JP5207541B2 - Liquid repellent film forming method, nozzle plate, ink jet head, and electronic apparatus - Google Patents

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本発明は、撥液膜形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、及び電子機器に係り、特に、孔部を有する基材の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する技術に関するものである。   The present invention relates to a method for forming a liquid repellent film, a nozzle plate, an ink jet head, and an electronic device, and more particularly to a technique for forming a liquid repellent film having liquid repellency on the surface of a substrate having holes.

インクジェット記録装置で用いられる記録ヘッド(インクジェットヘッド)において、そのインク吐出面を構成するノズルプレートの表面(特にノズル孔の開口周辺部)にインクが付着していると、ノズルから吐出されるインク液滴が影響を受けて、インク液滴の吐出方向にばらつきが生じるなど吐出不安定な状態となり、画像品質が劣化する要因となる。そこで、このような問題を防止するために、ノズルが形成されるノズルプレートの表面(吐出面)には撥液膜が設けられている。   In a recording head (ink jet head) used in an ink jet recording apparatus, if ink adheres to the surface of a nozzle plate (particularly the periphery of the nozzle hole opening) constituting the ink discharge surface, the ink liquid discharged from the nozzle The droplets are affected, resulting in unstable ejection such as variations in the ejection direction of the ink droplets, which causes deterioration in image quality. Therefore, in order to prevent such a problem, a liquid repellent film is provided on the surface (discharge surface) of the nozzle plate on which the nozzle is formed.

これまでにノズルプレート(以下、「ノズル形成基板」ともいう。)の表面に撥液膜を形成する技術が各種提案されている。   Various techniques for forming a liquid repellent film on the surface of a nozzle plate (hereinafter also referred to as “nozzle forming substrate”) have been proposed so far.

例えば、特許文献1には、ノズルが形成されたノズルプレート上に撥液膜を形成する際に、ノズルプレートとの密着性を向上させるために、ノズルプレートと撥液膜の間に中間層を導入する技術が開示されている。さらに、同文献には、他の態様として、ノズルプレートと撥液膜との間に設けられる中間層に段差構造を形成し、その上に撥液膜を形成する技術が開示されている。このように段差構造を形成することによって、紙搬送時の紙ジャムやメンテナンス時のワイピング等によるノズル周辺部の撥液膜剥離を防ぐことができる。
特開2008−105231号公報
For example, in Patent Document 1, when a liquid repellent film is formed on a nozzle plate on which nozzles are formed, an intermediate layer is provided between the nozzle plate and the liquid repellent film in order to improve adhesion with the nozzle plate. A technique to be introduced is disclosed. Further, in this document, as another aspect, a technique is disclosed in which a step structure is formed in an intermediate layer provided between a nozzle plate and a liquid repellent film, and a liquid repellent film is formed thereon. By forming the step structure in this way, it is possible to prevent the liquid repellent film from being peeled around the nozzles due to paper jam during paper conveyance or wiping during maintenance.
JP 2008-105231 A

しかしながら、特許文献1に記載される作製プロセスでは、中間層であるプラズマ重合膜をエッチングして段差構造を形成する際に、エッチングストップ層がないため、加工バラツキによって、そのエッチング深さがノズルごとに均一にならず、最悪の場合、基板が剥き出しになり、撥液膜密着性の改善ができず、さらに、吐出安定性、メンテナンス性に大きな影響を及ぼす問題がある。   However, in the manufacturing process described in Patent Document 1, there is no etching stop layer when the stepped structure is formed by etching the plasma polymerization film, which is an intermediate layer. In the worst case, there is a problem that the substrate is exposed and the adhesion of the liquid repellent film cannot be improved, and the ejection stability and maintainability are greatly affected.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズルごとにばらつきが少ない段差構造を高精度に形成することができ、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる撥液膜形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、及び電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a liquid repellent film forming method capable of forming a step structure with little variation for each nozzle with high accuracy and improving discharge stability and maintainability. An object is to provide a nozzle plate, an inkjet head, and an electronic apparatus.

前記目的を達成するために、本発明に係る撥液膜形成方法(請求項1に記載の発明)は、孔部を有する基材の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する撥液膜形成方法であって、前記基材上に、第1プラズマ重合膜を形成する第1プラズマ重合膜形成工程と、前記第1プラズマ重合膜に水素プラズマ処理を行う水素プラズマ処理工程と、前記第1プラズマ重合膜上に、前記第1プラズマ重合膜と同一材料で構成される第2プラズマ重合膜を形成する第2プラズマ重合膜形成工程と、所定形状にパターニングされたマスクを用いて、酸化処理又はエッチング処理によって、前記第2プラズマ重合膜における前記孔部の開口周辺部に対応する部分を選択的に除去し、前記孔部よりも拡径した段差構造を形成する段差形成工程と、前記段差構造が形成された前記第1プラズマ重合膜及び前記第2プラズマ重合膜の表面に酸化処理を行う酸化処理工程と、前記酸化処理が行われた前記第1プラズマ重合膜及び前記第2プラズマ重合膜の表面に前記撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the object, the liquid repellent film forming method according to the present invention (the invention according to claim 1) is a liquid repellent film for forming a liquid repellent film having liquid repellency on the surface of a substrate having holes. A film forming method, comprising: a first plasma polymerized film forming step of forming a first plasma polymerized film on the substrate; a hydrogen plasma processing step of performing a hydrogen plasma process on the first plasma polymerized film; Oxidation treatment using a second plasma polymerized film forming step of forming a second plasma polymerized film made of the same material as the first plasma polymerized film on the one plasma polymerized film and a mask patterned into a predetermined shape Or a step forming step of selectively removing a portion of the second plasma polymerized film corresponding to the opening peripheral portion of the hole by an etching process to form a step structure having a diameter larger than that of the hole; Structure formed An oxidation treatment step of performing oxidation treatment on the surfaces of the first plasma polymerization film and the second plasma polymerization film, and on the surfaces of the first plasma polymerization film and the second plasma polymerization film subjected to the oxidation treatment. And a liquid repellent film forming step for forming the liquid repellent film.

本発明によれば、基材と撥液膜との間に配置されるプラズマ重合膜(中間層)が第1プラズマ重合膜及び第2プラズマ重合膜の2層構造で構成され、基材上に形成された第1プラズマ重合膜を水素プラズマ処理によって耐プラズマ性を向上させてから、第1プラズマ重合膜と同一材料で構成される第2プラズマ重合膜を形成しているので、プラズマ重合膜同士の密着性が高い状態を維持することができるとともに、段差形成工程において、第1プラズマ重合膜がエッチングストップ層として機能し、第2プラズマ重合膜の外周部位(開口周辺部)を完全に除去することができる。これによって、ノズルごとにばらつきが少ない段差構造を高精度に形成することができ、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる。   According to the present invention, the plasma polymerized film (intermediate layer) disposed between the substrate and the liquid repellent film has a two-layer structure of the first plasma polymerized film and the second plasma polymerized film, and is formed on the substrate. Since the plasma resistance of the formed first plasma polymerized film is improved by hydrogen plasma treatment, the second plasma polymerized film made of the same material as the first plasma polymerized film is formed. In the step forming process, the first plasma polymerization film functions as an etching stop layer and completely removes the outer peripheral portion (opening periphery) of the second plasma polymerization film. be able to. As a result, a step structure with little variation for each nozzle can be formed with high accuracy, and discharge stability and maintainability can be improved.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撥液膜形成方法において、前記水素プラズマ処理は、前記第1プラズマ重合膜にH2のプラズマを照射することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the liquid repellent film forming method according to the first aspect, the hydrogen plasma treatment irradiates the first plasma polymerization film with H 2 plasma.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の撥液膜形成方法において、前記水素プラズマ処理は、前記第1プラズマ重合膜にH2と不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを照射することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the liquid repellent film forming method according to the first aspect, in the hydrogen plasma treatment, the first plasma polymerization film is irradiated with a plasma of a processing gas containing H 2 and an inert gas. It is characterized by that.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の撥液膜形成方法において、前記処理ガスは、N2を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid repellent film forming method according to the third aspect, the processing gas contains N 2 .

請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の撥液膜形成方法において、前記水素プラズマ処理は、Hを有する物質と不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを照射することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid repellent film forming method according to the first aspect, the hydrogen plasma treatment is performed by irradiating a plasma of a processing gas containing a substance having H and an inert gas. .

また、前記目的を達成するために、本発明に係るノズルプレート(請求項6に記載の発明)は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撥液膜形成方法によって形成された撥液膜を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the nozzle plate according to the present invention (the invention according to claim 6) is formed by the liquid repellent film forming method according to any one of claims 1 to 5. A liquid film is provided.

また、前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッド(請求項7に記載の発明)は、請求項6に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the object, an ink jet head according to the present invention (invention according to claim 7) includes the nozzle plate according to claim 6.

また、前記目的を達成するために、本発明に係る電子機器(請求項8に記載の発明)は、請求項7に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an electronic apparatus according to the present invention (the invention described in claim 8) includes the ink jet head described in claim 7.

本発明によれば、基材と撥液膜との間に配置されるプラズマ重合膜(中間層)が第1プラズマ重合膜及び第2プラズマ重合膜の2層構造で構成され、基材上に形成された第1プラズマ重合膜を水素プラズマ処理によって耐プラズマ性を向上させてから、第1プラズマ重合膜と同一材料で構成される第2プラズマ重合膜を形成しているので、プラズマ重合膜同士の密着性が高い状態を維持することができるとともに、段差形成工程において、第1プラズマ重合膜がエッチングストップ層として機能し、第2プラズマ重合膜の外周部位(開口周辺部)を完全に除去することができる。これによって、ノズルごとにばらつきが少ない段差構造を高精度に形成することができ、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる。   According to the present invention, the plasma polymerized film (intermediate layer) disposed between the substrate and the liquid repellent film has a two-layer structure of the first plasma polymerized film and the second plasma polymerized film, and is formed on the substrate. Since the plasma resistance of the formed first plasma polymerized film is improved by hydrogen plasma treatment, the second plasma polymerized film made of the same material as the first plasma polymerized film is formed. In the step forming process, the first plasma polymerization film functions as an etching stop layer and completely removes the outer peripheral portion (opening periphery) of the second plasma polymerization film. be able to. As a result, a step structure with little variation for each nozzle can be formed with high accuracy, and discharge stability and maintainability can be improved.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は、本実施形態に係るインクジェット記録装置を示した全体構成図である。同図に示すように、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インクジェットヘッド(以下、単に「ヘッド」ともいう。)12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各ヘッド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。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an ink jet recording apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the inkjet recording apparatus 10 includes a printing unit 12 having a plurality of inkjet heads (hereinafter also simply referred to as “heads”) 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color. , An ink storage / loading unit 14 for storing ink to be supplied to each of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y, a paper feeding unit 18 for supplying the recording paper 16, and a decurling processing unit for removing the curl of the recording paper 16 20, a suction belt conveyance unit 22 that is disposed opposite to the nozzle surface (ink ejection surface) of the printing unit 12 and conveys the recording paper 16 while maintaining the flatness of the recording paper 16, and printing by the printing unit 12 A print detection unit 24 that reads the result, and a paper discharge unit 26 that discharges printed recording paper (printed matter) to the outside.

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。   In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the paper supply unit 18, but a plurality of magazines having different paper widths, paper quality, and the like may be provided side by side. Further, instead of the roll paper magazine or in combination therewith, the paper may be supplied by a cassette in which cut papers are stacked and loaded.

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。   In the case of an apparatus configuration using roll paper, a cutter 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the cutter 28. The cutter 28 includes a fixed blade 28A having a length equal to or greater than the conveyance path width of the recording paper 16, and a round blade 28B that moves along the fixed blade 28A. The fixed blade 28A is provided on the back side of the print. The round blade 28B is arranged on the print surface side with the conveyance path interposed therebetween. Note that the cutter 28 is not necessary when cut paper is used.

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。   When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.

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。   The recording paper 16 delivered from the paper supply unit 18 retains curl due to having been loaded in the magazine. In order to remove this curl, heat is applied to the recording paper 16 by the heating drum 30 in the direction opposite to the curl direction of the magazine in the decurling unit 20. At this time, it is more preferable to control the heating temperature so that the printed surface is slightly curled outward.

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。   After the decurling process, the cut recording paper 16 is sent to the suction belt conveyance unit 22. The suction belt conveyance unit 22 has a structure in which an endless belt 33 is wound between rollers 31 and 32, and at least a portion facing the nozzle surface of the printing unit 12 and the sensor surface of the printing detection unit 24 is flat. It is configured to make.

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。   The belt 33 has a width that is greater than the width of the recording paper 16, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the belt surface. As shown in FIG. 1, an adsorption chamber 34 is provided at a position facing the nozzle surface of the print unit 12 and the sensor surface of the print detection unit 24 inside the belt 33 spanned between the rollers 31 and 32. Then, the suction chamber 34 is sucked by the fan 35 to be a negative pressure, whereby the recording paper 16 on the belt 33 is sucked and held.

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。   The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the rollers 31 and 32 around which the belt 33 is wound, so that the belt 33 is driven in the clockwise direction in FIG. The recording paper 16 is conveyed from left to right in FIG.

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。   Since ink adheres to the belt 33 when a borderless print or the like is printed, the belt cleaning unit 36 is provided at a predetermined position outside the belt 33 (an appropriate position other than the print area). Although details of the configuration of the belt cleaning unit 36 are not shown, for example, there are a method of niping a brush roll, a water absorbing roll, etc., an air blowing method of spraying clean air, or a combination thereof. In the case where the cleaning roll is nipped, the cleaning effect is great if the belt linear velocity and the roller linear velocity are changed.

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。   Although a mode using a roller / nip transport mechanism instead of the suction belt transport unit 22 is also conceivable, when the print area is transported by a roller / nip, the roller comes into contact with the print surface of the paper immediately after printing, so that the image blurs. There is a problem that it is easy. Therefore, as in this example, suction belt conveyance that does not contact the image surface in the printing region is preferable.

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。   A heating fan 40 is provided on the upstream side of the printing unit 12 on the paper conveyance path formed by the suction belt conveyance unit 22. The heating fan 40 heats the recording paper 16 by blowing heated air onto the recording paper 16 before printing. Heating the recording paper 16 immediately before printing makes it easier for the ink to dry after landing.

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(図2参照)。   The printing unit 12 is a so-called full-line type head in which line-type heads having a length corresponding to the maximum paper width are arranged in a direction (main scanning direction) orthogonal to the paper transport direction (sub-scanning direction). Each of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y constituting the printing unit 12 has a plurality of ink discharge ports (nozzles) arranged over a length exceeding at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10. It is composed of a line-type head (see FIG. 2).

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。   A head corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in FIG. 1) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the recording paper 16. 12K, 12C, 12M, and 12Y are arranged. A color image can be formed on the recording paper 16 by ejecting the color ink from each of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y while conveying the recording paper 16.

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、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。   Thus, according to the printing unit 12 in which the full line head that covers the entire width of the paper is provided for each ink color, the recording paper 16 and the printing unit 12 are relatively moved in the paper transport direction (sub-scanning direction). It is possible to record an image on the entire surface of the recording paper 16 by performing this operation only once (that is, by one sub-scan). Thereby, high-speed printing is possible and productivity can be improved as compared with a shuttle type head in which the head reciprocates in a direction (main scanning direction) orthogonal to the paper transport direction.

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ヘッドを追加する構成も可能である。   In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a head for ejecting light-colored ink such as light cyan and light magenta.

図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各ヘッド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。   As shown in FIG. 1, the ink storage / loading unit 14 has tanks that store inks of colors corresponding to the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y, and each tank is connected via a conduit that is not shown. The heads 12K, 12C, 12M, and 12Y communicate with each other. Further, the ink storage / loading unit 14 includes notifying means (display means, warning sound generating means, etc.) for notifying when the ink remaining amount is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. doing.

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。   The print detection unit 24 includes an image sensor (line sensor or the like) for imaging the droplet ejection result of the print unit 12, and means for checking nozzle clogging and other ejection defects from the droplet ejection image read by the image sensor. Function as.

本例の印字検出部24は、少なくとも各ヘッド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。   The print detection unit 24 of this example is composed of a line sensor having a light receiving element array that is wider than at least the ink ejection width (image recording width) of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y. The line sensor includes an R sensor row in which photoelectric conversion elements (pixels) provided with red (R) color filters are arranged in a line, a G sensor row provided with green (G) color filters, The color separation line CCD sensor includes a B sensor array provided with a blue (B) color filter. Instead of the line sensor, an area sensor in which the light receiving elements are two-dimensionally arranged can be used.

印字検出部24は、各色のヘッド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。   The print detection unit 24 reads the test patterns printed by the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y for each color, and detects the ejection of each head. The ejection determination includes the presence / absence of ejection, measurement of dot size, measurement of dot landing position, and the like.

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。   A post-drying unit 42 is provided following the print detection unit 24. The post-drying unit 42 is means for drying the printed image surface, and for example, a heating fan is used. Since it is preferable to avoid contact with the printing surface until the ink after printing is dried, a method of blowing hot air is preferred.

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。   When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by blocking the paper holes by pressurization. There is an effect to.

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。   A heating / pressurizing unit 44 is provided following the post-drying unit 42. The heating / pressurizing unit 44 is a means for controlling the glossiness of the image surface, and pressurizes with a pressure roller 45 having a predetermined uneven surface shape while heating the image surface to transfer the uneven shape to the image surface. To do.

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。   The printed matter generated in this manner is outputted from the paper output unit 26. It is preferable that the original image to be printed (printed target image) and the test print are discharged separately. The ink jet recording apparatus 10 is provided with sorting means (not shown) for switching the paper discharge path in order to select the print product of the main image and the print product of the test print and send them to the discharge units 26A and 26B. ing. Note that when the main image and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is separated by a cutter (second cutter) 48. The cutter 48 is provided immediately before the paper discharge unit 26, and cuts the main image and the test print unit when the test print is performed on the image margin. The structure of the cutter 48 is the same as that of the first cutter 28 described above, and includes a fixed blade 48A and a round blade 48B.

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。   Although not shown, the paper output unit 26A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders.

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造について説明する。なお、各ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
[Head structure]
Next, the structure of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y will be described. Since the structures of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y are common, the head is represented by the reference numeral 50 in the following.

図3(a)は、ヘッド50の構造例を示す平面透視図であり、図3(b)は、その一部の拡大図である。また、図3(c)は、ヘッド50の他の構造例を示す平面透視図である。図4は、インク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図3(a)、(b)中、IV−IV線に沿う断面図)である。   FIG. 3A is a plan perspective view showing a structural example of the head 50, and FIG. 3B is an enlarged view of a part thereof. FIG. 3C is a perspective plan view showing another structural example of the head 50. 4 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIGS. 3A and 3B) showing a three-dimensional configuration of the ink chamber unit.

記録紙面上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、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。本例のヘッド50は、図3(a)、(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル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53を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙搬送方向と直交する主走査方向)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。   In order to increase the dot pitch formed on the recording paper surface, it is necessary to increase the nozzle pitch in the head 50. As shown in FIGS. 3A and 3B, the head 50 of this example includes a plurality of ink chamber units 53 including nozzles 51 that are ink droplet ejection holes and pressure chambers 52 corresponding to the nozzles 51. Nozzles that are arranged in a staggered matrix (two-dimensionally), and are thus projected in a row along the head longitudinal direction (main scanning direction perpendicular to the paper transport direction). High density of the interval (projection nozzle pitch) is achieved.

紙搬送方向と略直交する方向に記録紙16の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図3(a)の構成に代えて、図3(c)に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドブロック(ヘッドチップ)50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。   The form in which one or more nozzle rows are configured over a length corresponding to the entire width of the recording paper 16 in a direction substantially orthogonal to the paper transport direction is not limited to this example. For example, instead of the configuration of FIG. 3A, as shown in FIG. 3C, short head blocks (head chips) 50 ′ in which a plurality of nozzles 51 are two-dimensionally arranged are arranged in a staggered manner. By connecting them together, a line head having a nozzle row having a length corresponding to the entire width of the recording paper 16 may be configured. Although not shown, a line head may be configured by arranging short heads in a line.

図4に示すように、各ノズル51は、ヘッド50のインク吐出面50aを構成するノズルプレート60に形成されている。ノズルプレート60は、例えば、Si、SiO2、SiN、石英ガラスのようなシリコン系材料、Al、Fe、Ni、Cuまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料、ポリイミドのような樹脂系材料で構成されている。 As shown in FIG. 4, each nozzle 51 is formed on a nozzle plate 60 that constitutes the ink ejection surface 50 a of the head 50. The nozzle plate 60 is made of, for example, a silicon-based material such as Si, SiO 2 , SiN, or quartz glass, a metal-based material such as Al, Fe, Ni, Cu, or an alloy containing these, or an oxide such as alumina or iron oxide. It is composed of physical materials, carbon black, carbon-based materials such as graphite, and resin-based materials such as polyimide.

ノズルプレート60の表面(インク吐出側の面)には、インクに対して撥液性を有する撥液膜62が形成されており、インクの付着防止が図られている。この撥液膜62の形成方法については、後で詳説する。   A liquid repellent film 62 having liquid repellency with respect to ink is formed on the surface of the nozzle plate 60 (the surface on the ink ejection side) to prevent ink adhesion. The method for forming the liquid repellent film 62 will be described in detail later.

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、対角線上の両隅部にノズル51と供給口54が設けられている。各圧力室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供給タンク(不図示)と連通しており、該インク供給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。   The pressure chamber 52 provided corresponding to each nozzle 51 has a substantially square planar shape, and the nozzle 51 and the supply port 54 are provided at both corners on the diagonal line. Each pressure chamber 52 communicates with a common flow channel 55 through a supply port 54. The common flow channel 55 communicates with an ink supply tank (not shown) as an ink supply source, and the ink supplied from the ink supply tank is distributed and supplied to each pressure chamber 52 via the common flow channel 55.

圧力室52の天面を構成し共通電極と兼用される振動板56には個別電極57を備えた圧電素子58が接合されており、個別電極57に駆動電圧を印加することによって圧電素子58が変形してノズル51からインクが吐出される。インクが吐出されると、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。   A piezoelectric element 58 having an individual electrode 57 is joined to a diaphragm 56 that constitutes the top surface of the pressure chamber 52 and also serves as a common electrode. By applying a driving voltage to the individual electrode 57, the piezoelectric element 58 is Deformation causes ink to be ejected from the nozzle 51. When ink is ejected, new ink is supplied from the common channel 55 to the pressure chamber 52 through the supply port 54.

本例では、ヘッド50に設けられたノズル51から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子58を適用したが、圧力室52内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。   In this example, the piezoelectric element 58 is applied as a means for generating ink ejection force ejected from the nozzles 51 provided in the head 50. However, a heater is provided in the pressure chamber 52, and the pressure of film boiling caused by heating of the heater is used. It is also possible to apply a thermal method that ejects ink.

かかる構造を有するインク室ユニット53を図3(b)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多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。   As shown in FIG. 3B, the ink chamber units 53 having such a structure are arranged in a fixed manner along a row direction along the main scanning direction and an oblique column direction having a constant angle θ that is not orthogonal to the main scanning direction. By arranging a large number of patterns in a lattice pattern, the high-density nozzle head of this example is realized.

即ち、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となり、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。   That is, with a structure in which a plurality of ink chamber units 53 are arranged at a constant pitch d along the direction of an angle θ with respect to the main scanning direction, the pitch P of the nozzles projected so as to be aligned in the main scanning direction is d × cos θ. Thus, in the main scanning direction, each nozzle 51 can be handled equivalently as a linear arrangement with a constant pitch P. With such a configuration, it is possible to realize a high-density nozzle configuration in which 2400 nozzle rows are projected per inch (2400 nozzles / inch) so as to be aligned in the main scanning direction.

なお、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ず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。   In the implementation of the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example, and various nozzle arrangement structures such as an arrangement structure having one nozzle row in the sub-scanning direction can be applied.

また、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、記録紙16の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録紙16の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると記録紙16を幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録紙16の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録紙16の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。   Further, the application range of the present invention is not limited to the printing method using the line-type head, and a short head that is less than the length of the recording paper 16 in the width direction (main scanning direction) is scanned in the width direction of the recording paper 16. Printing in the width direction is performed, and when printing in one width direction is completed, the recording paper 16 is moved by a predetermined amount in a direction perpendicular to the width direction (sub-scanning direction), and the recording paper 16 in the next printing area is moved. A serial method in which printing is performed in the width direction and printing is performed over the entire printing area of the recording paper 16 by repeating this operation may be applied.

〔撥液膜形成方法〕
次に、本発明に係る撥液膜形成方法について説明する。
[Liquid repellent film forming method]
Next, the liquid repellent film forming method according to the present invention will be described.

図5は、本発明に係る撥液膜形成方法の一例を示した工程図である。ここでは、図5(i)に示すように、ノズル形成基板100(図4のノズルプレート60に相当)の表面(インク吐出面)側に撥液膜120(図4の撥液膜62に相当)を形成する場合について説明する。   FIG. 5 is a process diagram showing an example of a liquid repellent film forming method according to the present invention. Here, as shown in FIG. 5 (i), a liquid repellent film 120 (corresponding to the liquid repellent film 62 in FIG. 4) on the surface (ink ejection surface) side of the nozzle forming substrate 100 (corresponding to the nozzle plate 60 in FIG. 4). ) Will be described.

図5に示した撥液膜形成方法は、ノズル形成基板100の表面に第1プラズマ重合膜104を形成する工程(第1プラズマ重合膜形成工程)と、第1プラズマ重合膜104に水素プラズマ処理を行う工程(水素プラズマ処理工程)と、第1プラズマ重合膜104上に第2プラズマ重合膜106を形成する工程(第2プラズマ重合膜形成工程)と、第2プラズマ重合膜106上にマスク108を形成する工程(マスク形成工程)と、マスク108を用いて第2プラズマ重合膜106を酸化処理(又はエッチング処理)を行う工程(段差形成工程)と、マスク108を除去する工程(マスク除去工程)と、第1及び第2プラズマ重合膜104、106の表面(撥液膜形成面)に酸化処理を行う工程(酸化処理工程)と、酸化処理が施された第1及び第2プラズマ重合膜104、106の表面に撥液膜120を形成する工程(撥液膜形成工程)とから構成される。各工程の詳細については以下のとおりである。   In the liquid repellent film forming method shown in FIG. 5, the first plasma polymer film 104 is formed on the surface of the nozzle forming substrate 100 (first plasma polymer film forming process), and the first plasma polymer film 104 is subjected to hydrogen plasma treatment. Performing a step (hydrogen plasma treatment step), forming a second plasma polymer film 106 on the first plasma polymer film 104 (second plasma polymer film forming process), and mask 108 on the second plasma polymer film 106 Forming a mask (mask forming process), performing a process of oxidizing (or etching) the second plasma polymerization film 106 using the mask 108, and removing the mask 108 (mask removing process). ), A process of oxidizing the surfaces (liquid repellent film forming surfaces) of the first and second plasma polymer films 104 and 106 (oxidation process process), and a first process and a process of performing the oxidation process. Constructed from a step of forming a liquid repellent film 120 on the surface of the second plasma polymerization film 104 (liquid repellent film forming step). Details of each step are as follows.

<第1プラズマ膜形成工程>
まず、図5(a)、(b)に示すように、ノズル孔102を有するノズル形成基板100上に第1プラズマ重合膜104を形成する。
<First plasma film forming step>
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, the first plasma polymerization film 104 is formed on the nozzle forming substrate 100 having the nozzle holes 102.

ノズル形成基板100の構成材料は特に限定されるものではないが、例えば、シリコン系材料、金属系材料、酸化物材料、炭素系材料、樹脂系材料などを用いることができる。また、図示の例では、ノズル孔102の断面形状は漏斗状となっているが、本発明の実施に際してノズル孔102の断面形状は特に限定されず、ストレート状、テーパ状など様々な形状を適用し得る。   The constituent material of the nozzle forming substrate 100 is not particularly limited. For example, a silicon-based material, a metal-based material, an oxide material, a carbon-based material, a resin-based material, or the like can be used. In the illustrated example, the cross-sectional shape of the nozzle hole 102 is a funnel shape, but the cross-sectional shape of the nozzle hole 102 is not particularly limited in the practice of the present invention, and various shapes such as a straight shape and a tapered shape are applied. Can do.

第1プラズマ重合膜104の構成材料や形成方法(成膜方法)については、特開2008−105231号公報明細書に記載されている材料、方法を好ましく用いることができる。   As the constituent material and the formation method (film formation method) of the first plasma polymerization film 104, the materials and methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-105231 can be preferably used.

即ち、第1プラズマ重合膜104の構成材料としては、例えば、オルガノポリシロキサン等のシリコーン材料、アルコキシシラン等のシラン化合物が挙げられる。このうち、シリコーン材料が好ましく、オルガノポリシロキサンが特に好ましい。第1プラズマ重合膜104にオルガノポリシロキサンを用いることにより、シロキサン結合(Si−O)を骨格とした構造を有するので、ノズル形成基板100の構成材料(シリコン系材料など)と結合しやすく、容易にプラズマ重合膜を形成することができる。   That is, examples of the constituent material of the first plasma polymerization film 104 include silicone materials such as organopolysiloxane and silane compounds such as alkoxysilane. Of these, silicone materials are preferred, and organopolysiloxanes are particularly preferred. By using organopolysiloxane for the first plasma polymerized film 104, it has a structure having a siloxane bond (Si—O) as a skeleton, so that it can be easily combined with the constituent material (silicon-based material, etc.) of the nozzle forming substrate 100 and easily. A plasma polymerized film can be formed.

オルガノポリシロキサンの中でも、アルキルポリシロキサンを用いることが好ましい。アルキルポリシロキサンは高分子化合物であるため、ノズル形成基板100上に高分子膜を形成することができる。また、高分子中にアルキル基を有するため、高分子構造に立体障害が少なく、分子が規則正しく配列した膜を形成することができる。また、アルキルポリシロキサンの中でも、特にジメチルポリシロキサンが好ましい。ジメチルポリシロキサンは、製造が容易なため、容易に入手することができる。また、反応性が高いため、後述するような酸化処理を第1プラズマ重合膜104に施したときに、メチル基を簡単に切断することができる。   Of the organopolysiloxanes, it is preferable to use alkylpolysiloxanes. Since alkylpolysiloxane is a polymer compound, a polymer film can be formed on the nozzle forming substrate 100. In addition, since the polymer has an alkyl group, the polymer structure has little steric hindrance, and a film in which molecules are regularly arranged can be formed. Of the alkylpolysiloxanes, dimethylpolysiloxane is particularly preferable. Since dimethylpolysiloxane is easy to produce, it can be easily obtained. Further, since the reactivity is high, the methyl group can be easily cleaved when the first plasma polymerization film 104 is subjected to an oxidation treatment as will be described later.

また、第1プラズマ重合膜104の形成方法としては、プラズマ重合法、蒸着法、シランカップリング剤による処理、ポリオルガノシロキサンを含有する液状材料による処理等が挙げられ、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。これらの方法の中でも、プラズマ重合法を用いるのが好適である。   Moreover, as a formation method of the 1st plasma polymerization film | membrane 104, the plasma polymerization method, a vapor deposition method, the process by a silane coupling agent, the process by the liquid material containing a polyorganosiloxane, etc. are mentioned, One of these or Two or more kinds can be used in combination. Among these methods, it is preferable to use a plasma polymerization method.

プラズマ重合法は、例えば、チャンバ内に基板(即ち、ノズル形成基板100)を設置し、チャンバ内に電界を発生させるとともに、モノマーをガス状でキャリアガスとともに供給し、発生したプラズマをプラズマ重合により基板の表面に成膜する方法である。   In the plasma polymerization method, for example, a substrate (that is, the nozzle forming substrate 100) is installed in a chamber, an electric field is generated in the chamber, a monomer is supplied in a gaseous state together with a carrier gas, and the generated plasma is plasma-polymerized. In this method, a film is formed on the surface of the substrate.

プラズマ重合法を用いることにより、オルガノポリシロキサンのプラズマが発生するため、均質かつ均一な膜厚の第1プラズマ重合膜104を形成することができる。   Since plasma of organopolysiloxane is generated by using the plasma polymerization method, the first plasma polymerization film 104 having a uniform and uniform film thickness can be formed.

なお、前記キャリアガス(添加ガス)としては、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素等を用いることができる。   In addition, as said carrier gas (addition gas), argon, helium, nitrogen, etc. can be used, for example.

また、第1プラズマ重合膜104の平均膜厚は、10〜1000nm程度であるのが好ましく、50〜500nm程度であるのがより好ましい。このような厚さであれば、第1プラズマ重合膜104の表面に最適なアルキル基が終端するため、後述する酸化処理、金属アルコキシドとの反応によって、撥液膜120の密着性を高めることができる。   The average film thickness of the first plasma polymerization film 104 is preferably about 10 to 1000 nm, and more preferably about 50 to 500 nm. With such a thickness, an optimum alkyl group terminates on the surface of the first plasma polymerized film 104, so that the adhesion of the liquid-repellent film 120 can be improved by an oxidation treatment and a reaction with a metal alkoxide, which will be described later. it can.

<水素プラズマ処理工程>
次に、図5(c)に示すように、ノズル形成基板100上に形成された第1プラズマ重合膜104に水素プラズマ処理(H2プラズマ処理)を行い、第1プラズマ重合膜104の耐プラズマ性を向上させる。これにより、後で行われる段差形成工程における酸化処理(又はエッチング処理)において、第1プラズマ重合膜104をエッチングストップ層として機能させることが可能となる。
<Hydrogen plasma treatment process>
Next, as shown in FIG. 5C, the first plasma polymerization film 104 formed on the nozzle forming substrate 100 is subjected to hydrogen plasma treatment (H 2 plasma treatment), and the plasma resistance of the first plasma polymerization film 104 is increased. Improve sexiness. Thus, the first plasma polymerization film 104 can function as an etching stop layer in an oxidation process (or etching process) in a step forming process performed later.

水素プラズマ処理としては、以下の3種類の方法が挙げられる。   The hydrogen plasma treatment includes the following three types of methods.

(1)H2プラズマ照射
(2)H2と不活性ガスとを含む処理ガスのプラズマ照射
(3)Hを有する物質と不活性ガスとを含む処理ガスのプラズマ照射
2プラズマ照射の条件は、H2をチャンバ内に供給し、チャンバ内の圧力を所定の値、好ましくは13.3MPa(100mTorr)以下、例えば6.7MPa(50mTorr)とする。この状態で、電極に高周波電力を印加し、処理ガスをプラズマ化してプラズマ重合膜にH2プラズマを照射する。
(1) H 2 plasma irradiation (2) Plasma irradiation of processing gas containing H 2 and inert gas (3) Plasma irradiation of processing gas containing H-containing substance and inert gas Conditions of H 2 plasma irradiation are as follows: , H 2 is supplied into the chamber, and the pressure in the chamber is set to a predetermined value, preferably 13.3 MPa (100 mTorr) or less, for example, 6.7 MPa (50 mTorr). In this state, high frequency power is applied to the electrodes, the processing gas is turned into plasma, and the plasma polymerized film is irradiated with H 2 plasma.

耐プラズマ性向上の詳細なメカニズムは必ずしも明確ではないが、Hを有するプラズマが第1プラズマ重合膜104の架橋反応を促進したり、C−O結合やC−H結合がC−C結合に変わることで科学的結合が強化され、耐プラズマ性を向上させているものと考えられる。Hを有する物質としては、取り扱いが容易であることからH2やNH3が好ましい。例えば、H2+N2処理ガスによる水素プラズマ処理で、第1プラズマ重合膜104の耐プラズマ性を向上させることができる。 Although the detailed mechanism for improving the plasma resistance is not necessarily clear, the plasma containing H promotes the crosslinking reaction of the first plasma polymerization film 104, or the C—O bond or the C—H bond is changed to the C—C bond. This is thought to strengthen the scientific coupling and improve the plasma resistance. As the substance having H, H 2 and NH 3 are preferable because they are easy to handle. For example, the plasma resistance of the first plasma polymerization film 104 can be improved by hydrogen plasma treatment using H 2 + N 2 treatment gas.

<第2プラズマ膜形成工程>
次に、図5(d)に示すように、水素プラズマ処理が行われた第1プラズマ重合膜104上に第2プラズマ重合膜106を形成する。
<Second plasma film forming step>
Next, as shown in FIG. 5D, a second plasma polymerization film 106 is formed on the first plasma polymerization film 104 that has been subjected to the hydrogen plasma treatment.

このとき、第2プラズマ重合膜106の構成材料として、上述した第1プラズマ重合膜104の構成材料と同一材料を用いる。同一材料からなるプラズマ重合膜104、106を積層させることで、プラズマ重合膜同士の密着性が高い状態を維持することができる。   At this time, the same material as the constituent material of the first plasma polymerization film 104 described above is used as the constituent material of the second plasma polymerization film 106. By laminating the plasma polymerization films 104 and 106 made of the same material, it is possible to maintain a state in which the adhesion between the plasma polymerization films is high.

第2プラズマ重合膜106の形成方法は特に限定されるものではないが、上述した第1プラズマ重合膜104の形成方法と同一方法であることが好ましく、それらの中でも、プラズマ重合法が好適に用いられる。   The formation method of the second plasma polymerization film 106 is not particularly limited, but is preferably the same method as the formation method of the first plasma polymerization film 104 described above, and among these, the plasma polymerization method is preferably used. It is done.

第2プラズマ重合膜106の平均膜厚は、第1プラズマ重合膜104と同様に、10〜1000nm程度であるのが好ましく、50〜500nm程度であるのがより好ましい。このような厚さであれば、第2プラズマ重合膜106の表面に最適な量のアルキル基が終端するため、後述する酸化処理、金属アルコキシドとの反応によって、撥液膜120の密着性を高めることができる。   Similar to the first plasma polymerization film 104, the average film thickness of the second plasma polymerization film 106 is preferably about 10 to 1000 nm, and more preferably about 50 to 500 nm. With such a thickness, an optimal amount of alkyl groups terminates on the surface of the second plasma polymerized film 106, so that the adhesion of the liquid repellent film 120 is enhanced by an oxidation treatment described later and a reaction with a metal alkoxide. be able to.

<マスク形成工程>
次に、図5(e)に示すように、第2プラズマ重合膜106上に所定形状にパターニングされたマスク108を形成する。
<Mask formation process>
Next, as shown in FIG. 5E, a mask 108 patterned in a predetermined shape is formed on the second plasma polymerization film 106.

マスク108には、第2プラズマ重合膜106のノズル孔102の外周部(開口周辺部)に対応する外周部位110を包含するような所定形状の開口部112が形成されている。換言すれば、第2プラズマ重合膜106の外周部位110は、マスク108に覆われておらず、開口部112を通じて露出した構造となっている。   The mask 108 is formed with an opening 112 having a predetermined shape so as to include an outer peripheral portion 110 corresponding to the outer peripheral portion (opening peripheral portion) of the nozzle hole 102 of the second plasma polymerization film 106. In other words, the outer peripheral portion 110 of the second plasma polymerized film 106 is not covered with the mask 108 and is exposed through the opening 112.

図示の例では、マスク108には、各ノズル孔102にそれぞれ対応する位置に開口部112がそれぞれ設けられており、各開口部112はノズル孔102の内径を拡径した円形状に構成されている。なお、マスク108の開口部112の形状は、第2プラズマ重合膜106におけるノズル孔102の外周部位110が少なくとも露出する形状であれば特に限定されず、複数のノズル孔102に対応する外周部位110を包含する形状(例えば、帯状など)であってもよい。   In the illustrated example, the mask 108 is provided with an opening 112 at a position corresponding to each nozzle hole 102, and each opening 112 is formed in a circular shape in which the inner diameter of the nozzle hole 102 is increased. Yes. The shape of the opening 112 of the mask 108 is not particularly limited as long as the outer peripheral portion 110 of the nozzle hole 102 in the second plasma polymerization film 106 is exposed at least, and the outer peripheral portion 110 corresponding to the plurality of nozzle holes 102 is not limited. (For example, a belt-like shape).

マスク108の構成材料としては、次の段差形成工程で行われる酸化処理(又はエッチング処理)に対する耐性を有するもの、即ち、次の工程で照射されるエネルギー線を遮断する機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウムなどの金属やガラス(紫外線を遮断する機能を有するガラス)、各種セラミックス、シリコンなどの材料を挙げることができる。   As a constituent material of the mask 108, as long as it has resistance to an oxidation process (or etching process) performed in the next step forming process, that is, a function of blocking energy rays irradiated in the next process. The material is not particularly limited, and examples thereof include materials such as metals such as aluminum, glass (glass having a function of blocking ultraviolet rays), various ceramics, and silicon.

また、マスク108の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、開口部112を有するプレート状のマスク108を第2プラズマ重合膜106に装着するようにしてもよい。具体的には、第2プラズマ重合膜106におけるノズル孔102の外周部位110が露出するように、外周部位110とマスク108の開口部112とを位置決めして、第2プラズマ重合膜106上にマスク108を接合すればよい。また、他の形成方法として、蒸着法、フォトリソグラフィー法などを用いることもできる。   The method for forming the mask 108 is not particularly limited. For example, a plate-like mask 108 having an opening 112 may be attached to the second plasma polymerization film 106. Specifically, the outer peripheral portion 110 and the opening 112 of the mask 108 are positioned so that the outer peripheral portion 110 of the nozzle hole 102 in the second plasma polymerized film 106 is exposed, and the mask is formed on the second plasma polymerized film 106. 108 may be joined. Further, as another forming method, an evaporation method, a photolithography method, or the like can be used.

以上のように、外周部位110と開口部112とが位置決めされて、マスク108が第2プラズマ重合膜106上に配置されることにより、開口部112から露出する外周部位110を選択的に酸化処理することができる。   As described above, the peripheral portion 110 and the opening 112 are positioned and the mask 108 is disposed on the second plasma polymerization film 106, whereby the outer peripheral portion 110 exposed from the opening 112 is selectively oxidized. can do.

<段差形成工程>
次に、図5(f)に示すように、マスク108で覆われた第2プラズマ重合膜106に酸化処理を行い、第2プラズマ重合膜106の外周部位110を除去し、ノズル孔102の開口周辺部にノズル孔102よりも拡径した段差構造114を形成する(図5(g)参照)。
<Step formation process>
Next, as shown in FIG. 5 (f), the second plasma polymerization film 106 covered with the mask 108 is oxidized to remove the outer peripheral portion 110 of the second plasma polymerization film 106, and the nozzle hole 102 is opened. A step structure 114 having a diameter larger than that of the nozzle hole 102 is formed in the peripheral portion (see FIG. 5G).

プラズマ重合膜に酸化処理を行うと、酸化処理が施された部分のプラズマ重合膜の膜厚が減少するという性質があることは、特開2008−105231号公報明細書に記載されている。本例では、このような性質を利用して、マスク108の開口部112から露出している部分(即ち、第2プラズマ重合膜106の外周部位110)を選択的に除去する。なお、酸化処理については、後述する酸化処理工程で行われる酸化処理と同様の方法が用いられ、ここでは説明を省略する。   It is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-105231 that when a plasma polymerized film is subjected to an oxidation treatment, the thickness of the plasma polymerized film in the oxidized part is reduced. In this example, such a property is used to selectively remove a portion exposed from the opening 112 of the mask 108 (that is, the outer peripheral portion 110 of the second plasma polymerization film 106). In addition, about the oxidation process, the method similar to the oxidation process performed at the oxidation process process mentioned later is used, and description is abbreviate | omitted here.

第2プラズマ重合膜106に酸化処理を行うと、上述したマスク108の機能により、第2プラズマ重合膜106のマスク108の開口部112の直下の部分、すなわち、外周部位110のみに選択的に酸化処理が施される。これにより、当該部位110の表面に終端するアルキル基がSi原子から切断され、SiO化される。そして、開口部112内にある第2プラズマ重合膜106、即ち、外周部位110における第2プラズマ重合膜106の膜厚が減少する。このとき、水素プラズマ処理によって耐プラズマ性が向上した第1プラズマ重合膜104がエッチングストップ層として機能するので、第2プラズマ重合膜106のマスク108に覆われていない部分(即ち、外周部位110)が完全に除去され、ノズル孔102よりも拡径した段差構造114がノズル孔102の開口周辺部に形成される。 When the oxidation treatment is performed on the second plasma polymerized film 106, only the portion immediately below the opening 112 of the mask 108 of the second plasma polymerized film 106, that is, the outer peripheral portion 110 is selectively oxidized by the function of the mask 108 described above. Processing is performed. As a result, the alkyl group terminating at the surface of the portion 110 is cleaved from the Si atom and converted to SiO 2 . And the film thickness of the 2nd plasma polymerization film 106 in the opening part 112, ie, the 2nd plasma polymerization film 106 in the outer peripheral part 110, decreases. At this time, since the first plasma polymerization film 104 whose plasma resistance has been improved by the hydrogen plasma treatment functions as an etching stop layer, a portion of the second plasma polymerization film 106 that is not covered with the mask 108 (that is, the outer peripheral portion 110). Is completely removed, and a stepped structure 114 having a diameter larger than that of the nozzle hole 102 is formed around the opening of the nozzle hole 102.

なお、本実施形態では、第2プラズマ重合膜106の外周部位110を除去する方法として酸化処理を適用したが、酸化処理の代わりにエッチング処理を適用することも可能である。   In this embodiment, the oxidation process is applied as a method for removing the outer peripheral portion 110 of the second plasma polymerization film 106, but an etching process may be applied instead of the oxidation process.

<マスク除去工程>
次に、図5(g)に示すように、第2プラズマ重合膜106からマスク108を除去する。
<Mask removal process>
Next, as shown in FIG. 5G, the mask 108 is removed from the second plasma polymerization film 106.

マスク108の除去方法は、マスク108の種類(形成方法)によって異なる。プレート状のマスク108を用いる場合、例えば、マスク108を第2プラズマ重合膜106から離反することにより除去することができる。また、マスク108を蒸着法やフォトリソグラフィー法などにより形成した場合、例えば、大気圧または減圧下において酸素プラズマやオゾン蒸気に晒す方法、マスク108の溶解液または剥離液に浸漬する方法などにより行うことができる。   The removal method of the mask 108 differs depending on the type (formation method) of the mask 108. When the plate-shaped mask 108 is used, for example, the mask 108 can be removed by being separated from the second plasma polymerization film 106. Further, when the mask 108 is formed by vapor deposition or photolithography, for example, it may be performed by a method of exposing to oxygen plasma or ozone vapor under atmospheric pressure or reduced pressure, or a method of immersing in a solution or stripping solution of the mask 108. Can do.

<酸化処理工程>
次に、図5(h)に示すように、段差構造114を構成するプラズマ重合膜104、106の表面(撥液膜形成面)に酸化処理を行う。具体的には、露点が−40〜20℃(好ましくは−40〜−20℃)の処理ガス雰囲気下で、プラズマ重合膜104、106の表面に酸化処理を施し、水酸基及び/又は吸着水を導入する。
<Oxidation process>
Next, as shown in FIG. 5H, an oxidation treatment is performed on the surfaces (liquid repellent film forming surfaces) of the plasma polymerization films 104 and 106 constituting the step structure 114. Specifically, oxidation treatment is performed on the surfaces of the plasma polymerization films 104 and 106 in a processing gas atmosphere having a dew point of −40 to 20 ° C. (preferably −40 to −20 ° C.), and hydroxyl groups and / or adsorbed water are removed. Introduce.

酸化処理の方法については、特開2008−105231号公報明細書に記載されている方法を好ましく用いることができる。   As a method for the oxidation treatment, a method described in JP-A-2008-105231 can be preferably used.

即ち、酸化処理の方法として、紫外線、プラズマなどのエネルギー線を照射する方法を適用することができる。この方法によれば、エネルギー線が照射される領域にのみ酸化処理を施すことができるので、SiO化を効率的に行うことができる。 That is, as an oxidation treatment method, a method of irradiating energy rays such as ultraviolet rays and plasma can be applied. According to this method, since the oxidation treatment can be performed only on the region irradiated with the energy rays, the SiO 2 conversion can be efficiently performed.

特に本実施形態においては、エネルギー線を照射する方法の中でも、プラズマ照射を用いて酸化処理を行う方法が好適である。酸化処理としてプラズマ照射を用いる場合、プラズマを発生させるガス種としては、例えば、酸素ガス、窒素ガス、水素、不活性ガス(アルゴンガス、ヘリウムガス等)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。   In particular, in the present embodiment, among the methods of irradiating energy rays, a method of performing oxidation treatment using plasma irradiation is preferable. In the case of using plasma irradiation as the oxidation treatment, examples of gas species that generate plasma include oxygen gas, nitrogen gas, hydrogen, inert gas (argon gas, helium gas, etc.), and one of these. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.

プラズマ照射を行う雰囲気は、大気中または減圧状態のいずれであってもよいが、大気中とするのが好ましい。これにより、アルキル基とSiとの結合が切断されるのとほぼ同時に、大気中に存在する酸素分子から酸素原子が効率よく導入されるため、ポリオルガノシロキサンをより迅速にSiOに変化させることができる。 The atmosphere for plasma irradiation may be in the air or in a reduced pressure state, but is preferably in the air. As a result, oxygen atoms are efficiently introduced from oxygen molecules existing in the atmosphere almost simultaneously with the bond between the alkyl group and Si being broken, so that polyorganosiloxane can be changed to SiO 2 more quickly. Can do.

特に、プラズマ照射には、プラズマを発生するガス種として、酸素ガスを含むガスを用いる酸素プラズマ照射を用いるのが好適である。酸素プラズマ照射によれば、酸素プラズマがアルキル基とSiとの結合を切断するとともに、Siと酸素原子との結合に利用されるため、ポリオルガノシロキサンをより確実にSiOに変化させることができる。 In particular, for plasma irradiation, it is preferable to use oxygen plasma irradiation using a gas containing oxygen gas as a gas species for generating plasma. According to the oxygen plasma irradiation, since the oxygen plasma breaks the bond between the alkyl group and Si and is used for the bond between Si and the oxygen atom, the polyorganosiloxane can be more reliably changed to SiO 2. .

また、プラズマ照射は、密閉条件(例えば、チャンバ内)または開放条件のいずれの条件で行ってもよいが、密閉条件とするのが好ましい。これにより、プラズマ重合膜104、106が、プラズマ密度のより高い状態で酸化処理されるため、より多くの水酸基をプラズマ重合膜104、106に導入することができる。   Further, the plasma irradiation may be performed under any of sealed conditions (for example, in the chamber) or open conditions, but is preferably sealed conditions. Thereby, since the plasma polymerization films 104 and 106 are oxidized in a state where the plasma density is higher, more hydroxyl groups can be introduced into the plasma polymerization films 104 and 106.

<撥液膜形成工程>
次に、図5(i)に示すように、酸化処理が施されたプラズマ重合膜104、106の表面(撥液膜形成面)に撥液膜120を形成する。
<Liquid repellent film forming process>
Next, as shown in FIG. 5I, a liquid repellent film 120 is formed on the surface (liquid repellent film forming surface) of the plasma polymerized films 104 and 106 subjected to the oxidation treatment.

撥液膜120としては、プラズマ重合膜104、106とシロキサン結合が可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属アルコキシド系撥液膜、フッ素含有プラズマ重合膜、シリコーン系プラズマ重合撥液膜などを適用することでき、これらの中でも、フッ素含有プラズマ重合膜、シリコーン系プラズマ重合撥液膜などのプラズマ重合膜が特に好ましい。   The liquid repellent film 120 is not particularly limited as long as it can form a siloxane bond with the plasma polymerized films 104 and 106. For example, a metal alkoxide liquid repellent film, a fluorine-containing plasma polymerized film, or a silicone plasma polymerized film. A liquid repellent film or the like can be applied, and among these, a plasma polymerized film such as a fluorine-containing plasma polymerized film or a silicone-based plasma polymerized liquid repellent film is particularly preferable.

プラズマ重合膜で構成される撥液膜の形成方法としては、特開2004−106203号公報明細書に記載される方法を好ましく用いることができる。即ち、プラズマ重合膜(撥液膜)の形成は、従来公知のプラズマ処理装置を用いて行うことができる。原料としては、液状シロキサンの如き低分子量のシロキサンを気化させたものを原料ガスとして用いる。必要に応じて、この原料ガスにアルゴンやヘリウム等の希ガス、酸素や二酸化炭素等の酸化力を有するガスなどを混合させる。これにより、原料を重合させた状態でノズル形成基板100に積層することができる。   As a method for forming a liquid repellent film composed of a plasma polymerized film, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-106203 can be preferably used. That is, the plasma polymerized film (liquid repellent film) can be formed using a conventionally known plasma processing apparatus. As a raw material, a gas obtained by vaporizing a low molecular weight siloxane such as liquid siloxane is used as a raw material gas. If necessary, this raw material gas is mixed with a rare gas such as argon or helium, or a gas having an oxidizing power such as oxygen or carbon dioxide. Thereby, it can laminate | stack on the nozzle formation board | substrate 100 in the state which superposed | polymerized the raw material.

プラズマ重合膜で構成される撥液膜は、上述のとおり、低分子量のシロキサン(シロキサン結合を有する化合物)を原料とし、これをプラズマ重合させることにより形成されるもので、金属塩に対する耐性に優れており、該金属塩をインク凝集剤として含有する水性前処理液(金属塩溶液)用のノズルプレートの撥液層として最適である。   As described above, the liquid repellent film composed of a plasma polymerized film is formed by using a low molecular weight siloxane (compound having a siloxane bond) as a raw material and plasma polymerizing it, and has excellent resistance to metal salts. It is most suitable as a liquid repellent layer for a nozzle plate for an aqueous pretreatment liquid (metal salt solution) containing the metal salt as an ink flocculant.

また、金属アルコキシド系撥液膜の形成方法としては、特開2008−105231号公報明細書に記載される方法を好ましく用いることができる。即ち、液相プロセスや気相プロセスのような各種プロセスを用いて行うことができ、その中でも液相プロセスを用いることが好ましく、比較的簡単な工程により、金属アルコキシドで構成される撥液膜を形成することができる。   Moreover, as a formation method of a metal alkoxide type liquid repellent film, the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-105231 can be used preferably. That is, it can be performed using various processes such as a liquid phase process and a gas phase process, and among them, the liquid phase process is preferably used, and a liquid repellent film composed of a metal alkoxide is formed by a relatively simple process. Can be formed.

こうして、図5(i)に示すように、ノズル形成基板100の表面側(インク吐出面側)に撥液膜120を形成することができる。   In this way, as shown in FIG. 5I, the liquid repellent film 120 can be formed on the surface side (ink ejection surface side) of the nozzle forming substrate 100.

本実施形態における撥液膜形成方法よれば、ノズル形成基板100と撥液膜120との間に配置されるプラズマ重合膜(中間層)が第1プラズマ重合膜104及び第2プラズマ重合膜106の2層構造で構成され、ノズル形成基板100上に形成された第1プラズマ重合膜104を水素プラズマ処理によって耐プラズマ性を向上させてから、第1プラズマ重合膜104と同一材料で構成される第2プラズマ重合膜106を形成しているので、プラズマ重合膜104、106同士の密着性が高い状態を維持することができるとともに、段差形成工程において、第1プラズマ重合膜104がエッチングストップ層として機能し、第2プラズマ重合膜106の外周部位110を完全に除去することができる。これによって、ノズル孔102ごとにばらつきが少ない段差構造114をノズル開口周辺部に形成することができ、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる。   According to the liquid repellent film forming method in the present embodiment, the plasma polymerized film (intermediate layer) disposed between the nozzle forming substrate 100 and the liquid repellent film 120 is the first plasma polymerized film 104 and the second plasma polymerized film 106. The first plasma polymerized film 104 formed on the nozzle forming substrate 100 with a two-layer structure is improved in plasma resistance by hydrogen plasma treatment, and then the first plasma polymerized film 104 made of the same material as the first plasma polymerized film 104 is used. 2 Since the plasma polymerized film 106 is formed, it is possible to maintain a high adhesiveness between the plasma polymerized films 104 and 106, and the first plasma polymerized film 104 functions as an etching stop layer in the step forming process. In addition, the outer peripheral portion 110 of the second plasma polymerization film 106 can be completely removed. As a result, the step structure 114 with little variation for each nozzle hole 102 can be formed around the nozzle opening, and the discharge stability and maintainability can be improved.

また、段差構造114の表面(撥液膜形成面)は同一材料のプラズマ重合膜(プラズマ重合膜104、106)で構成されるので、これらの表面に酸化処理を施すことによって、撥液膜120の密着性を高めることができる。一方、エッチングストップ層として、第1プラズマ重合膜104の代わりに、第2プラズマ重合膜106とは異なる材料で構成される機能膜を設けた場合には、上述した従来技術に比べて段差構造114を精度良く形成することができるものの、機能膜の表面(段差構造114の底面部に相当)における撥液膜120の密着性が悪くなるという弊害が生じる。   Further, since the surface of the step structure 114 (liquid repellent film forming surface) is composed of plasma polymerized films (plasma polymerized films 104 and 106) of the same material, the liquid repellent film 120 is subjected to oxidation treatment on these surfaces. It is possible to improve the adhesion. On the other hand, when a functional film made of a material different from that of the second plasma polymerization film 106 is provided instead of the first plasma polymerization film 104 as an etching stop layer, the step structure 114 is compared with the above-described conventional technique. Can be formed with high accuracy, but there is a problem that the adhesion of the liquid-repellent film 120 on the surface of the functional film (corresponding to the bottom surface portion of the step structure 114) is deteriorated.

また、本実施形態において、第1プラズマ重合膜形成工程、水素プラズマ処理工程、第2プラズマ重合膜形成工程、段差形成工程、酸化処理工程、及び撥液膜形成工程の少なくとも2つの工程(好ましくは3つ以上の工程、より好ましく全ての工程)を同一のプラズマ装置で行う態様が好ましい。プラズマ重合膜の形成、水素プラズマ処理、酸化処理、撥液膜の形成を共通の装置で行うことで、歩留り、スループットの低下を防ぐことができる。これにより、撥液膜形成を一貫した生産工程で行うことが可能となり、生産性、信頼性を向上させることができる。   In the present embodiment, at least two steps (preferably, a first plasma polymerization film formation step, a hydrogen plasma treatment step, a second plasma polymerization film formation step, a step formation step, an oxidation treatment step, and a liquid repellent film formation step) An embodiment in which three or more steps, more preferably all steps) are performed in the same plasma apparatus is preferable. By performing formation of the plasma polymerized film, hydrogen plasma treatment, oxidation treatment, and formation of the liquid repellent film with a common apparatus, it is possible to prevent a decrease in yield and throughput. Thereby, it becomes possible to perform liquid repellent film formation in the consistent production process, and it can improve productivity and reliability.

なお、本発明に係る撥液膜形成方法について、ノズル形成基板に対して撥液膜を形成する場合を一例として説明したが、これに限定されず、インク流路などの孔部が形成された基板(構造体)に撥液膜を形成する場合についても好適に適用することが可能である。   The liquid repellent film forming method according to the present invention has been described by way of an example in which a liquid repellent film is formed on a nozzle forming substrate. However, the present invention is not limited to this, and holes such as ink flow paths are formed. The present invention can also be suitably applied to the case where a liquid repellent film is formed on a substrate (structure).

以上、撥液膜形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、及び電子機器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。   The liquid repellent film forming method, the nozzle plate, the ink jet head, and the electronic device have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above examples, and various improvements can be made without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that or may be modified.

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図Overall configuration diagram showing outline of inkjet recording apparatus 図1に示すインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図FIG. 1 is a plan view of a main part around a printing unit of the ink jet recording apparatus shown in FIG. ヘッドの構造例を示す平面透視図Plane perspective view showing structural example of head 図3中IV−IV線に沿う断面図Sectional view along line IV-IV in Fig. 3 本発明に係る撥液膜形成方法を説明するための工程図Process drawing for demonstrating the liquid-repellent film formation method which concerns on this invention

符号の説明Explanation of symbols

10…インクジェット記録装置、50…ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、54…インク供給口、55…共通流路、58…圧電素子、60…ノズルプレート、62…撥液膜、100…ノズル形成基板、102…ノズル孔、104…第1プラズマ重合膜、106…第2プラズマ重合膜、108…マスク、114…段差構造、120…撥液膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inkjet recording device 50 ... Head, 51 ... Nozzle, 52 ... Pressure chamber, 54 ... Ink supply port, 55 ... Common flow path, 58 ... Piezoelectric element, 60 ... Nozzle plate, 62 ... Liquid repellent film, 100 ... Nozzle Forming substrate, 102 ... nozzle hole, 104 ... first plasma polymerized film, 106 ... second plasma polymerized film, 108 ... mask, 114 ... step structure, 120 ... liquid repellent film

Claims (8)

孔部を有する基材の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する撥液膜形成方法であって、
前記基材上に、第1プラズマ重合膜を形成する第1プラズマ重合膜形成工程と、
前記第1プラズマ重合膜に水素プラズマ処理を行う水素プラズマ処理工程と、
前記第1プラズマ重合膜上に、前記第1プラズマ重合膜と同一材料で構成される第2プラズマ重合膜を形成する第2プラズマ重合膜形成工程と、
所定形状にパターニングされたマスクを用いて、酸化処理又はエッチング処理によって、前記第2プラズマ重合膜における前記孔部の開口周辺部に対応する部分を選択的に除去し、前記孔部よりも拡径した段差構造を形成する段差形成工程と、
前記段差構造が形成された前記第1プラズマ重合膜及び前記第2プラズマ重合膜の表面に酸化処理を行う酸化処理工程と、
前記酸化処理が行われた前記第1プラズマ重合膜及び前記第2プラズマ重合膜の表面に前記撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
を含むことを特徴とする撥液膜形成方法。
A liquid repellent film forming method for forming a liquid repellent film having liquid repellency on the surface of a substrate having a hole,
A first plasma polymerized film forming step of forming a first plasma polymerized film on the substrate;
A hydrogen plasma treatment step of performing a hydrogen plasma treatment on the first plasma polymerization film;
A second plasma polymerization film forming step of forming a second plasma polymerization film made of the same material as the first plasma polymerization film on the first plasma polymerization film;
Using a mask patterned into a predetermined shape, the portion corresponding to the opening peripheral portion of the hole portion in the second plasma polymerization film is selectively removed by oxidation treatment or etching treatment, and the diameter is larger than that of the hole portion. A step forming step for forming the stepped structure;
An oxidation treatment step of performing an oxidation treatment on the surfaces of the first plasma polymerization film and the second plasma polymerization film in which the step structure is formed;
A liquid repellent film forming step of forming the liquid repellent film on the surfaces of the first plasma polymerized film and the second plasma polymerized film subjected to the oxidation treatment;
A liquid repellent film forming method comprising:
請求項1に記載の撥液膜形成方法において、
前記水素プラズマ処理は、前記第1プラズマ重合膜にH2のプラズマを照射することを特徴とする撥液膜形成方法。
In the liquid repellent film forming method according to claim 1,
In the hydrogen plasma treatment, the first plasma polymerization film is irradiated with H 2 plasma.
請求項1に記載の撥液膜形成方法において、
前記水素プラズマ処理は、前記第1プラズマ重合膜にH2と不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを照射することを特徴とする撥液膜形成方法。
In the liquid repellent film forming method according to claim 1,
In the hydrogen plasma treatment, the first plasma polymerization film is irradiated with plasma of a treatment gas containing H 2 and an inert gas.
請求項3に記載の撥液膜形成方法において、
前記処理ガスは、N2を含むことを特徴とする撥液膜形成方法。
In the liquid repellent film forming method according to claim 3,
The method for forming a liquid repellent film, wherein the processing gas contains N 2 .
請求項1に記載の撥液膜形成方法において、
前記水素プラズマ処理は、Hを有する物質と不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを照射することを特徴とする撥液膜形成方法。
In the liquid repellent film forming method according to claim 1,
The hydrogen plasma treatment is performed by irradiating a plasma of a treatment gas containing a substance containing H and an inert gas.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撥液膜形成方法によって形成された撥液膜を備えたことを特徴とするノズルプレート。   A nozzle plate comprising a liquid repellent film formed by the liquid repellent film forming method according to claim 1. 請求項6に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。   An ink jet head comprising the nozzle plate according to claim 6. 請求項7に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the inkjet head according to claim 7.
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