JP4214999B2 - ノズル板の製造方法、ノズル板、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル板の製造方法、ノズル板、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関する。

インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、微細なノズル孔が微小間隔を隔てて複数形成されたノズル板を有し、ノズル孔の一方の開口（インク吐出口）からインク滴を吐出させ、印刷紙に着弾させることによって印刷を行う（例えば、特許文献１参照）。
このようなインクジェットヘッドには、大型のものがあり、これに適応するようにノズル板も大型になっている。この大型のノズル板を製造するには、枠状のノズル板本体と、当該ノズル本体に接着され、ノズル孔が形成された複数の小片（板片）とで構成することが考えられる。

このノズル板を製造するには、まず、各小片のインク吐出口側の面と、ノズル孔の内周面のインク吐出口近傍とに、フッ素系樹脂等で構成される撥液膜を形成する。この撥液膜を設ける理由としては、小片のインク吐出口側の面にインクが付着すると、その後に吐出されたインクの噴出軌道が、付着したインクの表面張力や粘性等の影響を受けて曲げられてしまい、所定の位置と異なる位置にインクが着弾するおそれがあり、これを防止するために設けられている。

次に、小片をノズル本体に接着するには、小片の接合される箇所の撥液膜を除去し、当該除去した箇所とノズル本体とを接着剤により接着する。
しかしながら、撥液膜を除去する方法としては、例えばフォトリソグラフィーを用いる方法が挙げられるが、このような方法では、撥液膜を除去する工程が多くなる（複雑になる）ため、ノズル板を製造するときの製造コストが高くなるという問題が起こり得る。

特開２００４−１１４４１５号公報

本発明の目的は、小片のノズル板本体に接合される部分の撥液膜を容易に除去することができ、よって、低コストでノズル板を製造することができるノズル板の製造方法、かかるノズル板の製造方法により製造されたノズル板、このノズル板を備える液滴吐出ヘッド、および、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のノズル板の製造方法は、複数のノズル孔と、該各ノズル孔から液滴を吐出する側の液滴吐出面に設けられ、前記液滴に対して撥液性を有する撥液膜とを備える小片を、ノズル板本体に接合してノズル板を製造する方法であって、
前記小片の前記液滴吐出面と反対側から、前記撥液膜を保護するガス状のマスク材を、前記各ノズル孔を介して、その前記液滴吐出面の前記ノズル孔周辺に漏れ出るように供給しつつ、前記小片に対して、その前記液滴吐出面側から、大気圧下でプラズマ処理を施すことにより、前記マスク材から露出する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、
前記小片を、前記撥液膜が除去された部分において、前記ノズル板本体に接合する接合工程とを有することを特徴とする。
これにより、小片のノズル本体に接合される部分の撥液膜を容易に除去することができ、よって、低コストでノズル板を製造することができる。

本発明のノズル板の製造方法では、前記撥液膜除去工程において、前記マスク材の供給は、前記小片の前記液滴吐出面と反対側の面に、前記マスク材が通過可能な複数の流路が設けられた治具を、前記各流路と前記各ノズル孔とが連通するように装着し、この状態で、前記各流路に前記マスク材を充填することにより行われることが好ましい。
これにより、マスク材を各ノズル孔周辺に確実に漏れ出させることができる。

本発明のノズル板の製造方法では、前記各ノズル孔周辺に漏れ出す前記マスク材の量は、前記プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガスの流量との関係で設定されることが好ましい。
これにより、各ノズル孔周辺以外の撥液膜の除去量を調整することができる。
本発明のノズル板の製造方法では、前記マスク材として、前記プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガスよりも放電し難いガスを用い、前記プラズマ処理を平行平板型のプラズマ処理装置を用いて行うことが好ましい。
これにより、各ノズル孔周辺へのマスク材の供給量の制御、すなわち、各ノズル孔周辺以外の撥液膜の除去量を容易に制御することができる。

本発明のノズル板の製造方法では、前記マスク材は、空気であることが好ましい。
これにより、撥液膜をプラズマ処理から確実に保護することができる。
本発明のノズル板の製造方法では、前記接合工程において、前記小片と前記ノズル板本体との接合は、接着剤を用いることにより行われることが好ましい。
これにより、小片とノズル板本体とを容易に接合することができ、よって、より低コストでノズル板を製造することができる。

本発明のノズル板の製造方法では、前記撥液膜は、前記ノズル孔の内周面と前記液滴吐出面とに連続して形成されていることが好ましい。
これにより、ノズル孔からの液滴を目的の箇所に確実かつ均一に供給することができる。
本発明のノズル板の製造方法では、前記撥液膜は、主としてフッ素系材料で構成されていることが好ましい。
これにより、ノズル孔の周囲に液滴が付着するのが防止され、液滴がノズル孔の軸線方向と略一致するように安定に噴出される。

本発明のノズル板は、本発明のノズル板の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、低コストで製造されたノズル板を提供することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドは、本発明のノズル板を備えることを特徴とする。
これにより、低コストで製造されたノズル板を設置することができ、よって、低価格の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、低価格の液滴吐出ヘッドを設置することができ、よって、低価格の液滴吐出装置を提供することができる。

以下、本発明のノズル板の製造方法、ノズル板、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッド適用した形態となっている。なお、インクジェットヘッドとして、本実施形態では静電駆動方式を採用するものを例に説明するが、これに限定されず、例えば、圧電駆動方式等の他の駆動方式を採用するものであってもよい。

図１は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すインクジェットヘッドが備えるノズル板（第１実施形態）の下面図、図３は、図１に示すインクジェットヘッドが備えるノズル板の上面図である。
なお、図１は、通常使用される状態とは、上下逆に示されている。また、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１に示すインクジェットヘッド１は、静電駆動方式のインクジェットヘッドである。
このインクジェットヘッド１は、ノズル板２、キャビティ板３および電極板４とで構成されるヘッド本体を有しており、キャビティ板３を挟むようにしてノズル板２と電極板４が配置されている。
キャビティ板３には、複数の段差が設けられ、ノズル板２とキャビティ板３との間に空隙５が画成（形成）されている。

この空隙５は、各々区切られた複数のインク吐出室５１と、インク吐出室５１の後部に設けられたオリフィス５２と、各インク吐出室５１にインクを供給する共通のリザーバ５３とを有しており、リザーバ５３の下部には、インク取込口５４が設けられている。
キャビティ板３のインク吐出室５１に対応する部分は、薄肉とされており、インク吐出室５１の圧力を変動させる振動板３１として機能する。

電極板４は、キャビティ板３のノズル板２と反対側の面に接合されている。
電極板４は、振動板３１と対向する部分に凹部が形成されており、振動板３１との間に振動室８が形成されている。この振動室８の下面には、振動板３１に対向する各々の位置に個別電極８１が設けられている。
このインクジェットヘッド１では、振動板３１、振動室８および個別電極８１により、インク滴６を吐出する静電アクチュエータ（液滴吐出手段）が構成されている。

このようなインクジェットヘッド１では、発信回路により、個別電極８１にパルス電圧を印加すると、個別電極８１の表面がプラスに帯電し、それに対応する振動板３１の下面がマイナス電位に帯電する。これにより発生する静電気の吸引作用によって、振動板３１は下方へ撓む。
この状態で、パルス電圧をＯＦＦすると、個別電極８１と振動板３１に蓄えられた電荷を急激に放電し、振動板３１自体の弾性力で振動板３１は、ほぼ元の形状に復元する。
このとき、インク吐出室５１内の圧力が急激に上昇し、後述するノズル孔２１より記録紙（記録用紙Ｐ）に向けてインク滴６が吐出される。

そして、振動板３１が再び下方へ撓むことにより、インクがリザーバ５３よりオリフィス５２を通じてインク吐出室５１内に補給される。
図１〜図３に示すように、ノズル板２は、ノズル板本体２５と、ノズル板本体２５に接合される複数（図示の構成では、４つ）のチップ（小片）２６とを有している。
ノズル板本体２５は、その形状が長尺状（枠状）をなしている。また、ノズル板本体２５には、４つの開口部２５１、２５１、２５１、２５１が設けられており、これらが「田」字状をなすように配置されている。

各チップ２６は、その形状が短冊状をなしている。各チップ２６には、インク吐出室５１に連通する、複数（図示の構成では、３つ）のノズル孔（貫通孔）２１が形成されている。各ノズル孔２１は、それぞれ、インク吐出室５１に供給されたインク（液体）が通過する流路を構成する。このノズル孔２１の上方（一方）の開口は、インクをインク滴（液滴）６として吐出（排出）するインク吐出口（排出口）２１１を構成する。

また、各チップ２６のインク吐出口２１１側の液滴吐出面２２には、撥液膜７が形成されている。図３に示すように、撥液膜７は、各インク吐出口２１１（ノズル孔）の周囲（縁部付近）に形成されている。
この撥液膜７は、ノズル板２の表面よりも、インク（インク滴６）に対して高い撥液性（例えば、接触角が９０°以上）を示す（有する）膜である。

なお、撥液膜７の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、フルオロアルキル基、アルキル基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基等の撥水性官能基を有する各種カップリング剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、パーフロロアルキルエーテルのようなフッ素系樹脂、シリコーン樹脂等の各種撥水性樹脂材料等を用いることができる。

この撥液膜７が形成されていることにより、インク吐出口２１１の周囲にインクが付着するのが防止され、インク滴６がノズル孔２１の軸線方向と略一致するように安定に噴出される。
また、チップ２６は、撥液膜７が開口部２５１から露出するように、ノズル板本体２５に接合されている（図１、図３参照）。

また、撥液膜７の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜２０μｍ程度であるのが好ましく、０．０２〜０．３μｍ程度であるのがより好ましい。
このような構成のノズル板２は、次のようにして製造することができる。
図４〜図１０は、それぞれ、図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。なお、図８には、プラズマ発生装置の一例を模式的に示してある。

なお、図４〜図６、図９および図１０は、いずれも、図１に示すノズル板とは上下が逆に示されている。また、以下では、説明の便宜上、図４〜図６および図８〜図１０の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図４〜図１０に示すノズル板２の製造方法は、［１−１］撥液膜形成工程と、［１−２］撥液膜除去工程と、［１−３］マスク材除去工程と、［１−４］接合工程とを有している。以下、各工程について、順次説明する。

［１−１］撥液膜形成工程
まず、図４に示すように、ノズル孔２１が微小間隔を隔てて複数形成されたチップ２６を用意する。また、撥液膜７を構成（形成）する液状の材料７１が貯留された貯留槽２００を用意する。
チップ２６としては、例えば、金属、セラミックス、シリコン、ガラス、プラスチック等で構成されたものを用いることができる。このうち、特にチタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、金等の金属、またはニッケル−リン合金、スズ−銅−リン合金（リン青銅）、銅−亜鉛合金、ステンレス鋼等の合金、ポリカーボネート、ホリサルフォン、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等で構成されたものを用いるのが好ましい。

次に、図５に示すように、貯留槽２００内にチップ２６の下面（液滴吐出面２２）を浸漬させる。これにより、チップ２６の下面に材料７１を容易かつ確実に接触させる（供給する）ことができる。
その後、図６に示すように、貯留槽２００からチップ２６を取り出す。このとき、チップ２６の下面のほぼ全体には、撥液膜７が形成されることとなる。
なお、チップ２６と材料７１との接触は、前述したような材料７１にチップ２６を浸漬する方法（浸漬法）により行われるのに限定されず、例えば、材料７１をチップ２６に塗布する方法（塗布法）、材料７１をチップ２６にシャワー状に供給する方法等により行なわれてもよい。

［１−２］撥液膜除去工程
まず、図７に示すように、板状の治具１０を用意する。この治具１０の上面１２には、互いに平行な複数（図示の構成では、３つ）の流路（溝）１１が設けられている。各流路１１は、撥液膜７を保護するガス状のマスク材９が通過可能となっている。
また、各流路１１は、その一端１１ａが治具１０の一端面で開放し、他端１１ｂが閉塞している。マスク材９は、開放された一端１１ａから各流路１１内に導入される。

治具１０の構成材料としては、特に限定されないが、チップ２６に対して密着性を有する材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリイミド、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
次に、図８に示すように、各チップ２６の液滴吐出面２２と反対側の面２７と、治具１０の上面１２とが当接（密着）するように、各チップ２６に治具１０を着脱自在に装着する。このとき、各流路１１と各チップ２６の列をなすノズル孔２１、２１、２１とが連通する（重なる）ように装着する（図７参照）。

図７に示す状態で、チップ２６および治具１０を撥液膜７の不要部分の除去に用いるプラズマ処理装置１００内に載置する（図８参照）。
次いで、各流路１１の一端１１ａから当該流路１１内にマスク材９を導入（充填）する。当該導入されたマスク材９は、各流路１１内を流れ、該流路１１の中途部から各ノズル孔２１を介して、当該ノズル孔２１（インク吐出口２１１）周辺に漏れ出るように供給される。
ここで、マスク材９としては、撥液膜７をプラズマのエッチング作用から保護し得るガスが用いられる。

また、後述するように、プラズマ処理は、好ましくは平行平板型のプラズマ装置を用いて行われるが、この場合、マスク材９としては、プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガス１０４よりも放電し難いガスが用いられる。このようなガス（マスク材９）としては、例えば、空気、窒素ガス、酸素ガス等が挙げられるが、これらの中でも、特に、空気を用いるのが好ましい。これにより、撥液膜７をプラズマのエッチング作用から確実に保護することができる。

次に、前述したマスク材９の供給状態を維持しつつ、液滴吐出面２２側から、チップ２６に対して大気圧下においてプラズマ処理（大気圧プラズマ処理）を施す。
ここで、プラズマ処理装置の一例を図８に示す。
図８に示すプラズマ処理装置１００は、チャンバー１０１内に、チップ２６および治具１０が載置される基板載置用ステージ１０２と、微小領域にプラズマを供給するプラズマ発生用ヘッド１０３が設置されて構成されている。

基板載置用ステージ１０２には、その上面に治具１０（チップ２６）を吸着させる基板吸着機構が内蔵されており、この基板吸着機構によって治具１０が基板載置用ステージ１０２に着脱可能に固定される。
この基板吸着機構としては、特に限定されないが、例えば、治具１０を静電引力によって基板載置用ステージ１０２に吸着させる静電吸着機構や、治具１０を磁気引力によって基板載置用ステージ１０２に吸着させる磁気吸着機構等が挙げられる。

プラズマ発生用ヘッド１０３は、基板載置用ステージ１０２に載置されたチップ２６との間で一定の間隔を保持するように支持され、チップ２６の上面（液滴吐出面２２）に対して略平行な方向に移動操作し得るようになっている。
図８に示すプラズマ処理装置１００は、プラズマ発生用ヘッド１０３が、被処理物（撥液膜７が形成されたチップ２６）と対峙する面に、放電電極を有し、この放電電極と、対向電極となる基板載置用ステージ１０２との間にプラズマを発生させるもの（平行平板型のもの）であるが、プラズマ処理装置１００は、プラズマ発生用ヘッド１０３が、プラズマを発生させるイオン源と、イオン源で発生したプラズマ（主にイオン）を被処理物に向けて加速する引出し電極および加速電極を有するもの（リモートプラズマ型のもの）を用いることもできる。

特に、本発明では、図８に示すように、平行平板型のプラズマ処理装置１００が好適に用いられる。かかるプラズマ処理装置１００を用いることにより、各ノズル孔２１周辺へのマスク材９の供給量の制御、すなわち、各ノズル孔２１周辺以外の（除去するべき）撥液膜７の除去量を容易に制御することができる。
このプラズマ処理装置１００によって、各ノズル孔２１周辺以外の撥液膜７を除去するには、チャンバー１０１内に、プラズマ発生用ガス１０４を導入するとともに、プラズマ発生用ヘッド１０３をＯＮ状態とし、チップ２６の液滴吐出面２２に対して略平行に走査する。なお、このとき、前述したように、マスク材９の供給状態が維持されている。

プラズマ発生用ガス１０４をチャンバー１０１内に導入すると、プラズマ発生用ヘッド１０３と基板載置用ステージ１０２との間に、プラズマが生成して処理領域１０５が形される。
この処理領域１０５を撥液膜７が形成されたチップ２６が通過することにより、図８に示すように、マスク材９から露出した、すなわち、不要な撥液膜７が、プラズマのエッチング作用により、液滴吐出面２２から除去される。

なお、各ノズル孔２１周辺に漏れ出すマスク材９の量は、プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガス１０４の流量との関係で設定（決定）される。これにより、各ノズル孔２１周辺以外の撥液膜７の除去量を調整することができる。
また、このプラズマ処理に用いられるプラズマとしては、例えば、酸素プラズマ、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンのような不活性ガス（希ガス）のプラズマ等が挙げられる。

酸素プラズマを用いてプラズマ処理を行う場合、プラズマ発生用のガスとしては、例えば、酸素ガスと不活性ガス（例えば、ヘリウム等）との混合ガス等が用いられる。この場合、酸素ガス流量は、１〜５００ＳＣＣＭ程度であるのが好ましく、５〜１００ＳＣＣＭ程度であるのがより好ましく、不活性ガス流量は、２〜５０ＳＬＭ程度であるのが好ましく、５〜１５ＳＬＭ程度であるのがより好ましい。
また、プラズマ処理装置１００（プラズマ処理）における高周波出力は、１０〜１００００Ｗ程度であるのが好ましく、１００〜２５０Ｗ程度であるのが好ましい。
また、プラズマ発生用ヘッド１０３の走査速度は、１〜２５ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのがより好ましい。

［１−３］マスク材除去工程
次に、治具１０を基板載置用ステージ１０２から取り外し、治具１０をチップ２６から剥離する。そして、図９に示すチップ２６のように、ノズル孔２１の内部に残存するマスク材９を除去する。
マスク材９の除去方法は、マスク材９がガス状であるので、大気圧下または減圧下に放置することや、例えば、窒素ガス等の不活性ガスをチップ２６に吹き付けること等により行うことができる。
なお、マスク材９として大気を用いる場合や、除去することを要さない場合等には、本工程［１−３］を省略することができる。
以上のようにして、所定の領域に、すなわち、各ノズル孔２１周辺に撥液膜７が形成された（残存した）チップ２６を得る。

［１−４］接合工程
次に、予め作製しておいたノズル板本体２５を用意する。なお、図９に示すように、ノズル板本体２５の上面２５２の各開口部２５１の周辺には、接着剤２０が付着している。
図１０に示すように、チップ２６の液液吐出面２２の撥液膜７が除去された部分と、ノズル板本体２５の上面２５２とを接着剤２０を介して接着（接合）する。
以上の工程を経ることにより、チップ２６のノズル板本体２５に接合される部分の撥液膜７を容易に除去することができ、よって、低コストでノズル板２を製造することができる。

また、本発明のノズル板の製造方法では、治具１０を用いていることにより、マスク材９を各ノズル孔２１の周辺に確実に漏れ出させることができる。
また、本発明のノズル板の製造方法では、チップ２６とノズル板本体２５との接合に接着剤２０を用いていることにより、これらを容易に接合することができ、よって、より低コストでノズル板２を製造することができる。

また、ノズル板に多数のノズル孔がある場合、従来の１枚の板状体で構成されたノズル板では、当該ノズル板全体に渡って撥液膜を形成していたが、本発明のノズル板の製造方法では、撥液膜が必要な箇所、すなわち、各ノズル孔の周辺に撥液膜を形成することができる。これにより、ノズル板を低コストで製造することができ、また、大型のノズル板の製造にも寄与する。

また、各チップ２６に対する治具１０の装着は、１つのチップ２６に１つの流路１１が対応するような装着（図７参照）であるのに限定されず、例えば、１つのチップ２６の各ノズル孔２１が各流路１１に対応するような装着であってもよい。１つのチップ２６の各ノズル孔２１が各流路１１に対応するような装着の場合、３つの流路１１、１１、１１は、それらのピッチ（間隔）がチップ２６の３つのノズル孔２１、２１、２１のピッチとほぼ等しくなるように設けられているのが好ましい。
このようなノズル板２を有するインクジェットヘッド１は、図９に示すようなインクジェットプリンタ（本発明の液滴吐出装置）に搭載される。

図１１は、本発明の液滴吐出装置を適用したインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
図１１に示すインクジェットプリンタ９００は、装置本体９２０を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７０とが設けられている。

操作パネル９７０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体９２０の内部には、主に、往復動するヘッドユニット９３０を備える印刷装置（印刷手段）９４０と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置９４０に送り込む給紙装置（給紙手段）９５０と、印刷装置９４０および給紙装置９５０を制御する制御部（制御手段）９６０とを有している。

制御部９６０の制御により、給紙装置９５０は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット９３０の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット９３０が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット９３０の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。

印刷装置９４０は、ヘッドユニット９３０と、ヘッドユニット９３０の駆動源となるキャリッジモータ９４１と、キャリッジモータ９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３０を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３０は、その下部に、多数のノズル孔２１（インク吐出口２１１）を備えるインクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ９３１と、インクジェットヘッド１およびインクカートリッジ９３１を搭載したキャリッジ９３２とを有している。

なお、インクカートリッジ９３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
往復動機構９４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸９４４と、キャリッジガイド軸９４４と平行に延在するタイミングベルト９４３とを有している。

キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４４に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４３の一部に固定されている。
キャリッジモータ９４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト９４３を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４４に案内されて、ヘッドユニット９３０が往復動する。そして、この往復動の際に、インクジェットヘッド１から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

給紙装置９５０は、その駆動源となる給紙モータ９５１と、給紙モータ９５１の作動により回転する給紙ローラ９５２とを有している。
給紙ローラ９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ９５２ａと駆動ローラ９５２ｂとで構成され、駆動ローラ９５２ｂは給紙モータ９５１に連結されている。これにより、給紙ローラ９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４０に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。

制御部９６０は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４０や給紙装置９５０等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６０は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、インクジェットヘッド１の個別電極８１にパルス電圧を印加して、インクの吐出タイミングを制御する駆動回路、印刷装置９４０（キャリッジモータ９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５０（給紙モータ９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。

また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３０の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部９６０は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路は、駆動信号を出力する。この駆動信号により静電アクチュエータ、印刷装置９４０および給紙装置９５０は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。

＜第２実施形態＞
図１２〜図１５は、それぞれ、本発明のノズル板（第２実施形態）の製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１２〜図１５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、これらの図を参照して本発明のノズル板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、チップの撥液膜が形成されている部分が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図１５に示すように、撥液膜７Ａは、ノズル孔２１の内周面と液滴吐出面２２とに連続して形成されている。換言すれば、各チップ２６には、インク吐出口２１１側の液滴吐出面２２と、ノズル孔２１の内周面２１２のインク吐出口２１１の近傍の局所領域、すなわち、ノズル孔２１の内周面２１２の、上端（一端）から下端（他端）に向かう所定長さ（所定深さ）の局所領域２１２ａとに連続して、撥液膜７Ａが形成されている。
このような撥液膜７Ａは、以下に記載する成膜方法により形成される。この成膜方法は、［２−１］被加工膜形成工程と、［２−２］被加工膜除去工程と、［２−３］マスク材除去工程とを有している。

［２−１］被加工膜形成工程
まず、浸漬法により、図１２に示すように、チップ２６の全体に渡って、すなわち、ノズル孔２１の内周面２１２のほぼ全面（局所領域２１２ａを含む（包含する）領域）およびノズル板２の表面に、撥液膜７Ａを得るための被加工膜７０を形成する。

［２−２］不要部分除去工程
次に、図１３（ａ）に示すように、被加工膜７０が形成されたチップ２６のノズル孔２１内に、流路１１を介してマスク材９を充填（供給）する。
次に、マスク材９の供給状態を維持しつつ、インク吐出口２１１と反対側（ノズル孔２１の他端側）から、チップ２６に対して大気圧下においてプラズマ処理（大気圧プラズマ処理）を施す。

被加工膜７０が形成されたチップ２６が処理領域１０５を通過することにより、まず、図１３（ｂ）に示すように、プラズマのエッチング作用により、チップ２６の上面２３に形成された被加工膜７０が除去される。
また、図１４（ｃ）に示すように、ノズル孔２１内にプラズマが供給されると、プラズマのエッチング作用により、マスク材９から露出した（領域２１２ｂに形成された）被加工膜７０が、プラズマのエッチング作用により、ノズル孔２１の内周面２１２から除去される。

このようなプラズマ処理を、チップ２６の上面２３全体と、各ノズル孔２１に対して施すことにより、チップ２６のインク吐出口２１１側の面２２および側面２４と、各ノズル孔２１の内周面２１２の局所領域２１２ａとに形成された被加工膜７０を残して、不要な被加工膜７０が除去される。
次に、前記第１実施形態の［１−２］の工程とほぼ同様の工程を経て、各ノズル孔２１周辺以外の被加工膜７０を除去する。
なお、必要に応じて、チップ２６の側面２４に形成された被加工膜７０も除去するようにしてもよい。

［２−３］マスク材除去工程
次に、チップ２６を基板載置用ステージ１０２から取り外し、治具１０をノズル板から剥離する。そして、図１４（ｄ）に示すように、ノズル孔２１の内部に残存するマスク材９を除去する。
マスク材９の除去方法は、マスク材９がガス状であるので、大気圧下または減圧下に放置することや、例えば、窒素ガス等の不活性ガスをチップ２６に吹き付けること等により行うことができる。
なお、マスク材９として大気を用いる場合や、除去することを要さない場合等には、本工程［２−３］を省略することができる。

以上のようにして、チップ２６の所定の領域に撥液膜７Ａが形成される。このような撥液膜７Ａにより、各ノズル孔２１からのインク滴６を記録用紙Ｐの目的の箇所に確実かつ均一に供給（吐出）することができる。
以上、本発明のノズル板の製造方法、ノズル板、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置について図示の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。

また、ノズル板本体に対するチップの設置数は、４つであるのに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。
また、チップに形成されるノズル孔の形成数は、３つであるのに限定されず、２つまたは４つ以上であってもよい。
また、マスク材を供給するとき、インク吐出口から噴出する（漏れ出る）マスク材を反射する反射板を、インク吐出口に対向するように、設けてもよい。これにより、マスク材と撥液膜とを確実に接触させることができ、よって、プラズマから撥液膜を確実に保護することができる。
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、例えば、各種ディスペンスノズル等の細径の流路（貫通孔）を有する各種ヘッドに適用することができる。

本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の実施形態を示す縦断面図である。 図１に示すインクジェットヘッドが備えるノズル板（第１実施形態）の下面図である。 図１に示すインクジェットヘッドが備えるノズル板の上面図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 図１に示すノズル板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液滴吐出装置を適用したインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。 本発明のノズル板（第２実施形態）の製造方法を説明するための図である。 本発明のノズル板（第２実施形態）の製造方法を説明するための図である。 本発明のノズル板（第２実施形態）の製造方法を説明するための図である。 本発明のノズル板（第２実施形態）の製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１……インクジェットヘッド ２……ノズル板 ２１……ノズル孔 ２１１……インク吐出口 ２１２……内周面 ２１２ａ……局所領域 ２１２ｂ……領域 ２２……液滴吐出面 ２３……上面 ２４……側面 ２５……ノズル板本体 ２５１……開口部 ２５２……上面 ２６……チップ ２７……面 ３……キャビティ板 ３１……振動板 ４……電極板 ５……空隙 ５１……インク吐出室 ５２……オリフィス ５３……リザーバ ５４……インク取込口 ６……インク滴 ７、７Ａ……撥液膜 ７０……被加工膜 ７１……材料 ８……振動室 ８１……個別電極 ９……マスク材 １０……治具 １１……流路 １１ａ……一端 １１ｂ……他端 １２……上面 ２０……接着剤 １００……プラズマ処理装置 １０１……チャンバー １０２……基板載置用ステージ １０３……プラズマ発生用ヘッド １０４……プラズマ発生用ガス １０５……処理領域 ２００……貯留槽 ９００……インクジェットプリンタ ９２０……装置本体 ９２１……トレイ ９２２……排紙口 ９３０……ヘッドユニット ９３１……インクカートリッジ ９３２……キャリッジ ９４０……印刷装置 ９４１……キャリッジモータ ９４２……往復動機構 ９４３……タイミングベルト ９４４……キャリッジガイド軸 ９５０……給紙装置 ９５１……給紙モータ ９５２……給紙ローラ ９５２ａ……従動ローラ ９５２ｂ……駆動ローラ ９６０……制御部 ９７０……操作パネル Ｐ……記録用紙

Claims (11)

1. 複数のノズル孔と、該各ノズル孔から液滴を吐出する側の液滴吐出面に設けられ、前記液滴に対して撥液性を有する撥液膜とを備える小片を、ノズル板本体に接合してノズル板を製造する方法であって、
   前記小片の前記液滴吐出面と反対側から、前記撥液膜を保護するガス状のマスク材を、前記各ノズル孔を介して、その前記液滴吐出面の前記ノズル孔周辺に漏れ出るように供給しつつ、前記小片に対して、その前記液滴吐出面側から、大気圧下でプラズマ処理を施すことにより、前記マスク材から露出する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、
   前記小片を、前記撥液膜が除去された部分において、前記ノズル板本体に接合する接合工程とを有することを特徴とするノズル板の製造方法。
2. 前記撥液膜除去工程において、前記マスク材の供給は、前記小片の前記液滴吐出面と反対側の面に、前記マスク材が通過可能な複数の流路が設けられた治具を、前記各流路と前記各ノズル孔とが連通するように装着し、この状態で、前記各流路に前記マスク材を充填することにより行われる請求項１に記載のノズル板の製造方法。
3. 前記各ノズル孔周辺に漏れ出す前記マスク材の量は、前記プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガスの流量との関係で設定される請求項１または２に記載のノズル板の製造方法。
4. 前記マスク材として、前記プラズマ処理に用いるプラズマ発生用ガスよりも放電し難いガスを用い、前記プラズマ処理を平行平板型のプラズマ処理装置を用いて行う請求項１ないし３のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
5. 前記マスク材は、空気である請求項１ないし４のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
6. 前記接合工程において、前記小片と前記ノズル板本体との接合は、接着剤を用いることにより行われる請求項１ないし５のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
7. 前記撥液膜は、前記ノズル孔の内周面と前記液滴吐出面とに連続して形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
8. 前記撥液膜は、主としてフッ素系材料で構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載のノズル板の製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のノズル板の製造方法により製造されたことを特徴とするノズル板。
10. 請求項９に記載のノズル板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
11. 請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
    

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