(57)【要約】【課題】電界アシスト法を利用する液体吐出ヘッドに適した構成を備えたノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法及びノズルプレートを提供する。【解決手段】ノズルの反転形状をなす突起を有する第１の金型とこの金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスすることで、ノズルを成形するノズルプレート製造方法において、第１の金型の成形表面に膜を設け、第２の金型に基板を保持し、保持された基板を加熱し、膜が設けられた第１の金型を加熱し、基板と第１の金型とが加熱されている状態で、第２の金型に保持される基板に第１の金型の膜が設けられている成形面をプレスすることで基板にノズルを成形すると共に膜を転写し、プレスされている状態で基板を冷却し、第２の金型を基板より離型し、基板の第２の金型が離型された面に撥液処理を行い、基板を第１の金型から離型する、ことを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第１の金型の成形表面に膜を設けるための膜形成工程と、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記膜が設けられた前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型の前記膜が設けられている成形面をプレスすることで前記基板に前記ノズルを成形すると共に前記膜を転写するためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記第２の金型を前記基板より離型するための第１の離型工程と、
前記基板の第２の金型が離型された面に撥液処理を行うための撥液処理工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【請求項２】
前記膜形成工程における前記第１の金型の温度は、前記プレス工程における前記第１の金型の温度より低いことを特徴とする請求項１に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項３】
前記膜は、金属膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項４】
前記膜は、親水性膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のノズルプレート製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。
【請求項６】
吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第１の金型の成形表面に膜を設けるための膜形成工程と、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記膜が設けられた前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型の前記膜が設けられている成形面をプレスすることで前記基板に前記ノズルを成形すると共に前記膜を転写するためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【請求項７】
前記膜形成工程における前記第１の金型の温度は、前記プレス工程における前記第１の金型温度より低いことを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項８】
前記膜は、金属膜であることを特徴とする請求項６又は７に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項９】
前記膜は、親水性膜であることを特徴とする請求項６又は７に記載のノズルプレート製造方法。
【請求項１０】
吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型をプレスするためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記第２の金型を前記基板より離型するための第１の離型工程と、
前記基板の第２の金型が離型された面に撥液処理を行うための撥液処理工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための第２の離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【請求項１１】
請求項６乃至１０の何れか一項に記載のノズルプレート製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルプレート製造方法及びノズルプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録方法での画質の高精細化の進展および工業用途における適用範囲の拡大に伴い、微細パターン形成および高粘度のインク吐出の要請がますます強まっている。
【０００３】
これらの要請を従来のインクジェット記録方法で解決しようとすると、ノズルの微小化や高粘度のインク吐出による液吐出力の向上を図る必要が生じ、それに伴ってインクの吐出のための駆動電圧が高くなり、ヘッドや装置のコストが非常に高価になってしまうため、実用に適う装置は実現されていない。
【０００４】
そこで、上述の要請に応え、微小化されたノズルから低粘度のみならず高粘度の液滴を吐出させる技術として、ノズル内の液体を帯電させ、ノズルと液滴の着弾を受ける対象物となる各種の基材との間に形成される電界から受ける静電吸引力により吐出させるいわゆる静電吸引方式の液滴吐出技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、静電吸引方式の液滴吐出技術において液滴吐出面がフラットな液体吐出ヘッドを用いる場合、ノズル内の液体や吐出孔部分のメニスカスへの電界集中の程度が小さく、必要な静電吸引力を得るために液体吐出ヘッドと基材との間に印加する電圧として非常に高い電圧を印加する必要があった。
【０００６】
そこで、フラットな液体吐出ヘッドを用いて、この静電吸引方式の液滴吐出技術と、ピエゾ素子の変形や液体内部での気泡の発生による圧力を利用して液滴を吐出する技術とを組み合わせ、上述の圧力を発生させることによりノズルの吐出孔に液体のメニスカスを隆起させ、隆起させたメニスカスに選択的に電界集中させて静電吸引力を高め、液表面張力に打ち勝ってメニスカスを液滴化し吐出させる、いわゆる電界アシスト法を用いた液滴吐出装置の開発が進んでいる（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００７】
この電界アシスト法を用いた液滴の吐出を実施するためには、ノズル内の液体を帯電させることが必須であることから、ノズル内周面において液体に接触する高い信頼性を持つ電極を効率良く設けることは重要である。このノズルのような微小穴内周面に均一な導電性膜を形成して電極とする技術として、ドライプロセスでは、主に金属材料をスパッタ法やイオンプレーティング法による成膜時の回り込み効果による方法や被加工基板を蒸発源に対して斜めに配置しさらに回転させる真空蒸着法が知られている。またウエットプロセスでは、メッキ処理が知られている。
【０００８】
また、液体が吐出されるノズルの吐出孔表面の撥液性が不十分である場合、液滴がノズル表面に付着しやすくなり、そのため吐出孔が目詰まりしたり吐出される液体の直進性が損なわれると共に、特に電界アシスト法においては、ノズルの吐出孔部分に形成される液体のメニスカスが吐出孔の周囲の吐出面に広がることによりメニスカスの先端部への電界集中が効果的に行われないことで記録不良となる。従って、電界アシスト法を用いて液滴を効果的に吐出するために、ノズル表面に十分な撥液性を持たせることはより強い要望となっている。
【０００９】
吐出面に撥液層を設ける方法としては、真空蒸着法やスピンコート塗布、スプレー塗布、はけ塗りなどの他に、例えば導電性材料あるいは非導電性材料に導電性皮膜を形成したインクが吐出するノズルにフッ素系樹脂からなる撥液層を電解重合法により設ける方法がある（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】国際公開第０３／０７０３８１号パンフレット
【特許文献２】特開平５−１０４７２５号公報
【特許文献３】特開平５−２７８２１２号公報
【特許文献４】特開平６−１３４９９２号公報
【特許文献５】特開２００３−５３９７７号公報
【特許文献６】特開平５−３３００６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ノズル内周面に導電性膜を設けることに関して、主に金属材料をスパッタ法やイオンプレーティング法による成膜時の回り込み効果による方法や被加工基板を蒸発源に対して斜めに配置しさらに回転させる真空蒸着法といったドライプロセスや、メッキ処理といったウエットプロセスの手法では、ノズルの吐出孔の開口径が小さくなればなるほど、ノズル内周面に十分に導電性膜を得ることが困難となり、特にノズル先端部は導電性を持った膜を十分に設けることができなかった。また、導電性膜の密着性にも問題があった。
【００１１】
近年、基板等に直接パターニングが可能となるという大きな利点が生じることから、インクジェット記録方式を利用した産業用のパターニングの応用が広く考えられている。例えば、基板に導電性パターニングする場合においては、着弾径が３０μｍ以下とする高精細化が望まれており、これに応えるには、記録ヘッドから吐出されるインク液滴の液滴の直径を概ね１５μｍ以下とする必要があるとされている。従って、今後ノズルの開口径はますます微小とする要望がより強くなることが十分に予測されると共に、ノズル内周面に十分に導電性膜を得ることがより困難となると予測される。
【００１２】
また、ノズルの吐出孔の表面に撥液層を設けることに関して、真空蒸着法やスピンコート塗布、スプレー塗布、はけ塗りにより撥液層を設ける場合、ノズル内部まで撥液層が形成され、ノズルの形状を変えてしまうだけでなく、その撥液効果により液体がノズルに入りにくくなり、その結果、液体の吐出が十分にできなくなる問題があった。
【００１３】
また、特許文献６に記載されてある、フッ素系樹脂からなる撥液層をインクが吐出されるノズルプレートの表面に電解重合法により設ける方法では、ノズルプレートの裏面にマスキングテープを貼り合わせるとしてあるが、ノズルの内側の撥液層の形成を抑えることに関する記述はされていない。マスキングテープによる撥液層の形成の抑制効果は、ノズルプレートの裏面では十分にあると予測されるが、ノズルの内側においては、ノズルの開口径が小さくなればなるほどその抑制効果はより困難になると十分に予測される。従って、ノズルの開口径が微細な場合、ノズル内部まで撥液層が形成され、ノズルの形状を変えてしまうだけでなく、撥液効果により液体がノズルに入りにくくなり、液体の吐出が十分にできなくなる問題が生じると十分に予測される。
【００１４】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電界アシスト法を利用する液体吐出ヘッドに用いられることに適した構成を備えたノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法及びこの製造法により製造されたノズルプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１６】
１．  吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第１の金型の成形表面に膜を設けるための膜形成工程と、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記膜が設けられた前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型の前記膜が設けられている成形面をプレスすることで前記基板に前記ノズルを成形すると共に前記膜を転写するためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記第２の金型を前記基板より離型するための第１の離型工程と、
前記基板の第２の金型が離型された面に撥液処理を行うための撥液処理工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【００１７】
２．  前記膜形成工程における前記第１の金型の温度は、前記プレス工程における前記第１の金型の温度より低いことを特徴とする１に記載のノズルプレート製造方法。
【００１８】
３．  前記膜は、金属膜であることを特徴とする１又は２に記載のノズルプレート製造方法。
【００１９】
４．  前記膜は、親水性膜であることを特徴とする１又は２に記載のノズルプレート製造方法。
【００２０】
５．  １乃至４の何れか一つに記載のノズルプレート製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。
【００２１】
６．  吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第１の金型の成形表面に膜を設けるための膜形成工程と、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記膜が設けられた前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型の前記膜が設けられている成形面をプレスすることで前記基板に前記ノズルを成形すると共に前記膜を転写するためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【００２２】
７．  前記膜形成工程における前記第１の金型の温度は、前記プレス工程における前記第１の金型温度より低いことを特徴とする６に記載のノズルプレート製造方法。
【００２３】
８．  前記膜は、金属膜であることを特徴とする６又は７に記載のノズルプレート製造方法。
【００２４】
９．  前記膜は、親水性膜であることを特徴とする６又は７に記載のノズルプレート製造方法。
【００２５】
１０．  吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルの反転形状をなしている突起を有する第１の金型と前記第１の金型に対向して設ける第２の金型との間に設ける基板をプレスして、前記基板の厚み方向に前記ノズルを成形することでノズルプレートを製造するノズルプレート製造方法において、
前記第２の金型に前記基板を保持するための保持工程と、
保持された前記基板を加熱するための第１の加熱工程と、
前記第１の金型を加熱するための第２の加熱工程と、
前記基板と前記第１の金型とが加熱されている状態で、前記第２の金型に保持される前記基板に前記第１の金型をプレスするためのプレス工程と、
前記第２の金型に保持され前記第１の金型によりプレスされている状態で、前記基板を冷却するための冷却工程と、
前記第２の金型を前記基板より離型するための第１の離型工程と、
前記基板の第２の金型が離型された面に撥液処理を行うための撥液処理工程と、
前記基板を前記第１の金型から離型するための第２の離型工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
【００２６】
１１．  ６乃至１０の何れか一つに記載のノズルプレート製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、以下の効果がある。成形表面に膜が設けられたノズルを形成する第１の金型を第２の金型に保持されているノズルプレートとなる基板にプレスすることで、基板にノズルが成形されると同時に第１の金型の成形表面に設けられている膜が基板に転写される。
【００２８】
また、第１の金型が基板にノズルを成形した状態である、ノズルに隙間なくノズルを成形するのための第１の金型の突起が存在している状態で、第２の金型が離れた基板の面である吐出面に撥液処理を行うことから、撥液処理がノズルの内側に成されることなく吐出面に成される。
【００２９】
よって、基板より第１の金型が離型されると、基板の離型表面はもとより、ノズルの内周面には、膜が転写されている状態となり、また、ノズルの形状は、吐出面に存在する吐出孔も含めて第１の金型の突起形状がそのまま転写され、吐出面には撥水処理がなされているノズルプレートが得られる。
【００３０】
従って、吐出される液体が吐出面に付着し難くなり、また吐出面に広がることがないことから、液滴の吐出が安定して行うことができ、また、メニスカス先端部への電界集中が効果的に行うことができることから電界アシスト法に利用できるノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。
【００３１】
また、ノズル内周面及びこれに続く面に十分に備えられる膜を親水膜とすれば、ノズルに吐出される液体が導入されやすいノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。また、この膜を金属膜とすれば、電界アシスト法を利用する液体吐出ヘッドに用いられることに適した吐出される液体を帯電させる電極を備えることができるノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。
【００３２】
請求項５に記載の発明によれば、上述の請求項１に記載の発明の効果に加えて、第１の金型の成形表面に設けられている膜がより強固に基板に転写されることができるノズルプレート製造方法により製造されたノズルプレートを提供することができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明によれば、成形表面に膜が設けられたノズルを形成する第１の金型を第２の金型に保持されているノズルプレートとなる基板にプレスすることで、基板にノズルが形成されると同時に第１の金型の成形表面に設けられている膜が基板に転写される。次に、基板に膜を残した状態で基板から第１の金型が離型されることで、基板の離型表面はもとより、ノズルの内周面に膜が転写されている状態となり、また、ノズルの形状は、吐出孔も含めて第１の金型の突起形状がそのまま転写されているノズルプレートが得られることになる。
【００３４】
従って、膜がノズル内周面及びこれに続く面に十分に備えられたノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。
【００３５】
上述の膜を親水膜とすれば、ノズルに吐出される液体が導入されやすいノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。また、膜を金属膜とすれば、電界アシスト法を利用する液体吐出ヘッドに用いられることに適した吐出用液体を帯電させる電極を備えることができるノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、第１の金型が基板にノズルを成形した状態である、ノズルに隙間なくノズルを成形するのための第１の金型の突起が存在している状態で、第２の金型が離れた基板の面である吐出面に撥液処理を行うことから、撥液処理がノズルの内側に成されることはない。また、第１の金型が離型されることで、吐出面に存在する吐出孔は、撥液層により変形することなく第１の金型の突起形状がそのまま転写されたノズルプレートが得られることになる。
【００３７】
従って、吐出される液体が吐出面に付着し難くなり、また吐出面に広がることがないことから、液滴の吐出が安定して行うことができ、また、メニスカス先端部への電界集中が効果的に行うことができることから電界アシスト法に利用できるノズルプレートが容易に製造されるノズルプレート製造方法を提供することができる。
【００３８】
請求項１１に記載の発明によれば、上述の請求項６及び１０に記載の発明の効果に加えて、第１の金型の成形表面に設けられている膜がより強固に基板に転写されることができるノズルプレート製造方法により製造されたノズルプレート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】
【００３９】
以下、本発明に係るノズルプレートを有する液体吐出ヘッドに関して、図を参照して説明する。
【００４０】
図１は、本実施形態の一例とするノズルプレート１１を有する液体吐出ヘッド２（断面図）を使用し、電界アシスト法を利用する液体吐出装置１の全体構成を示す図である。なお、液体吐出ヘッド２は、いわゆるシリアル方式或いはライン方式等の各種の液体吐出装置に適用可能である。
【００４１】
液体吐出装置１は、インク等の帯電可能な液体Ｌの液滴Ｄを吐出するノズル１０が形成された液体吐出ヘッド２と、動作制御手段４と、液体吐出ヘッド２のノズル１０に対向する対向面を有するとともにその対向面で液滴Ｄの着弾を受ける基材Ｋを支持する対向電極３とを備えている。
【００４２】
液体吐出ヘッド２の対向電極３に対向する側には、複数のノズル１０を有するノズルプレート１１が設けられている。液体吐出ヘッド２は、ノズルプレート１１の対向電極３に対向する吐出面１２からノズル１０が突出されない、或いはノズル１０が３０μｍ程度しか突出しないフラットな吐出面を有するヘッドとして構成されている。
【００４３】
各ノズル１０は、ノズルプレート１１に穿孔されて形成されており、ノズルプレート１１の吐出面１２に吐出孔１３を有する貫通した孔とされている。ノズル１０は、断面形状が円に形成される代わりに、断面形状が多角形や星形等であってもよい。また、ノズル径とは、ノズル１０の吐出孔１３の直径を示し、吐出孔の開口形状が円でない場合の直径は、上記と同様に対象とする開口面の開口面積を同じ面積の円形に置き換えた場合の直径とする。
【００４４】
ノズルプレート１１は、後述する体積抵抗率が高いガラス（以降、高抵抗ガラスと称する。）又は樹脂（以降、高抵抗樹脂と称する。）から形成するのが好ましい。ノズルプレート１１に関する詳細な説明は、後出の帯電電極１６及び撥液層２８と併せて後述する。
【００４５】
ノズルプレート１１のノズル１０の内周面１７には、例えばニッケル（Ｎｉ）等の導電素材よりなりノズル１０内の液体Ｌに電圧を印加して帯電させることで後述する静電吸引力を生じさせる静電電圧印加手段である帯電用電極１６が設けられている。帯電用電極１６は、ノズル内の液体Ｌに接するようになっている。
【００４６】
この帯電用電極１６は、静電電圧電源１８に接続されており、静電電圧電源１８より帯電用電極１６に静電電圧が印加されると、全ノズル１０内の液体Ｌが同時に帯電され、液体吐出ヘッド２と対向電極３との間、特に液体Ｌと基材Ｋとの間に静電吸引力が発生されるようになっている。
【００４７】
ノズルプレート１１に吐出孔が設けられている面の反対側の各ノズル１０の開口端に面するボディプレート１９の部分には、ノズル１０の開口より大きい内径を有する略円筒状の空間が形成されており、各空間は吐出される液体Ｌを一時貯蔵するためのキャビティ２０とされている。
【００４８】
また、ボディプレート１９には、キャビティ２０に液体Ｌを供給するための図示しない流路が形成されている。例えば、Ｓｉ基板を基材として公知のフォトリソグラフィー処理（レジスト塗布、露光、現像）及びエッチング法を用いてキャビティ２０、共通流路、および共通流路とキャビティ２０とを結ぶ流路が設けられており、共通流路には、外部の図示しない液体タンクから液体Ｌを供給する図示しない供給管が連絡されており、供給管に設けられた図示しない供給ポンプにより或いは液体タンクの配置位置による差圧により流路やキャビティ２０、ノズル１０等の液体Ｌに所定の供給圧力が付与されるようになっている。また、キャビティ２０の底部は厚みが２０μｍ程度と薄く形成されており、液体Ｌに圧力を生じさせる様に変形可能としている。
【００４９】
各キャビティ２０の底部の背面には、それぞれ圧力発生手段としての圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子２２が設けられており、ピエゾ素子２２には、素子に駆動電圧を印加して素子を変形させるための駆動電圧電源２３が接続されている。ピエゾ素子２２は、駆動電圧電源２３からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル内の液体Ｌに圧力を生じさせてノズル１０の吐出孔１３に液体Ｌのメニスカスを形成させるようになっている。なお、圧力発生手段は、本実施形態のような圧電素子アクチュエータのほかに、例えば、静電アクチュエータやサーマル方式等を採用することも可能である。
【００５０】
駆動電圧電源２３および帯電用電極１６に静電電圧を印加する静電電圧電源１８は、それぞれ動作制御手段４に接続されており、それぞれ動作制御手段４による制御を受けるようになっている。
【００５１】
ノズルプレート１１の吐出面１２には、撥液層２８が設けられている。この撥液層２８を設けることで、吐出孔１３からの液体Ｌの滲み出しが抑制され、ノズル１０の吐出孔１３部分に形成される液体のメニスカスが吐出孔１３の周囲の吐出面に広がり難くされることでメニスカス先端部への電界集中の低下を効果的に防止することが可能となる。
【００５２】
次に動作制御手段４は、ＣＰＵ２５やＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７等が図示しないＢＵＳにより接続されて構成されたコンピュータ−からなっており、ＣＰＵ２５は、ＲＯＭ２６に格納された電源制御プログラムに基づいて静電電圧電源１８および各駆動電圧電源２３を駆動させてノズル１０の吐出孔１３から液体Ｌを吐出させるようになっている。
【００５３】
液体吐出ヘッド２の液体Ｌの吐出方向には、基材Ｋを支持する平板状の対向電極３が液体吐出ヘッド２の吐出面１２に平行に所定距離離して配置されている。対向電極３と液体吐出ヘッド２との所定距離は、０．１〜３ｍｍ程度の範囲内で適宜設定される。
【００５４】
液体吐出装置１では、対向電極３は接地されており、常時接地電位に維持されている。そのため、静電電圧電源１８から帯電用電極１６に静電電圧が印加されると、ノズル１０の吐出孔１３の液体Ｌと対向電極３の液体吐出ヘッド２に対向する対向面との間に電界が生じるようになっている。また、帯電した液滴Ｄが基材Ｋに着弾すると、対向電極３はその電荷を接地により逃がすようになっている。
【００５５】
なお、対向電極３または液体吐出ヘッド２には、液体吐出ヘッド２と基材Ｋとを相対的に移動させて位置決めするための図示しない位置決め手段が取り付けられており、これにより液体吐出ヘッド２の各ノズル１０から吐出された液滴Ｄは、基材Ｋの表面に任意の位置に着弾させることが可能とされている。
【００５６】
液体吐出装置１による吐出を行う液体Ｌは、例えば、無機液体、有機液体又は高電気伝導率の物質（銀粉等）が多く含まれるような導電性ペーストを使用することが可能であり、導電性ペーストを液体Ｌとして吐出を行う場合には、前述した液体Ｌに溶解又は分散させる上記の銀粉等の物質が、ノズル１０で目詰まりを発生するような粗大粒子を除けば、特に制限されない。
【００５７】
ここで、上述したノズルプレート１１に関して、以下に詳しく説明する。ノズルプレート１１は、プレス成形にて薄板に穿孔されることで製造されるもので、図２は、第１の金型である上金型２０１及び第２の金型である下金型２０７を用いて基板である薄板２０５をプレス成形することでノズルプレート１１（図２（ｇ）  ２０５ｂ）を製造する工程を模式的に示しており、以下、これに沿って説明する。
【００５８】
図２（ａ）は、薄板を穿孔するための上金型２０１を示している。この上金型２０１は、平面状にノズルを形成する突起２０１ａを複数個設けてある。金型の材料は、後述する薄板材料である樹脂又はガラスを加熱して軟化させることが必要であることから、上述の加熱温度で薄板材料と反応することなく使用できるものであれば良く、特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス、炭化珪素、炭素、ニッケル、超硬合金及びタングステンカーバイド等が挙げられる。
【００５９】
次に図２（ｂ）が示す通り、上金型２０１の成形面に金属膜２０３を設ける。この金属膜２０３は、ノズルプレート２０５ｂにおいて帯電用電極２０３ａとなるものであって、この金属膜２０３の材料としては、アルミニウム、ニッケル、銀、金、白金、パラジウム、チタン、炭素などの電極となる導電性材料が挙げられる。これらの導電性材料は、吐出される液体により腐食等が生じることがないものを適宜選べば良く特に限定されるものではない。
【００６０】
上金型２０１の成形面への成膜方法は、緻密な膜形成を得意とするスパッタ法が最も好ましいが、これに限ることはなく、例えば真空蒸着法としてもよい。成膜される膜厚は、概ね０．１μｍから１μｍ程度とすれば良い。ここで、上金型２０１に形成される金属膜２０３は、後述する上金型２０１とノズルプレートとなる薄板との離型時に、上金型２０１から容易に剥がれることが必要とされることから、膜が被成膜材から容易に剥がれない様に一般に行われる、逆スパッタリング等によるクリーニング処理（表面活性化処理とも呼ぶ。）を被成膜面である上金型２０１の表面に行わないことが好ましい。また、金属膜２０３を設ける際の上金型２０１の温度は、後述するプレス成型時の薄板の成形温度より低くくしておくことが好ましく、例えば無加熱での膜形成が好ましく、これに関しては、後述する。
【００６１】
次に図２（ｃ）が示す通り、下金型２０７の上にノズルプレート２０５ｂとなる薄板２０５を設ける。下金型２０７の材料は、上述の上金型２０１の材料として示したものと同じとしても良く、後述する薄板２０５の材料である樹脂又はガラスの成形温度以上で使用できるものであれば良く、特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス、炭化珪素、炭素、ニッケル、超硬合金及びタングステンカーバイド等が挙げられる。薄板２０５は、厚みが３０μｍから３００μｍ程度で、好ましい材料としては、体積抵抗率が高い高抵抗ガラスとしては、例えば石英、合成石英、ランタンシリカ系フリントガラス、硼珪酸ガラス等から適宜選べば良く、また体積抵抗率が高い高抵抗樹脂としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等が挙げられ、用途に応じて適宜選べば良い。
【００６２】
上述の下金型２０７の上に薄板２０５を載せて、薄板２０５に上金型２０１のノズルを形成する突起２０１ａが容易に侵入することができる程度に薄板２０５を柔らかく、且つその形状が維持される温度（以下、成形温度と称する。）に加熱する。この成形温度は、薄板２０５となる材料の軟化点の温度を参考に成形実験等により決定すれば良く、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は８０℃程度、硼珪酸ガラスは、成分によるが４００℃から７００℃程度である。加熱方法は、特に限定されるものではなく、例えば、水、油又は蒸気を下金型２０７の内部に循環させる方法、抵抗加熱法、光加熱法、高周波誘導加熱法等を薄板２０５の材料や必要な成形温度等により適宜選択すれば良い。
【００６３】
尚、成形温度が高温の場合、金型が酸化される等により劣化する場合がある。例えば、炭化珪素を材料とした金型を用いて、硼珪酸ガラスを材料とする薄板２０５を成形する場合、成形温度は７００℃程度とする必要があり、空気中でこの加熱を行うと金型の劣化が進む場合がある。この劣化を防ぐため、加熱及び加熱した状態での成形を不活性ガスである、例えばアルゴンガスや窒素ガス雰囲気中で行うのが好ましい。
【００６４】
この薄板２０５が上述の成形温度に加熱された状態とすることで、図２（ｄ）に示す様に、上金型２０１に設けてあるノズルを形成する複数個の突起２０１ａが容易に薄板２０５に侵入することができる。ここで、先に説明した金属膜２０３を設ける際の上金型２０１の加熱温度は、このプレス成型時の薄板２０５ａの成形温度より低くしておくのが好ましい。こうすることで、プレス成型時に、金属膜２０３が薄板２０５ａにより強固に転写しやすくすることができる。
【００６５】
また、上金型２０１の温度は、薄板２０５をプレス成形するために降下して薄板２０５に触れたとき、特に熱容量の少ないノズルを形成する突起の先端部が冷却されることで成形が困難とならない温度で且つ金型２０１が薄板２０５に融着しない温度に設定するのが良い。融着しない温度は、薄板２０５が溶融温度を持つ場合は、溶融温度より５０℃から１００℃程度低くすることが好ましく、薄板２０５が明確な溶融温度を持たない場合は、実験により決定しても良い。また、加熱方法は、特に限定されるものではなく、上述した内容と同様な例えば、水、油又は蒸気を上金型２０１の内部に循環させる方法、抵抗加熱法、光加熱法、高周波誘導加熱法等を薄板２０５の材料や必要な成形温度等により適宜選択すれば良い。
【００６６】
次に、上金型２０１と下金型２０７とで薄板２０５はプレス成形され、ノズルが穿孔された薄板２０５ａとなる。この状態のまま、後述の撥液処理を行う上で都合の良い温度まで薄板２０５ａを冷却する。冷却温度は、例えば撥液処理が蒸着法を用いる場合は、室温から８０℃程度、有機溶剤による塗布であれば室温から４０℃程度とするのが好ましい。また、金型から薄板２０５ａ取り外す場合は、取り扱いの観点から、室温から４０℃程度とするのが好ましい。
【００６７】
次に図２（ｅ）に示す様に、下金型２０７を離型し、待避させ、この後、図２（ｆ）に示す様に、薄板２０５ａの下金型２０７が離型した面に撥液層２０９を設ける撥液処理を行う。
【００６８】
撥液層２０９は、例えば、液体Ｌが水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体Ｌが油性であれば撥油性を有する材料が用いられ、例えばＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が挙げられる。撥液層２０９の形成方法は、特に限定されるものではなく、撥液層２０９の材料に合わせて、塗布や蒸着等から適宜選択すれば良い。なお、撥液層２０９は、下金型２０７が離型した面に直接成膜してもよいし、撥液層２０９の密着性を向上させるために中間層を介して成膜しても良い。
【００６９】
撥液処理後の状態は、図２（ｆ）に示す通り、成形されているノズル部には、まだ上金型２０１のノズルを形成する突起２０１ａが隙間なく存在していることから、撥液層２０９を設ける方法に関係なく薄板２０５ａに設けたノズルの内部に撥液材料が入り込むことはない。従って、ノズルの形状を変えてしまうこともなく、ノズル内に撥液層が形成されることによる吐出液体がノズルに入りにくくなるといった問題も生じることがない。
【００７０】
次に、例えば真空吸着により薄板２０５ａを保持することで、上金型２０１より薄板２０５ａを離型することでノズルプレート２０５ｂが得られる。この時、金属膜２０３は、上金型２０１から容易に離れ、薄板２０５ｂに転写されることができる。よって、ノズルプレートとなる薄板２０５ｂの、上金型２０１が離れたノズル２１０の内周面及びこれに続く面に金属膜２０３ａが設けられた状態となる。また、上金型２０１のノズルを形成する突起２０１ａの先端部の金属膜は、転写される相手となる部材が存在しないためそのまま上金型２０１に残り、この金属膜の上に形成された撥液層は、金属膜に固着されていることからそのまま金属膜上に残ることになる。
【００７１】
従って、図２（ｇ）に示す様に、ノズルプレート２０５ｂの上金型２０１側の面及びノズル２１０の内周面には、金属膜２０３ａが設けられ、その反対側の面には撥液層２０９ａが設けられた状態となり、ノズル２１０は、突起２０１ａの形状が転写され、ノズル２１０の開口形状も撥液層２０９ａの影響を受けていない所望のノズルプレート２０５ｂを得ることができる。
【００７２】
発明者らが、図３に示す液体吐出実験装置Ｓ’を使用して電極間の電界の電界強度が実用的な値である１．５ｋＶ／ｍｍとなるように構成し、各種の絶縁体でノズルプレート１１’を形成して下記の実験条件に基づいて行った実験では、ノズル１０’から液滴Ｄ’が吐出される場合と吐出されない場合があった。
［実験条件］
ノズルプレート１１’の吐出面１２’と対向電極３’の対向面との距離：１．０ｍｍ
ノズルプレート１１’の厚さ：１２５μｍ
ノズル径：１０μｍ
静電電圧：１．５ｋＶ
駆動電圧：２０Ｖ
液体吐出実験に使用した実験用液体吐出ヘッドＡ’のノズル１０’には４°のテーパ角を持っている。このテーパ角は、ノズル１０’の断面において、吐出面１２’に対する垂線から吐出面１２’から離れる方向に広がる角度を示している。尚、このテーパ角は、吐出に対する影響は小さく、液滴を安定に吐出する条件への依存性は大きくないことが後で説明するシミュレーションから得られている。
【００７３】
ここで、液体吐出ヘッドにおける液体の吐出原理について図３を用いて説明する。実験用液体吐出ヘッドＡ’では、静電電圧電源６３’から静電電圧印加手段である帯電用電極１６’に静電電圧を印加し、ノズル１０’の吐出孔１３’の液体Ｌ’と対向電極３’の実験用液体吐出ヘッドＡ’に対向する対向面との間に電界を生じさせる。また、駆動電圧電源６１’から圧力発生手段であるピエゾ素子２２’に駆動電圧を印加してピエゾ素子２２’を変形させ、それにより液体Ｌ’に生じた圧力でノズル１０’の吐出孔１３’に液体Ｌ’のメニスカスを形成させる。
【００７４】
ノズル１０’部の絶縁性が高くなると、図４にシミュレーションによる等電位線で示すように、ノズル１０’の内部に、吐出面１２’に対して略垂直方向に等電位線が並び、液体Ｌのメニスカス部分に向かう強い電界が発生する。
【００７５】
特に、図４でメニスカスの先端部では等電位線が密になっていることから分かるように、メニスカス先端部では非常に強い電界集中が生じる。そのため、電界の静電力によってメニスカスが引きちぎられてノズル内の液体Ｌ’から分離されて液滴Ｄ’となる。さらに、液滴Ｄ’は静電力により加速され、対向電極３’に支持された基材Ｋ’に引き寄せられて着弾する。その際、液滴Ｄ’は、静電力の作用でより近い所に着弾しようとするため、基材Ｋ’に対する着弾の際の角度等が安定し正確に行われる。
【００７６】
このように、実験用液体吐出ヘッドＡ’における液体Ｌ’の吐出原理を利用すれば、フラットな吐出面を有する実験用液体吐出ヘッドＡ’においても、高い絶縁性を有するノズル１０’部を用い、吐出面１２’に対して垂直方向の電位差を発生させることで強い電界集中を生じさせることができ、正確で安定した液体Ｌ’の吐出状態を形成することができる。
【００７７】
この液体吐出実験装置Ｓ’による実験で、液滴Ｄ’がノズルから安定に吐出されたすべての場合について、メニスカス先端部の電界強度を求めた。実際には、メニスカス先端部の電界強度を直接測定することが困難であるため、電界シミュレーションソフトウエアである「ＰＨＯＴＯ−ＶＯＬＴ」（商品名、株式会社フォトン製）によるシミュレーションにより算出した。ここでの電界強度は、電流分布解析モードによる、電圧印加後３００秒後の電界強度を言う。その結果、すべての場合においてメニスカス先端部の電界強度は１．５×１０7Ｖ／ｍ以上であった。また、この実験において、液滴Ｄ’がノズルから安定して吐出されない場合についても、上記と同様のシミュレーションによりメニスカス先端部の電界強度を算出した。その結果、１．５×１０7Ｖ／ｍ未満であった。
【００７８】
また、上記の実験条件と同様のパラメータを同ソフトウエアに入力してメニスカス先端部の電界強度を計算した結果、図５に示すように、電界強度はノズルプレート１１’に用いる絶縁体の体積抵抗率に強く依存することが分かった。
【００７９】
理論上、静電電圧を大きくすればノズル１０’から液滴Ｄ’が吐出される可能性はある。静電電圧を大きくする場合、電極間でのスパークの発生等により基材Ｋ’が損傷される可能性が出てくることから、静電電圧を非常に大きくすることは好ましくない。
【００８０】
従って、図１に示す液体吐出ヘッド２において、ノズルプレート１１をメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上になるのが容易な高い体積抵抗率を有する樹脂又はガラスとするのが好ましく、更にメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上になるためには、この体積抵抗率を１０15Ω・ｍ以上とするのがより好ましい。
【００８１】
このような高い体積抵抗率を有する樹脂又はガラスを用いたノズルプレート１１においては、実用的な範囲の静電電圧を印加することで、吐出孔１３に形成される液滴のメニスカス先端部の電界強度を１．５×１０7Ｖ／ｍ以上に容易にすることができ、液体の吐出が安定して行われるになる。
【００８２】
尚、ノズルプレート１１の樹脂が導電性の液体を吸収する場合、ノズルプレート１１の電気伝導度が大きくなり、その結果体積抵抗率が低下する場合がある。このような場合には、ノズルプレート１１の吐出される液体と接触する面に液体吸収防止層を設ければ良い。
【００８３】
また、ノズルプレート１１が薄い場合、その薄さに起因する強度不足を補う必要がある場合、例えば液体吐出ヘッドの一部を示す図６のように、ノズル径より大きい径を有する穴を備えた補助板２５をノズルプレート１１に貼り合わせて積層構造としても良い。補助板２５の材料は、ノズルプレート１１と同じ体積抵抗率の高い材料とするのが好ましい。また補助板２５の製造方法は、特に限定されるものはなく、例えば樹脂であれば公知の成形方法で良く、ガラスであれば、公知のフォトリソグラフィー処理（レジスト塗布、露光、現像）及びドライエッチング技術等が挙げられる。
【００８４】
また、電界アシスト法を利用しない液体吐出ヘッドにおいては、上述の金属膜２０３を親水膜とすることができる。親水膜とすることで、ノズル内への吐出される液体の導入が容易となり、またノズルの開口部での吐出される液の均一な濡れにより安定した吐出の確保を容易とすることができる。上金型２０１に形成する親水膜としては、特に限定されるものはなく、例えばＳｉＯ2などの酸化膜が挙げらる。また、親水膜の形成方法としては、特に限定されるものはなく、例えば、公知のスパッタ法や真空蒸着法等を用いることができ、膜厚は、島状構造から膜になる０．０５μｍ以上で、上限は特に制限されるものではないが、実用的に５μｍ程度が好ましく、更に製造の容易さの観点から０．１μｍ以上２μｍ以下がより好ましい。
【実施例】
【００８５】
図２に沿って以下の実施例を説明する。
【００８６】
（実施例１）
ステンレス３０４を材料とした上金型２０１（平面に直径１０μｍ、高さ０．１ｍｍの突起が１２８本、５０μｍピッチで並んでいる形状。図２（ａ））の表面にスパッタ法で厚み０．３μｍのニッケル膜２０３を成膜した（図２（ｂ））。この時、上金型２０１の表面の表面活性化処理は行わなかった。また、成膜時の上金型２０１の温度は、無加熱での成膜とすることで室温と同程度とした。
【００８７】
次に、厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を材料とする薄板２０５を、ステンレス３０４を材料とした下金型２０７の上に載せ、下金型２０７内部に設けてあるヒーターで、薄板２０５を約８０℃に加熱して軟化させた（図２（ｃ））。この成形温度は、薄板２０５の材料であるＰＥＴの軟化点を参考にして実験により決定した。また、上金型２０１の温度は、下金型２０７と同じ方法にて約１００℃とした。
【００８８】
次に、上金型２０１を用いて薄板２０５をプレス成形することによりに穿孔を行った（図２（ｄ））。このままの状態で、薄板２０５を約３０℃に冷却した後、下金型２０７を離型した（図２（ｅ））。
【００８９】
次に、薄板２０５の下金型２０７が離型された側の面に、テフロン（登録商標）系撥水性有機溶剤「フロロサーフ」をスプレー塗布し、１２０℃で３０分間乾燥させることで撥液層２０９を設けた（図２（ｆ））。その後、上金型２０１からノズルプレート２０５ｂを真空吸着によりノズルプレート２０５ｂを保持して上金型２０１の突起２０１ａに垂直な方向の力が加わらない様に離型した（図２（ｇ））。
【００９０】
上述の結果、上金型２０１に形成されていたニッケル膜２０３は薄板２０５に転写され帯電用電極とすることができる。また、ノズルプレート２０５ｂの反対側の表面には、「フロロサーフ」による撥液層が、ノズルの内部に入り込むことなく、形成されている。
【００９１】
次にボディプレートを製造した。シリコン基板を用いて、公知のフォトリソグラフィー処理（レジスト塗布、露光、現像）及び異方性ドライエッチング技術を用いて、ノズルにそれぞれ連通する複数のキャビティとなる凹部、このキャビティにそれぞれ連通する複数のインク供給路となるインク供給溝及びこのインク供給に連通する共通インク室となる共通インク室溝、並びにインク供給口を形成した。
【００９２】
次に、図１に示すように、これまでに用意したノズルプレート２０５ｂとボディプレートとを接着剤を用いて貼り合わせ、更にボディプレートの各キャビティの背面に圧力発生手段であるピエゾ素子を取り付けて液滴吐出ヘッドとした。この液滴吐出ヘッドを、図１に示す液体吐出装置１の様に対向電極３に対向した位置に設置し、各ピエゾ素子と各駆動電圧電源２３、静電電圧電源１８と帯電用電極１６、各駆動電圧電源２３及び静電電圧電源１８と動作制御手段４とを接続して液体吐出装置１とした。尚、対向電極３及び静電電圧電源１８のマイナス端子は接地した。
【００９３】
静電電圧電源１８から印加する静電電圧Ｖｃを１．５ｋＶ、各ピエゾ素子に供給される各駆動電圧電源２３からの駆動電圧Ｖｄを２０Ｖとし、エタノールに染料（ＣＩアシッドレッド１）を３質量％含有した導電性の液体を吐出する液体として液滴吐出ヘッド２を動作させたところ、安定して吐出できることを確認した。
【００９４】
（実施例２）
本例の上金型２０１、下金型２０７、上金型２０１を動かすプレス機構及び高周波加熱用コイルは、周囲の外気と分離できるチャンバー内に設けた。
【００９５】
炭化珪素を材料とした上金型２０１（平面に直径５μｍ、高さ０．０５ｍｍの突起が６４本、３０μｍピッチで並んでいる形状。図２（ａ））の表面にスパッタ法で厚み０．１μｍの金膜２０３を成膜した（図２（ｂ））。この時、上金型２０１の表面の表面活性化処理は行わなかった。また、成膜時の上金型２０１の温度は、約２００℃とした。
【００９６】
次に、厚さ０．０５ｍｍの硼珪酸ガラスを材料とする薄板２０５を、炭化珪素を材料とした下金型２０７の上に載せ、チャンバー内を常圧の窒素ガス雰囲気とするためチャンバー内に窒素ガスの導入を開始し、開始後約３分経過したところで、高周波誘導加熱法により、下金型２０７を加熱して薄板２０５を約６８０℃にして軟化させた（図２（ｃ））。この成形温度は、薄板２０５の材料である硼珪酸ガラスの軟化点を参考にして実験により決定した。
【００９７】
次に、上金型２０１をプレス成形のために降下させる際、薄板２０５に触れる直前に停止させ、高周波誘導加熱法により下金型２０７と同じ温度になるまで加熱した後、更に上金型２０１を降下させて薄板２０５をプレス成形することによりに穿孔を行った（図２（ｄ））。穿孔後、そのままの状態で、薄板２０５を約３０℃に冷却した後、下金型２０７を離型した（図２（ｅ））。
【００９８】
次に、薄板２０５の下金型２０７が離型された側の面に、テフロン（登録商標）系撥水性有機溶剤「フロロサーフ」をスプレー塗布し、１２０℃で３０分間乾燥させることで撥液層２０９を設けた（図２（ｆ））。その後、上金型２０１からノズルプレート２０５ｂを真空吸着によりノズルプレート２０５ｂを保持して上金型２０１の突起に垂直な方向の力が加わらない様に突起に平行な方向に離型した（図２（ｇ））。
【００９９】
上述の結果、上金型２０１に形成されていた金膜２０３は薄板２０５に転写され帯電用電極とすることができる。また、ノズルプレート２０５ｂの反対側の表面には、「フロロサーフ」による撥液層２０９ａが、吐出孔２１１の内部に入り込むことなく、形成されている。
【０１００】
以降、静電電圧電源１８から印加する静電電圧Ｖｃを１．５ｋＶより高く設定した以外は、実施例１と同じとして、上述のノズルプレートを用いた液滴吐出ヘッド２を動作させたところ、安定して吐出できることを確認した。
【０１０１】
（実施例３）
本例の上金型２０１、下金型２０７、上金型２０１を動かすプレス機構及び光加熱の発光部は、周囲の外気と分離できるチャンバー内に設けた。
【０１０２】
炭素を材料とした上金型２０１（平面に直径１０μｍ、高さ０．０５ｍｍの突起が３２本、５０μｍピッチで並んでいる形状。図２（ａ））の表面にスパッタ法で厚み０．１μｍの白金膜２０３を成膜した（図２（ｂ））。この時、上金型２０１の表面の表面活性化処理は行わなかった。また、成膜時の上金型２０１の温度は、約２００℃とした。
【０１０３】
次に、厚さ０．０５ｍｍの石英を材料とする薄板２０５を、炭素を材料とした下金型２０７の上に載せ、チャンバー内を常圧の窒素ガス雰囲気とするためチャンバー内に窒素ガスの導入を開始し、開始後約３分経過したところで、ハロゲンランプを用いた光加熱法により、下金型２０７を加熱して薄板２０５を約１５８０℃にして軟化させた（図２（ｃ））。この成形温度は、薄板２０５の材料である石英の軟化点を参考にして実験により決定した。
【０１０４】
次に、上金型２０１をプレス成形のために降下させる際、薄板２０５に触れる直前に停止させ、光加熱法により下金型２０７と同じ温度になるまで加熱した後、更に上金型２０１を降下させて薄板２０５をプレス成形することによりに穿孔を行った（図２（ｄ））。穿孔後、そのままの状態で、薄板２０５を約６０℃に冷却した後、下金型２０７を離型した（図２（ｅ））。
【０１０５】
次に、薄板２０５の下金型２０７が離型された側の面に、メルク社の撥水性蒸着材料「Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１：パーフルオロアルキルシラン」を真空蒸着法で１０ｎｍの厚みに成膜して撥液層２０９とした（図２（ｆ））。その後、上金型２０１からノズルプレート２０５ｂを真空吸着によりノズルプレート２０５ｂを保持して上金型２０１の突起に垂直な方向の力が加わらない様に離型した（図２（ｇ））。
【０１０６】
上述の結果、上金型２０１に形成されていた白金膜２０３は薄板２０５に転写され帯電用電極とすることができる。また、ノズルプレート２０５ｂの反対側の表面には、「パーフルオロアルキルシラン」による撥液層２０９ａが、吐出孔２１１の内部に入り込むことなく、形成されている。
【０１０７】
以降、実施例１と同じとして、上述のノズルプレートを用いた液滴吐出ヘッド２を動作させたところ、安定して吐出できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施形態における液体吐出ヘッドを断面及び液体吐出装置の全体構成を示す図である。
【図２】ノズルプレートの製造工程を一例を断面図で説明する図である。
【図３】実機による吐出実験を行った液体吐出装置に全体構成を示す図である。
【図４】シミュレーションによるノズルの吐出孔付近の電位分布を模式的に示す図である。
【図５】ノズルプレートの体積抵抗率とメニスカス先端部の電界強度との関係を示す図である。
【図６】ノズルプレートに補助板を設けた例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  液体吐出装置
２  液体吐出ヘッド
３  対向電極
４  動作制御手段
１０、２１０  ノズル
１１、２０５ｂ  ノズルプレート
１２  吐出面
１３、２１１  吐出孔
１６  帯電用電極
１７  ノズルの内周面
１８  静電電圧電源
１９  ボディプレート
２０  キャビティ
２２  ピエゾ素子
２３  駆動電圧電源
Ｌ  液体
Ｄ  液滴
Ｋ  液滴Ｄの着弾を受ける基材
２０１  上金型
２０１ａ  ノズル形成用突起
２０３  金属膜
２０３ａ  転写された金属膜（帯電用電極）
２０５  薄板
２０５ａ  穿孔された薄板
２０７  下金型
２０９  撥液層
２０９ａ  ノズルプレート上の撥液層
【図１】
2007210115.tif 000003
【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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