JP2010215718A - 樹脂成形体の製造方法、インクジェットヘッド、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撥液面及び親液面を有する樹脂成形体を簡単なプロセスで均一に処理可能にする。
【解決手段】樹脂からなる基材の少なくとも一部の面に、少なくともフッ素を含むガスによってフッ化処理を施して撥液層を形成するフッ化処理工程と、前記基材の撥液層が形成された面の一部に保護部材を形成する保護部材形成工程と、前記基材の保護部材が形成されていない面に形成された撥液層を除去すると同時に当該面の親液化を行う撥液層除去工程と、前記保護部材を除去する保護部材除去工程と、を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、樹脂成形体の製造方法、インクジェットヘッド、及び電子機器に係り、特に、樹脂からなる基材の少なくとも一部に撥液面と親液面を有する樹脂成形体の製造技術に関する。

一般に、インクジェット記録装置は、複数のノズルを有する記録ヘッド（インクジェットヘッド）と記録媒体を相対的に移動させながら、各ノズルからインク液滴を吐出することにより、記録媒体上に所望の画像を記録するものである。インクジェット記録装置は、騒音性にすぐれ、ランニングコストが安く、多種態様な記録媒体に対して高品質な画像を記録できることなどから、様々な分野で幅広く利用されている。

ところで、インクジェットヘッドに樹脂を用いることは、加工組立が容易で製造の低コスト化ができるという点からガラス、金属等に比べて有利である。しかし、樹脂製インクジェットヘッドにおいて水性インクを用いる場合、ノズル内壁面の撥液性が高く、水性インクの濡れ性が悪いため、インク充填の際インク流路内に気泡が取り残されてしまったり、流路内に発生した気泡に対して排出操作を行っても排出することが困難であり、ドット抜けや印字乱れ等のトラブルによって記録不能となることがあった。一方、樹脂製インクジェットヘッドのインク吐出面（ノズル面）は、充分な撥液性がないと、インク吐出時にインクだれを生じ、吐出安定性、方向性が悪くなることがある。

このような問題を解決すべく、例えば特許文献１には、樹脂製インクジェットヘッドのインク吐出面に撥液膜（撥水膜）として含フッ素高分子膜を形成した後、ノズル内壁面に酸化物層形成の親水処理をする技術が開示されている。

特開平５−３３８１８０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の技術では、ノズルや流路が形成された複雑な構造をした基材に対して撥液膜と親液膜を別々に形成する必要があり、工数の増加によって生産性が劣る要因となる。また、基材との密着性や基材形状に対する均一な被覆性にも問題がある。更に、撥液膜、親液膜をウェットプロセスで成膜しており、上記問題がより顕著となる（ドライプロセスでも同様の問題は発生する。）。また同文献には、撥液膜形成後に、撥液膜上に形成した親液膜が容易に剥離可能と記載されているが、具体的方法の記載はなく、また、実際に撥液膜上の親液膜を完全に除去することは困難である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撥液面及び親液面を有する樹脂成形体を簡単なプロセスで均一に処理可能な樹脂形成体の製造方法を提供することを目的とする。

また、前記樹脂形成体の製造方法によって製造された樹脂形成体を備え、吐出性能、信頼性、及びメンテナンス性に優れた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。

前記目的を達成するために、本発明による樹脂成形体の製造方法は、樹脂からなる基材の少なくとも一部の面に、少なくともフッ素を含むガスによってフッ化処理を施して撥液層を形成するフッ化処理工程と、前記基材の撥液層が形成された面の一部に保護部材を形成する保護部材形成工程と、前記基材の保護部材が形成されていない面に形成された撥液層を除去すると同時に当該面の親液化を行う撥液層除去工程と、前記保護部材を除去する保護部材除去工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、樹脂からなる基材の少なくとも一部の面にフッ化処理によって撥液層を形成した後、その撥液層の一部を除去すると同時に親液化することによって、撥液面及び親液面を有する樹脂成形体を簡単なプロセスで製造することができる。また、フッ化処理によるガス処理によれば、基材形状に左右されることなく均一処理（表面均一性、コンフォーマル性等）が可能となり、低温処理も可能となる。更に、基材に対する被覆性についても考慮する必要がなくなる。

本発明の好ましい態様は、前記フッ化処理では、フッ素ガスと不活性ガスとを含む混合ガスが用いられることを特徴とする。この態様によれば、フッ化処理の安定化を図ることができる。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、窒素等が用いられる。

本発明の他の好ましい態様は、前記撥液層除去工程では、プラズマ処理、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理、又はオゾンガス処理によって撥液層の除去が行われることを特徴とする。これらの処理によれば、基材の保護部材が形成されていない面から撥液層を除去すると同時に親液化を行うことができる。

これらの処理の中でも、プラズマ処理（更に好ましくは酸素を含むガスによるプラズマ照射による処理）や紫外線処理、オゾンガス処理（更に好ましくは高純度オゾンガス処理）が好ましく、撥液層が除去された面の親液性を向上させることができる。

本発明の更に他の好ましい態様は、前記撥液層除去工程の後に、前記基材の撥液層が除去された面を更に親液化する親液化処理工程を含むことを特徴とする。この態様によれば、撥液層が除去された面の親液性をより一層向上させることができる。

親液化処理工程は、ガス処理によって行われる態様がより好ましい。この態様によれば、ムラなく均一に親液処理が可能であるともに、他の処理（プラズマ処理等）に比べて、経時安定性に優れた親液層を形成することができる。ガス処理としては、オゾンガスを用いる態様や、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いる態様が好ましい。

フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いる態様では、混合ガス雰囲気中に基材を晒した後、水蒸気雰囲気中に前記基材を晒すことがより好ましい。このとき、処理容器（チャンバー）内の混合ガスを除去せずに水蒸気を導入する態様でもよいし、混合ガスを除去してから水蒸気を処理容器内に導入する態様でもよい。但し、親液化処理の安定化を図る観点から後者の態様が好ましい。

本発明の特に好ましい態様は、前記基材には液体流路となる孔部が設けられ、前記基材の表面及び孔部内壁面に前記フッ化処理を施して撥液層を形成し、前記基材の表面の撥液層上に保護部材を形成し、前記孔部内壁面に形成された撥液層を除去すると同時に当該孔部内壁面の親液化を行い、前記保護部材を除去することを特徴とする。

この態様によれば、液体流路（孔部）の内壁面が親液化されるとともに、基材表面が撥液化された樹脂構造体を得ることが可能となる。液体流路内の混入した気泡の排出性が高く、且つ、基材表面に付着した液体を容易に除去することが可能となる。

更に好ましい態様として、前記基材は、ノズル孔が形成されたノズル形成基板であることが好ましい。吐出安定性やメンテナンス性に優れたノズルプレート（樹脂構造体）を形成することができる。

また前記目的を達成するために、本発明によるインクジェットヘッドは、本発明の樹脂成形体の製造方法によって製造された樹脂成形体を備えたことを特徴とする。

更に前記目的を達成するために、本発明による電子機器は、本発明のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、樹脂からなる基材の少なくとも一部の面にフッ化処理によって撥液層を形成した後、その撥液層の一部を除去すると同時に親液化することによって、撥液面及び親液面を有する樹脂成形体を簡単なプロセスで製造することができる。また、フッ化処理によるガス処理によれば、基材形状に左右されることなく均一処理（表面均一性、コンフォーマル性等）が可能となり、低温処理も可能となる。更に、基材に対する被覆性についても考慮する必要がなくなる。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図 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 ヘッドの構造例を示す平面透視図 図３中IV−IV線に沿う断面図 第１の実施形態に係る撥液処理方法を示した説明図 フッ化処理の様子を示した説明図 第２の実施形態に係る撥液処理方法を示した説明図 水蒸気導入時のフッ化処理の様子を示した説明図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は、本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。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

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

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

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

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１２を構成する各ヘッド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）。

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。

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。

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。

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。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

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

印字検出部２４は、各色のヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

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

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

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

〔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。

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。

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。

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。

図４に示すように、ヘッド５０のインク吐出面５０ａを構成するノズルプレート（ノズル形成基板）６０は、複数のノズル（ノズル孔）５１が形成されている。このノズルプレート６０は本発明の樹脂構造体に相当するものであり、後述するように樹脂材料によって構成されている。ノズルプレート６０の表面（インク吐出面）にはインクに対して撥液性を有する撥液層６２が設けられている。また、ノズル５１の内壁面は親液化されている。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔ノズルプレートの製造方法〕
次に、本発明に係る樹脂成形体の製造方法の一例として、図４に示したノズルプレート６０（本発明の樹脂成形体に相当）の製造方法について説明する。

（第１の実施形態）
図５は、第１の実施形態に係るノズルプレートの製造方法を示した説明図である。本実施形態に係るノズルプレートの製造方法は、フッ化処理工程、保護部材形成工程、撥液層除去工程、及び保護部材除去工程を含んで構成される。以下、各工程について説明する。

＜フッ化処理工程＞
まず、図５（ａ）に示すように、ノズル孔１０２を有するノズル形成基板１００を用意する。ノズル形成基板１００は樹脂材料で構成され、少なくとも表面（インク吐出面）及びノズル内壁面にＣＨ₃基やＣＨ₂基、ＣＨ基が含まれるものが好ましい。

ノズル形成基板１００を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン（Ｐ０）系、ポリスチレン（ＰＳ）のようなＰ０系＋芳香族のような材料、ポリエーテエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系等の芳香族系化合物等が挙げられる。

続いて、図５（ｂ）に示すように、ノズル形成基板１００の表面及びノズル内壁面をフッ化処理する。例えば、フッ素ガスと窒素ガス（不活性ガス）との混合ガスをノズル形成基板１００と直接反応させることによってフッ化処理を行う（図６参照）。これにより、ノズル形成基板１００の表面及びノズル内壁面に撥液層（フッ化処理層）１０４が形成される。

フッ化処理は、フッ素ガス単体でも反応は可能であるが、特開２００５−２７９１７５号公報明細書に記載されるように、フッ素は反応性が高いので、フッ素単体と直接反応させると、激しく反応しすぎて主鎖のＣ−Ｃ結合まで切れてしまう。

そこで本実施形態では、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスとの混合ガスでフッ素ガスを反応炉内に導入し、ノズル形成基板１００が変形、侵食されない範囲の任意の温度にてフッ素ガスと反応させる態様が好ましい。また、このときの混合ガス中のフッ素ガス濃度は０．０１％以上が好ましい。フッ素化の程度は、フッ素ガスの濃度、反応炉温度、反応時間で制御可能である。

フッ化処理の具体的な例については、例えば、特開２００５−５４０６７号公報明細書や特開２００４−１４３６２２号公報明細書に記載されている。具体的には、ノズル形成基板１００を処理容器に入れて、処理容器を１００Ｐａ以下に減圧する。次に、窒素ガス等の不活性ガスに雰囲気を置換する。その後、フッ素ガスが０．１〜９９％となるように容器内に導入する。このとき、フッ素ガスの圧力は１〜１０００ｋＰａであることが好ましい。フッ素ガスと接触させる処理時間は１秒〜１０日、好ましくは１０分〜１０時間である。処理温度は−５０〜３００度、好ましくは０〜１００度である。また、フッ素侵入深さは、同一温度では時間が長いほど大きく、また同一時間では温度が高いほど大きくなる。

＜保護部材形成工程＞
上記のようにしてフッ化処理を行った後、図５（ｃ）に示すように、ノズル形成基板１００の表面の撥液層１０４上に保護部材１０６を形成する。例えば、保護部材１０６として、紫外線硬化樹脂などの樹脂部材や、ノズル面を覆い保護するような金属性またはセラミックス製の治具、マスキングテープ等の保護テープを用いることができる。好適には、ハンドリング性に優れ、容易に形成・脱離が可能なテープ状の部材が好ましい。具体的には、ノズル形成基板１００の表面の撥液層１０４上に当該保護テープを貼り付ければよい。

本実施形態では、保護部材１０６として、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる態様が好ましい。この態様によれば、保護部材板を貼付する技術ではなく、マスキングテープを貼り付ける技術を採用しているので生産性が高く、酢酸ブチル等の溶剤を用いないので環境負荷の問題が生じず、また、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープを用いているのでマスキングテープの剥離が容易であり、この点でも生産性が高い。

更に好ましい態様として、マスキングテープの基材がポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムで構成されることが好ましい。本発明の製造方法においては、マスキングテープの基材として種々の材質のものを用いることができるが、マスキングテープの基材としてポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムを用いることにより、プラズマ処理の影響を受けても強度を維持できる。

＜撥液層除去工程＞
保護部材１０６の形成後、図５（ｄ）に示すように、ノズル形成基板１００のノズル内壁面に形成された撥液層１０４を除去すると同時に当該面の親液化を行う。このとき用いられる処理方法としては、プラズマ処理、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理、又はオゾンガス処理が好ましく、これらの中でもプラズマ処理（更に好ましくは酸素を含むガスによるプラズマ処理）や紫外線処理、オゾンガス処理（更に好ましくは高純度オゾンガス処理）が好ましく用いられる。これらの処理方法によれば、フッ化処理されたノズル内壁面から撥液層１０４を除去して極性基を生成させることによって、ノズル内壁面を親液化することができる。

＜保護部材除去工程＞
上記のようにしてノズル内壁面の親液化を行った後、図５（ｅ）に示すように、ノズル形成基板１００の表面の撥液層１０４上の保護部材１０６を除去する。例えば、保護部材１０６として再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる場合には、ノズル形成基板１００の表面の撥液層１０４上に貼り付けられたマスキングテープを容易に剥離することができ、生産性を向上させることができる。

こうして、撥液面及び親液面を有する樹脂構造体として、図４に示したノズルプレート６０を得ることができる。

本実施形態によれば、樹脂で形成されたノズル形成基板１００の表面及びノズル内壁面にフッ化処理によって撥液層１０４を形成した後、その撥液層１０４の一部を除去すると同時に親液化することによって、撥液面及び親液面を有する樹脂成形体であるノズルプレート６０を簡単なプロセスで製造することができる。また、フッ化処理によるガス処理が用いられているので、基材形状に左右されることなく均一処理（表面均一性、コンフォーマル性等）が可能となり、低温処理も可能となる。更に、基材（即ち、ノズル形成基板１００）に対する被覆性についても考慮する必要がなくなる。

本実施形態では、保護部材１０６としてマスキングテープ等の保護テープを用いる態様を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムからなる弾性体板を用いる態様や、ドライフィルムを用いる態様が挙げられる。但し、前者の態様では生産性が悪く、後者の態様ではノズル内壁面の撥液層１０４を除去した後に酢酸ブチルによってドライフィルムを溶解除去しなければならず、環境負荷の問題がある。一方、本実施形態のように保護部材１０６として保護テープ（より好ましくは再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープ）を用いる態様によれば、生産性が高く、環境負荷の問題もなく好適である。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る撥液処理方法を示した説明図である。図７中、図５と共通又は類似する要素には同一の符号を付して、説明を省略する。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にしてフッ化処理工程から撥液層除去工程までを行った後、図７（ｅ）に示すように、親液化処理工程としてノズル内壁面の親液性の経時安定性を更に高める処理が行われる。

本実施形態では、親液化処理工程としてガス処理が用いられ、具体的には、オゾンガス処理や、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理が好ましく用いられる。このようなガス処理によれば、ノズル内壁面を均一に親液化処理することができ、プラズマ処理等に比べて経時安定性の優れた親液層をノズル内壁面に形成することが可能となる。

オゾンガスによるガス処理を行う態様では、オゾンガス雰囲気中にノズル形成基板１００を晒す工程が実施される。例えば、ポリイミドフィルムに対して、オゾン濃度２０ｖｏｌ％、温度６０℃、処理時間３０分の条件で処理した場合、プラズマ処理では２〜３日で親液性が劣化するのに対して、オゾンガスによるガス処理の場合では親液性が１ヶ月以上維持される。このようにオゾンガスによるガス処理では、プラズマ処理に比べて経時安定性が優れている。オゾンガス処理は、金属材料、有機材料、無機材料に関わらず、酸化処理が可能である。

フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理を行う態様では、混合ガス雰囲気中にノズル形成基板１００を晒す工程が実施される。例えば、フッ化処理工程で用いられた窒素ガスを酸素ガスに切り換えるだけで、同一処理容器（チャンバー）内での処理が可能となり、生産性を向上させることができる。

フッ素ガスと酸素ガスの混合ガスによるガス処理を行う態様において、図８に示すように、混合ガス雰囲気中にノズル形成基板１００を晒した後、水蒸気雰囲気中にノズル形成基板１００を晒すことがより好ましい。水蒸気雰囲気中にノズル形成基板１００を晒すことによってカルボキシル基を導入することができ、ノズル内壁面を更に親液化することができる。なお、オゾンガス処理とは異なり、本処理は有機物にのみ有効である。

水蒸気雰囲気中にノズル形成基板１００を晒す態様において、処理容器内の混合ガスを除去せずに水蒸気を導入してもよいし、混合ガスを除去してから水蒸気を処理容器内に導入してもよい。但し、親液化処理の安定化を図る観点から後者の態様が好ましい。

上記のようにして親液化処理工程を行った後、図７（ｆ）に示すように、ノズル形成基板１００の表面の撥液層１０４上の保護部材１０６を除去する。こうして、図４に示したノズルプレート６０を得ることができる。

第２の実施形態によれば、親液化処理工程もガス処理によって行われるので、ガス処理による均一な処理（表面均一性、コンフォーマル性等）や、低温処理が可能となる。また、ガス処理によれば、基材に対する密着性も考慮する必要がない。

第２の実施形態では、図７（ｅ）で示した親液化処理工程の後に図７（ｆ）に示した保護部材除去工程を行っているが、これらの工程の順序を逆にすることも可能である。即ち、保護部材１０６の除去を行った後にノズル内壁面の親液化処理を行うようにしてもよい。オゾンガスや混合ガスによるガス処理によれば、保護部材１０６がなくても撥液層１０４はエッチングされることはないため、上述のように親液化処理工程が行われる前に保護部材除去工程が行われても特に問題が生じるものではない。

なお、上述の各実施形態では、本発明に係る樹脂形成体の製造方法として、図４に示したノズルプレート６０の製造方法を一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、液体流路（インク流路等）となる孔部が形成された基材によって構成される樹脂成形体にも同様に適用することが可能である。更に、本発明は、孔部のない基材にも適用可能であり、撥液面や親液面が形成される位置も上述した各実施形態に限定されるものではない。

以上、樹脂成形体の製造方法、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。

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…共通液室、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…撥液層、１０６…保護部材

Claims (12)

1. 樹脂からなる基材の少なくとも一部の面に、少なくともフッ素を含むガスによってフッ化処理を施して撥液層を形成するフッ化処理工程と、
   前記基材の撥液層が形成された面の一部に保護部材を形成する保護部材形成工程と、
   前記基材の保護部材が形成されていない面に形成された撥液層を除去すると同時に当該面の親液化を行う撥液層除去工程と、
   前記保護部材を除去する保護部材除去工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記フッ化処理では、フッ素ガスと不活性ガスとを含む混合ガスが用いられることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記撥液層除去工程では、プラズマ処理、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理、又はオゾンガス処理によって撥液層の除去が行われることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記撥液層除去工程の後に、前記基材の撥液層が除去された面を更に親液化する親液化処理工程を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
5. 請求項４に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記親液化処理工程は、ガス処理によって行われることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
6. 請求項５に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記親液化処理工程は、オゾンガス雰囲気中に前記基材を晒す工程を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
7. 請求項５に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記親液化処理工程は、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガス雰囲気中に前記基材を晒す工程を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
8. 請求項７に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記親液化処理工程は、前記混合ガス雰囲気中に前記基材を晒した後、水蒸気雰囲気中に前記基材を晒す工程を更に含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記基材には液体流路となる孔部が設けられ、前記基材の表面及び孔部内壁面に前記フッ化処理を施して撥液層を形成し、前記基材の表面の撥液層上に保護部材を形成し、前記孔部内壁面に形成された撥液層を除去すると同時に当該孔部内壁面の親液化を行い、前記保護部材を除去することを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
10. 請求項９に記載の樹脂成形体の製造方法において、
    前記基材は、ノズル孔が形成されたノズル形成基板であることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の樹脂成形体の製造方法によって製造された樹脂成形体を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
12. 請求項１１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。
    
    

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