第1の導電膜を電極として用いて電鋳を行い、前記第1の導電膜上を覆うとともに前記第1の導電膜の開口縁からオーバハングした非透光性の第2の導電膜を形成するオーバハング電鋳工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the curved opening layer forming step is a patterning for forming a first conductive film having an opening pattern on the non-conductive photosensitive layer. A step of electroforming using the first conductive film as an electrode, covering the first conductive film and overhanging from an opening edge of the first conductive film; An overhang electroforming process for forming a film is provided, and a method for manufacturing a nozzle plate is provided.

この発明によれば、開口パターンを有する第1の導電膜を電極として用いて電鋳を行い、該第1の導電膜の開口縁からその内壁へ向けてオーバハングした第2の導電膜(オーバハング金属膜)を形成するので、第2の導電膜を薄膜にしてその膜厚に応じた高い曲率を有する高精細なR形状(曲面状)を、容易に、一括形成できることになる。すなわち、比較的剛性の高い金属材料を用いて、2次元マトリックスなどのノズル配置の高密度化に適した高精細な「くびれ」形状のノズル有するノズルプレートを容易に提供できることになる。例えば、ポリイミドからなる板状部材にレーザ穿孔する場合と比較して、高剛性、高精度に一括形成可能である。   According to the present invention, electroforming is performed using the first conductive film having an opening pattern as an electrode, and the second conductive film (overhanging metal) overhangs from the opening edge of the first conductive film toward the inner wall thereof. Therefore, a high-definition R shape (curved surface) having a high curvature according to the thickness of the second conductive film can be easily formed in a lump. That is, it is possible to easily provide a nozzle plate having a high-definition “necked” shape nozzle suitable for increasing the density of nozzle arrangements such as a two-dimensional matrix using a metal material having relatively high rigidity. For example, as compared with the case where laser drilling is performed on a plate-shaped member made of polyimide, it can be formed in a lump with high rigidity and high accuracy.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記オーバハング電鋳工程は、金属材料および撥液性材料を含む電鋳液を用い、該電鋳液中の撥液性材料を金属材料とともに前記第2の導電膜として共析させることを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the overhang electroforming step uses an electroforming liquid containing a metal material and a liquid repellent material, and the liquid repellent material in the electroforming liquid is used. And a metal material are co-deposited as the second conductive film.

この発明によれば、金属材料および撥液性材料を含む電鋳液を用いて、撥液性材料を金属材料とともに第2の導電膜として共析させることにより、液体吐出側の撥液部(曲面付き開口部)と液体流入側の非撥液部(テーパ形状開口部)との境界が、くびれ位置と一致することになるので、メニスカス位置が更に安定し、吐出安定性が更に向上することになる。また、吐出面に撥液性を有するのでインクの付着やワイピング性も向上する。   According to the present invention, by using an electroforming liquid containing a metal material and a liquid repellent material, the liquid repellent material is co-deposited together with the metal material as the second conductive film, whereby the liquid repellent portion ( Since the boundary between the curved opening) and the non-liquid-repellent portion (tapered opening) on the liquid inflow side coincides with the constricted position, the meniscus position is further stabilized and the discharge stability is further improved. become. Further, since the ejection surface has liquid repellency, ink adhesion and wiping properties are also improved.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載の発明において、前記基板は、多孔質材料によって構成され、前記テーパ形状開口層形成工程は、前記曲面付き開口層を電極として用いた電鋳により行うことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is made of a porous material, and the step of forming the tapered opening layer includes the opening layer with a curved surface. A method for producing a nozzle plate is provided, which is performed by electroforming using as an electrode.

この発明によれば、多孔質部材を有する基板を介して電鋳液および電流を速やかに流すことができるので、基板と曲面付き開口層との間に電鋳液を十分に供給しつつテーパ形状開口層を均質且つ速やかに成長させることができる。   According to the present invention, since the electroforming liquid and the current can be flowed quickly through the substrate having the porous member, the taper shape while sufficiently supplying the electroforming liquid between the substrate and the curved opening layer. The opening layer can be grown homogeneously and rapidly.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載の発明において、前記曲面付き開口層形成工程よりも前に、前記感光層の一部を露光して前記感光層を厚さ方向に貫通するまで前記感光層を感光させることにより、形成しようとする前記テーパ形状感光部の周囲に位置させ且つ前記基板と前記曲面付き開口層との間に介在させる支持材を形成する支持材形成工程を更に備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the photosensitive layer is exposed before the step of forming the curved opening layer. By exposing the photosensitive layer until it penetrates in the thickness direction, a support material is formed that is positioned around the tapered photosensitive portion to be formed and interposed between the substrate and the curved opening layer. There is further provided a method for producing a nozzle plate, further comprising a supporting material forming step.

この発明によれば、基板と曲面付き開口層との間にブリッジとして介在する支持材を容易に形成でき、テーパ形状開口層を安定して電鋳形成できる。また、支持材を型として用いてノズルプレートの液体流入面に溝部を容易に形成することもできる。このように形成された液体流入面の溝部は、ノズルプレートを他の流路構造体と接着する時の温度変化や稼働時の温度変化に因る熱応力を緩和させる機能を有し、液体吐出における更なる信頼性向上の効果を期待できる。   According to the present invention, the support member interposed as a bridge between the substrate and the curved opening layer can be easily formed, and the tapered opening layer can be stably electroformed. Moreover, a groove part can also be easily formed in the liquid inflow surface of a nozzle plate using a support material as a type | mold. The groove portion of the liquid inflow surface formed in this way has a function to relieve thermal stress caused by temperature change when the nozzle plate is bonded to another flow path structure or temperature change during operation, The effect of further improvement in reliability can be expected.

請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか1項に記載の発明において、前記曲面付き開口層形成工程よりも後であって前記現像工程よりも前に、前記曲面付き開口層の前記感光層が形成されている側とは反対側の面に感光性材料を付着させるとともに、該感光性材料のうちで一部を前記現像工程で除去しないで型として用いることにより、前記曲面付き開口部に連結する凹形状のザグリ部、および、前記曲面付き開口部の周囲に位置する凹形状の溝部のうちで少なくとも一方を形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the opening with curved surface is after the curved opening layer forming step and before the developing step. By adhering the photosensitive material to the surface of the layer opposite to the side on which the photosensitive layer is formed, and using the photosensitive material as a mold without removing a part of the photosensitive material in the development step, Provided is a method for manufacturing a nozzle plate, wherein at least one of a concave counterbore portion connected to an opening portion with a curved surface and a concave groove portion positioned around the opening portion with a curved surface is formed. .

この発明によれば、曲面付き開口層の両面に付着させた感光性材料により曲面付き開口層のノズル部分の剛性が向上することによりテーパ形状開口層が安定して形成されるとともに、液体吐出面にザグリ部および溝部の少なくとも一方が形成される。曲面付き開口部に連結したザグリ部は、液体吐出面のワイピング時や被吐出媒体のジャミング時にノズルを保護する機能を有し、液体吐出の信頼性を向上させる効果を期待できる。また、曲面付き開口部の周囲に位置した溝部は、液体吐出面の余剰インクをトラップする機能を有し、液体吐出面におけるインク汚れを軽減する効果を期待できる。また、液体吐出面の溝部を、例えば液体吐出面のワイピング方向に沿って配設し、液体吐出面の溝部にワイピング性向上の機能を持たせてもよい。   According to this invention, the tapered opening layer is stably formed by improving the rigidity of the nozzle portion of the curved opening layer by the photosensitive material adhered to both surfaces of the curved opening layer, and the liquid ejection surface. At least one of the counterbore part and the groove part is formed. The counterbore portion connected to the opening with the curved surface has a function of protecting the nozzle when wiping the liquid discharge surface or jamming of the discharge medium, and can be expected to improve the reliability of liquid discharge. Moreover, the groove part located around the opening part with a curved surface has a function of trapping excess ink on the liquid discharge surface, and an effect of reducing ink contamination on the liquid discharge surface can be expected. Further, the groove portion of the liquid discharge surface may be disposed along, for example, the wiping direction of the liquid discharge surface, and the groove portion of the liquid discharge surface may have a function of improving the wiping property.

請求項7に記載の発明は、露光用の光の入射角度の大小に応じて前記露光用の光の透過率が変化する特性を有する光干渉膜を有する露光マスク、または、前記光干渉膜と前記露光用の光を透過させない光遮断膜とからなる露光マスク、または、前記光遮断膜を有する露光マスクを用意し、所定の基板の一方の面に感光性材料からなる感光層を形成する工程と、前記感光層上に、前記露光用の光を透過しない非透光性材料からなり、周縁が曲面状の曲面付き開口部を有する曲面付き開口層を形成する曲面付き開口層形成工程と、前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている側の面に対して略垂直に前記露光用の光を入射させて、少なくとも前記曲面付き開口層を用いて前記感光層を露光する第1露光工程と、前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ前記基板を回転させて、前記曲面付き開口層および前記露光マスクを用いて、前記感光層を露光する第2露光工程と、前記感光層を現像して、前記感光層の非感光部を除去する現像工程と、前記感光層の感光部を型として用いて、前記曲面付き開口部に連結したストレート形状開口部と該ストレート形状開口部に連結したテーパ形状開口部とを有するテーパ形状開口層を形成するテーパ形状開口層形成工程と、前記感光層の感光部および前記基板を除去する除去工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure mask having an optical interference film having a characteristic in which a transmittance of the exposure light changes according to an incident angle of the exposure light, or the optical interference film, Preparing an exposure mask comprising a light blocking film that does not transmit light for exposure or an exposure mask having the light blocking film, and forming a photosensitive layer made of a photosensitive material on one surface of a predetermined substrate; And a curved opening layer forming step for forming a curved opening layer having a curved opening with a curved periphery formed of a non-translucent material that does not transmit the exposure light on the photosensitive layer; The exposure light is incident substantially perpendicularly to the surface of the photosensitive layer on which the curved opening layer is formed, and the photosensitive layer is exposed using at least the curved opening layer. An exposure step, and opening of the photosensitive layer with the curved surface. A second exposure that exposes the photosensitive layer using the curved opening layer and the exposure mask by rotating the substrate while exposing light from an oblique direction to the surface on which the layer is formed; A developing step of developing the photosensitive layer to remove a non-photosensitive portion of the photosensitive layer, and a straight-shaped opening connected to the curved opening using the photosensitive portion of the photosensitive layer as a mold A taper-shaped opening layer forming step of forming a taper-shaped opening layer having a taper-shaped opening connected to the straight-shaped opening, and a removing step of removing the photosensitive portion of the photosensitive layer and the substrate. A nozzle plate manufacturing method is provided.

この発明によれば、曲面付き開口部とテーパ形状開口部との間にストレート形状開口部が形成されるので、一層滑らかな「くびれ」形状が形成されることになる。   According to the present invention, since the straight opening is formed between the curved opening and the tapered opening, a smoother “necked” shape is formed.

請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを有することを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a liquid discharge head comprising a nozzle plate manufactured by the nozzle plate manufacturing method according to any one of the first to seventh aspects.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the liquid discharge head according to the eighth aspect.

請求項9に記載の画像形成装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するためのノズル及び吐出圧を発生させる圧力発生素子(圧電アクチュエータ)を含む液体吐出素子を高密度に多数配置した液体吐出ヘッドを備えるとともに、入力画像から生成されたインク吐出用データ(ドット画像データ)に基づいて前記液体吐出ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成する。   An ink jet recording apparatus as an aspect of the image forming apparatus according to claim 9 is a liquid including a nozzle for discharging ink droplets for forming dots and a pressure generating element (piezoelectric actuator) for generating discharge pressure. A discharge control means that includes a liquid discharge head in which a large number of discharge elements are arranged at high density and controls discharge of liquid droplets from the liquid discharge head based on ink discharge data (dot image data) generated from an input image And an image is formed on the recording medium by droplets ejected from the nozzle.

例えば、画像入力手段を介して入力された画像データ(印字データ)に基づいて色変換やハーフトーニング処理が行われ、インク色に応じたインク吐出データが生成される。このインク吐出データに基づいて、液体吐出ヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子の駆動が制御され、ノズルからインク滴が吐出される。   For example, color conversion and halftoning processing are performed based on image data (print data) input via the image input means, and ink ejection data corresponding to the ink color is generated. Based on this ink ejection data, the drive of the pressure generating element corresponding to each nozzle of the liquid ejection head is controlled, and an ink droplet is ejected from the nozzle.

高解像度の画像出力を実現するためには、インク液を吐出するノズル(吐出口)と、該ノズルに対応した圧力室及び圧力発生素子とを含んで構成される液滴吐出素子(インク室ユニット)を高密度に多数配置した液体吐出ヘッドを用いる態様が好ましい。   In order to realize high-resolution image output, a droplet discharge element (ink chamber unit) including a nozzle (discharge port) for discharging an ink liquid, a pressure chamber corresponding to the nozzle, and a pressure generation element ) Is preferably used in a liquid discharge head in which a large number of nozzles are arranged at high density.

かかる印字用の液体吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口(ノズル)を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。   As a configuration example of such a liquid discharge head for printing, a full line type head having a nozzle row in which a plurality of discharge ports (nozzles) are arranged over a length corresponding to the entire width of the recording medium can be used. In this case, a combination of a plurality of relatively short ejection head modules having a nozzle row less than the length corresponding to the entire width of the recording medium, and connecting them together, the nozzle having a length corresponding to the entire width of the recording medium as a whole There is an aspect that constitutes a column.

フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向(相対的搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。   A full-line type head is usually arranged along a direction perpendicular to the relative feeding direction (relative conveyance direction) of the recording medium, but has a certain angle with respect to the direction perpendicular to the conveyance direction. There may be a mode in which the head is arranged along the oblique direction.

「記録媒体」は、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出されるインクの付着を受ける媒体(印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの)であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。   “Recording medium” is a medium (which can be referred to as a printing medium, an image forming medium, a recording medium, an image receiving medium, a discharged medium, or the like) that receives adhesion of ink discharged from the discharge port of the liquid discharge head. Various media are included regardless of material or shape, such as continuous paper, cut paper, sealing paper, resin sheets such as OHP sheets, printed boards on which films, cloths, wiring patterns, etc. are formed.

記録媒体と液体吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した(固定された)ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク(記録液)の色別に印字ヘッドを配置してもよいし、1つの印字ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。   The transporting means for moving the recording medium and the liquid discharge head relative to each other includes a mode for transporting the recording medium to the stopped (fixed) head, a mode for moving the head relative to the stopped recording medium, or a head And a mode in which both the recording medium and the recording medium are moved. When a color image is formed using an inkjet print head, a print head may be arranged for each of a plurality of colors of ink (recording liquid), or a plurality of colors of ink are ejected from one print head. It is good also as a possible structure.

本発明によれば、メニスカス位置が安定する「くびれ」形状の広角ノズルを精度よく一括形成できる。   According to the present invention, a “necked” wide-angle nozzle with a stable meniscus position can be collectively formed with high accuracy.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[露光装置]
まず、本発明の実施形態に係るノズルプレートの製造方法に用いられる傾斜回転型露光装置の構成例について概説する。
[Exposure equipment]
First, an outline of a configuration example of an inclined rotation type exposure apparatus used in a nozzle plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.

図1は露光装置の一例を示す構成図である。この露光装置10は、主として、光源12、照射光学系14、液浸容器16、透過補正板18及びステージ20から構成され、光源12から出た光を、照射光学系14によって図の下方に平行光として導き、露光マスク40を介して、傾斜回転しているステージ20上のレジスト(感光性材料)24に照射して、レジスト24を感光させる構成となっている。レジスト24は、ステージ20上の多孔質基板22に付着されている。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of an exposure apparatus. The exposure apparatus 10 is mainly composed of a light source 12, an irradiation optical system 14, an immersion container 16, a transmission correction plate 18, and a stage 20, and the light emitted from the light source 12 is paralleled downward in the figure by the irradiation optical system 14. The resist 24 is exposed to light by irradiating the resist (photosensitive material) 24 on the stage 20 that is inclined and rotated through the exposure mask 40. The resist 24 is attached to the porous substrate 22 on the stage 20.

ステージ20は、液浸容器16の中に配設されており、液浸容器16に液体(例えば、純水)を導入して液体中で露光を行う液浸露光と、気体中で露光を行う通常(ドライ)露光とを切り替えることが可能である。   The stage 20 is disposed in the immersion container 16. The stage 20 introduces a liquid (for example, pure water) into the immersion container 16 to perform exposure in the liquid, and performs exposure in the gas. It is possible to switch between normal (dry) exposure.

また、ステージ20は、テーブル面20aの面内回転が可能な回転機構と、テーブル面20aの傾斜角(水平面に対する傾斜角、つまり、照射光の入射角度)の調節が可能な傾斜機構とを備えた傾斜回転ステージとなっている。   In addition, the stage 20 includes a rotation mechanism that can rotate the table surface 20a in-plane, and a tilt mechanism that can adjust the tilt angle of the table surface 20a (the tilt angle with respect to the horizontal plane, that is, the incident angle of irradiation light). It is a tilting and rotating stage.

すなわち、ステージ20は、テーブル面20aに垂直な回転軸21(第1回転軸)に取り付けられており、該回転軸21を中心に回転可能である。また、ステージ20の回転軸21は、テーブル面20aに直交する鉛直面内で揺動し得る機構となっており、ステージ20の回転軸21の揺動位置によってテーブル面20aの傾斜角を可変できる。さらに、ステージ20の回転軸21、ステージ20および液浸容器16の全体は、鉛直軸A(第2回転軸)を中心に、鉛直軸Aと平行な水平面内で回転可能となっている。なお、ステージ20を傾斜回転させる機構の具体的構造については後述する。   That is, the stage 20 is attached to a rotary shaft 21 (first rotary shaft) perpendicular to the table surface 20a, and is rotatable about the rotary shaft 21. Further, the rotating shaft 21 of the stage 20 is a mechanism that can swing in a vertical plane orthogonal to the table surface 20a, and the inclination angle of the table surface 20a can be varied depending on the swinging position of the rotating shaft 21 of the stage 20. . Further, the rotation shaft 21 of the stage 20, the stage 20, and the entire liquid immersion container 16 are rotatable around a vertical axis A (second rotation axis) in a horizontal plane parallel to the vertical axis A. The specific structure of the mechanism for tilting and rotating the stage 20 will be described later.

図2(A)は、図1の露光マスク40の一例を示す要部拡大図である。図2(A)において、レジスト24の上に、図1の露光マスク40として、形成しようとするノズルプレートの一部32(R形状開口層)が形成されており、この露光マスク40を介してレジスト24に露光用の光が照射される。露光マスク40であるノズルプレートの一部32には、ノズルの一部51b(R形状開口部)が形成されており、このノズルの一部51bを通過させた光によりレジスト24を感光させる。   FIG. 2A is an enlarged view of a main part showing an example of the exposure mask 40 of FIG. In FIG. 2A, a part 32 (R-shaped opening layer) of the nozzle plate to be formed is formed on the resist 24 as the exposure mask 40 in FIG. The resist 24 is irradiated with light for exposure. A part of nozzle plate 51b (R-shaped opening) is formed in the part 32 of the nozzle plate, which is the exposure mask 40, and the resist 24 is exposed to light that has passed through part of the nozzle 51b.

図2(B)は、図1の露光マスク40として、光遮断膜41および光干渉膜42を用いた例を示す。   FIG. 2B shows an example in which a light blocking film 41 and a light interference film 42 are used as the exposure mask 40 in FIG.

光遮断膜41は、露光用の光を透過させない非透光性を有するとともに、レジスト24を感光させるための開口410を有する。光遮断膜41は、例えば、クロム(Cr)または酸化クロムからなり、スパッタリングや真空蒸着等の方法により形成される。   The light blocking film 41 has a non-light-transmitting property that does not transmit exposure light, and has an opening 410 for exposing the resist 24. The light blocking film 41 is made of, for example, chromium (Cr) or chromium oxide, and is formed by a method such as sputtering or vacuum deposition.

光干渉膜42は、光の入射角度によって光透過率が変化する入射角度依存性を有するとともに、レジスト24を感光させるための開口420を有する。光干渉膜42は、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した誘電体多層膜からなり、高屈折率材料および低屈折率材料の膜厚を調整することにより、所定の波長に対して所望の光透過率を得ることができる。また、光干渉膜42の光透過率の入射角度依存性を利用して、レジスト24の感光領域が制御される。   The optical interference film 42 has an incident angle dependency in which the light transmittance changes depending on the incident angle of light, and has an opening 420 for exposing the resist 24. The optical interference film 42 is composed of a dielectric multilayer film in which a high refractive index material and a low refractive index material are alternately laminated. By adjusting the film thicknesses of the high refractive index material and the low refractive index material, a predetermined wavelength is obtained. In contrast, a desired light transmittance can be obtained. In addition, the photosensitive region of the resist 24 is controlled using the incident angle dependency of the light transmittance of the optical interference film 42.

なお、露光マスク40は、図2(B)に示したように光遮断膜41および光干渉膜42の両方を露光マスク40として用いる場合に特に限定されず、光遮断膜41のみを露光マスク40として用いる場合もある。また、光干渉膜42とともに、形成しようとするノズルプレートの一部(図2(A)の32)を露光マスクとして用いる場合もある。   The exposure mask 40 is not particularly limited to the case where both the light blocking film 41 and the light interference film 42 are used as the exposure mask 40 as shown in FIG. 2B, and only the light blocking film 41 is exposed to the exposure mask 40. It may be used as In addition, a part of the nozzle plate (32 in FIG. 2A) to be formed may be used as an exposure mask together with the optical interference film.

多孔質基板22、レジスト24および露光マスク40をステージ20上に固定した状態でレジスト24(感光層)の裏面側に空隙部43が形成されるように、ステージ20のテーブル面20aには凹部44が形成されている。ドライ露光時には、この空隙部43が気体で満たされて気体層が形成される。一方、液浸露光時にはこの空隙部43が液体で満たされて液体層が形成される。また、凹部44には、反射防止膜46が形成されている。   A recess 44 is formed in the table surface 20a of the stage 20 so that a gap 43 is formed on the back side of the resist 24 (photosensitive layer) with the porous substrate 22, the resist 24 and the exposure mask 40 fixed on the stage 20. Is formed. During dry exposure, the gap 43 is filled with a gas to form a gas layer. On the other hand, at the time of immersion exposure, the gap 43 is filled with a liquid to form a liquid layer. An antireflection film 46 is formed in the recess 44.

また、図2(A)および(B)に示したとおり、このステージ20には、露光用の光を受光可能な受光センサ48が埋設されており、該受光センサ48によって露光用の光をモニタしながら露光量(すなわち、光の照射時間、または照射強度、もしくはこれらの組み合わせ)が制御される。なお、受光センサ48が露光用の光を直接受光する場合を例に示したが、好ましくは、レジスト24を透過した光を受光センサ48が受光し、受光センサ48によってレジスト24を透過した光をモニタしながら露光量を制御する構成としてもよい。   2A and 2B, a light receiving sensor 48 capable of receiving exposure light is embedded in the stage 20, and the light for exposure is monitored by the light receiving sensor 48. The exposure amount (that is, the light irradiation time or the irradiation intensity, or a combination thereof) is controlled. Although the case where the light receiving sensor 48 directly receives the exposure light is shown as an example, preferably, the light receiving sensor 48 receives the light transmitted through the resist 24 and the light transmitted through the resist 24 by the light receiving sensor 48. The exposure amount may be controlled while monitoring.

図3は、ステージ20に埋設されている受光センサ48の配置例を示す平面透視図である。なお、図3では、ステージ20上に(具体的には図1の多孔質基板22上に)、4つのノズルプレート形成部50が設けられた例が示されている。   FIG. 3 is a plan perspective view showing an arrangement example of the light receiving sensors 48 embedded in the stage 20. FIG. 3 shows an example in which four nozzle plate forming portions 50 are provided on the stage 20 (specifically, on the porous substrate 22 of FIG. 1).

なお、ノズルプレート形成部50や受光センサ48の形状、配置数、配置位置については、多様な形態が可能であり、図3の例に限定されない。   In addition, about the shape of the nozzle plate formation part 50 or the light reception sensor 48, the number of arrangement | positioning, and an arrangement position, various forms are possible and it is not limited to the example of FIG.

図4は、図1に示した露光装置10に用いられる光源12及び照射光学系14の構成図である。図4に示すように、本例の露光装置10に用いられる照明ユニット60は、超高圧水銀ランプ61を光源とするものである。超高圧水銀ランプ61より発せられた光は、楕円集光ミラー62により集光され、平面反射ミラー63によって水平方向に光路を曲げられた後、インテグレーターレンズ64に入射する。   FIG. 4 is a block diagram of the light source 12 and the irradiation optical system 14 used in the exposure apparatus 10 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the illumination unit 60 used in the exposure apparatus 10 of this example uses an ultrahigh pressure mercury lamp 61 as a light source. The light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 61 is collected by the elliptical condenser mirror 62, the optical path is bent in the horizontal direction by the plane reflecting mirror 63, and then enters the integrator lens 64.

インテグレーターレンズ64によって照度分布が均一化された光は、光源フィルタ65によって透過波長域が選択された後、平面反射ミラー66によって鉛直方向に光路が曲げられ、コリメーターレンズ67に入射する。コリメーターレンズ67により平行光とされた光は、照度分布が均一な平行照射光として照射面68に向けて照射される。   The light whose illuminance distribution has been made uniform by the integrator lens 64 is selected by the light source filter 65 and then the light path is bent by the planar reflection mirror 66 in the vertical direction and enters the collimator lens 67. The light converted into parallel light by the collimator lens 67 is irradiated toward the irradiation surface 68 as parallel irradiation light having a uniform illuminance distribution.

なお、本例では、図5に示す超高圧水銀ランプ61の光源スペクトルのうち、主としてi線(波長=365nm)及びその近傍の波長域を利用するものとし、図4で説明した光学フィルタ65には、超高圧水銀ランプ61の光源スペクトルのうち、j線(313nm)や334nmなど、i線よりも短波長側の光をカットするフィルタが用いられる。   In this example, of the light source spectrum of the ultrahigh pressure mercury lamp 61 shown in FIG. 5, the i-line (wavelength = 365 nm) and the wavelength region in the vicinity thereof are used, and the optical filter 65 described in FIG. In the light source spectrum of the ultra-high pressure mercury lamp 61, a filter that cuts light on the shorter wavelength side than the i-line, such as j-line (313 nm) and 334 nm, is used.

使用する光源の種類や波長は、上記の例に限定されず、使用するフォトレジストの感光特性との関係で適切な光源(波長)が選択される。本発明の実施に際し、照明用の光源として、固体レーザや半導体レーザ(例えば、波長:355nm、375nm、405nm)などを用いる態様も可能である。   The type and wavelength of the light source to be used are not limited to the above example, and an appropriate light source (wavelength) is selected in relation to the photosensitive characteristics of the photoresist to be used. In carrying out the present invention, a mode in which a solid-state laser, a semiconductor laser (for example, wavelengths: 355 nm, 375 nm, 405 nm) or the like is used as a light source for illumination is also possible.

図6は本例の露光マスク40で用いられる光干渉膜42における透過率の分光特性の一例を示すグラフである。横軸は波長、縦軸は透過率を示し、光の入射角度が0度、15度、30度、45度の場合の特性が示されている。図6に示されているとおり、光の入射角度が大きくなるにつれて(光が斜めから照射されると)、透過波長帯域が短波長側にシフトする特性を有する。   FIG. 6 is a graph showing an example of spectral characteristics of transmittance in the optical interference film 42 used in the exposure mask 40 of this example. The horizontal axis indicates the wavelength, the vertical axis indicates the transmittance, and the characteristics when the incident angle of light is 0 degrees, 15 degrees, 30 degrees, and 45 degrees are shown. As shown in FIG. 6, the transmission wavelength band has a characteristic of shifting to the short wavelength side as the incident angle of light increases (when light is irradiated obliquely).

既述のとおり、本実施例では、露光用の光源として、超高圧水銀ランプ61のi線(波長=365nm)が主として用いられる(図4、図5参照)。図6において波長365nm(i線)に注目すると、入射角度が35度以上であるときには、略0%の透過率を示し、入射角度が小さくなるにつれて透過率が次第に上昇し、入射角度が0度(垂直入射)のときには透過率が最大(本例では30%程度)になる。このような入射角度の大小に応じて光の透過率が変化する特性を利用して、入射角度を切り替えながら露光が行われる。   As described above, in this embodiment, the i-line (wavelength = 365 nm) of the ultrahigh pressure mercury lamp 61 is mainly used as the light source for exposure (see FIGS. 4 and 5). In FIG. 6, when paying attention to the wavelength 365 nm (i-line), when the incident angle is 35 degrees or more, the transmittance is approximately 0%, and the transmittance gradually increases as the incident angle decreases, and the incident angle is 0 degrees. In the case of (normal incidence), the transmittance is maximum (in this example, about 30%). Exposure is performed while changing the incident angle by utilizing such a characteristic that the light transmittance changes according to the magnitude of the incident angle.

次に、入射角度を可変する手段の構成について説明する。   Next, the configuration of the means for changing the incident angle will be described.

図7は、本例の露光装置10におけるステージの傾斜回転機構及びその周辺の構成図である。なお、液浸容器16に液体を満たした液浸露光の場合を例に図示したが、ドライ露光時には液浸容器16に期待が満たされる。   FIG. 7 is a block diagram of the stage tilt rotation mechanism and its surroundings in the exposure apparatus 10 of this example. Although the case of immersion exposure in which the liquid is filled in the liquid immersion container 16 is illustrated as an example, expectation is satisfied in the liquid immersion container 16 at the time of dry exposure.

ステージ20の回転軸21は、液浸容器16の底面を貫通する状態で取り付けられるが、この液浸容器16を貫く接続部分には、液浸容器16内の液体(例えば、純水70)がこの部分より漏れないように、防水加工が施されており、また、回転軸21の回転及び傾き角の調節(揺動)が可能なように、球面軸受72が設けられている。   The rotating shaft 21 of the stage 20 is attached in a state of penetrating the bottom surface of the immersion container 16, and a liquid (for example, pure water 70) in the immersion container 16 is attached to a connection portion that penetrates the immersion container 16. Waterproofing is applied so as not to leak from this portion, and a spherical bearing 72 is provided so that the rotating shaft 21 can be rotated and the tilt angle can be adjusted (oscillated).

すなわち、ステージ20の回転軸21は、液浸容器16の底面に取り付けられた球面軸受72を介して液浸容器16を貫いた状態で支持されており、回転軸21の下端は自由継手74を介してモータ76(「ステージ回転モータ」という)の出力軸78と連結されている。このステージ回転モータ76は、直動ガイド80に沿って摺動するスライダ82に固定されており、モータ(「傾斜揺動モータ」という)84の駆動によりスライダ82と共にステージ回転モータ76を直動ガイド80に沿って移動させることができる。   That is, the rotary shaft 21 of the stage 20 is supported in a state of penetrating the liquid immersion container 16 via a spherical bearing 72 attached to the bottom surface of the liquid immersion container 16, and the lower end of the rotary shaft 21 has a free joint 74. And an output shaft 78 of a motor 76 (referred to as “stage rotation motor”). This stage rotation motor 76 is fixed to a slider 82 that slides along a linear motion guide 80, and the stage rotational motor 76 is linearly guided along with the slider 82 by driving a motor (referred to as an “inclination swing motor”) 84. 80 can be moved.

傾斜揺動モータ84の駆動によってスライダ82上のステージ回転モータ76を図7の左右方向に移動させることにより、球面軸受72における固定点86を中心にステージ20の回転軸21を揺動させることが可能であり、その揺動位置によって回転軸21の傾斜角(すなわち、テーブル面の傾斜角)を調節できる。これにより、露光マスク40に対する光の入射角度を変更できる。   By moving the stage rotation motor 76 on the slider 82 in the left-right direction in FIG. 7 by driving the tilt swing motor 84, the rotary shaft 21 of the stage 20 can be swung around the fixed point 86 in the spherical bearing 72. The tilt angle of the rotating shaft 21 (that is, the tilt angle of the table surface) can be adjusted by the swing position. Thereby, the incident angle of the light with respect to the exposure mask 40 can be changed.

また、ステージ回転モータ76の駆動によって出力軸78が回転することで、その回転力は自在継手74を介して回転軸21に伝達され、ステージ20が回転する。   Further, when the output shaft 78 is rotated by driving the stage rotation motor 76, the rotational force is transmitted to the rotation shaft 21 via the universal joint 74, and the stage 20 is rotated.

ステージ20が収容される液浸容器16には、液体ポンプ88が設けられており、この液体ポンプ88により液浸用液体(ここでは純水70)の供給、排出が可能となっている。   A liquid pump 88 is provided in the liquid immersion container 16 in which the stage 20 is accommodated, and the liquid pump 88 can supply and discharge liquid for immersion (here, pure water 70).

液浸露光時には液体ポンプ88を介して液浸容器16内に純水70が導入され、液浸容器16内が純水70で満たされる。通常露光(ドライ露光時)には液浸容器16内から純水70が排出され、液浸容器16内が気体(例えば、空気)で置換される。   During immersion exposure, pure water 70 is introduced into the immersion vessel 16 via the liquid pump 88, and the immersion vessel 16 is filled with the pure water 70. In normal exposure (during dry exposure), pure water 70 is discharged from the immersion vessel 16 and the inside of the immersion vessel 16 is replaced with gas (for example, air).

なお、液浸用の液体としては、純水70の他にも露光装置に用いることを意図して調合されてなる専用の液浸用液体があり、場合によっては、このような専用液を用いることも可能である。   In addition to the pure water 70, the immersion liquid includes a dedicated immersion liquid prepared for use in an exposure apparatus. In some cases, such an exclusive liquid is used. It is also possible.

液浸露光を行う場合、露光マスクの周囲を覆う液体による露光光の吸収が生じる。液面に対して光を垂直に入射させ、かつ露光マスク40に対し略垂直に光を照射する場合(垂直露光又は狭角入射露光の場合)は、液体中を進む光について露光マスク40に到達するまでの距離(光路長)が露光マスク40の各位置において概ね一定であるため、液体による露光光の吸収は、露光マスク40上の各位置について光量が均一(実質的に均一と見做せる範囲の分布を有する略均一も含む)に減衰する等の問題が生じるのみである。   When performing immersion exposure, exposure light is absorbed by the liquid covering the periphery of the exposure mask. When light is incident perpendicularly to the liquid surface and light is irradiated substantially perpendicularly to the exposure mask 40 (in the case of vertical exposure or narrow-angle incident exposure), the light traveling in the liquid reaches the exposure mask 40. Since the distance (optical path length) until completion is substantially constant at each position of the exposure mask 40, the absorption of exposure light by the liquid can be considered to be uniform (substantially uniform) at each position on the exposure mask 40. The only problem is that it is attenuated (including substantially uniform having a range distribution).

しかしながら、液面に対して光を垂直に入射させ、かつ露光マスク40に対して入射角度が比較的大きい傾斜露光を行う場合では、露光光が液面に対し垂直に入射するため、液体中を進む光について露光マスク40に到達するまでの距離(光路長)が露光マスク40の各々の位置において場所によって異なる。この光路長の違いによる光吸収量の差によって露光マスク40上では光量分布が生じ、これによりレジスト24の露光が不均一となる。   However, in the case of performing oblique exposure with the light incident on the liquid surface and an oblique exposure with a relatively large incident angle with respect to the exposure mask 40, the exposure light is incident perpendicular to the liquid surface. The distance (optical path length) of the traveling light to reach the exposure mask 40 varies depending on the location at each position of the exposure mask 40. A light amount distribution is generated on the exposure mask 40 due to the difference in the light absorption amount due to the difference in the optical path length, thereby making the exposure of the resist 24 non-uniform.

具体的には、露光光が液体に入射した後、露光マスク40の表面に到達するまでの距離(光路長)が短い領域では、露光光の減衰は少ないため、露光マスク40の表面に到達する露光光の光量は比較的多く、露光マスク40裏面に塗布されたフォトレジストを充分感光することができるが、露光光が液体に入射した後、露光マスク40の表面に到達するまでの距離(光路長)が長い領域では、露光光の減衰は大きいため、露光マスク40の表面に到達する露光光の光量は光路長が短い場合に比べ少なく、同じ露光時間ではフォトレジストを充分感光することができない。一方、光路長の長い領域において、充分に露光が行われるような露光時間で露光を行うならば、光路長の短い領域において露光オーバーとなり、光路長の長い領域と同じ状態でフォトレジストが感光しないため、フォトレジストの感光が不均一となる。   Specifically, in the region where the distance (optical path length) until the exposure light enters the liquid and reaches the surface of the exposure mask 40 is short, the attenuation of the exposure light is small, and therefore reaches the surface of the exposure mask 40. Although the amount of exposure light is relatively large, the photoresist coated on the back surface of the exposure mask 40 can be sufficiently exposed, but the distance (optical path) until the exposure light reaches the surface of the exposure mask 40 after entering the liquid. In the long region, the attenuation of the exposure light is large. Therefore, the amount of the exposure light reaching the surface of the exposure mask 40 is less than when the optical path length is short, and the photoresist cannot be sufficiently exposed in the same exposure time. . On the other hand, if exposure is performed with an exposure time sufficient to perform exposure in a region with a long optical path length, overexposure occurs in a region with a short optical path length, and the photoresist is not exposed in the same state as the region with a long optical path length. For this reason, the photosensitivity of the photoresist becomes non-uniform.

このため、本実施形態では、液体中の傾斜露光時に露光マスク40上で均一な光量分布が得られるように、透過率分布を補正するための透過補正板18が用いられる。この透過補正板18は、液体に入射した光が露光マスク40に到達するまでの距離(光路長)に対応させた透過率分布を有する透過率傾斜基板であり、液体に入射した後、露光マスク40に到達するまでの距離(光路長)が長い領域では透過率が高く、液体に入射した後、露光マスク40に到達するまでの距離(光路長)が短い領域では透過率が低くなるように構成されている。   For this reason, in this embodiment, the transmission correction plate 18 for correcting the transmittance distribution is used so that a uniform light amount distribution can be obtained on the exposure mask 40 during the tilt exposure in the liquid. The transmission correction plate 18 is a transmittance gradient substrate having a transmittance distribution corresponding to the distance (optical path length) until the light incident on the liquid reaches the exposure mask 40, and after being incident on the liquid, the exposure mask. The transmittance is high in the region where the distance (optical path length) to reach 40 is long, and the transmittance is low in the region where the distance (optical path length) until it reaches the exposure mask 40 after entering the liquid is short. It is configured.

この透過補正板18は、液浸容器16の上部に開閉ヒンジ90を介して取り付けられており、当該透過補正板18は開閉ヒンジ90によって液浸容器16の天面を封止する位置及び天面から退避した露光領域外の位置に移動可能である。   The transmission correction plate 18 is attached to the upper part of the immersion container 16 via an opening / closing hinge 90, and the transmission correction plate 18 seals the top surface of the immersion container 16 by the opening / closing hinge 90 and the top surface. It is possible to move to a position outside the exposure area retracted from.

本実施の形態では、垂直露光の際、又は入射角度が比較的小さい傾斜露光(「狭角傾斜回転露光工程」という。)の際には、透過補正板18を露光領域外に移動させ、入射角度が比較的大きい傾斜露光(「広角傾斜回転露光工程」という。)の際には透過補正板18を露光領域内である液浸容器16上の上部(天面を封止する位置)に移動させる。   In the present embodiment, during vertical exposure or tilt exposure with a relatively small incident angle (referred to as a “narrow angle tilt rotation exposure process”), the transmission correction plate 18 is moved out of the exposure area and incident. In the case of tilt exposure with a relatively large angle (referred to as “wide-angle tilt rotation exposure process”), the transmission correction plate 18 is moved to the upper part (position for sealing the top surface) on the immersion container 16 in the exposure area. Let

厳密に言えば、垂直露光時又は狭角傾斜回転露光工程のときには、照度分布を生じることになるが、狭角テーパ状には、殆ど影響を与えず、実用上支障がない。なお、狭角傾斜露光工程のときも含めて、傾斜露光時の光の入射角度に対応して、それぞれ適切な透過補正板を複数種類用意しておき、傾斜露光時の光の入射角度に応じて、透過補正板を切り替えて使用する態様も可能である。   Strictly speaking, an illuminance distribution is generated at the time of vertical exposure or a narrow-angle tilt rotation exposure process, but the narrow-angle taper has little influence and has no practical problem. Including the narrow-angle tilt exposure process, several types of appropriate transmission correction plates are prepared corresponding to the incident angle of light during tilted exposure, depending on the incident angle of light during tilted exposure. Thus, a mode in which the transmission correction plate is switched and used is also possible.

このような透過補正板18を用いることにより、照明ユニット60から入射した露光光が当該透過補正板18及び液浸用の液体である純水70を介し、露光マスク40に到達した際、露光マスク40上で露光光の光量が全面にわたり均一になる。こうして、傾斜回転中の光軸距離に応じた照度変化や、面内での照度分布も補正可能なため、比較的大きなサイズ(長尺)のノズルプレートを作製する場合でも、バラツキの少ない安定したノズル形成が可能となる。   By using the transmission correction plate 18 as described above, when the exposure light incident from the illumination unit 60 reaches the exposure mask 40 via the transmission correction plate 18 and the pure water 70 as the immersion liquid, the exposure mask is used. On 40, the amount of exposure light is uniform over the entire surface. In this way, illuminance change according to the optical axis distance during tilt rotation and illuminance distribution in the plane can be corrected, so even when producing a relatively large size (long) nozzle plate, there is little variation and stable. Nozzle formation is possible.

また、液浸用液体である純水70の表面、即ち空気と接する境界の面と接するように透過補正板18を配置し、液体を充満した状態で露光を行うことにより、液体の波打ちや気泡の巻き込みなど液浸露光に特有の弊害を防止することができる。   Further, by arranging the transmission correction plate 18 so as to be in contact with the surface of the pure water 70 which is an immersion liquid, that is, a boundary surface in contact with air, and performing exposure in a state where the liquid is filled, the liquid ripples and bubbles It is possible to prevent harmful effects peculiar to immersion exposure, such as entrainment of liquid.

液浸傾斜露光時に露光マスク40上での光量を均一化するための他の方法として、露光マスク40と液浸に用いられる液体の液面とを平行にする方法も考えられるが、液面と露光マスク40とを常に平行の状態に保つことは、そのための装置等が必要となりコストアップに繋がる。さらに、液面に対して大きな入射角度で光を入射させると(露光マスク40に対する露光光の入射角度が大きい場合)、露光光が液面で全反射してしまい、露光マスクに露光光が到達しないという問題もある。   As another method for equalizing the amount of light on the exposure mask 40 during immersion tilt exposure, a method in which the exposure mask 40 and the liquid surface of the liquid used for immersion are parallel may be considered. Keeping the exposure mask 40 in a parallel state always requires an apparatus for that purpose, leading to an increase in cost. Further, when light is incident on the liquid surface at a large incident angle (when the incident angle of the exposure light with respect to the exposure mask 40 is large), the exposure light is totally reflected on the liquid surface, and the exposure light reaches the exposure mask. There is also the problem of not doing.

具体的には、屈折率1.44の純水の場合、液面に対し45度前後の角度で光を入射させた場合、全反射してしまうため、これより大きな入射角度で光を入射させることはできない。よって、露光装置の構成上からも液面に対し垂直に露光光を入射させることが望ましく、液浸露光装置により傾斜露光により広角のテーパを形成する場合には、上記のような透過補正板を用いる態様が好ましい。   Specifically, in the case of pure water having a refractive index of 1.44, if light is incident at an angle of about 45 degrees with respect to the liquid surface, the light is totally reflected, so that light is incident at a larger incident angle. It is not possible. Therefore, it is desirable that the exposure light is incident perpendicular to the liquid surface from the viewpoint of the configuration of the exposure apparatus. When a wide-angle taper is formed by tilt exposure using the immersion exposure apparatus, the transmission correction plate as described above is used. The embodiment to be used is preferable.

また、液浸容器16内には受光センサ92が設けられており、露光光が露光マスク40により反射された光の光量を測定することができる構成となっている。これにより、露光マスク40の取り付け位置やステージ20の傾斜角が所定の位置や角度に設置されているか否かを確認することができる。露光マスク40がステージ20に対して浮いている場合には、ステージ20の回転により反射光の照射の方向が変動するため、受光センサ92が検出する露光マスク40からの反射光量は、ステージ20の回転に伴い変化する。よって、この反射光量の変動により、露光マスク40がステージ20に確実に固定されているか否かを検出することができる。また、ステージ20の傾斜角度が所定の傾斜角度で設置されていない場合には、所定の傾斜角度となるように、受光センサ92における反射光量に基づき、ステージ20の傾斜角を調整することが可能である。   In addition, a light receiving sensor 92 is provided in the immersion container 16 so that the amount of light reflected by the exposure mask 40 can be measured. Thereby, it can be confirmed whether the attachment position of the exposure mask 40 and the inclination angle of the stage 20 are installed at predetermined positions and angles. When the exposure mask 40 is floating with respect to the stage 20, since the direction of the reflected light is changed by the rotation of the stage 20, the amount of reflected light from the exposure mask 40 detected by the light receiving sensor 92 is Changes with rotation. Therefore, it is possible to detect whether or not the exposure mask 40 is securely fixed to the stage 20 by the variation in the amount of reflected light. Further, when the tilt angle of the stage 20 is not set at a predetermined tilt angle, the tilt angle of the stage 20 can be adjusted based on the amount of light reflected by the light receiving sensor 92 so that the predetermined tilt angle is obtained. It is.

更に、本例では、上述のとおり、ステージ20の回転軸21、自在継手74、ステージ回転モータ76、直動ガイド80、スライダ82、及び傾斜揺動モータ84等によって傾斜機構部94が構成されているが、この傾斜機構部94とこれに支持されている液浸容器16及びステージ20を含む全体を露光光の光軸に平行な軸を中心として、水平面内で回転させることが可能な光軸回転モータ96が設けられている。光軸回転モータ96により、全体が光軸回りに回転する構成になっているため、光量分布の均一性をより一層高めることができる。   Furthermore, in this example, as described above, the tilt mechanism portion 94 is configured by the rotary shaft 21 of the stage 20, the universal joint 74, the stage rotary motor 76, the linear motion guide 80, the slider 82, the tilt swing motor 84, and the like. However, the entire optical axis including the tilt mechanism 94, the immersion container 16 and the stage 20 supported by the tilt mechanism 94 can be rotated in a horizontal plane around an axis parallel to the optical axis of the exposure light. A rotation motor 96 is provided. Since the optical axis rotation motor 96 is configured to rotate around the optical axis, the uniformity of the light quantity distribution can be further enhanced.

[ノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法]
次に、本発明に係るノズルプレートの製造方法によって製造される各種のノズルプレートについて、その製造方法とともに、各実施形態に分けて、詳細に説明する。
[Nozzle plate and nozzle plate manufacturing method]
Next, various nozzle plates manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention will be described in detail together with the manufacturing method for each embodiment.

(第1実施形態)
図8は、第1実施形態に係るノズルプレートの一例を示す断面図である。図面中の矢印Eは液体の吐出方向を示す。図8では、図示の便宜上、ノズル51が2つのみ描かれているが、ノズル51の数は特に限定されない。
(First embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of a nozzle plate according to the first embodiment. An arrow E in the drawing indicates a liquid discharge direction. In FIG. 8, for convenience of illustration, only two nozzles 51 are illustrated, but the number of nozzles 51 is not particularly limited.

図8において、ノズルプレート30aは、液体流入面302に開口したテーパ形状の複数のテーパ形状開口部51aを有するテーパ形状開口層31と、液体吐出面301に開口したR形状(曲面状)の複数のR形状開口部51bを有するR形状開口層32とを備える。   In FIG. 8, the nozzle plate 30 a includes a tapered opening layer 31 having a plurality of tapered openings 51 a that open to the liquid inflow surface 302, and a plurality of R shapes (curved surfaces) that open to the liquid discharge surface 301. And an R-shaped opening layer 32 having an R-shaped opening 51b.

テーパ形状開口部51aは、ノズルプレート30aの厚さ方向において液体流入面302から液体吐出面301へ向って開口面積が狭くなる形状を有する。R形状開口部51bは、ノズルプレート30aの厚さ方向において液体流入面302から液体吐出面301へ向って開口面積が広くなる形状を有する。これらのテーパ形状開口部51aおよびR形状開口部51bは、互いに連結しており、いわゆる「くびれ」形状のノズル51を構成している。   The tapered opening 51a has a shape in which the opening area becomes narrower from the liquid inflow surface 302 toward the liquid ejection surface 301 in the thickness direction of the nozzle plate 30a. The R-shaped opening 51b has a shape in which the opening area increases from the liquid inflow surface 302 toward the liquid ejection surface 301 in the thickness direction of the nozzle plate 30a. The tapered opening 51a and the R-shaped opening 51b are connected to each other to form a so-called “necked” nozzle 51.

ここで、R形状開口部51bは、少なくとも液体吐出面301側の周縁(エッジ)が曲面状となっている。言い換えると、R形状開口部51bは、液体吐出面301に連続する液体吐出側端部が丸みを有する形状となっている。   Here, at least the peripheral edge (edge) on the liquid ejection surface 301 side of the R-shaped opening 51b is a curved surface. In other words, the R-shaped opening 51b has a shape in which the liquid discharge side end continuous with the liquid discharge surface 301 is rounded.

R形状開口層32は、ノズル51の配置パターンに対応する開口320が形成されている金属の薄膜からなる金属パターン膜321(第1の導電膜)と、金属パターン膜321のテーパ形状開口層31に接する面とは反対側(液体吐出側)の全面を覆うとともに、金属パターン膜321の開口320の縁から開口320の内壁面へオーバハングした金属の薄膜からなるオーバハング金属膜322(第2の導電膜)とによって構成されている。   The R-shaped opening layer 32 includes a metal pattern film 321 (first conductive film) made of a metal thin film in which openings 320 corresponding to the arrangement pattern of the nozzles 51 are formed, and a tapered opening layer 31 of the metal pattern film 321. The overhanging metal film 322 (second conductive) made of a thin metal film that covers the entire surface opposite to the surface in contact with the surface (liquid ejection side) and overhangs from the edge of the opening 320 of the metal pattern film 321 to the inner wall surface of the opening 320. Film).

このようなR形状開口層32のうちで少なくともオーバハング金属膜322は、露光用の光を透過しない非透光性を有している。   Among such R-shaped opening layers 32, at least the overhanging metal film 322 has non-translucency that does not transmit exposure light.

また、オーバハング金属膜322は、吐出液体に対して撥液性の材料を含む一方で、テーパ形状開口層31は、撥液性の材料を含まず、オーバハング金属膜322よりも撥液性を低く設定してある。すなわち、オーバハング金属膜322に対する液体の接触角は、テーパ形状開口層31に対する液体の接触角よりも、大きい。   In addition, the overhanging metal film 322 includes a material that is liquid repellent with respect to the discharged liquid, while the tapered opening layer 31 does not include a liquid repellent material and has a lower liquid repellency than the overhanging metal film 322. It is set. That is, the contact angle of the liquid with respect to the overhanging metal film 322 is larger than the contact angle of the liquid with respect to the tapered opening layer 31.

言い換えると、テーパ形状開口部51aとR形状開口部51bとの境界(以下「くびれ位置」と称する)と、ノズル51内の撥液性領域と親液性領域との境界とを一致させた構造になっている。   In other words, a structure in which the boundary between the tapered opening 51a and the R-shaped opening 51b (hereinafter referred to as “necked position”) and the boundary between the liquid-repellent region and the lyophilic region in the nozzle 51 are matched. It has become.

図9は、図8のノズル51を拡大して示す拡大断面図である。図9において、テーパ形状開口部51aは、液体流入面302側から液体吐出面301側へ向けて開口幅(流路幅)が直線状に小さくなる形状(円錐台形状)を有している。R形状開口部51bは、液体流入面302側から液体吐出面301側へ向けて開口幅(流路幅)が曲線状に大きくなるR形状を有している。   FIG. 9 is an enlarged sectional view showing the nozzle 51 of FIG. 8 in an enlarged manner. In FIG. 9, the tapered opening 51a has a shape (conical frustum shape) in which the opening width (flow channel width) decreases linearly from the liquid inflow surface 302 side to the liquid ejection surface 301 side. The R-shaped opening 51b has an R shape in which the opening width (flow channel width) increases in a curved shape from the liquid inflow surface 302 side to the liquid ejection surface 301 side.

なお、図9に示すテーパ形状開口部51aは、直線状に開口幅が小さくなる円錐台形状となっているが、図10に示すテーパ形状開口部51a’は、曲線状に開口幅が小さくなる形状(ドーム形状)となっている。このようなテーパ形状開口部51a’は、そのテーパ形状開口部51a’を形成するときの露光光の波長を短波化(例えば300nm以下)することにより得られる。   The tapered opening 51a shown in FIG. 9 has a truncated cone shape in which the opening width is linearly reduced, but the tapered opening 51a ′ shown in FIG. 10 has a curved opening width. It has a shape (dome shape). Such a tapered opening 51a 'can be obtained by shortening the wavelength of the exposure light when forming the tapered opening 51a' (for example, 300 nm or less).

図9に示す円錐台形状のテーパ形状開口部51aを有するノズル51は、液体流入側に向けてテーパ形状開口部51aを広角化でき且つテーパ形状開口部51aが液体流入側において直線状なので、液体の流入性能及び吐出性能において優れている。一方で、図10に示すドーム形状のテーパ形状開口部51a’を有するノズル51は、液体流入側の開口面積を極小化する際に有利である。   The nozzle 51 having the truncated conical tapered opening 51a shown in FIG. 9 can widen the tapered opening 51a toward the liquid inflow side, and the tapered opening 51a is linear on the liquid inflow side. Inflow performance and discharge performance are excellent. On the other hand, the nozzle 51 having the dome-shaped tapered opening 51a 'shown in FIG. 10 is advantageous when minimizing the opening area on the liquid inflow side.

金属パターン膜321の一例の平面図を図11に示す。図11において、金属パターン膜321の開口320は、ノズル51の配置パターン(例えば図33(a)に示すような2次元配列)と同じ配置パターンで形成されている。本例の金属パターン膜321の開口320は略円形状であり、開口320の半径は、ノズル51の「くびれ位置」の開口半径よりも、オーバハング金属膜322の膜厚だけ大きい。なお、ノズル51の開口および金属パターン膜321の開口320の形状は、本発明において、円形状に特に限定されない。   A plan view of an example of the metal pattern film 321 is shown in FIG. In FIG. 11, the openings 320 of the metal pattern film 321 are formed in the same arrangement pattern as the arrangement pattern of the nozzles 51 (for example, a two-dimensional arrangement as shown in FIG. 33A). The opening 320 of the metal pattern film 321 of this example is substantially circular, and the radius of the opening 320 is larger than the opening radius of the “necked position” of the nozzle 51 by the film thickness of the overhanging metal film 322. In addition, the shape of the opening of the nozzle 51 and the opening 320 of the metal pattern film 321 is not particularly limited to a circular shape in the present invention.

図12(A)〜(F)および図13(G)〜(I)は、図8のノズルプレート30aの製造処理例の説明に用いる工程図である。   12 (A) to 12 (F) and FIGS. 13 (G) to (I) are process diagrams used for explaining an example of the manufacturing process of the nozzle plate 30a of FIG.

まず、図12(A)に示すように、多数の孔を有する所謂ロータス(蓮根)型の多孔質基板22の一方の面の全面に、ドライフイルムレジスト(DFR)を貼り合わせてラミネートすることにより、ネガタイプのレジスト24を付着させて、感光層241を形成する。レジスト24の膜厚は、例えば20〜60μmとする。   First, as shown in FIG. 12A, a dry film resist (DFR) is bonded and laminated on the entire surface of one surface of a so-called lotus type porous substrate 22 having a large number of holes. Then, a negative type resist 24 is attached to form a photosensitive layer 241. The film thickness of the resist 24 is, for example, 20 to 60 μm.

多孔質基板22の材料としては、シリコン、セラミック、樹脂材料等が挙げられる。多孔質基板22の形成方法としては、シリコンの異方性エッチング、セラミック焼成、樹脂形成等が挙げられる。   Examples of the material for the porous substrate 22 include silicon, ceramics, and resin materials. Examples of the method for forming the porous substrate 22 include silicon anisotropic etching, ceramic firing, and resin formation.

多孔質基板22の構造としては、図14(A)に模式的に示すように、多孔質基板22の全体が多数の孔220を有する材料からなる蓮根形状の構造が一例として挙げられる。図14(B)に模式的に示すように、多数の微細孔を有する微細多孔質膜221を表面に付与した構造でもよい。   As a structure of the porous substrate 22, as schematically illustrated in FIG. 14A, a lotus-shaped structure in which the entire porous substrate 22 is made of a material having a large number of holes 220 is given as an example. As schematically shown in FIG. 14B, a structure in which a microporous film 221 having a large number of micropores is provided on the surface may be used.

レジスト24は、所定の波長を有する露光用の光が照射されると現像時に除去されずに残るネガタイプの感光性を有するとともに、後述の共析電鋳で共析電鋳液中の導電性材料をほとんど析出させない程度の抵抗(非導電性)を有する。   The resist 24 has negative photosensitivity that remains without being removed during development when irradiated with light for exposure having a predetermined wavelength, and is a conductive material in a eutectoid electroforming liquid by eutectoid electroforming described later. Has a resistance (non-conductivity) to the extent that hardly precipitates.

なお、ドライフイルムレジスト(DFR)のラミネートによる付着に代えて、スピンコートやスキージ塗布を行ってもよい。   Note that spin coating or squeegee coating may be performed instead of adhesion by dry film resist (DFR) lamination.

次に、多孔質基板22に付着させたレジスト24に対してベークを行う。   Next, the resist 24 attached to the porous substrate 22 is baked.

次に、図12(B)に示すように、多孔質基板22の感光層241が形成されている面に、リフトオフ法を用いて、ニッケル(Ni)の薄膜からなる金属パターン膜321を形成する。   Next, as shown in FIG. 12B, a metal pattern film 321 made of a nickel (Ni) thin film is formed on the surface of the porous substrate 22 on which the photosensitive layer 241 is formed, using a lift-off method. .

金属パターン膜321の材料は、後述の共析電鋳の電極として使用可能な導電性材料であれば、ニッケルに特に限定されない。   The material of the metal pattern film 321 is not particularly limited to nickel as long as it is a conductive material that can be used as an electrode for eutectoid electroforming described later.

金属パターン膜321の開口320の開口幅は、形成しようとするノズル51の「くびれ」位置(図8のテーパ形状開口部51aおよびR形状開口部51bの境界)の開口幅よりも、オーバハング金属膜322の膜厚(例えば1〜5μm)の略2倍だけ、大きい。   The opening width of the opening 320 of the metal pattern film 321 is larger than the opening width at the “neck” position of the nozzle 51 to be formed (the boundary between the tapered opening 51a and the R opening 51b in FIG. 8). It is larger by about twice the film thickness of 322 (for example, 1 to 5 μm).

金属パターン膜321の形成は、リフトオフ法に特に限定されず、例えばトリミングやペースト印刷により行ってもよい。   The formation of the metal pattern film 321 is not particularly limited to the lift-off method, and may be performed by, for example, trimming or paste printing.

次に、図12(C)に示すように、金属パターン膜321を一方の電極とし、電鋳成長側に対向電極を配置して、ニッケル(Ni)およびPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を含有する電鋳液(メッキ液)を用いて共析電鋳を行い、金属パターン膜321の感光層241形成側とは反対側の面(図中の上面)を覆うとともに、金属パターン膜321の開口320の縁からその開口320の内壁へオーバハングしたオーバハング金属膜322を形成する。ここで、共析電鋳は、オーバハング金属膜322が所定の膜厚(例えば1〜5μm)になるまで行う。   Next, as shown in FIG. 12C, the metal pattern film 321 is used as one electrode, a counter electrode is disposed on the electroforming growth side, and contains nickel (Ni) and PTFE (polytetrafluoroethylene). Eutectoid electroforming is performed using an electroforming solution (plating solution) to cover the surface of the metal pattern film 321 opposite to the side where the photosensitive layer 241 is formed (upper surface in the drawing), and the opening 320 of the metal pattern film 321. An overhanging metal film 322 is formed that overhangs from the edge of the substrate to the inner wall of the opening 320. Here, eutectoid electroforming is performed until the overhanging metal film 322 has a predetermined thickness (for example, 1 to 5 μm).

電鋳では、導電性材料である金属部分のみ析出が生じるので、金属パターン膜321の上面および開口320の内壁が、ニッケルおよび撥液性材料のPTFEを含有する薄膜のオーバハング金属膜322によって均一の膜厚で覆われ、金属パターン膜321の開口320の縁ではR形状(曲面形状)となる。R形状の曲率は、薄膜のオーバハング金属膜322の膜厚によって決まる。すなわち、高精細なR形状を有するオーバハング金属膜322が形成される。   In electroforming, since only a metal portion that is a conductive material is deposited, the upper surface of the metal pattern film 321 and the inner wall of the opening 320 are uniformly formed by a thin overhanging metal film 322 containing nickel and PTFE of a liquid repellent material. It is covered with a film thickness, and has an R shape (curved surface shape) at the edge of the opening 320 of the metal pattern film 321. The curvature of the R shape is determined by the thickness of the thin overhanging metal film 322. That is, an overhanging metal film 322 having a high-definition R shape is formed.

また、共析電鋳により、撥液性材料のPTFEがニッケルとともにオーバハング金属膜322として共に析出するので、オーバハング金属膜322が導電性だけでなく撥液性を有することになる。   Further, PTFE as a liquid repellent material is deposited together with nickel as an overhanging metal film 322 by eutectoid electroforming, so that the overhanging metal film 322 has not only conductivity but also liquid repellency.

なお、共析電鋳用の電鋳液は、ニッケルおよびPTFEを含有する場合に特に限定されず、露光マスクとして使用可能且つ後述の電鋳の電極として使用可能な非透光性の導電性材料と、吐出液体に対して撥液性を有する撥液性材料とを含有し、これらの導電性材料および撥液性材料が共析される液体であればよい。   The electroforming liquid for eutectoid electroforming is not particularly limited when it contains nickel and PTFE, and can be used as an exposure mask and can be used as an electrode for electroforming described later. And a liquid repellent material that has liquid repellency with respect to the discharged liquid, and any of these conductive materials and liquid repellent materials may be co-deposited.

次に、図12(D)に示すように、感光層241のR形状開口層32が形成されている面に対して、斜め方向から露光用の光を照射させつつ、多孔質基板22を回転させて、R形状開口層32を露光マスク(図1の40)として用いて感光層241を感光させる露光(以下「傾斜回転露光」という)を行うことにより、R形状開口部51bのみに光を通過させて、レジスト24中にテーパ形状感光部25aを形成する。   Next, as shown in FIG. 12D, the porous substrate 22 is rotated while irradiating exposure light from an oblique direction to the surface of the photosensitive layer 241 where the R-shaped opening layer 32 is formed. Then, by performing exposure (hereinafter referred to as “tilt rotation exposure”) for exposing the photosensitive layer 241 using the R-shaped opening layer 32 as an exposure mask (40 in FIG. 1), light is applied only to the R-shaped opening 51b. A tapered photosensitive portion 25 a is formed in the resist 24 by passing through.

このような傾斜回転露光は、図1の露光装置10のステージ20上に、図2(A)に示すように、多孔質基板22、レジスト24およびR形状開口層32からなる構造体を載置して行う。   In such tilt rotation exposure, a structure including a porous substrate 22, a resist 24, and an R-shaped opening layer 32 is placed on the stage 20 of the exposure apparatus 10 in FIG. 1 as shown in FIG. And do it.

次に、図12(E)に示すように、R形状開口部51b内にネガタイプのレジスト24を塗布し、R形状開口部51bを封止する。   Next, as shown in FIG. 12E, a negative resist 24 is applied in the R-shaped opening 51b to seal the R-shaped opening 51b.

次に、R形状開口部51b内のレジスト24に対してベークを行う。   Next, the resist 24 in the R-shaped opening 51b is baked.

次に、図12(F)に示すように、R形状開口層32に対して、露光用の光を垂直に照射し、R形状開口部51b内のレジスト24を感光させて、逆テーパ形状感光部25bを形成する。このような逆テーパ形状感光部25bによりテーパ形状感光部25aが補強される。   Next, as shown in FIG. 12 (F), the R-shaped opening layer 32 is irradiated with exposure light vertically, and the resist 24 in the R-shaped opening 51b is exposed to light so that the reverse taper-shaped photosensitivity is obtained. A portion 25b is formed. The taper-shaped photosensitive portion 25a is reinforced by such a reverse taper-shaped photosensitive portion 25b.

なお、図12(E)の工程でR形状開口部51b内にネガタイプのレジスト24を塗布し、このネガタイプのレジスト24を図12(F)の露光工程で感光させる場合を例に説明したが、図12(E)の工程でR形状開口部51b内にポジタイプのレジストを塗布し、図12(F)の露光工程を省略するようにしてもよい。また、レジスト以外の封止材料でR形状開口部51bを封止してもよい。   Although the negative type resist 24 is applied in the R-shaped opening 51b in the step of FIG. 12E and this negative type resist 24 is exposed in the exposure step of FIG. In the process of FIG. 12E, a positive type resist may be applied in the R-shaped opening 51b, and the exposure process of FIG. 12F may be omitted. Further, the R-shaped opening 51b may be sealed with a sealing material other than the resist.

次に、現像を行って、感光層241の非感光部を除去する。そうすると、図13(G)に示すように、形成しようとするテーパ形状開口部(図8の51a)の型となるテーパ形状感光部25aと、R形状開口部51bを封止している逆テーパ形状感光部25bとが残る。   Next, development is performed to remove the non-photosensitive portion of the photosensitive layer 241. Then, as shown in FIG. 13G, the tapered photosensitive portion 25a, which is the mold of the tapered opening (51a in FIG. 8) to be formed, and the reverse taper sealing the R-shaped opening 51b. The shape photosensitive portion 25b remains.

次に、テーパ形状感光部25aおよび逆テーパ形状感光部25bに対してベークを行う。   Next, baking is performed on the tapered photosensitive portion 25a and the reverse tapered photosensitive portion 25b.

次に、図13(H)に示すように、テーパ形状感光部25aを型として用いるとともに、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング金属膜322)を一方の電極とし、電鋳成長側に対向電極を配置して、ニッケルを含有する電鋳液で電鋳(ニッケル電鋳)を行い、テーパ形状開口部51aを有するテーパ形状開口層31を、R形状開口層32に接合させるようにして堆積する。テーパ形状開口層31の厚さは、例えば10〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 13H, the taper-shaped photosensitive portion 25a is used as a mold, and the R-shaped opening layer 32 (the metal pattern film 321 and the overhanging metal film 322) is used as one electrode, and the electroforming growth side. The counter electrode is arranged on the electrode, and electroforming (nickel electroforming) is performed with an electroforming liquid containing nickel, and the tapered opening layer 31 having the tapered opening 51a is joined to the R-shaped opening layer 32. And accumulate. The thickness of the tapered opening layer 31 is 10 to 50 μm, for example.

この電鋳時に、多孔質基板22を介して電鋳液や電流を速やかに流すことができる。多孔質基板22の側面側から電鋳液を循環させる手段も有効である。   At the time of this electroforming, an electroforming liquid and an electric current can be quickly passed through the porous substrate 22. Means for circulating the electroforming liquid from the side surface of the porous substrate 22 are also effective.

次に、図13(I)に示すように、テーパ形状感光部25aおよび逆テーパ形状感光部25bを有機溶媒により除去するとともに、多孔質基板22を剥離する。図中の点線で示すようにテーパ形状開口層31の表面を研磨してもよい。   Next, as shown in FIG. 13I, the tapered photosensitive portion 25a and the reverse tapered photosensitive portion 25b are removed with an organic solvent, and the porous substrate 22 is peeled off. The surface of the tapered opening layer 31 may be polished as indicated by the dotted line in the figure.

なお、図12(A)〜(F)を用いて2回の露光(図12(D)の傾斜回転露光および図12(F)の垂直露光)によりテーパ形状感光部25aおよび逆テーパ形状感光部25bを形成する場合を例に説明したが、このような場合に特に限定されない。   12A to 12F, the taper-shaped photosensitive portion 25a and the reverse taper-shaped photosensitive portion are subjected to two exposures (tilt rotation exposure in FIG. 12D and vertical exposure in FIG. 12F). Although the case where 25b was formed was demonstrated to the example, it is not specifically limited in such a case.

図15(A)〜(E)を用いて、一回の露光(傾斜回転露光のみ)でテーパ形状感光部25aおよび逆テーパ形状感光部25bを形成する場合について、説明する。   A case where the tapered photosensitive portion 25a and the reverse tapered photosensitive portion 25b are formed by one exposure (only inclined rotation exposure) will be described with reference to FIGS.

なお、図15(A)〜(C)は、それぞれ図12(A)〜(C)と同じである。図15(C)に示すように多孔質基板22、感光層241およびR形状開口層32が積層形成された状態で、図15(D)に示すように、R形状開口部51b内にネガタイプのレジスト24を塗布し、R形状開口部51bを封止する。次に、R形状開口部51b内のレジスト24に対してベークを行う。次に、図15(E)に示すように、傾斜回転露光によりテーパ形状感光部25aおよび逆テーパ形状感光部25bを一括形成する。傾斜回転露光については図12(D)を用いて既に説明し、また、その後の工程は図13(G)〜(I)を用いて既に説明した通りなので、ここではそれらの説明を省略する。   15A to 15C are the same as FIGS. 12A to 12C, respectively. In the state where the porous substrate 22, the photosensitive layer 241 and the R-shaped opening layer 32 are laminated as shown in FIG. 15C, a negative type is formed in the R-shaped opening 51b as shown in FIG. 15D. A resist 24 is applied to seal the R-shaped opening 51b. Next, the resist 24 in the R-shaped opening 51b is baked. Next, as shown in FIG. 15E, a tapered photosensitive portion 25a and an inversely tapered photosensitive portion 25b are collectively formed by tilt rotation exposure. The tilt rotation exposure has already been described with reference to FIG. 12D, and the subsequent steps have already been described with reference to FIGS. 13G to 13I. Therefore, the description thereof is omitted here.

(第2実施形態)
図16は、第2実施形態に係るノズルプレートの一例を示す断面図である。図面中の矢印Eは液体の吐出方向を示す。図16では、図示の便宜上、ノズル51が2つのみ描かれているが、ノズル51の数は特に限定されない。なお、図16において、図8に示した第1実施形態のノズルプレート30aと同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、ここではその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating an example of a nozzle plate according to the second embodiment. An arrow E in the drawing indicates a liquid discharge direction. In FIG. 16, for convenience of illustration, only two nozzles 51 are depicted, but the number of nozzles 51 is not particularly limited. In FIG. 16, the same components as those of the nozzle plate 30a of the first embodiment shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description of the already described contents is omitted here.

図16に示すように、本実施形態のノズルプレート30bは、液体吐出面301に、複数の凹形状のザグリ部33が形成されている。   As shown in FIG. 16, the nozzle plate 30 b of this embodiment has a plurality of concave counterbore portions 33 formed on the liquid ejection surface 301.

図16のノズルプレート30bの液体吐出面301を見た底面図を図17に示す。図17の16V―16V線に沿った断面図が図16になっている。   A bottom view of the liquid ejection surface 301 of the nozzle plate 30b of FIG. 16 is shown in FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line 16V-16V in FIG.

図16および図17に示すように、本実施形態のノズルプレート30bは、テーパ形状開口層31と、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング電鋳膜322)と、液体吐出面層323とからなる。液体吐出面層323には、ザグリ部33が形成されている。   As shown in FIGS. 16 and 17, the nozzle plate 30 b of this embodiment includes a tapered opening layer 31, an R-shaped opening layer 32 (a metal pattern film 321 and an overhang electroformed film 322), and a liquid discharge surface layer 323. It consists of. A counterbore portion 33 is formed on the liquid ejection surface layer 323.

ザグリ部33は、ノズルプレート30bの液体吐出面301に開口している一方で、ノズル51のR形状開口部51bに連結している。言い換えると、液体吐出面301に開口しているザグリ部33の底面にR形状開口部51bが連結している。ザグリ部28の開口面積は、ノズル51の液体吐出側端部の開口面積(R形状開口部51bの液体吐出側端部の開口面積である)よりも大きい。このようなザグリ部33は、ワイピング時やジャミング時にノズル51を保護する作用を有する。   The counterbore part 33 is open to the liquid ejection surface 301 of the nozzle plate 30 b, and is connected to the R-shaped opening part 51 b of the nozzle 51. In other words, the R-shaped opening 51 b is connected to the bottom surface of the counterbore portion 33 that opens to the liquid discharge surface 301. The opening area of the counterbore part 28 is larger than the opening area of the liquid discharge side end of the nozzle 51 (the opening area of the liquid discharge side end of the R-shaped opening 51b). Such counterbore part 33 has the effect | action which protects the nozzle 51 at the time of wiping or jamming.

図18(A)〜(F)および図19(G)〜(J)は、図16のノズルプレート30bの製造処理例の説明に用いる工程図である。   18A to 18F and FIGS. 19G to 19J are process diagrams used for explaining an example of the manufacturing process of the nozzle plate 30b of FIG.

図18(A)〜(D)に示す工程は、それぞれ図12(A)〜(D)に示す第1実施形態の各工程と同じであり、ここでは簡単に説明しておくと、図18(A)に示すように、多孔質基板22の一方の面の全面にネガタイプのレジスト24を付着させて第1感光層241を形成し、図18(B)および(C)に示すように、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング電鋳膜322)を形成し、図18(D)に示すように、傾斜回転露光によりテーパ形状感光部25aを形成する。   The processes shown in FIGS. 18A to 18D are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. 12A to 12D, respectively. As shown in FIG. 18A, a negative type resist 24 is attached to the entire surface of one surface of the porous substrate 22 to form a first photosensitive layer 241, and as shown in FIGS. 18B and 18C, An R-shaped opening layer 32 (a metal pattern film 321 and an overhang electroformed film 322) is formed, and a tapered photosensitive portion 25a is formed by tilt rotation exposure as shown in FIG.

次に、図18(E)に示すように、R形状開口層32の第1感光層241が形成されている側とは反対側の面の全面に、さらにレジスト24を付着させて、第2感光層242を形成する。ここで、R形状開口部51b内にもレジストが充填される。   Next, as shown in FIG. 18E, a resist 24 is further adhered to the entire surface of the R-shaped opening layer 32 on the side opposite to the side where the first photosensitive layer 241 is formed. A photosensitive layer 242 is formed. Here, the resist is also filled in the R-shaped opening 51b.

次に、レジスト24に対してベークを行う。   Next, the resist 24 is baked.

次に、図18(F)に示すように、形成しようとするザグリ部(図16の33)と同じ開口面積の開口410aを有する光遮断膜41aを露光マスク(図1の40)として用い、第2感光層242に対して略垂直に露光用の光を入射させる垂直露光を行い、形成しようとするザグリ部(図16の33)の型となる液体吐出面感光部25cを形成する。   Next, as shown in FIG. 18F, a light blocking film 41a having an opening 410a having the same opening area as the counterbore part to be formed (33 in FIG. 16) is used as an exposure mask (40 in FIG. 1). Vertical exposure is performed in which exposure light is incident on the second photosensitive layer 242 substantially perpendicularly to form a liquid discharge surface photosensitive portion 25c serving as a mold of a counterbore portion (33 in FIG. 16) to be formed.

なお、図18(F)では、光遮断膜41aを第2感光層242から離間して設けた場合を示しているが、このような場合に特に限定されず、光遮断膜41aを第2感光層242上に形成し、垂直露光後に除去するようにしてもよい。   FIG. 18F shows the case where the light blocking film 41a is provided away from the second photosensitive layer 242, but is not particularly limited to such a case, and the light blocking film 41a is formed as the second photosensitive layer. It may be formed on layer 242 and removed after vertical exposure.

次に、現像を行って、第1感光層241および第2感光層242の非感光部を除去する。そうすると、図19(G)に示すように、形成しようとするテーパ形状開口部(図16の51a)の型となるテーパ形状感光部25aと、形成しようとするザグリ部(図16の33)の型となる液体吐出面感光部25cとが、除去されないで残る。   Next, development is performed to remove the non-photosensitive portions of the first photosensitive layer 241 and the second photosensitive layer 242. Then, as shown in FIG. 19 (G), the tapered photosensitive portion 25a serving as a mold of the tapered opening (51a in FIG. 16) to be formed and the counterbore portion (33 in FIG. 16) to be formed. The liquid discharge surface photosensitive portion 25c serving as a mold remains without being removed.

次に、テーパ形状感光部25a、液体吐出面感光部25cに対してベークを行う。   Next, the taper-shaped photosensitive portion 25a and the liquid discharge surface photosensitive portion 25c are baked.

次に、図19(H)に示すように、テーパ形状感光部25aを型として用い、ニッケル電鋳によりテーパ形状開口層31を形成する。この工程は第1実施形態の図13(H)に示した工程と同じであり、詳細な説明は省略する。テーパ形状開口層31の厚さは、例えば10〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 19H, the tapered opening layer 31 is formed by nickel electroforming using the tapered photosensitive portion 25a as a mold. This step is the same as the step shown in FIG. 13H of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. The thickness of the tapered opening layer 31 is 10 to 50 μm, for example.

なお、前述の現像工程で除去されなかった液体吐出面感光部25cは、ザグリ部33の型として機能するだけでなく、R形状開口層32、テーパ形状感光部25aおよび多孔質基板22からなる構造体の剛性を向上させる機能も有し、これにより電鋳品質が安定する。   The liquid discharge surface photosensitive portion 25c that has not been removed in the above-described developing process not only functions as a mold for the counterbore portion 33 but also includes a R-shaped opening layer 32, a tapered photosensitive portion 25a, and a porous substrate 22. It also has the function of improving the rigidity of the body, which stabilizes the electroforming quality.

次に、図19(I)に示すように、液体吐出面感光部25cを型として用い、ニッケルおよびPTFEを含有する電鋳液を用いて共析電鋳を行い、ザグリ部33を有する液体吐出面層323を形成する。ここで、共析電鋳は、液体吐出面層323が所定の膜厚(例えば1〜5μm)になるまで行う。   Next, as shown in FIG. 19I, eutectoid electroforming is performed using an electroforming solution containing nickel and PTFE using the liquid discharge surface photosensitive portion 25c as a mold, and the liquid discharge having the counterbore portion 33 is performed. A surface layer 323 is formed. Here, eutectoid electroforming is performed until the liquid discharge surface layer 323 has a predetermined thickness (for example, 1 to 5 μm).

次に、図19(J)に示すように、テーパ形状感光部25aおよび液体吐出面感光部25cを有機溶媒により除去するとともに、多孔質基板22を剥離する。テーパ形状開口層31の表面を研磨してもよい。   Next, as shown in FIG. 19J, the tapered photosensitive portion 25a and the liquid discharge surface photosensitive portion 25c are removed with an organic solvent, and the porous substrate 22 is peeled off. The surface of the tapered opening layer 31 may be polished.

なお、図16〜図19を用いて液体吐出面301にザグリ部33を形成した場合を例に説明したが、このような場合に特に限定されない。液体吐出面301にR形状開口部51bの周囲に位置する凹形状の溝部(図24の35)を形成するようにしてもよい。液体吐出面301にザグリ部33および溝部の両方を形成してもよいし、溝部のみを形成するようにしてもよい。   In addition, although the case where the counterbore part 33 was formed in the liquid discharge surface 301 was demonstrated to the example using FIGS. 16-19, it is not specifically limited in such a case. A concave groove (35 in FIG. 24) located around the R-shaped opening 51b may be formed on the liquid ejection surface 301. Both the counterbore part 33 and the groove part may be formed on the liquid ejection surface 301, or only the groove part may be formed.

(第3実施形態)
図20は、第3実施形態に係るノズルプレートの一例を示す断面図である。図面中の矢印Eは液体の吐出方向を示す。図20では、図示の便宜上、ノズル51が2つのみ描かれているが、ノズル51の数は特に限定されない。なお、図20において、図8に示した第1実施形態のノズルプレート30aと同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、ここではその説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating an example of a nozzle plate according to the third embodiment. An arrow E in the drawing indicates a liquid discharge direction. In FIG. 20, for convenience of illustration, only two nozzles 51 are illustrated, but the number of nozzles 51 is not particularly limited. In FIG. 20, the same components as those of the nozzle plate 30a of the first embodiment shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description of the already described contents is omitted here.

図20に示すように、本実施形態のノズルプレート30cは、液体流入面302に、複数の凹形状の溝部34(凹部)が形成されている。   As shown in FIG. 20, the nozzle plate 30 c of this embodiment has a plurality of concave grooves 34 (recesses) formed on the liquid inflow surface 302.

ノズルプレート30cの液体流入面302を見た拡大平面図を図21に示す。図21の20V―20V線に沿った断面図が図20になっている。   An enlarged plan view of the liquid inflow surface 302 of the nozzle plate 30c is shown in FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line 20V-20V in FIG.

液体流入面302の溝部34は、各ノズル50の周囲に、ノズル50の中心軸線を中心に対称に形成されている。なお、図21には弧形状の溝部34が一例として示されているが、液体流入面302の溝部34の形状は特に限定されない。   The groove portion 34 of the liquid inflow surface 302 is formed symmetrically around the nozzle 50 around the central axis of the nozzle 50. 21 shows an arc-shaped groove 34 as an example, but the shape of the groove 34 of the liquid inflow surface 302 is not particularly limited.

溝部34は、ノズルプレート30cと他の流路構成部材(例えば図34の156)との接合時や、環境温度の変化時に、ノズルプレート30cに発生する熱応力を緩和する作用がある。   The groove 34 has an action of relaxing thermal stress generated in the nozzle plate 30c when the nozzle plate 30c and another flow path component (for example, 156 in FIG. 34) are joined or when the environmental temperature changes.

図22(A)〜(E)および図23(F)〜(H)は、図20のノズルプレート30cの製造処理例の説明に用いる工程図である。   22 (A) to 22 (E) and FIGS. 23 (F) to 23 (H) are process diagrams used for explaining an example of a manufacturing process of the nozzle plate 30c of FIG.

まず、図22(A)に示すように、多孔質基板22の一方の面の全面に、ドライフイルムレジスト(DFR)を貼り合わせてラミネートすることにより、ネガタイプのレジスト24を付着させて感光層241を形成する。レジスト24の膜厚は、例えば20〜60μmとする。   First, as shown in FIG. 22A, a negative resist 24 is adhered to the photosensitive layer 241 by laminating and laminating a dry film resist (DFR) on the entire surface of one surface of the porous substrate 22. Form. The film thickness of the resist 24 is, for example, 20 to 60 μm.

次に、感光層241に対してベークを行う。   Next, the photosensitive layer 241 is baked.

次に、図22(B)に示すように、形成しようとする溝部(図20の34)と同じ開口面積の開口410bを有する光遮断膜41bを露光マスク(図1の40)として用いて、この光遮断膜41bを介して感光層241を垂直露光することにより、後の工程(図22(E)に示す)で形成しようとするテーパ形状感光部25aを支持する支持感光部25d(支持材)を形成する。ここで、垂直露光は、感光層241に対して垂直に(すなわち入射角度を0度にして)露光用の光を入射させつつ、且つ、感光層241の露光された部分が感光層241の厚さ方向に貫通するまで感光層241を感光させる。   Next, as shown in FIG. 22B, a light blocking film 41b having an opening 410b having the same opening area as the groove to be formed (34 in FIG. 20) is used as an exposure mask (40 in FIG. 1). By vertically exposing the photosensitive layer 241 through the light blocking film 41b, a supporting photosensitive portion 25d (supporting material) that supports the tapered photosensitive portion 25a to be formed in a later process (shown in FIG. 22E). ). Here, in the vertical exposure, light for exposure is incident on the photosensitive layer 241 perpendicularly (that is, with an incident angle of 0 degree), and the exposed portion of the photosensitive layer 241 has a thickness of the photosensitive layer 241. The photosensitive layer 241 is exposed until it penetrates in the vertical direction.

次に、光遮断膜41bを有機溶媒により除去する。   Next, the light blocking film 41b is removed with an organic solvent.

図22(C)〜(E)に示す工程は、それぞれ図12(B)〜(D)に示した第1実施形態の各工程と同じであり、既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。簡単に説明しておくと、図22(C)および図22(D)に示すように、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング金属膜322)を形成し、図22(E)に示すように、傾斜回転露光により、R形状開口層32を露光マスク(図1の40)として用いてR形状開口部51bのみに光を通過させて、感光層241中にテーパ形状感光部25aを形成する。   The processes shown in FIGS. 22C to 22E are the same as the processes of the first embodiment shown in FIGS. 12B to 12D, respectively. Since they have already been described, detailed description will be given here. Omitted. Briefly, as shown in FIGS. 22C and 22D, an R-shaped opening layer 32 (metal pattern film 321 and overhanging metal film 322) is formed, and FIG. As shown in FIG. 1, by using the R-shaped opening layer 32 as an exposure mask (40 in FIG. 1), light is allowed to pass through only the R-shaped opening 51b by tilt rotation exposure, and the tapered photosensitive portion 25a is formed in the photosensitive layer 241. Form.

次に、現像を行って、感光層241の非感光部を除去する。そうすると、図23(F)に示すように、形成しようとするテーパ形状開口部(図20の51a)の型となるテーパ形状感光部25aと、テーパ形状感光部25aを支持する支持感光部25dとが残る。支持感光部25dは、R形状開口層32(具体的には金属パターン膜321)と多孔質基板22との間に介在する。   Next, development is performed to remove the non-photosensitive portion of the photosensitive layer 241. Then, as shown in FIG. 23 (F), a tapered photosensitive portion 25a that becomes a mold of the tapered opening (51a in FIG. 20) to be formed, and a supporting photosensitive portion 25d that supports the tapered photosensitive portion 25a. Remains. The support photosensitive portion 25 d is interposed between the R-shaped opening layer 32 (specifically, the metal pattern film 321) and the porous substrate 22.

また、支持感光部25dは、図20および図21に示す溝部34の型となる。支持感光部25dは、テーパ形状感光部25aの周囲に位置し、テーパ形状感光部25aの中心軸線(すなわちノズル51の中心軸線)を中心に対称に形成される。詳細には、テーパ形状感光部25aの中心軸線を中心に対称に支持感光部25dが配置されるとともに、テーパ形状感光部25aの中心軸線を中心に対称な形状で支持感光部25dが形成される。   Further, the support photosensitive portion 25d serves as a groove 34 shown in FIGS. The supporting photosensitive portion 25d is located around the tapered photosensitive portion 25a and is formed symmetrically about the central axis of the tapered photosensitive portion 25a (that is, the central axis of the nozzle 51). Specifically, the support photosensitive portion 25d is disposed symmetrically about the central axis of the tapered photosensitive portion 25a, and the support photosensitive portion 25d is formed in a symmetrical shape about the central axis of the tapered photosensitive portion 25a. .

次に、図23(G)に示すように、テーパ形状感光部25aおよび支持感光部25dを型として用いるとともに、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング金属膜322)を電極として用いて、ニッケルを含有する電鋳液で電鋳(ニッケル電鋳)を行い、テーパ形状開口部51aおよび溝部34を有するテーパ形状開口層31を堆積する。テーパ形状開口層31の厚さは、例えば10〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 23G, the tapered photosensitive portion 25a and the supporting photosensitive portion 25d are used as a mold, and the R-shaped opening layer 32 (the metal pattern film 321 and the overhanging metal film 322) is used as an electrode. Then, electroforming (nickel electroforming) is performed with an electroforming solution containing nickel, and the tapered opening layer 31 having the tapered opening 51a and the groove 34 is deposited. The thickness of the tapered opening layer 31 is 10 to 50 μm, for example.

次に、図23(H)に示すように、テーパ形状感光部25aおよび支持感光部25dを有機溶媒により除去するとともに、多孔質基板22を剥離する。なお、テーパ形状開口層31の表面を研磨してもよい。   Next, as shown in FIG. 23H, the tapered photosensitive portion 25a and the supporting photosensitive portion 25d are removed with an organic solvent, and the porous substrate 22 is peeled off. Note that the surface of the tapered opening layer 31 may be polished.

(第4実施形態)
図24は、第4実施形態に係るノズルプレートの一例を示す断面図である。図面中の矢印Eは液体の吐出方向を示す。図24では、図示の便宜上、ノズル51が2つのみ描かれているが、ノズル51の数は特に限定されない。なお、図24において、図16に示した第2実施形態のザグリ部33付きノズルプレート30bと同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、ここではその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating an example of a nozzle plate according to the fourth embodiment. An arrow E in the drawing indicates a liquid discharge direction. In FIG. 24, for convenience of illustration, only two nozzles 51 are drawn, but the number of nozzles 51 is not particularly limited. In FIG. 24, the same components as those of the nozzle plate 30b with the counterbore portion 33 of the second embodiment shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and the contents already described are described here. Omitted.

図24に示すように、本実施形態のノズルプレート30dは、液体流入面302に、複数の凹形状の溝部34が形成されているとともに、液体吐出面301に複数の凹形状の溝部35および複数の凹形状のザグリ部33が形成されている。   As shown in FIG. 24, in the nozzle plate 30 d of the present embodiment, a plurality of concave grooves 34 are formed on the liquid inflow surface 302, and a plurality of concave grooves 35 and a plurality of grooves are formed on the liquid ejection surface 301. The concave-shaped counterbore part 33 is formed.

図24のノズルプレート30dの液体吐出面301を見た底面図を図25に示す。図25の24V―24V線に沿った断面図が図24になっている。   A bottom view of the liquid ejection surface 301 of the nozzle plate 30d of FIG. 24 is shown in FIG. FIG. 24 is a sectional view taken along line 24V-24V in FIG.

図25において、液体吐出面301の溝35は、ノズル51列間に配設されている。   In FIG. 25, the groove 35 of the liquid ejection surface 301 is disposed between the nozzles 51 rows.

図24および図25に示すように、本実施形態のノズルプレート30は、テーパ形状開口層31と、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング電鋳膜322)と、液体吐出面層324とからなる。液体吐出面層324には、溝部35およびザグリ部33が形成されている。   As shown in FIGS. 24 and 25, the nozzle plate 30 of this embodiment includes a tapered opening layer 31, an R-shaped opening layer 32 (a metal pattern film 321 and an overhang electroformed film 322), and a liquid discharge surface layer 324. It consists of. A groove 35 and a counterbore 33 are formed in the liquid ejection surface layer 324.

なお、図25には帯状の溝部35が一例として示されているが、液体吐出面301の溝部35の形状は特に限定されない。   In addition, although the strip | belt-shaped groove part 35 is shown as an example in FIG. 25, the shape of the groove part 35 of the liquid discharge surface 301 is not specifically limited.

図22(A)〜(E)および図26(F)〜(H)は、図24のノズルプレート30dの製造処理例の説明に用いる工程図である。   22 (A) to 22 (E) and FIGS. 26 (F) to 26 (H) are process diagrams used for explaining an example of the manufacturing process of the nozzle plate 30d in FIG.

なお、図22(A)〜(E)に示す工程は、第3実施形態と同じであり、既に説明したので、ここではその説明を省略する。   Note that the steps shown in FIGS. 22A to 22E are the same as those in the third embodiment and have already been described, so the description thereof is omitted here.

図22(E)に示す傾斜回転露光によりテーパ形状感光部25aを形成した後、図26(F)に示すように、R形状開口層32の第1感光層241が形成されている側とは反対側の面の全面に、さらにレジスト24を付着させて第2感光層242を形成する。ここで、R形状開口部51b内にもレジストが充填される。   After the tapered photosensitive portion 25a is formed by the inclined rotation exposure shown in FIG. 22 (E), as shown in FIG. 26 (F), the side on which the first photosensitive layer 241 of the R-shaped opening layer 32 is formed. A second photosensitive layer 242 is formed by further attaching a resist 24 to the entire surface on the opposite side. Here, the resist is also filled in the R-shaped opening 51b.

次に、レジスト24に対してベークを行う。   Next, the resist 24 is baked.

次に、図26(G)に示すように、形成しようとする液体吐出面301側の溝部(図24の35)と同じ幅の開口410cと、形成しようとするザグリ部(図24の33)と同じ開口面積の開口410aとを有する光遮断膜41cを露光マスク(図1の40)として用い、第2感光層242に対して略垂直に露光用の光を入射させる垂直露光を行い、形成しようとする溝部35およびザグリ部33の型となる液体吐出面感光部25eを形成する。   Next, as shown in FIG. 26 (G), the opening 410c having the same width as the groove (35 in FIG. 24) on the liquid ejection surface 301 side to be formed and the counterbore (33 in FIG. 24) to be formed. A light blocking film 41c having an opening area 410a having the same opening area as the exposure mask (40 in FIG. 1) is formed by performing vertical exposure in which exposure light is incident on the second photosensitive layer 242 substantially perpendicularly. A liquid discharge surface photosensitive portion 25e serving as a mold of the groove portion 35 and the counterbore portion 33 to be formed is formed.

なお、図26(G)では、光遮断膜41cを第2感光層242から離間して設けた場合を示しているが、このような場合に特に限定されず、光遮断膜41cを第2感光層242上に形成し、垂直露光後に除去するようにしてもよい。   FIG. 26G shows the case where the light blocking film 41c is provided apart from the second photosensitive layer 242, but is not particularly limited to such a case, and the light blocking film 41c is formed as the second photosensitive layer. It may be formed on layer 242 and removed after vertical exposure.

次に、現像を行って、第1感光層241および第2感光層242の非感光部を除去する。そうすると、図26(H)に示すように、形成しようとするテーパ形状開口部(図24の51a)の型となるテーパ形状感光部25aと、形成しようとする溝部(図24の35)およびザグリ部(図24の33)の型となる液体吐出面感光部25eとが除去されないで残る。   Next, development is performed to remove the non-photosensitive portions of the first photosensitive layer 241 and the second photosensitive layer 242. Then, as shown in FIG. 26 (H), the tapered photosensitive portion 25a serving as the mold of the tapered opening (51a in FIG. 24) to be formed, the groove (35 in FIG. 24) and the counterbore to be formed. The liquid discharge surface photosensitive portion 25e which becomes the mold of the portion (33 in FIG. 24) remains without being removed.

次に、テーパ形状感光部25aおよび液体吐出面感光部25eに対してベークを行う。   Next, the taper-shaped photosensitive portion 25a and the liquid discharge surface photosensitive portion 25e are baked.

次に、図26(I)に示すように、テーパ形状感光部25aを型として用い、ニッケル電鋳によりテーパ形状開口層31を形成する。この工程は第1実施形態の図13(H)に示した工程と同じであり、詳細な説明は省略する。テーパ形状開口層31の厚さは、例えば10〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 26I, the tapered opening layer 31 is formed by nickel electroforming using the tapered photosensitive portion 25a as a mold. This step is the same as the step shown in FIG. 13H of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. The thickness of the tapered opening layer 31 is 10 to 50 μm, for example.

なお、前述の現像工程で除去されなかった液体吐出面感光部25eは、液体吐出面301の溝部35およびザグリ部33の型として機能するだけでなく、R形状開口層32、テーパ形状感光部25aおよび多孔質基板22からなる構造体の剛性を向上させる機能も有し、この機能により電鋳品質が安定する。   The liquid discharge surface photosensitive portion 25e that has not been removed in the above-described development process not only functions as a mold for the groove portion 35 and the counterbore portion 33 of the liquid discharge surface 301, but also has an R-shaped opening layer 32 and a tapered photosensitive portion 25a. In addition, it has a function of improving the rigidity of the structure made of the porous substrate 22, and this function stabilizes the electroforming quality.

次に、図26(J)に示すように、液体吐出面感光部25eを型として用い、ニッケルおよびPTFEを含有する電鋳液を用いて共析電鋳を行い、ザグリ部33および溝部35を有する液体吐出面層324を形成する。ここで、共析電鋳は、液体吐出面層324が所定の膜厚(例えば1〜5μm)になるまで行う。   Next, as shown in FIG. 26J, eutectoid electroforming is performed using an electroforming solution containing nickel and PTFE, using the liquid discharge surface photosensitive portion 25e as a mold, and the counterbore portion 33 and the groove portion 35 are formed. A liquid discharge surface layer 324 having the same is formed. Here, eutectoid electroforming is performed until the liquid discharge surface layer 324 has a predetermined thickness (for example, 1 to 5 μm).

次に、図26(K)に示すように、テーパ形状感光部25aおよび液体吐出面感光部25eを有機溶媒により除去するとともに、多孔質基板22を剥離する。テーパ形状開口層31の表面を研磨してもよい。   Next, as shown in FIG. 26 (K), the tapered photosensitive portion 25a and the liquid discharge surface photosensitive portion 25e are removed with an organic solvent, and the porous substrate 22 is peeled off. The surface of the tapered opening layer 31 may be polished.

(第5実施形態)
図27は、第5実施形態に係るノズルプレートの一例を示す断面図である。図面中の矢印Eは液体の吐出方向を示す。図27では、図示の便宜上、ノズル51が2つのみ描かれているが、ノズル51の数は特に限定されない。図28は、ひとつのノズル51を拡大して示す拡大断面図である。なお、図27、図28において、図8の第1実施形態のノズルプレート30aと同じ構成要素、図16の第2実施形態のノズルプレート30bと同じ構成要素、図20の第3実施形態のノズルプレート30c、および、図24の第4実施形態のノズルプレート30dと同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、ここではその説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of a nozzle plate according to the fifth embodiment. An arrow E in the drawing indicates a liquid discharge direction. In FIG. 27, for convenience of illustration, only two nozzles 51 are illustrated, but the number of nozzles 51 is not particularly limited. FIG. 28 is an enlarged sectional view showing one nozzle 51 in an enlarged manner. 27 and 28, the same components as the nozzle plate 30a of the first embodiment of FIG. 8, the same components as the nozzle plate 30b of the second embodiment of FIG. 16, and the nozzles of the third embodiment of FIG. The same components as those of the plate 30c and the nozzle plate 30d of the fourth embodiment in FIG. 24 are denoted by the same reference numerals, and the description of the already described contents is omitted here.

図27および図28に示すように、本実施形態のノズルプレート30eのノズル51は、テーパ形状開口部51aと、テーパ形状開口部51aに連続するストレート形状開口部51cと、ストレート形状開口部51cに連続するR形状開口部51bとからなる。テーパ形状開口部51aは、ノズルプレート30eの厚さ方向において液体流入面302から液体吐出面301に向って開口面積が狭くなる形状を有している。ストレート形状開口部51cは、ノズルプレート30eの厚さ方向において開口面積が等しい形状を有している。R形状開口部51bは、ノズルプレート30eの厚さ方向において液体流入面302から液体吐出面301に向って開口面積が広くなる形状を有している。   As shown in FIGS. 27 and 28, the nozzle 51 of the nozzle plate 30e of the present embodiment includes a tapered opening 51a, a straight opening 51c continuous with the tapered opening 51a, and a straight opening 51c. It consists of a continuous R-shaped opening 51b. The tapered opening 51a has a shape in which the opening area becomes narrower from the liquid inflow surface 302 toward the liquid ejection surface 301 in the thickness direction of the nozzle plate 30e. The straight opening 51c has a shape with the same opening area in the thickness direction of the nozzle plate 30e. The R-shaped opening 51b has a shape in which the opening area increases from the liquid inflow surface 302 toward the liquid ejection surface 301 in the thickness direction of the nozzle plate 30e.

また、本実施形態のノズルプレート30eは、液体吐出面301に複数の凹形状のザグリ部33が形成されており、液体流入面302に複数の凹形状の溝34が形成されている。ザグリ部33は、図24に示した第4実施形態のノズルプレート30dのものと同じであり、液体流入面302の溝34は、図24に示した第4実施形態のノズルプレート30dのものと同じであり、既に説明したので、ここではその説明を省略する。   Further, in the nozzle plate 30 e of this embodiment, a plurality of concave counterbore portions 33 are formed on the liquid ejection surface 301, and a plurality of concave grooves 34 are formed on the liquid inflow surface 302. The counterbore part 33 is the same as that of the nozzle plate 30d of the fourth embodiment shown in FIG. 24, and the groove 34 of the liquid inflow surface 302 is the same as that of the nozzle plate 30d of the fourth embodiment shown in FIG. Since they are the same and have already been described, the description thereof is omitted here.

図27および図28に示すように、本実施形態のノズルプレート30eは、テーパ形状開口部51aおよびストレート形状開口部51cが形成されているテーパ形状開口層31と、R形状開口部51bが形成されているR形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング電鋳膜322)と、液体吐出面層323からなる。また、テーパ形状開口層31には溝34が形成されており、液体吐出面層323には、ザグリ部33が形成されている。   As shown in FIGS. 27 and 28, the nozzle plate 30e of the present embodiment has a tapered opening layer 31 in which a tapered opening 51a and a straight opening 51c are formed, and an R-shaped opening 51b. R-shaped opening layer 32 (metal pattern film 321 and overhang electroformed film 322) and liquid discharge surface layer 323. A groove 34 is formed in the tapered opening layer 31, and a counterbore portion 33 is formed in the liquid discharge surface layer 323.

なお、図27には、液体流入面302のみに溝34が形成されている場合を示しているが、このような場合に特に限定されず、図24に示した第4実施形態のノズルプレート30dのように、液体吐出面301にも溝35が形成されていてもよい。   FIG. 27 shows the case where the groove 34 is formed only on the liquid inflow surface 302. However, the present invention is not particularly limited to this case, and the nozzle plate 30d of the fourth embodiment shown in FIG. As described above, the groove 35 may also be formed in the liquid discharge surface 301.

図29(A)〜(G)および図30(H)〜(K)は、図27のノズルプレート30eの製造処理例の説明に用いる工程図である。   29 (A) to 29 (G) and FIGS. 30 (H) to 30 (K) are process diagrams used for explaining an example of the manufacturing process of the nozzle plate 30e in FIG.

図29(A)〜(D)に示す工程は、それぞれ図22(A)〜(D)に示す第3実施形態における各工程と同じであり、ここでは簡単に説明しておくと、図29(A)に示すように、多孔質基板22の一方の面の全面にネガタイプのレジスト24を付着させて第1感光層241を形成し、図29(B)に示すように、支持感光部25dを形成し、図29(C)および(D)に示すように、R形状開口部51bを有するR形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング電鋳膜322)を形成する。   The processes shown in FIGS. 29A to 29D are the same as the processes in the third embodiment shown in FIGS. 22A to 22D, respectively. As shown in FIG. 29A, a negative type resist 24 is deposited on the entire surface of one surface of the porous substrate 22 to form a first photosensitive layer 241. As shown in FIG. As shown in FIGS. 29C and 29D, an R-shaped opening layer 32 (a metal pattern film 321 and an overhang electroformed film 322) having an R-shaped opening 51b is formed.

次に、図29(E)に示すように、R形状開口層32の第1感光層241が形成されている側とは反対側の面の全面に、さらにネガタイプのレジスト24を付着させて第2感光層242を形成する。ここで、R形状開口部51b内にもレジスト24が充填され、第1感光層241と第2感光層242とがR形状開口部51bを介して連結する。   Next, as shown in FIG. 29E, a negative resist 24 is further adhered to the entire surface of the R-shaped opening layer 32 opposite to the side on which the first photosensitive layer 241 is formed. Two photosensitive layers 242 are formed. Here, the resist 24 is also filled in the R-shaped opening 51b, and the first photosensitive layer 241 and the second photosensitive layer 242 are connected via the R-shaped opening 51b.

次に、レジスト24に対してベークを行う。   Next, the resist 24 is baked.

次に、図29(F)に示すように、第1感光層241のR形状開口層32が形成されている側の面(本例では第2感光層242が形成されている面である)に対して、略垂直に露光用の光を入射させる垂直露光を行い、光遮断膜41aと光干渉膜42とを積層形成した露光マスク40およびR形状開口層32を用いて、第1感光層241および第2感光層242を感光させる。   Next, as shown in FIG. 29F, the surface of the first photosensitive layer 241 on the side where the R-shaped opening layer 32 is formed (in this example, the surface on which the second photosensitive layer 242 is formed). The first photosensitive layer is subjected to vertical exposure in which exposure light is incident substantially vertically, and the exposure mask 40 and the R-shaped opening layer 32 in which the light blocking film 41a and the light interference film 42 are laminated are formed. 241 and the second photosensitive layer 242 are exposed.

ここで、光遮断膜41aは、図18(F)に示す第2実施形態で用いた光遮断膜41aと同じである。すなわち、光遮断膜41aは、露光用の光を透過しない材料からなり、形成しようとするザグリ部(図27の33)の開口面積と同じ開口面積の開口410aを有する。   Here, the light blocking film 41a is the same as the light blocking film 41a used in the second embodiment shown in FIG. That is, the light blocking film 41a is made of a material that does not transmit exposure light, and has an opening 410a having the same opening area as the opening area of the counterbore part (33 in FIG. 27) to be formed.

なお、本例では、図27に示すように液体吐出面301にザグリ部33を形成するための光遮断膜41aを用いるが、図24に示す第4実施形態のノズルプレート30dと同様に、液体吐出面301にザグリ部33とともに溝部(図24の35)を形成しようとする場合には、図26(G)に示す光遮断膜41cを用いる。   In this example, as shown in FIG. 27, the light blocking film 41a for forming the counterbore portion 33 on the liquid discharge surface 301 is used. However, like the nozzle plate 30d of the fourth embodiment shown in FIG. When a groove (35 in FIG. 24) is to be formed along with the counterbore 33 on the discharge surface 301, a light blocking film 41c shown in FIG. 26 (G) is used.

光干渉膜42は、露光用の光の入射角度の大小に応じて露光用の光の透過率が変化する特性を有する。また、光干渉膜42は、形成しようとするストレート形状開口部(図27の51c)の開口面積よりも小さい開口面積の開口420を有する。   The optical interference film 42 has a characteristic that the transmittance of the exposure light changes according to the incident angle of the exposure light. Further, the optical interference film 42 has an opening 420 having an opening area smaller than the opening area of a straight opening (51c in FIG. 27) to be formed.

本例の光干渉膜42は、露光用の光の入射角度が大きくなるにつれて透過率が減少する。例えば、図6に示すように、露光用の光として、i線(波長=365nm)を用い、光干渉膜42として、入射角度が例えば35度であるときには略0%の透過率を示し、入射角度が0度(垂直入射)のときには透過率が最大(本例では30%以上)になる特性を有するものを用いる。なお、露光に用いる光の波長や、利用する入射角度に応じて異なる特性の光干渉膜を用いてもよい。   In the optical interference film 42 of this example, the transmittance decreases as the incident angle of the exposure light increases. For example, as shown in FIG. 6, i-line (wavelength = 365 nm) is used as exposure light, and the optical interference film 42 exhibits a transmittance of approximately 0% when the incident angle is, for example, 35 degrees. When the angle is 0 degree (perpendicular incidence), the one having the characteristic that the transmittance is maximum (in this example, 30% or more) is used. In addition, you may use the optical interference film of a different characteristic according to the wavelength of the light used for exposure, and the incident angle to utilize.

図29(F)の露光工程では、第1感光層241および第2感光層242に対する光の入射角度が0度であり、光干渉膜42を露光用の光が透過して、第1感光層241および第2感光層242中にビス形状感光部25fが形成される。このビス形状感光部25fは、R形状開口部(図27の51b)に対応する周状側面26b(R形状側面)と、ストレート形状開口部(図27の51c)に対応する周状側面26c(ストレート形状側面)を有する。ストレート形状側面26cは、R形状側面26bに連続している。   In the exposure step of FIG. 29F, the incident angle of light with respect to the first photosensitive layer 241 and the second photosensitive layer 242 is 0 degree, and the exposure light is transmitted through the optical interference film 42, so that the first photosensitive layer is exposed. A screw-shaped photosensitive portion 25 f is formed in the 241 and the second photosensitive layer 242. The screw-shaped photosensitive portion 25f includes a circumferential side surface 26b (R-shaped side surface) corresponding to the R-shaped opening (51b in FIG. 27) and a circumferential side surface 26c (51c in FIG. 27). Straight shape side). The straight side surface 26c is continuous with the R-shaped side surface 26b.

次に、図29(G)に示すように、第1感光層241のR形状開口層32が形成されている側の面(本例では第2感光層242が形成されている面である)に対して、斜め方向から露光用の光を入射させつつ多孔質基板22を回転させる傾斜回転露光を行い、光遮断膜41dおよび光干渉膜42を積層形成した露光マスク40を用い、第1感光層241を感光させる。   Next, as shown in FIG. 29G, the surface of the first photosensitive layer 241 on the side where the R-shaped opening layer 32 is formed (in this example, the surface on which the second photosensitive layer 242 is formed). In contrast, tilt rotation exposure is performed to rotate the porous substrate 22 while exposing light from an oblique direction, and an exposure mask 40 in which a light blocking film 41d and a light interference film 42 are laminated is used to form a first photosensitive film. Layer 241 is exposed.

図29(G)に示す傾斜回転露光では、光干渉膜42を露光用の光が透過せず、図29(F)に示すビス形状感光部25fが図29(G)に示す鼓形状感光部24gに変形する。この鼓形状感光部25gは、R形状開口部(図27の51b)に対応する周状側面26b(R形状側面)と、ストレート形状開口部(図27の51c)に対応する周状側面26c(ストレート形状側面)と、テーパ形状開口部(図27の51a)に対応する周状側面26a(テーパ形状側面)を有する。テーパ形状側面26aは、ストレート形状側面26cに連続している。   In the tilt rotation exposure shown in FIG. 29G, the exposure light does not pass through the optical interference film 42, and the screw-shaped photosensitive portion 25f shown in FIG. 29F is replaced with the drum-shaped photosensitive portion shown in FIG. Deforms to 24g. The drum-shaped photosensitive portion 25g includes a circumferential side surface 26b (R-shaped side surface) corresponding to the R-shaped opening (51b in FIG. 27) and a circumferential side surface 26c (51c in FIG. 27). Straight side surface) and circumferential side surface 26a (tapered side surface) corresponding to the tapered opening (51a in FIG. 27). The tapered side surface 26a is continuous with the straight shape side surface 26c.

言い換えると、図29(F)の垂直露光によって、R形状側面26bおよびストレート形状側面26cが形成され、図29(G)の傾斜回転露光によって、テーパ形状側面26aが形成される。   In other words, the R-shaped side surface 26b and the straight-shaped side surface 26c are formed by the vertical exposure shown in FIG. 29F, and the tapered side surface 26a is formed by the inclined rotation exposure shown in FIG.

なお、図29(F)および(G)では、光遮断膜41aおよび光干渉膜42からなる露光マスク40を第2感光層242から離間して設けた場合を示しているが、このような場合に限定されず、露光マスク40を第2感光層242上に形成し、垂直露光後に除去するようにしてもよい。   29 (F) and 29 (G) show the case where the exposure mask 40 composed of the light blocking film 41a and the light interference film 42 is provided apart from the second photosensitive layer 242, but in this case However, the exposure mask 40 may be formed on the second photosensitive layer 242 and removed after the vertical exposure.

次に、現像を行って、第1感光層241および第2感光層242の非感光部を除去する。そうすると、図30(A)に示すように、鼓形状感光部25gと、支持感光部25dとが残る。   Next, development is performed to remove the non-photosensitive portions of the first photosensitive layer 241 and the second photosensitive layer 242. Then, as shown in FIG. 30A, the drum-shaped photosensitive portion 25g and the supporting photosensitive portion 25d remain.

次に、鼓形状感光部25gおよび支持感光部25dに対してベークを行う。   Next, the drum-shaped photosensitive portion 25g and the support photosensitive portion 25d are baked.

次に、図30(I)に示すように、鼓形状感光部25gおよび支持感光部25dを型として用いるとともに、R形状開口層32(金属パターン膜321およびオーバハング金属膜322)を電極として用いて、ニッケルを含有する電鋳液で電鋳(ニッケル電鋳)を行い、多孔質基板22とR形状開口層32との間に、テーパ形状開口部51aおよびストレート形状開口部51cを有するテーパ形状開口層31を堆積する。テーパ形状開口層31の厚さは、例えば10〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 30 (I), the drum-shaped photosensitive portion 25g and the support photosensitive portion 25d are used as a mold, and the R-shaped opening layer 32 (the metal pattern film 321 and the overhanging metal film 322) is used as an electrode. Then, electroforming (nickel electroforming) is performed with an electroforming solution containing nickel, and a tapered opening having a tapered opening 51a and a straight opening 51c between the porous substrate 22 and the R-shaped opening layer 32. Layer 31 is deposited. The thickness of the tapered opening layer 31 is 10 to 50 μm, for example.

次に、図30(J)に示すように、鼓形状感光部25gを型として用いるとともに、R形状開口層32(主としてオーバハング金属膜322)を電極として用いて、ニッケルおよびPTFEを含有する電鋳液で共析電鋳を行い、R形状開口層32のオーバハング金属膜322上に、ザグリ部33としての開口を有する撥液性の液体吐出面層323を形成する。   Next, as shown in FIG. 30 (J), the drum-shaped photosensitive portion 25g is used as a mold, and the R-shaped opening layer 32 (mainly the overhanging metal film 322) is used as an electrode, and electroforming containing nickel and PTFE. Eutectoid electroforming is performed with a liquid, and a liquid-repellent liquid discharge surface layer 323 having an opening as a counterbore portion 33 is formed on the overhanging metal film 322 of the R-shaped opening layer 32.

次に、図30(K)に示すように、鼓形状感光部25gおよび支持感光部25dを有機溶媒により除去するとともに、多孔質基板22を剥離する。テーパ形状開口層31の表面を研磨してもよい。   Next, as shown in FIG. 30K, the drum-shaped photosensitive portion 25g and the supporting photosensitive portion 25d are removed with an organic solvent, and the porous substrate 22 is peeled off. The surface of the tapered opening layer 31 may be polished.

なお、液体吐出面301にザグリ部33を形成する場合を例に説明したが、液体吐出面301に溝部(図24の35)を形成するようにしてもよい。液体吐出面301にザグリ部33および溝部35の両方を形成してもよい。   Although the case where the counterbore portion 33 is formed on the liquid discharge surface 301 has been described as an example, a groove portion (35 in FIG. 24) may be formed on the liquid discharge surface 301. Both the counterbore part 33 and the groove part 35 may be formed on the liquid ejection surface 301.

また、液体吐出面301にザグリ部33も溝部35も形成しない場合には、図29(E)に示す第2感光層242を省略するとともに、図29(F)に示す垂直露光工程において、光遮断膜および光干渉膜からなる露光マスク40を用いないでR形状開口層32のみを用いて垂直露光を行ってもよく、また、図29(F)に示す傾斜回転露光工程において、形成しようとするストレート形状開口部(図27の51c)の開口面積よりも小さい開口面積の開口420を有する光遮断膜(図示省略)を用いて傾斜回転露光を行ってもよい。   Further, when neither the counterbore part 33 nor the groove part 35 is formed on the liquid discharge surface 301, the second photosensitive layer 242 shown in FIG. 29E is omitted, and in the vertical exposure step shown in FIG. The vertical exposure may be performed using only the R-shaped opening layer 32 without using the exposure mask 40 made of the blocking film and the optical interference film, and it is intended to be formed in the inclined rotation exposure process shown in FIG. The tilt rotation exposure may be performed using a light blocking film (not shown) having an opening 420 having an opening area smaller than the opening area of the straight opening (51c in FIG. 27).

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
次に、本発明の実施形態に係るノズルプレートの製造方法によって製造されたノズルプレートを用いたインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置の例について説明する。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
Next, an example of an ink jet recording apparatus provided with an ink jet head using a nozzle plate manufactured by the nozzle plate manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described.

図31は、本発明の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図31に示すように、このインクジェット記録装置210は、インクの色毎に設けられた複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」と称する場合あり)212K、212C、212M、212Yを有する印字部212と、各ヘッド212K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部214と、記録紙216を供給する給紙部218と、記録紙216のカールを除去するデカール処理部220と、ヘッド212K、212C、212M、212Yのノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙216(記録媒体)の平面性を保持しながら記録紙216を搬送する吸着ベルト搬送部222と、印字部212による印字結果を読み取る印字検出部224と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部226を備えている。   FIG. 31 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 31, the inkjet recording apparatus 210 includes a printing unit having a plurality of liquid ejection heads (hereinafter simply referred to as “heads”) 212K, 212C, 212M, and 212Y provided for each color of ink. 212, an ink storage / loading unit 214 that stores ink to be supplied to each of the heads 212K, 12C, 12M, and 12Y, a paper feeding unit 218 that supplies recording paper 216, and a decurl that removes curl from the recording paper 216 An adsorption belt that is disposed to face the processing unit 220 and the nozzle surfaces (ink ejection surfaces) of the heads 212K, 212C, 212M, and 212Y and conveys the recording paper 216 while maintaining the flatness of the recording paper 216 (recording medium). Remove the transport unit 222, the print detection unit 224 that reads the print result of the print unit 212, and the printed recording paper (printed material). And a paper output unit 226 for discharging the.

インク貯蔵/装填部214は、各ヘッド212K,212C,212M,212Yに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド212K,212C,212M,212Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部214は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。   The ink storage / loading unit 214 includes ink tanks that store inks of colors corresponding to the heads 212K, 212C, 212M, and 212Y, and the tanks 212K, 212C, 212M, and 212Y are connected to each other through a required pipe line. Communicated with. In addition, the ink storage / loading unit 214 includes notifying means (display means, warning sound generating means) for notifying when the ink remaining amount is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. ing.

図26では、給紙部218の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。   In FIG. 26, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the paper supply unit 218, but a plurality of magazines having different paper widths, paper quality, and the like may be provided side by side. Further, instead of the roll paper magazine or in combination therewith, the paper may be supplied by a cassette in which cut papers are stacked and loaded.

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。   When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.

給紙部218から送り出される記録紙216はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部220においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム230で記録紙216に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。   The recording paper 216 delivered from the paper supply unit 218 retains curl due to having been loaded in the magazine. In order to remove the curl, heat is applied to the recording paper 216 by the heating drum 230 in the direction opposite to the curl direction of the magazine in the decurling unit 220. At this time, it is more preferable to control the heating temperature so that the printed surface is slightly curled outward.

デカール処理後、カッター228によって、所定のサイズにカットされた記録紙216は、吸着ベルト搬送部222へと送られる。吸着ベルト搬送部222は、ローラ231、232間に無端状のベルト233が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド212K、212C、212M、212Yのノズル面及び印字検出部224のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。   After the decurling process, the recording paper 216 cut to a predetermined size by the cutter 228 is sent to the suction belt conveyance unit 222. The suction belt conveyance unit 222 has a structure in which an endless belt 233 is wound between rollers 231 and 232 and faces at least the nozzle surfaces of the heads 212K, 212C, 212M, and 212Y and the sensor surface of the print detection unit 224. The part to be made is a flat surface.

ベルト233は、記録紙216の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図31に示したとおり、ローラ231、232間に掛け渡されたベルト233の内側において印字部212のノズル面及び印字検出部224のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー234が設けられており、この吸着チャンバー234をファン235で吸引して負圧にすることによってベルト233上の記録紙216が吸着保持される。   The belt 233 has a width that is greater than the width of the recording paper 216, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the belt surface. As shown in FIG. 31, an adsorption chamber 234 is provided at a position facing the nozzle surface of the print unit 212 and the sensor surface of the print detection unit 224 inside the belt 233 spanned between the rollers 231 and 232. Then, the suction chamber 234 is sucked by the fan 235 to be a negative pressure, whereby the recording paper 216 on the belt 233 is sucked and held.

ベルト233が巻かれているローラ231、232の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト233は図31において、時計回り方向に駆動され、ベルト233上に保持された記録紙216は、図31の左から右へと搬送される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式の搬送機構を用いる態様も可能である。   The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the rollers 231 and 232 around which the belt 233 is wound, whereby the belt 233 is driven in the clockwise direction in FIG. 31 and held on the belt 233. The recording paper 216 is conveyed from left to right in FIG. In addition, instead of the suction suction method, an aspect using an electrostatic suction type transport mechanism is also possible.

縁無しプリント等を印字するとベルト233上にもインクが付着するので、ベルト233の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部236が設けられている。ベルト清掃部236の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。   Since ink adheres to the belt 233 when a borderless print or the like is printed, the belt cleaning unit 236 is provided at a predetermined position outside the belt 233 (an appropriate position other than the print area). Although details of the configuration of the belt cleaning unit 236 are not illustrated, for example, there are a method of niping a brush roll, a water absorption roll, etc., an air blow method of blowing clean air, or a combination thereof. In the case where the cleaning roll is nipped, the cleaning effect is great if the belt linear velocity and the roller linear velocity are changed.

吸着ベルト搬送部222により形成される用紙搬送路上において印字部212の上流側には、加熱ファン240が設けられている。加熱ファン240は、印字前の記録紙216に加熱空気を吹きつけ、記録紙216を加熱する。印字直前に記録紙216を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。   A heating fan 240 is provided on the upstream side of the printing unit 212 on the paper conveyance path formed by the suction belt conveyance unit 222. The heating fan 240 heats the recording paper 216 by blowing heated air onto the recording paper 216 before printing. Heating the recording paper 216 immediately before printing makes it easier for the ink to dry after landing.

印字部212の各ヘッド212K,212C,212M,212Yは、当該インクジェット記録装置210が対象とする記録紙216の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ(描画可能範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている(図32参照)。   Each of the heads 212K, 212C, 212M, and 212Y of the printing unit 212 has a length corresponding to the maximum paper width of the recording paper 216 targeted by the ink jet recording apparatus 210, and the nozzle surface has a recording medium of the maximum size. This is a full-line type head in which a plurality of nozzles for ejecting ink are arranged over a length exceeding at least one side (full width of the drawable range) (see FIG. 32).

ヘッド212K,212C,212M,212Yは、記録紙216の送り方向に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色順に配置され、それぞれのヘッド212K,212C,212M,212Yが記録紙216の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。   The heads 212K, 212C, 212M, and 212Y are arranged in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side along the feeding direction of the recording paper 216. 212K, 212C, 212M, and 212Y are fixedly installed so as to extend along a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the recording paper 216.

吸着ベルト搬送部222により記録紙216を搬送しつつ各ヘッド212K,212C,212M,212Yからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙216上にカラー画像を形成し得る。   A color image can be formed on the recording paper 216 by ejecting different color inks from the heads 212K, 212C, 212M, 212Y while conveying the recording paper 216 by the suction belt conveyance unit 222.

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド212K,212C,212M,212Yを色別に設ける構成によれば、紙送り方向(副走査方向)について記録紙216と印字部212を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(すなわち1回の副走査で)、記録紙216の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシリアルスキャン型(シャトル型)ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。   As described above, according to the configuration in which the full-line heads 212K, 212C, 212M, and 212Y having nozzle rows that cover the entire width of the paper are provided for each color, the recording paper 216 and the printing unit in the paper feeding direction (sub-scanning direction). The image can be recorded on the entire surface of the recording paper 216 by performing the operation of moving the 212 relatively once (that is, by one sub-scan). Thereby, high-speed printing is possible and productivity can be improved as compared with a serial scan type (shuttle type) head in which the recording head reciprocates in a direction perpendicular to the paper conveyance direction.

本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。   In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special color ink are used as necessary. May be added. For example, it is possible to add an ink jet head that discharges light ink such as light cyan and light magenta. Also, the arrangement order of the color heads is not particularly limited.

図31に示した印字検出部224は、印字部212の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ又はエリアセンサ)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像から、ノズルの目詰まりや着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。各色のヘッド212K,212C,212M,212Yにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部224により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。   The print detection unit 224 illustrated in FIG. 31 includes an image sensor (line sensor or area sensor) for imaging the droplet ejection result of the printing unit 212, and nozzle clogging is performed from the droplet ejection image read by the image sensor. It functions as a means for checking ejection failures such as landing position deviation. Test patterns or practical images printed by the heads 212K, 212C, 212M, and 212Y of the respective colors are read by the print detection unit 224, and ejection determination of each head is performed. The ejection determination includes the presence / absence of ejection, measurement of dot size, measurement of dot landing position, and the like.

印字検出部224の後段には後乾燥部242が設けられている。後乾燥部242は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。   A post-drying unit 242 is provided following the print detection unit 224. The post-drying unit 242 is means for drying the printed image surface, and for example, a heating fan is used.

後乾燥部242の後段には、加熱・加圧部244が設けられている。加熱・加圧部244は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ245で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。   A heating / pressurizing unit 244 is provided following the post-drying unit 242. The heating / pressurizing unit 244 is a means for controlling the glossiness of the image surface, and pressurizes with a pressure roller 245 having a predetermined uneven surface shape while heating the image surface, and transfers the uneven shape to the image surface. To do.

こうして生成されたプリント物は排紙部226から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置210では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部226A、226Bへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)248によってテスト印字の部分を切り離す。また、図26には示さないが、本画像の排出部226Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。   The printed matter generated in this manner is outputted from the paper output unit 226. It is preferable that the original image to be printed (printed target image) and the test print are discharged separately. The ink jet recording apparatus 210 is provided with a sorting means (not shown) for switching the paper discharge path in order to select the printed matter of the main image and the printed matter of the test print and send them to the respective discharge portions 226A and 226B. Yes. When the main image and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is separated by the cutter (second cutter) 248. Although not shown in FIG. 26, the paper output unit 226A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders.

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド212K,212C,212M,212Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
[Head structure]
Next, the structure of the head will be described. Since the structures of the respective heads 212K, 212C, 212M, and 212Y for each color are common, the heads will be represented by the reference numeral 250 in the following.

図33(a)はヘッド250の構造例を示す平面透視図である。図33(a)に示すように、本例のヘッド250は、インク滴の吐出口であるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室252等からなるインク室ユニット(1ノズルに対応した記録素子単位となる液滴吐出素子)253を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。なお、ノズル51は、図8、図16、図20、図24、図27等において符号51で説明したノズルである。   FIG. 33A is a perspective plan view showing a structural example of the head 250. As shown in FIG. 33 (a), the head 250 of this example has an ink chamber unit (recording corresponding to one nozzle) composed of a nozzle 51, which is an ink droplet ejection port, and a pressure chamber 252 corresponding to each nozzle 51. It has a structure in which droplet discharge elements 253 as element units are arranged in a zigzag matrix (two-dimensionally), so that they are arranged along the longitudinal direction of the head (direction perpendicular to the paper feed direction). High density of the substantial nozzle interval (projection nozzle pitch) projected onto the screen is achieved. The nozzle 51 is the nozzle described with reference numeral 51 in FIG. 8, FIG. 16, FIG. 20, FIG.

なお、記録媒体216の送り方向(矢印S方向;副走査方向)と略直交する方向(矢印M方向;主走査方向)に、記録媒体216の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図33(a)の構成に代えて、図33(b)に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドユニット250’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで長尺化し、記録媒体216の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。   In addition, a nozzle row having a length corresponding to the entire width of the recording medium 216 is formed in a direction (arrow M direction; main scanning direction) substantially orthogonal to the feeding direction of the recording medium 216 (arrow S direction; sub-scanning direction). The form is not limited to this example. For example, instead of the configuration of FIG. 33A, as shown in FIG. 33B, short head units 250 ′ in which a plurality of nozzles 51 are two-dimensionally arranged are arranged in a staggered manner and connected. The line head having a nozzle row having a length corresponding to the entire width of the recording medium 216 may be configured.

各ノズル51に対応して設けられている圧力室252は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル51への流出口と供給インクの流入口(供給口)254が設けられている。なお、圧力室252の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。また、ノズル51や供給口254の配置も図33(a)、(b)に示す配置に限定されず、例えば、圧力室252の略中央部にノズル51を配置してもよいし、圧力室252の側壁側に供給口254を配置してもよい。   The pressure chambers 252 provided corresponding to the respective nozzles 51 have a substantially square planar shape, and the outlets to the nozzles 51 and the supply ink inlets (supply ports) are provided at both diagonal corners. 254 is provided. Note that the shape of the pressure chamber 252 is not limited to this example, and the planar shape may have various forms such as a quadrangle (rhombus, rectangle, etc.), a pentagon, a hexagon, other polygons, a circle, and an ellipse. Further, the arrangement of the nozzle 51 and the supply port 254 is not limited to the arrangement shown in FIGS. 33A and 33B, and for example, the nozzle 51 may be arranged in the substantially central portion of the pressure chamber 252, or the pressure chamber A supply port 254 may be disposed on the side wall side of 252.

図34は1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル51に対応したインク室ユニット253)の立体的構成を示す断面図である。図34では、図20で説明した第3実施形態のノズルプレート30cを備えたヘッド250の例を示したが、他の実施形態のノズルプレート(図8の30a、図16の30b、図24の30d、図27の30e)を採用する構成も可能である。   FIG. 34 is a cross-sectional view showing a three-dimensional configuration of a droplet discharge element for one channel (an ink chamber unit 253 corresponding to one nozzle 51). 34 shows an example of the head 250 including the nozzle plate 30c of the third embodiment described in FIG. 20, but the nozzle plates of other embodiments (30a in FIG. 8, 30b in FIG. 16, 30 in FIG. 24) are shown. 30d, 30e of FIG. 27 is also possible.

図34に示すように、ヘッド250は、ノズルプレート30、連通板156、共通流路形成プレート260、絞り板262、圧力室形成プレート264、振動板266及び圧電素子268を積層接合した構造から成る。   As shown in FIG. 34, the head 250 has a structure in which a nozzle plate 30, a communication plate 156, a common flow path forming plate 260, a diaphragm plate 262, a pressure chamber forming plate 264, a vibration plate 266, and a piezoelectric element 268 are laminated and joined. .

連通板156は、圧力室252からノズル51へと繋がる連通路(ノズル流路)270の一部を形成するとともに、各圧力室252にインクを供給するための共通流路272の床面を形成する部材である。共通流路形成プレート260は、共通流路272の側壁部となる部分を形成するとともに、連通路270の一部を形成する流路形成部材である。   The communication plate 156 forms a part of a communication path (nozzle flow path) 270 connecting from the pressure chamber 252 to the nozzle 51, and also forms a floor surface of a common flow path 272 for supplying ink to each pressure chamber 252. It is a member to do. The common flow path forming plate 260 is a flow path forming member that forms a portion that becomes the side wall portion of the common flow path 272 and also forms a part of the communication path 270.

絞り板262は、共通流路272から圧力室252にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としてのインク供給口254を形成するとともに、連通路270の一部を形成する流路形成部材である。圧力室形成プレート264は、圧力室252の側壁部となる部分を形成する流路形成部材である。   The diaphragm plate 262 forms an ink supply port 254 as a throttle part (a narrowest part) of an individual supply path that guides ink from the common channel 272 to the pressure chamber 252 and a channel that forms a part of the communication path 270. It is a forming member. The pressure chamber forming plate 264 is a flow path forming member that forms a portion that becomes a side wall portion of the pressure chamber 252.

振動板266は、圧力室252の一部の面(図29おいて天面)を構成する部材であるとともに、ステンレス鋼(SUS)などの導電性材料から成り、各圧力室252に対応して配置される複数の圧電素子268の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。   The diaphragm 266 is a member constituting a part of the pressure chamber 252 (the top surface in FIG. 29) and is made of a conductive material such as stainless steel (SUS), and corresponds to each pressure chamber 252. It also serves as a common electrode for a plurality of piezoelectric elements 268 to be arranged. It is also possible to form the diaphragm with a non-conductive material such as resin. In this case, a common electrode layer made of a conductive material such as metal is formed on the surface of the diaphragm member.

振動板266の圧力室252側と反対側(図34において上側)の表面には、各圧力室252に対応する位置に、圧電体274が設けられており、該圧電体274の上面(共通電極を兼ねる振動板266に接する面と反対側の面)に個別電極275が形成されている。この個別電極275と、これに対向する共通電極(ここでは振動板266が兼ねる)と、これら電極間に挟まれるように介在する圧電体274とで圧電素子(「アクチュエータ」に相当)268が構成される。圧電体274には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料が好適に用いられる。   On the surface of the diaphragm 266 opposite to the pressure chamber 252 side (upper side in FIG. 34), a piezoelectric body 274 is provided at a position corresponding to each pressure chamber 252, and the upper surface (common electrode) of the piezoelectric body 274 is provided. The individual electrode 275 is formed on the surface opposite to the surface in contact with the diaphragm 266 that also serves as the same. A piezoelectric element (corresponding to an “actuator”) 268 is constituted by the individual electrode 275, a common electrode (here also serving as the diaphragm 266) facing the individual electrode 275, and a piezoelectric body 274 interposed so as to be sandwiched between these electrodes. Is done. A piezoelectric material such as lead zirconate titanate or barium titanate is preferably used for the piezoelectric body 274.

図34の構成において、共通流路272はインク供給源たるインクタンク(図34中不図示、図31においてインク貯留/装填部214と等価なもの)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは図34の共通流路272を介して各圧力室252に供給される。   In the configuration of FIG. 34, the common flow path 272 communicates with an ink tank (not shown in FIG. 34, equivalent to the ink storage / loading unit 214 in FIG. 31) as an ink supply source, and is supplied from the ink tank. Ink is supplied to each pressure chamber 252 via the common flow path 272 of FIG.

圧力室252にインクを充填した状態で、個別電極275と共通電極(振動板266で兼用)と間に駆動電圧を印加することによって圧電素子268が変形して圧力室252の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル51からインクが吐出される。インク吐出後、圧電素子268の変位が元に戻る際に、共通流路272からインク供給口254を通って新しいインクが圧力室252に再充填される。   In a state where ink is filled in the pressure chamber 252, the piezoelectric element 268 is deformed by applying a driving voltage between the individual electrode 275 and the common electrode (also used as the vibration plate 266), and the volume of the pressure chamber 252 is changed, Ink is ejected from the nozzle 51 by the pressure change accompanying this. After the ink is ejected, when the displacement of the piezoelectric element 268 is restored, new pressure ink is refilled into the pressure chamber 252 from the common flow path 272 through the ink supply port 254.

なお、図34に示すように、テーパ形状開口層31を液体流入側に配置し、R形状開口層32を液体吐出側に配置した場合について説明してきたが、図35に示すように、テーパ形状開口層31を液体吐出側に配置し、R形状開口層32を液体流入側に配置するようにしてもよい。そうすると、液体流入側には、流路抵抗が小さいR形状開口部51bが配置され、このR形状開口部51bを有するR形状開口層32を薄くしても、液体吐出側には、広角のテーパ形状開口部51aを有するとともにR形状開口層32よりも厚いテーパ形状開口層31がR形状開口層32の補強層として配置されることになる。すなわち、ノズル開口付近の剛性を低下させずに、液体流入側のノズル抵抗を一層低下させることが可能となる。   34, the taper-shaped opening layer 31 is arranged on the liquid inflow side and the R-shaped opening layer 32 is arranged on the liquid discharge side. However, as shown in FIG. The opening layer 31 may be disposed on the liquid discharge side, and the R-shaped opening layer 32 may be disposed on the liquid inflow side. Then, an R-shaped opening 51b having a small flow resistance is arranged on the liquid inflow side, and even if the R-shaped opening layer 32 having the R-shaped opening 51b is thinned, a wide-angle taper is formed on the liquid discharge side. The tapered opening layer 31 having the shape opening 51 a and thicker than the R shape opening layer 32 is arranged as a reinforcing layer of the R shape opening layer 32. That is, it is possible to further reduce the nozzle resistance on the liquid inflow side without reducing the rigidity in the vicinity of the nozzle opening.

図35では、図20で説明した第3実施形態のノズルプレート30cを備えたヘッド250の例を示したが、他の実施形態のノズルプレート(図8の30a)を採用する構成も可能である。   FIG. 35 shows an example of the head 250 including the nozzle plate 30c of the third embodiment described in FIG. 20, but a configuration employing the nozzle plate (30a of FIG. 8) of another embodiment is also possible. .

図36は、インクジェット記録装置210におけるインク供給系及び吐出回復装置(メンテナンスユニット)の構成を示した概要図である。インクタンク290はヘッド250にインクを供給するための基タンクであり、図31で説明したインク貯蔵/装填部214に設置される。インクタンク290の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口(図示省略)からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。   FIG. 36 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ink supply system and a discharge recovery device (maintenance unit) in the inkjet recording apparatus 210. The ink tank 290 is a base tank for supplying ink to the head 250, and is installed in the ink storage / loading unit 214 described with reference to FIG. In the form of the ink tank 290, there are a method of replenishing ink from a replenishing port (not shown) and a cartridge method of replacing the entire tank when the remaining amount of ink is low. When the ink type is changed according to the usage, the cartridge method is suitable. In this case, it is preferable that the ink type information is identified by a barcode or the like, and ejection control is performed according to the ink type.

図36に示したように、インクタンク290とヘッド250を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ292が設けられている。フィルタ・メッシュサイズはヘッド250のノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。   As shown in FIG. 36, a filter 292 is provided in the middle of the conduit connecting the ink tank 290 and the head 250 in order to remove foreign substances and bubbles. The filter mesh size is preferably equal to or smaller than the nozzle diameter of the head 250 (generally about 20 μm).

なお、図36には示さないが、ヘッド250の近傍又はヘッド250と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。   Although not shown in FIG. 36, a configuration in which a sub tank is provided in the vicinity of the head 250 or integrally with the head 250 is also preferable. The sub-tank has a function of improving a damper effect and refill that prevents fluctuations in the internal pressure of the head.

また、インクジェット記録装置210には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ294と、ノズル面250Aの清掃手段としてのクリーニングブレード296とが設けられている。   Further, the inkjet recording apparatus 210 is provided with a cap 294 as a means for preventing the nozzle from drying or preventing an increase in ink viscosity near the nozzle, and a cleaning blade 296 as a means for cleaning the nozzle surface 250A.

これらキャップ294及びクリーニングブレード296を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によってヘッド250に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド250下方のメンテナンス位置に移動されるようになっている。   The maintenance unit including the cap 294 and the cleaning blade 296 can be moved relative to the head 250 by a moving mechanism (not shown), and is moved from a predetermined retracted position to a maintenance position below the head 250 as necessary. It is like that.

キャップ294は、図示しない昇降機構によってヘッド250に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源OFF時や印刷待機時にキャップ294を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド250に密着させることにより、ノズル面250Aのノズル領域をキャップ294で覆うようになっている。また、このキャップ294は、ノズル吸引のための吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。   The cap 294 is displaced up and down relatively with respect to the head 250 by an elevator mechanism (not shown). The lifting mechanism is configured to cover the nozzle region of the nozzle surface 250A with the cap 294 by raising the cap 294 to a predetermined raised position when the power is turned off or waiting for printing, and bringing the cap 294 into close contact with the head 250. In addition, the cap 294 functions as a suction unit for suctioning the nozzle and can also function as a preliminary discharge ink receiver.

クリーニングブレード296は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構によりヘッド250のインク吐出面(ノズル面250A)に摺動可能である。ノズル面250Aにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード296をノズル面250Aに摺動させることでノズル面250Aを拭き取り、ノズル面250Aを清浄化するようになっている。   The cleaning blade 296 is made of an elastic member such as rubber, and can slide on the ink ejection surface (nozzle surface 250A) of the head 250 by a blade moving mechanism (not shown). When ink droplets or foreign matter adheres to the nozzle surface 250A, the nozzle surface 250A is wiped by sliding the cleaning blade 296 on the nozzle surface 250A to clean the nozzle surface 250A.

印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、そのノズル51近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ294に向かって予備吐出が行われる。   During printing or standby, when a specific nozzle 51 is used less frequently and the ink viscosity in the vicinity of the nozzle 51 increases, preliminary ejection toward the cap 294 is performed in order to discharge the ink that has deteriorated due to the increased viscosity. Is done.

すなわち、ヘッド250は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ(圧電素子268)が動作してもノズル51からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で(圧電素子268の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で)、インク受けに向かって圧電素子268を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面250Aの清掃手段として設けられているクリーニングブレード296等のワイパーによってノズル面250Aの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル51内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。   That is, if the head 250 is not ejected for a certain period of time, the ink solvent near the nozzles evaporates and the viscosity of the ink near the nozzles increases, and the ejection driving actuator (piezoelectric element 268) operates. However, no ink is ejected from the nozzle 51. Therefore, before this state is reached (within the viscosity range in which ink can be ejected by the operation of the piezoelectric element 268), the piezoelectric element 268 is operated toward the ink receiver, and the ink in the vicinity of the nozzle whose viscosity has increased is removed. “Preliminary discharge” is performed. Further, after the dirt on the nozzle surface 250A is cleaned by a wiper such as a cleaning blade 296 provided as a cleaning means for the nozzle surface 250A, foreign matter is prevented from being mixed into the nozzle 51 by this wiper rubbing operation. Also, preliminary discharge is performed. Note that the preliminary discharge may be referred to as “empty discharge”, “purge”, “spitting”, or the like.

また、ヘッド250内のインク(圧力室252内のインク)に気泡が混入した場合、ヘッド250にキャップ294を当て、吸引ポンプ297で圧力室252内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク298へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。   When air bubbles are mixed in the ink in the head 250 (ink in the pressure chamber 252), the cap 294 is applied to the head 250, and the ink in the pressure chamber 252 (ink mixed with air bubbles) is sucked by the suction pump 297. The ink removed and sucked and removed is sent to the collection tank 298. This suction operation is also performed when the initial ink is loaded into the head or when the ink is used after being stopped for a long time, and the deteriorated ink solidified by increasing the viscosity is sucked and removed.

具体的には、ノズル51や圧力室252内に気泡が混入したり、ノズル51内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、圧電素子268を動作させる予備吐出ではノズル51からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド250のノズル面250Aに、キャップ294を当てて圧力室252内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ297で吸引する動作が行われる。   Specifically, when air bubbles are mixed in the nozzle 51 or the pressure chamber 252 or the viscosity of the ink in the nozzle 51 exceeds a certain level, ink is ejected from the nozzle 51 in the preliminary ejection for operating the piezoelectric element 268. become unable. In such a case, the pump 297 sucks ink or thickened ink in which bubbles in the pressure chamber 252 are mixed by applying a cap 294 to the nozzle surface 250A of the head 250.

ただし、上記の吸引動作は、圧力室252内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。また、好ましくは、キャップ294の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。   However, since the above suction operation is performed on the entire ink in the pressure chamber 252, the amount of ink consumed is large. Therefore, when the increase in viscosity is small, it is preferable to perform preliminary discharge as much as possible. Preferably, the inside of the cap 294 is divided into a plurality of areas corresponding to the nozzle rows by a partition wall, and each of the partitioned areas can be selectively sucked by a selector or the like.

なお、本実施形態ではフルラインヘッドを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、記録媒体の幅よりも短い長さのノズル列を有する短尺のヘッドを記録媒体の幅方向に走査させながら、記録媒体の幅方向の印字を行うシリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドにも適用可能である。   In this embodiment, a full-line head is exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this, and a short head having a nozzle row having a length shorter than the width of the recording medium is arranged in the width direction of the recording medium. The present invention is also applicable to a serial type (shuttle scan type) head that performs printing in the width direction of the recording medium while scanning.

また、上述の実施形態においては、インクジェットヘッドのノズルプレートを製造する方法について説明したが、本発明に係るノズルプレートの製造方法により製造されるノズルプレートの適用範囲は上述したインクジェト記録装置に限らず、工業用の精密塗布装置、レジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、染色加工装置など、液体を吐出(噴射)する各種の液滴吐出装置に用いられる液滴吐出ヘッドに適用可能である。   In the above-described embodiment, the method for manufacturing the nozzle plate of the inkjet head has been described. However, the applicable range of the nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention is not limited to the above-described ink jet recording apparatus. It can be applied to droplet ejection heads used in various droplet ejection devices that eject (spray) liquids, such as industrial precision coating devices, resist printing devices, wiring drawing devices for electronic circuit boards, and dyeing devices. .

本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。   The present invention is not limited to the examples described in the present specification and the examples illustrated in the drawings, and various design changes and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の実施形態に係るノズルプレートの製造方法に用いられる露光装置の一例を示す構成図The block diagram which shows an example of the exposure apparatus used for the manufacturing method of the nozzle plate which concerns on embodiment of this invention 露光装置の露光部の拡大図Enlarged view of the exposure part of the exposure equipment ステージに取り付けられた受光センサの配置例を示す平面図Plan view showing an example of arrangement of light receiving sensors attached to the stage 露光装置に用いられる照明ユニットの構成図Configuration diagram of illumination unit used in exposure apparatus 光源スペクトルの一例を示す図Diagram showing an example of light source spectrum 光干渉膜の一例の透過率特性(入射角度依存性)を示すグラフGraph showing transmittance characteristics (incident angle dependency) of an example of an optical interference film 露光装置における傾斜回転機構の例を示す構成図The block diagram which shows the example of the inclination rotation mechanism in exposure apparatus 第1実施形態のノズルプレートの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the nozzle plate of 1st Embodiment 図8のノズルの拡大断面図Enlarged sectional view of the nozzle of FIG. 他のノズルの拡大断面図Expanded sectional view of other nozzles 図8のノズルプレートの金属パターン膜の一例を示す平面図The top view which shows an example of the metal pattern film of the nozzle plate of FIG. 第1実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the first embodiment 第1実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the first embodiment 多孔質基板の例を示す説明図Explanatory drawing showing an example of a porous substrate 第1実施形態のノズルプレートの他の例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explanation of another example of the manufacturing method of the nozzle plate of the first embodiment 第2実施形態のノズルプレートの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the nozzle plate of 2nd Embodiment 図16のノズルプレートの液体吐出側の面を示す底面図The bottom view which shows the surface by the side of the liquid discharge of the nozzle plate of FIG. 第2実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for description of an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the second embodiment 第2実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for description of an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the second embodiment 第3実施形態のノズルプレートの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the nozzle plate of 3rd Embodiment 図20のノズルプレートの液体流入側の面を示す平面図FIG. 20 is a plan view showing the surface of the nozzle plate of FIG. 20 on the liquid inflow side. 第3実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the third embodiment 第3実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the third embodiment 第4実施形態のノズルプレートの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the nozzle plate of 4th Embodiment 図24のノズルプレートの液体吐出側の面を示す底面図The bottom view which shows the surface by the side of the liquid discharge of the nozzle plate of FIG. 第4実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for description of an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the fourth embodiment 第5実施形態のノズルプレートの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the nozzle plate of 5th Embodiment 図8のノズルの拡大断面図Enlarged sectional view of the nozzle of FIG. 第5実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the fifth embodiment 第5実施形態のノズルプレートの一例の製造方法の説明に用いる工程図Process drawing used for explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the fifth embodiment 本発明に係る画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の全体構成図1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus as an example of an image forming apparatus according to the present invention. 図31のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図FIG. 31 is a plan view of the main part around the printing unit of the ink jet recording apparatus of FIG. 本発明係る液体吐出ヘッドの一例の構造例を示す平面透視図Plane perspective view showing an example of the structure of an example of a liquid discharge head according to the present invention 液体吐出ヘッドの内部構造の一例を示す断面図Sectional view showing an example of the internal structure of the liquid discharge head 液体吐出ヘッドの内部構造の他の例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of the internal structure of a liquid discharge head インクジェット記録装置におけるインク供給系の概略構成図Schematic configuration diagram of an ink supply system in an ink jet recording apparatus

符号の説明Explanation of symbols

10…露光装置、12…光源、14…照射光学系、16…液浸容器、18…透過補正板、20…ステージ、22…多孔質基板、24…レジスト、25a…テーパ形状感光部、25b…逆テーパ形状感光部、25c、25e…液体吐出面感光部、25d…支持感光部、25f…ビス形状感光部、25g…鼓形状感光部、30(30a、30b、30c、30d、30e)…ノズルプレート、31…テーパ形状開口層、32…R形状開口層(曲面付き開口層)、33…ザグリ部、34、35…溝部、40…露光マスク、41(41a、41b、41c)…光遮断膜、42…光干渉膜、51…ノズル、51a…テーパ形状開口部、51b…R形状開口部(曲面付き開口部)、51c…ストレート形状開口部、241…第1感光層、242…第2感光層、301…液体吐出面、302…液体流入面、321…金属パターン膜、322…オーバハング電鋳膜、323、324…液体吐出面層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure apparatus, 12 ... Light source, 14 ... Irradiation optical system, 16 ... Immersion container, 18 ... Transmission correction plate, 20 ... Stage, 22 ... Porous substrate, 24 ... Resist, 25a ... Tapered photosensitive part, 25b ... Reverse taper-shaped photosensitive part, 25c, 25e ... liquid ejection surface photosensitive part, 25d ... support photosensitive part, 25f ... screw-shaped photosensitive part, 25g ... drum-shaped photosensitive part, 30 (30a, 30b, 30c, 30d, 30e) ... nozzle Plate, 31 ... Tapered opening layer, 32 ... R-shaped opening layer (opening layer with curved surface), 33 ... Counterbore part, 34, 35 ... Groove part, 40 ... Exposure mask, 41 (41a, 41b, 41c) ... Light blocking film , 42 ... Optical interference film, 51 ... Nozzle, 51 a ... Tapered opening, 51 b ... R opening (curved opening), 51 c ... Straight opening, 241 ... First photosensitive layer, 242 ... Second photosensitive , 301 ... liquid ejection surface, 302 ... liquid inflow surface, 321 ... metal pattern layer, 322 ... overhang electroforming film, 323, 324 ... liquid ejection surface layer

Claims (9)

所定の基板の一方の面に感光性材料からなる感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、露光用の光を透過しない非透光性材料からなり、周縁が曲面状の曲面付き開口部を有する曲面付き開口層を形成する曲面付き開口層形成工程と、
前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている側の面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ、前記基板を回転させて、前記曲面付き開口層を露光マスクとして用いて前記感光層を露光することにより、前記感光層中にテーパ形状感光部を形成する露光工程と、
前記感光層を現像して、前記感光層のうちで前記テーパ形状感光部を残し非感光部を除去する現像工程と、
前記テーパ形状感光部を型として用いて、前記曲面付き開口部に連結したテーパ形状開口部を有するテーパ形状開口層を形成するテーパ形状開口層形成工程と、
前記テーパ形状感光部および前記基板を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
Forming a photosensitive layer made of a photosensitive material on one surface of a predetermined substrate;
On the photosensitive layer, formed of a non-translucent material that does not transmit light for exposure, and a curved opening layer forming step of forming a curved opening layer having a curved opening with a curved periphery.
Using the curved opening layer as an exposure mask by rotating the substrate while exposing light from an oblique direction to the surface of the photosensitive layer where the curved opening layer is formed. An exposure step of forming a tapered photosensitive portion in the photosensitive layer by exposing the photosensitive layer; and
Developing the photosensitive layer to remove the non-photosensitive portion while leaving the tapered photosensitive portion in the photosensitive layer; and
A tapered opening layer forming step of forming a tapered opening layer having a tapered opening connected to the curved opening using the tapered photosensitive portion as a mold;
A removal step of removing the tapered photosensitive portion and the substrate;
The manufacturing method of the nozzle plate characterized by including.
前記曲面付き開口層形成工程は、
非導電性の前記感光層上に、開口パターンを有する第1の導電膜を形成するパターニング工程と、
前記第1の導電膜を電極として用いて電鋳を行い、前記第1の導電膜上を覆うとともに前記第1の導電膜の開口縁からオーバハングした非透光性の第2の導電膜を形成するオーバハング電鋳工程と、
を含む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。
The curved opening layer forming step includes
A patterning step of forming a first conductive film having an opening pattern on the non-conductive photosensitive layer;
Electroforming is performed using the first conductive film as an electrode to form a non-translucent second conductive film that covers the first conductive film and overhangs from the opening edge of the first conductive film. An overhang electroforming process,
The manufacturing method of the nozzle plate of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記オーバハング電鋳工程は、金属材料および撥液性材料を含む電鋳液を用い、該電鋳液中の撥液性材料を金属材料とともに前記第2の導電膜として共析させることを特徴とする請求項2に記載のノズルプレートの製造方法。   The overhang electroforming step uses an electroforming liquid containing a metal material and a liquid repellent material, and causes the liquid repellent material in the electroforming liquid to eutect with the metal material as the second conductive film. The method for producing a nozzle plate according to claim 2. 前記基板は、多孔質材料によって構成され、
前記テーパ形状開口層形成工程は、前記曲面付き開口層を電極として用いた電鋳により行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。
The substrate is made of a porous material,
The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the tapered opening layer forming step is performed by electroforming using the curved opening layer as an electrode.
前記曲面付き開口層形成工程よりも前に、前記感光層の一部を露光して前記感光層を厚さ方向に貫通するまで前記感光層を感光させることにより、形成しようとする前記テーパ形状感光部の周囲に位置させ且つ前記基板と前記曲面付き開口層との間に介在させる支持材を形成する支持材形成工程を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。   Before the step of forming the curved opening layer, the tapered photosensitive film to be formed is formed by exposing a part of the photosensitive layer and exposing the photosensitive layer until it penetrates the photosensitive layer in the thickness direction. 5. The method according to claim 1, further comprising a support material forming step of forming a support material positioned around the portion and interposed between the substrate and the curved opening layer. 6. The manufacturing method of the nozzle plate of description. 前記曲面付き開口層形成工程よりも後であって前記現像工程よりも前に、前記曲面付き開口層の前記感光層が形成されている側とは反対側の面に感光性材料を付着させるとともに、該感光性材料のうちで一部を前記現像工程で除去しないで型として用いることにより、前記曲面付き開口部に連結する凹形状のザグリ部、および、前記曲面付き開口部の周囲に位置する凹形状の溝部のうちで少なくとも一方を形成することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法。   After the curved opening layer forming step and before the developing step, a photosensitive material is attached to the surface of the curved opening layer opposite to the side where the photosensitive layer is formed. By using the photosensitive material as a mold without removing a part thereof in the development step, a concave counterbore portion connected to the curved opening and a periphery of the curved opening are located. The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the concave grooves is formed. 露光用の光の入射角度の大小に応じて前記露光用の光の透過率が変化する特性を有する光干渉膜を有する露光マスク、または、前記光干渉膜と前記露光用の光を透過させない光遮断膜とからなる露光マスク、または、前記光遮断膜を有する露光マスクを用意し、
所定の基板の一方の面に感光性材料からなる感光層を形成する工程と、
前記感光層上に、前記露光用の光を透過しない非透光性材料からなり、周縁が曲面状の曲面付き開口部を有する曲面付き開口層を形成する曲面付き開口層形成工程と、
前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている側の面に対して略垂直に前記露光用の光を入射させて、少なくとも前記曲面付き開口層を用いて、前記感光層を露光する第1露光工程と、
前記感光層の前記曲面付き開口層が形成されている側の面に対して斜め方向から露光用の光を入射させつつ前記基板を回転させて、前記曲面付き開口層および前記露光マスクを用いて、前記感光層を露光する第2露光工程と、
前記感光層を現像して、前記感光層の非感光部を除去する現像工程と、
前記感光層の感光部を型として用いて、前記曲面付き開口部に連結したストレート形状開口部と該ストレート形状開口部に連結したテーパ形状開口部とを有するテーパ形状開口層を形成するテーパ形状開口層形成工程と、
前記感光層の感光部および前記基板を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
An exposure mask having an optical interference film having a characteristic that the transmittance of the exposure light changes according to the incident angle of the exposure light, or light that does not transmit the optical interference film and the exposure light Prepare an exposure mask comprising a blocking film, or an exposure mask having the light blocking film,
Forming a photosensitive layer made of a photosensitive material on one surface of a predetermined substrate;
On the photosensitive layer, a curved opening layer forming step of forming a curved opening layer made of a non-translucent material that does not transmit the light for exposure and having a curved opening with a curved periphery.
The exposure light is incident substantially perpendicularly to the surface of the photosensitive layer on which the curved opening layer is formed, and the photosensitive layer is exposed using at least the curved opening layer. 1 exposure process;
Using the curved opening layer and the exposure mask, the substrate is rotated while exposing light from an oblique direction to the surface of the photosensitive layer on which the curved opening layer is formed. A second exposure step of exposing the photosensitive layer;
Developing the photosensitive layer to remove a non-photosensitive portion of the photosensitive layer;
Using the photosensitive part of the photosensitive layer as a mold, a tapered opening forming a tapered opening layer having a straight opening connected to the curved opening and a tapered opening connected to the straight opening. A layer forming step;
A removal step of removing the photosensitive portion of the photosensitive layer and the substrate;
The manufacturing method of the nozzle plate characterized by including.
請求項1乃至7の何れか1項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。   A liquid discharge head comprising a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1. 請求項8に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 8.
JP2006334716A 2006-12-12 2006-12-12 Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus Pending JP2008143088A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006334716A JP2008143088A (en) 2006-12-12 2006-12-12 Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006334716A JP2008143088A (en) 2006-12-12 2006-12-12 Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008143088A true JP2008143088A (en) 2008-06-26

Family

ID=39603775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006334716A Pending JP2008143088A (en) 2006-12-12 2006-12-12 Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008143088A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100141709A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-10 Gregory Debrabander Shaping a Nozzle Outlet
JP2010201718A (en) * 2009-03-02 2010-09-16 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head and image forming apparatus
US8551351B2 (en) 2007-06-12 2013-10-08 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing nozzle plate
JP2013226688A (en) * 2012-04-25 2013-11-07 Canon Inc Method of manufacturing liquid ejection head and exposure method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8551351B2 (en) 2007-06-12 2013-10-08 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing nozzle plate
US20100141709A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-10 Gregory Debrabander Shaping a Nozzle Outlet
JP2010201718A (en) * 2009-03-02 2010-09-16 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2013226688A (en) * 2012-04-25 2013-11-07 Canon Inc Method of manufacturing liquid ejection head and exposure method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5143930B2 (en) Image forming apparatus and inkjet recording apparatus
US7399048B2 (en) Inkjet recording apparatus and method for detecting discharge defects
JP2005119284A (en) Liquid droplet ejector, image forming apparatus, and pre-ejection method
JP4903065B2 (en) NOZZLE PLATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, LIQUID DISCHARGE HEAD, AND IMAGE FORMING APPARATUS
JP2009086347A (en) Liquid removing apparatus, image forming apparatus, and liquid removing method
JP2005104147A (en) Inkjet recording apparatus and method for detecting discharge defect
JP2002154200A (en) Image forming device
US7472986B2 (en) Liquid droplet discharge head and liquid droplet discharge device
US20050206696A1 (en) Liquid supply device and image forming apparatus
US7300127B2 (en) Inkjet recording apparatus and recording method
JP2005074956A (en) Image forming apparatus and method
JP5008939B2 (en) Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP2007137026A (en) Liquid ejection device and liquid stirring method
JP4800666B2 (en) Liquid discharge head and manufacturing method thereof
JP2008213421A (en) Nozzle plate manufacturing method, nozzle plate, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP4851284B2 (en) Nozzle plate manufacturing method
JP2008143088A (en) Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP2006027132A (en) Liquid droplet discharge head and image forming apparatus
JP4851272B2 (en) Nozzle plate manufacturing method
JP4963580B2 (en) Nozzle plate manufacturing method, droplet discharge head manufacturing method, and image forming apparatus
JP5085047B2 (en) Image forming apparatus and inkjet recording apparatus
US7255977B2 (en) Method of manufacturing nozzle plate
JP2007253409A (en) Nozzle plate manufacturing method, nozzle plate, droplet discharge head manufacturing method, droplet discharge head, and image forming apparatus
JP4782608B2 (en) Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head manufacturing method, and image forming apparatus manufacturing method
JP2008023792A (en) Nozzle plate manufacturing method, liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and image forming apparatus