(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルプレート表面にスプレー塗布により形成される撥水膜の膜厚ムラの小さい液滴吐出ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】  液滴を吐出するためのノズル３３を形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜４８を形成する塗布工程を有し、前記溶剤の沸点が１２０℃以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。【選択図】図５
2006347140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するためのノズルを形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜を形成する塗布工程を有し、
前記溶剤の沸点が１２０℃以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
液滴を吐出するためのノズルを形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜を形成する塗布工程を有し、
前記溶剤の２０℃における蒸気圧が２．０ｋＰａ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記塗膜を乾燥させて撥水膜を形成する乾燥工程を有し、
前記撥水膜の膜厚が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記撥水剤が、紫外線吸収剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ノズルプレートが、ポリイミドフィルムを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記塗膜を乾燥させて撥水膜を形成する乾燥工程と、前記ノズルプレートの前記撥水膜が形成された面とは反対側の面に、前記ノズルと連通する液滴の流路の少なくとも一部が設けられたプールプレートを接合する工程を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ノズルプレートの前記撥水膜が形成された面の反対面側から紫外線領域の波長を持つレーザを照射して、前記ノズルプレートに前記ノズルを形成する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクジェット記録方式に代表されるような液滴を吐出して画像記録などを行う液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のノズルから液滴を吐出し、用紙等の記録媒体に印字を行う液滴吐出装置には、インクジェット記録装置があり、このインクジェット記録装置は、小型で安価、静寂性等の種々の利点があり、広く市販されている。特に、圧電素子を用いて圧力室内の圧力を変化させてインク滴を吐出するピエゾインクジェット方式や、熱エネルギーの作用でインクを膨張させてインク滴を吐出する熱インクジェット方式の記録装置は、高速印字、高解像度が得られる等、多くの利点を有している。
【０００３】
このようなインクジェット方式の記録装置においては、複数のノズルからインク滴を吐出した際に、インク滴がノズルの周辺に付着するのを防ぐため、ノズル表面に撥水膜が塗布されている。しかし、この撥水膜は、用紙がジャム等により浮き上がると、紙擦れにより擦傷ダメージを受けてしまい、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径及び速度にばらつきが生じるなど、インクの吐出性能が悪化する。
【０００４】
この対策として、例えば、ノズルプレートに形成されたノズルの周囲に円形状の段差を設けたインクジェット記録ヘッドが提案されている。このインクジェット記録ヘッドは、ノズルを形成したノズルプレートに、ノズルに対応した円形状の開孔を有する金属プレートを接着することで、ノズルの周囲に円形状の段差を形成し、ノズル周辺の撥水膜に用紙が接触しないようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような段差を設けた記録ヘッドでは、スピン法により撥水膜を形成すると、上記段差を設けた記録ヘッドの場合、スピン法による塗布では段差底部への塗布が不十分であった。これに対して、スプレー塗布では、段差底部への塗布を十分に行うことができる。このスプレー塗布は、通常、フッ素樹脂を水系媒体に分散させた撥水剤を用いて行われる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１０８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、通常、撥水膜を形成した後のノズルプレートのノズル加工には、紫外線領域のレーザ波長を持つレーザ（例えば、エキシマレーザ）を撥水膜が形成された面側から照射することにより行われる。しかし、撥水膜には紫外領域の波長を吸収しないフッ素系樹脂が適用されることが多いため、撥水膜の膜厚が薄い場合は問題ないが、撥水膜の膜厚が厚い場合にはノズル加工が困難になる。それゆえ、撥水膜を形成した後のノズル加工を容易とするためには、撥水膜の膜厚は薄い方が好ましい。
しかし、従来のスプレー塗布では、撥水膜の膜厚を薄くすると膜厚ムラが増大する傾向にあり、ノズル加工を容易とするために更に撥水膜の膜厚を薄くしようとすると膜厚ムラがより顕著になってしまう。このような撥水膜の膜厚ムラは、インクジェット記録装置に組み込んだ記録ヘッドのノズル面を非印字時にブレード等によりワイピングしてもノズル面のインクが十分に除去できないため、インクの吐出不良などを招いてしまうことになる。
従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ノズルプレート表面にスプレー塗布により形成される撥水膜の膜厚ムラの小さい液滴吐出ヘッドの製造方法、これを用いて作製された液滴吐出ヘッド、および、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
＜１＞
液滴を吐出するためのノズルを形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜を形成する塗布工程を有し、
前記溶剤の沸点が１２０℃以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【０００９】
＜２＞
液滴を吐出するためのノズルを形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜を形成する塗布工程を有し、
前記溶剤の２０℃における蒸気圧が２．０ｋＰａ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１０】
＜３＞
前記塗膜を乾燥させて撥水膜を形成する乾燥工程を有し、
前記撥水膜の膜厚が２μｍ以下であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１１】
＜４＞
前記撥水剤が、紫外線吸収剤を含むことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１２】
＜５＞
前記ノズルプレートが、ポリイミドフィルムを含むことを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１３】
＜６＞
前記塗膜を乾燥させて撥水膜を形成する乾燥工程と、前記ノズルプレートの前記撥水膜が形成された面とは反対側の面に、前記ノズルと連通する液滴の流路の少なくとも一部が設けられたプールプレートを接合する工程を有することを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１４】
＜７＞
前記ノズルプレートの前記撥水膜が形成された面の反対面側から紫外線領域の波長を持つレーザを照射して、前記ノズルプレートに前記ノズルを形成する工程と、をさらに有することを特徴とする＜６＞に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である。
【００１５】
＜８＞
請求項１〜７のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されたことを特徴とする液滴吐出ヘッドである。
【００１６】
＜９＞
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上に説明したように本発明によれば、ノズルプレート表面にスプレー塗布により形成される撥水膜の膜厚ムラの小さい液滴吐出ヘッドの製造方法、これを用いて作製された液滴吐出ヘッド、および、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するためのノズルを形成する前のノズルプレート表面に、溶剤とフッ素樹脂とを含む撥水剤をスプレー塗布して塗膜を形成する塗布工程を少なくとも有するものであり、ここで、撥水剤の溶剤としては沸点が１２０℃以上であるものが用いられる（第１の発明）。
なお、塗布工程を経た後には、従来と同様に、乾燥工程によりノズルプレート表面に形成された塗膜を乾燥させて撥水膜を形成する。当該乾燥工程においては、通常、塗膜を形成した直後に、少なくとも自然乾燥を利用して塗膜をレベリングさせつつ乾燥させ、レベリングを終え膜としてある程度固化した時点で必要に応じて加熱乾燥してもよい。
さらに、乾燥工程を経た後は、撥水膜を形成後に、ノズルプレートの撥水膜が形成された面とは反対側の面に、ノズルと連通する液滴の流路の少なくとも一部が設けられたプールプレートを接合する工程や、ノズルプレートの撥水膜が形成された面の反対面側から紫外線領域の波長を持つレーザを照射して、ノズルプレートにノズルを形成する工程を経ることによって液滴吐出ヘッドを製造することができる。このようにして得られた液滴吐出ヘッドは、インクジェット記録装置等の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドとして利用できる。
【００１９】
ここで、従来のスプレー塗布を利用したノズルプレート表面への撥水膜の形成は、フッ素樹脂を主溶剤として水に分散させた撥水剤を用いていたが、第１の本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、溶剤として沸点が水（沸点：１００℃、２０℃における蒸気圧：２．４ｋＰａ）よりも大きいものを用いる。このため、塗布直後にノズルプレート表面に形成された塗膜が乾燥し切って固化するまでの間に十分なレベリングを行うことができ、塗膜を乾燥させて形成される撥水膜の膜厚ムラを抑制することができる。また、ノズルを形成する領域近傍が凹部となるように段差が設けられているようなノズルプレートにおいては、非凹部表面のみならず、凹部底部への十分な塗布が可能であるのみならず、双方の領域における膜厚ムラも抑制することができる。
溶剤の沸点が、１２０℃未満の場合には、塗膜が乾燥するまでの間に十分なレベリングを行うことができず、膜厚ムラが発生してしまう。なお溶剤の沸点としては、１３０℃以上であることがより好ましく、１５０℃以上であることが更に好ましく、膜厚ムラの抑制という観点からは高ければ高い方が好ましいが、沸点の上限は実用上２００℃以下であることが好ましい。
【００２０】
また、従来の水分散系の撥水剤を用いたスプレー塗布法により撥水膜を形成する場合、インクの吐出不良などの不具合が起こらない程度に撥水膜の膜厚ムラを抑制するためには、塗膜が固化するまでに十分なレベリングが行われるように、膜厚が少なくとも２μｍを超えるように設定する必要があった。
しかしながら、本発明においては、撥水膜の膜厚を２μｍ以下としてもインクの吐出不良などの不具合が起こらない程度に撥水膜の膜厚ムラを抑制することができ、膜厚を１．５μｍ以下、更には１μｍ以下とすることも可能である。但し、インクジェット記録装置内での紙詰まりなどが発生した際の紙擦れに対する耐擦傷性を確保するために、撥水膜の膜厚は少なくとも０．５μｍ以上とすることが好ましい。
【００２１】
一方、溶剤の２０℃における蒸気圧が２．０ｋＰａ以下である場合においても、蒸気圧が水よりも小さいものを用いるため第１の発明と同様の効果を得ることができる（第２の発明）。
溶剤の２０℃における蒸気圧が、２．０ｋＰａを超える場合には、塗膜が乾燥するまでの間に十分なレベリングを行うことができず、膜厚ムラが発生してしまう。なお溶剤の２０℃における蒸気圧としては、１．０ｋＰａ以下であることがより好ましく、５００Ｐａ以下であることが更に好ましく、膜厚ムラの抑制という観点からは低ければ低い方が好ましいが、蒸気圧の上限は実用上５Ｐａ以上であることが好ましい。なお、本発明に用いられる溶剤としては、沸点および蒸気圧の少なくとも一方が上述した条件を満たしていればよいが、双方の条件を満たしたものを用いることがより好ましい。
【００２２】
第１の発明や第２の発明に用いられる溶剤としては、フッ素樹脂を溶解させることができ、且つ、上述した沸点および／または蒸気圧を満たすものであれば公知の溶剤が利用できるが、例えば、シクロヘキサノン（沸点：１５６℃、２０℃における蒸気圧：２６７Ｐａ）、酢酸ブチル（沸点：１２６℃、２０℃における蒸気圧：１．３ｋＰａ）、エチレングリコール（沸点：１９８℃、２０℃における蒸気圧：８．０Ｐａ）、キシレン（沸点：１３８〜１４４℃、２０℃における蒸気圧：７００〜９００Ｐａ）等を利用することができる。
なお、撥水剤中の溶剤の含有量としては特に限定されるものではないが、６０〜９０重量％の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
撥水剤に用いられるフッ素樹脂としては、公知のフッ素樹脂が利用できるが、例えば、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系樹脂が挙げられ、特に、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）等を利用することができる。
なお、撥水剤中のフッ素樹脂の含有量としては特に限定されるものではないが、１０〜４０重量％の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
また、撥水剤には必要に応じて種々の添加剤を加えてもよく、特にノズルプレート表面に形成する撥水膜の紫外線の吸収を促進し、ノズル加工をより容易とするために紫外線吸収剤を添加することもできる。
紫外線吸収剤としては、有機系、無機系を問わず公知の紫外線吸収剤が利用できるが、液滴吐出ヘッドの製造過程において、ノズルプレートを他のプレート３８と接合する際に高い熱処理が加えられても、分解されることなく紫外線吸収能を維持できる観点からは有機系に比べ融点が高い無機系紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
無機系紫外線吸収剤としては、例えば、酸化チタン（融点１６４０℃）、酸化セリウム（融点１９５０℃）、酸化亜鉛（融点１９７５℃）、酸化スズ（融点１０８０℃）、酸化鉄（融点１３６０℃）、などが挙げられ、特に好ましくは酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛である。
なお、紫外線吸収剤を用いる場合、撥水剤中の紫外線吸収剤の添加量としてはフッ素樹脂に対して５〜３０重量％の範囲内であることが好ましく、１０〜２０重量％の範囲内であることがより好ましい。
【００２５】
一方、紫外線吸収剤自体は、撥水膜として要求される特性である表面の平坦性（膜厚ムラが小さいこと）や、インクジェット記録装置内での紙詰まりなどが発生した際の紙擦れに対する耐擦傷性の向上に寄与しないどころか、これらの特性を劣化させてしまう場合がある。このような観点からは紫外線吸収剤は用いないか、あるいは、使用量は少なければ少ないほど好ましい。
しかし、紫外線吸収剤を用いずにノズル加工を可能とするためには、撥水膜の膜厚は約１μｍ以下であることが必要となってくる。この場合、従来のスプレー塗布法では、膜厚を１μｍ前後にすると、膜厚ムラが大きくなり過ぎてしまうため、膜厚を２μｍを超え３μｍ程度の範囲内とした上で紫外線吸収剤を併用せざるを得なかった。しかし、本発明においては、膜厚を１μｍ以下としても十分に膜厚ムラを抑制することができるため、紫外線吸収剤を用いずにノズル加工することも可能である。
【００２６】
なお、本発明において「ノズルプレート」とは、少なくともノズルが設けられるプレートを意味し、ノズルプレートが２以上のプレートが積層されたものである場合には、ノズルが設けられるプレートおよびこのプレートの撥水膜が設けられる側の面に設けられるプレートを意味する。
ここで、ノズルプレートを構成する材料としては特に限定されないが、ポリイミドフィルム（ポリイミドプレート）を含むことが好ましく、ノズルが設けられるプレートがポリイミドプレートからなることが好ましい。
【００２７】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００２８】
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されたインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を備えたインクジェット記録装置（液滴吐出装置）の一例を示す概略構成図であり、図２は、図１にインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ユニットの記録ヘッド配置を示す概略図である。図３は、図１にインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ユニットによる印字領域を示す図である。
【００２９】
図１に示すインクジェット記録装置１０（液滴吐出装置）は、用紙を送り出す用紙供給部１２と、用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴（液滴）を吐出して記録媒体Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。
【００３０】
用紙供給部１２は、用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ枚葉してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。
【００３１】
レジ調整部１４は、ループ形成部２８と用紙の姿勢を制御するガイド部材２９が備えられており、この部分を通過することによって用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する。
【００３２】
排出部２２は、記録部２０で画像が形成された用紙が排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納するものである。
【００３３】
記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録媒体Ｐが搬送される用紙搬送路が構成されている。スターホイール１７と搬送ロール１９とで記録媒体Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この用紙に対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され当該記録媒体Ｐに画像が形成される。
【００３４】
メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０（インクジェット記録ヘッド３２）に対して対向配置されるメンテナンス装置２１で構成されており、インクジェット記録ユニット３０（インクジェット記録ヘッド３２）に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。
【００３５】
図２に示すように、インクジェット記録ユニット３０のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、複数のインクジェット記録ヘッド３２を備えている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル３３が形成されている。用紙搬送路を連続的に搬送される記録媒体Ｐに対し、ノズル３３からインク滴を吐出することで、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、ＹＭＣＫの各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。
【００３６】
図３に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル３３による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録媒体Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく記録媒体Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている（いわゆるＦｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ））。ここで、印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。
【００３７】
次に、以上のような構成のインクジェット記録装置１０において用いることができるインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図４は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されるインクジェット記録ヘッドの一構成例を示す概略断面図である。図５は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法の製造工程の一例を示す工程図である。
【００３８】
インクジェット記録ヘッド３２は、図４に示すように、第１のプレート３４、第２のプレート３６、プールプレート３８、連通孔プレート４０，４２と、圧力室プレート４４と、及び振動板４６とが位置合わせして積層され、熱融着や接着剤などによって接合されている。そして、第２のプレート３６上の第１のプレート３４表面には、撥水膜４８が形成されている。なお、ノズルプレートはノズルが設けられる第２のプレート３４と、この第２のプレート３６上に設けられる第１のプレート３６とからなる。
【００３９】
第２のプレート３６には、インクを吐出するノズル３３が形成されている。第２のプレート３６に接合された第１のプレート３４には、ノズル３３の周囲に段差孔５２が形成されている。この段差孔５２によって、ノズル３３の周辺のノズル面５４が第１のプレート３４のプレート面５６（撥水膜４８が塗布された第１のプレート３４の表面）から凹状に後退している。これにより、印字時に浮き上がった記録媒体Ｐがプレート面５６に接触せず、ノズル３３の周辺の撥水膜４８が傷つかない。この撥水膜４８はノズル３３の周辺にインクが付着するのを防止するものであり、この撥水膜４８により、ノズル３３から吐出するインク滴が常にプレート面５６に対して垂直に吐出される。
【００４０】
また、図４に示すように、プールプレート３８には、ノズル３３と通じる連通孔５８が形成されている。また、連通孔プレート４０，４２には、連通孔６０，６２がそれぞれ形成されている。これらのノズル３３、連通孔５８、及び連通孔６０，６２は、第２のプレート３６と連通孔プレート４０，４２が積層された状態で連通し、圧力室プレート４４に形成された圧力室６４に繋がっている。
【００４１】
一方、プールプレート３８には、インクプール６６が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、連通孔プレート４０，４２には、それぞれインクプール６６と連結するように供給孔６８，７０が形成されている。これらのインクプール６６、供給孔６８，７０及び圧力室６４は、プールプレート３８と連通孔プレート４０，４２と圧力室プレート４４が積層された状態で連通している。振動板４６には（圧力室プレート４４と接合される面とは反対の面に）、圧力室６４の上方に圧力発生手段としての単板型の圧電素子５０が取り付けられており、図示しないフレキシブル配線基板から駆動電圧が印加されるように構成されている。
【００４２】
このようなインクジェット記録ヘッド３２では、インクプール６６から供給孔６８，７０、圧力室６４、連通孔６０，６２、連通孔５８及びノズル３３へと連続するインクの流路が形成されており、インク供給孔（図示省略）から供給されインクプール６６に貯留されたインクは、供給孔６８，７０を経て圧力室６４内に充填される。そして、圧電素子５０に駆動電圧が印加されると、圧電素子５０とともに振動板４６がたわみ変形して圧力室６４を膨張又は圧縮させる。これによって、圧力室６４に体積変化が生じ、圧力室６４内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってインクが運動し、ノズル３３から外部へインク滴が吐出される。
【００４３】
次に、インクジェット記録ヘッド３２の製造方法について説明する。
まず、図５（Ａ）に示すように、ノズル３３を形成する前の板状の第２のプレート３６と、段差孔５２を形成する前の板状の第１のプレート３４とを熱融着により接合する。２枚の第２のプレート３６と第１のプレート３４とを熱融着により接着剤を用いずに接合することで、接着剤を塗布する必要がなく、効率良く接合することができる。  第２のプレート３６には、機械的強度、耐薬品性、薄膜化に優れた合成樹脂が用いられ、図５に示す例ではポリイミドが用いられている。ポリイミドを用いることで、従来のＳＵＳよりも加工しやすく、またインクに吐出エネルギーを与えた際にダンパ効果によりクロストークを抑制するという利点がある。第１のプレート３４には、金属プレート、樹脂フィルム、液晶フィルム、又は樹脂プレートなどが用いられる。図５に示す例ではＳＵＳが用いられている。
【００４４】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、板状の第１のプレート３４に、段差孔５２を形成する。この段差孔５２の形成には、まず、レジストを形成して、このレジストにマスクを通してパターニングした後に不用部分を除去することで、段差孔５２の位置に対応した孔部を形成する。そして、ウエットエッチングにより第１のプレート３４に段差孔５２のパターンを形成し、レジストを除去する。この段差孔５２は、この段差孔５２の深さは例えば５μｍ〜２０μｍに設定されている。
【００４５】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、第１のプレート３４の表面、すなわちインクジェット記録ヘッド３２（図１参照）の吐出側表面に、スプレー塗布により撥水膜４８を形成する。このスプレー塗布により、第２のプレート３６上の第１のプレート３４の表面のみならず、段差孔５２内（底部も含む）にも均一な膜厚で、且つ、膜厚ムラの小さい撥水膜４８を形成することができる。この撥水膜４８の厚さは例えば０．５〜１０μｍに設定されている。図５に示す例では、厚さ１．５μｍに設定されている。
【００４６】
ここで、撥水膜４８を形成する際に用いられる撥水剤の主成分であるフッ素樹脂および溶剤としては、図５に示す例では、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）およびシクロヘキサノン（沸点：１５６℃、２０℃における蒸気圧：２６７Ｐａ）が用いられており、その配合比（重量比）は３：７である。
また、撥水膜４８には、無機系紫外線吸収剤を含有させている。図５に示す例では、酸化チタンを樹脂に対し１０重量％含有させている。なお、撥水膜４８の膜厚を１μｍ以下とする場合には酸化チタンを用いる必要はない。
また、スプレー塗布に用いるスプレーガンとしては従来公知のものが利用でき、ノズル径０．３〜１．０ｍｍのスプレーガンにより塗膜を形成する場合のスキャンスピードやスキャン回数は目的とする膜厚に応じて適宜選択でき、スプレーガンとノズルプレート表面との距離は３０〜５０ｍｍ程度の範囲に保つことが好ましい。
【００４７】
次いで、図５（Ｄ）に示すように、第２のプレート３６の裏面にプールプレート３８を熱融着により接合する。熱融着することで、接合の際に接着剤を用いない。この熱融着には、通常、３００〜３６０℃の熱処理が施される。本実施形態では３３０℃の熱処理を施し、熱融着を行った。なお、本実施形態では、熱融着により接合した形態を説明したが、接着剤で接合してもよい。この場合の接合には、例えば２００℃の熱処理が施される。
【００４８】
次いで、図５（Ｅ）に示すように、プールプレート３８の後方から（撥水膜４８形成面の反対面側から）、図示しないエキシマレーザで第２のプレート３６にノズル３３を穿設する。このノズル３３は、段差孔５２の孔径より小さい口径に形成する。図５に示す例では、ノズルの口径は約２５μｍ、段差孔５２の直径は１００μｍ〜４００μｍに設定されている。なお、このようなノズル３３と段差孔５２は所定のパターンで複数形成されている。
【００４９】
ここで、図５に示す例では、ノズル加工を行う際、エキシマレーザを用いたが、紫外線領域の波長を持つレーザであれば、特に制限はなく、例えば、ＹＡＧ３倍波、ＹＡＧ４倍波レーザなども用いることができる。なお、加工性を鑑みると、エキシマレーザが最も好適である。
【００５０】
このようにして第１の積層プレートを作製し、そして、図５（Ｆ）に示すように、別工程で、予め、連通孔プレート４０，４２と、圧力室プレート４４とを接合し、さらに圧力室プレート４４の開口を覆うように振動板４６が接合した第２の積層プレートを準備し、これと第１の積層プレートとを、互いの連通孔プレート４０とプールプレート３８とが対向するように接合した。
このようにして、インクジェット記録ヘッド３２を作製する。
【００５１】
以上説明したように図５に示す例では、インクジェット記録ヘッド３２における撥水膜４８の形成に用いられる撥水剤の溶剤として、シクロヘキサノンを用いている。この溶剤は水よりも沸点が高く、且つ、２０℃における蒸気圧が低いため、スプレー塗布により撥水膜４８を形成しても、従来のスプレー塗布により撥水膜４８を形成する場合と比べると膜厚ムラを小さくすることができる。このため、図５に示す工程を経て作製されたインクジェット記録ヘッド３２は、インクの吐出不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【００５２】
なお、図１等に示した例では、紙幅対応のＦＷＡの例について説明したが、本発明のインクジェット記録ヘッドは、これに限定されず、主走査機構と副走査機構を有するＰａｒｔｉａｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）の装置にも適用することができる。
【００５３】
また、図１等に示した例では、記録媒体Ｐ上へ画像（文字を含む）を記録するものであったが、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、これに限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりする等、工業用的に用いられる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置全般に適用することができる。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明する。
（実施例１）
記録ヘッドを図５に示すプロセスにより作製し、ノズルプレート表面に形成した撥水膜４８の膜厚および表面粗さ（十点平均表面粗さ：Ｒｚ）をノズルプレート面内３点について表面形状測定機（日本真空技術株式会社製、ＤＥＫＴＡＫ３０３０ＳＴ）を用いて測定距離１００μｍ、触針荷重１ｍｇｆの条件で測定し、膜厚については３点のうちの最大膜厚と最小膜厚を、表面粗さについては３点の平均値及び最大値を求めた。また、得られた記録ヘッドを富士ゼロックス社製の液滴吐出装置に取り付け、記録ヘッドのノズル面のワイピングによるメンテナンスが連続印字と連続印字との間に行われるように連続１０枚の印字動作を合計５回繰り返し実施し、インクの吐出不良の有無について確認した。
なお、膜厚を測定するための記録ヘッドサンプルには、ノズルプレート表面には、撥水膜形成前に予め膜厚測定する箇所にマスキングテープを貼り付けておいた。
【００５５】
なお、実施例１で用いたノズルプレートは、第２のプレート３６が厚み２５μｍのポリイミドフィルムであり、第１のプレート３４が厚み１５μｍのＳＵＳからなるものである。
また、スプレー塗布は、温度２３℃、湿度５５％の環境下にて、スプレーガンのスキャン速度：５００ｍｍ／ｓ、スプレーガンとノズルプレート表面との距離：３０〜５０ｍｍとして実施した。また、撥水膜４８の膜厚は、目標膜厚が１μｍとなるようにスプレーガンからスプレーされる撥水剤量を一定としてスキャン回数により調整し、実施例１では２回とした。
ノズル加工に際しては、エキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を撥水膜が形成された面の反対側面から照射して直径２５μｍの細孔（ノズル）を形成した。
実施例１の記録ヘッドの撥水膜の膜厚・平均表面粗さ・最大表面粗さ、および、インク吐出不良について評価した結果を、撥水膜の形成に用いた撥水剤の組成と共に表１に示す。
【００５６】
（比較例１）
撥水膜の形成に用いる撥水剤の組成を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例２）
撥水膜の形成に用いる撥水剤の組成を表１に示すように変更すると共に、目標膜厚が２μｍとなるように撥水膜形成時のスプレーガンのスキャン回数を４回に変更した以外は、実施例１と同様にして記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例２）
撥水膜の形成に用いる撥水剤の組成を表１に示すように変更した以外は、実施例２と同様にして記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2006347140.tif 000003
【００６０】
なお、表１中のインク吐出不良は、吐出されたインクの紙上の着弾位置を測定し、正常な位置からのズレが３０μｍ未満の場合は吐出不良無し、３０μｍ以上のズレがある場合は吐出不良有りとして評価した。
【００６１】
表１からわかるように、フッ素樹脂の溶剤として沸点が１２０℃以上、２０℃における蒸気圧が２．０ｋＰａ以下の溶剤を用いた撥水剤により撥水膜を形成した実施例１，２の記録ヘッドでは、膜厚ムラが小さく、インク吐出不良の発生を招かないレベルであったのに対して、比較例１，２では膜厚ムラが大きくインク吐出不良が発生することが判った。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されたインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を備えたインクジェット記録装置（液滴吐出装置）の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１にインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ユニットの記録ヘッド配置を示す概略図である。
【図３】図１にインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ユニットによる印字領域を示す図である。
【図４】本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により作製されるインクジェット記録ヘッドの一構成例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法の製造工程の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
１２  用紙供給部
１４  レジ調整部
１６  記録ヘッド部
１７  スターホイール
１８  メンテナンス部
１９  搬送ロール
２０  記録部
２１  メンテナンス装置
２２  排出部
２３  排紙ベルト
２４  ストッカ
２６  搬送装置
２５  トレイ
２８  ループ形成部
２９  ガイド部材
３０  インクジェット記録ユニット
３２  インクジェット記録ヘッド
３３  ノズル
３４  第１のプレート
３６  第２のプレート
３８  プールプレート
４０、４２  連通孔プレート
４４  圧力室プレート
４６  振動板
４８  撥水膜
５０  圧電素子
５２  段差孔
５４  ノズル面
５６  プレート面
５８、６０、６２  連通孔
６４  圧力室
６６  インクプール
６８，７０  供給孔
【図１】
2006347140.tif 000004
【図２】
2006347140.tif 000005
【図３】
2006347140.tif 000006
【図４】
2006347140.tif 000007
【図５】
2006347140.tif 000008