JP2006181725A - 成膜方法、液体供給ヘッドおよび液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基材に設けられた貫通孔の内周面の局所領域に、簡易な工程・設備を用いながら、低コストで膜を形成することができる成膜方法、かかる成膜方法により形成された撥液膜を備える液体供給ヘッド、この液体供給ヘッドを備えた液体供給装置を提供すること。
【解決手段】本発明の成膜方法は、ノズル板２のインク吐出口２１１側の面２２と、ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａとに連続して形成された撥液膜７を、ノズル孔２１の内周面２１２およびノズル板２のほぼ全面に被加工膜を形成する工程と、ノズル孔２１内に紫外線吸収性を有するマスク材を充填する工程と、ノズル板２の上面２３側から紫外線照射を行って、マスク材を透過する際の紫外線の減衰およびマスク材の有無を利用して、紫外線により照射された被加工膜を除去して撥液膜７を得る工程と、ノズル孔２１内に残存するマスク材を除去する工程とにより形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜方法、液体供給ヘッドおよび液体供給装置に関するものである。

インクジェットヘッド（液体供給ヘッド）は、微細なノズル孔が微小間隔を隔てて複数形成されたノズル板を有し、ノズル孔の一方の開口（インク吐出口）からインク滴を吐出させ、印刷紙に着弾させることによって印刷を行う。
このようなインクジェットヘッドでは、ノズル板のインク吐出口側の面にインクが付着すると、その後に吐出されたインクの噴出軌道が、付着したインクの表面張力や粘性等の影響を受けて曲げられてしまい、所定の位置にインクが着弾できないという問題が生じる。
このため、ノズル板のインク吐出口側の面と、ノズル孔の内周面のインク吐出口近傍に、フッ素系樹脂等で構成される撥液膜を形成することが行われている。

このような撥液膜の形成は、例えば、次のようにして行われる（例えば、特許文献１参照。）。
まず、ノズル板を用意し、そのインク吐出口と反対側の面に、光により硬化する感光性樹脂フィルムをラミネートする。
次に、この感光性樹脂フィルムを、圧力を加えつつ加熱する。これにより、ノズル板の裏面に感光性樹脂フィルムが熱圧着されるとともに、ノズル孔に対応する部分の感光性樹脂フィルムの一部が、ノズル孔内に入り込む。

次に、紫外線を照射し、感光性樹脂フィルムを硬化させる。
次に、ノズル板を、例えば、ニッケルイオンとフッ素系樹脂とを電荷により分散させた電解溶液中に浸漬し、攪拌する。これにより、ノズル板の感光性樹脂フィルムで覆われていない部分、すなわち、ノズル板のインク吐出口側の面と、ノズル孔の内周面のインク吐出口近傍に共析メッキ層が形成される。
次に、感光性樹脂フィルムを、溶媒により溶解除去した後、共析メッキ層を構成するフッ素系樹脂の融点以上の温度で、ノズル板を加熱する。

以上の工程により、ノズル板のインク吐出口側の面と、ノズル孔の内周面のインク吐出口近傍に撥液膜が形成される。
しかしながら、以上のような撥液膜の形成方法では、撥液膜を形成しない領域を、感光性樹脂フィルムを使用するため、撥液膜を形成するための工程の他に、感光性樹脂フィルムをノズル板に熱圧着する工程、感光性樹脂フィルムを硬化させる工程や、感光性樹脂フィルムを溶解除去する工程を行わなければならない。
これらの工程は、複雑であり、また、各工程を行うための設備が必要となる。しかも、感光性樹脂フィルム自体が高価であり、このようなことから、製造コストがかかるといった問題がある。

特開平７−１２５２２０号公報

本発明の目的は、基材に設けられた貫通孔の内周面の局所領域に、簡易な工程・設備を用いながら、低コストで膜を形成することができる成膜方法、および、かかる成膜方法により形成された撥液膜を備える液体供給ヘッド、および、この液体供給ヘッドを備えた液体供給装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基材に設けられた貫通孔の内周面の、一端から他端に向かう所定長さの局所領域に膜を形成する成膜方法であって、
前記貫通孔の内周面の前記局所領域を含む領域に、前記膜を得るための被加工膜を形成する第１の工程と、
前記貫通孔内に、紫外線吸収性を有するマスク材を充填する第２の工程と、
前記貫通孔の他端側から、前記基材に対して紫外線照射を行って、前記マスク材を透過する際の前記紫外線の減衰、または、該減衰および前記マスク材の有無を利用して、前記紫外線により照射された前記被加工膜を除去することにより、前記局所領域に存在する前記被加工膜を残して前記膜を得る第３の工程と、
前記貫通孔内に残存する前記マスク材を除去する第４の工程とを有することを特徴とする。
これにより、基材に設けられた貫通孔の内周面の局所領域に、簡易な工程・設備を用いながら、低コストで膜を形成することができる。

本発明の成膜方法では、前記第１の工程において、前記被加工膜を、前記膜の構成材料を含有する液体を用いて形成することが好ましい。
かかる方法（液相成膜）によれば、被加工膜を容易かつ確実に形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記第３の工程において、前記紫外線照射を、大気圧下で行うことが好ましい。
これにより、減圧ポンプが不要となるので、膜の製造コストの削減に有利となる。

本発明の成膜方法では、前記第３の工程において、前記紫外線照射を、窒素ガス雰囲気で行うことが好ましい。
これにより、雰囲気中の水蒸気に紫外線が吸収され、減衰するのを防止することができる。その結果、被加工膜を基材の各部において均一に（ムラなく）分解・除去することができる。
本発明の成膜方法では、前記第３の工程において、前記紫外線照射を、前記紫外線を照射する紫外線照射手段と前記基材とを、１〜５０ｍｍ離間させた状態で行うことが好ましい。
これにより、被加工膜の分解効率（処理効率）をより高めることができる。

本発明の成膜方法では、前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。
このような波長の紫外線を用いることにより、被加工膜をより確実に分解・除去することができる。
本発明の成膜方法では、前記紫外線の照度は、１〜５０Ｗ／ｃｍ^２であることが好ましい。
これにより、被加工膜をより効率よく分解・除去することができる。

本発明の成膜方法では、前記マスク材は、前記紫外線照射により、実質的に変質しないものであることが好ましい。
これにより、被加工膜の不要部分の除去をより容易かつ確実に行うことができる。
本発明の成膜方法では、前記マスク材は、揮発除去されるものであることが好ましい。
これにより、第４の工程において、マスク材の除去を、簡易な設備を使用して低いコストで行うことができる。

本発明の成膜方法では、前記マスク材は、水を主成分とする洗浄液により洗浄除去されるものであることが好ましい。
これにより、第４の工程において、マスク材の除去を、簡易な設備を使用して低いコストで行うことができる。
本発明の成膜方法では、前記マスク材は、水を主成分とするものであることが好ましい。
このものは、透過する紫外線を比較的容易に吸収して減衰させ易く、特に、安価かつ入手が容易であり、また、容易に揮発除去し得ることから好ましい。
本発明の成膜方法では、前記マスク材は、水溶性高分子を主成分とするものであることが好ましい。
このものは、透過する紫外線を比較的容易に吸収して減衰させ易く、これをノズル孔内から除去する際には、比較的容易に除去可能であることから好ましい。

本発明の成膜方法では、前記貫通孔の一端側の開口面積（平均）は、７５〜７５００００μｍ^２であることが好ましい。
このような極小の貫通孔の内周面に膜を形成する場合に、本発明の成膜方法を適用するのが好適である。これにより、貫通孔の内周面の局所領域に、膜を容易かつ確実に形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記第１の工程において、前記被加工膜を、前記貫通孔の内周面および前記基材の表面に形成し、前記膜を前記貫通孔の内周面の前記局所領域と、前記基材の前記貫通孔の一端側の面とに連続して形成することが好ましい。

本発明の液体供給ヘッドは、液体が通過する流路が設けられ、該流路の一方の開口が前記液体を排出する排出口を構成するヘッド本体と、
本発明の成膜方法により、前記流路の内周面の排出口近傍の局所領域と、前記ヘッド本体の前記排出口側の面とに連続して形成された撥液膜とを備えることを特徴とする。
これにより、液体を目的の箇所に確実かつ均一に供給し得る液体供給ヘッドが得られる。
本発明の液体供給ヘッドでは、前記液体を前記排出口から液滴として吐出可能な液滴吐出手段を備えることが好ましい。
本発明の液体供給装置は、本発明の液体供給ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、液体を目的の箇所に確実かつ均一に供給し得る液体供給装置が得られる。

以下、本発明の成膜方法、液体供給ヘッドおよび液体供給装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の液体供給ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の実施形態について説明する。なお、インクジェットヘッドとして、本実施形態では静電駆動方式を採用するものを例に説明するが、これに限定されず、例えば、圧電駆動方式等の他の駆動方式を採用するものであってもよい。

図１は、本発明の液体供給ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の実施形態を示す縦断面図である。
なお、図１は、通常使用される状態とは、上下逆に示されている。また、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１に示すインクジェットヘッド１は、静電駆動方式のインクジェットヘッドである。

このインクジェットヘッド１は、ノズル板２、キャビティ板３および電極板４とで構成されるヘッド本体を有しており、キャビティ板３を挟むようにしてノズル板２と電極板４が配置されている。
キャビティ板３には、複数の段差が設けられ、ノズル板２とキャビティ板３との間に空隙５が画成（形成）されている。
この空隙５は、各々区切られた複数のインク吐出室５１と、インク吐出室５１の後部に設けられたオリフィス５２と、各インク吐出室５１にインクを供給する共通のリザーバ５３とを有しており、リザーバ５３の下部には、インク取込口５４が設けられている。

キャビティ板３のインク吐出室５１に対応する部分は、薄肉とされており、インク吐出室５１の圧力を変動させる振動板３１として機能する。
また、ノズル板２には、インク吐出室５１に連通する、複数のノズル孔（貫通孔）２１が形成されている。各ノズル孔２１は、それぞれ、インク吐出室５１に供給されたインク（液体）が通過する流路を構成する。

また、このノズル孔２１の上方（一方）の開口は、インクをインク滴（液滴）６として吐出（排出）するインク吐出口（排出口）２１１を構成する。
そして、このノズル板２には、インク吐出口２１１側の面２２と、ノズル孔２１の内周面２１２のインク吐出口２１１の近傍の局所領域、すなわち、ノズル孔２１の内周面２１２の、上端（一端）から下端（他端）に向かう所定長さ（所定深さ）の局所領域２１２ａとに連続して、撥液膜７が形成されている。

この撥液膜７は、ノズル板２の表面よりも、インクに対して高い撥液性（例えば、接触角が９０°以上）を示す膜である。インクとして水溶性のものを使用する場合には、ノズル板２の表面よりも撥水性の高い膜が形成され、インクとして疎水性（親油性）のものを使用する場合には、ノズル板２の表面よりも親水性の高い膜が形成される。
この撥液膜７が形成されていることにより、インク吐出口２１１の周囲にインクが付着するのが防止され、インク滴６が、ノズル孔２１の軸線方向と略一致するように安定に噴出される。

撥液膜７として撥水性膜を形成する場合、これは、例えば、フルオロアルキル基、アルキル基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基等の撥水性官能基を有する各種カップリング剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、パーフロロアルキルエーテルのようなフッ素系樹脂、シリコーン樹脂等の各種撥水性樹脂材料等を用いて形成することができる。
なお、撥水性膜の構成材料の市販品としては、例えば、オプツールＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）等を用いることができる。

一方、撥液膜７として親水性膜を形成する場合、これは、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の親水性官能基を有する各種カップリング剤、ポリビニルアルコール等の各種親水性樹脂材料等を用いて形成することができる。
なお、これらは、撥水性膜または親水性膜を形成するための代表的な材料の例示であり、前記材料により形成された膜には、撥水性および親水性の双方の性質を示すものもある。

撥液膜７の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜２０μｍ程度であるのが好ましく、０．０１〜０．３μｍ程度であるのがより好ましい。
このような撥液膜７の形成に、本発明の成膜方法が適用される。なお、撥液膜７の形成方法（本発明の成膜方法）については後述する。
また、インク吐出口２１１（ノズル孔２１の一端側の開口）の開口面積（平均）は、特に限定されないが、７５〜７５００００μｍ^２程度であるのが好ましく、３００〜８０００μｍ^２程度であるのがより好ましい。このような細径のノズル孔２１の内周面２１２に撥液膜７を形成する場合に、本発明の成膜方法を適用するのが好適である。これにより、ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａに、撥液膜７を容易かつ確実に形成することができる。

電極板４は、キャビティ板３のノズル板２と反対側の面に接合されている。
電極板４は、振動板３１と対向する部分に凹部が形成されており、振動板３１との間に振動室８が形成されている。この振動室８の下面には、振動板３１に対向する各々の位置に個別電極８１が設けられている。
このインクジェットヘッド１では、振動板３１、振動室８および個別電極８１により、静電アクチュエータ（液滴吐出手段）が構成されている。

このようなインクジェットヘッド１では、発信回路により、個別電極８１にパルス電圧を印加すると、個別電極８１の表面がプラスに帯電し、それに対応する振動板３１の下面がマイナス電位に帯電する。これにより発生する静電気の吸引作用によって、振動板３１は下方へ撓む。
この状態で、パルス電圧をＯＦＦすると、個別電極８１と振動板３１に蓄えられた電荷を急激に放電し、振動板３１自体の弾性力で振動板３１は、ほぼ元の形状に復元する。
このとき、インク吐出室５１内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２１より記録紙（記録用紙Ｐ）に向けてインク滴６が吐出される。
そして、振動板３１が再び下方へ撓むことにより、インクがリザーバ５３よりオリフィス５２を通じてインク吐出室５１内に補給される。

このようなインクジェットヘッド１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図２〜図６は、それぞれ、図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図であり、図２は、インクジェットヘッドが備えるノズル板の上面図、図３〜図６は、それぞれ、ノズル板の図１中のＡ−Ａ線縦断面図である。また、図５には、紫外線照射装置の一例を模式的に示してある。
なお、図３〜図６は、いずれも、図１に示すノズル板とは上下が逆に示されている。また、以下では、説明の便宜上、図３〜図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図３〜図６に示すインクジェットヘッドの製造方法は、［１］被加工膜形成工程、［２］マスク材充填工程、［３］不要部分除去工程、［４］マスク材除去工程、［５］基板接合工程とを有しており、このうち、工程［１］〜［４］に、本発明の成膜方法が適用されている。
以下、各工程について、順次説明する。

［１］被加工膜形成工程（第１の工程）
まず、図２および図３に示すように、ノズル孔２１が微小間隔を隔てて複数形成されたノズル板（基材）２を用意する。
ノズル板２としては、例えば、金属、セラミックス、シリコン、ガラス、プラスチック等で構成されたものを用いることができる。このうち、特にチタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、金等の金属、またはニッケル−リン合金、スズ−銅−リン合金（リン青銅）、銅−亜鉛合金、ステンレス鋼等の合金、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等で構成されたものを用いるのが好ましい。

次いで、図４（ａ）に示すように、ノズル孔２１の内周面２１２のほぼ全面（局所領域２１２ａを含む（包含する）領域）およびノズル板２の表面に、撥液膜７を得るための被加工膜７０を形成する。
この被加工膜７０の不要部分を、後工程［３］において除去することにより、撥液膜７が得られる。

被加工膜７０は、例えば、前述したような撥液膜７の構成材料を含有する液体をノズル板２に接触させる方法、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法等により形成することができる。
この中でも、被加工膜７０は、特に、撥液膜７の構成材料を含有する液体をノズル板２に接触させる方法（液相成膜）により形成するのが好ましい。かかる方法によれば、被加工膜７０を容易かつ確実に形成することができる。
また、この場合、ノズル板２と前記液体との接触は、例えば、前記液体にノズル板２を浸漬する方法（浸漬法）、前記液体をノズル板２に塗布する方法（塗布法）、前記液体をノズル板２にシャワー状に供給する方法等により行うことができる。

［２］マスク材充填工程（第２の工程）
次に、被加工膜７０が形成されたノズル板２のノズル孔２１内に、紫外線吸収性を有するマスク材９を充填（供給）する。
まず、図４（ｂ）に示すように、被加工膜７０が形成されたノズル板２のインク吐出口２１１側（ノズル孔２１の一端側）の面２２に、シート材１０を着脱可能に装着する。これにより、ノズル孔２１のインク吐出口２１１が閉塞される。

次いで、このノズル板２を、シート材１０側を下方にして、紫外線照射装置１００の基板載置用ステージ１０２に載置する。この紫外線照射装置１００の構成については後述する。
なお、シート材１０を省略して、ノズル板２のインク吐出口２１１側の面を、紫外線照射装置１００の基板載置用ステージ１０２に、直接、吸着等させることにより、インク吐出口２１１を閉塞するようにしてもよい。ノズル板２を基板載置用ステージ１０２に吸着させる場合、基板載置用ステージ１０２としては、静電吸着機構や磁気吸着機構等のノズル板２を吸着する機構を有するものが用いられる。
なお、用いるマスク材９の粘度が高い等の理由により、ノズル孔２１のインク吐出口２１１側（一端側）にまでマスク材９を充填し難い場合には、ノズル孔２１内にマスク材９を充填した後に、シート材１０の装着または基板載置用ステージ１０２への吸着を行うようにしてもよい。

次いで、図４（ｃ）に示すように、ノズル孔２１の上端（他端）からマスク材９を注入して、ノズル孔２１内にマスク材９を充填する。
本実施形態では、局所領域（特定領域）２１２ａを含む（包含する）領域の被加工膜７０を覆うように（図示の例では、ノズル孔２１の内周面２１２の所定領域２１２ａより若干広い領域を覆うように）、マスク材９を充填する。
なお、マスク材９の種類によっては、マスク材９を、ノズル孔２１内のほぼ全てを埋めるように充填してもよい。

マスク材９は、次工程［３］において紫外線照射により、若干変質するようなもまのであってもよいが、実質的に変質しないものが好ましい。これにより、被加工膜７０の不要部分の除去をより容易かつ確実に行うことができる。
また、マスク材９としては、例えば、揮発除去されるもの、水系洗浄液（水を主成分とする洗浄液）や有機溶剤により洗浄除去されるもの等が挙げられるが、揮発除去されるもの、水系洗浄液により洗浄除去されるものが好ましい。マスク材９として、これらのものを用いることにより、後工程［４］において、マスク材９の除去を、簡易な設備を使用して低いコストで行うことができる。

揮発除去されるマスク材９としては、例えば、水、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等の液状のものを用いることができる。

これらのマスク材９は、被加工膜７０（撥液膜７）の構成材料の種類に応じて、すなわち、被加工膜７０を膨潤または溶解し難いものを選択するようにすればよい。
なお、前述したものの中でも、揮発除去されるマスク材９としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、純水、超純水、ＲＯ水等の各種水を主成分とするものが好適である。これらのものは、透過する紫外線を比較的容易に吸収して減衰させ易く、特に、安価かつ入手が容易であり、また、容易に揮発除去し得ることから好ましい。

一方、水系洗浄液により洗浄除去されるマスク材９としては、水溶性高分子および水溶性低分子のいずれも用いることができるが、水溶性高分子を主成分とする固形状のものが好適である。このマスク材９は、透過する紫外線を比較的容易に吸収して減衰させ易く、これをノズル孔２１内から除去する際には、比較的容易に除去可能であることから好ましい。

この水溶性高分子としては、例えば、デンプン、コラーゲン、セルロース、結晶セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボシキシメチルセルロースまたはその塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、アルキル変性カルボキシビニルポリマー、アクリル酸メタアクリル酸アルキル共重合体、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ムチン、デルマタン硫酸、ヘパリン、ケラタン硫酸のようなムコ多糖類またはその塩、アルギン酸またはその塩、アラビアゴム、寒天、プルラン、カラギーナン、ローカストビーンガム、キサンタンガム、キチン、加水分解キチン、ゼラチン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

マスク材９をノズル孔２１内に充填（供給）する方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法等が挙げられる。かかる方法によれば、マスク材９をノズル孔２１内に確実に（選択的に）充填することができる。
なお、この場合、液状のマスク材９に場合には、マスク材９をそのまま、また、固形状のマスク材９の場合には、マスク材９を含む溶液または分散液を調整して用いるようにすればよい。

［３］不要部分除去工程（第３の工程）
次に、インク吐出口２１１と反対側（ノズル孔２１の他端側）から、ノズル板２に対して紫外線照射を行う。
ここで、被加工膜７０の除去に用いる紫外線照射装置の一例を、図５に示す。
図５に示す紫外線照射装置１００は、チャンバー１０１内に、ノズル板２が載置される基板載置用ステージ１０２と、微小領域に紫外線１０４を照射する紫外線照射ヘッド（紫外線照射手段）１０３が設置されて構成されている。

紫外線照射ヘッド１０３は、基板載置用ステージ１０２に載置されたノズル板２との間で一定の間隔を保持するように支持され、ノズル板２の上面２３に対して略平行な方向に移動操作し得るようになっている。
この紫外線照射装置１００によって、ノズル板２の上面２３と、ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａ以外の領域２１２ｂとに形成された被加工膜７０を除去するには、紫外線照射ヘッド１０３をＯＮ状態とし、ノズル板２の上面２３に対して略平行に走査する。

図５に示すように、紫外線照射ヘッド１０３から、ノズル板２の上面２３に紫外線１０４が照射されると、紫外線１０４により、ノズル板２の上面２３に形成された被加工膜７０が分解・除去される。
また、図６（ａ）に示すように、ノズル孔２１内に紫外線１０４が照射されると、マスク材９から露出した（マスク材９が存在しない領域の）被加工膜７０は、紫外線１０４に直接曝されることにより分解され、ノズル孔２１の内周面２１２から除去される。

また、このとき、紫外線１０４の一部は、マスク材９の上端付近を透過し、この部分に存在する被加工膜７０も分解・除去するが、マスク材９を透過するうちに徐々にマスク材９に吸収されて減衰し、マスク材９の下端側に存在する被加工膜７０を分解することができなくなる。
そして、このような紫外線１０４の照射を一定時間継続することにより、局所領域２１２ａに存在する被加工膜７０を残して、これより上側の領域２１２ｂに形成された被加工膜７０が除去される。

このような紫外線照射を、ノズル板２の上面２３全体と、各ノズル孔２１に対して施すことにより、図６（ｂ）に示すように、ノズル板２のインク吐出口２１１側の面２２および側面２４と、各ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａとに形成された被加工膜７０を残して、不要な被加工膜７０が除去される。これにより、撥液膜７が得られる。
また、ノズル孔２１の内周面２１２には、その長手方向に、撥液膜７が存在し、インクに対する濡れ性の低い撥液性領域と、撥液膜７が存在せず（被加工膜７０が除去され）、インクに対する濡れ性の高い親液性領域とが形成される。本実施形態では、本工程［３］におけるマスク材９の種類、紫外線１０４の波長、紫外線１０４の照度、紫外線１０４の照射時間（紫外線照射ヘッド１０３の走査速度）等を適宜組み合わせて調整することにより、撥液性領域と親液性領域との境界位置を任意に設定することができる。
なお、必要に応じて、ノズル板２の側面２４に形成された被加工膜７０も除去するようにしてもよい。

この紫外線照射に用いられる紫外線１０４の波長は、２５０ｎｍ以下であるのが好ましく、２００ｎｍ以下であるのがより好ましい。このような波長の紫外線１０４を用いることにより、被加工膜７０をより確実に分解・除去することができる。
なお、被加工膜７０（撥液膜７）の構成材料として、オプツールＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）を用いる場合には、１７２ｎｍの波長の紫外線１０４が好適に用いられる。また、この場合、マスク材９には、水を主成分とするものが好適に用いられる。

紫外線１０４の照度は、１〜５０Ｗ／ｃｍ^２程度であるのが好ましく、５〜２５Ｗ／ｃｍ^２程度であるのがより好ましい。これにより、被加工膜７０をより効率よく分解・除去することができる。
また、紫外線照射ヘッド１０３の走査速度は、１〜２５ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのがより好ましい。
紫外線照射ヘッド１０３とノズル板２との離間距離（図５中、Ｇ）は、１〜５０ｍｍ程度であるのが好ましく、１〜３０ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、被加工膜７０の分解効率（処理効率）をより高めることができる。

チャンバー１０１内の雰囲気圧力は、大気圧であってもよく、減圧状態であってもよいが、大気圧とするのが好ましい。すなわち、紫外線照射は、大気圧下で行うのが好ましい。これにより、減圧ポンプが不要となるので、ノズル板２の製造コストの削減、ひいては、インクジェットヘッド１の製造コストの削減に有利となる。
また、チャンバー１０１内の雰囲気は、例えば、大気や、窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気等のいずれであってもよいが、窒素ガス雰囲気や不活性ガス雰囲気のように、水蒸気を殆ど含まないか、水蒸気量の極めて少ない雰囲気が好ましい。これにより、雰囲気中の水蒸気に紫外線１０４が吸収され、減衰するのを防止することができる。その結果、被加工膜７０をノズル板２の各部において均一に（ムラなく）分解・除去することができる。
中でも、雰囲気としては、特に、窒素ガス雰囲気が好ましい。窒素ガスは、入手が容易で、かつ、安価であることから好ましい。

［４］マスク材除去工程（第４の工程）
次に、ノズル板２を基板載置用ステージ１０２から取り外し、シート材１０をノズル板から剥離する。そして、図６（ｃ）に示すように、ノズル孔２１の内部に残存するマスク材９を除去する。
マスク材９の除去方法は、特に制限されないが、例えば、マスク材９として、液状のものを用いた場合には、室温または加熱により揮発除去する方法や、洗浄液により洗浄除去する方法、また、マスク材９として水溶性高分子を用いた場合には、水系洗浄液（水を主成分とする洗浄液）により洗浄除去する方法等を用いることができる。

なお、マスク材９の除去方法は、マスク材９の種類に応じて、適宜設定するようにすればよい。例えば、マスク材９が水への溶解性が低い樹脂材料を主成分とするものである場合、マスク材９の除去には、被加工膜７０（撥液膜７）を溶解または膨潤することなく、前記樹脂材料を溶解可能な有機溶剤を用いることができる。
以上のようにして、ノズル板２の所定の領域に撥液膜７が形成される。
このようにして撥液膜７を形成すれば、感光性樹脂材料（レジスト材料）のような高価な材料を用いることを要しないので、撥液膜７の形成に要するコストを大幅に低減することができる。また、複数のノズル孔２１内に、一括で均一に撥液膜７を形成することができる。

なお、本実施形態では、マスク材９による紫外線１０４の減衰およびマスク材９の有無を利用して、ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａに撥液膜７を形成する場合について示したが、本発明では、マスク材９による紫外線１０４の減衰を主に利用して、ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａに撥液膜７を形成することもできる。
これは、紫外線１０４とマスク材９とを、紫外線１０４のマスク材９に対する透過性が比較的高くなるように組み合わせて用い、ノズル孔２１内のほぼ全てを埋めるようにマスク材９を充填することにより行うことができる。

［５］基板接合工程
次に、予め作製しておいたキャビティ板３および電極板４を用意する。
そして、ノズル板２の上面（インク吐出口２１１と反対側の面）２３と、キャビティ板３の段差が形成された側の面とを接合する。
また、電極板４の個別電極８１側の面と、キャビティ板３の振動板３１側の面とを接合する。
以上の工程を経て、インクジェットヘッド１が製造される。

このようなインクジェットヘッド１は、図７に示すようなインクジェットプリンタ（本発明の液体供給装置）に搭載される。
図７は、本発明の液体供給装置を適用したインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
図７に示すインクジェットプリンタ９００は、装置本体９２０を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７０とが設けられている。

操作パネル９７０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体９２０の内部には、主に、往復動するヘッドユニット９３０を備える印刷装置（印刷手段）９４０と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置９４０に送り込む給紙装置（給紙手段）９５０と、印刷装置９４０および給紙装置９５０を制御する制御部（制御手段）９６０とを有している。

制御部９６０の制御により、給紙装置９５０は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット９３０の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット９３０が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット９３０の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。

印刷装置９４０は、ヘッドユニット９３０と、ヘッドユニット９３０の駆動源となるキャリッジモータ９４１と、キャリッジモータ９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３０を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３０は、その下部に、多数のノズル孔２１（インク吐出口２１１）を備えるインクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ９３１と、インクジェットヘッド１およびインクカートリッジ９３１を搭載したキャリッジ９３２とを有している。
なお、インクカートリッジ９３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。

往復動機構９４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸９４３と、キャリッジガイド軸９４３と平行に延在するタイミングベルト９４４とを有している。
キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４４の一部に固定されている。

キャリッジモータ９４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト９４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４３に案内されて、ヘッドユニット９３０が往復動する。そして、この往復動の際に、インクジェットヘッド１から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
給紙装置９５０は、その駆動源となる給紙モータ９５１と、給紙モータ９５１の作動により回転する給紙ローラ９５２とを有している。

給紙ローラ９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ９５２ａと駆動ローラ９５２ｂとで構成され、駆動ローラ９５２ｂは給紙モータ９５１に連結されている。これにより、給紙ローラ９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４０に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。

制御部９６０は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４０や給紙装置９５０等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６０は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、インクジェットヘッド１の個別電極８１にパルス電圧を印加して、インクの吐出タイミングを制御する駆動回路、印刷装置９４０（キャリッジモータ９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５０（給紙モータ９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３０の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。

制御部９６０は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路は、駆動信号を出力する。この駆動信号により静電アクチュエータ、印刷装置９４０および給紙装置９５０は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。

以上、本発明の成膜方法、液体供給ヘッドおよび液体供給装置について図示の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の成膜方法で形成される膜は、撥液膜に限るものではない。
また、本発明の成膜方法は、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
また、本発明の液体供給ヘッドは、例えば、各種ディスペンスノズル等の細径の流路（貫通孔）を有する各種ヘッドに適用することができる。

本発明の液体供給ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の実施形態を示す縦断面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。 図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。 図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。 図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。 図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の液体供給装置を適用したインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１‥‥インクジェットヘッド ２‥‥ノズル板 ２１‥‥ノズル孔 ２１１‥‥インク吐出口 ２１２‥‥内周面 ２１２ａ‥‥局所領域 ２１２ｂ‥‥領域 ２２‥‥インク吐出口側の面 ２３‥‥上面 ２４‥‥側面 ３‥‥キャビティ板 ３１‥‥振動板 ４‥‥電極板 ５‥‥空隙 ５１‥‥インク吐出室 ５２‥‥オリフィス ５３‥‥リザーバ ５４‥‥インク取込口 ６‥‥インク滴 ７‥‥撥液膜 ７０‥‥被加工膜 ８‥‥振動室 ８１‥‥個別電極 ９‥‥マスク材 １０‥‥シート材 １００‥‥紫外線照射装置 １０１‥‥チャンバー １０２‥‥基板載置用ステージ １０３‥‥紫外線照射ヘッド １０４‥‥紫外線 ９００……インクジェットプリンタ ９２０……装置本体 ９２１……トレイ ９２２……排紙口 ９３０……ヘッドユニット ９３１……インクカートリッジ ９３２……キャリッジ ９４０……印刷装置 ９４１……キャリッジモータ ９４２……往復動機構 ９４３……キャリッジガイド軸 ９４４……タイミングベルト ９５０……給紙装置 ９５１……給紙モータ ９５２……給紙ローラ ９５２ａ……従動ローラ ９５２ｂ……駆動ローラ ９６０……制御部 ９７０……操作パネル Ｐ……記録用紙

Claims (17)

1. 基材に設けられた貫通孔の内周面の、一端から他端に向かう所定長さの局所領域に膜を形成する成膜方法であって、
   前記貫通孔の内周面の前記局所領域を含む領域に、前記膜を得るための被加工膜を形成する第１の工程と、
   前記貫通孔内に、紫外線吸収性を有するマスク材を充填する第２の工程と、
   前記貫通孔の他端側から、前記基材に対して紫外線照射を行って、前記マスク材を透過する際の前記紫外線の減衰、または、該減衰および前記マスク材の有無を利用して、前記紫外線により照射された前記被加工膜を除去することにより、前記局所領域に存在する前記被加工膜を残して前記膜を得る第３の工程と、
   前記貫通孔内に残存する前記マスク材を除去する第４の工程とを有することを特徴とする成膜方法。
2. 前記第１の工程において、前記被加工膜を、前記膜の構成材料を含有する液体を用いて形成する請求項１に記載の成膜方法。
3. 前記第３の工程において、前記紫外線照射を、大気圧下で行う請求項１または２に記載の成膜方法。
4. 前記第３の工程において、前記紫外線照射を、窒素ガス雰囲気で行う請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜方法。
5. 前記第３の工程において、前記紫外線照射を、前記紫外線を照射する紫外線照射手段と前記基材とを、１〜５０ｍｍ離間させた状態で行う請求項１ないし４のいずれかに記載の成膜方法。
6. 前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜方法。
7. 前記紫外線の照度は、１〜５０Ｗ／ｃｍ^２である請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜方法。
8. 前記マスク材は、前記紫外線照射により、実質的に変質しないものである請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜方法。
9. 前記マスク材は、揮発除去されるものである請求項１ないし８のいずれかに記載の成膜方法。
10. 前記マスク材は、水を主成分とする洗浄液により洗浄除去されるものである請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜方法。
11. 前記マスク材は、水を主成分とするものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の成膜方法。
12. 前記マスク材は、水溶性高分子を主成分とするものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の成膜方法。
13. 前記貫通孔の一端側の開口面積（平均）は、７５〜７５００００μｍ^２である請求項１ないし１２のいずれかに記載の成膜方法。
14. 前記第１の工程において、前記被加工膜を、前記貫通孔の内周面および前記基材の表面に形成し、前記膜を前記貫通孔の内周面の前記局所領域と、前記基材の前記貫通孔の一端側の面とに連続して形成する請求項１ないし１３のいずれかに記載の成膜方法。
15. 液体が通過する流路が設けられ、該流路の一方の開口が前記液体を排出する排出口を構成するヘッド本体と、
    請求項１４に記載の成膜方法により、前記流路の内周面の排出口近傍の局所領域と、前記ヘッド本体の前記排出口側の面とに連続して形成された撥液膜とを備えることを特徴とする液体供給ヘッド。
16. 前記液体を前記排出口から液滴として吐出可能な液滴吐出手段を備える請求項１５に記載の液体供給ヘッド。
17. 請求項１５または１６に記載の液体供給ヘッドを備えることを特徴とする液体供給装置。

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