JP2008221653A - ノズル形成部材の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射特性を向上したノズル形成部材の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】液体噴射面Ａに撥液膜２４を形成する工程と、該撥液膜２４が形成された液体噴射面Ａに、撥液膜２４を残す撥液領域２５に保護部材を接着すると共に、ノズル開口２１及びその周縁部に当該保護部材が接着されないようにする工程と、保護部材により覆われていない撥液膜２４を除去して非撥液領域２６を形成する工程と、保護部材を剥離することで撥液領域２５を形成する工程とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体を噴射するノズル開口が形成されたノズル形成部材の製造方法及びノズル形成部材を具備する液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドと、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他の部材に接合される等で用いられる非撥液領域を形成するために、撥液膜を選択的に形成して撥液領域を形成するのは困難である。また、液体噴射面に撥液膜を形成した後、撥液領域を残して非撥液領域を形成するには、例えば、液体噴射面の撥液領域に保護部材を接着し、保護部材により覆われていない撥液膜を除去することにより非撥液領域を形成することができる。このとき、保護部材がノズル開口及びその周縁部に接着されることにより、保護部材を剥離した際に保護部材を接着した際の接着剤の残渣がノズル開口及びその周縁部などに付着し、ノズル開口から液体を噴射した際の液体噴射特性が劣化してしまうという問題がある。

なお、このような問題は、液体噴射ヘッド及び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に限定されず、他の装置で用いられるノズル形成部材においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体噴射特性を向上したノズル形成部材の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドユニットの製造方法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ノズル形成部材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、該撥液膜が形成された前記液体噴射面に、当該撥液膜を残す撥液領域に、前記ノズル開口及びその周縁部に接着されないように保護部材を接着する工程と、前記液体噴射面の前記保護部材以外の領域の前記撥液膜を除去して非撥液領域を形成する工程と、前記保護部材を剥離することで前記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ノズル形成部材の製造方法にある。
かかる態様では、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を容易に且つ確実に形成することができると共に、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、ノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。これにより、ノズル開口から液体を噴射する際の液体噴射特性が劣化するのを防止することができる。

ここで、前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材と前記ノズル開口及びその周縁部との間に空間を画成することで、前記ノズル開口及びその周縁部に前記保護部材が接着されないようにすることが好ましい。これによれば、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、空間によってノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。

また、前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、前記液体噴射面に前記ノズル開口及びその周縁部に相対向する領域に凹部を有するテープ状の当該保護部材を接着することが好ましい。これによれば、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、凹部によってノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。

また、前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材を前記撥液領域の前記非撥液領域との境界側で接着することが好ましい。これによれば、保護部材の接着領域を比較的狭くすることができ、撥液領域に接着剤の残渣が発生するのを防止することができる。これにより、ノズル形成部材の液体噴射面に残留した接着剤の残渣に液体が付着するのを防止することができる。

また、前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材と前記ノズル開口及びその周縁部との間に当該ノズル開口及びその周縁部と接着しないスペーサ部材を介して前記保護部材を前記撥液領域に接着することが好ましい。これによれば、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、スペーサ部材によってノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。

また、前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面に下地膜と、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、撥液性及び耐擦性に優れた撥液膜を形成することができ、従来の撥液膜に比べて薄いにも拘わらず、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。

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形成されたノズル形成部材と、前記ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記態様のノズル形成部材の製造方法によって、前記ノズル形成部材を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を容易に且つ確実に形成することができると共に、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、ノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。これにより、ノズル開口から液体を噴射する際の液体噴射特性が劣化するのを防止した液体噴射ヘッドを製造できる。

ここで、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面とは反対側に、前記圧力発生室を有する流路形成基板を接合する工程をさらに具備し、前記撥液膜を形成する工程では、前記ノズル形成部材に形成すると共に、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所定領域と当該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、ノズル形成部材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形成部材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、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面と当該液体噴射面の反対側の面と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、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面の所定領域の前記下地膜上に設けられた前記分子膜と、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面とは反対側の面に設けられた当該分子膜とを除去することが好ましい。これによれば、ノズル形成部材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、前記非撥液領域を形成する工程の後、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を具備し、前記流路形成基板と前記ノズル形成部材とを接合する工程では、接着剤を介して接着することが好ましい。これによれば、流路形成基板とノズル形成部材との接着前にプライマ処理を行うことで、両者の接着強度をさらに向上させることができる。

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形成されたノズル形成部材を具備する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの前記ノズル形成部材の非撥液領域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であって、上記態様の液体噴射ヘッドの製造方法により形成した前記液体噴射ヘッドの前記液体噴射面の前記非撥液領域に、前記保持部材を接合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、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を容易に且つ確実に形成することができると共に、ノズル形成部材に撥液領域及び非撥液領域を形成するために使用した保護部材を剥離する際に、ノズル開口及びその周縁部に接着剤が残渣として付着するのを確実に防止することができる。これにより、ノズル開口から液体を噴射する際の液体噴射特性が劣化するのを防止した液体噴射ヘッドユニットを製造できると共に、非撥液領域によって保持部材とノズル形成部材との接着強度を向上することができる。

ここで、前記非撥液領域を形成する工程の後、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をさらに具備することが好ましい。これによれば、保持部材とノズル形成部材との接着前にプライマ処理を行うことで、両者の接着強度をさらに向上させることができる。

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（図示なし）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、その一方面には予め熱酸化により形成した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、ノズル開口２１が形成されたノズル形成部材であるノズルプレート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。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４００を介して接着されている。なお、ノズルプレート２０のノズル開口２１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位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、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。そして、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撥液性を有する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、金属アルコキシドの重合した撥液膜２４を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。勿論、「耐擦性」、「撥液性」は劣るが、従来の撥液膜を用いることもできる。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のノズル開口２１が開口する領域を含む中央部は、撥液膜２４が設けられた撥液領域２５となっている。また、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａには、液体噴射面Ａの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２６が形成されている。本実施形態では、非撥液領域２６として、撥液膜２４を設けずに、下地膜２３のみが設けられている。

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２６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が接合されている。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。

本実施形態では、インクジェット式記録ヘッド２は、固定板２５０に接着剤４０１を介して接着されている。すなわち、液体噴射面Ａの非撥液領域２６と固定板２５０との間には接着剤４０１が設けられている。

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４００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２７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２７とした。

このようにノズル形成部材であるノズルプレート２０の非撥液領域２６、２７と、流路形成基板１０及び固定板２５０とを接着剤４００、４０１を介して接着することにより、それぞれの接着強度を向上して剥離等の破壊が発生するのを防止することができる。なお、本実施形態では、詳しくは後述するが、ノズルプレート２０の非撥液領域２６、２７と、これに接着される流路形成基板１０及び固定板２５０との接着領域をプライマ液を塗布するプライマ処理を行ってから接着するようにした。これにより、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、さらに剥離等の破壊が発生するのを確実に防止している。

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の非撥液領域２６に接着剤４０１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１及び図２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、特にノズル形成部材であるノズルプレート２０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に係るノズルプレー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形成部材であるノズルプレート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の下地膜２３上及び下地膜２３が形成されていない領域に亘って撥液膜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、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に保護膜５００（保護部材）を接着する。本実施形態では、一方面に接着剤５０１が設けられたテープ状の保護膜５００を液体噴射面Ａの撥液領域２５となる領域に接着剤５０１を介して貼り付けるようにした。

また、保護膜５００がノズル開口２１及びその周縁部の領域に接着されないようになっている。本実施形態では、保護膜５００のノズル開口２１及びその周縁部の領域に相対向する領域に凹部５０２を設け、この凹部５０２によって保護膜５００とノズル開口２１及びその周縁部との間に空間が画成されるようにした。なお、本実施形態では、保護膜５００に、ノズルプレート２０の各ノズル列２１Ａに対して１つの凹部５０２を設けるようにした。したがって、保護膜５００には、２つの凹部５０２が設けられていることになる。

なお、保護膜５００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。このようなテープ状の保護膜５００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。

次に、図５（ｄ）に示すように、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの余分な撥液膜２４を除去し、撥液領域２５と非撥液領域２６とを形成する。詳しくは、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５１０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５００により覆われていない領域の撥液膜２４のみが除去されて非撥液領域２６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２６は、下地膜２３のみで構成される。

このようにテープ状の保護膜５００を用いることで、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａの撥液領域２５のみを選択的に覆い、非撥液領域２６を選択的に容易に形成することができる。すなわち、保護部材として、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部材では、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２６を容易に形成することができない。

また、ノズルプレート２０の下地膜２３を非撥液領域２６に残すことにより、非撥液領域２６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を撥液領域２５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とは反対側の面に非撥液領域２７を形成する。具体的には、ノズルプレート２０の保護膜５００側の面をテーブル５１０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を除去する。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２７を形成した。

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２６、２７にプライマ液５２０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２６及び液体噴射面Ａとは反対側の面の非撥液領域２７にプライマ液５２０を塗布する。プライマ液５２０の非撥液領域２６、２７への塗布方法は特に限定されず、例えば、非撥液領域２６、２７にプライマ液５２０を噴射や流出させて塗布してもよく、また、プライマ液５２０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５２０を塗布するようにしてもよい。このようなプライマ液５２０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、積層膜２２の撥液膜２４を除去する際に積層膜２２を保護する保護膜５００が、非撥液領域２６、２７のみにプライマ液５２０を塗布する際に積層膜２２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、積層膜２２（撥液領域２５）を保護部材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、積層膜２２の非撥液領域２６の撥液膜２４を除去する保護膜５００（保護部材）とは別に、プライマ処理を行う際に積層膜２２を保護する保護部材を形成するようにしてもよい。

次に、図６（ｃ）に示すように、ノズルプレート２０から保護膜５００を剥離する。ここで、保護膜５００は、ノズルプレート２０のノズル開口２１及びその周縁部に直接接着しないように設けられているため、保護膜５００を剥離した際の接着剤５０１がノズル開口２１に付着して接着剤５０１による残渣が発生するのを防止することができる。すなわち、保護膜５００をノズル開口２１及びその周縁部に接着すると、保護膜５００を撥液領域２５から剥離した際に、保護膜５００を接着していた接着剤５０１がノズル開口２１及びその周縁部に付着し、この接着剤５０１の残渣によってノズル開口２１からインクを吐出した際のインク吐出特性（液体噴射特性）が劣化してしまう。本発明では、保護膜５００をノズル開口２１及びその周縁部に接着しないようにしたため、保護膜５００を剥離した際の接着剤５０１がノズル開口２１に付着して接着剤５０１による残渣が発生するのを防止することができ、これにより、残渣によるインク吐出特性（液体噴射特性）が劣化するのを確実に防止することができる。

このようにノズル形成部材であるノズルプレート２０を形成した後は、上述したように、ノズルプレート２０の非撥液領域２７を流路形成基板１０に接着剤４００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２６に固定板２５０を接着剤４０１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５２０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。このように、ノズルプレート２０の非撥液領域２６、２７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するのを確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１及びその周縁部に保護膜５００を接着しないようにしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、保護膜５００Ａに２つのノズル列２１Ａを覆う比較的大きな１つの凹部５０２Ａを設け、保護膜５００Ａが撥液領域２５の非撥液領域２６との境界部分にのみ接着されるようにしてもよい。このような構成にすれば、ノズルプレート２０のノズル開口２１だけではなく、他の撥液領域２５にも保護膜５００Ａを剥離した際に接着剤５０１が残留した残渣が発生するのを防止することができる。ちなみに、ノズルプレート２０の他の撥液領域２５に接着剤５０１の残渣が発生すると、インクジェット式記録ヘッドユニット１のノズル開口２１のクリーニングやヘッド内部へのインクの充填を行うために、液体噴射面Ａをキャップ部材で覆った際に、キャップ部材が接着剤５０１の残渣に当接することによってインクが残留し、残留したインクの粘度が増大する。また、キャップ部材が残渣を挟み込み、キャップ空間を封止することができなくなって吸引不良となる可能性がある。そして、液体噴射面Ａをクリーニングするためにブレード等でワイピングすると、液体噴射面Ａの増粘したインクがノズル開口２１に付着して、インク吐出特性（液体噴射特性）が劣化してしまう。これに対して、図７に示すように、保護膜５００Ａの接着面積を狭くして、且つ接着領域を撥液領域２５と非撥液領域２６との境界とすることで、保護膜５００を剥離した際に接着剤５０１が残留した残渣が発生するのを防止することができ、インク吐出特性（液体噴射特性）が劣化するのを確実に防止することができる。

また、保護部材は、直接、ノズル開口２１及びその周縁部に接着されないようになっていれば、上述した保護膜５００，５００Ａなどの構成に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、保護膜５００Ｂをノズルプレート２０の液体噴射面Ａに接着する際に、ノズル開口２１及びその周縁部上にスペーサ部材５０３を載置し、このスペーサ部材５０３を介して保護膜５００Ｂを液体噴射面Ａに接着剤５０１を介して接着するようにしてもよい。すなわち、保護膜５００Ｂを接着する接着剤５０１は、スペーサ部材５０３上に接着するため、ノズルプレート２０のノズル開口２１及びその周縁部に直接接着されない。このような構成であっても、上述した保護膜５００、５００Ａと同様の効果を奏することができる。

（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の全面に渡って撥液膜を形成し、撥液膜を残したい領域を保護膜等の保護部材で保護した後、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撥液領域と非撥液領域とを形成すればよい。

また、上述した実施形態１では、ノズルプレート２０と流路形成基板１０及び固定板２５０とを接着剤４００、４０１を介して接合したものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ノズルプレート２０と流路形成基板１０及び固定板２５０とを接着剤を介さない接合方法により接合してもよい。ノズルプレート２０と流路形成基板１０及び固定板２５０とを接着剤を介さない接合方法により接合する方法としては、例えば、陽極接合や加熱接合などが挙げられる。

さらに、上述した実施形態１では、インクジェット式記録ヘッド２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、インクジェット式記録ヘッドとして、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ノズル形成部材であってもよい。

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４０１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を接合するようにしてもよい。

そして、上述した実施形態１では、固定板２５０やカバーヘッド２４０などの保持部材が、ノズルプレート２０の非撥液領域２６と接着するようにしたが、この際に当該保持部材がノズルプレート２０の撥液領域２５にかかるように形成されていても良い。これは、例えば、保持部材とノズルプレート２０との接着ずれなどによって、ノズルプレート２０の非撥液領域２６が保持部材に形成された露出開口部から露出されるのを防ぐためである。

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一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド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。

また、液体噴射ヘッドに用いられるノズル形成部材を一例として説明したが、本発明は、広く液体を噴射するノズル開口が設けられたノズル形成部材の製造方法を対象としたものである。

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に係るノズルプレートの製造方法を示す断面図である。 実施形態１に係るノズルプレートの製造方法を示す断面図である。 実施形態１に係るノズルプレートの製造方法の他の例を示す断面図である。 実施形態１に係るノズルプレートの製造方法の他の例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）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート（ノズル形成部材）、 ２１ ノズル開口、 ２２ 積層膜、 ２３ 下地膜、 ２４ 撥液膜、 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、 ５００、５００Ａ、５００Ｂ 保護膜、 ５０１ 接着剤、 ５０２、５０２Ａ 凹部、 ５０３ スペーサ部材、 ５１０ テーブル、 ５２０ プライマ液

Claims (13)

1. 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ノズル形成部材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、
   該撥液膜が形成された前記液体噴射面に、当該撥液膜を残す撥液領域に、前記ノズル開口及びその周縁部に接着されないように保護部材を接着する工程と、
   前記液体噴射面の前記保護部材以外の領域の前記撥液膜を除去して非撥液領域を形成する工程と、前記保護部材を剥離することで前記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ノズル形成部材の製造方法。
2. 前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材と前記ノズル開口及びその周縁部との間に空間を画成することで、前記ノズル開口及びその周縁部に前記保護部材が接着されないようにすることを特徴とする請求項１記載のノズル形成部材の製造方法。
3. 前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、前記液体噴射面に前記ノズル開口及びその周縁部に相対向する領域に凹部を有するテープ状の当該保護部材を接着することを特徴とする請求項２記載のノズル形成部材の製造方法。
4. 前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材を前記撥液領域の前記非撥液領域との境界側で接着することを特徴とする請求項３記載のノズル形成部材の製造方法。
5. 前記液体噴射面に前記保護部材を接着する工程では、当該保護部材と前記ノズル開口及びその周縁部との間に当該ノズル開口及びその周縁部と接着しないスペーサ部材を介して前記保護部材を前記撥液領域に接着することを特徴とする請求項１記載のノズル形成部材の製造方法。
6. 前記撥液膜を形成する工程では、前記液体噴射面に下地膜と、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１〜５の何れか一項に記載のノズル形成部材の製造方法。
7. 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６記載のノズル形成部材の製造方法。
8. 液体を噴射するノズル開口が形成されたノズル形成部材と、前記ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   請求項１〜７の何れか一項に記載のノズル形成部材の製造方法によって、前記ノズル形成部材を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
9. 前記ノズル形成部材の前記液体噴射面とは反対側に、前記圧力発生室を有する流路形成基板を接合する工程をさらに具備し、前記撥液膜を形成する工程では、前記ノズル形成部材に形成すると共に、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所定領域と当該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８記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
10. 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、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面と当該液体噴射面の反対側の面と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、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面の所定領域の前記下地膜上に設けられた前記分子膜と、前記ノズル形成部材の前記液体噴射面とは反対側の面に設けられた当該分子膜とを除去することを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
11. 前記非撥液領域を形成する工程の後、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を具備し、前記流路形成基板と前記ノズル形成部材とを接合する工程では、接着剤を介して接着することを特徴とする請求項９又は１０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
12. 液体を噴射するノズル開口が形成されたノズル形成部材を具備する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの前記ノズル形成部材の非撥液領域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であって、
    請求項８〜１１の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法により形成した前記液体噴射ヘッドの前記液体噴射面の前記非撥液領域に、前記保持部材を接合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。
13. 前記非撥液領域を形成する工程の後、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をさらに具備することを特徴とする請求項１２記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。

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