JP2008213238A

JP2008213238A - 液体噴射ヘッドユニットの製造方法及び液体噴射ヘッドユニット

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Publication number: JP2008213238A
Application number: JP2007052077A
Authority: JP
Inventors: Hironari Owaki; 寛成大脇; Yuichi Watanabe; 裕一渡辺; Wataru Takahashi; 亙高橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-01
Also published as: US20080211870A1; CN101254696A; CN101254696B; JP4380713B2

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドと保持部材との接着強度を向上して、信頼性を向上した液体噴射ヘッドユニットの製造方法及び液体噴射ヘッドユニットを提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１が開口する液体噴射面Ａを有する液体噴射ヘッド２と、該液体噴射ヘッド２の前記液体噴射面Ａに接着剤４００を介して接着される保持部材２５０とを具備する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、前記液体噴射面Ａに積層膜２２を形成する工程と、前記積層膜２２が形成された前記液体噴射面Ａの前記保持部材に接着される領域に前記積層膜２２が形成されていない非撥液領域２５を形成する工程と、前記非撥液領域２５にプライマ液を塗布するプライマ処理工程と、前記液体噴射面Ａの前記非撥液領域２５に前記保持部材を接着剤４００を介して接着する工程とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドの液体噴射面に接合される保持部材とを具備する液体噴射ヘッドユニットの製造方法及び液体噴射ヘッドユニットに関する。

例えば、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットとも言う）としては、インクを吐出するノズル開口が開口する液体噴射面を有するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドの液体噴射面に接着剤を介して接着される固定板等の保持部材とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなヘッドユニットでは、液体噴射面に撥液膜が設けられていると、液体噴射面と保持部材との接着強度が低下してしまうため、液体噴射面の保持部材との接着領域に撥液膜を除去した非撥液領域を形成している。

特開２００５−０９６４１９号公報（第７〜１２頁、第１〜３図）

しかしながら、液体噴射ヘッドの液体噴射面に非撥液領域を形成し、液体噴射ヘッドの非撥液領域と保持部材とを接着剤を介して接着しただけでは、液体噴射ヘッドと保持部材とを十分な接着強度で接着することができず、液体噴射ヘッドと保持部材との剥離等が発生してしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、液体噴射ヘッドと保持部材との接着強度を向上して、信頼性を向上した液体噴射ヘッドユニットの製造方法及び液体噴射ヘッドユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口が開口する液体噴射面を有する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの前記液体噴射面に接着剤を介して接着される保持部材とを具備する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、前記液体噴射面に撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜が形成された前記液体噴射面の前記保持部材に接着される領域に前記撥液膜が形成されていない非撥液領域を形成する工程と、前記非撥液領域にプライマ液を塗布するプライマ処理工程と、前記液体噴射面の前記非撥液領域に前記保持部材を接着剤を介して接着する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法にある。
かかる態様では、液体噴射ヘッドの液体噴射面に非撥液領域を形成すると共に、非撥液領域をプライマ処理してから保持部材を接着剤を介して接着することで、接着強度を向上して剥離等が発生するのを防止することができる。また、液体噴射面の全面に亘って撥液膜を形成してから、撥液膜を除去して非撥液領域を形成することにより、撥液膜を所望の領域に容易に且つ高精度に形成することができる。

ここで、前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面の全面に亘って下地膜と、該下地膜上に金属アルコキシドからなる分子膜の撥液膜とを形成することが好ましい。これによれば、液体噴射面に密着性、耐擦性及び撥液性に優れた撥液膜を従来の撥液膜に比べて薄く形成することができ、液体噴射特性が向上する。

また、前記非撥液領域を形成する工程では、前記液体噴射面の前記下地膜上に設けられた前記分子膜のみを除去することが好ましい。これによれば、下地膜の除去や、所定の領域のみに下地膜を選択的に形成する必要がなくなり製造工程を簡略化することができると共に製造コストを低減することができる。

また、前記液体噴射ヘッドには、前記ノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面に接着剤を介して接着される液体流路を有する流路形成基板とを具備し、前記撥液膜を形成する工程では、当該撥液膜を前記ノズルプレートの前記液体噴射面と当該液体噴射面の反対側の面とに形成すると共に、前記非撥液領域を形成する工程では、当該非撥液領域を前記液体噴射面の前記保持部材に接着される領域と、前記液体噴射面とは反対側の面とに形成することが好ましい。これによれば、ノズルプレートの流路形成基板との接着領域にも非撥液領域を形成することで、流路形成基板とノズルプレートとの接着強度を向上することができる。

また、前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面のみに下地膜を形成する工程と、前記ノズルプレートの全面に亘って金属アルコキシドからなる分子膜の撥液膜とを形成する工程とを具備し、前記非撥液領域を形成する工程では、前記ノズルプレートの前記液体噴射面の前記下地膜上に設けられた前記分子膜の前記撥液膜と、前記ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面に設けられた前記分子膜の前記撥液膜とを除去することが好ましい。これによれば、ノズルプレートの流路形成基板との接着領域に下地膜を形成する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。また、下地膜の除去や、所定の領域のみに下地膜を選択的に形成する必要がなくなり製造工程を簡略化することができると共に製造コストを低減することができる。

また、前記プライマ処理工程では、前記プライマ液を、前記ノズルプレートの前記液体噴射面の前記非撥液領域と、前記ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面の前記非撥液領域とに塗布することが好ましい。これによれば、ノズルプレートと保持部材及び流路形成基板との接着強度を向上することができ、信頼性を向上することができる。

また、前記非撥液領域を形成する工程では、前記液体噴射面に相対向する領域に前記非撥液領域が開口する保護膜を形成する工程と、前記撥液膜を前記保護膜を介してプラズマ処理することにより当該撥液膜を除去して前記非撥液領域を形成する工程とを具備することが好ましい。これによれば、保護膜によって、所望の領域の撥液膜を除去することができると共に所定の領域のみをプライマ処理することができる。また、プライマ処理で撥液膜を除去する保護膜を用いることで、プライマ処理する際に新たな保護膜が不要となり、製造工程を簡略化することができると共に、新たな保護膜の位置決めが不要となり高精度なプライマ処理を行うことができる。

また、前記保護膜を形成する工程では、テープからなる当該保護膜を前記液体噴射面に貼付することが好ましい。これによれば、非撥液領域を容易に且つ高精度に形成することができる。

さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口が開口する液体噴射面を具備する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドの液体噴射面に接着剤を介して接着された保持部材とを具備し、前記液体噴射面には、撥液膜が設けられていると共に、前記保持部材が接着される領域に前記撥液膜が形成されていない非撥液領域を具備し、前記非撥液領域と前記接着剤との界面には、当該非撥液領域にプライマ残留層が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、液体噴射面と保持部材との接着強度を向上して剥離等が発生するのを防止することができ、信頼性を向上することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドユニットを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドユニットの組立斜視図である。

図示するように、本発明の液体噴射ヘッドユニットの一例であるインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニットとも言う）を構成するカートリッジケース２１０は、図示しないインク供給手段であるインクカートリッジがそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクが充填された別体で構成され、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。なお、カートリッジケース２１０の底面には、図示しないが、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路が設けられている。また、カートリッジ装着部２１１のインク連通路の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。

また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数のインクジェット式記録ヘッド２が固定されている。

インクジェット式記録ヘッド２は、インクカートリッジ２Ａ、２Ｂのインク色毎に対応して複数設けられている。本実施形態では、１つのインクジェット式記録ヘッドユニット１に４つのインクジェット式記録ヘッド２が設けられている。

ここで、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド２について詳細に説明する。図３は、インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図４はインクジェット式記録ヘッドの断面図である。図３及び図４に示すように、インクジェット式記録ヘッド２は、ヘッド本体２２０と、ヘッド本体２２０の液体噴射面Ａとは反対側に設けられたヘッドケース２３０とを具備する。

ヘッド本体２２０を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が、幅方向に並設された列が２列形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板３０に設けられるリザーバ部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、インク供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板１０に形成された液体流路として、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４が設けられている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。すなわち、本実施形態では、１つのヘッド本体２２０にノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。本実施形態では、このノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する面が、液体噴射面Ａとなっている。

このようなノズルプレート２０としては、例えば、シリコン基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。

また、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する液体噴射面Ａには、撥液膜を有する積層膜２２が設けられている。本実施形態の積層膜２２は、液体噴射面Ａの全面に亘って形成されたプラズマ重合膜からなる下地膜２３と、下地膜２３上の中央部に設けられた金属アルコキシドの分子膜からなる撥液膜２４とで構成されている。

下地膜２３は、例えば、シリコーンをアルゴンプラズマガスにより重合させて形成することができる。そして、この下地膜２３は、後述する分子膜である撥液膜２４とノズルプレート２０との密着性を向上する役割がある。また、撥液膜２４は、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜からなり、例えば、アルコキシラン等のシランカップリング剤をシンナー等の溶媒と混合して金属アルコキシド溶液を形成し、この金属アルコキシド溶液にノズルプレート２０を浸漬することで金属アルコキシドを重合させて形成することができる。この分子膜からなる撥液膜２４は、従来の撥液膜、例えば、共析メッキによる撥液膜よりも薄く形成できると共に、ヘッド面をクリーニングする際にワイピングによって液体噴射面Ａが拭かれることによっても撥液性が劣化しない「耐擦性」、及び撥液性を向上できるという利点を有する。そして、このように形成された積層膜２２の撥液膜２４は、詳しくは後述する製造方法によって、液体噴射面Ａの中央部のみに形成されている。すなわち、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａには、四方の外周に沿って撥液膜２４が設けられていない非撥液領域２５が形成されている。本実施形態では、非撥液領域２５として、撥液膜２４を設けずに、下地膜２３のみを設けるようにした。

このようなノズルプレート２０の液体噴射面Ａの非撥液領域２５には、インクジェット式記録ヘッド２を保持する保持部材である固定板２５０が接着剤４００を介して接着されている。具体的には、固定板２５０は、図１及び図４に示すように、平板からなり、ノズル開口２１を露出する露出開口部２５１と、露出開口部２５１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面Ａのノズル列２１Ａの両端部側に接合される接合部２５２とを具備する。

接合部２５２は、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２に亘って液体噴射面Ａの外周に沿って設けられた固定用枠部２５３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド２の間に延設されて露出開口部２５１を分割する固定用梁部２５４とで構成され、固定用枠部２５３及び固定用梁部２５４からなる接合部２５２が複数のインクジェット式記録ヘッド２の液体噴射面Ａに同時に接合されている。

そして、ノズルプレート２０の非撥液領域２５と接着剤４００との界面には、詳しくは後述するが、ノズルプレート２０の非撥液領域２５にプライマ液を塗布するプライマ処理を施した後、接着剤４００を介して固定板２５０と接着することにより、プライマ液が接着剤４００と反応して残留したプライマ残留層４１０が存在している。

なお、本実施形態では、固定板２５０の接着剤４００が接着される領域も予めプライマ処理を施しており、この固定板２５０と接着剤４００との界面にもプライマ残留層４１１が存在する。

また、本実施形態では、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とは接着剤４０１を介して接着されている。このため、ノズルプレート２０の流路形成基板１０との接着領域も同様に非撥液領域２６となっている。本実施形態では、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面の全面を非撥液領域２６とした。そして、ノズルプレート２０の非撥液領域２６と接着剤４０１との界面にもプライマ残留層４１２が存在する。勿論、流路形成基板１０と接着剤４０１との界面にもプライマ残留層４１３が存在する。

このように、ノズルプレート２０の非撥液領域２５、２６と、ノズルプレート２０に接着される流路形成基板１０及び固定板２５０の接着領域とをプライマ処理して、プライマ残留層４１０〜４１３が形成されることにより、ノズルプレート２０と流路形成基板１０及び固定板２５０との接着強度を向上して剥離が発生するのを防止することができる。特に、本実施形態のように、ノズルプレート２０の非撥液領域２５、２６だけでなく、流路形成基板１０及び固定板２５０の接着領域にもプライマ処理を行うことで、接着剤４００、４０１と各部材との界面の接着強度にばらつきが生じるのを防止して、接着強度が他に比べて低い領域が剥離し易くなるのを確実に防止することができる。

一方、図４に示すように、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、弾性膜５０上に、金属からなる下電極膜と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有するリザーバ形成基板３０が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。

また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。

さらに、リザーバ形成基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤ等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動ＩＣ１１０の各端子には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

また、このようなリザーバ形成基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。

また、各ヘッド本体２２０の液体噴射面Ａとは反対側の面、すなわち、コンプライアンス基板４０上には、ヘッドケース２３０が固定されている。

ヘッドケース２３０は、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられている。このヘッドケース２３０には、コンプライアンス基板４０の可撓部４３に対向する領域に凹部２３２が形成され、可撓部４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。また、ヘッドケース２３０には、リザーバ形成基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動ＩＣ保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動ＩＣ保持部２３３を挿通して駆動ＩＣ１１０と接続されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２は、インクカートリッジからのインクをインク連通路及びインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

なお、上述したヘッド本体２２０は、１枚のシリコンウェハ上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図３に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することによってヘッド本体２２０となる。

このようなインクジェット式記録ヘッド２は、カートリッジケース２１０の底面に４つ固定されている。本実施形態では、４つのインクジェット式記録ヘッド２は、ノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔となるように配置されている。すなわち、本実施形態の１つのインクジェット式記録ヘッド２には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。このように複数のインクジェット式記録ヘッド２を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つのインクジェット式記録ヘッド２にノズル列２１Ａを多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列２１Ａの多列化を図るために複数のインクジェット式記録ヘッド２を用いることで、１枚のシリコンウェハから形成できるヘッド本体２２０（インクジェット式記録ヘッド２）の取り数を増大させることができ、シリコンウェハの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。

また、このような４つのインクジェット式記録ヘッド２は、上述したように、複数のインクジェット式記録ヘッド２の液体噴射面Ａ（非撥液領域２５）に接着剤４００を介して接着された保持部材である固定板２５０によって位置決めされて保持されている。

さらに、インクジェット式記録ヘッドユニット１には、図２及び図３に示すように、固定板２５０のインクジェット式記録ヘッド２とは反対側に、複数のインクジェット式記録ヘッド２を覆うような箱形状を有するカバーヘッド２４０が設けられている。このカバーヘッド２４０は、固定板２５０の露出開口部２５１に対応して開口部２４１が設けられた固定部２４２と、ヘッド本体２２０のインク滴吐出面の側面側に、固定板２５０の外周に亘って屈曲するように設けられた側壁部２４５とを具備する。

固定部２４２は、本実施形態では、固定板２５０の固定用枠部２５３に対応して設けられた枠部２４３と、固定板２５０の固定用梁部２５４に対応して設けられて開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されている。また、このような枠部２４３及び梁部２４４からなる固定部２４２は、固定板２５０の接合部２５２に接合されている。

なお、カバーヘッド２４０の固定部２４２には、図２に示すように、カバーヘッド２４０をカートリッジケース２１０に位置決め固定するための固定孔２４７が設けられた支持部２４６が設けられている。この支持部２４６は、側壁部２４５から液滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して設けられている。そして、本実施形態では、カバーヘッド２４０は、カートリッジケース２１０に固定されている。すなわち、カートリッジケース２１０には、液体噴射面Ａ側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入すると共に、突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カートリッジケース２１０にカバーヘッド２４０が固定されている。

このように、インクジェット式記録ヘッド２の液体噴射面Ａとカバーヘッド２４０との間が固定板２５０を介して隙間なく接合されているため、この隙間に記録媒体が入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。また、カバーヘッド２４０の側壁部２４５が、複数のインクジェット式記録ヘッド２の外周縁部を覆うことで、インクジェット式記録ヘッド２の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。

なお、上述した例では、カバーヘッド２４０を固定板２５０のヘッド本体２２０とは反対側の面に接合するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、カバーヘッド２４０を固定板２５０に接合せずに、所定の間隔となるように設けるようにしてもよく、当接するように設けるようにしてもよい。

ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドユニット１の製造方法について説明する。なお、図５及び図６は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０の液体噴射面Ａにプラズマ重合膜からなる下地膜２３を形成する。下地膜２３は、例えば、シリコーンをアルゴンプラズマガスにより重合させて形成することができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、ノズルプレート２０の下地膜２３上及び下地膜２３が形成されていない領域の全面に亘って金属アルコキシドの分子膜からなる撥液膜２４を形成する。すなわち、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａと、液体噴射面Ａとは反対側の面とに撥液膜２４を形成する。これにより、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａには、下地膜２３と撥液膜２４とからなる積層膜２２が形成される。なお、分子膜からなる撥液膜２４の形成方法は、特に限定されず、例えば、アルコキシラン等のシランカップリング剤をシンナー等の溶媒と混合して金属アルコキシド溶液を形成し、この金属アルコキシド溶液にノズルプレート２０を浸漬することで金属アルコキシドを重合させて形成することができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａに非撥液領域２５を形成する。具体的には、まず、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの積層膜２２上の所定領域に保護膜４２０を形成する。保護膜４２０は、ノズルプレート２０の固定板２５０に接着される非撥液領域２５となる領域以外に形成する。このような保護膜４２０としては、後述するプラズマ処理及びプライマ液に対して耐性を有し、且つ剥離性の良いものであれば特に限定されないが、例えば、テープやレジストなどが挙げられる。なお、保護膜４２０としてテープを用いる場合には、テープからなる保護膜４２０を液体噴射面Ａに貼付するようにすればよい。また、保護膜４２０としてレジストを用いる場合には、液体噴射面Ａの全面に亘ってレジストを形成後、所定形状にパターニングすればよい。本実施形態では、作業効率を考慮して、テープからなる保護膜４２０を液体噴射面Ａに貼付するようにした。なお、このようなテープからなる保護膜４２０としては、例えば、作業性及び剥離性の面で紫外線照射剥離フィルム（例えば、リンテック社製 E-6142Sなど）や熱剥離フィルム（例えば、リンテック社製リバαなど）などが挙げられる。

このように保護膜４２０としてテープやレジストを用いることで、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの非撥液領域２５となる領域、すなわち、ノズルプレート２０の撥液領域Ａの四辺の周囲を保護膜４２０で覆うことなく、撥液膜２４を残したい領域のみを選択的に保護することができる。これにより、非撥液領域２５を容易に形成することができる。すなわち、保護膜として、メタルマスク等を用いることも考えられるが、メタルマスクからなる保護膜では、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａ側の四辺を覆ってしまう可能性があり、後の工程で非撥液領域を容易に形成することができない。

そして、保護膜４２０が設けられたノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面をテーブル４２１上に載置し、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａ側をプラズマ処理する。これにより、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの保護膜４２０により覆われていない領域の撥液膜２４が除去されて非撥液領域２５が形成される。すなわち、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの非撥液領域２５は、下地膜２３のみで構成される。

このようにノズルプレート２０の下地膜２３を非撥液領域２５に残すことにより、非撥液領域２５の下地膜２３を選択的に除去するのに比べて製造工程を簡略化することができる。また、下地膜２３を積層膜２２となる領域（非撥液領域２５以外の領域）に選択的に形成するのに比べて、製造工程を簡略化することができる。

次に、図６（ａ）に示すように、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面の撥液膜２４を除去する。この際に、下地膜２３は、液体噴射面Ａとは反対側の面に形成していないので、撥液膜２４を除去すればノズルプレート２０の面が露出する。下地膜２３は、液体噴射面Ａにおいて分子膜からなる撥液膜２４とノズルプレート２０との密着性を向上させるために存在するので、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面にはそもそも下地膜２３を設ける必要はないため、液体噴射面Ａとは反対側の面に下地膜２３は存在しない。ただし、下地膜２３を形成する上で、下地膜をノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面にも形成した方が効率が良いのであれば、液体噴射面Ａとは反対側の面にも下地膜を設けてもよい。この場合は、撥液膜２４を除去する際にノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の下地膜２３を除去する必要はない。本実施形態では、ノズルプレート２０の保護膜４２０側の面をテーブル４２１上に載置し、液体噴射面Ａとは反対側の面をプラズマ処理することにより撥液膜２４を除去した。これにより、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面に非撥液領域２６が形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、ノズルプレート２０の非撥液領域２５、２６にプライマ液４３０を塗布する（プライマ処理工程）。具体的には、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａ側の非撥液領域２５及び液体噴射面Ａとは反対側の面の非撥液領域２６にプライマ液４３０を塗布する。プライマ液４３０の非撥液領域２５、２６への塗布方法は特に限定されず、例えば、非撥液領域２５、２６にプライマ液４３０を噴射や流出させて塗布してもよく、また、プライマ液４３０が充填された槽にノズルプレート２０を浸漬してプライマ液４３０を塗布するようにしてもよい。このようなプライマ液４３０としては、ノズルプレート２０と接着剤４００、４０１との密着性を向上させることができるものであれば特に限定されず、例えば、東レ・ダウンコーニング社製SH6020〔主成分：γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシラン〕などを用いることができる。

すなわち、本実施形態では、撥液膜２４を除去する際に撥液膜２４を保護する保護膜４２０が、非撥液領域２５、２６のみにプライマ液４３０を塗布する際に撥液膜２４を保護する役割を有する。したがって、プライマ処理を行う際に再度、撥液膜２４を保護膜等で保護する必要がなく、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。勿論、撥液膜２４を除去する保護膜４２０とは別にプライマ処理を行う際に撥液膜２４を保護する保護膜を形成するようにしてもよい。勿論、プライマ処理を行う際に新たな保護膜を形成した場合には、この保護膜は、プライマ処理を行った後に除去される。

その後は、上述したように、ノズルプレート２０の非撥液領域２６を流路形成基板１０に接着剤４０１を介して接着してヘッド本体２２０を形成した後、ヘッド本体２２０のノズルプレート２０とは反対側の面にヘッドケース２３０を接着してインクジェット式記録ヘッド２を形成する。そして、このインクジェット式記録ヘッド２のノズルプレート２０の液体噴射面Ａに設けられた非撥液領域２５に固定板２５０を接着剤４００を介して接着することで図１に示すようなインクジェット式記録ヘッドユニット１となる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０に接着される流路形成基板１０及び固定板２５０の接着領域も予め上述したのと同じプライマ液４３０によるプライマ処理を施した後、これらにノズルプレート２０を接着している。

以上説明したように、本発明では、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの全面に亘って撥液膜２４を有する積層膜２２を形成後、この撥液膜２４を選択的に除去することにより非撥液領域２５を形成するようにしたため、撥液膜２４（積層膜２２）を選択的に形成するのに比べて、非撥液領域２５を容易に且つ高精度に形成することができる。また、ノズルプレート２０の固定板２５０に接着される非撥液領域２５をプライマ処理することで、ノズルプレート２０と固定板２５０との接着強度を向上して、剥離が発生するのを防止することができ、信頼性を向上することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、積層膜２２として、プラズマ重合膜からなる下地膜２３と、下地膜２３上に設けられた金属アルコキシドの分子膜からなる撥液膜２４とを用いたが、特にこれに限定されず、撥液膜として、例えば、ノズルプレート２０上に直接形成したフッ素系高分子を含む金属膜を用いるようにしてもよい。このような金属膜からなる撥液膜は、例えば、共析メッキによりノズルプレート２０上に所定の厚さで高精度に形成することができる。なお、金属膜からなる撥液膜は、ノズルプレート２０の全面に亘って撥液膜を形成し、撥液膜を残したい領域を保護膜で保護した後、撥液膜の余分な領域をドライエッチングやウェットエッチングなどで除去することにより非撥液領域を形成すればよい。

また、上述した実施形態１では、ヘッド本体２２０として、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０を具備する構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッド本体として、流路形成基板にノズル開口が形成された構成、すなわち、流路形成基板とノズルプレートとが一体的に形成されたものとしてもよい。このような場合、流路形成基板のノズル開口が開口する液体噴射面Ａに撥液膜２４を有する積層膜２２を形成すればよく、固定板２５０が接着される液体噴射面Ａに非撥液領域２５を形成し、この非撥液領域２５をプライマ処理すればよい。

さらに、上述した実施形態１では、複数のインクジェット式記録ヘッド２を固定板２５０に接着剤４００を介して接着するようにしたが、固定板２５０を設けずに、複数のインクジェット式記録ヘッド２をカバーヘッド２４０に接着するようにしてもよい。すなわち、カバーヘッド２４０がインクジェット式記録ヘッド２の液体噴射面Ａを保持する保持部材としてもよい。勿論、固定板２５０やカバーヘッド２４０などの保持部材に１つのインクジェット式記録ヘッド２を接着するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、撓み振動型の圧電素子３００を有するインクジェット式記録ヘッド２を例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。

なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットを一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニットの製造方法を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。

実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。実施形態１に係るヘッドユニットの組立斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。

符号の説明

Ａ液体噴射面、１インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、２インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、３キャリッジ、１０流路形成基板、１２圧力発生室、１００リザーバ、２１０カートリッジケース、２２０ヘッド本体、２３０ヘッドケース、２４０カバーヘッド、２５０固定板（保持部材）、３００圧電素子、４００、４０１接着剤、４１０〜４１３プライマ残留層、４２０保護膜、４２１テーブル、４３０プライマ液

Claims

液体を噴射するノズル開口が開口する液体噴射面を有する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの前記液体噴射面に接着剤を介して接着される保持部材とを具備する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
前記液体噴射面に撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜が形成された前記液体噴射面の前記保持部材に接着される領域に前記撥液膜が形成されていない非撥液領域を形成する工程と、前記非撥液領域にプライマ液を塗布するプライマ処理工程と、前記液体噴射面の前記非撥液領域に前記保持部材を接着剤を介して接着する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面の全面に亘って下地膜と、該下地膜上に金属アルコキシドからなる分子膜の撥液膜とを形成することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記非撥液領域を形成する工程では、前記液体噴射面の前記下地膜上に設けられた前記分子膜のみを除去することを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記液体噴射ヘッドには、前記ノズル開口が設けられたノズルプレートと、該ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面に接着剤を介して接着される液体流路を有する流路形成基板とを具備し、前記撥液膜を形成する工程では、当該撥液膜を前記ノズルプレートの前記液体噴射面と当該液体噴射面の反対側の面とに形成すると共に、前記非撥液領域を形成する工程では、当該非撥液領域を前記液体噴射面の前記保持部材に接着される領域と、前記液体噴射面とは反対側の面とに形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面のみに下地膜を形成する工程と、前記ノズルプレートの全面に亘って金属アルコキシドからなる分子膜の撥液膜とを形成する工程とを具備し、前記非撥液領域を形成する工程では、前記ノズルプレートの前記液体噴射面の前記下地膜上に設けられた前記分子膜の前記撥液膜と、前記ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面に設けられた前記分子膜の前記撥液膜とを除去することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記プライマ処理工程では、前記プライマ液を、前記ノズルプレートの前記液体噴射面の前記非撥液領域と、前記ノズルプレートの前記液体噴射面とは反対側の面の前記非撥液領域とに塗布することを特徴とする請求項４又は５記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記非撥液領域を形成する工程では、前記液体噴射面に相対向する領域に前記非撥液領域が開口する保護膜を形成する工程と、前記撥液膜を前記保護膜を介してプラズマ処理することにより当該撥液膜を除去して前記非撥液領域を形成する工程とを具備することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
前記保護膜を形成する工程では、テープからなる当該保護膜を前記液体噴射面に貼付することを特徴とする請求項７記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
液体を噴射するノズル開口が開口する液体噴射面を具備する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドの液体噴射面に接着剤を介して接着された保持部材とを具備し、
前記液体噴射面には、撥液膜が設けられていると共に、前記保持部材が接着される領域に前記撥液膜が形成されていない非撥液領域を具備し、前記非撥液領域と前記接着剤との界面には、当該非撥液領域にプライマ残留層が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。