JP2006326873A - ノズルプレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出側の表面に撥液膜が形成されたノズルプレートを、レジストを用いることなく、簡易な製造工程で製造する。
【解決手段】ノズル形成基板６２にノズル孔より大きな径で両面を貫通する孔部を形成する孔部形成工程と、前記孔部形成工程で形成された前記孔部の内壁面に親液膜６６を形成するとともに前記孔部の少なくとも一部を塞ぐように親液膜を形成する親液膜形成工程と、前記親液膜形成工程が行われた後に前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に撥液膜６８を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜形成工程が行われた後に前記孔部の前記撥液膜で塞がれた部分に前記ノズル孔を形成するノズル孔形成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ことにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ノズルプレートの製造方法に係り、特に、液滴吐出側の表面に撥液膜が形成されたノズルプレートの製造方法に関する。

インクジェット記録装置には、多数のノズル（ノズル孔）が形成されたノズルプレートを記録媒体との対向面に備えた印字ヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、各ノズルからインク滴を吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するものがある。

ところで、このようなインクジェット記録装置において、メニスカスの安定化や、ノズルプレート表面（インク滴吐出側の面）に対するインク滴の付着や汚れを防止するため、ノズルプレート表面に撥液膜が形成されているものが従来より知られている。このようなノズルプレートの製造方法として、ノズル孔をレジストで充填する必要がある。

例えば、特許文献１には、ノズル形成基板に形成されたノズル孔の内部に感光性フィルム等の耐腐食性高分子樹脂などのドライフィルムレジストを充填し、エッチングによる研削でドライフィルムレジストを突出させた後、撥インク性の表面処理層を形成し、ドライフィルムレジストを除去するノズルプレートの製造方法が記載されている。

また、特許文献２には、ノズル孔が形成されたノズル形成基板の全面に撥液膜を形成した後、ノズル形成基板の表面とその表面からノズル孔内壁面のメニスカスが形成される位置まで感光性ドライフィルムレジストを被覆し、マスクされていない撥液膜をエッチングにより除去し、撥液膜が除去されたノズル形成基板の裏面及びノズル孔内壁に親液膜を形成し、感光性ドライフィルムレジストを除去するノズルプレートの製造方法が記載されている。この方法によれば、ノズルプレート表面とノズルプレート表面からノズル孔内壁面のメニスカス位置まで撥液膜が形成され、ノズルプレート裏面とノズルプレート裏面からノズル孔内壁面のメニスカス位置まで親液膜が形成される。
特開平９−７６４９２号公報 特開２００２−１８７２６７号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された方法のようにレジストを用いる場合、撥液膜を形成した後のレジストを除去する段階で問題がある。

即ち、有機溶剤や硫酸過酸化水素等の溶剤でレジストを溶かすウェット方式の場合、有機薬品耐性を有する撥液膜を形成する必要があり、環境安全性の観点から好ましくない。また、プラズマによる分解燃焼によってレジストを除去するドライ方式の場合、ノズル孔内部のレジストを完全に除去することが難しく、残留レジストを要因とするノズル詰まりが発生する恐れがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液滴吐出側の表面に撥液膜が形成されたノズルプレートを、レジストを用いることなく、簡易な製造工程で製造することが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する。

上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するノズルプレートの製造方法であって、ノズル形成基板に前記ノズル孔より大きな径で両面を貫通する孔部を形成する孔部形成工程と、前記孔部形成工程で形成された前記孔部の内壁面に親液膜を形成するとともに、前記孔部の少なくとも一部を塞ぐように親液膜を形成する親液膜形成工程と、前記親液膜形成工程が行われた後に、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜形成工程が行われた後に、前記孔部の前記撥液膜で塞がれた部分に前記ノズル孔を形成するノズル孔形成工程と、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。

本発明によれば、液滴吐出側の表面が撥液膜で構成され、ノズル孔の内壁面が親液膜で構成されたノズルプレートを簡易な製造工程で製造することができる。また、レジストを用いることがないので、ノズル孔の内部の残留レジストを要因とするノズル詰まりは生じない。更に、ノズル孔より大きな径の孔部に親液膜を形成してからノズル孔を形成するので、微小径のノズル孔を高精度に形成することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記親液膜形成工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に親液膜を形成することを特徴とする。

請求項２の態様によれば、親液膜形成工程が容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記親液膜形成工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面及びその反対側の裏面に親液膜を形成することを特徴とする。

請求項３の態様によれば、親液膜形成工程が更に容易になる。また、ノズル形成基板の液滴吐出側と反対側の裏面に形成された親液膜を他のプレート部材との接着手段として用いることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のノズルプレートの製造方法であって、さらに、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成された親液膜を除去する親液膜除去工程を含み、前記撥液膜形成工程は、前記親液膜除去工程の後に行われることを特徴する。

請求項４の態様によれば、ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成される撥液膜の厚みムラを防止する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のノズルプレートの製造方法であって、前記親液膜除去工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成された親液膜を除去するとともに、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面を粗化することを特徴とする。

請求項５の態様によれば、ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成される撥液膜の密着性や撥液性が向上する。

本発明によれば、液滴吐出側の表面が撥液膜で構成され、ノズル孔の内壁面が親液膜で構成されたノズルプレートを簡易な製造工程で製造することができる。また、レジストを用いることがないので、ノズル孔の内部の残留レジストを要因とするノズル詰まりは生じない。更に、ノズル孔より大きな径の孔部に親液膜を形成してからノズル孔を形成するので、微小径のノズル孔を高精度に形成することが可能となる。

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。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る画像形成装置としての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１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、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１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４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２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８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。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

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。

給紙部１８から送り出される記録紙１６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２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６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。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４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。

ベルト３３は、記録紙１６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１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２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３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３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３６が設けられている。ベルト清掃部３６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ー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６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。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１２を構成する各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作する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。

なお本例では、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み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４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、警告音発生手段等）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。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）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その他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。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等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２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。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４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ー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６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１０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２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）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）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

〔印字ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図２は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。また図３は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中３−３線に沿う断面図）である。

記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図２に示したように、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５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、印字ヘッド長手方向（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。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２参照）、対角線上の両隅部にノズル５１と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

印字ヘッド５０のノズル面（インク吐出面）５０Ａは、図３に示すように、ノズル（ノズル孔）５１が形成されるノズルプレート６０によって構成されている。なお、ノズルプレート６０の製造方法については後述する。

また、圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の天面を構成している振動板（共通電極）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７と共通電極５６に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２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。なおアクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３は、図４に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。

すなわち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図４に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙２０の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙２０の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットからなるライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク液滴を飛ばす方法が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式には限定されず、ピエゾ方式に代えて、ヒータ等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等でもよい。

〔ノズルプレートの製造方法〕
図５（ａ）〜（ｅ）は、ノズルプレート６０の製造工程を示した説明図である。以下、各図に従って、本発明の特徴であるノズルプレート６０の製造方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ＳＵＳ、Ｎｉ、樹脂等で構成されるノズル形成基板６２のノズル孔形成位置に対してノズル孔（ノズル）５１より大きな径の下孔６４をプレス加工等によって穿孔する。例えば、ノズル形成基板６２の厚さは５０〜１００μｍであり、下孔６４の孔径は１００μｍである。

次に、図５（ｂ）に示すように、ノズル形成基板６２の全面に親液剤を塗布して、乾燥等により固化させ、ノズル形成基板６２の表裏面及び下孔６４に親液膜６６を形成する。一方、下孔６４の親液膜６６は、同図に示すように、下孔６４を完全に塞ぐように形成されていることが望ましい。また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、下孔６４の内壁面に形成されるとともに下孔６４の少なくとも一部が親液膜６６で塞がれるように形成されていてもよい。この場合、下孔６４の内壁面に形成される親液膜６６の厚さは、下孔６４の内壁面に親液膜６６が形成された部分の孔径が後工程で形成されるノズル孔５１の孔径よりも小さくなるようにする。ノズル形成基板６２の下孔６４の内壁面に形成される親液膜６６の厚さは、後工程の加工処理精度を考慮すると１μｍ以上であることが望ましい。尚、図６（ｃ）に示すように、下孔６４が親液膜６６で塞がれず貫通状態となる場合は、再度親液剤を重ね塗りしたり、親液剤に増粘剤を付加したりして、下孔６４の少なくとも一部が親液剤６６で塞がれるようにする。

親液剤は、例えば、ＰＨＥＭＡ（ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル）、ポリシラザラン、Ｓｉ又はＳｉＯ_２を含む高分子ポリマー等である。親液剤の塗布方法は、ディップが望ましく、蒸着、スプレー、バーコート、スピンコート等であってもよい。

尚、本実施形態では、好ましい態様として、ノズル形成基板６２の表裏面及び下孔６４に親液膜６６を形成する場合を示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されず、少なくとも下孔６４に親液膜６６が上述したように形成されればよい。ノズル形成基板６２のインク滴吐出側の表面（インク吐出面）６２Ａに親液膜６６を形成する場合は、下孔６４のみに撥液膜を形成する場合に比べて親液膜６６の形成が容易になる。また、本実施形態のようにインク吐出面６２Ａと反対側の裏面にも親液膜６６を形成する場合には親液膜６６の形成が更に容易になる。

次に、図５（ｃ）に示すように、ノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａに形成された親液膜６６を研磨によって除去する。親液膜６６の除去工程は、次工程（図５（ｄ）参照）で形成される撥液膜６８の厚みムラを防止するために行われる。

また、親液膜６６を除去する際に、ノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａを同時に研磨して粗化するようにしてもよい。この場合、次工程で形成される撥液膜６８の密着性や撥液性が向上する。

次に、図５（ｄ）に示すように、ノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａに撥液剤を塗布し、乾燥等により固化させ、撥液膜６８を形成する。例えば、撥液剤は、ＰＴＦＥ接着、Ｆ（フッ素）を含む高分子ポリマー等である。撥液剤の塗布方法は、接着、ディップ、スプレー、バーコート、スピンコート等である。

図７（ａ）、（ｂ）は、下孔６４の一部が親液膜６６で塞がれている場合（図６（ａ）、（ｂ）参照）の親液剤の塗布例である。このような場合における親液剤の塗布は、図７（ａ）に示すように、下孔６４を塞ぐ親液膜６６のインク吐出面６２Ａ側に隙間なく撥液剤６８を塗布してもよいし、図７（ｂ）に示すように、下孔６４を塞ぐ親液膜６６のインク吐出面６２Ａ側に空洞部７０が形成されるように撥液剤６８を塗布してもよい。

次に、図５（ｅ）に示すように、ノズル形成基板６２の下孔６４の親液膜６６で塞がれた部分にノズル孔５１を穿孔する。一例として、ノズル孔５１の孔径は約３０μｍである。ノズル孔５１の加工手段は、レーザー加工、マイクロドリル、メタルマスクを用いたアッシング、ブラスト等である。アッシングの場合はインク吐出面６２Ａ側からノズル孔５１を加工することが好ましく、ノズル孔５１の寸法精度が良くなる。尚、レーザー加工やマイクロドリルはノズル孔５１の加工を行う方向は特に限定されない。

このようにして、インク滴吐出側の面が撥液膜６８によって構成されるとともに、ノズル孔５１の内壁面が親液膜６６によって構成されたノズルプレート６０を製造することができる。

このようなノズルプレート６０の製造方法では、ノズル形成基板６２の下孔６４に親液膜６６を形成した後、ノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａに撥液膜６８を形成し、下孔６４の親液膜６６で塞がれた部分に下孔６４の径より小さいノズル孔５１を形成する。即ち、レジストに代えて親液膜６６を用いることによって、ノズル孔５１の内壁面に新たに親液処理を行うことなく、ノズル孔５１の内壁面が親液膜６６によって構成されたノズルプレート６０を製造することができるので、その製造工程が簡易化する。また、レジストを用いることがないので、ノズル孔５１の内部の残留レジストを要因とするノズル詰まりが生じない。

更に、ＳＵＳ等の金属で構成されるノズル形成基板６２に対して微小径のノズル孔５１を高精度に加工することは一般的に困難であるのに対して、本発明に係るノズルプレート６０の製造方法では、上述したように、ノズル形成基板６２にノズル孔５１より大きな径の下孔６４に親液膜６６を形成してからノズル孔５１を形成するので、微小径のノズル孔５１を高精度に形成することが可能である。

また、ノズルプレート６０のインク滴吐出側と反対側の裏面に形成される親液膜６６は、ノズルプレート６０を他のプレート部材に接合する際の接着手段として用いることができる。即ち、接着剤を用いることなく、ノズルプレート６０を他のプレート部材に接合できるので、接着剤を用いた場合のような余剰接着剤を要因とするノズル詰まりは生じない。

尚、本実施形態では、図５（ｃ）の工程でノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａに形成された親液膜６６を除去しているが、この親液膜６６を除去しなくても次の図５（ｄ）の工程で撥液膜６８の厚みを均一に形成できる場合には、図５（ｃ）の工程を省略してもよい。図８は、図５（ｃ）の工程を省略した場合に製造されるノズルプレート６０の一部を表す断面図である。図８に示すように、親液膜６６を除去する工程を省略した場合のノズルプレート６０は、ノズル形成基板６２のインク吐出面６２Ａに親液膜６６及び撥液膜６８が順番に積層される。このように親液膜６６を除去する工程を省略することにより、ノズルプレート６０の製造工程を更に簡略化することができる。
以上、本発明のノズルプレートの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係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。 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図２中３−３線に沿う断面図である。 図２に示した印字ヘッドのノズル配置を示す拡大図である。 ノズルプレートの製造工程を示した説明図である。 親液剤が塗布されたノズル形成基板の一部側面断面図である。 撥液剤が塗布されたノズル形成基板の一部側面断面図である。 撥液剤の除去工程が省略された場合のノズルプレートの一部側面断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク室ユニット、５８…圧電素子、６０…ノズルプレート、６２…ノズル形成基板、６４…下孔、６６…親液膜、６８…撥液膜、７０…空洞部

Claims (5)

1. 液滴を吐出するためのノズル孔を有するノズルプレートの製造方法であって、
   ノズル形成基板に前記ノズル孔より大きな径で両面を貫通する孔部を形成する孔部形成工程と、
   前記孔部形成工程で形成された前記孔部の内壁面に親液膜を形成するとともに、前記孔部の少なくとも一部を塞ぐように親液膜を形成する親液膜形成工程と、
   前記親液膜形成工程が行われた後に、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
   前記撥液膜形成工程が行われた後に、前記孔部の前記撥液膜で塞がれた部分に前記ノズル孔を形成するノズル孔形成工程と、を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
2. 前記親液膜形成工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に親液膜を形成する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。
3. 前記親液膜形成工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面及びその反対側の裏面に親液膜を形成する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。
4. 請求項２又は請求項３に記載のノズルプレートの製造方法であって、さらに、
   前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成された親液膜を除去する親液膜除去工程を含み、
   前記撥液膜形成工程は、前記親液膜除去工程の後に行われることを特徴するノズルプレートの製造方法。
5. 前記親液膜除去工程は、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面に形成された親液膜を除去するとともに、前記ノズル形成基板の液滴吐出側の表面を粗化することを特徴とする請求項４に記載のノズルプレートの製造方法。

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