(57)【要約】【課題】ノズル形成面の撥液膜の耐擦性を向上させることが可能なノズルプレート、ノズルプレートの製造装置、ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供する。【解決手段】ノズルプレートを保持する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有するステージ（３４）と、パージガスを供給するパージガス供給機構（３５）と、を備え、ステージは、パージガス供給機構から第２面側に向けて供給されたパージガスを第１面側に向けて供給する供給孔を有し、供給孔から第１面側に供給されたパージガスをノズルプレートのノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜することを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートであって、
前記ノズル形成面には、撥液膜が形成され、
前記撥液膜は、酸化ハフニウムと酸化アルミニウムとを含むことを特徴とするノズルプレート。
【請求項２】
前記撥液膜は、原子層堆積により成膜されることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレート。
【請求項３】
前記撥液膜の厚さは、１〔Å〕以上５０〔ｎｍ〕以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノズルプレート。
【請求項４】
前記撥液膜は、前記ノズル形成面から前記ノズルの内壁の一部に連続して形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のノズルプレート。
【請求項５】
前記撥液膜は、保護膜を介して前記ノズル形成面に成膜され、
前記保護膜は、酸化ハフニウムを含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のノズルプレート。
【請求項６】
前記保護膜は、酸化ハフニウムと、当該酸化ハフニウムに重ねて成膜された酸化タンタルとにより構成されたことを特徴とする請求項５に記載のノズルプレート。
【請求項７】
前記撥液膜は、酸化ハフニウムと酸化アルミニウムとが混じり合った状態で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載のノズルプレート。
【請求項８】
液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートの製造装置であって、
前記ノズルプレートを保持する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有するステージと、
パージガスを供給するパージガス供給機構と、
を備え、
前記ステージは、前記パージガス供給機構から前記第２面側に向けて供給された前記パージガスを前記第１面側に向けて供給する供給孔を有し、
前記供給孔から前記第１面側に供給された前記パージガスを前記ノズルプレートの前記ノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜することを特徴とするノズルプレートの製造装置。
【請求項９】
前記ステージは、多孔質部材から構成されたことを特徴とする請求項８に記載のノズルプレートの製造装置。
【請求項１０】
前記ステージは、前記ノズルプレートを静電気力により保持することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のノズルプレートの製造装置。
【請求項１１】
液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルプレートが配置される第１面とは反対側の第２面に向けてパージガス供給機構から供給されたパージガスを前記第１面側に供給する供給孔を有するステージの前記第１面に前記ノズルプレートを保持し、
前記供給孔から供給された前記パージガスを前記ノズルプレートの前記ノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項７の何れか一項に記載のノズルプレートを備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
【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ヘッドに用いられるノズルプレート、ノズルプレートの製造装置、ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置に関し、特に、ノズルが開口したノズル形成面に撥液膜が形成されたノズルプレート、ノズルプレートの製造装置、ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射（吐出）させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレイなどのカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）などの電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
上記液体噴射ヘッドのノズルから噴射される液滴は、数〔ｎｇ〕から十数〔ｎｇ〕と微小であるため、液滴の噴射に伴ってさらに微小なミストが生じ、このようなミストが液体噴射ヘッドのノズル形成面に付着することがある。また、上記液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置では、ノズル形成面を封止部材であるキャップで封止した状態でノズルに負圧を与えて当該ノズルから増粘した液体や気泡を強制的に排出するメンテナンス処理を行うように構成されており、このメンテナンス処理においてもノズル形成面に液体が付着することがある。このため、一般的な液体噴射装置では、ノズル形成面に付着した液体やその他の異物を除去すべく、ワイパー等の払拭部材によりノズル形成面を払拭する払拭機構を備えている。また、この払拭機構によるノズル形成面の拭き取り性の向上のため、液体噴射ヘッドのノズル形成面には撥液膜が形成されており、これによりノズル形成面の撥液性が高められている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、ノズル形成面に酸化ハフニウム膜又は酸化ジルコニウム膜からなる保護膜が形成され、この保護膜にプラズマ重合膜が成膜され、さらにシリコーン材料のプラズマ重合膜が形成された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、顔料や無機材料、特に酸化チタン等のより硬質な固形物を含有する液体を噴射する液体噴射ヘッドでは、液体がノズル形成面に付着して上記固形物が残り、この状態で払拭機構を用いてノズル形成面を払拭した場合に撥液膜に傷をつける等、撥液膜に機械的にダメージを与え、撥液膜を劣化させるおそれがあった。特にノズルの開口周縁における撥液膜が劣化すると、メニスカスのノズル周囲に対する接触角や接触周長等が劣化前の状態から変化することにより、液体の噴射に悪影響を及ぼす場合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズル形成面の撥液膜の耐擦性（耐久性）を向上させることが可能なノズルプレート、ノズルプレートの製造装置、ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートであって、
前記ノズル形成面には、撥液膜が形成され、
前記撥液膜は、酸化ハフニウムと酸化アルミニウムとを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、高い硬度を有する酸化アルミニウムを含むことにより耐擦性に優れ、また、撥液性を有する酸化ハフニウムを含むことにより払拭機構によるノズル形成面に付着した液体の拭き取り性等の観点から必要な撥液性を有する撥液膜となる。このため、より硬質な固形物を含有する液体を噴射する用途においても長期に亘って撥液膜の性能が維持され、これにより、撥液膜の劣化に伴う液体の噴射性能の劣化を抑制することができるノズルプレートを提供することができる。
【０００９】
上記構成において、前記撥液膜は、原子層堆積により成膜されることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、例えばゾル・ゲル法を用いてディップ法、スピンナー法などの液体塗布を行って得られる撥液膜と比較して、ノズル形成面のノズルが開口した部位に均一に撥液膜を形成することができる。また、ゾル・ゲル法により形成された撥液膜と比較して、密度が高く緻密な撥液膜を形成することができる。
【００１１】
また、前記撥液膜の厚さは、１〔Å〕以上５０〔ｎｍ〕以下である構成を採用することが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、必要な撥液性と耐擦性が確保される。
【００１３】
また、上記構成において、前記撥液膜は、前記ノズル形成面から前記ノズルの内壁の一部に連続して形成された構成を採用することが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、撥液膜の端がノズルの内部に位置することにより、払拭機構の払拭部材が撥液膜の端に触れにくくなるので、払拭時に撥液膜が端から剥がれることが抑制される。
【００１５】
さらに、上記構成において、前記撥液膜は、保護膜を介して前記ノズル形成面に成膜され、
前記保護膜は、酸化ハフニウムを含む構成を採用することが望ましい。
【００１６】
この構成によれば、撥液膜にも含まれる保護膜の酸化ハフニウムが、ノズルプレートと撥液膜との間に介在して両者を結び付けるので、撥液膜をより剥がれ難くすることが可能となる。
【００１７】
また、上記構成において、前記保護膜は、酸化ハフニウムと、当該酸化ハフニウムに重ねて成膜された酸化タンタルとにより構成されたことが望ましい。
【００１８】
この構成によれば、酸化ハフニウムのみよりも撥液性が低下し（すなわち、親液性が高まり）、ノズル内における液体のメニスカスの形成に悪影響を及ぼすことが抑制されるので、ノズルから液体をより支障なく噴射させることができる。
【００１９】
また、上記構成において、前記撥液膜は、酸化ハフニウムと酸化アルミニウムとが混じり合った状態で形成されていることが望ましい。
【００２０】
この構成によれば、より緻密でより硬質な撥液膜が成膜されるので、耐擦性や撥液性をより向上させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明は、液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートの製造装置であって、
前記ノズルプレートを保持する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有するステージと、
パージガスを供給するパージガス供給機構と、
を備え、
前記ステージは、前記パージガス供給機構から前記第２面側に向けて供給された前記パージガスを前記第１面側に向けて供給する供給孔を有し、
前記供給孔から前記第１面側に供給された前記パージガスを前記ノズルプレートの前記ノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、供給孔からステージの第１面に供給されたパージガスをノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜するので、ノズルプレートのノズル形成面に選択的に耐擦性に優れた撥液膜を形成することができる。
【００２３】
上記構成において、前記ステージは、多孔質部材から構成されたことが望ましい。
【００２４】
この構成によれば、ステージを構成する多孔質部材の素材自体が有する供給孔を通じてノズルプレートのノズルが形成された範囲に偏りなくパージガスを供給することができる。このため、ノズルの内部に部分的に成膜される撥液膜の膜厚や形成範囲がばらつくことが抑制される。
【００２５】
上記構成において、前記ステージは、前記ノズルプレートを静電気力により保持する構成を採用することが望ましい。
【００２６】
この構成によれば、ステージがノズルプレートを静電気力により保持するので、ノズル形成面に対する撥液膜の成膜に支障を来すことがなく、また、ノズルプレートに局所的な負荷を与えることなく当該ノズルプレートを安定して保持することが可能となる。
【００２７】
本発明は、液体が噴射されるノズルが開口したノズル形成面を有するノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルプレートが配置される第１面とは反対側の第２面にパージガス供給機構から供給されたパージガスを前記第１面に供給する供給孔を有するステージの前記第１面に前記ノズルプレートを保持し、
前記供給孔から供給された前記第１面に供給された前記パージガスを前記ノズルプレートの前記ノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜することを特徴とする。
【００２８】
この方法によれば、供給孔からステージの第１面側に供給されたパージガスをノズルから放出させつつ、当該ノズルプレートに原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜を成膜するので、ノズルプレートのノズル形成面に選択的に耐擦性に優れた撥液膜を形成することができる。
【００２９】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、上記何れかの構成のノズルプレートを備えることを特徴とする。
【００３０】
そして、本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
【００３１】
これらの発明によれば、耐擦性の優れたノズルプレートを備えているので、より硬質な固形物を含有する液体を噴射する用途においても長期に亘って撥液膜の性能が維持され、これにより、撥液膜の劣化に伴う液体の噴射性能の劣化を抑制することができる。このため、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】液体噴射装置（プリンター）の構成を説明する斜視図である。
【図２】液体噴射ヘッド（記録ヘッド）の断面図である。
【図３】ノズルプレートにおけるノズル周辺の断面図である。
【図４】ノズルプレートにおけるノズル周辺の平面図である。
【図５】ノズルプレート製造装置の構成および成膜工程を説明する断面図である。
【図６】ノズルプレート製造装置の構成および成膜工程を説明する断面図である。
【図７】ノズルプレート製造装置の構成および成膜工程を説明する断面図である。
【図８】撥液膜の成膜時におけるパージガスの流れを説明する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明のノズルプレートが採用されたインクジェット式記録ヘッド（本発明の液体噴射ヘッドの一種。以下、単に記録ヘッドという。）を搭載したインクジェット式記録装置（本発明の液体噴射装置の一種。以下、プリンターという。）を例示する。
【００３４】
図１はプリンター１の構成を説明する斜視図である。本実施形態におけるプリンター１において、記録ヘッド２は、インクカートリッジ３を搭載したキャリッジ４の底面側に取り付けられている。そして、当該キャリッジ４は、キャリッジ移動機構５によってガイドロッド６に沿って往復移動可能に構成されている。すなわち、プリンター１は、紙送り機構７によって記録紙等の記録媒体Ｓ（液滴の着弾対象）を順次搬送すると共に、記録媒体に対して記録ヘッド２を記録媒体Ｓの幅方向（主走査方向）に相対移動させながら当該記録ヘッド２のノズル１８（図３等参照）からインクを噴射させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ３がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ３のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド２側に送られる構成を採用することもできる。
【００３５】
キャリッジ４の走査方向における一端部（図１における右手前）は、ホームポジションとなっており、このホームポジションの下方には、記録ヘッド２のノズル形成面を封止可能なキャッピング機構８（封止機構）が配設されている。このキャッピング機構８は、上面側が開口したトレイ状の弾性材からなるキャップ９（封止部材）と、ノズル形成面が封止された状態におけるキャップ９の内部空間を負圧化する図示しないポンプとから構成される。また、キャッピング機構８は、図示しない昇降機構によって昇降可能に構成され、キャップ９が記録ヘッド２のノズル形成面を封止する封止状態と、キャップ９がノズル形成面から離隔した待避状態とに切り替えることができるようになっている。記録ヘッド２内の流路における増粘したインクや気泡等を除去してノズル１８の詰まり等を回復する処理であるメンテナンス動作（クリーニング動作）においては、上記キャッピング状態においてポンプを作動させてキャップ９の内部空間を負圧化させることで、ノズルから強制的にインクや気泡をキャップ９内に排出させる。キャップ９に排出された廃インクは、図示しない廃インクタンクに排出される。
【００３６】
また、上記キャッピング機構８に隣接してワイピング機構１０（払拭機構）が設けられている。ワイピング機構１０は、ワイパー１１（払拭部材）によって記録ヘッド２のノズル形成面を払拭するものであり、例えば、無端ベルトの表面が布で覆われたものや、エラストマー等の弾性材で形成されたブレード状のもの等からなる。そして、ワイピング機構１０は、ワイパー１１をノズル形成面に当接した状態あるいは当該ノズル形成面から離隔した待避状態に変換可能に構成されている。本実施形態においては、ワイパー１１がノズル形成面に当接した状態で記録ヘッド２が主走査方向に移動することで、ワイパー１１がノズル形成面を摺動して払拭する。なお、記録ヘッド２が移動を停止した状態でワイパー１１が自走することでノズル形成面を払拭する構成を採用することもできる。要するに、記録ヘッド２とワイパー１１とが相対的に移動してノズル形成面が払拭される構成であればよい。
【００３７】
図２は、本実施形態における記録ヘッド２の内部構成を説明する要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド２は、ノズルプレート１４、流路基板１５、および、圧電素子１６等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でホルダー１７に取り付けられている。流路基板１５は、圧力室２０となる空部が各ノズル１８に対応して複数形成されている。この流路基板１５における圧力室２０の列の外側には、各圧力室２０に共通な空部である共通液室２１が形成されている。この共通液室２１は、インク供給口２２を介して各圧力室２０と個々に連通している。また、共通液室２１には、インクカートリッジ３側からのインクがホルダー１７のインク導入路２３を通じて導入される。流路基板１５のノズルプレート１４側とは反対側の上面には、弾性膜２４を介して圧電素子１６（駆動素子の一種）が形成されている。圧電素子１６は、金属製の下電極膜と、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。この圧電素子１６は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室２０の上部を覆うように形成されている。この圧電素子１６は、配線部材２５を通じて駆動信号（駆動パルス）が印加されることにより変形する。これにより、当該圧電素子１６に対応する圧力室２０内のインクに圧力振動が生じ、このインクの圧力振動を制御することによりノズル１８からインクが噴射される。
【００３８】
ノズルプレート１４は、所定のピッチで複数のノズル１８が列状に開設された部材である。本実施形態におけるノズルプレート１４の素材としては、シリコン基板が採用されている。このノズルプレート１４のインクが噴射される側の面であって、記録動作において記録媒体Ｓと対向する面が、記録ヘッド２のノズル形成面に相当する。このノズル形成面２７にノズル１８の噴射側（噴射方向における下流側）が開口している。なお、ノズル１８とは、ノズルプレート１４に開設された貫通孔を意味し、後述するようにノズル形成面に撥液膜３０や保護膜２９を有する構成では、これらの膜を貫通する孔も含めてノズル１８とする。つまり、撥液膜３０や保護膜２９を有するノズルプレート１４に形成された貫通孔のノズル形成面２７側の開口から反対側（圧力室２０側）の面の開口までの範囲をノズル１８とする。
【００３９】
図３は、ノズル１８の中心軸方向（インク噴射方向）に沿った断面図であり、図４は、ノズルプレート１４のノズル形成面２７におけるノズル１８の開口部分の平面図である。なお、図３において上側がインク噴射方向における上流側（圧力室２０側）であり、下側がインク噴射方向における下流側（記録動作時における記録媒体Ｓ側）である。また、図４においてハッチングで示す部分は、撥液膜３０を示している。本実施形態におけるノズル１８は、下流側の第１ノズル３１と上流側の第１ノズル３２とにより２段の円筒状を呈し、第１ノズル３１の流路断面積は、第１ノズル３２の流路断面積よりも小さくなっている。これらの第１ノズル３１と第１ノズル３２とは、平面視においていずれも真円状を呈している。第１ノズル３１の第１ノズル３２側とは反対側の開口からインクが噴射される。ここで、真円状とは、完全な真円のみならず、多少不完全なものも含む意味である。要するに、目視で概ね真円であると一般的に認識できる程度であれば真円状に含まれる。なお、第１ノズル３２の内径が、下流側（第１ノズル３１側）から上流側（圧力室２０側）に向けて拡大するように内壁面が傾斜したテーパー形状のものであってもよい。
【００４０】
ノズルプレート１４のノズル形成面２７には、保護膜２９を介して撥液膜３０が形成されている。この保護膜２９は、ノズル１８の内壁面も含むノズルプレート１４の表面全体を図示しない酸化膜（ＳｉＯｘ）を介して被覆するように形成されており、ノズルプレート１４の基材をインクから保護するための膜である。また、この保護膜２９は、ノズルプレート１４の基材と保護膜２９とを結び付ける下地膜としての機能も有する。これにより、撥液膜３０がノズル形成面２７から剥がれにくくなっている。本実施形態における保護膜２９は、撥液膜３０にも含まれる酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ：ハフニア）から構成されている。本実施形態における保護膜２９は、このハフニアによる第１層の上にさらに酸化タンタル膜（ＴａＯｘ）による第２層が形成されている。この第２層を設けることにより、ハフニアによる第１層よりも撥液性が低下し（すなわち、親液性が高まり）、ノズル１８内におけるインクのメニスカスの形成に悪影響を及ぼすことが抑制されるので、ノズル１８からインクを支障なく噴射させることができる。
【００４１】
撥液膜３０は、保護膜２９の上に重ねて形成された撥液性を有する膜であり、酸化ハフニウムと酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ：アルミナ）の混合層より構成されている。これらの保護膜２９および撥液膜３０は、後述するように原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）により成膜されている。これにより、例えばゾル・ゲル法を用いてディップ法、スピンナー法などの液体塗布を行って得られる撥液膜と比較して、ノズル形成面のノズル１８が開口した部位に均一に撥液膜３０を形成することができる。また、ゾル・ゲル法により形成された撥液膜と比較して、密度が高く緻密な撥液膜３０を形成することができる。このような撥液膜３０により、特に、酸化チタン等の無機材料を含むインクなどを扱うプリンターにおいては、撥液膜３０がワイピング機構１０によるワイピング時にダメージを受けることが低減される。また、この撥液膜３０（特に酸化ハフニウム）の撥液性に関し、静的な撥液性、すなわち、静的接触角については８０°以上であり、例えばノズル形成面に撥液膜として一般的なフッ素系の撥液膜と比較しても著しい遜色は観られない。また、水平状態から傾斜させたときに液体が動き始める転落角（あるいは滑落角）で表される動的な撥液性については、フッ素系の撥液膜よりも良好となる（転落角が小さくなる）。
【００４２】
このような撥液膜３０の特性は、ワイピング機構によるノズル形成面の払拭性に有利となる。この撥液膜３０は、保護膜２９とは異なり、ノズルプレート１４の主にノズル形成面２７に形成されている。また、本実施形態においては、図３に示されるように、撥液膜３０がノズル１８の内周面、より具体的には、第１ノズル３１の内周面の一部にも形成されている。このように、撥液膜３０の端が、ノズル形成面２７ではなく、ノズル１８の内部に位置することにより、上記ワイピング機構１０による払拭時にワイパー１１が撥液膜３０の端に触れにくくなるため、撥液膜３０が端から剥がれることが抑制される。
【００４３】
次に、上記ノズルプレート１４の製造装置について説明する。
図５から図７は、ノズルプレート１４の製造装置３３の構成を説明する模式図であり、工程順となっている。各図においては、図示の便宜上、ノズル１８が、内径が一定の円筒形状として示されている。また、本実施形態における製造装置３３は、ＡＬＤ装置であり、各図においては主要部分のみを図示している。本実施形態においては、ステージ基台３５（本発明におけるパージガス供給機構の一種）と、ステージ基台３５の上に配置されたステージ３４と、ノズルプレート１４（基材）を支持する複数（少なくとも３本）のプッシャーピン３７等を図示しないチャンバー内に備えている。製造装置３３は、この他に、原料ガス供給機構、反応ガス供給機構、および排気機構等を備えている。これらの構成は、従来の一般的なＡＬＤ装置と同様であるため詳細な説明は省略するが、簡単に説明すると、原料ガス供給機構は、気化したプリカーサおよびキャリアガスをチャンバー内に供給する手段であり、反応ガス供給機構は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）等の反応ガスをチャンバー内に供給する手段である。また、排気機構は、チャンバー内の余剰なガスや副生成物をチャンバー外に排出する手段である。
【００４４】
ステージ３４とステージ基台３５とには、それぞれ、プッシャーピン３７が挿通可能な挿通口３６が、板厚方向を貫通して互いに連通する状態で形成されている。プッシャーピン３７は、これらの挿通口３６に挿通され、図示しない昇降機構により、ステージ３４およびステージ基台３５の積層方向に上昇または下降されるように構成されている。プッシャーピン３７の先端部は、先端に向かって細くなる錐体状に形成されており、当該先端で撥液膜３０の形成が予定されているノズル形成面２７とは反対側のノズルプレート１４の裏面に当接して当該ノズルプレート１４を支持する。そして、本実施形態においては、プッシャーピン３７の先端部がステージ３４の保持面３４ａ（本発明における第１面に相当）よりも上方に上昇することにより、ノズルプレート１４の裏面がステージ３４の保持面３４ａから離間した第１状態と、プッシャーピン３７の先端部がステージ３４の保持面３４ａよりも下方に下降することにより、ノズルプレート１４の裏面がステージ３４の保持面３４ａに当接した第２状態に変換することができるように構成されている。
【００４５】
ステージ基台３５は、ステージ３４を支持する部材であり、その内部には、パージガスを導入するパージガス導入路３８が、ステージ３４に配置されるノズルプレート１４のノズル１８が形成された領域に対応する範囲に亘って形成されている。このパージガス導入路３８には、窒素やアルゴン等の不活性ガスからなるパージガスが導入される。また、ステージ基台３５には、パージガス供給口３９が多数形成されている。このパージガス供給口３９は、ステージ基台３５の厚さ方向（ステージ基台３５とステージ３４の積層方向）に沿って形成された貫通孔であり、その下端はパージガス導入路３８と連通し、その上端はステージ基台３５におけるステージ３４が配置される配置面に開口している。このパージガス供給口３９は、ステージ基台３５の配置面において、ステージ３４の上に配置されるノズルプレート１４のノズル１８が形成された領域に偏りなく一様に分布するように形成されている。そして、パージガス導入路３８に導入されたパージガスは、各パージガス供給口３９からステージ基台３５上のステージ３４に向けて供給される。なお、パージガス供給機構としては、例示したステージ基台３５のような構成には限られず、要は、ステージ３４の保持面３４ａとは反対側の面（本発明における第２面に相当）に向けてパージガスを供給可能な構成であればよい。
【００４６】
ステージ基台３５の配置面に配置されるステージ３４は、ステージ基台３５側とは反対側の保持面３４ａにノズルプレート１４を吸着保持することが可能な部材であり、本実施形態においては、多孔質セラミックにより構成されている。すなわち、このステージ３４である多孔質セラミック自体が有している多数の孔が本発明における供給孔として機能し、当該ステージ３４のステージ基台３５側の下面（第２面）にパージガス供給口３９から供給されたパージガスを保持面３４ａ側に供給するように構成されている。また、ステージ３４の内部には、図示しない静電チャック用の電極が埋設されており、上記のプッシャーピン３７が下降した状態では、ノズルプレート１４を静電気力により吸着して保持面３４ａに保持することができるように構成されている。これにより、ノズル形成面２７に対する撥液膜３０の成膜に支障を来すことがなく、また、ノズルプレート１４に局所的な負荷を与えることなく当該ノズルプレート１４を安定してステージ３４に保持することが可能となる。なお、ステージ３４の材料としては、例示した多孔質セラミックには限られず、パージガスをステージ３４側に供給可能な供給孔を備え、ノズルプレート１４を静電チャックにより保持することが可能な構成であれば、例えば、ポリイミド等の耐熱樹脂等の他の素材を採用することも可能である。また、供給孔に関しても素材自体が元々有するものに限られず、加工により形成された供給孔を採用することもできる。
【００４７】
本実施形態におけるノズルプレート１４の保護膜２９および撥液膜３０は、以下の手順で作製される。まず、チャンバー内に成膜対象のノズルプレート１４がステージ３４上に配置され、チャンバー内が減圧されて真空状態とされる。続いて、図５に示されるように、プッシャーピン３７の先端部がステージ３４の保持面３４ａよりも上方に上昇して、ノズルプレート１４の裏面がステージ３４の保持面３４ａから離間した第１状態とされる。この際、ステージ３４の保持面３４ａとノズルプレート１４の裏面との間隔は数ｍｍ以上に設定される。この状態で図６に示されるように、酸化ハフニウムによる保護膜２９が、ノズル１８の内周面を含むノズルプレート１４の表面全体に成膜される。すなわち、ハフニウムを含む有機金属の原料ガス（例えば、テトラキスジメチルアミノハフニウム（ＴＤＭＡＨ）等）の供給、排気（パージ）、反応ガス（Ｈ２Ｏ）の供給、排気、が繰り返されて、ノズルプレート１４の表面に酸化ハフニウムが堆積されて保護膜２９の第１層としての酸化ハフニウムの層が成膜される。本実施形態においては、同様にして第１層の上に重ねて、酸化タンタル膜による第２層が成膜される。このようにして、ノズルプレート１４の表面全体に保護膜２９が成膜されることにより、耐インク性が向上する。本実施形態において、保護膜２９の膜厚は、１０〔ｎｍ〕以上、５０〔ｎｍ〕以下とされる。
【００４８】
ノズルプレート１４の表面全体に撥液膜３０が成膜されたならば、続いて、図７に示されるように、プッシャーピン３７の先端部がステージ３４の保持面３４ａよりも下方に下降することにより、ノズルプレート１４の基材の裏面がステージ３４の保持面３４ａに当接した第２状態とされ、ステージ３４は静電吸着により当該保持面３４ａにノズルプレート１４を保持する。この状態で、パージガス導入路３８にパージガスＧが継続的に導入される。パージガス導入路３８に導入されたパージガスＧは、パージガス供給口３９を通じてステージ３４の下面側に供給され、ステージ３４の内部の供給孔を通じて、ノズルプレート１４が保持されている保持面３４ａ側に供給される。そして、保持面３４ａに供給されたパージガスＧは、ノズルプレート１４のノズル１８から徐々に放出される。このように、パージガス導入路３８にパージガスＧが導入されつつ、酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムの混合層による撥液膜３０が、主にノズルプレート１４のノズル形成面２７に成膜される。すなわち、ハフニウムを含む有機金属の第１原料ガス（ＴＤＭＡＨ）の供給、排気、反応ガスの供給、排気、アルミニウムを含む有機金属の第２原料ガス（例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ））の供給、排気、反応ガスの供給、排気が繰り返されて、ノズルプレート１４の表面にハフニアの層およびアルミナの層が交互に堆積されて撥液膜３０が成膜される。この際、ハフニアの層とアルミナの層はそれぞれ分子がまばらな状態とされ、その状態で次の層が形成されることにより、ハフニアとアルミナとが同一レイヤーに共存する混合層が成膜される。このようにして、ノズルプレート１４のノズル形成面２７に保護膜２９が成膜される。本実施形態において、撥液膜３０の膜厚は、１〔Å〕以上、５０〔ｎｍ〕以下とされる。また、撥液膜３０の膜厚は、１〔ｎｍ〕以上、１０〔ｎｍ〕以下とされることがより好ましい。撥液膜３０をこの範囲内の膜厚とすることにより、生産性を良好に維持しつつ必要な撥液性と耐擦性が確保される。なお、パージガスＧの流量に関し、原料ガスの供給時よりも排気時の方において大きくなるように調整されてもよい。
【００４９】
図８は、撥液膜３０の成膜時におけるパージガスＧの流れを説明する模式的な断面図である。ここで、ステージ３４の素材である多孔質セラミックの表面には、ある程度の粗さがあるため、当該保持面３４ａとノズルプレート１４との間には隙間ｇが生じる。このため、通常（本発明が適用されない状態）ではＡＬＤによる成膜時には、原料ガスや反応ガスが回り込むおそれがある。この点に関し、本実施形態においては、ノズルプレート１４がステージ３４の保持面３４ａに静電吸着された上で、当該保持面３４ａとノズルプレート１４との間にパージガスＧが供給されて当該隙間ｇに充填されるので、原料ガス等の回り込みが抑制される。さらに、隙間ｇに充填されたパージガスＧが、ノズルプレート１４のノズル１８を通じて徐々に放出されていくので、このノズル１８を通過するパージガスＧが原料ガス等のノズル１８内部への侵入を阻害する。このため、ノズル１８の内面にハフニアやアルミナが堆積することが抑制される。これにより、ノズル１８の内周面において、ノズル形成面２７側の一部のみに撥液膜３０が成膜され、これよりも内側（ノズル形成面２７とは反対側）には撥液膜３０は殆ど成膜されない。また、パージガスＧにより堆積が阻害されることから、ノズル１８の内周面における撥液膜３０の厚みは、ノズル形成面２７における撥液膜３０の厚みよりも薄くなる。ノズル形成面２７における撥液膜３０の膜厚が必要な厚さとなるまで成膜されたならば、ステージ３４によるノズルプレート１４の静電気力による吸着が開放され、プッシャーピン３７の先端部がステージ３４の保持面３４ａよりも上方に上昇してノズルプレート１４の裏面がステージ３４の保持面３４ａから離間した第１状態とされる。このとき、パージガスＧの供給量を増加させて、ノズルプレート１４のステージ３４からの引き離しを促進させるようにしてもよい。そして、成膜後のノズルプレート１４をチャンバー内から搬出して一連の成膜工程が終了する。
【００５０】
このようにして、ノズル形成面２７およびノズル１８の内周面の一部に亘って耐擦性に優れ、また、ワイピング機構によるインクの拭き取り性等の観点から必要な撥液性を有する撥液膜３０が形成される。すなわち、原子層堆積によって、酸化ハフニウムと酸化アルミニウムとが混じり合った状態で、より緻密でより硬質な撥液膜３０が成膜されるので、耐擦性や撥液性をより向上させることが可能となる。このため、より硬質な固形物を含有するインク等を噴射する用途においても長期に亘って撥液膜３０の性能が維持され、これにより、撥液膜３０の劣化に伴うインクの噴射性能の劣化を抑制することができるノズルプレート１４を実現することができる。そして、このノズルプレート１４を採用することにより、より信頼性・耐久性の高い記録ヘッド２およびこれを備えたプリンター１を提供することが可能となる。
また、本発明に係る製造装置３３によれば、ステージ３４の供給孔から保持面３４ａに供給されたパージガスＧをノズル１８から放出させつつ、当該ノズルプレート１４に原子層堆積により酸化ハフニウムおよび酸化アルミニウムを含む撥液膜３０を成膜するので、ノズルプレート１４のノズル形成面２７に選択的に耐擦性に優れた撥液膜３０を形成することができる。また、本実施形態においては、ステージ３４を構成する多孔質部材（多孔質セラミック）の素材自体が有する供給孔を通じてノズルプレート１４のノズル１８が形成された範囲に偏りなくパージガスＧを供給することができる。このため、ノズル１８の内部に部分的に成膜される撥液膜３０の膜厚や形成範囲がばらつくことが抑制される。
【００５１】
そして、上記各実施形態においては、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッド２を例に挙げて説明したが、本発明は、ノズル形成面に撥液膜が形成されたノズルプレートを備える他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドでは液体の一種としてＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液体の一種として液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは液体の一種として生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００５２】
１...プリンター，２...記録ヘッド，３...インクカートリッジ，４...キャリッジ，５...キャリッジ移動機構，６...ガイドロッド，７...紙送り機構，８...キャッピング機構，９...キャップ，１０...ワイピング機構，１１...ワイパー，１４...ノズルプレート，１５...流路基板，１６...圧電素子，１７...ホルダー，１８...ノズル，２０...圧力室，２１...共通液室，２２...インク供給口，２３...インク導入路，２４...弾性膜，２５...配線部材，２７...ノズル形成面，２９...保護膜２９...撥液膜，３１...第１ノズル，３２...第２ノズル，３３...製造装置，３４...ステージ，３５...ステージ基台，３６...挿通口，３７...プッシャーピン，３８...パージガス導入路，３９...パージガス供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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