JP2009286036A - 撥液膜の成膜方法、液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法及び撥液膜の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れた撥液膜を容易に形成する撥液膜の形成方法を提供することである。
【解決手段】フッ素含有有機系撥液材料を蒸着原料とし、真空蒸着法により、蒸着源に対向する位置に配置された基板の上に前記蒸着原料の薄膜を形成する撥液膜の製造方法において、前記蒸着原料を蒸発させる蒸発工程と、前記蒸発工程で蒸発させた前記蒸着原料を前記基板に蒸着する蒸着工程と、を有し、前記蒸着工程において、前記蒸着源から前記基板に向かって前記蒸着原料が飛翔する飛翔空間における圧力が、該飛翔空間を取り巻く周囲空間における圧力より高い。
【選択図】図１

Description

本発明は、撥液膜の成膜方法、液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法及び撥液膜の製造装置に関する。

インクジェット式記録ヘッドの製造には、Ｓｉ、ガラス、金属等の材料が用いられている。これらの材料を用いて、液滴を吐出するノズル孔を備えたノズルプレートやノズル孔に吐出する液体を供給する流路溝を備えたボディプレートが形成されている。

インクジェット式記録ヘッドにおいて、ノズルプレートのインクを吐出する吐出口がある面（吐出面）の撥インク性（撥液性）が不十分であるとインクの液滴が吐出口周辺に広がって付着しやすくなる。このため、インクの吐出量が不安定になったり直進性が損なわれたりして、印刷品質が低下する。

そこで、ノズルプレートの吐出面には撥液処理を施している。特許文献１においては、フッ素系樹脂をターゲットとなる固体表面に蒸着する撥水性有機膜の形成方法が開示されている。この方法は、真空容器内で加速した金属イオンビームをその容器内に配置されたターゲットとなる固体表面に向けて照射する工程の実行中に、その容器内で撥水性有機物質を蒸発させそのターゲットに撥水性有機膜を蒸着している。この方法によると、金属または撥水性有機物質の加速したイオンビームを固体表面に照射しているときに、撥水性有機物質を蒸着させると、蒸着した撥水性有機物質にそのイオンビームが突入し蒸着被膜を固体表面に固着させることができるとしている。

また、特許文献２においては、ノズルプレートの表面にスパッタ法によりＳｉＯ_２膜を形成し、このＳｉＯ_２膜の上にフッ素系撥水膜を蒸着法で形成した後、加熱によりフッ素系撥水膜を重合処理する液滴吐出ヘッドの製造方法が開示されている。

インクジェット式記録ヘッドによる印刷は、工業用途として印刷対象を紙とする以外に樹脂やガラスがあり、使用するインクは水性に限らず、溶媒を用いたものがある。また、工業用途においては、高精度で高品位の印刷が求められ、インクジェット式記録ヘッドにおけるインク吐出に対して、より高い精度及び信頼性が要求される。

また、撥液膜は、印刷時には印刷用紙と、またインク吐出口の清掃時にはワイピング用クリーナとの擦れが生じる。このため撥液膜は、容易に剥がれない高い耐久性が求められている。

従って、ノズルプレートの吐出面に、剥がれることなくインクが付着し難い高い耐久性を有する撥インク膜（撥液膜）が求められている。
特開平８−３５０５８号公報 特開２００７−１２５８４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の撥水性有機膜形成装置は、撥水性有機物質を蒸発させる蒸着源の他に、金属イオンビームを放射するイオン銃を備えた照射装置、照射装置からのイオンビームを加速させる加速電極、ターゲットがプラス電荷を持った際に中和する電荷中和用フィラメント等を必要としている。また、これら照射装置、加速電極及びフィラメントを駆動するための電源等も必要である。このため、撥水性有機膜形成装置は、複雑で高価のものとなる。また、撥水性有機物質にイオンビームを照射すると、撥水性有機物質が分解してしまい、本来の撥水性が十分に発揮できない場合がある。

特許文献２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法におけるノズルプレートにおいては、ＳｉＯ_２膜の上にイオンビームを加速するノズルプレートの吐出面にまず撥液膜の下層としてＳｉＯ_２膜を設けた後にフッ素系撥水膜を蒸着法で形成するとしている。

しかしながら、有機物、特にフッ素含有物の蒸着原料を真空蒸着法で蒸着する場合、加熱によって一気に蒸着原料が蒸発し真空槽内の圧力が上がるため、圧力と真空ポンプの排気速度の平衡状態が崩れ、急激に排気が進み蒸着原料の蒸気圧の制御が困難となる。このため蒸着原料の蒸気圧が不安定になり、良好な膜を効率よく得ることが困難である。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐久性に優れた撥液膜を容易に形成する撥液膜の成膜方法、この方法を用いた液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法及び撥液膜の製造装置を提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１． フッ素含有有機系撥液材料を蒸着原料とし、真空蒸着法により、蒸着源に対向する位置に配置された基板の上に前記蒸着原料の薄膜を形成する撥液膜の製造方法において、
前記蒸着原料を蒸発させる蒸発工程と、
前記蒸発工程で蒸発させた前記蒸着原料を前記基板に蒸着する蒸着工程と、を有し、
前記蒸着工程において、前記蒸着源から前記基板に向かって前記蒸着原料が飛翔する飛翔空間における圧力が、該飛翔空間を取り巻く周囲空間における圧力より高いことを特徴とする撥液膜の成膜方法。

２． 前記飛翔空間における圧力が、前記周囲空間における圧力の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする１に記載の撥液膜の成膜方法。

３． 前記蒸着工程において、前記基板の温度を３００℃以下とすることを特徴とする１又は２に記載の撥液膜の成膜方法。

４． 前記基板に前記蒸着原料の薄膜を形成した後、前記基板を冷却する冷却工程を有し、
前記冷却工程で前記基板の温度が１００℃以下となった以降に、前記基板を大気開放することを特徴とする１乃至３の何れか一項に記載の撥液膜の成膜方法。

５． 板部材に液体を吐出するノズルを形成するノズル形成工程と、
前記ノズル形成工程で形成された前記ノズルの吐出口がある面に１乃至４の何れか一項に記載の撥液膜の成膜方法により撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法。

６． 前記板部材は、Ｓｉを材料とする板、又は表面にＳｉＯ_２膜を備えたＳｉを材料とする板であることを特徴とする５に記載の液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法。

７． フッ素含有有機系撥液材料を蒸着原料とし、真空蒸着法により、蒸着源に対向する位置に配置された基板の上に前記蒸着原料の薄膜を形成する撥液膜の製造装置において、
前記蒸着原料を蒸発させる蒸発手段と、
前記蒸発手段により蒸発させた前記蒸着原料が前記基板に向かって飛翔する飛翔空間における圧力を、該飛翔空間を取り巻く周囲空間における圧力より高くする空間分離手段と、を備えていることを特徴とする撥液膜の製造装置。

８． 前記空間分離手段は、前記蒸着源に対向する端と前記基板に対向する端とが開放され、前記飛翔空間を包む筒形状部材であることを特徴とする７に記載の撥液膜の製造装置。

９． 前記筒形状部材の前記蒸着源に対向する端は、該蒸着源が固定されている固定面より離れ、該筒形状部材の前記基板に対向する端は、前記基板の蒸着面より離れていることを特徴とする８に記載の撥液膜の製造装置。

本発明の撥液膜の成膜方法によれば、耐久性に優れた撥液膜を容易に形成することができる。また、本発明の液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法によれば、上記の撥液膜の形成方法を用いることにより、ノズルプレートに耐久性に優れた撥液膜を容易に形成することができる。更に、本発明の撥液膜の製造装置によれば、耐久性に優れた撥液膜を容易に形成することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

図３は液体吐出ヘッドの例であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称する。）Ｕを構成している、ノズルプレート１、ボディプレート２、圧電素子３を模式的に示している。

ノズルプレート１には、インク吐出のためのノズル孔１１を複数配列してあり、ノズル孔１１の吐出口がある吐出面１２には、撥液膜４５が設けてある。また、ボディプレート２には、ノズルプレート１を貼り合わせることで、ノズル孔１１の開口である吐出口から吐出される液体を供給する圧力室となる圧力室溝２４、インク供給路となるインク供給路溝２３、共通インク室となる共通インク室溝２２、及びインク供給口２１が形成されている。

そして、ノズルプレート１のノズル孔１１とボディプレート２の圧力室溝２４とが一対一で対応するようにノズルプレート１とボディプレート２とを貼り合わせることで流路ユニットＭを形成する。ここで、以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号はそれぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。

図４は、この記録ヘッドＵにおけるノズルプレート１のＹ−Ｙ’、及びボディプレート２のＸ−Ｘ’の位置での断面を模式的に示している。図４が示しているように、流路ユニットＭに圧電素子３をインク吐出用アクチュエータとしてボディプレート２のノズルプレート１を接着する面と反対の各圧力室２４の底部２５の面に接着することで、記録ヘッドＵが完成する。この記録ヘッドＵの各圧電素子３に駆動パルス電圧が印加され、圧電素子３から発生する振動が圧力室２４の底部２５に伝えられ、この底部２５の振動により圧力室２４内の圧力を変動させることでノズル孔１１からインク滴を吐出させる。

図５は、ノズルプレート１が備えている一つのノズル孔１１の周辺部を示している。ノズル孔１１は、小径部１４と大径部１５とで構成され、小径部１４の液滴を吐出する吐出口１３がある吐出面１２には、撥液膜４５が設けてある。

Ｓｉからなるノズルプレート１のノズル孔１１を製造すること（ノズル形成工程）に関して図６、図７に沿って説明する。大径部１５及び小径部１４は、それぞれＳｉ基板３０の対向する面から形成する。

まず大径部１５の形成に関して図６に沿って説明する。Ｓｉ基板３０に大径部１５を形成する方法は、例えば、後述する小径部１４と同じくエッチングとデポジションとを交互に繰り返す異方性エッチング方法を用いることができるが、これに限定されない。この異方性エッチング方法によるエッチングを行う際のエッチングマスクとなるＳｉＯ_２からなる熱酸化膜３２、３１を両面に設けてあるＳｉ基板３０を準備する（図６（ａ））。

次に大径部１５を形成する側の熱酸化膜３２の面にフォトレジスト３４を塗布（図６（ｂ））後、大径部１５を形成するためのフォトレジストパターン３４ａを形成する（図６（ｃ））。フォトレジストパターン３４ａをエッチングマスクとして、例えばＣＨＦ_３を用いたドライエッチングにより熱酸化膜パターンを形成し（図６（ｄ））、これを異方性エッチング方法におけるエッチングマスクパターン３２ａとする。

フォトレジストパターン３４ａを除去後（図６（ｅ））、エッチングとデポジションとを交互に繰り返す異方性エッチング方法より大径部１５を形成する（図６（ｆ））。異方性エッチング方法を行うエッチング装置は、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置が好ましく、例えば、エッチング時のエッチングガスとして、６フッ化硫黄（ＳＦ_６）、デポジション時のデポジションガスとしてフッ化炭素（Ｃ_４Ｆ_８）を交互に使用する。この後、エッチングマスクパターン３２ａを除去して大径部１５が完成する（図６（ｇ））。尚、大径部１５を形成する方法を上記ではエッチングとデポジションとを交互に繰り返す異方性エッチング方法としたが、これに限定されない。また、大径部１５の深さ（長さ）は、所定の深さとなるように、予め大径部１５を形成する方法、装置を用いて実験等を行うことで形成条件を決めればよい。

次に、小径部１４の形成に関して図７に沿って説明する。小径部１４は大径部１５と同様に、例えばエッチングとデポジションとを交互に繰り返す異方性エッチング方法を用いて形成することができる。

図７（ａ）に示す大径部１５が形成されたＳｉ基板３０において、小径部１４を形成する側の熱酸化膜３１の面にフォトレジスト４４を塗布（図７（ｂ））後、小径部１４を形成するためのフォトレジストパターン４４ａを形成する（図７（ｃ））。フォトレジストパターン４４ａをエッチングマスクとして、熱酸化膜パターンを形成し（図７（ｄ））、これを異方性エッチング方法におけるエッチングマスクパターン３１ａとする。フォトレジストパターン４４ａを除去後（図７（ｅ））、エッチングとデポジションとを交互に繰り返す異方性エッチング方法により小径部１４を大径部１５に貫通するまで形成する（図７（ｆ））。この後、エッチングマスクパターン３１ａを除去する（図７（ｇ））。

以上のようにして、液体を吐出する小径部１４及び大径部１５で構成するノズルを備えたＳｉ基板３０を得ることができる。尚、小径部１４の形成と大径部１５の形成の順は、大径部１５を先としても良い。

次に、撥液膜４５に関して説明する。図５に示すノズルプレート１の吐出口１３がある吐出面１２に撥液膜４５を設ける。撥液膜４５を設けることで、例えばインクが吐出面１２に馴染むことで吐出口１３からの染み出しや広がりを抑制することができ、インクの直進性が損なわれないため良好な印刷品質を得ることが出来る。

撥液膜４５を形成する蒸着原料は、フッ素含有有機系撥液材料が挙げられ、具体的には、フルオロアルキルシラン混合酸化物であるメルクジャパン社のＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ＷＲ１及びＷＲ４（真空蒸着用撥液膜材料。以降、撥液膜材料、ＷＲ１、ＷＲ４とも称する。）がある。ＷＲ１は、酸素と反応することにより撥液性を示す材料であって、例えばＳｉ基板にＷＲ１による撥液膜を形成する場合の下地としてＳｉＯ_２膜を予め形成しておくことが好ましい。ＷＲ１及びＷＲ４により形成される膜は、水以外にエタノール等のアルコール、エチレングリコール（ポリエチレングリコールを含む）、シンナー及び塗料等の有機溶剤に対して撥液性を示す。

撥液膜材料ＷＲ４を用いてノズルプレート１に撥液膜を設けることに関して以下に説明する。撥液膜材料ＷＲ４は、真空蒸着法により蒸発させＳｉ基板３０に成膜することができ、Ｓｉ基板３０に撥液膜を形成する製造装置である蒸着装置Ａの例を図１に示す。

５１は真空槽、５３は加熱用ヒーター（基板加熱手段）や冷却用流水パイプ（基板冷却手段）を内部に備えた基板フォルダ、３０は被蒸着物である小径部１４及び大径部１５で構成するノズルが形成されたＳｉ基板、５５はＳｉ基板３０を蒸着する際に開いておくシャッタ、６０は蒸着源、７０は排気装置（図示しない真空ポンプ、ターボ分子ポンプ等）に通じる排気口を示す。蒸着源６０とＳｉ基板３０との間には、本発明に係わる空間分離手段である両端が開放された円筒形状の遮蔽筒５７を設けてある。

遮蔽筒５７は、蒸着源６０と、蒸着源６０に対向して配置されているＳｉ基板３０とにより挟まれている空間を、この空間を取り巻く周囲の空間から分離するものである。遮蔽筒５７のＳｉ基板３０側の端は、Ｓｉ基板３０の被蒸着面より離れ、遮蔽筒５７の蒸着源６０側の端は、蒸着源６０が固定されている真空槽５１の底面より離れるように真空槽５１内に固定されている。

蒸着源６０の例を図２に示す。図２（ａ）に示す蒸着源は、撥液膜材料を金属ポーラス体に含ませたペレット状の蒸着物質６１を収容している、タングス線等の抵抗加熱線で形成された籠状の容器６３（蒸発手段）である。また、図２（ｂ）に示す蒸着源６０は、撥液膜材料を金属ポーラス体に含ませたペレット状の蒸着物質６１を収容している、タンタル線等の抵抗加熱線６７を周囲に巻いた石英等からなるるつぼ６５（蒸発手段）である。この例ように、撥液膜材料を直接加熱しない蒸着源にすることにより、撥液膜材料であるフッ素含有有機物を真空中で加熱した際にフッ素が解離してしまうことを回避することができる。

蒸着装置Ａを用いて、Ｓｉ基板３０に撥液膜を形成すること（撥液膜形成工程）に関して以下に説明する。

基板ホルダ５３にＳｉ基板３０を固定し、基板ホルダ５３に内部に設けてあるヒーターによりＳｉ基板を加熱する（基板加熱工程）。Ｓｉ基板の加熱は、撥水膜をＳｉ基板に密着性がより良好に成膜する上で好ましい。後述の蒸着工程におけるＳｉ基板３０の温度は、３００℃以下が好ましい。３００℃を超えると、Ｓｉ基板３０に蒸着された撥液膜材料が再び蒸発してしまうので良好な膜を効率良く製造できなくなってしまう。下限温度は、撥液膜の密着性より５０℃程度が好ましい。

次に、上記で説明した、例えばタングス線等の抵抗加熱線で形成された籠状の容器６３に電流を流して、容器６３に収容している蒸着物質６１を加熱し、蒸着原料である撥液膜材料を蒸発させる（蒸発工程）。

蒸着物質６１を加熱すると蒸着物質６１に含まれた撥液膜材料は蒸発し、撥液膜材料は、遮蔽筒５７内を飛翔してＳｉ基板３０に到達し、Ｓｉ基板３０に撥液膜が形成される（蒸着工程）。撥液膜材料が蒸発し、Ｓｉ基板に蒸着される間、撥液膜材料の蒸気となって飛翔する飛翔空間は、遮蔽筒５７があるため、その蒸気が真空槽５１内に一気に広がることがない。このため、遮蔽筒５７がないために蒸気が真空槽５１内に一気に広がり、真空槽５１内の真空度が低下することにより真空ポンプによる排気が進むことが生じない。よって、遮蔽筒５７の内側の撥液膜材料の蒸気を含む飛翔空間の圧力を、遮蔽筒５７の周囲の周囲圧力、すなわち真空ポンプの排気口７０が臨む真空槽５１内の圧力より高く、安定に保つことができる。このため、Ｓｉ基板３０への撥液膜の形成を安定して効率良く行うことができる。

遮蔽筒５７のＳｉ基板３０側の端は、Ｓｉ基板３０の被蒸着面より離れている。このようにすることにより、Ｓｉ基板３０の被蒸着面近傍の真空度を遮蔽筒５７より外側の真空槽５１の真空度近くにすることができ、Ｓｉ基板３０に撥液膜となる蒸着物が付着する際の蒸着物の平均自由工程を長くできる。よって、エネルギーが高い蒸着物がＳｉ基板３０に蒸着されることにより、Ｓｉ基板に形成される撥液膜は、ひびや曇りの無い滑らかで密着性がよいものとすることができる。

遮蔽筒５７の蒸着源６０側の端は、蒸着源６０が固定されている真空槽５１の底面より離れるように真空槽５１内に固定されている。このようにすることにより、蒸着物質６１の加熱による放出ガス（アウトガス）を蒸着源６０から効率良く排気することができ、放出ガスと蒸着物との反応が抑えられて良好な撥液膜を形成することができる。

また、遮蔽筒５７の内径は、被蒸着物であるＳｉ基板３０の外接円より大きくするのが好ましい。このようにすることによりＳｉ基板３０にムラ無く撥液膜を形成することができる。尚、遮蔽筒５７の断面形状は、円形状に限定されることは無く、四角形や六角形等としてもよい。

蒸着物質６１を加熱して撥液膜材料を蒸発させて、Ｓｉ基板に撥液膜を形成する際、真空ポンプの排気口７０が臨む真空槽５１の真空度は、１０^−３Ｐａ台が好ましく、この時の遮蔽筒５７内の圧力は、この２倍以上１０倍以下が好ましい。２倍未満の場合、撥液膜材料の蒸気圧が低くすぎて成膜レートが低下し製造効率が低下してしまい、１０倍を超えると成膜レートが高すぎて例えば緻密な膜とならない等の膜質が低下してしまう。

また、成膜後の大気開放の際は、Ｓｉ基板３０の温度は、１００℃以下が好ましい。１００℃を超えた状態で大気開放すると、形成された撥液膜が酸化して炭化等の変質が生じる。尚、温度の下限は、取り扱いを考慮して適宜決めればよい。加熱して成膜したＳｉ基板３０を冷却する（冷却工程）際は、基板ホルダ５３の内部に冷却用流水パイプを設けて水を流す等により行うようにしても良いし自然冷却としてもよい。

上記で説明した撥液膜材料ＷＲ４の代わりに撥液膜材料ＷＲ１を使用する場合は、予めＳｉ基板３０の表面に酸化膜（ＳｉＯ_２）を形成するのが好ましい。Ｓｉ基板３０の吐出面１２に酸化膜を設ける方法は、例えば正珪酸四エチル（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）４：テトラエトキシシラン、ＴＥＯＳとも称する。）のプラズマ合成による膜や熱酸化膜が挙げられ、この他、スパッタ法、ゾルゲル法によって作製してもよく、特にこれらに限定されない。

これまで説明したＳｉ基板３０に撥液膜４５を形成した後、例えばダイシングソー等を用いて適宜Ｓｉ基板３０を切断・分離してノズルプレート１を得る。尚、Ｓｉ基板３０の切断は、撥液膜４５の形成前としてもよい。

（実施例１）
図１に示すような蒸着装置Ａを用いて、Ｓｉ基板上にフッ素含有有機物の撥水膜を作製した。遮蔽筒５７は、その下端が、蒸発源６０が設けてある真空槽５１の底面から５ｃｍの高さになるように設けて蒸発源６０の加熱によるアウトガスを排気できるように構成した。遮蔽筒５７の長さは、Ｓｉ基板３０の被蒸着面から５ｃｍ下のところまでとし、Ｓｉ基板３０近傍は真空槽５１の排気口７０近傍の真空度とほぼ同じになるようにした。基板ホルダ５３は、内部に基板加熱用ヒーターを備え、直径１４ｃｍとして４インチのＳｉ基板３０をセットし、遮蔽筒５７の内側の直径は１６ｃｍとした。この構成で、予備実験より真空槽５１の排気口７０近傍の真空度が６．６７×１０^−４Ｐａの時、遮蔽筒５７内の真空度は、蒸発物が無い（非蒸着時）とき１．０６×１０^−３Ｐａ、蒸発物がある（蒸着時）とき１．３３×１０^−３Ｐａであった。

撥液膜材料ＷＲ４を含ませたアルミナのポーラス体のペレット１個を蒸発物質６１とした。蒸発源６０の加熱方法は、図２（ａ）に示すφ１ｍｍのタングステン線を用いた籠状のもので抵抗加熱（電流値１５Ａ）とした。蒸着装置Ａは、真空ポンプとしてターボ分子ポンプと直結型ロータリーポンプとを用いて１０^−４Ｐａ台まで排気した後、水晶式膜厚計でモニターして膜厚２５ｎｍの撥液膜を形成した。成膜時のＳｉ基板３０の温度は熱電対でモニターし９０℃とし、成膜後、Ｓｉ基板３０の温度を４０℃まで自然冷却した後、蒸着装置Ａから取り出した。
（比較例１）
遮蔽筒５７を設けない以外は同じ蒸着装置を使用した。蒸着源に配置した実施例１と同じ撥液膜材料ＷＲ４の含むペレット１個で形成できた撥液膜の膜厚が約５ｎｍにしかならなかった。このため、蒸着作業を５回繰り返すことで実施例１と同等の膜厚の撥液膜を得た。
（撥液作用のテスト）
撥液膜材料ＷＲ４の仕様より、成膜したＳｉ基板３０を大気中で２４時間放置した後、以下の試験を実施例１及び比較例１で製造した撥液膜に対して行った。

純水を染み込ませたキムワイプを１００ｇ／ｃｍ^２の圧力でＳｉ基板３０に形成した撥液膜に押し付けて、１０回擦って接触角を測定し、これを１０回毎繰り返した。この結果を表１に示す。

表１より、撥液膜の耐久性は、比較例１で形成した撥水膜における接触角は次第に低下してしまうのに対して、実施例１で形成した撥水膜における接触角は低下がほとんど無く良好であることがわかり、遮蔽筒５７の有効性が確認できた。
（実施例２）
蒸着源６０以外は実施例１と同じ蒸着装置を使用した。撥液膜材料ＷＲ１を含ませたアルミナのポーラス体のペレット１個を蒸発物質６１とした。蒸着源６０の加熱方法は、図２（ｂ）に示す石英るつぼ６５の周囲にφ０．５ｍｍのタンタル線６７を巻いてこれをヒータ（電流値７Ａ）にして石英るつぼ６５を加熱した。被蒸着基板は熱酸化膜（ＳｉＯ_２）付きのＳｉ基板３０を用いた。真空度について、予備実験より確認した所、真空槽５１の排気口７０近傍の真空度が６．６７×１０^−４Ｐａの時、遮蔽筒内の真空度は、蒸発物が無い（非蒸着時）とき９．３３×１０^−４Ｐａ、蒸発物がある（蒸着時）とき５．３３×１０^−３Ｐａであった。

実施例１と同じく、１０^−４Ｐａ台まで排気した後、水晶式膜厚計でモニターして２０ｎｍの撥液膜を形成した。成膜時のＳｉ基板温度は熱電対でモニターし２７０℃とし、成膜後、Ｓｉ基板温度を８０℃まで自然冷却した後、蒸着装置Ａから取り出した。
（比較例２）
遮蔽筒５７を設けない以外は同じ蒸着装置を使用した。蒸発源に配置した実施例２と同じペレット１個では形成できた撥液膜の膜厚が５ｎｍにしかならなかった。このため、るつぼ６５にペレットを４個入れて新たに膜形成を行い実施例２と同等の膜厚の撥液膜を得た。このとき、真空度は極度に悪くなり非常に不安定であった。
（撥液作用のテスト）
撥液膜材料ＷＲ１の仕様より、成膜したＳｉ基板３０を大気中で２４時間放置した後、以下の試験を実施例２及び比較例２で製造した撥液膜に対して行った。

純水を染み込ませたキムワイプを１００ｇ／ｃｍ^２の圧力でＳｉ基板３０に形成した撥液膜に押し付けて、１０回擦って接触角を測定し、これを１０回毎繰り返した。この結果を表２に示す。

表２に示すように、撥液膜の耐久性は、比較例２で形成した撥水膜における接触角は次第に低下してしまうのに対して、実施例２で形成した撥水膜における接触角は低下がほとんど無く良好であることがわかり、遮蔽筒５７の有効性が確認できた。

ノズルプレートに撥液膜を設ける蒸着装置の例を示す図である。 蒸着装置に設ける蒸発源の例を示す図である。 液体吐出ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを示す図である。 インクジェット式記録ヘッドの断面を模式的に示す図である。 ノズルプレートのノズル孔周辺の断面を示す図である。 ノズルプレートの大径部の製造工程を説明するためのフロー図である。 ノズルプレートの小径部の製造工程を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１ ノズルプレート
２ ボディプレート
３ 圧電素子
１１ ノズル孔
１２ 吐出面
１３ 吐出口
１４ 小径部
１５ 大径部
２１ インク供給口
２２ 共通インク室（溝）
２３ インク供給路（溝）
２４ 圧力室（溝）
３０ Ｓｉ基板
３１、３２ 熱酸化膜
３１ａ、３２ａ エッチングマスクパターン
３４、４４ フォトレジスト
４４ａ、３４ａ フォトレジストパターン
４５ 撥液膜
５３ 基板ホルダ
５５ シャッタ
５７ 遮蔽筒
６０ 蒸着源
６１ 蒸着物質
Ｕ インクジェット式記録ヘッド

Claims (9)

1. フッ素含有有機系撥液材料を蒸着原料とし、真空蒸着法により、蒸着源に対向する位置に配置された基板の上に前記蒸着原料の薄膜を形成する撥液膜の製造方法において、
   前記蒸着原料を蒸発させる蒸発工程と、
   前記蒸発工程で蒸発させた前記蒸着原料を前記基板に蒸着する蒸着工程と、を有し、
   前記蒸着工程において、前記蒸着源から前記基板に向かって前記蒸着原料が飛翔する飛翔空間における圧力が、該飛翔空間を取り巻く周囲空間における圧力より高いことを特徴とする撥液膜の成膜方法。
2. 前記飛翔空間における圧力が、前記周囲空間における圧力の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の撥液膜の成膜方法。
3. 前記蒸着工程において、前記基板の温度を３００℃以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の撥液膜の成膜方法。
4. 前記基板に前記蒸着原料の薄膜を形成した後、前記基板を冷却する冷却工程を有し、
   前記冷却工程で前記基板の温度が１００℃以下となった以降に、前記基板を大気開放することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撥液膜の成膜方法。
5. 板部材に液体を吐出するノズルを形成するノズル形成工程と、
   前記ノズル形成工程で形成された前記ノズルの吐出口がある面に請求項１乃至４の何れか一項に記載の撥液膜の成膜方法により撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法。
6. 前記板部材は、Ｓｉを材料とする板、又は表面にＳｉＯ_２膜を備えたＳｉを材料とする板であることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法。
7. フッ素含有有機系撥液材料を蒸着原料とし、真空蒸着法により、蒸着源に対向する位置に配置された基板の上に前記蒸着原料の薄膜を形成する撥液膜の製造装置において、
   前記蒸着原料を蒸発させる蒸発手段と、
   前記蒸発手段により蒸発させた前記蒸着原料が前記基板に向かって飛翔する飛翔空間における圧力を、該飛翔空間を取り巻く周囲空間における圧力より高くする空間分離手段と、を備えていることを特徴とする撥液膜の製造装置。
8. 前記空間分離手段は、前記蒸着源に対向する端と前記基板に対向する端とが開放され、前記飛翔空間を包む筒形状部材であることを特徴とする請求項７に記載の撥液膜の製造装置。
9. 前記筒形状部材の前記蒸着源に対向する端は、該蒸着源が固定されている固定面より離れ、該筒形状部材の前記基板に対向する端は、前記基板の蒸着面より離れていることを特徴とする請求項８に記載の撥液膜の製造装置。

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