JP2008221641A - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル孔から吐出される液滴の飛翔方向性を含む液体吐出特性を改善する。
【解決手段】ノズル孔３が形成されたノズルプレート１３０の吐出面３１を光硬化性樹脂３４で被覆すると共にノズル孔３を光硬化性樹脂３４で充填する（ｂ）。そして、ＵＶ光を照射することによって、光硬化性樹脂３４が硬化した柱状硬化部３５を形成する（ｃ）。未硬化の光硬化性樹脂３４を除去した後（ｄ）、柱状硬化部３５が残された状態で、吐出面３１上に、ニッケルメッキ膜１５１及び撥水メッキ膜１５２を順次形成する（ｅ，ｆ）。その後、ノズルプレート１３０とカバープレート１２９とを接着剤を介して積層してから（ｇ）、柱状硬化部３５を除去する（ｈ）。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェットヘッドを一例とする液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

液体吐出ヘッドの一種であるインクジェットヘッドとして、特許文献１に記載のように、積層された複数のプレート同士を接着剤で固定することによって製造されるものが知られている。

液体吐出ヘッドを構成する各プレートには、液体の流路としての貫通孔が設けられている。そして、各プレートに形成された貫通孔が互いに連通するように複数のプレートが積層されている。

特開２００３−２０５６１０号公報

上述した技術によって液体吐出ヘッドを製造する際、隣接するプレート間からはみ出した未硬化の接着剤が貫通孔の表面を覆うことがある。このように接着剤が、ノズルプレートに形成されたノズル孔を覆うと、接着剤の硬化の程度にかかわらず接着剤が異物として存在すること及びノズル内の濡れ性が不均一となることの結果、インクの飛翔方向性を示す着弾精度が悪化して、ノズル孔からの正常な液体吐出が行われなくなる。

本発明の目的は、ノズル孔から吐出される液滴の飛翔方向性を含む液体吐出特性が改善された液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。

本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するノズル孔、前記ノズル孔からの液体の吐出口が形成された吐出面、及び、前記ノズル孔への液体の流入口が形成され且つ前記吐出面とは反対方向を向いた接続面を有するノズルプレートと、接続孔が形成された流路部材とが、前記ノズルプレートの前記接続面に前記流路部材が固定されるように接着剤を介して積層されることによって、前記ノズル孔と前記接続孔とが連通した液体吐出ヘッドの製造方法である。この製造方法は、前記ノズル孔の内壁面の少なくとも一部を被覆部材で被覆する被覆工程と、前記被覆工程後に、前記ノズル孔と前記接続孔とが連通するように、前記ノズルプレートと前記流路部材とを前記接着剤を介して積層する積層工程と、前記積層工程後に、前記被覆部材を除去する除去工程とを備えている。

本発明によると、ノズル孔の内壁面の少なくとも一部を被覆部材で被覆してから、ノズルプレートと流路部材とを接着剤を介して積層するので、ノズル孔の内壁面への接着剤の付着面積が小さくなる。したがって、ノズル孔から吐出される液滴の飛翔方向性を含む液体吐出特性が改善される。

前記被覆工程において、前記ノズル孔の前記内壁面の前記吐出面に連続した領域を前記被覆部材で被覆することが好ましい。これにより、ノズル孔の内壁面の吐出口に近い領域に接着剤が付着するのを防止できるので、液体吐出特性がさらに改善される。

前記被覆工程において、前記被覆部材によって前記ノズル孔を閉塞することが好ましい。これにより、ノズル孔の内壁面が全周にわたって被覆されることになるので、液体吐出特性がさらに改善される。

前記接着剤が熱硬化性接着剤であって、前記積層工程において、前記接着剤の硬化温度以上且つ前記被覆部材の硬化温度未満の温度に前記ノズルプレートを加熱することが好ましい。これにより、被覆部材を除去工程で除去し易い状態に保ちつつ接着剤を硬化させることができる。

前記被覆工程が、前記被覆部材としての光硬化性樹脂で前記ノズル孔の少なくとも前記吐出面に連続した領域を充填すると共に、前記ノズルプレートの前記吐出面を前記光硬化性樹脂で被覆する光硬化性樹脂充填工程と、前記接続面から前記吐出面に向かう方向の光を前記ノズルプレートに照射することによって、前記接続面から前記吐出面に向かう方向に沿って前記吐出口と重なる範囲内にある前記光硬化性樹脂が硬化した柱状硬化部を形成する硬化工程と、前記吐出面上にある未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する未硬化部除去工程と、前記未硬化部除去工程後に、前記柱状硬化部が残された状態で前記吐出面上に撥水膜を形成する撥水膜形成工程とを有しているが好ましい。これによると、撥水膜形成に用いた光硬化性樹脂を被覆部材としても用いるために、工程が簡略なものとなる。

前記硬化工程において形成される前記柱状硬化部が、前記ノズル孔内にあるノズル孔内部分と、前記吐出面を挟んで前記ノズル孔内部分とは反対側にある突出部分とから構成されており、前記突出部分の外径を前記吐出口の直径以下とすると共に、前記ノズル孔内部分の外径を前記吐出口の直径に等しくすることが好ましい。これにより、撥水膜が吐出口の近傍に形成されないという事態を防ぐことができて、液滴の着弾精度が向上する。また、ノズル孔が柱状硬化部で閉塞されることによって、液体吐出特性がさらに改善される。

このとき、前記突出部分の外径を前記吐出口の直径に等しくすることがより好ましい。これにより、ノズル孔の吐出口と同じ位置にノズル孔の吐出口と同じ寸法の開口が撥水膜に形成されるので、液滴の着弾精度がさらに向上する。

前記硬化工程において、半硬化状態の前記柱状硬化部を形成し、前記接着剤が熱硬化性接着剤であって、前記積層工程において、前記接着剤の硬化温度以上且つ前記被覆部材の硬化温度未満の温度に前記ノズルプレートを加熱することが好ましい。これにより、被覆部材を除去工程で除去し易い状態に保ちつつ接着剤を硬化させることができる。また、柱状硬化部が未硬化部除去工程において脱落することがほとんどない。

以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る製造方法によって製造されたインクジェットヘッドの平面図である。図２は、図１の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図１に示すように、インクジェットヘッド２は、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。

図２に示すように、流路ユニット９の内部には、圧力室１１０を含むインク流路が形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。なお、図２では、実線で描くべきアクチュエータユニット２１を破線で、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。

図１に戻って、流路ユニット９の上面９ａには、インクが供給される計１０個のインク供給口１０５ｂが設けられている。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面は、多数の吐出口１０８がマトリクス状に配置されたインクの吐出面３１（図３参照）である。流路ユニット９の上面には、多数の圧力室１１０が、吐出口１０８と同様に、マトリクス状に多数配列されている。

本実施の形態では、等間隔に配置された複数の圧力室１１０からなる流路ユニット９の長手方向に延びた圧力室１１０の列が、１つのアクチュエータユニット２１内に１６列形成されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、アクチュエータユニット２１の長辺（下底）に近いものほど多く、短辺（上底）に近いものほど少ない。吐出口１０８についても同様である。アクチュエータユニット２１の外形に合わせて、圧力室１１０及び吐出口１０８の配置された各領域は、台形の外形形状を有している。

図３は、図２に示すIII−III線に沿った断面図である。図３に示すように、流路ユニット９は、上から順に、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、３枚のマニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０、という９枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形平面形状を有する。いずれのプレート１２２〜１３０にも、インク流路の構成要素となる孔や凹部が各圧力室１１０に対応して形成されている。これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５、副マニホールド流路１０５ａ、及び、副マニホールド流路１０５ａの出口から絞りとして機能するアパーチャ１１２さらに圧力室１１０を経て吐出口１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。なお、図３では図示を省略しているが、ノズルプレート１３０のインク吐出面３１は、撥水性を向上させることによって吐出口１０８の周辺にインクが付着するのを防止するための撥水膜１５２（図６（ｆ）参照）で被覆されている。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図１に示すように、各アクチュエータユニット２１は台形の平面形状を有している。４つのアクチュエータユニット２１は、インク供給口１０５ｂを避けるよう主走査方向（長手方向）に千鳥状に配置されている。副走査方向（幅方向）に関して、各アクチュエータユニット２１は、平行な相反する方向に交互に等間隔ずつ離れている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っている。隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は、副走査方向に関して互いにオーバーラップしている。

図４（ａ）はアクチュエータユニット２１の部分拡大断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。図４（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電層１４１〜１４３が積層された圧電体を含んでいる。最上層である圧電層１４１の上面であって圧力室１１０に対向する領域には、個別電極１３５が形成されている。最上層である圧電層１４１とその下側の圧電層１４２との間には、シート全面に形成された共通電極１３４が介在している。個別電極１３５は、図４（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。平面視で、個別電極１３５の大部分は、圧力室１１０の領域内にある。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は圧力室１１０の外に延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された円形の個別ランド１３６が設けられている。個別ランド１３６は、個別電極１３５よりも厚い。

共通電極１３４及び個別電極１３５は、それぞれ、図示しない平型柔軟基板に設けられた配線を介して図示しないドライバＩＣと接続されている。共通電極１３４には、グランド電位に保持された信号がドライバＩＣから供給される。個別電極１３５には、印字すべき画像パターンに応じてグランド電位と正電位とを交互に取る駆動信号がドライバＩＣから供給される。

圧電層１４１はその厚み方向に分極されている。個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電層１４１の個別電極１３５と共通電極１３４とに挟まれた部分（活性部）に対してその分極方向に電界を印加すると、活性部が圧電効果で歪む。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。一方、圧電層１４２、１４３は自発的に歪むことはない非活性層である。このとき、圧電層１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されているので、ユニモルフ効果が生じる。その結果、圧電層１４１〜１４３の活性部に相当する領域が圧力室１１０に向かって凸になるように変形する。このようなユニモルフ変形が生じることで、圧力室１１０内のインクに圧力つまり吐出エネルギーが付与され、吐出口１０８からインク滴が吐出される。このように、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０との間に挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働くので、アクチュエータユニット２１には、圧力室１１０の数と同数のアクチュエータが形成されていることになる。

次に、上述したインクジェットヘッド２の製造方法について、その製造工程図である図５を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、便宜上、作製途中の部品に対しても完成部品と同じ符号を用いて説明する。

インクジェットヘッド２を製造するには、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを別々に作製し、それから両者を組み付ける。まず、流路ユニット９の作製工程から説明する。流路ユニット９を作製するには、ステップＳ１１において、これを構成する各プレート１２２〜１３０に、パターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチング加工やプレス加工を施す。これによって、図３に示すような孔を各プレート１２２〜１３０に形成する。

次に、ステップＳ１２において、３枚のマニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０の５枚のプレートを、マニホールド流路１０５、副マニホールド流路１０５ａ及び個別インク流路１３２の一部が形成されるように積層し、接着剤によって固定する。これによって、５枚のプレート１２６〜１３０が積層及び固定された第１積層ブロックが形成される。ステップＳ１２の詳細については後述する。

そして、ステップＳ１３において、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、及び、サプライプレート１２５の４枚のプレートを、個別インク流路１３２の残部が形成されるように積層し、接着剤によって固定する。具体的には、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３及びアパーチャプレート１２４の下面（ノズルプレート１３０に面した面）にエポキシ系の熱硬化性接着剤を塗布してから、これら４枚のプレート１２２〜１２５を位置合わせされた状態で積層する。それから、得られた積層体を熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しつつ加圧する。これによって、４枚のプレート１２２〜１２５が積層及び固定された第２積層ブロックが形成される。

しかる後、ステップＳ１４において、第１積層ブロックの下面にエポキシ系の熱硬化性接着剤を塗布してから、第１積層ブロックと第２積層ブロックとを位置合わせされた状態で積層する。それから、得られた積層体を熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しつつ加圧する。これによって、９枚のプレート１２２〜１３０が積層及び固定された流路ユニット９が形成される。

アクチュエータユニット２１を作製するには、まず、ステップＳ２１において、圧電セラミックスのグリーンシートを３枚用意する。グリーンシートは、予め焼成による収縮量を見込んで整形される。そのうちの１枚のグリーンシート上に、導電性ペーストを共通電極１３４のパターンにスクリーン印刷する。

次に、ステップＳ２２において、治具を用いて３枚のグリーンシート同士を位置合わせしつつ、導電性ペーストが印刷されていないグリーンシートの下に、共通電極１３４のパターンで導電性ペーストが印刷された１枚のグリーンシートを重ね合わせ、さらにその下に、導電性ペーストが印刷されていない１枚のグリーンシートを重ね合わせる。これによって、３枚のグリーンシートの積層体が得られる。そして、得られた積層体を公知のセラミックスと同様に脱脂し、さらに所定の温度で焼成する。これにより、３枚のグリーンシートが圧電層１４１〜１４３となり、導電性ペーストが共通電極１３４となる。

その後、ステップＳ２３において、最上層である圧電層１４１上に、個別電極１３５のパターンに導電性ペーストをスクリーン印刷する。さらに、導電性ペーストを焼成して、圧電層１４１上に個別電極１３５を形成する。しかる後、ガラスフリットを含む金を、個別電極１３５の延出部表面上に印刷して、個別ランド１３６を形成する。このようにして、図４（ａ）、図４（ｂ）に描かれたようなアクチュエータユニット２１の作製が完了する。なお、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１はいずれも独立した部材であるため、いずれの作製を先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。

次に、ステップＳ３１において、ステップＳ１４で得られた流路ユニット９の上面に、バーコータを用いて、エポキシ系の熱硬化性接着剤を塗布する。

その後、ステップＳ３２において、流路ユニット９に塗布された熱硬化性接着剤層上に、４つのアクチュエータユニット２１を載置する。このとき、各アクチュエータユニット２１は、個別電極１３５と圧力室１１０とが対向するように流路ユニット９に対して位置決めされる。この位置決めは、予め流路ユニット９及びアクチュエータユニット２１に形成された位置決めマーク（図示せず）に基づいて行われる。

次に、ステップＳ３３において、ステップＳ３２で得られた流路ユニット９とアクチュエータユニット２１との積層体を、熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しつつ加圧する。これによって、４つのアクチュエータユニット２１は流路ユニット９に固定される。

そして、ステップＳ３４において、積層体を自然冷却する。ここまでの工程によって、図１〜図４に示すインクジェットヘッド２が製造される。

第１積層ブロックが形成されるステップＳ１２の詳細を、図６（ａ）〜図６（ｈ）に基づいて説明する。図６（ａ）〜図６（ｈ）は、ステップＳ１２で行われる複数の工程を工程順に示す断面図である。なお、図６の各図では、３枚のマニホールドプレート１２６、１２７、１２８の図示を省略しており、カバープレート１２９及びノズルプレート１３０だけを描いている。

図６（ａ）は、ステップＳ１１でノズル孔３が形成されたノズルプレート１３０の断面図である。ノズル孔３は、ノズルプレート１３０の吐出面３１に形成された吐出口１０８と、吐出面３１の反対面である接続面３２に形成された流入口１０９との間に形成された貫通孔である。ノズル孔３は、一端に吐出口１０８を有し且つ吐出面３１に連続した円柱部分３ａと、一端に流入口１０９を有し且つ接続面３２に連続した円錐台部分３ｂとから構成されており、円錐台部分３ｂの頂部が円柱部分３ａと同径となっている。本実施の形態では、ノズル孔３を上述のようにエッチング法によって形成しているが、円錐台部分３ｂを設けるためのプレス工程と、円柱部分３ａを設けるためのプレス工程との２回に分けたプレス工程によって形成してもよい。

図６（ｂ）では、ノズルプレート１３０の吐出面３１に、レジストとしてフィルム状の光硬化性樹脂３４を加熱しながらローラ等により圧着して、加熱温度、圧力及びローラ速度を調整して、ノズル孔３の先端部である円柱部分３ａに所定量の光硬化性樹脂３４を充填する（光硬化性樹脂充填工程）。ここで、このフィルムを圧着する際の加熱温度が高すぎると、例えばガラス転移点を大きく超えると、光硬化性樹脂３４が流動性を示すようになり、必要な膜厚（例えば、５〜１５μｍ程度）の光硬化性樹脂３４を吐出面３１上にコーティングすることができなくなる。逆に、加熱温度が低すぎるとフィルムが軟化せず、円柱部分３ａに必要な量の光硬化性樹脂３４を充填できない。そこで、例えば、この加熱温度を、光硬化性樹脂３４が軟質のゴム状の性質を示すようになるガラス転移状態の温度とする。さらには、８０℃〜１００℃の範囲で設定することが好ましいが、この範囲に限られるものではない。また、円柱部分３ａに必要量の光硬化性樹脂３４を充填させるには、フィルム状の光硬化性樹脂３４の厚さｔは、円柱部分３ａの直径ｄ以下であることが好ましい。

次に、図６（ｃ）に示すように、接続面３２から吐出面３１に向かう方向の紫外（ＵＶ）光を、ノズルプレート１３０に照射する。これによって、ノズル孔３の軸方向に沿ってノズル孔３の円柱部分３ａと重なる、つまり吐出口１０８と重なる範囲内にある光硬化性樹脂３４を硬化させる（硬化工程）。これによって、円柱部分３ａにある光硬化性樹脂３４だけではなく、吐出面３１を挟んで円柱部分３ａとは反対側にある光硬化性樹脂３４も硬化して、円柱形状の柱状硬化部３５が形成される。吐出面３１を挟んで円柱部分３ａとは反対側にある光硬化性樹脂３４は、硬化することによって、吐出面３１から突出した突出部分となる。つまり、柱状硬化部３５は、吐出面３１を挟んで互いに反対側にあるノズル孔内部分と突出部分とに分けられる。

柱状硬化部３５のノズル孔内部分の外径は、ノズルプレート１３０に照射される紫外光の露光量の大小に応じて、円柱部分３ａの直径つまり吐出口１０８の直径を超えない範囲で変化する。また、突出部分の外径は、ノズルプレート１３０に照射される紫外光の露光量の大小に応じて、吐出口１０８の直径未満にもこれを超える大きさにもなり得る。本実施の形態では、ノズル孔内部分の外径は、吐出口１０８の直径に等しくなっている。つまり、柱状硬化部３５のノズル孔内部分は、ノズル孔３の内壁面の吐出面３１に連続した領域（本実施の形態では円柱部分３ａの内壁面の上半分程度の領域）を被覆しつつ、ノズル孔３を閉塞している。また、突出部分の外径は、吐出口１０８の直径と同じになっている。

さらに、本実施の形態では、光硬化性樹脂３４が完全に硬化する場合よりも露光量を小さくすることにより、柱状硬化部３５を、硬化反応の中間状態である半硬化状態とする。この半硬化状態では、柱状硬化部３５は、若干の柔軟性及び粘性を有し、柱状硬化部３５のノズル孔内部分の側面がノズル孔３の内壁面に密着する。半硬化状態の柱状硬化部３５を形成するためには、光硬化性樹脂３４に対して照射する光の露光量を、光硬化性樹脂３４を完全に硬化させるために必要な露光量を１００とした場合、２０〜５０とすることが好ましい。なお、この露光量は、照射する光の強度と照射時間との積で表されるので、露光量を調整するには、これらのうち一方又は両方を制御すればよい。

次に、図６（ｄ）に示すように、ノズルプレート１３０の吐出面３１上にある未硬化の光硬化性樹脂３４を、現像液、例えば、１％Ｎａ₂ＣＯ₃を含むアルカリ剥離液で除去する（未硬化部除去工程）。これによって、半硬化した柱状硬化部３５だけがノズルプレート１３０に残される。上述したように、本実施の形態では、柱状硬化部３５が半硬化状態であるので、柱状硬化部３５のノズル孔内部分の側面がノズル孔３の内壁面に密着している。したがって、未硬化部除去工程において、柱状硬化部３５が脱落しにくい。

しかる後、図６（ｅ）に示すように、半硬化した柱状硬化部３５が残された状態で、ノズルプレート１３０の吐出面３１に、例えばフッ素系高分子材料を含有しないニッケルメッキ膜１５１を形成する。この場合、ニッケルメッキ膜１５１は、電解メッキ法及び無電解メッキ法のうちいずれの方法で形成してもよい引き続いて、図６（ｆ）に示すように、ニッケルメッキ膜１５１上にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む撥水メッキ膜１５２を電解メッキ法で形成する。（撥水膜形成工程）。なお、撥水メッキ層（ニッケルメッキ膜１５１及び撥水メッキ膜１５２）を、下層の無電解メッキ層と上層の電解メッキ層とから構成することで、メッキ応力（内部応力）が低く剥がれにくい膜となる。光硬化性樹脂充填工程から撥水膜形成工程までが被覆工程に相当する。

次に、図６（ｇ）に示すように、３枚のマニホールドプレート１２６、１２７、１２８及びカバープレート１２９に熱硬化性接着剤をそれぞれ塗布する。そして、これら４枚のプレートにノズルプレート１３０を加えた５枚のプレートを、互いに隣接する２枚のプレートの間に接着剤層（図６（ｇ）にはノズルプレート１３０とカバープレート１２９との間の接着剤層１６１が描かれている）が挟まれるように積層する。このとき、図３に示す個別インク流路１３２の一部が形成されるようにプレート１２６〜１３０同士が位置合わせされるようにする。さらに、これら５枚のプレート１２６〜１３０を固定するために、５枚のプレート１２６〜１３０を熱硬化性接着剤の硬化温度以上であって柱状硬化部３５の硬化温度未満の温度（例えば８０℃〜１００℃）に加熱しつつ加圧する（積層工程）。

この際に、隣接する２枚のプレート間からノズル孔３内にはみ出した接着剤、特にノズルプレート１３０とカバープレート１２９との間からノズル孔３内にはみ出した接着剤が、ノズル孔３の内壁面に広がることがある。ところが、ノズル孔３の円柱部分３ａの上半分にはこれと同径の柱状硬化部３５が保持されているので、接着剤は吐出口１０８付近に達することができない。したがって、ノズル孔３の内壁面において柱状硬化部３５で被覆されている部分に接着剤が付着することがない。

そして、図６（ｈ）に示すように、３％ＮａＯＨである剥離液を用いて柱状硬化部３５を溶解させ、これをノズルプレート１３０から除去する（除去工程）。これによって、第１積層ブロックが完成する。本実施の形態では、図６（ｇ）で説明した接着剤を硬化させる工程において加熱温度を柱状硬化部３５の硬化温度未満の温度としているので、柱状硬化部３５が除去工程まで半硬化状態に保たれている。したがって、柱状硬化部３５を除去工程で除去し易いという利点がある。

以上説明した本実施の形態によると、ノズル孔３の内壁面を柱状硬化部３５で被覆してから、ノズルプレート１３０とカバープレート１２９とを接着剤を介して積層するので、ノズル孔３の内壁面への接着剤の広がりが規制され、その付着面積が小さくなる。したがって、ノズル孔３から吐出されるインク滴の飛翔方向性を含むインク吐出特性が改善される。特に、本実施の形態では、柱状硬化部３５がノズル孔３の内壁面の吐出面３１に連続した領域を被覆しているので、ノズル孔３の内壁面の吐出口３１に近い領域に接着剤が付着するのを防止できる。よって、インク吐出特性がさらに改善される。

また、柱状硬化部３５によってノズル孔３を閉塞するようにしているので、ノズル孔３の内壁面が全周にわたって柱状硬化部３５によって被覆されることになる。したがって、ノズル孔３の内壁面の全周にわたって接着剤が付着しない。インクのメニスカスは、この部分に形成されるので、メニスカスの形態が均一化し、インク吐出特性がさらに改善される。

さらに、撥水膜であるニッケルメッキ膜１５１及び撥水メッキ膜１５２を形成するために用いた光硬化性樹脂を、ノズル孔３の内壁面への接着剤の付着防止部材としても用いるために、これらを別々に行う場合と比べて工程が簡略なものとなる。

加えて、柱状硬化部３５の突出部分の外径が吐出口１０８の直径以下であるので、ニッケルメッキ膜１５１及び撥水メッキ膜１５２が吐出口１０８の外縁を覆うように形成される。つまり、吐出口１０８周辺に吐出面３１が露出することがない。したがって、吐出口１０８周辺に付着したインクがノズル孔３から吐出されるインクと干渉せず、インクの着弾精度が向上する。

特に、本実施の形態では、柱状硬化部３５の突出部分の外径が吐出口１０８の直径と同径であるため、ノズルプレート１３０の吐出面３１にニッケルメッキ膜１５１及び撥水メッキ膜１５２を形成してからノズル孔３を閉塞していた柱状硬化部３５を除去したとき、撥水メッキ膜１５２には、ノズル孔３の吐出口１０８と同じ位置にノズル孔３の吐出口１０８と同じ寸法の開口が形成される。したがって、撥水メッキ膜１５２は、吐出口１０８に覆い被さったオーバーハング部分を有さない。そのため、撥水メッキ膜１５２がノズル孔３から吐出されるインクと干渉しない。さらに、吐出口１０８周辺に吐出面３１が露出することがないので、吐出口１０８周辺に付着したインクがノズル孔３から吐出されるインクと干渉しない。これらの理由により、突出部分の外径を吐出口１０８の直径と同径とすることによって、インクの着弾精度が向上する。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、上述した実施の形態においては、ノズルプレート１３０の吐出面３１上にフィルム状の光硬化性樹脂を圧着して、ノズル孔３内に光硬化性樹脂３４を充填するが、液状の光硬化性樹脂をノズルプレート１３０の吐出面３１上に塗布することにより、ノズル孔３内に光硬化性樹脂３４を充填するようにしてもよい。

撥水膜は、環状構造を有する含フッ素共重合体（サイトップ：旭硝子（株））等のフッ素系あるいはシリコン系樹脂の溶液を塗布することにより形成されたものであってもよい。また、撥水膜は上述した実施の形態のような２層構造である必要はない。

上述した実施の形態では、被覆部材として光硬化性樹脂を用いたが、これに限られるものではなく、他の材料からなる被覆部材を用いてもよい。

また、上述した実施の形態では、被覆部材である光硬化性樹脂がノズル孔３の内壁面の吐出面３１に連続した領域を被覆するようにしているが、例えば被覆部材がノズル孔３内の任意の一部分を被覆するようにしてもよい。

さらに、被覆部材として光硬化性樹脂を用いた場合に、柱状硬化部を半硬化状態とせず、完全な硬化状態としてもよい。また、柱状硬化部の突出部分の外径を吐出口１０８の直径よりも大きくしてもよい。

上述した実施の形態では、第１積層ブロックを５枚のプレート、第２積層ブロックを４枚のプレートで構成しているが、各ブロックを構成するプレートの枚数は適宜変更可能である。なお、上述した実施の形態では、第１積層ブロックが５枚のプレート１２６〜１３０で構成されているために第１積層ブロックが厚くなり、第１積層ブロックと第２積層ブロックとの積層時に用いられる接着剤が個別インク流路にはみ出したとしてもノズル孔３にまで到達することがほとんどなく、接着剤がノズル孔３の内壁面に付着する虞が少なくなるという利点がある。

また、本発明は、インクジェットヘッド以外の液体吐出ヘッドに適用することが可能である。液体吐出ヘッドの構造は上述した実施の形態で説明したような流路ユニットに圧電式のアクチュエータを固定したタイプに限らず、サーマル式など公知のタイプのいずれであってもよい。

本発明の一実施の形態に係る製造方法によって製造されたインクジェットヘッドの平面図である。 図１の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図２に示すIII−III線に沿った断面図である。 （ａ）は、図１に描かれたアクチュエータユニットの部分拡大断面図であり、（ｂ）は、アクチュエータユニットの表面に配置された個別電極の平面図である。 図１に描かれたインクジェットヘッドの製造工程図である。 図５のステップＳ１２の詳細を工程順に示す断面図である。

符号の説明

２ インクジェットヘッド
３ ノズル孔
３ａ 円柱部分
３ｂ 円錐台部分
９ 流路ユニット
２１ アクチュエータユニット
３１ 吐出面
３２ 接続面
３４ 光硬化性樹脂
３５ 柱状硬化部
１０８ 吐出口
１０９ 流入口
１１０ 圧力室
１２２ キャビティプレート
１２３ ベースプレート
１２４ アパーチャプレート
１２５ サプライプレート
１２６、１２７、１２８ マニホールドプレート
１２９ カバープレート
１３０ ノズルプレート
１３２ 個別インク流路
１３４ 共通電極
１３５ 個別電極
１４１〜１４３ 圧電層
１５１ ニッケルメッキ膜
１５２ 撥水メッキ膜

Claims (8)

1. 液体を吐出するノズル孔、前記ノズル孔からの液体の吐出口が形成された吐出面、及び、前記ノズル孔への液体の流入口が形成され且つ前記吐出面とは反対方向を向いた接続面を有するノズルプレートと、接続孔が形成された流路部材とが、前記ノズルプレートの前記接続面に前記流路部材が固定されるように接着剤を介して積層されることによって、前記ノズル孔と前記接続孔とが連通した液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記ノズル孔の内壁面の少なくとも一部を被覆部材で被覆する被覆工程と、
   前記被覆工程後に、前記ノズル孔と前記接続孔とが連通するように、前記ノズルプレートと前記流路部材とを前記接着剤を介して積層する積層工程と、
   前記積層工程後に、前記被覆部材を除去する除去工程とを備えていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記被覆工程において、前記ノズル孔の前記内壁面の前記吐出面に連続した領域を前記被覆部材で被覆することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記被覆工程において、前記被覆部材によって前記ノズル孔を閉塞することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記接着剤が熱硬化性接着剤であって、
   前記積層工程において、前記接着剤の硬化温度以上且つ前記被覆部材の硬化温度未満の温度に前記ノズルプレートを加熱することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記被覆工程が、
   前記被覆部材としての光硬化性樹脂で前記ノズル孔の少なくとも前記吐出面に連続した領域を充填すると共に、前記ノズルプレートの前記吐出面を前記光硬化性樹脂で被覆する光硬化性樹脂充填工程と、
   前記接続面から前記吐出面に向かう方向の光を前記ノズルプレートに照射することによって、前記接続面から前記吐出面に向かう方向に沿って前記吐出口と重なる範囲内にある前記光硬化性樹脂が硬化した柱状硬化部を形成する硬化工程と、
   前記吐出面上にある未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する未硬化部除去工程と、
   前記未硬化部除去工程後に、前記柱状硬化部が残された状態で前記吐出面上に撥水膜を形成する撥水膜形成工程とを有していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記硬化工程において形成される前記柱状硬化部が、前記ノズル孔内にあるノズル孔内部分と、前記吐出面を挟んで前記ノズル孔内部分とは反対側にある突出部分とから構成されており、
   前記突出部分の外径を前記吐出口の直径以下にすると共に、前記ノズル孔内部分の外径を前記吐出口の直径に等しくすることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記突出部分の外径を前記吐出口の直径に等しくすることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記硬化工程において、半硬化状態の前記柱状硬化部を形成し、
   前記接着剤が熱硬化性接着剤であって、
   前記積層工程において、前記接着剤の硬化温度以上且つ前記被覆部材の硬化温度未満の温度に前記ノズルプレートを加熱することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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