(57)【要約】【課題】優れた加工品質を有するノズルを備えた液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に得ることが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】ノズルプレート２の表面に撥水膜１０を形成する第１の工程、撥水膜１０の表面に熱溶融材料からなる保護層１１を形成する第２の工程、ノズルプレート２に、少なくとも撥水膜１０を貫通してノズル２ａを形成する第３の工程、及び保護層１１を撥水膜１０から除去する第４の工程を含む製造方法により液滴吐出ヘッド１を製造する。【選択図】図４Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルプレートの表面に撥水膜を形成する第１の工程と、
前記撥水膜の表面に熱溶融材料からなる保護層を形成する第２の工程と、
前記ノズルプレートに少なくとも前記撥水膜を貫通してノズルを形成する第３の工程と、
前記保護層を前記撥水膜から除去する第４の工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程における前記保護層を構成する熱溶融材料として、熱溶融型ワックスを用いることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程における前記保護層の形成と、前記第４の工程における前記保護層の除去とを、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融により行うことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程における前記保護層の形成と、前記第４の工程における前記保護層の除去とを、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融によって行うとともに、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融を、前記保護層の形成の場合、前記熱溶融型ワックスの軟化点以上、液化点より低い温度で行い、前記保護層の除去の場合、前記熱溶融型ワックスの液化点以上、品質劣化温度より低い温度で行うことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程において、前記ノズルプレートの表面に撥水膜を形成する前に、前記ノズルプレートのノズル形成領域以外の表面に凸部を形成し、前記ノズルプレートのノズル形成領域の表面及び前記凸部の側面及び表面に前記撥水膜を形成する請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記凸部は、ＳＵＳから構成されたことを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記凸部は、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、優れた加工品質を有するノズルを備えた液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に得ることが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから、インクを微細な液滴状にして吐出することにより画像記録を行うためのインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）では、例えば、ノズル形成部材であるノズルプレートにレーザー加工を施すことによってノズルを形成している。
【０００３】
この場合、レーザー加工の出口側にシート状の保護材を貼付することによって、ノズルの加工品質を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に開示されたノズル形成方法は、ノズルプレート上に２０ｎｍ以上の厚さを有する含弗素重合体よりなるコーティング層（撥水層）を形成し、保護シートとして、コーティング層の表面にエキシマレーザーによるアブレーションが可能で、かつ剥離可能なプラスチックの被覆層を貼着させる方法である。
【特許文献１】特許第０３１９６７９６号（段落０００９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された発明には、以下のような問題がある。
【０００６】
すなわち、特許文献１に開示された発明の場合、保護シートの形成には、プラスチックの被覆層を貼着させる方法を用いているが、実際にこのような被覆層を形成するためには、薄くて取り扱いの困難なプラスチックフィルムを、撥水層の表面に貼着させるとともに、ノズルの形成後には剥離させなければならず、煩雑な作業を必要とするという問題がある。
【０００７】
さらに、記録品質に対する高精細性の要請に伴い、ノズルから吐出される液滴がノズルの開口面に対して垂直方向に吐出されるようにするため、ノズルプレートの表面のノズル周辺に撥水膜を形成することが行われるとともに、このような撥水膜を紙ジャム等による機械的な磨耗から保護するため、ノズルプレートの表面に予め凸部を形成しておき、撥水膜をノズルプレートの表面並びに凸部の表面及び側面に形成することが行われている。このため、プラスチックの被覆層のように剛性の比較的大きな材料からなる保護シートは、上述のような凹凸形状に十分に対応して密着することが困難で、レーザー加工時にノズルプレートの表面等から剥離してしまい、ノズル周辺におけるバリ等の発生を防止することができず、十分に満足すべき加工品質を得ることができないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、優れた加工品質を有するノズルを備えた液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に得ることが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、以下の液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１０】
［１］ノズルプレートの表面に撥水膜を形成する第１の工程と、前記撥水膜の表面に熱溶融材料からなる保護層を形成する第２の工程と、前記ノズルプレートに少なくとも前記撥水膜を貫通してノズルを形成する第３の工程と、前記保護層を前記撥水膜から除去する第４の工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１１】
このように構成することによって、ノズルプレートに保護層を形成した状態で、ノズルプレートの裏面側からレーザー加工等によってノズルを形成する場合に、加工品質の高いノズルを形成することができる。保護層は熱溶融材料からなるので、加熱溶融によって保護層の形成および除去が容易となる。また、ノズルプレートの表面のノズル周辺に撥水膜を形成することにより、ノズルから吐出される液滴がノズルの開口面に対して垂直方向に吐出されるようになる。
【００１２】
［２］前記第２の工程における前記保護層を構成する熱溶融材料として、熱溶融型ワックスを用いることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、保護層の形成及び除去を、貼付や剥離等の煩雑な作業に代えて、塗布や溶融除去という簡易かつ効率的な作業とすることができる。
【００１３】
［３］前記第２の工程における前記保護層の形成と、前記第４の工程における前記保護層の除去とを、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融により行うことを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、保護層の形成及び除去をさらに簡易かつ効率的な作業とすることができる。
【００１４】
［４］前記第２の工程における前記保護層の形成と、前記第４の工程における前記保護層の除去とを、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融によって行うとともに、前記熱溶融型ワックスの加熱溶融を、前記保護層の形成の場合、前記熱溶融型ワックスの軟化点以上、液化点より低い温度で行い、前記保護層の除去の場合、前記熱溶融型ワックスの液化点以上、品質劣化温度より低い温度で行うことを特徴とする前記［３］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、保護層の形成及び除去を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１５】
［５］前記第１の工程において、前記ノズルプレートの表面に撥水膜を形成する前に、前記ノズルプレートのノズル形成領域以外の表面に凸部を形成し、前記ノズルプレートのノズル形成領域の表面及び前記凸部の側面及び表面に前記撥水膜を形成する前記［１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、凸部間凹部の底面（ノズル形成面）にまで熱溶融材料が入り込み、ノズル周辺を撥水膜で覆うことができる。また、ノズル周辺に凸部を設けることにより、ノズル周辺の撥水膜をワイピング等による機械的な磨耗から保護することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によって、優れた加工品質を有するノズルを備えた液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に得ることが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（液滴吐出ヘッドの構成）
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図１は平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部詳細図である。
【００１８】
この液滴吐出ヘッド１は、図１に示すように、略平行四辺形の振動板７と、振動板７上に配置された複数の圧電素子８と、複数の圧電素子８に対向する位置に形成された複数のノズル２ａとを有し、圧電素子８を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル２ａから液滴として吐出するように構成されている。なお、図１中、７ａは、振動板７に設けられ、図示しない液体タンクから液体がヘッド１内部に供給される供給孔である。
【００１９】
また、液滴吐出ヘッド１は、図２（ａ）に示すように、ノズル２ａが形成されたノズルプレート２を有し、このノズルプレート２の吐出側と反対側の面（裏面）に、連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３と、連通孔４ａ及び供給孔４ｂを有する供給孔プレート４と、連通孔５ａ及び供給路５ｂを有する供給路プレート５と、圧力発生室６ａを有する圧力発生室プレート６と、上記振動板７と、上記圧電素子８とを順次積層して構成されている。また、液プール３ｂからは、供給孔４ｂ及び供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに連通し、圧力発生室６ａからは連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａに連通している。
【００２０】
さらに、液滴吐出ヘッド１は、図２（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の吐出側の面（表面）に、ノズル２ａ周辺に凸部９ａが形成されるように凸部プレート９が接合されており、ノズルプレート２のノズル２ａ周辺の表面、及び凸部９ａの表面及び側面に下地層１０ａ及び撥水層１０ｂからなる撥水膜１０を形成している。ノズル２ａの周辺に撥水膜１０を形成することにより、ノズル２ａから吐出する液滴がノズル２ａの開口面に対して垂直方向に吐出されるようになる。また、ノズル２ａの周辺に凸部９ａを設けることにより、ノズル２ａ周辺の撥水膜１０をワイピング等による機械的な摩耗から保護することができる。
【００２１】
圧電素子８は、上面と下面に電極がスパッタリング等により形成されており、下面の電極は、導電性接着剤により振動板７に電気的に接続され、振動板７を介して接地されている。圧電素子８の上面の電極は、ハンダによりフレキシブルプリント基板（図示せず）の導電パターンに接続されている。また、圧電素子８は、少なくとも液滴を吐出するために必要とされる面積が圧力発生室６ａに対応する振動板７の部分に接合されている。
【００２２】
なお、図１、図２では、１つの液滴吐出ヘッド１を示すが、複数の液滴吐出ヘッド１を組み合わせて液滴吐出ヘッドユニット（図示せず）として、また、複数の液滴吐出ヘッドユニットを配列して液滴吐出ヘッドアレイ（図示せず）として用いることができる。
【００２３】
（液滴吐出ヘッドの製造方法）
図３は、本液滴吐出ヘッド１の全体の製造工程を示し、図４は、詳細工程を示す。本液滴吐出ヘッド１の全体の製造工程は、ノズル２ａを有するノズルプレート２、連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３、凸部９ａを有する凸部プレート９、及び撥水膜１０から構成された第１の積層体Ｓ１を準備するＡ工程（図２（ａ）、図４Ａ（ａ）〜（ｃ）、図４Ｂ（ｄ）〜（ｆ）、図４Ｃ（ｇ）〜（ｉ）参照）と、供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７及び圧電素子８から構成された第２の積層体Ｓ２を準備するＢ工程（図２（ａ）、図４Ｄ（ｊ）参照）と、第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを接合するＣ工程（図２（ａ）、図４Ｄ（ｋ）参照）とに大別される。以下、Ａ〜Ｃ工程について詳細に説明する。
【００２４】
（１）第１の積層体Ｓ１を準備するＡ工程
この第１の積層体Ｓ１を準備するＡ工程は、図３に示すように、ノズルプレート２の表面に撥水膜１０を形成する第１の工程、撥水膜１０の表面に保護層１１を形成する第２の工程、ノズルプレート２にノズル２ａを形成する第３の工程、及び保護層１１を撥水膜１０から除去する第４の工程を含む。
＜１＞第１の工程
図４Ａ（ａ）に示すように、ノズル２ａが形成されることとなるノズルプレート２の吐出側の面（表面）に凸部９ａを形成する。
【００２５】
ノズルプレート２としては、ノズル２ａの形成が容易である点から合成樹脂から構成されたものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等を挙げることができる。中でも、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。ノズルプレート２の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００２６】
ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法としては、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレート２にＳＵＳ等の金属から構成された平板状の凸部プレート９を加熱加圧することによって接合し、次いで、凸部プレート９上にフォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようレジストをパターニングし、このパターニングされたレジストをマスクとして凸部プレート９をエッチングし、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法を挙げることができる。また、
ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する別の方法としては、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレート２に、ポリイミドあるいはエポキシ等の感光性樹脂から構成されたフィルムを常圧もしくは低圧中で加熱加圧により貼り合わせ、次いで
フォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようフィルムをパターニングし、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法を挙げることもできる。凸部９ａの高さは、１０〜２０μｍが好ましい。なお、ノズルプレート２として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接合に接着剤等を用いてもよい。
【００２７】
また、この凸部９ａの形成を省略して、直ちに、次の工程であるノズルプレート２の裏面に連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３を接合し、第１の積層体Ｓ１を形成する工程に移行してもよい。
【００２８】
次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の凸部９ａを形成した側の面とは反対側の面（裏面）に連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３を接合し、第１の積層体Ｓ１を形成する。なお、図４Ａ（ｂ）では、連通孔３ａの周辺のみを図示する。
【００２９】
プールプレート３としては、連通孔３ａ及び液プール３ｂを有し、材質が、耐インク性
等の点からＳＵＳ等の金属から構成されたものを好適例として挙げることができる。
【００３０】
ノズルプレート２の裏面とプールプレート３の表面とを接合する具体的な方法としては、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレート２の裏面に、プールプレート３の表面を加熱加圧することにより接合する方法を挙げることができる。ノズルプレート２として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接着剤等を用いてもよい。
【００３１】
上記ノズルプレート２と凸部プレート９、及びノズルプレート２とプールプレート３とを接着剤により接合する場合は、接着剤として、ポリイミド，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００３２】
次に、図４Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２及び凸部プレート９の表面に撥水膜１０を形成する。
【００３３】
撥水膜１０としては、例えば、フッ素系撥水膜、シリコン系撥水膜、プラズマ重合保護膜、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ニッケル共析めっき等を挙げることができる。撥水膜１０の厚さは、耐摩耗性の点で４０〜１３０ｎｍであることが好ましい。
【００３４】
撥水膜１０を形成する具体的な方法としては、例えば、含フッ素樹脂溶液を蒸着又は塗布する方法、含フッ素樹脂分散液を蒸着又は塗布した後、加熱溶融処理を施す方法、シリコン含有樹脂を塗布する方法、プラズマ重合保護膜を形成する方法、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ニッケル共析めっきを施す方法等を挙げることができる。中でも、含フッ素樹脂を蒸着することによって形成したものが、撥水膜１０の密着性を向上させることができる点で好ましい。なお、含フッ素樹脂としては、例えば、ナノス（株式会社ティーアンドケー社製）を挙げることができる。
【００３５】
撥水膜１０は、図４Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２の表面側に形成される下地層１０ａと、下地層１０ａ上に形成される撥水層１０ｂとからなるものを用いることが撥水膜の密着性をさらに向上させることができることから好ましい。
【００３６】
具体的には、下地層１０ａとして、例えば、厚さが３０〜１００ｎｍの、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ等のシリコン酸化膜、又はＳｉ２Ｎ３、ＳｉＮｘ等のシリコン窒化膜を用いることが、耐インク性に優れるとともに、ノズルプレート２として用いるポリイミドのような樹脂及び撥水層１０ｂに用いるフッ素系撥水材料との密着性にも優れていることから好ましい。撥水層１０ｂとしては、厚さが１０〜３０ｎｍの、上述の撥水膜１０におけるものと同様のものを用いることができる。
【００３７】
このような撥水膜１０、又は下地層１０ａ及び撥水層１０ｂを形成する具体的な方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を挙げることができる。中でも、撥水膜１０、又は下地層１０ａ及び撥水層１０ｂとして、蒸着により形成されたものを用いることが、撥水膜等の密着性を向上させることができることから好ましい。スパッタリング法によって下地層１０ａを形成する場合、下地層１０ａを形成する前に、スパッタリング装置内で逆スパッタリングによりノズルプレート２の表面を処理することによってノズルプレート２と下地層１０ａとの間の密着性を向上させることができる。また、下地層１０ａを形成した後、同一チャンバー内で撥水層１０ｂとしての、例えば、フッ素系撥水層を形成することが好ましい。ただし、撥水層１０ｂを形成する前に、特に、下地層１０ａ形成後にチャンバーから取り出した場合には、紫外線洗浄（ＵＶ照射による処理）をすることによって、下地層１０ａの表面状態を良好なものに回復させることができる。
【００３８】
＜第２の工程＞
図４Ｂ（ｄ）〜（ｆ）に示すように、撥水膜１０の表面に、熱溶融材料からなる保護層１１を形成する。
【００３９】
保護層１１を構成する熱溶融材料としては、例えば、熱溶融型ワックス、リキッドワックス、コート剤等を挙げることができる。中でも、熱溶融型ワックスが好ましく、具体的には、
軟化点が５０℃で液化点が６０℃の、日化精工株式会社製、商品名：アクアワックス８０を挙げることができる。
【００４０】
ここで、「軟化点」とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７（環球法）に規定された測定方法によって測定される温度であって、試料を規定条件の下で加熱したとき、試料が規定距離まで垂れ下がるときの温度と定義されるが、本発明においては、熱溶融型ワックスを塗布して保護層１１を形成することが可能な温度を意味する。「液化点」とは、本発明においては、後述する第４の工程において、熱溶融型ワックスが撥水膜１０の上で球状に変化する温度を意味する。
【００４１】
熱溶融型ワックスの加熱溶融は、第２の工程において保護層１１を形成する場合、熱溶融型ワックスの軟化点以上、液化点より低い温度で行うことが好ましく、後述する第４の工程における保護層１１の除去の場合は、熱溶融型ワックスの液化点以上、品質劣化温度より低い温度で行うことが好ましい。
【００４２】
ここで、「品質劣化温度」とは、熱溶融型ワックスが熱分解・熱酸化・熱劣化によって、接着力低下等の品質劣化を生じる温度を意味する。熱溶融型ワックスの場合、通常１５０℃程度の温度である。
【００４３】
まず、図４Ｂ（ｄ）に示すように、熱溶融材料として、例えば、固形状の熱溶融型ワックス（以下単に「ワックス」ということがある。）１１ａ（日化精工株式会社製、商品名：アクアワックス８０、軟化点５０℃、液化点６０℃）を用い、撥水膜１０が形成されたノズルプレート２とプールプレート３との積層体を５０℃のホットプレート１２上に乗せて加熱し、ワックス１１ａを撥水膜１０に接触させる。なお、上記積層体を加熱する方法としては、上述のホットプレートを用いる方法の他に、オーブン内で加熱する方法、温風によって加熱する方法等を用いてもよい。
【００４４】
次に、図４Ｂ（ｅ）に示すように、固形状のワックス１１ａが溶融しだしたら、撥水膜１０の全面上に、ワックス１１ａを移動させ、一面に不連続な部分がないワックス１１ａからなる保護層１１を形成させる。なお、ワックス１１ａが、凸部９ａ間凹部の底部（ノズルプレート２のノズル形成面）まで入り込まない場合は、スキージ１３等を用いて細部まで入り込ませることが好ましい。
【００４５】
＜第３の工程＞
図４Ｂ（ｆ）に示すように、保護層１１が形成された積層体をホットプレート１２上から移動させ、常温で保護層（ワックス）１１が固まるまで放置し、ノズルプレート２の裏面側から、貫通孔を穿設してノズル２ａを形成する。
【００４６】
本実施の形態において、貫通孔を穿設する（ノズル２ａを形成する）具体的な方法としては、例えば、微細な加工が可能であることからレーザーＲの照射によるレーザー加工を好適例として挙げることができる。このようなレーザー加工に用いられるレーザーとしては、ガスレーザーでも固体レーザーでもよい。ガスレーザーとしては、エキシマレーザー等を挙げることができ、固体レーザーとしてはＹＡＧレーザー等を挙げることができる。中でも、エキシマレーザーを用いることがノズルの加工品質の点から好ましい。
【００４７】
なお、貫通孔を穿設する（ノズル２ａを形成する）タイミングとしては、ノズルプレート２にノズル２ａを形成してから、ノズルプレート２とプールプレート３とを接合してもよい。
【００４８】
＜第４の工程＞
図４Ｃ（ｇ）〜（ｉ）に示すように、保護層１１を撥水膜１０から除去して第１の積層体Ｓ１を得る。
【００４９】
図４Ｃ（ｇ）に示すように、ノズル２ａの形成後、第１の積層体Ｓ１を６０℃のホットプレート１２の上に乗せて加熱すると、保護層（ワックス）１１は液状になると同時に撥水膜１０の上では球状になるので、この球状ワックス１１ｂをベンコット等の吸水性シート、綿棒等の除去部材１４で撥水膜１０の上から除去する。なお、第１の積層体Ｓ１を加熱する方法としては、上述のホットプレートを用いる方法の他に、オーブン内で加熱する方法、温風によって加熱する方法等を用いてもよい。この場合、アブレーションによって発生したデブリ（ごみ）１５も同時に除去することができる。このように、保護層１１は、撥水膜１０の上から溶融除去することが可能なので、優れた加工品質のノズルを得ることができる。さらに、ワックスを溶解することが可能な一般的な溶剤（イソプロピルアルコールやエタノール）を用いて後処理をすることによって、ワックスを完全に除去することが可能なので、ノズル加工品質をさらに高めることができる。
【００５０】
図４Ｃ（ｈ）に示すように、上述の工程を経由することによって、ノズル２ａを有するノズルプレート２、連通孔３ａ及び液プール３ｂ（図２（ａ）参照）を有するプールプレート３、凸部９ａを有する凸部プレート９、及び撥水膜１０から構成された第１の積層体Ｓ１が準備される。
【００５１】
なお、保護層１１の撥水膜１０からの除去方法としては、上述のように、球状ワックス１１ｂをベンコット等の除去部材１４で撥水膜１０の上から除去することの代わりに、図４Ｃ（ｉ）に示すように、第１の積層体Ｓ１を傾けることによって球状ワックス１１ｂが転がり落ち、デブリ１５とともにワックス回収タンク１６に収納することによって除去してもよい。また、回収したワックスは再利用することができるため製造コスト化の低減を図ることができる。
【００５２】
本実施の形態においては、保護層１１の形成、除去を、熱溶融型ワックスの加熱溶融によって行った場合を説明したが、ドライエッチング、又はウエットエッチングにより行ってもよい。
【００５３】
（２）第２の積層体Ｓ１を準備するＢ工程
図４Ｄ（ｊ）に示すように、供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７及び圧電素子８を接合して第２の積層体Ｓ２を形成する。
【００５４】
第２の積層体Ｓ２を構成する供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７及び圧電素子８のうち少なくとも、第１の積層体Ｓ１を構成するプールプレート３と接合される供給孔プレート４は、ＳＵＳ等の金属から構成されたものであることが、後述する第３の工程において、第１及び第２の積層体Ｓ１、Ｓ２の接合時（具体的には、撥水膜１０の形成された第１の積層体Ｓ１におけるプールプレート３と、第２の積層体Ｓ２の供給孔プレート４との接合時）の温度を、撥水膜１０の耐熱温度以下の温度とすることが容易であり、撥水膜１０の膜質の劣化を有効に防止することができることから好ましい。
【００５５】
供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、及び振動板７を接合して第２の積層体Ｓ２を形成する方法としては、例えば、ポリイミド，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。
【００５６】
（３）第１の積層体Ｓ１及び第２の積層体とを接合するＣ工程
図４Ｄ（ｋ）に示すように、第１の積層体Ｓ１のプールプレート３と第２の積層体Ｓ２の供給孔プレート４を撥水膜１０の耐熱温度以下の温度で接合して、液滴吐出ヘッド１を得る。
【００５７】
撥水膜１０の耐熱温度は、撥水膜１０を構成する材料によって異なるが、例えば、材料がナノスの場合は２５０℃、ＮＲ−１００（ダイキン工業製）の場合は３００℃である。従って、撥水膜１０を構成する材料に対応して、それぞれの耐熱温度以下の温度で接合することが好ましい。  
【００５８】
（液滴吐出ヘッドの動作）
次に、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動作について説明する。液プール３ｂは、インクタンク（液タンク）（図示せず）から供給されたインクで満たされており、液プール３ｂからインクが供給孔４ｂ及び供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに供給され、圧力発生室６ａにインクが貯留している。画像信号に応じて複数の圧電素子８を選択的に駆動すると、振動板１３は圧電素子８の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室６ａ内の容積が変化し、圧力発生室６ａに貯留しているインクが連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａから液滴として紙、布、フィルム等の被印刷物上に吐出し、被印刷物に画像を記録する。
【００５９】
複数の液滴吐出ヘッド１を図１の紙面の横方向に配列して被印刷物の幅に対応した長さの液滴吐出ヘッドユニットを用いることにより、液滴吐出ヘッドユニットを固定し、被印刷物をヘッドユニットの長手方向に直交する方向に移動させて被印刷物全体に画像を記録することができる。なお、被印刷物を移動させずに液滴吐出ヘッドユニットを移動させてもよい。
【００６０】
また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）に対応したインク滴を吐出する４つの液滴吐出ヘッドユニットをヘッドユニットの長手方向に直交する方向に配列した液滴吐出ヘッドアレイを用いることにより、被印刷物にカラー画像を記録することができる。
【００６１】
（液滴吐出ヘッドの製造方法の効果）
上述した本実施の形態の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（イ）本実施の形態のＡ工程（第２の工程）において、保護層１１となる熱溶融型ワックスは、塗布時には溶融状態であるので、凸部９ａ間凹部の底部（ノズルプレート２のノズル形成面）まで入り込み、底部に密着して良好にカバーすることができる。
（ロ）Ａ工程（第４の工程）において、保護層１１を除去する際に、液状の球状ワックス１１ｂとして除去するため、アブレーションによって発生したデブリ１５も同時に除去することができる。また、保護層１１となった溶融型ワックスを、回収する工程を付加することも可能で、このように構成することによって、回収された溶融型ワックスは再利用も可能で、製造コストを低減することができる。
（ハ）Ａ工程（第１の工程）において、例えば、ノズルプレート２として自己融着性のポリイミド樹脂を用い、プールプレート３としてＳＵＳ等の金属を用いて、ノズルプレート２を構成するポリイミド樹脂の自己融着性を利用して接合した場合、接合時にノズルプレート２の表面に撥水膜１０は形成されていないから、撥水膜１０の熱的ダメージを考慮する必要がなく、接合温度を高温とすることができる。
（ニ）Ｃ工程において、撥水膜１０の形成後は、例えば、供給孔プレート４としてＳＵＳ等の金属を用いて、第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを接合する場合、金属プレート同士（プールプレート３及び供給孔プレート４）を接着剤で接合するが、この時の接合温度は、ポリイミド樹脂の自己融着性を利用してポリイミド樹脂から構成されたノズルプレート２とＳＵＳ等の金属から構成されたプールプレート３とを接合する場合に比べて、５０℃以上低い温度、すなわち撥水膜１０の耐熱温度以下で接合することができるため、撥水膜１０に対する熱的ダメージを抑制することができる。
【実施例１】
【００６２】
以下、図５〜図８を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。図５は、ワックス塗布前の状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。図６は、５０℃でワックスを塗布した状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。図７は、６０℃でワックスが球状になった状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。図８は、６０℃でワックスをベンコットで除去した状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。
【００６３】
自己融着型のポリイミドフィルムから構成された厚さが５０μｍのノズルプレート２に、厚さが１０μｍのＳＵＳプレートを加熱加圧（３００℃、３００ｋｇｆ）により接合し、ＳＵＳプレート上にフォトリソグラフィ法により凸部９ａを形成し、ノズルプレート２の裏面に、連通孔３ａを有したＳＵＳから構成されたプールプレート３を加熱加圧（３００℃、３００ｋｇｆ）によって接合し、ノズルプレート２の表面及び凸部９ａの表面及び側面に、下地層１０ａとしてスパッタリング法により二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を着膜させて、その後、蒸着法によってフッ素系撥水材料から構成された撥水層１０ｂを着膜させた。そのときの状態を図５に示す。
【００６４】
次に、熱溶融材料として固形状の熱溶融型ワックス１１ａ（日化精工株式会社製、商品名：アクアワックス８０、軟化点５０℃、液化点６０℃）を用い、撥水膜１０が形成されたノズルプレート２とプールプレート３との積層体を５０℃のホットプレート１２上に乗せて加熱し、ワックス１１ａを撥水膜１０に接触させた。
【００６５】
次に、固形状のワックス１１ａが溶融しだしたら、撥水膜１０の全面上に、スキージ１３等を用いてワックス１１ａを移動させ、一面に不連続な部分がないワックス１１ａからなる保護層１１を形成させた。そのときの状態を図６に示す。ワックス１１ａは、凸部９ａ間凹部の底部に入り込んでいる。
【００６６】
次に、プールプレート３側からエキシマレーザーを照射することによって貫通孔を穿設してノズル２ａを形成した。
【００６７】
次に、ノズル２ａの形成後、第１の積層体Ｓ１を６０℃のホットプレート１２の上に乗せて加熱し、保護層（ワックス）１１を溶融させると、ワックス１１は、図７に示すように、液状になると同時に撥水膜１０の上では球状になった。
【００６８】
次に、この球状ワックス１１ｂをベンコットで撥水膜１０の上から除去すると、図８に示すように、球状ワックス１１ｂが完全に除去された。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施の形態及び上記実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００７０】
例えば、上記実施の形態及び上記実施例では、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成し、それらの表面に撥水層１０を形成したが、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成せずにノズルプレート２の表面に撥水層１０を形成してもよい。
【００７１】
また、ノズルプレート２に放電加工、フォトエッチング、ポンチによるプレス加工、レーザー加工等の加工を施してノズルの周囲に凸部９ａを形成してもよい。これにより、ノズルプレート２と凸部９ａを一体的に形成することができるので、接合工程等を省略することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、圧電素子８を用いて液滴を吐出したが、本発明は、熱エネルギーの作用で液滴を吐出する熱インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部詳細図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの全体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図４Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図４Ｃ】（ｇ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図４Ｄ】（ｊ）〜（ｋ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図５】ワックス塗布前の状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。
【図６】５０℃でワックスを塗布した状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。
【図７】６０℃でワックスが球状になった状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。
【図８】６０℃でワックスをベンコットで除去した状態を示し、（ａ）はノズルプレート上の表面の写真、（ｂ）は（ａ）中○で示した箇所の拡大写真である。
【符号の説明】
【００７５】
１  液滴吐出ヘッド
２  ノズルプレート
２ａ  ノズル
３  プールプレート
３ａ  連通孔
３ｂ  液プール
４  供給孔プレート
４ａ  連通孔
４ｂ  供給孔
５  供給路プレート
５ａ  連通孔
５ｂ  供給路
６  圧力発生室プレート
６ａ  圧力発生室
７  振動板
７ａ  供給孔
８  圧電素子
９  凸部プレート
９ａ  凸部
１０  撥水膜
１０ａ  下地層
１０ｂ  撥水層
１１  保護層
１１ａ  熱溶融ワックス
１１ｂ  球状ワックス
１２  ホットプレート
１３  スキージ
１４  除去部材
１５  デブリ
１６  ワックス回収タンク
Ｓ１  第１の積層体
Ｓ２  第２の積層体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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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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