JP2014065220A - 液体吐出装置の製造方法、ノズルプレートの製造方法、及び、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルプレートの基材として、樹脂層と金属層との間に接着剤が介在していない積層体を使用し、接着剤に起因する吐出不良を生じさせない液体吐出装置の製造方法の提供。
【解決手段】樹脂層４０と金属層４１とが接着剤を介在させずに積層されてなる積層体４２を準備する。次に、積層体４２の金属層４１の一部を除去して樹脂層４０を部分的に露出させる。そして、樹脂層４０に、金属層４１から露出した領域において開口するようにノズル４４を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出装置の、ノズルが形成されたノズルプレートに関する。

インクジェットヘッド等の液体吐出装置において、ノズルが形成されるノズルプレートには、合成樹脂製のものが広く採用されている。しかし、合成樹脂製のノズルプレートは強度が低く、また、柔らかいために、用紙等の接触によって吐出面が摩耗しやすく、傷もつきやすいといった問題がある。

これに関し、従来から、ノズルが形成される樹脂層に、吐出面の保護や補強等の目的で金属層が積層されたノズルプレートが提案されている。例えば、特許文献１には、高分子樹脂材料からなるヘッド基板の、複数のノズルが開口する吐出面に、金属板が貼り付けられたインクジェットヘッドが開示されている。金属板は、予めノズルに対応した穴が形成された上で、ヘッド基板に接着される。これにより、ノズルの吐出口の周囲領域が金属板で取り囲まれて保護される。

特許第３１０８７７１号公報

しかし、前記特許文献１では、ノズルが形成される樹脂層（ヘッド基板）と金属層とが接着剤によって接着されている。そのため、製造工程中に接着剤の一部がノズル内に入り込み、液体の吐出が妨げられて不吐出や吐出曲がりが生じる虞がある。例えば、前記特許文献１のように、樹脂層にノズルを形成してから金属板を樹脂層に接着する場合であれば、金属板の貼り合わせの際に余剰の接着剤がノズル内に流れ込む虞がある。

また、図５のように、樹脂層４０と金属板４１とを接着剤６１で接着した後に、金属板４１の一部を除去して樹脂層４０を部分的に露出させてから、レーザー加工等で樹脂層４０にノズル４４を形成することも考えられる。この場合は、樹脂層４０だけでなく接着剤６１の層を突き破るようにノズル４４を形成することになる。従って、図６（ａ）のように接着剤の一部が吐出口４４ａの周囲で盛り上がる虞がある。また、図６（ｂ）のように溶けた接着剤の一部がノズル４４内に流入する、あるいは、吐出口４４ａを塞ぐように残存する虞もある。

本発明の目的は、ノズルプレートの基材として、樹脂層と金属層との間に接着剤が介在しない積層体を使用し、接着剤に起因する吐出不良を生じさせないことにある。

第１の発明の液体吐出装置の製造方法は、液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルに連通する液体流路が形成された流路構造体とを有する、液体吐出装置の製造方法であって、
樹脂層と金属層とが接着剤を介在させずに積層されてなる積層体の、前記金属層の一部を除去して前記樹脂層を部分的に露出させる除去工程と、前記樹脂層に、前記金属層から露出した領域において開口するように、前記ノズルを形成する、ノズル形成工程と、前記ノズル形成工程の前、又は、前記ノズル形成工程の後に、前記ノズル形成工程を経て前記ノズルプレートとなる前記積層体を、前記流路構造体に接合する接合工程と、を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、樹脂層の、ノズルが開口する側の面が金属層で覆われているため、吐出口の周囲領域が金属層で保護される。また、積層体を構成する樹脂層と金属層との間に接着剤が存在しない。そのため、製造工程中に接着剤のノズルへの流入等が起こらず、接着剤によってノズルからの液体の吐出が妨げられるという問題が生じない。尚、本発明において、ノズルが開口する「金属層から露出した領域」とは、あくまでも金属層によって覆われていない領域のことを指す。つまり、前記の「金属層から露出した領域」には、金属層が除去された後に、撥液膜等の別の層によって覆われている状態も含む。

第２の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第１の発明において、前記除去工程の後に、前記積層体の、少なくとも前記樹脂層が前記金属層から露出している領域に撥液膜を形成する、撥液膜形成工程をさらに備えていることを特徴とするものである。

樹脂層と金属層との間に接着剤が存在しないため、樹脂層の、金属層から露出した領域、即ち、ノズルの吐出口の周囲領域において、撥液膜が樹脂層に直接接触する。従って、撥液膜の樹脂層に対する密着強度が高くなり、撥液膜が剥離しにくい。また、通常、撥液膜の形成には熱処理が必要になることが多いが、接着剤が存在する場合には、接着剤の耐熱温度を考慮して接着剤の選定を行う必要が生じる。この点、本発明では、接着剤が存在しないことから、熱処理温度が高い撥液膜を選定することも可能となり、撥液膜の選択の自由度が広がる。

第３の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第１又は第２の発明において、前記積層体は、前記金属層の一方の面に液状の樹脂材料を塗布した後に、この樹脂材料を固化させることによって形成されていることを特徴とするものである。

樹脂層と金属層とを貼り合わせる方法では、特に、金属層が薄い場合に、金属層のハンドリングが難しい。例えば、樹脂層に貼り合わせる際に金属層にシワがよったり破れたりする虞がある。また、樹脂層に貼り合わせるまでの間に金属層を搬送する際においても、金属層に折れ曲がりや破断等が生じる虞がある。一方、本発明では、金属層に液状の樹脂材料を塗布し、これを固化させることによって、金属層に樹脂層を形成する。そのため、本発明では、金属層を樹脂層に貼り付けるなどの金属層のハンドリングが不要であり、金属層が薄い場合でも積層体の形成が容易である。

第４の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第３の発明において、前記金属層の前記一方の面に前記液状の樹脂材料を塗布する前に、前記金属層の前記一方の面の、前記除去工程で除去されない領域にのみ、粗面処理を施すことを特徴とするものである。

金属層の一方の面を荒らして凹凸を形成した上で、この面に液状の樹脂材料を塗布して樹脂層を形成すると、金属層と樹脂層との間の密着強度が高まる。但し、このとき、樹脂層の、金属層との接触面は、金属層の粗面形状に応じた凹凸形状となる。そして、樹脂層の、ノズルの吐出口近くに上記のような凹凸形状が存在すると、吐出曲がり等の吐出不良が生じる虞がある。本発明では、金属層のうちの、除去工程で除去されずに残される部分にのみ粗面処理を施すため、樹脂層の吐出口の周囲領域に凹凸が形成されない。

第５の発明のノズルプレートの製造方法は、液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートの製造方法であって、
樹脂層と金属層とが接着剤を介在させずに積層されてなる積層体の、前記金属層の一部を除去して前記樹脂層を部分的に露出させる除去工程と、前記樹脂層に、前記金属層から露出する領域において開口するように、前記ノズルを形成するノズル形成工程と、を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、積層体を構成する樹脂層と金属層との間に接着剤が存在しないことから、接着剤によってノズルからの液体の吐出が妨げられるという問題が生じない。

第６の発明の液体吐出装置は、液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルに連通する液体流路が形成され、且つ、前記ノズルプレートに接合された流路構造体と、を備え、前記ノズルプレートは、接着剤を介在させずに積層された樹脂層と金属層とを有し、前記樹脂層は前記金属層から部分的に露出しており、前記樹脂層に、前記金属層から露出した領域において開口する前記ノズルが形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ノズルプレートの樹脂層と金属層との間に接着剤が存在しないことから、接着剤のノズルへの流入等が起こらず、接着剤によってノズルからの液体の吐出が妨げられるという問題が生じない。

本発明によれば、樹脂層の、ノズルが開口する側の面が金属層で覆われるため、ノズルの吐出口の周囲領域が金属層で保護される。また、積層体を構成する樹脂層と金属層との間に接着剤が存在しない。そのため、接着剤によってノズルからの液体の吐出が妨げられるという問題が生じない。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 （ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 ノズルプレートの製造に関する工程を示す図である。 金属層の除去工程後の積層体の一部拡大平面図である。 接着剤を使用した積層体にノズルを形成したときの、接着剤の影響を説明する図である。 変更形態に係るノズルプレートの製造に関する工程のうち、特に、ノズル形成工程と接合工程を示す図である。 別の変更形態に係るノズルプレートの製造に関する工程のうち、特に、ノズル形成工程と撥液膜形成工程を示す図である。 別の変更形態における、金属層の粗面処理を説明する図である。 別の変更形態における、金属層の除去工程後の積層体の一部拡大平面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液体吐出装置としてのインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。まず、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。尚、以下では、図１の紙面手前側を上方、紙面向こう側を下方と定義して、適宜、「上」「下」の方向語を使用して説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、プラテン２と、キャリッジ３と、インクジェットヘッド４と、搬送機構５と、メンテナンス機構６等を備えている。

プラテン２の上面には、被記録媒体である記録用紙１００が載置される。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において、２本のガイドレール１０，１１に沿って走査方向に往復移動可能である。キャリッジ３には無端ベルト１４が連結され、キャリッジ駆動モータ１５によって無端ベルト１４が駆動されることで、キャリッジ３は走査方向に移動する。

インクジェットヘッド４はキャリッジ３に取り付けられており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４の、図１の紙面向こう側の面である下面には、複数のノズル４４が形成されている。また、図１に示すように、プリンタ１のプリンタ本体１ａにはホルダ９が設けられている。ホルダ９には、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタの、４色のインクがそれぞれ貯留された４つのインクカートリッジ１７が装着される。キャリッジ３に搭載されたインクジェットヘッド４とホルダ９は、図示しないチューブによって接続されている。そして、４つのインクカートリッジ１７にそれぞれ貯留された４色のインクが、チューブを介してインクジェットヘッド４に供給される。インクジェットヘッド４は、複数のノズル４４から、プラテン２に載置された記録用紙１００に対して４色のインクを吐出する。

搬送機構５は、搬送方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ１８，１９を有する。搬送機構５は、２つの搬送ローラ１８，１９によって、プラテン２に載置された記録用紙１００を搬送方向に搬送する。

インクジェットプリンタ１は、プラテン２上に載置された記録用紙１００に対して、キャリッジ３とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド４からインクを吐出させる。これとともに、２つの搬送ローラ１８，１９によって記録用紙１００を搬送方向に搬送する。以上の動作によって記録用紙１００に画像や文字等が記録される。

メンテナンス機構６は、走査方向に関するキャリッジ３の移動範囲のうちの、プラテン２よりも右側の位置に配置されている。メンテナンス機構６は、キャップ３０と、キャップ３０に接続された吸引ポンプ３１と、ワイパー３２等を備える。

キャップ３０は上下方向に移動可能である。キャップ３０は、キャリッジ３がこのキャップ３０と対向する位置にあるときに上方に移動することで、インクジェットヘッド４の下面に密着して複数のノズル４４を覆う。この状態で、吸引ポンプ３１によりキャップ３０内を減圧することで、複数のノズル４４からそれぞれインクを強制的に排出する、吸引パージが実行される。このとき、インクジェットヘッド４内の塵や気泡、あるいは、乾燥により増粘したインクが、複数のノズル４４から排出されるため、上記塵や気泡等に起因するノズル４４の吐出不良が解消される。

ワイパー３２は、ゴム材料などの弾性材料で形成された薄板状の部材であり、走査方向においてキャップ３０に隣接した位置に立設されている。上記の吸引パージが行われた後の状態では、インクジェットヘッド４の下面にはインクが付着している。そこで、吸引パージ後に、キャップ３０がインクジェットヘッド４の下面から離れた状態で、キャリッジ３を走査方向に移動させる。このとき、ワイパー３２は、インクジェットヘッド４の下面に接触した状態でインクジェットヘッド４に対して相対移動し、インクジェットヘッド４の下面に付着したインクを拭き取る。

次に、インクジェットヘッド４について説明する。図２は、インクジェットヘッドの平面図である。図３（ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２、図３に示すように、インクジェットヘッド４は、流路ユニット３３と、圧電アクチュエータ３４とを備えている。尚、図３（ｂ）では、インク流路内に充填されているインクを符号“Ｉ”で示している。

まず、流路ユニット３３について説明する。図３（ｂ）に示すように、流路ユニット３３は、５枚のプレート３５〜３９が積層された構造を有する。５枚のプレート３５〜３９のうちの最下層のプレート３９は、複数のノズル４４が形成されたノズルプレート３９である。ノズルプレート３９は、ポリイミド等の合成樹脂からなる樹脂層４０と、ステンレス鋼等の金属材料からなる金属層４１の積層体４２を基材としたプレートである。後でも触れるが、樹脂層４０と金属層４１とは直接接触した状態で積層されており、両者の間には接着剤が介在していない。樹脂層４０には、この樹脂層４０を厚み方向に貫通し、且つ、先細りのテーパ形状の複数のノズル４４が形成されている。金属層４１は、複数のノズル４４の吐出口４４ａが形成されている樹脂層４０の下面を覆っている。また、金属層４１には、各ノズル４４の吐出口４４ａを取り囲むように、吐出口４４ａよりも一回り大きい穴４１ａが形成されている。これにより、樹脂層４０の下面の、吐出口４４ａ及びその周囲領域が、吐出口４４ａに対応する穴４１ａを通して金属層４１から露出している。

ノズルプレート３９の下面は、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂で形成された撥液膜４３によって覆われている。この撥液膜４３が、特に、金属層４１から露出した吐出口４４ａの周囲領域を覆うことで、ノズル４４から吐出されたインクが吐出口４４ａの周囲で濡れて滞留することを防ぐ。尚、図３（ｂ）では、撥液膜４３は、金属層４１も含むノズルプレート３９の下面全域に形成されているが、撥液膜４３は、少なくとも、樹脂層４０の下面の、吐出口４４ａの周囲領域を覆っていればよいのであって金属層４１を覆っていなくてもよい。

このノズルプレート３９では、樹脂層４０に金属層４１が積層されて、吐出口４４ａの周囲領域が金属層４１で囲まれている。そのため、搬送される記録用紙１００の角や縁がノズルプレート３９に接触した場合でも、樹脂層４０に記録用紙１００が直接接触しにくく、樹脂層４０が摩耗したり傷ついたりすることが防止される。特に、吐出口４４ａの周囲領域に形成された撥液膜４３に傷がつくと、撥液性が低下して吐出口４４ａの周囲にインクが残りやすくなり、吐出曲がり等の吐出不良の原因となる。この点、本実施形態では金属層４１によって吐出口４４ａの周囲領域の撥液膜４３が保護されることから、撥液膜４３に傷が付くことが防止される。

また、前述した吸引パージを行った後には、ノズル４４から排出されたインクが金属層４１の穴４１ａの内側にインクが溜まる。このインクはワイパー３２によって穴４１ａから確実に掃き出す必要がある。しかし、金属層４１が厚いと穴４１ａの深さが大きくなり、ワイパー３２が穴４１ａの内部に入り込みにくくなる。尚、金属層４１が厚くても、穴４１ａの径を大きくすればワイパー３２が穴４１ａの内部に入り込みやすくはなるが、吐出口４４ａの周囲を保護するという本来の目的からは、穴４１ａが、吐出口４４ａに対して大きすぎることは好ましくない。以上の理由から、吸引パージ後にワイパー３２で穴４１ａの内部のインクを確実に排出するために、金属層４１の厚みは一定以下であることが好ましい。具体的には５〜３０μｍであることが好ましい。尚、樹脂層４０の厚みは、主に、必要とされるノズル４４の内容積から決定され、例えば、３０〜１００μｍである。

流路ユニット３３を構成する５枚のプレート３５〜３９のうちの、上側の残り４枚のプレート３５〜３８は、ステンレス鋼などの金属材料で形成されている。これら４枚の金属プレート３５〜３８には、複数のノズル４４に連通するマニホールド４６や圧力室４７等の流路が形成されている。

次に、流路ユニット３３に形成されているインク流路の構成について説明する。図２に示すように、流路ユニット３３の上面には、４つのインク供給孔４５が走査方向に並んで形成されている。４つのインク供給孔４５には、ホルダ９の４つのインクカートリッジ１７（図１参照）から４色のインクがそれぞれ供給される。また、流路ユニット３３は、その内部に、それぞれ搬送方向に延在する４本のマニホールド４６を有する。４本のマニホールド４６は、４つのインク供給孔４５に接続されている。

さらに、流路ユニット３３は、その下面に開口した複数のノズル４４と、これら複数のノズル４４にそれぞれ連通する複数の圧力室４７とを有する。図２に示すように、平面視で、複数のノズル４４は、４本のマニホールド４６にそれぞれ対応して４列に配列されている。複数の圧力室４７も、複数のノズル４４と同様に、４本のマニホールド４６に対応して４列に配列されている。図３（ｂ）に示すように、各圧力室４７は対応するマニホールド４６に連通している。

以上より、図３（ｂ）に示すように、流路ユニット３３内には、各マニホールド４６から分岐して、圧力室４７を経てノズル４４に至る個別流路４８が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ３４について説明する。図２、図３に示すように、圧電アクチュエータ３４は、振動板５０と、圧電層５４，５５と、複数の個別電極５２と、共通電極５６を備えている。振動板５０は、複数の圧力室４７を覆った状態で流路ユニット３３の上面に接合されている。２枚の圧電層５４，５５は、振動板５０の上面に積層されている。複数の個別電極５２は、上層の圧電層５５の上面において、複数の圧力室４７とそれぞれ対向するように配置されている。共通電極５６は、２枚の圧電層５４，５５の間において、複数の圧力室４７に跨って配置されている。

複数の個別電極５２は、圧電アクチュエータ３４を駆動するドライバＩＣ５３とそれぞれ接続されている。一方、共通電極５６は常にグランド電位に保持されている。また、上層の圧電層５５の、個別電極５２と共通電極５６とに挟まれた部分は、それぞれ、厚み方向に分極されている。

ノズル４４からインクを吐出させる際の圧電アクチュエータ３４の動作は以下の通りである。ある個別電極５２に対してドライバＩＣ５３から駆動信号が印加されると、この個別電極５２とグランド電位に保持されている共通電極５６の間に電位差が生じる。これによって、圧電層５５の、個別電極５２と共通電極５６の間に挟まれた部分に厚み方向の電界が生じる。また、圧電層５５の分極方向と電界の方向とが一致するために、圧電層５５はその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この圧電層５５の収縮変形に伴って、振動板５０の圧力室４７と対向する部分が圧力室４７側に凸となるように撓む。このとき、圧力室４７の容積が減少してその内部のインクに圧力が付与され、圧力室４７に連通するノズル４４からインクの液滴が吐出される。

次に、インクジェットヘッド４の製造に関し、特に、ノズルプレート３９の製造工程に関して、図４を参照して説明する。

（積層体準備）
まず、図４（ａ）に示すように、樹脂層４０と金属層４１とが積層された積層体４２を準備する。積層体４２は、樹脂層４０と金属層４１とが、接着剤を介在させずに直接接触した状態で積層されたものである。接着剤を使用しない積層体４２の製造方法として、下記のキャスト法を例示する。

キャスト法では、金属層４１の一方の面に液状の樹脂材料を塗布した後に、この樹脂材料を固化させることで樹脂層４０を形成する。ポリイミド樹脂層を形成する場合を例に挙げて説明する。まず、ステンレス鋼などの金属層４１の一方の面に、ポリイミド前駆体溶液を塗布する。次に、ポリイミド前駆体層を２００℃以上に加熱し、この前駆体層を固化させポリイミド層とする。尚、樹脂層４０の金属層４１に対する密着強度を高めるため、液状樹脂の塗布前に、化学エッチングかマイクロブラスト装置等を用いて金属層４１の一方の面を荒らして凹凸を形成する、粗面処理を行ってもよい。

（除去工程）
図４（ｂ）に示すように、金属層４１に複数の穴４１ａをそれぞれ形成して金属層４１を部分的に除去する。図５は、図４（ｂ）の積層体の一部拡大平面図である。尚、図５では、金属層４１の残存部分にハッチングを施してある。図５に示すように、穴４１ａは、樹脂層４０の、後工程でノズル４４が形成される部分を取り囲むように形成する。これにより、樹脂層４０の、ノズル４４が形成される部分を金属層４１から露出させる。尚、以下では、樹脂層４０の、金属層４１によって覆われていない領域を「露出領域４０ａ」と称す。上記の金属層４１の除去は、例えばウェットエッチングで行うことができる。具体的には、金属層４１の、除去せずに残しておく領域にレジストをパターニングしてマスクを形成した後、エッチング液によって、レジストで覆われていない金属層４１の部分を除去する。

（撥液膜形成工程）
次に、図４（ｃ）に示すように、積層体４２に撥液膜４３を形成する。まず、積層体４２の、金属層４１、及び、樹脂層４０の露出領域４０ａを含む全域に、フッ素系樹脂の液状の撥液性材料を塗布する。次に、フッ素系樹脂の種類に応じた所定の温度で熱処理を行って硬化させ、撥液膜４３を得る。

（接合工程）
次に、図４（ｄ）に示すように、積層体４２を、流路ユニット３３の、ノズル４４に連通する孔４９が形成された金属プレート３８に接着剤６０で接合する。このとき、樹脂層４０の露出領域４０ａと、プレート３８の孔４９とが重なるように、積層体４２とプレート３８とを位置合わせした上で両者を接合する。尚、このノズル４４に連通する孔４９が形成された金属プレート３８が、本発明における「流路構造体」に相当する。また、図では、積層体４２を１枚の金属プレート３８にのみ接合しているが、次述するレーザー加工によるノズル形成の妨げにならないのであれば、この接合工程で、流路ユニット３３を構成する２枚以上の金属プレートを積層体４２と接合してもよい。この場合は、前記２枚以上の金属プレートが、本発明における「流路構造体」に相当する。

（ノズル形成工程）
次に、図４（ｅ）に示すように、積層体４２に対して、プレート３８との接合側から、このプレート３８に形成された孔４９を通してレーザー光を照射する。これにより、樹脂層４０の露出領域４０ａにおいて開口するように、樹脂層４０を貫通するテーパ状のノズル４４を形成する。

先にも述べたように、本実施形態では、積層体４２の樹脂層４０と金属層４１は、接着剤を介在させずに積層されている。これに対して、図６（ａ）のように、樹脂層４０と金属層４１との間に、例えば熱可塑性の接着剤６１が存在していると、樹脂層４０にノズル４４を形成したときに、レーザー光のエネルギーで軟化又は融解した接着剤の一部６１ａが、ノズル４４の周囲で盛り上がる虞がある。また、図６（ｂ）のように、接着剤の一部６１ｂが吐出口４４ａを覆う、あるいは、ノズル４４内に入り込む虞もある。このような接着剤６１ａ，６１ｂはノズル４４からのインクの吐出を妨げるため、不吐出や吐出曲がり等の吐出不良の原因となる。尚、接着剤６１が、エポキシ系樹脂等の熱硬化性接着剤である場合は、レーザー光のエネルギーで軟化や融解といった現象は生じない。しかし、熱硬化性接着剤は、ポリイミド等の樹脂層４０とはレーザーの加工性（レーザー光の吸収性）が異なるため、樹脂層４０にのみレーザーが照射される場合とは加工速度が違い、理想のノズル形状（テーパ形状）とならない。その結果、熱可塑性接着剤を使用した場合と同様に、吐出曲がり等の吐出不良が生じる虞がある。この点、本実施形態では、樹脂層４０と金属層４１との間に接着剤が存在しないことから、接着剤によってインクの吐出が妨げられるという問題が生じない。

また、樹脂層４０と金属層４１との間に接着剤６１が介在していると、図６に示すように、吐出口４４ａの周囲領域において接着剤６１の上に撥液膜４３が形成されるため、この部分の撥液膜４３が剥離しやすい。これに対して、本実施形態では、図４に示すように、吐出口４４ａの周囲領域において、撥液膜４３が樹脂層４０に直接接触するため、撥液膜４３の樹脂層４０に対する密着強度が高く、撥液膜４３が剥離しにくい。

さらに、撥液膜４３の熱処理温度が接着剤６１の耐熱温度よりも高いと、熱処理時に接着剤６１が軟化、溶融、あるいは、熱分解してしまう。また、一般的に使用される接着剤は耐熱温度があまり高くなく、せいぜい２５０℃程度である。従って、接着剤６１の耐熱温度の制約から撥液膜４３の選択が狭まる。この点、本実施形態では、接着剤が存在しないことから、樹脂層４０の耐熱温度を超えない範囲で、より熱処理温度が高い撥液膜４３を選定することも可能となり、撥液膜４３の選択の自由度が広がる。例えば、ポリイミドの耐熱温度は４００℃程度であることから、熱処理温度が３５０℃の撥液膜４３を使用することが可能となる。例えば、樹脂材料の中で最も高い撥液性を有するＰＴＦＥで撥液膜４３を形成する場合、ディスパージョン液（ＰＴＦＥ微粒子を水に分散させたもの）を塗布してから、３３０℃以上の熱を加えて焼き付ける。従って、積層体４２に、耐熱温度が２５０℃程度の接着剤が存在する場合はＰＴＦＥを使用することはできないが、本願では、接着剤が存在しないことから、ＰＴＦＥで撥液膜４３を形成することが可能となる。

本実施形態の積層体４２は、いわゆるキャスト法で製造されているが、この方法は、予め別々に形成した樹脂層４０と金属層４１とを貼り合わせるような方法ではない。樹脂層４０と金属層４１とを貼り合わせる方法では、金属層４１が薄い場合にそのハンドリングが難しい。例えば、樹脂層４０に貼り合わせる際に金属層４１にシワがよったり破れたりする虞がある。また、樹脂層４０に貼り合わせるまでの間に金属層４１を搬送する際においても、僅かな振動で金属層４１に折れ曲がりや破断が生じる虞がある。この点、本実施形態では、金属層４１を樹脂層４０に貼り付けるなどの金属層４１のハンドリングが不要であるため、金属層４１が薄い場合でも積層体４２の形成が容易である。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］図４に示すように、前記実施形態では、積層体４２を、ノズル４４に連通する孔４９が形成された金属プレート３８に接合してから、積層体４２の樹脂層４０にノズル４４を形成している。これに対して、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、積層体４２の樹脂層４０にノズル４４を形成してノズルプレート３９としてから、このノズルプレート３９を金属プレート３８に接合してもよい。

２］図４に示すように、前記実施形態では、積層体４２に撥液膜４３を形成してから、樹脂層４０にノズル４４を形成している。これに対して、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、積層体４２の樹脂層４０にノズル４４を形成してノズルプレート３９としてから、このノズルプレート３９の表面の吐出口４４ａの周囲領域に撥液膜４３を形成してもよい。

３］液状の樹脂材料を金属層４１に塗布する前に金属層４１に粗面処理を行った場合、樹脂層４０の金属層４１との接触面には、金属層４１の凹凸の粗面形状が転写されて、同じく凹凸が形成される。このとき、金属層４１の一部を除去して樹脂層４０の露出領域４０ａに開口するようにノズル４４を形成したときに、吐出口４４ａ近くに上記のような凹凸形状が存在すると、吐出曲がりが生じる虞がある。そこで、図９（ａ）に示すように、金属層４１のうちの、次の除去工程（図９（ｂ））で除去されずに残される領域４１ｂにのみ粗面処理を施し、除去工程で除去される領域４１ｃには粗面処理を行わないことが好ましい。これにより、樹脂層４０にノズル４４を形成したときに、その吐出口４４ａの周囲領域に凹凸が形成されない。

４］除去工程における金属層４１の除去範囲は適宜変更可能である。例えば、図１０（ａ）に示すように、樹脂層４０の、一列のノズル列が形成される範囲全体を取り囲むように穴４１ｂを形成してもよい。また、逆に、吐出口４４ａが形成される領域の周囲にのみ金属層４１を残し、それ以外の金属層４１を全て除去してもよい。例えば、図１０（ｂ）に示すように、樹脂層４０の各吐出口４４ａが形成される領域の周囲に、孤立した島状の金属層４１を残し、それ以外の金属層４１は全て除去してもよい。

尚、前記実施形態の図５のように、１つの吐出口４４ａに対応して金属層４１に穴４１ａを形成すると、吐出口４４ａが全周にわたって金属層４１で取り囲まれる。そのため、吐出口４４ａの周囲領域の保護の観点からは、前記実施形態の方が、図１０（ａ）、（ｂ）の形態よりも好ましい。但し、金属層４１の除去工程後に積層体４２に形成する撥液膜４３は、樹脂層４０に対する密着強度が、金属層４１に対する密着強度よりも高い。従って、積層体４２の全域に撥液膜４３を形成する場合、金属層４１が樹脂層４０を覆っている領域が少ないほど、撥液膜４３の密着性が高く、剥離しにくいことになる。つまり、撥液膜４３の剥離防止の観点からは、図１０（ａ）、（ｂ）のように、金属層４１の除去範囲を広くする方が好ましいと言える。

５］樹脂層４０と金属層４１とを接着剤を介在させずに積層された積層体４２の作製方法は、前記実施形態で例示したキャスト法には限られない。例えば、表面に熱圧着性樹脂層を有する樹脂フィルムを加熱しながら金属層４１に押し付けることで、接着剤を使用せずに貼り合わせる方法、いわゆる、ラミネート法を採用することもできる。

また、蒸着やスパッタリング、あるいは、無電解メッキ等の公知の金属薄膜形成技術を用いて、樹脂層４０の表面に金属層４１を成膜してもよい。尚、上記の薄膜形成技術では、マスクを用いて基材上に金属薄膜をパターニングする技術が確立されており、樹脂層４０の所望の領域にのみ金属層４１を形成することが可能である。この場合は、樹脂層４０の全面に金属層４１を形成してから、改めて、エッチング等によって金属層４１の一部を除去するという工程を踏む必要はない。別の言い方をすれば、樹脂層４０と金属層４１とを積層する工程と、除去工程とを同時に行うことになる。

６］ノズルプレート３９の基材となる積層体４２は、１層の樹脂層４０と１層の金属層４１の２層構造には限られない。例えば、金属層４１が、複数の異種金属が積層された多層構造であってもよい。また、金属層４１にセラミックス層が積層されてもよい。例えば、金属層４１の表面に、耐摩耗性を向上させるために、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が積層されてもよい。

４ インクジェットヘッド
３５〜３８ プレート
３９ ノズルプレート
４０ 樹脂層
４１ 金属層
４２ 積層体
４３ 撥液膜
４４ ノズル
４４ａ 吐出口
４９ 孔

Claims (6)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルに連通する液体流路が形成された流路構造体とを有する、液体吐出装置の製造方法であって、
   樹脂層と金属層とが接着剤を介在させずに積層されてなる積層体の、前記金属層の一部を除去して前記樹脂層を部分的に露出させる除去工程と、
   前記樹脂層に、前記金属層から露出した領域において開口するように、前記ノズルを形成する、ノズル形成工程と、
   前記ノズル形成工程の前、又は、前記ノズル形成工程の後に、前記ノズル形成工程を経て前記ノズルプレートとなる前記積層体を、前記流路構造体に接合する接合工程と、
   を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
2. 前記除去工程の後に、前記積層体の、少なくとも前記樹脂層が前記金属層から露出している領域に撥液膜を形成する、撥液膜形成工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
3. 前記積層体は、前記金属層の一方の面に液状の樹脂材料を塗布した後に、この樹脂材料を固化させることによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置の製造方法。
4. 前記金属層の前記一方の面に前記液状の樹脂材料を塗布する前に、前記金属層の前記一方の面の、前記除去工程で除去されない領域にのみ、粗面処理を施すことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置の製造方法。
5. 液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートの製造方法であって、
   樹脂層と金属層とが接着剤を介在させずに積層されてなる積層体の、前記金属層の一部を除去して前記樹脂層を部分的に露出させる除去工程と、
   前記樹脂層に、前記金属層から露出する領域において開口するように、前記ノズルを形成するノズル形成工程と、
   を備えていることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
6. 液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、
   前記ノズルに連通する液体流路が形成され、且つ、前記ノズルプレートに接合された流路構造体と、を備え、
   前記ノズルプレートは、接着剤を介在させずに積層された樹脂層と金属層とを有し、
   前記樹脂層は前記金属層から部分的に露出しており、
   前記樹脂層に、前記金属層から露出した領域において開口する前記ノズルが形成されていることを特徴とする液体吐出装置。

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