ノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器
【課題】親水性のノズル孔内面と撥水性のノズルプレート表面（吐出面）との境界線を精度良く形成することで、吐出精度を向上させる。
【解決手段】基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、凹形状の表面に第１の膜３００を形成する工程と、第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、第１の膜３００を凸形状に露出させる工程と、第２の面に第２の膜３４０を形成する工程と、第１の膜３００の凸形状の一部が貫通するまで第１の膜３００および第２の膜３４０をエッチングし孔部を形成する工程と、第２の面側表面の少なくとも孔部の開口部３５０周辺に撥水性３４２を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法である。
【解決手段】基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、凹形状の表面に第１の膜３００を形成する工程と、第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、第１の膜３００を凸形状に露出させる工程と、第２の面に第２の膜３４０を形成する工程と、第１の膜３００の凸形状の一部が貫通するまで第１の膜３００および第２の膜３４０をエッチングし孔部を形成する工程と、第２の面側表面の少なくとも孔部の開口部３５０周辺に撥水性３４２を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器に係り、特に、新水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界を精度良く形成することができるノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置で用いられるインクジェットヘッドでは、ノズルプレートの表面にインクが付着していると、ノズルから吐出されるインク液滴が影響を受けて、インク液滴の吐出方向にばらつきが生じることがある。インクが付着すると、記録媒体上の所定位置にインク液滴を着弾させることが困難となり、画像品質が劣化する要因となる。
【０００３】
そこで、ノズルプレート表面にインクが付着することを防止するために、ノズルプレートの表面に撥液膜を形成する方法が各種提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１には、ノズルを形成する樹脂部材（有機膜）の表面に撥水膜を形成するため、樹脂部材の表面に撥水材をミスト化して暴露させることが記載されている。下記の特許文献２には、インクジェット記録ヘッドの吐出口の形成端面にイオン注入法により撥水性を付与する技術が記載されている。特許文献３には、ノズル形成部分の吐出面側に、予め撥水性を有する微粒子を含む金属をメッキし、その後メッキ表面にレーザーを照射し、撥水膜を形成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１０９８４号公報
【特許文献２】特開平６−３２０７３３号公報
【特許文献３】特開平９−２７７５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から３に記載されているように、ノズルプレートの表面（インク吐出面）には撥液膜（撥液性被膜）が形成されており、インク滴の吐出特性の安定化が図られている。
【０００７】
これに対し、ノズル内部は、インクの充填性などのために親水性に形成されている。したがって、新水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界が存在することになる。この境界が不均一になると、吐出安定性が低下するという問題が発生する。
【０００８】
ここで、吐出面に撥液膜が形成されたノズルプレートにおける、従来のノズル孔の開口方法について図１２を用いて説明する。
【０００９】
まず、ノズルプレート６１０に図１２（ａ）に示すような構造体を形成する。ノズルプレート６１０の表面には酸化膜６２２が形成されるとともに、凸部６２０が形成されている。このノズルプレート６１０の表面に、撥液膜６２４を形成する（図１２（ｂ））。
【００１０】
次に、ドライエッチングにより、撥液膜６２４と凸部６２０を構成する酸化膜６２２のエッチングを行う。そして、凸部６２０を開口してノズル孔となる開口部６２６を形成する（図１２（ｃ））。
【００１１】
以上のような工程により、親水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界精度の高いノズ
ルプレートを製造することができる。
【００１２】
しかしながら、このプロセスは、凸部６２０と撥液膜６２４を同時にエッチングするため、そのエッチング工程により撥液膜６２４自体にダメージを与えてしまい、撥水性が低下する可能性があった。その結果、耐メンテナンス性、吐出精度に悪影響を及ぼす可能性があった。
【００１３】
また、酸化膜６２２の厚みが厚い場合は、ノズルプレート表面のノズル孔周辺部が親水性となるため、吐出精度が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、親水性のノズル孔内面と撥水性のノズルプレート表面（吐出面）との境界線を精度良く形成することで、吐出精度を向上させるノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、前記凹形状の表面に第１の膜を形成する工程と、前記第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、前記第１の膜を凸形状に露出させる工程と、前記第２の面に第２の膜を形成する工程と、前記第１の膜の前記凸形状の一部が貫通するまで前記第１の膜および前記第２の膜をエッチングし孔部を形成する工程と、前記第２の面側表面の少なくとも前記孔部の開口部周辺に撥水性を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。
【００１６】
請求項１によれば、第１の膜の凸形状の一部が貫通するまで第１の膜および第２の膜をエッチングし孔部を形成した後、第２の面側の表面の少なくとも孔部の開口部周辺に撥水性を付与している。したがって、エッチングなどにより第２の膜が除去されたり、第１の膜に厚みがあり、開口部周辺が第１の膜で形成され撥水性を有さない場合などに、開口部周辺に撥水性を付与することができる。そのため、孔部の開口部周辺を撥水性とすることができるので、吐出精度を安定化させることができる。
【００１７】
請求項２は請求項１において、前記第２の膜が撥水性を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３は請求項２において、前記撥水性を付与する工程は、前記第２の面側の前記エッチングにより除去された前記第１の膜の断面および前記第２の膜が剥離した部分に撥水性を付与することを特徴とする。
【００１９】
請求項２および請求項３によれば、第２の膜の形成時において、第２の膜に撥水性を付与しているので、エッチングにより第２の面側の撥水性を有さなくなった部分にのみ、撥水性を付与することができる。したがって、撥水性を付与する工程の処理時間を削減することができ、第２の面側の全面に撥水性を付与することができる。
【００２０】
請求項４は請求項１において、前記第２の膜は撥水性を有さず、前記撥水性を付与する工程で、前記第２の膜に撥水性を付与することを特徴とする。
【００２１】
請求項４によれば、撥水性を付与する工程において、第２の膜に撥水性を付与することで、第２の面側全面に撥水性を付与することができる。
【００２２】
請求項５は請求項１から４いずれか１項において、前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むガス中に暴露することを特徴とする。
【００２３】
請求項５によれば、開口部周辺の膜が有機膜である場合、フッ素を含むガス中に暴露することで、有機膜中にフッ素を導入することで、撥水性を付与することができる。フッ素を含むガス中に暴露することで、有機膜を選択的に撥水膜とすることができる。
【００２４】
請求項６は請求項１から４いずれか１項において、前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むイオンを注入することを特徴とする。
【００２５】
請求項６によれば、撥水性を付与する工程が、フッ素を含むイオンを注入する工程とすることで、材料の制限を受けることなく撥水性を付与することができる。
【００２６】
請求項７は請求項１から６いずれか１項において、前記第１の膜が、無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類を含むことを特徴とする。
【００２７】
第１の膜は、ノズルの内部表面となる膜であるため、請求項７によれば、第１の膜を無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類とすることにより、エッチング後の撥水性を付与する工程で、第１の膜に撥水性が付与されることを防ぐことができる、撥水性を付与する工程がフッ素を含むガス中に暴露する工程であれば、第１の膜は無機材料、金属材料、および、それらの複合材料とすることで、第１の膜に撥水性が付与されることを防ぐことができる。また、イオンを注入する方法であれば、イオン注入は、所定の場所を選択的に行うことができるので、第１の膜が撥水性となることを防止することができる。
【００２８】
請求項８は請求項１から７いずれか１項において、前記第２の膜が、フッ素を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項８によれば、第２の膜がフッ素を含んでいるため、適切に吐出面の撥水性を確保することができる。
【００３０】
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、請求項１から８いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを提供する。
【００３１】
本発明の請求項１０は前記目的を達成するために、請求項９に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
【００３２】
本発明の請求項１１は前記目的を達成するために、請求項１０に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする電子機器を提供する。
【００３３】
本発明のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレート、ノズルプレートを備えるインクジェットヘッド、電子機器によれば、液体の吐出性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のノズルプレートの製造方法によれば、エッチングを行なった後に、ノズル孔周辺部に親水性の部分が形成されても、再度撥水性を付与しているため、ノズルプレート表面の開口部周辺を撥水性とすることができる。したがって、液体の吐出安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態で製造されるインクジェットヘッドの断面図である。
【図２】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図３】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図４】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図５】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図６】有機膜に使用できる材料の一例を示した図である。
【図７】ノズル開口時のエッチング方法を示した図である。
【図８】フッ素ガス処理による撥液方法を説明する図である。
【図９】フッ素ガス処理による他の撥液方法を説明する図である。
【図１０】イオン注入による撥液方法を説明する図である。
【図１１】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図１２】従来のノズル孔の開口方法を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面に従って、本発明に係るノズルプレートの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００３７】
＜インクジェットヘッドの製造方法＞
図１は、インクジェットヘッド１００の立体構造の一例を示す断面図であり、記録素子単位となる１チャンネル分のインク噴射素子が図示されている。
【００３８】
同図に示すように、インクジェットヘッド１００は、ピエゾカバー１０、供給流路２０、基板３０、液室３２、圧力室３５、振動板４０、圧電素子５０、ノズルプレート５５、ノズル６０、及び撥液膜６５から構成されている。
【００３９】
圧力室３５の天面を構成している振動板４０の上には圧電素子５０が形成されている。この圧電素子５０に駆動電圧が印加されると、圧電素子５０が変形する。これにより、振動板４０が変形し、圧力室３５の容積が減少し、圧力室３５内のインクに圧力が加わり、インクがノズルプレート５５に形成されたノズル６０から吐出される。
【００４０】
ノズル６０からインクが吐出されると、供給流路２０と連通されるインクの供給源たるタンク（不図示）から液室３２を介して圧力室３５へインクが充填される。
【００４１】
なお、ノズル６０から吐出された分のインクを供給させるのではなく、供給流路２０から液室３２に供給されたインクを、図１において破線で示した循環流路２１を介して循環用のタンク（不図示）に循環させるように構成してもよい。
【００４２】
撥液膜６５は、ノズルプレート５５の露出面に形成され、ノズルプレート５５の吐出面を保護するとともに、吐出面に撥水性を持たせている。また、撥液膜６５は、その開口部がノズルプレート５５のノズル６０の位置と適合するように形成される。ここでは、ノズル６０の形状は直径が約２〜２０μｍの円形であるが、楕円形、正方形、あるいは長方形であってもよい。
【００４３】
撥液膜６５の形成には、様々な材料を用いることができ、一例としてフッ素重合体を用いてスピンコート法により形成する方法がある。
【００４４】
次に、図１に示したノズルプレート５５の製造方法について説明する。図２〜図５は、本実施の形態に係るノズルプレートの製造方法を示した工程図である。
【００４５】
本実施形態のノズルプレート５５は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板２００を用いて製造する。ＳＯＩ基板２００は、ハンドル層２１０、ハンドル層２１０の一面側に設けられたＢＯＸ（Buried Oxide）層（埋め込み酸化膜層）２１５、ＢＯＸ層２１５のハンドル層２１０の反対側に設けられたデバイス層２２０とから構成されている（図２（ａ））。
【００４６】
ここでは、ハンドル層２１０の厚さは約６００μｍ、デバイス層２２０の厚さは約３０μｍ、ＢＯＸ層２１５の厚さは約１μｍとなっている。
【００４７】
まず、マスクアライメント用のレチクルマーク２３０をデバイス層２２０にエッチングする。さらに、デバイス層２２０の表面に酸化膜２３５、及びハンドル層２１０の表面に酸化膜２４０を形成する（図２（ｂ））。これらの酸化膜は、例えば熱酸化法で形成することができ、厚さは少なくとも１μｍとする。
【００４８】
次に、酸化膜２３５をエッチングによりパターニングし、開口部２５０を形成する（図２（ｃ））。開口部２５０は、酸化膜２３５が完全に除去され、デバイス層２２０が露出された状態となっている。
【００４９】
エッチング方法としては、ＢＯＥ（Buffered Oxide Etch）等のウエットエッチングや、ドライエッチングを用いることができる。
【００５０】
続いて、酸化膜２３５の上に犠牲層２６０を形成する。次に、開口部２５０の位置に円形（又は楕円、長方形、正方形等）の開口部２６５を形成する（図２（ｄ））。ここで、開口部２５０の中心と開口部２６５の中心は一致しており、かつ開口部２６５の口径は開口部２５０の口径よりも小さくなっている。
【００５１】
また、開口部２６５は、デバイス層２２０及びＢＯＸ層２１５を貫通し、ハンドル層２１０の内部まで到達するように形成される。開口部２６５は、ハンドル層２１０の約１〜５μｍ（例えば２μｍ）だけ内部まで形成される。
【００５２】
この開口部２６５は、多数のエッチング工程によって形成することができる。また、開口部２６５のエッチング後、犠牲層２６０を除去する。
【００５３】
次に、開口部２６５を含む開口部２５０に、ライナー膜２７０を形成する（図３（ｅ））。このライナー膜２７０は、開口部２６５を含む開口部２５０の次工程のエッチングに対する保護膜として機能する。ライナー膜２７０としては、窒化物、二酸化ケイ素、あるいは金属を用いることができる。窒化物ライナーであれば、低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ）によって形成することができ、酸化物ライナーであれば、プラズマ（ＰＥＣＶＤ）や熱酸化処理により形成することができる。ライナー膜２７０の厚さは、最小で０．２μｍとする。
【００５４】
さらに、開口部２６５におけるライナー膜２７０の空洞部に、フォトレジスト２８０をパターニングする（図３（ｆ））。
【００５５】
次に、ライナー膜２７０をエッチングし、開口部２５０の位置のデバイス層２２０を露出させる（図３（ｇ））。このとき、酸化膜２３５もエッチングされ、その厚みが減少する。
【００５６】
開口部２５０の位置におけるデバイス層２２０の露出した部分をエッチングすることで、テーパー部２９０を形成する（図３（ｈ））。例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）を用いた結晶異方性エッチングを行うことで、テーパー部２９０を四角錐状のテーパー形状に形成することができる。
【００５７】
次に、リン酸あるいはフッ化水素によりライナー膜２７０及びフォトレジスト２８０を除去し、酸化膜２３５、及び開口部２５０に第１の膜３００を形成する（図４（ｉ））。第１の膜３００を構成する材料としては、有機膜、無機膜、金属膜、またはその複合膜を使用することができる。有機膜としては、ＣＨ３基やＣＨ２基、ＣＨ基が含まれるものが用いられ、例えば、ポリオレフィン（Ｐ０）系、ポリスチレン（ＰＳ）のようなＰ０系＋芳香族のような材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系等の芳香族系化合物等が挙げられる。また、図６に示すような有機シラン材、特開２００８−１０５２３１号公報に記載されるようなプラズマＣＶＤを用いたシリコーン系のプラズマ重合膜やグラフト重合法によるグラフト膜を挙げることができる。無機膜としては、酸化物、窒化物、Ｓｉ化合物、ＤＬＣ膜など、金属膜としてはめっき膜を用いることができる。第１の膜の厚さは１μｍ未満である。
【００５８】
ＳＯＩ基板２００の第１の膜３００の形成された面が、基礎基板３１０と接合される（図４（ｊ））。基礎基板３１０は、図１に示す圧力室３５等が形成されているものである。これらの基板の接合には、接着剤や溶融接着を用いることができる。
【００５９】
次に、研磨やドライエッチング等により酸化膜２４０及びハンドル層２１０を除去する（図４（ｋ））。例えば、酸化膜２４０は、ドライエッチングにより除去することができる。ハンドル層２１０は、研磨によりおおまかに除去した後、残りの部分を第１の膜３００及びＢＯＸ層２１５と選択的にウエットエッチング又はドライエッチングをすることにより除去することができる。
【００６０】
ここで、開口部２６５はハンドル層２１０の約１〜５μｍだけ内部まで形成され、さらに開口部２６５には第１の膜３００が形成されたため、ハンドル層２１０が除去されてＢＯＸ層が露出した面には、第１の膜３００が突出した突出部３３５が存在している。
【００６１】
このＢＯＸ層が露出した面に、シリコンの付着を促進する付着促進層３３０を形成する（図４（ｌ））。付着促進層３３０は、タンタルやチタン等の金属、又はこれらの酸化物から構成されており、さらに非多孔性の構造を有していることが好ましい。
【００６２】
次に、付着促進層３３０の上に第２の膜３４０を形成する（図５（ｍ））。第２の膜３４０は、有機膜、無機膜、金属膜、またはその複合膜を使用することができる。また、第２の膜３４０自体の撥水性の有無は、特に限定されない。撥水性を有さない材料としては、上述した第１の膜３００と同様の材料を用いることができる。撥水性を有さない膜を使用することで、多様な成膜方法、原料を使用することができる。
【００６３】
第２の膜が撥水性を有する場合は、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）やフルオロカーボン系の材料が用いられ、スプレーコーティングや化学蒸着法（ＣＶＤ）によって平坦に形成される。具体的には、オプツール（ダイキン工業製）、サイトップ（旭硝子製）を挙げることができる。無機膜、金属膜としては、撥水性を有する膜の場合は、無機膜としてフッ素を注入したＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、金属膜としては、撥水めっき膜を用いることができる。撥水性を有する膜を用いることで、後述するエッチング後の撥水性の補修する処理領域を少なくすることができ、処理時間を減らすことができる。しかしながら、第２の膜３４０を成膜する成膜方法の限定、使用する材料が限定される。また、第１の膜３００と第２の膜３４０を同じ材料を用いることで、同じエッチングレートとすることができるので、エッチングにより除去される量を同じにすることができる。したがって、プロセスを簡略化し、コストを減らすことができる。
【００６４】
また、第２の膜３４０は、その厚さが０．５μｍ以上となるように形成される。後に行われるエッチングにおいて、第２の膜３４０のエッチング速度が付着促進層３３０や酸化膜の侵食より早い場合には、１μｍ以上に形成することが好ましい。
【００６５】
次に、ドライエッチングにより第１の膜３００の突出部３３５の一部が貫通し、開口部（ノズル孔）３５０が形成されるまで、第２の膜３４０および第１の膜３００をエッチングする（図５（ｏ））。
【００６６】
また、第１の膜３００を貫通させる際、図７に示すように流体を供給流路２０および圧力室３５に注入しながらエッチングを行なう場合は、突出部３３５の表面が露出するタイミングでドライエッチングを停止してもよい（図５（ｎ））。流体を注入しながらのエッチングの時間を短くすることができる。
【００６７】
図５（ｎ）の工程まで製造したインクジェットヘッド１０５に対し、図７に示すような治具４００を設置し、治具４００の開口部４０５から注入する流体４１０が漏れないように、治具４００とインクジェットヘッド１０５を接着する。
【００６８】
この状態で、エッチング溶液４２５を収容した容器４２０に、インクジェットヘッド１０５を浸漬させる。このとき、少なくとも第２の膜３４０がエッチング溶液４２５に浸るように浸漬させる。
【００６９】
流体４１０としては、気体であれば、空気の他、窒素、アルゴン等の不活性ガスや、流路内を親水化可能なオゾン等の酸化性ガス、その他の混合ガスを用いることができる。また、液体であれば、水溶液、非水溶液、又はエッチング溶液４２５と混合しない溶液等を用いることができる。流体の注入方法は、例えば特開平５−２５４１２８号公報に記載されている方法を用いることができる。
【００７０】
また、第２の膜３４０が撥水性を有する場合は、エッチング溶液４２５としては、フッ酸溶液、又はフッ酸を含む混合液が好ましい。界面活性剤等を含む混合液を用いることで、溶液の表面張力を変えることができる。また、エッチング速度によって、フッ酸の濃度を適宜調整してもよい。フッ酸は撥水性を有する第２の膜３４０にはじかれる結果、酸化膜部分である突出部３３５の第１の膜３００のみをエッチングするので、選択性の高い加工が可能となる。
【００７１】
このように、突出部３３５の第１の膜３００のエッチングを行い、開口部３５０を形成する（図５（ｏ））。流体４１０を注入することで、開口部３５０が形成された際に、開口部３５０内部にエッチング溶液４２５が入ってくることを防止することができる。したがって、突出部３３５の内部の酸化膜は、エッチング溶液４２５によってエッチングされず、流体４１０によって保護される。
【００７２】
このようにして形成されたインクジェットヘッドは、図５（ｏ）に示すように、開口部３５０周辺の第２の膜３４０がエッチングにより除去される場合があり、インクの吐出精度に影響を及ぼす場合がある。また、第２の膜３４０が除去されなくても、第１の膜３００の膜厚が厚く、開口部３５０周辺部が撥水性を有さず、吐出精度が安定しない場合がある。したがって、開口部３５０周辺部に撥水性を付与することが好ましい。撥水性を付与する方法としては、（１）フッ素ガス中に暴露する方法、（２）イオン注入法またはレーザー注入法、により行うことができる。撥水性を付与するために、フッ素ガス中に暴露する方法で行うか、イオン注入法またはレーザー注入法により行うかは、第１の膜３００、第２の膜３４０の種類により適宜設定することが好ましい。以下、撥水性を付与する方法を説明する。
【００７３】
≪撥水性付与方法≫
（１）フッ素ガス処理
図８は、フッ素ガス処理により撥水性を付与する方法を示した説明図である。フッ素ガス処理により撥水性を付与する場合は、撥水性を付与する基板に有機膜が適用される。図８は第１の膜３００が無機膜または金属膜、第２の膜３４０が撥水性を有さない有機膜の場合である。第２の膜３４０は、樹脂材料で構成され、ＣＨ３基やＣＨ２基、ＣＨ基が含まれるものが好ましい。
【００７４】
＜フッ化処理工程＞
まず、図２〜図５で説明したように、図８（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。
【００７５】
続いて、図８（ｂ）に示すように、第２の膜３４０をフッ化処理する。フッ化処理は、例えば、フッ素ガスと窒素ガス（不活性ガス）との混合ガスを第２の膜３４０と直接反応させることによってフッ化処理を行う（図８参照）。これにより、第２の膜３４０に撥液層（フッ化処理層）３４０ａが形成される。
【００７６】
フッ化処理は、フッ素ガス単体でも反応は可能であるが、特開２００５−２７９１７５号公報明細書に記載されるように、フッ素は反応性が高いので、フッ素単体と直接反応させると、激しく反応しすぎて主鎖のＣ−Ｃ結合まで切れてしまう。
【００７７】
そこで、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスとの混合ガスでフッ素ガスを反応炉内に導入し、インクジェットヘッドが変形、侵食されない範囲の任意の温度にてフッ素ガスと反応させる態様が好ましい。また、このときの混合ガス中のフッ素ガス濃度は０．０１％以上が好ましい。フッ素化の程度は、フッ素ガスの濃度、反応炉温度、反応時間で制御可能である。
【００７８】
フッ化処理の具体的な例については、例えば、特開２００５−５４０６７号公報明細書や特開２００４−１４３６２２号公報明細書に記載されている。具体的には、インクジェットヘッドを処理容器に入れて、処理容器を１００Ｐａ以下に減圧する。次に、窒素ガス等の不活性ガスに雰囲気を置換する。その後、フッ素ガスが０．１〜９９％となるように容器内に導入する。このとき、フッ素ガスの圧力は１〜１０００ｋＰａであることが好ましい。フッ素ガスと接触させる処理時間は１秒〜１０日、好ましくは１０分〜１０時間である。処理温度は−５０〜３００度、好ましくは０〜１００度である。また、フッ素侵入深さは、同一温度では時間が長いほど大きく、また同一時間では温度が高いほど大きくなる。
【００７９】
第１の膜３００は無機膜または金属膜であるので、フッ化処理によりフッ素化されないため、撥水性が付与されない。つまり、第２の膜３４０の有機膜のみ選択的に撥水性を付与することができるので、少ない工程でインクジェットヘッドのノズルプレート表面に撥水性を付与することができる。
【００８０】
図９は、フッ素ガス処理により撥水性を付与する他の方法を示した説明図である。図９は第１の膜３００および第２の膜３４０が有機膜の場合を説明した図である。第１の膜３００および第２の膜３４０としては、上述した材料を用いることができる。本実施形態においては、図９（ａ）に示すように、第１の膜３００の膜厚に厚みがあり、開口部３５０周辺が撥水性を有さない場合に、フッ素ガスで撥水性を付与する際に有効である。図９に示す撥水性付与方法は、フッ化処理工程、保護部材形成工程、撥液層除去工程、及び保護部材除去工程を含んで構成される、以下、各工程について説明する。
【００８１】
＜フッ化処理工程＞
まず、図２〜５で説明したように、図９（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。フッ化処理については、図８で記載したフッ化処理工程と同様に第１の膜３００がフッ化処理される（図９（ｂ））。第２の膜３４０がすでに撥水性を有していても、ＣＨ基を有している場合は、フッ素に置換され、撥水性を向上させることができる。第２の膜３４０が撥水性を有していない場合は、フッ化処理され、撥水性が付与される。
【００８２】
＜保護部材形成工程＞
上記のようにしてフッ化処理を行った後、図９（ｃ）に示すように、ノズルプレート表面の第２の膜３４０上に保護部材３６０を形成する。例えば、保護部材３６０として、紫外線硬化樹脂などの樹脂部材や、ノズル面を覆い保護するような金属性またはセラミックス製の治具、マスキングテープ等の保護テープを用いることができる。好適には、ハンドリング性に優れ、容易に形成・脱離が可能なテープ状の部材が好ましい。具体的には、ノズルプレート表面側の第２の膜３４０、撥液層３４２上に当該保護テープを貼り付ければよい。
【００８３】
本実施形態では、保護部材３６０として、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる態様が好ましい。この態様によれば、保護部材板を貼付する技術ではなく、マスキングテープを貼り付ける技術を採用しているので生産性が高く、酢酸ブチル等の溶剤を用いないので環境負荷の問題が生じず、また、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープを用いているのでマスキングテープの剥離が容易であり、この点でも生産性が高い。
【００８４】
更に好ましい態様として、マスキングテープの基材がポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムで構成されることが好ましい。本発明の製造方法においては、マスキングテープの基材として種々の材質のものを用いることができるが、マスキングテープの基材としてポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムを用いることにより、プラズマ処理の影響を受けても強度を維持できる。
【００８５】
＜撥液層除去工程＞
保護部材３６０の形成後、図９（ｄ）に示すように、インクジェットヘッドのノズル内壁面に形成された撥液層３４２を除去すると同時に当該面の親液化を行う。このとき用いられる処理方法としては、プラズマ処理、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理、又はオゾンガス処理が好ましく、これらの中でもプラズマ処理（更に好ましくは酸素を含むガスによるプラズマ処理）や紫外線処理、オゾンガス処理（更に好ましくは高純度オゾンガス処理）が好ましく用いられる。これらの処理方法によれば、フッ化処理されたノズル内壁面から撥液層３４２を除去して極性基を生成させることによって、ノ
ズル内壁面を親液化することができる。
【００８６】
＜親液化処理工程＞
撥液層除去工程を行なった後、ノズル内壁面（第１の膜３００）の経時安定性を更に高めるため親液化処理を行うこともできる。
【００８７】
親液化処理工程としてガス処理が用いられ、具体的には、オゾンガス処理や、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理が好ましく用いられる。このようなガス処理によれば、ノズル内壁面を均一に親液化処理することができ、プラズマ処理等に比べて経時安定性の優れた親液層をノズル内壁面に形成することが可能となる。
【００８８】
オゾンガスによるガス処理を行う態様では、オゾンガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す工程が実施される。例えば、ポリイミドフィルムに対して、オゾン濃度２０ｖｏｌ％、温度６０℃、処理時間３０分の条件で処理した場合、プラズマ処理では２〜３日で親液性が劣化するのに対して、オゾンガスによるガス処理の場合では親液性が１ヶ月以上維持される。このようにオゾンガスによるガス処理では、プラズマ処理に比べて経時安定性が優れている。オゾンガス処理は、金属材料、有機材料、無機材料に関わらず、酸化処理が可能である。
【００８９】
フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理を行う態様では、混合ガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す工程が実施される。例えば、フッ化処理工程で用いられた窒素ガスを酸素ガスに切り換えるだけで、同一処理容器（チャンバー）内での処理が可能となり、生産性を向上させることができる。
【００９０】
フッ素ガスと酸素ガスの混合ガスによるガス処理を行う態様において、混合ガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒した後、水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒すことがより好ましい。水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒すことによってカルボキシル基を導入することができ、ノズル内壁面を更に親液化することができる。
【００９１】
水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す態様において、処理容器内の混合ガスを除去せずに水蒸気を導入してもよいし、混合ガスを除去してから水蒸気を処理容器内に導入してもよい。但し、親液化処理の安定化を図る観点から後者の態様が好ましい。
【００９２】
また、親液化処理工程もガス処理によって行われるので、ガス処理による均一な処理（表面均一性、コンフォーマル性等）や、低温処理が可能となる。また、ガス処理によれば、基材に対する密着性も考慮する必要がない。
【００９３】
なお、親液化処理の実施は任意であり、行なっても行なわなくてもよい。
【００９４】
＜保護部材除去工程＞
上記のようにしてノズル内壁面の親液化を行った後、図９（ｆ）に示すように、ノズルプレート表面の第２の膜３４０、撥液層３４２上の保護部材３６０を除去する。例えば、保護部材３６０として再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる場合には、ノズルプレート表面側の第２の膜３４０、撥液層３４２上に貼り付けられたマスキングテープを容易に剥離することができ、生産性を向上させることができる。
【００９５】
こうして、撥液面及び親液面を有する樹脂構造体として、図１に示したノズルプレート
５５を得ることができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、親液化処理工程の後に保護部材除去工程を行っているが、これらの工程の順序を逆にすることも可能である。即ち、保護部材３６０の除去を行った後にノズル内壁面の親液化処理を行うようにしてもよい。オゾンガスや混合ガスによるガス処理によれば、保護部材３６０がなくても第２の膜３４０、撥液層３４２はエッチングされることはないため、上述のように親液化処理工程が行われる前に保護部材除去工程が行われても特に問題が生じるものではない。
【００９７】
このように、フッ化処理によるガス処理を用いることにより、基材形状に左右されることなく均一処理（表面均一性、コンフォーマル性等）が可能となり、大面積の処理が可能である。また、常温、常圧での処理が可能である。
【００９８】
（２）イオン注入法またはレーザー注入法
図１０はイオン注入法により撥水性を付与する方法を示した説明図である。図１０に示す撥水性付与方法は、イオン注入工程および加熱処理工程を含んで構成される。以下、各工程について説明する。
【００９９】
＜イオン注入工程＞
まず、図２〜図５で説明したように、図１０（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。なお、図１０（ａ）に示すインクジェットヘッドは開口部３５０周辺の第２の膜３４０が除去されているが、図８（ａ）、図９（ａ）に示すような第２の膜３４０が除去されていない場合にも適用は可能である。
【０１００】
レーザーによるイオン注入によって、撥水性を付与する場合は、特定の部分、例えば、ノズル面のみ、ノズル孔の開口部付近のみに行なうことができ、リニアな照射も可能である。したがって、所望の部分にのみ撥水性を付与することができるので、高い選択性を有する。また、第１の膜３００および第２の膜３４０の材料、撥水性の有無に関わらず、使用することができる。
【０１０１】
図１０（ｂ）に示すように、第２の膜３４０が撥水性を有する場合は、ノズルプレート表面のうち、少なくとも各ノズル孔の開口部３５０周辺部（以下、「ノズル開口周辺部」という。）に撥液性を示すイオン（撥液種）を注入する。このとき、注入されるイオンは、例えば、Ｃ２Ｆ４＋イオン等のフッ素系イオンが挙げられる。
【０１０２】
イオンを注入する方法としては、例えば特開平６−３１６０７９号公報明細書に記載されるように従来周知のイオン注入法（イオン注入とレーザーを同時照射する方法も適用可）を用いることができる。イオン注入法によれば、半導体（Ｓｉ等）、ガラス、セラミックス、半導体の酸化物、有機高分子や有機樹脂等の有機化合物、また、無機化合物に対してイオンを注入することが可能であり、インクジェットヘッドの基材として材料の選択幅が広いといった利点がある。
【０１０３】
イオン注入法の条件としては、イオン源としてＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３など少なくともＣとＦを含む常圧、減圧下でガスであるものすべて及び、Ｆ２＋ＣＨ４などＦを含むガスとＣを含むガスの組み合わせなどがある。更に、イオン注入する材料がＣを含むときはＦを含むガスのみでも良い。また、イオン種としてはＣＦ３＋、Ｃ２Ｆ６＋、Ｃ２Ｆ３＋イオンなど上記イオン源から発生するＣとＦを含むイオン種すべて、及びＦ＋イオンとＣ＋イオンの組み合わせが好ましい。更にイオン注入する材料がＣを含むときはＦ＋イオンのみでも良い。
【０１０４】
イオンビーム径は、少なくともノズル開口周辺部を含む領域（撥液膜過除去部分）を照射可能なビーム径であればよい。例えば、ノズル径５０μｍに対して、イオンビーム径０．５〜５０μｍで処理される。
【０１０５】
また、イオンを注入する他の方法として、レーザードープ法、プラズマドープ法を用いることができる。レーザードープ法によれば、低温・高速処理が可能となり、表面に高濃度でイオンを注入することができる。また、プラズマドープ法によれば、低温で大面積処理が可能となる。
【０１０６】
このようにノズルプレート表面のノズル開口周辺部に対して選択的に撥液性を示すイオン（フッ素系イオン等）を注入して表面を改質することにより、エッチングにより第２の膜３４０が除去された部分（ノズル開口周辺部）に撥液性を付与して部分的に補修を行なうことができる。また、第２の膜３４０に撥液性が付与されていない場合は、ノズルプレート全面にイオン注入を行なうことでノズルプレート表面に撥水性を付与することができる。したがって、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる。しかしながら、第２の膜３４０が有機膜の場合は、イオン注入によりダメージを与える可能性もあるので、第２の膜３４０にはイオン注入を行なわない、または、フッ素ガス処理により撥水性を付与することが好ましい。
【０１０７】
＜加熱処理工程＞
第２の膜３４０として樹脂系撥液膜が適用される場合には、上記のようにしてイオン注入が行われた後、ノズルプレートのアニール処理を行うことが好ましい。アニール処理を行うことによって、樹脂系撥液膜部分の重合度が高まり、耐久性が向上し、それと同時にイオン注入部分（即ち、ノズル開口周辺部）の撥液性が向上する。
【０１０８】
なお、アニール処理を行わずに常温放置（数日間）する態様でも樹脂系撥液膜の重合度を高めることは可能であるが、アニール処理を行う態様の方がより早く処理可能である。
【０１０９】
アニール処理時における処理温度としては、樹脂系撥液膜が蒸発しない温度以下で行えばよく、使用する膜によって温度、処理時間を適宜選択すればよい。
【０１１０】
例えば、フッ素含有系撥液膜であるフルオロカーボン系撥液膜（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリクロロシラン：Ｃ１０Ｈ４Ｃ１３Ｆ１７Ｓｉでは、基板上に成膜した場合、３００℃で蒸発してしまうので、アニール温度は５０℃〜３００℃、好ましくは１００℃〜２５０℃、処理時間は数分〜数十時間であり、高温になるほど処理時間は短くできる。
【０１１１】
加熱装置としては、恒温槽、赤外線炉、レーザーアニール等の方法がある。また、レーザーアニールと同時にイオン注入を行う方法を用いるようにしてもよい。
【０１１２】
こうして、図１０（ｃ）に示すように、ノズルプレートの表面に撥液性を有する第２の膜３４０が形成されるとともに、ノズル開口周辺部に撥液性を示すイオン（フッ素系イオン等）を注入することによってノズルプレート全面に撥液性が付与され、図１示したノズルプレート５５を得ることができる。
【０１１３】
イオン注入法によれば、開口部３５０を形成した後、第２の膜３４０の撥水膜がエッチングにより除去された部分、および、第１の膜３００のノズルプレート表面に露出した断面部に撥水性を付与することができる。したがって、ノズルプレート表面の少なくともノズル孔の開口周辺部に撥液性を示すイオン（撥液種）として、例えばフッ素系イオンなどを選択的に注入することで、ノズルプレート表面全面の撥液性を付与することができる。これにより、ノズルプレート表面は撥液性、ノズル孔内部は親水性とすることが可能となり、当該ノズルプレートを備えたインクジェットヘッドのインク吐出安定性およびメンテナンス性を向上させることができる。
【０１１４】
また、第２の膜３４０として樹脂系撥液膜が用いられる場合にはイオン注入後にアニール処理を行うことで、樹脂系撥液膜の重合度が高まり、耐久性が向上され、それと同時にイオン注入部分であるノズル開口周辺部の撥液性をより高めることができる。
【０１１５】
ノズルプレートの表面を撥液処理する方法として、上述したように、第２の膜３４０が撥液性を有さない場合、ノズルプレート表面の全体に撥液性を示すイオンを注入することも可能であるが、この方法では、コストおよび処理時間が多くかかるという問題がある。また、ノズルプレートの表面のうちノズル開口周辺部のみにイオン注入を行なうだけでは、ノズルプレート全体のメンテナンス性を確保するのは困難である。
【０１１６】
したがって、大面積処理が容易なドライプロセス（例えばＣＶＤ）などで撥液性を有する第２の膜３４０を形成しておき、エッチングにより第２の膜３４０が剥れるなどしたため、撥水性を有しない部分（開口部周辺部など）に、イオン注入を部分的に行なって撥水性を付与することが好ましい。全体の処理時間を削減することができ、コストダウンを可能とすることができる。
【０１１７】
また、本実施形態においては、撥液性を示すイオン（撥液種）を注入することによって撥液性が付与されているため、撥液膜自体の硬度や基材との密着性を考慮する必要がなく、材料の選択性を向上させることができる。
【０１１８】
また、撥水性付与方法は、フッ素ガス処理方法とイオン注入法またはレーザー注入法を組み合わせて処理することも可能である。この場合、順番については特に限定されない。
【０１１９】
［インクジェット記録装置の全体構成］
次に、本発明のノズルプレートの製造方法により形成されたノズルプレートを適用した例として、インクジェット記録装置について説明する。
【０１２０】
図１１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図である。このインクジェット記録装置５００は、描画部５１６の圧胴（描画ドラム５７０）に保持された記録媒体５２４（便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体５２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体５２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【０１２１】
図示のように、インクジェット記録装置５００は、主として、給紙部５１２、処理液付与部５１４、描画部５１６、乾燥部５１８、定着部５２０、及び排出部５２２を備えて構成される。
【０１２２】
（給紙部）
給紙部５１２は、記録媒体５２４を処理液付与部５１４に供給する機構であり、当該給紙部５１２には、枚葉紙である記録媒体５２４が積層されている。給紙部５１２には、給紙トレイ５５０が設けられ、この給紙トレイ５５０から記録媒体５２４が一枚ずつ処理液付与部５１４に給紙される。
【０１２３】
本例のインクジェット記録装置５００では、記録媒体５２４として、紙種や大きさ（用紙サイズ）の異なる複数種類の記録媒体５２４を使用することができる。給紙部５１２において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ（不図示）を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ５５０に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体５２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
【０１２４】
（処理液付与部）
処理液付与部５１４は、記録媒体５２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部５１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【０１２５】
図１１に示すように、処理液付与部５１４は、給紙胴５５２、処理液ドラム５５４、及び処理液塗布装置５５６を備えている。処理液ドラム５５４は、記録媒体５２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム５５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５５５を備え、この保持手段５５５の爪と処理液ドラム５５４の周面の間に記録媒体５２４を挟み込むことによって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム５５４は、その外周面に吸着穴を設けるとともに、吸着穴から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体５２４を処理液ドラム５５４の周面に密着保持することができる。
【０１２６】
処理液ドラム５５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置５５６が設けられる。処理液塗布装置５５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム５５４上の記録媒体５２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体５２４に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置５５６によれば、処理液を計量しながら記録媒体５２４に塗布することができる。
【０１２７】
本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
【０１２８】
処理液付与部５１４で処理液が付与された記録媒体５２４は、処理液ドラム５５４から中間搬送部５２６を介して描画部５１６の描画ドラム５７０へ受け渡される。
【０１２９】
（描画部）
描画部５１６は、描画ドラム（第２の搬送体）５７０、用紙抑えローラ５７４、及びインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙを備えている。描画ドラム５７０は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５７１を備える。描画ドラム５７０に固定された記録媒体５２４は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙからインクが付与される。
【０１３０】
インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙはそれぞれ、記録媒体５２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）とすることが好ましい。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙは、記録媒体５２４の搬送方向（描画ドラム５７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【０１３１】
描画ドラム５７０上に密着保持された記録媒体５２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部５１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体５２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体５２４の記録面に画像が形成される。
【０１３２】
なお、本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【０１３３】
描画部５１６で画像が形成された記録媒体５２４は、描画ドラム５７０から中間搬送部
５２８を介して乾燥部５１８の乾燥ドラム５７６へ受け渡される。
【０１３４】
（乾燥部）
乾燥部５１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構
であり、図１１に示すように、乾燥ドラム５７６、及び溶媒乾燥装置５７８を備えている。
【０１３５】
乾燥ドラム５７６は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５７７を備え、この保持手段５７７によって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。
【０１３６】
溶媒乾燥装置５７８は、乾燥ドラム５７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ５８０と、各ハロゲンヒータ５８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル５８２とで構成される。
【０１３７】
各温風噴出しノズル５８２から記録媒体５２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ５８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
【０１３８】
また、乾燥ドラム５７６の表面温度は５０℃以上に設定されている。記録媒体５２４の裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム５７６の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム５７６の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性（高温による火傷防止）の観点から７５度以下（より好ましくは６０℃以下）に設定されることが好ましい。
【０１３９】
乾燥ドラム５７６の外周面に、記録媒体５２４の記録面が外側を向くように（即ち、記録媒体５２４の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体５２４のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
【０１４０】
乾燥部５１８で乾燥処理が行われた記録媒体５２４は、乾燥ドラム５７６から中間搬送部５３０を介して定着部５２０の定着ドラム５８４へ受け渡される。
【０１４１】
（定着部）
定着部５２０は、定着ドラム５８４、ハロゲンヒータ５８６、定着ローラ５８８、及びインラインセンサ５９０で構成される。定着ドラム５８４は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５８５を備え、この保持手段５８５によって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。
【０１４２】
定着ドラム５８４の回転により、記録媒体５２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ５８６による予備加熱と、定着ローラ５８８による定着処理と、インラインセンサ５９０による検査が行われる。
【０１４３】
ハロゲンヒータ５８６は、所定の温度（例えば、１８０℃）に制御される。これにより、記録媒体５２４の予備加熱が行われる。
【０１４４】
定着ローラ５８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性熱可塑性樹脂微粒子を溶着し、インクを皮膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体５２４を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ５８８は、定着ドラム５８４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム５８４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体５２４は、定着ローラ５８８と定着ドラム５８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。
【０１４５】
また、定着ローラ５８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（たとえば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体５２４を加熱することによって、インクに含まれる熱可塑性樹脂微粒子のＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、熱可塑性樹脂微粒子が溶融される。これにより、記録媒体５２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
【０１４６】
なお、図１１の実施形態では、定着ローラ５８８を１つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みや熱可塑性樹脂微粒子のＴｇ特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。
【０１４７】
一方、インラインセンサ５９０は、記録媒体５２４に定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。
【０１４８】
上記の如く構成された定着部５２０によれば、乾燥部５１８で形成された薄層の画像層内の熱可塑性樹脂微粒子が定着ローラ５８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体５２４に固定定着させることができる。また、定着ドラム５８４の表面温度を５０℃以上に設定することで、定着ドラム５８４の外周面に保持された記録媒体５２４を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。
【０１４９】
また、インク中にＵＶ硬化性モノマーを含有させた場合は、乾燥部で水分を充分に揮発させた後に、ＵＶ照射ランプを備えた定着部で、画像にＵＶを照射することで、ＵＶ硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。
【０１５０】
（排出部）
図１１に示すように、定着部５２０に続いて排出部５２２が設けられている。排出部５２２は、排出トレイ５９２を備えており、この排出トレイ５９２と定着部５２０の定着ドラム５８４との間に、これらに対接するように渡し胴５９４、搬送ベルト５９６、張架ローラ５９８が設けられている。記録媒体５２４は、渡し胴５９４により搬送ベルト５９６に送られ、排出トレイ５９２に排出される。
【０１５１】
また、図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置５００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部５１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体５２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
【０１５２】
なお、図１１においてはドラム搬送方式のインクジェット記録装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、ベルト搬送方式のインクジェット記録装置などにおいても用いることができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１０…ピエゾカバー、２０…供給流路、２１…循環流路、３０…基板、３２…液室、３５…圧力室、４０…振動板、５０…圧電素子、５５…ノズルプレート、６０…ノズル、６５…撥液膜、１００、１０５…インクジェットヘッド、２００…ＳＯＩ基板、２１０…ハンドル層、２１５…ＢＯＸ層、２２０…デバイス層、２３５、２４０…酸化膜、３００…第１の膜、３３５…突出部、３４０…第２の膜、３４０ａ、３４２…撥液層（フッ化処理層）、３５０…開口部（ノズル孔）、３６０…保護部材、５００…インクジェット記録装置、５１２…給紙部、５１４…処理液付与部、５１６…描画部、５１８…乾燥部、５２０…定着部、５２２…排出部、５２４…記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器に係り、特に、新水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界を精度良く形成することができるノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置で用いられるインクジェットヘッドでは、ノズルプレートの表面にインクが付着していると、ノズルから吐出されるインク液滴が影響を受けて、インク液滴の吐出方向にばらつきが生じることがある。インクが付着すると、記録媒体上の所定位置にインク液滴を着弾させることが困難となり、画像品質が劣化する要因となる。
【０００３】
そこで、ノズルプレート表面にインクが付着することを防止するために、ノズルプレートの表面に撥液膜を形成する方法が各種提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１には、ノズルを形成する樹脂部材（有機膜）の表面に撥水膜を形成するため、樹脂部材の表面に撥水材をミスト化して暴露させることが記載されている。下記の特許文献２には、インクジェット記録ヘッドの吐出口の形成端面にイオン注入法により撥水性を付与する技術が記載されている。特許文献３には、ノズル形成部分の吐出面側に、予め撥水性を有する微粒子を含む金属をメッキし、その後メッキ表面にレーザーを照射し、撥水膜を形成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１０９８４号公報
【特許文献２】特開平６−３２０７３３号公報
【特許文献３】特開平９−２７７５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から３に記載されているように、ノズルプレートの表面（インク吐出面）には撥液膜（撥液性被膜）が形成されており、インク滴の吐出特性の安定化が図られている。
【０００７】
これに対し、ノズル内部は、インクの充填性などのために親水性に形成されている。したがって、新水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界が存在することになる。この境界が不均一になると、吐出安定性が低下するという問題が発生する。
【０００８】
ここで、吐出面に撥液膜が形成されたノズルプレートにおける、従来のノズル孔の開口方法について図１２を用いて説明する。
【０００９】
まず、ノズルプレート６１０に図１２（ａ）に示すような構造体を形成する。ノズルプレート６１０の表面には酸化膜６２２が形成されるとともに、凸部６２０が形成されている。このノズルプレート６１０の表面に、撥液膜６２４を形成する（図１２（ｂ））。
【００１０】
次に、ドライエッチングにより、撥液膜６２４と凸部６２０を構成する酸化膜６２２のエッチングを行う。そして、凸部６２０を開口してノズル孔となる開口部６２６を形成する（図１２（ｃ））。
【００１１】
以上のような工程により、親水性のノズル内面と撥水性の吐出面の境界精度の高いノズ
ルプレートを製造することができる。
【００１２】
しかしながら、このプロセスは、凸部６２０と撥液膜６２４を同時にエッチングするため、そのエッチング工程により撥液膜６２４自体にダメージを与えてしまい、撥水性が低下する可能性があった。その結果、耐メンテナンス性、吐出精度に悪影響を及ぼす可能性があった。
【００１３】
また、酸化膜６２２の厚みが厚い場合は、ノズルプレート表面のノズル孔周辺部が親水性となるため、吐出精度が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、親水性のノズル孔内面と撥水性のノズルプレート表面（吐出面）との境界線を精度良く形成することで、吐出精度を向上させるノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッドおよび電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、前記凹形状の表面に第１の膜を形成する工程と、前記第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、前記第１の膜を凸形状に露出させる工程と、前記第２の面に第２の膜を形成する工程と、前記第１の膜の前記凸形状の一部が貫通するまで前記第１の膜および前記第２の膜をエッチングし孔部を形成する工程と、前記第２の面側表面の少なくとも前記孔部の開口部周辺に撥水性を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。
【００１６】
請求項１によれば、第１の膜の凸形状の一部が貫通するまで第１の膜および第２の膜をエッチングし孔部を形成した後、第２の面側の表面の少なくとも孔部の開口部周辺に撥水性を付与している。したがって、エッチングなどにより第２の膜が除去されたり、第１の膜に厚みがあり、開口部周辺が第１の膜で形成され撥水性を有さない場合などに、開口部周辺に撥水性を付与することができる。そのため、孔部の開口部周辺を撥水性とすることができるので、吐出精度を安定化させることができる。
【００１７】
請求項２は請求項１において、前記第２の膜が撥水性を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３は請求項２において、前記撥水性を付与する工程は、前記第２の面側の前記エッチングにより除去された前記第１の膜の断面および前記第２の膜が剥離した部分に撥水性を付与することを特徴とする。
【００１９】
請求項２および請求項３によれば、第２の膜の形成時において、第２の膜に撥水性を付与しているので、エッチングにより第２の面側の撥水性を有さなくなった部分にのみ、撥水性を付与することができる。したがって、撥水性を付与する工程の処理時間を削減することができ、第２の面側の全面に撥水性を付与することができる。
【００２０】
請求項４は請求項１において、前記第２の膜は撥水性を有さず、前記撥水性を付与する工程で、前記第２の膜に撥水性を付与することを特徴とする。
【００２１】
請求項４によれば、撥水性を付与する工程において、第２の膜に撥水性を付与することで、第２の面側全面に撥水性を付与することができる。
【００２２】
請求項５は請求項１から４いずれか１項において、前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むガス中に暴露することを特徴とする。
【００２３】
請求項５によれば、開口部周辺の膜が有機膜である場合、フッ素を含むガス中に暴露することで、有機膜中にフッ素を導入することで、撥水性を付与することができる。フッ素を含むガス中に暴露することで、有機膜を選択的に撥水膜とすることができる。
【００２４】
請求項６は請求項１から４いずれか１項において、前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むイオンを注入することを特徴とする。
【００２５】
請求項６によれば、撥水性を付与する工程が、フッ素を含むイオンを注入する工程とすることで、材料の制限を受けることなく撥水性を付与することができる。
【００２６】
請求項７は請求項１から６いずれか１項において、前記第１の膜が、無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類を含むことを特徴とする。
【００２７】
第１の膜は、ノズルの内部表面となる膜であるため、請求項７によれば、第１の膜を無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類とすることにより、エッチング後の撥水性を付与する工程で、第１の膜に撥水性が付与されることを防ぐことができる、撥水性を付与する工程がフッ素を含むガス中に暴露する工程であれば、第１の膜は無機材料、金属材料、および、それらの複合材料とすることで、第１の膜に撥水性が付与されることを防ぐことができる。また、イオンを注入する方法であれば、イオン注入は、所定の場所を選択的に行うことができるので、第１の膜が撥水性となることを防止することができる。
【００２８】
請求項８は請求項１から７いずれか１項において、前記第２の膜が、フッ素を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項８によれば、第２の膜がフッ素を含んでいるため、適切に吐出面の撥水性を確保することができる。
【００３０】
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、請求項１から８いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを提供する。
【００３１】
本発明の請求項１０は前記目的を達成するために、請求項９に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
【００３２】
本発明の請求項１１は前記目的を達成するために、請求項１０に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする電子機器を提供する。
【００３３】
本発明のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレート、ノズルプレートを備えるインクジェットヘッド、電子機器によれば、液体の吐出性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のノズルプレートの製造方法によれば、エッチングを行なった後に、ノズル孔周辺部に親水性の部分が形成されても、再度撥水性を付与しているため、ノズルプレート表面の開口部周辺を撥水性とすることができる。したがって、液体の吐出安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態で製造されるインクジェットヘッドの断面図である。
【図２】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図３】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図４】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図５】インクジェットヘッドの製造方法を示した工程図である。
【図６】有機膜に使用できる材料の一例を示した図である。
【図７】ノズル開口時のエッチング方法を示した図である。
【図８】フッ素ガス処理による撥液方法を説明する図である。
【図９】フッ素ガス処理による他の撥液方法を説明する図である。
【図１０】イオン注入による撥液方法を説明する図である。
【図１１】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図１２】従来のノズル孔の開口方法を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面に従って、本発明に係るノズルプレートの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００３７】
＜インクジェットヘッドの製造方法＞
図１は、インクジェットヘッド１００の立体構造の一例を示す断面図であり、記録素子単位となる１チャンネル分のインク噴射素子が図示されている。
【００３８】
同図に示すように、インクジェットヘッド１００は、ピエゾカバー１０、供給流路２０、基板３０、液室３２、圧力室３５、振動板４０、圧電素子５０、ノズルプレート５５、ノズル６０、及び撥液膜６５から構成されている。
【００３９】
圧力室３５の天面を構成している振動板４０の上には圧電素子５０が形成されている。この圧電素子５０に駆動電圧が印加されると、圧電素子５０が変形する。これにより、振動板４０が変形し、圧力室３５の容積が減少し、圧力室３５内のインクに圧力が加わり、インクがノズルプレート５５に形成されたノズル６０から吐出される。
【００４０】
ノズル６０からインクが吐出されると、供給流路２０と連通されるインクの供給源たるタンク（不図示）から液室３２を介して圧力室３５へインクが充填される。
【００４１】
なお、ノズル６０から吐出された分のインクを供給させるのではなく、供給流路２０から液室３２に供給されたインクを、図１において破線で示した循環流路２１を介して循環用のタンク（不図示）に循環させるように構成してもよい。
【００４２】
撥液膜６５は、ノズルプレート５５の露出面に形成され、ノズルプレート５５の吐出面を保護するとともに、吐出面に撥水性を持たせている。また、撥液膜６５は、その開口部がノズルプレート５５のノズル６０の位置と適合するように形成される。ここでは、ノズル６０の形状は直径が約２〜２０μｍの円形であるが、楕円形、正方形、あるいは長方形であってもよい。
【００４３】
撥液膜６５の形成には、様々な材料を用いることができ、一例としてフッ素重合体を用いてスピンコート法により形成する方法がある。
【００４４】
次に、図１に示したノズルプレート５５の製造方法について説明する。図２〜図５は、本実施の形態に係るノズルプレートの製造方法を示した工程図である。
【００４５】
本実施形態のノズルプレート５５は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板２００を用いて製造する。ＳＯＩ基板２００は、ハンドル層２１０、ハンドル層２１０の一面側に設けられたＢＯＸ（Buried Oxide）層（埋め込み酸化膜層）２１５、ＢＯＸ層２１５のハンドル層２１０の反対側に設けられたデバイス層２２０とから構成されている（図２（ａ））。
【００４６】
ここでは、ハンドル層２１０の厚さは約６００μｍ、デバイス層２２０の厚さは約３０μｍ、ＢＯＸ層２１５の厚さは約１μｍとなっている。
【００４７】
まず、マスクアライメント用のレチクルマーク２３０をデバイス層２２０にエッチングする。さらに、デバイス層２２０の表面に酸化膜２３５、及びハンドル層２１０の表面に酸化膜２４０を形成する（図２（ｂ））。これらの酸化膜は、例えば熱酸化法で形成することができ、厚さは少なくとも１μｍとする。
【００４８】
次に、酸化膜２３５をエッチングによりパターニングし、開口部２５０を形成する（図２（ｃ））。開口部２５０は、酸化膜２３５が完全に除去され、デバイス層２２０が露出された状態となっている。
【００４９】
エッチング方法としては、ＢＯＥ（Buffered Oxide Etch）等のウエットエッチングや、ドライエッチングを用いることができる。
【００５０】
続いて、酸化膜２３５の上に犠牲層２６０を形成する。次に、開口部２５０の位置に円形（又は楕円、長方形、正方形等）の開口部２６５を形成する（図２（ｄ））。ここで、開口部２５０の中心と開口部２６５の中心は一致しており、かつ開口部２６５の口径は開口部２５０の口径よりも小さくなっている。
【００５１】
また、開口部２６５は、デバイス層２２０及びＢＯＸ層２１５を貫通し、ハンドル層２１０の内部まで到達するように形成される。開口部２６５は、ハンドル層２１０の約１〜５μｍ（例えば２μｍ）だけ内部まで形成される。
【００５２】
この開口部２６５は、多数のエッチング工程によって形成することができる。また、開口部２６５のエッチング後、犠牲層２６０を除去する。
【００５３】
次に、開口部２６５を含む開口部２５０に、ライナー膜２７０を形成する（図３（ｅ））。このライナー膜２７０は、開口部２６５を含む開口部２５０の次工程のエッチングに対する保護膜として機能する。ライナー膜２７０としては、窒化物、二酸化ケイ素、あるいは金属を用いることができる。窒化物ライナーであれば、低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ）によって形成することができ、酸化物ライナーであれば、プラズマ（ＰＥＣＶＤ）や熱酸化処理により形成することができる。ライナー膜２７０の厚さは、最小で０．２μｍとする。
【００５４】
さらに、開口部２６５におけるライナー膜２７０の空洞部に、フォトレジスト２８０をパターニングする（図３（ｆ））。
【００５５】
次に、ライナー膜２７０をエッチングし、開口部２５０の位置のデバイス層２２０を露出させる（図３（ｇ））。このとき、酸化膜２３５もエッチングされ、その厚みが減少する。
【００５６】
開口部２５０の位置におけるデバイス層２２０の露出した部分をエッチングすることで、テーパー部２９０を形成する（図３（ｈ））。例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）を用いた結晶異方性エッチングを行うことで、テーパー部２９０を四角錐状のテーパー形状に形成することができる。
【００５７】
次に、リン酸あるいはフッ化水素によりライナー膜２７０及びフォトレジスト２８０を除去し、酸化膜２３５、及び開口部２５０に第１の膜３００を形成する（図４（ｉ））。第１の膜３００を構成する材料としては、有機膜、無機膜、金属膜、またはその複合膜を使用することができる。有機膜としては、ＣＨ３基やＣＨ２基、ＣＨ基が含まれるものが用いられ、例えば、ポリオレフィン（Ｐ０）系、ポリスチレン（ＰＳ）のようなＰ０系＋芳香族のような材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系等の芳香族系化合物等が挙げられる。また、図６に示すような有機シラン材、特開２００８−１０５２３１号公報に記載されるようなプラズマＣＶＤを用いたシリコーン系のプラズマ重合膜やグラフト重合法によるグラフト膜を挙げることができる。無機膜としては、酸化物、窒化物、Ｓｉ化合物、ＤＬＣ膜など、金属膜としてはめっき膜を用いることができる。第１の膜の厚さは１μｍ未満である。
【００５８】
ＳＯＩ基板２００の第１の膜３００の形成された面が、基礎基板３１０と接合される（図４（ｊ））。基礎基板３１０は、図１に示す圧力室３５等が形成されているものである。これらの基板の接合には、接着剤や溶融接着を用いることができる。
【００５９】
次に、研磨やドライエッチング等により酸化膜２４０及びハンドル層２１０を除去する（図４（ｋ））。例えば、酸化膜２４０は、ドライエッチングにより除去することができる。ハンドル層２１０は、研磨によりおおまかに除去した後、残りの部分を第１の膜３００及びＢＯＸ層２１５と選択的にウエットエッチング又はドライエッチングをすることにより除去することができる。
【００６０】
ここで、開口部２６５はハンドル層２１０の約１〜５μｍだけ内部まで形成され、さらに開口部２６５には第１の膜３００が形成されたため、ハンドル層２１０が除去されてＢＯＸ層が露出した面には、第１の膜３００が突出した突出部３３５が存在している。
【００６１】
このＢＯＸ層が露出した面に、シリコンの付着を促進する付着促進層３３０を形成する（図４（ｌ））。付着促進層３３０は、タンタルやチタン等の金属、又はこれらの酸化物から構成されており、さらに非多孔性の構造を有していることが好ましい。
【００６２】
次に、付着促進層３３０の上に第２の膜３４０を形成する（図５（ｍ））。第２の膜３４０は、有機膜、無機膜、金属膜、またはその複合膜を使用することができる。また、第２の膜３４０自体の撥水性の有無は、特に限定されない。撥水性を有さない材料としては、上述した第１の膜３００と同様の材料を用いることができる。撥水性を有さない膜を使用することで、多様な成膜方法、原料を使用することができる。
【００６３】
第２の膜が撥水性を有する場合は、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）やフルオロカーボン系の材料が用いられ、スプレーコーティングや化学蒸着法（ＣＶＤ）によって平坦に形成される。具体的には、オプツール（ダイキン工業製）、サイトップ（旭硝子製）を挙げることができる。無機膜、金属膜としては、撥水性を有する膜の場合は、無機膜としてフッ素を注入したＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、金属膜としては、撥水めっき膜を用いることができる。撥水性を有する膜を用いることで、後述するエッチング後の撥水性の補修する処理領域を少なくすることができ、処理時間を減らすことができる。しかしながら、第２の膜３４０を成膜する成膜方法の限定、使用する材料が限定される。また、第１の膜３００と第２の膜３４０を同じ材料を用いることで、同じエッチングレートとすることができるので、エッチングにより除去される量を同じにすることができる。したがって、プロセスを簡略化し、コストを減らすことができる。
【００６４】
また、第２の膜３４０は、その厚さが０．５μｍ以上となるように形成される。後に行われるエッチングにおいて、第２の膜３４０のエッチング速度が付着促進層３３０や酸化膜の侵食より早い場合には、１μｍ以上に形成することが好ましい。
【００６５】
次に、ドライエッチングにより第１の膜３００の突出部３３５の一部が貫通し、開口部（ノズル孔）３５０が形成されるまで、第２の膜３４０および第１の膜３００をエッチングする（図５（ｏ））。
【００６６】
また、第１の膜３００を貫通させる際、図７に示すように流体を供給流路２０および圧力室３５に注入しながらエッチングを行なう場合は、突出部３３５の表面が露出するタイミングでドライエッチングを停止してもよい（図５（ｎ））。流体を注入しながらのエッチングの時間を短くすることができる。
【００６７】
図５（ｎ）の工程まで製造したインクジェットヘッド１０５に対し、図７に示すような治具４００を設置し、治具４００の開口部４０５から注入する流体４１０が漏れないように、治具４００とインクジェットヘッド１０５を接着する。
【００６８】
この状態で、エッチング溶液４２５を収容した容器４２０に、インクジェットヘッド１０５を浸漬させる。このとき、少なくとも第２の膜３４０がエッチング溶液４２５に浸るように浸漬させる。
【００６９】
流体４１０としては、気体であれば、空気の他、窒素、アルゴン等の不活性ガスや、流路内を親水化可能なオゾン等の酸化性ガス、その他の混合ガスを用いることができる。また、液体であれば、水溶液、非水溶液、又はエッチング溶液４２５と混合しない溶液等を用いることができる。流体の注入方法は、例えば特開平５−２５４１２８号公報に記載されている方法を用いることができる。
【００７０】
また、第２の膜３４０が撥水性を有する場合は、エッチング溶液４２５としては、フッ酸溶液、又はフッ酸を含む混合液が好ましい。界面活性剤等を含む混合液を用いることで、溶液の表面張力を変えることができる。また、エッチング速度によって、フッ酸の濃度を適宜調整してもよい。フッ酸は撥水性を有する第２の膜３４０にはじかれる結果、酸化膜部分である突出部３３５の第１の膜３００のみをエッチングするので、選択性の高い加工が可能となる。
【００７１】
このように、突出部３３５の第１の膜３００のエッチングを行い、開口部３５０を形成する（図５（ｏ））。流体４１０を注入することで、開口部３５０が形成された際に、開口部３５０内部にエッチング溶液４２５が入ってくることを防止することができる。したがって、突出部３３５の内部の酸化膜は、エッチング溶液４２５によってエッチングされず、流体４１０によって保護される。
【００７２】
このようにして形成されたインクジェットヘッドは、図５（ｏ）に示すように、開口部３５０周辺の第２の膜３４０がエッチングにより除去される場合があり、インクの吐出精度に影響を及ぼす場合がある。また、第２の膜３４０が除去されなくても、第１の膜３００の膜厚が厚く、開口部３５０周辺部が撥水性を有さず、吐出精度が安定しない場合がある。したがって、開口部３５０周辺部に撥水性を付与することが好ましい。撥水性を付与する方法としては、（１）フッ素ガス中に暴露する方法、（２）イオン注入法またはレーザー注入法、により行うことができる。撥水性を付与するために、フッ素ガス中に暴露する方法で行うか、イオン注入法またはレーザー注入法により行うかは、第１の膜３００、第２の膜３４０の種類により適宜設定することが好ましい。以下、撥水性を付与する方法を説明する。
【００７３】
≪撥水性付与方法≫
（１）フッ素ガス処理
図８は、フッ素ガス処理により撥水性を付与する方法を示した説明図である。フッ素ガス処理により撥水性を付与する場合は、撥水性を付与する基板に有機膜が適用される。図８は第１の膜３００が無機膜または金属膜、第２の膜３４０が撥水性を有さない有機膜の場合である。第２の膜３４０は、樹脂材料で構成され、ＣＨ３基やＣＨ２基、ＣＨ基が含まれるものが好ましい。
【００７４】
＜フッ化処理工程＞
まず、図２〜図５で説明したように、図８（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。
【００７５】
続いて、図８（ｂ）に示すように、第２の膜３４０をフッ化処理する。フッ化処理は、例えば、フッ素ガスと窒素ガス（不活性ガス）との混合ガスを第２の膜３４０と直接反応させることによってフッ化処理を行う（図８参照）。これにより、第２の膜３４０に撥液層（フッ化処理層）３４０ａが形成される。
【００７６】
フッ化処理は、フッ素ガス単体でも反応は可能であるが、特開２００５−２７９１７５号公報明細書に記載されるように、フッ素は反応性が高いので、フッ素単体と直接反応させると、激しく反応しすぎて主鎖のＣ−Ｃ結合まで切れてしまう。
【００７７】
そこで、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスとの混合ガスでフッ素ガスを反応炉内に導入し、インクジェットヘッドが変形、侵食されない範囲の任意の温度にてフッ素ガスと反応させる態様が好ましい。また、このときの混合ガス中のフッ素ガス濃度は０．０１％以上が好ましい。フッ素化の程度は、フッ素ガスの濃度、反応炉温度、反応時間で制御可能である。
【００７８】
フッ化処理の具体的な例については、例えば、特開２００５−５４０６７号公報明細書や特開２００４−１４３６２２号公報明細書に記載されている。具体的には、インクジェットヘッドを処理容器に入れて、処理容器を１００Ｐａ以下に減圧する。次に、窒素ガス等の不活性ガスに雰囲気を置換する。その後、フッ素ガスが０．１〜９９％となるように容器内に導入する。このとき、フッ素ガスの圧力は１〜１０００ｋＰａであることが好ましい。フッ素ガスと接触させる処理時間は１秒〜１０日、好ましくは１０分〜１０時間である。処理温度は−５０〜３００度、好ましくは０〜１００度である。また、フッ素侵入深さは、同一温度では時間が長いほど大きく、また同一時間では温度が高いほど大きくなる。
【００７９】
第１の膜３００は無機膜または金属膜であるので、フッ化処理によりフッ素化されないため、撥水性が付与されない。つまり、第２の膜３４０の有機膜のみ選択的に撥水性を付与することができるので、少ない工程でインクジェットヘッドのノズルプレート表面に撥水性を付与することができる。
【００８０】
図９は、フッ素ガス処理により撥水性を付与する他の方法を示した説明図である。図９は第１の膜３００および第２の膜３４０が有機膜の場合を説明した図である。第１の膜３００および第２の膜３４０としては、上述した材料を用いることができる。本実施形態においては、図９（ａ）に示すように、第１の膜３００の膜厚に厚みがあり、開口部３５０周辺が撥水性を有さない場合に、フッ素ガスで撥水性を付与する際に有効である。図９に示す撥水性付与方法は、フッ化処理工程、保護部材形成工程、撥液層除去工程、及び保護部材除去工程を含んで構成される、以下、各工程について説明する。
【００８１】
＜フッ化処理工程＞
まず、図２〜５で説明したように、図９（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。フッ化処理については、図８で記載したフッ化処理工程と同様に第１の膜３００がフッ化処理される（図９（ｂ））。第２の膜３４０がすでに撥水性を有していても、ＣＨ基を有している場合は、フッ素に置換され、撥水性を向上させることができる。第２の膜３４０が撥水性を有していない場合は、フッ化処理され、撥水性が付与される。
【００８２】
＜保護部材形成工程＞
上記のようにしてフッ化処理を行った後、図９（ｃ）に示すように、ノズルプレート表面の第２の膜３４０上に保護部材３６０を形成する。例えば、保護部材３６０として、紫外線硬化樹脂などの樹脂部材や、ノズル面を覆い保護するような金属性またはセラミックス製の治具、マスキングテープ等の保護テープを用いることができる。好適には、ハンドリング性に優れ、容易に形成・脱離が可能なテープ状の部材が好ましい。具体的には、ノズルプレート表面側の第２の膜３４０、撥液層３４２上に当該保護テープを貼り付ければよい。
【００８３】
本実施形態では、保護部材３６０として、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる態様が好ましい。この態様によれば、保護部材板を貼付する技術ではなく、マスキングテープを貼り付ける技術を採用しているので生産性が高く、酢酸ブチル等の溶剤を用いないので環境負荷の問題が生じず、また、基材の表面に再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープを用いているのでマスキングテープの剥離が容易であり、この点でも生産性が高い。
【００８４】
更に好ましい態様として、マスキングテープの基材がポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムで構成されることが好ましい。本発明の製造方法においては、マスキングテープの基材として種々の材質のものを用いることができるが、マスキングテープの基材としてポリエステルフィルム又はポリエチレンフィルムを用いることにより、プラズマ処理の影響を受けても強度を維持できる。
【００８５】
＜撥液層除去工程＞
保護部材３６０の形成後、図９（ｄ）に示すように、インクジェットヘッドのノズル内壁面に形成された撥液層３４２を除去すると同時に当該面の親液化を行う。このとき用いられる処理方法としては、プラズマ処理、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理、又はオゾンガス処理が好ましく、これらの中でもプラズマ処理（更に好ましくは酸素を含むガスによるプラズマ処理）や紫外線処理、オゾンガス処理（更に好ましくは高純度オゾンガス処理）が好ましく用いられる。これらの処理方法によれば、フッ化処理されたノズル内壁面から撥液層３４２を除去して極性基を生成させることによって、ノ
ズル内壁面を親液化することができる。
【００８６】
＜親液化処理工程＞
撥液層除去工程を行なった後、ノズル内壁面（第１の膜３００）の経時安定性を更に高めるため親液化処理を行うこともできる。
【００８７】
親液化処理工程としてガス処理が用いられ、具体的には、オゾンガス処理や、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理が好ましく用いられる。このようなガス処理によれば、ノズル内壁面を均一に親液化処理することができ、プラズマ処理等に比べて経時安定性の優れた親液層をノズル内壁面に形成することが可能となる。
【００８８】
オゾンガスによるガス処理を行う態様では、オゾンガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す工程が実施される。例えば、ポリイミドフィルムに対して、オゾン濃度２０ｖｏｌ％、温度６０℃、処理時間３０分の条件で処理した場合、プラズマ処理では２〜３日で親液性が劣化するのに対して、オゾンガスによるガス処理の場合では親液性が１ヶ月以上維持される。このようにオゾンガスによるガス処理では、プラズマ処理に比べて経時安定性が優れている。オゾンガス処理は、金属材料、有機材料、無機材料に関わらず、酸化処理が可能である。
【００８９】
フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスによるガス処理を行う態様では、混合ガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す工程が実施される。例えば、フッ化処理工程で用いられた窒素ガスを酸素ガスに切り換えるだけで、同一処理容器（チャンバー）内での処理が可能となり、生産性を向上させることができる。
【００９０】
フッ素ガスと酸素ガスの混合ガスによるガス処理を行う態様において、混合ガス雰囲気中にインクジェットヘッドを晒した後、水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒すことがより好ましい。水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒すことによってカルボキシル基を導入することができ、ノズル内壁面を更に親液化することができる。
【００９１】
水蒸気雰囲気中にインクジェットヘッドを晒す態様において、処理容器内の混合ガスを除去せずに水蒸気を導入してもよいし、混合ガスを除去してから水蒸気を処理容器内に導入してもよい。但し、親液化処理の安定化を図る観点から後者の態様が好ましい。
【００９２】
また、親液化処理工程もガス処理によって行われるので、ガス処理による均一な処理（表面均一性、コンフォーマル性等）や、低温処理が可能となる。また、ガス処理によれば、基材に対する密着性も考慮する必要がない。
【００９３】
なお、親液化処理の実施は任意であり、行なっても行なわなくてもよい。
【００９４】
＜保護部材除去工程＞
上記のようにしてノズル内壁面の親液化を行った後、図９（ｆ）に示すように、ノズルプレート表面の第２の膜３４０、撥液層３４２上の保護部材３６０を除去する。例えば、保護部材３６０として再剥離型アクリル系粘着剤を有するマスキングテープが用いられる場合には、ノズルプレート表面側の第２の膜３４０、撥液層３４２上に貼り付けられたマスキングテープを容易に剥離することができ、生産性を向上させることができる。
【００９５】
こうして、撥液面及び親液面を有する樹脂構造体として、図１に示したノズルプレート
５５を得ることができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、親液化処理工程の後に保護部材除去工程を行っているが、これらの工程の順序を逆にすることも可能である。即ち、保護部材３６０の除去を行った後にノズル内壁面の親液化処理を行うようにしてもよい。オゾンガスや混合ガスによるガス処理によれば、保護部材３６０がなくても第２の膜３４０、撥液層３４２はエッチングされることはないため、上述のように親液化処理工程が行われる前に保護部材除去工程が行われても特に問題が生じるものではない。
【００９７】
このように、フッ化処理によるガス処理を用いることにより、基材形状に左右されることなく均一処理（表面均一性、コンフォーマル性等）が可能となり、大面積の処理が可能である。また、常温、常圧での処理が可能である。
【００９８】
（２）イオン注入法またはレーザー注入法
図１０はイオン注入法により撥水性を付与する方法を示した説明図である。図１０に示す撥水性付与方法は、イオン注入工程および加熱処理工程を含んで構成される。以下、各工程について説明する。
【００９９】
＜イオン注入工程＞
まず、図２〜図５で説明したように、図１０（ａ）に示す開口部３５０を有するインクジェットヘッドを製造する。なお、図１０（ａ）に示すインクジェットヘッドは開口部３５０周辺の第２の膜３４０が除去されているが、図８（ａ）、図９（ａ）に示すような第２の膜３４０が除去されていない場合にも適用は可能である。
【０１００】
レーザーによるイオン注入によって、撥水性を付与する場合は、特定の部分、例えば、ノズル面のみ、ノズル孔の開口部付近のみに行なうことができ、リニアな照射も可能である。したがって、所望の部分にのみ撥水性を付与することができるので、高い選択性を有する。また、第１の膜３００および第２の膜３４０の材料、撥水性の有無に関わらず、使用することができる。
【０１０１】
図１０（ｂ）に示すように、第２の膜３４０が撥水性を有する場合は、ノズルプレート表面のうち、少なくとも各ノズル孔の開口部３５０周辺部（以下、「ノズル開口周辺部」という。）に撥液性を示すイオン（撥液種）を注入する。このとき、注入されるイオンは、例えば、Ｃ２Ｆ４＋イオン等のフッ素系イオンが挙げられる。
【０１０２】
イオンを注入する方法としては、例えば特開平６−３１６０７９号公報明細書に記載されるように従来周知のイオン注入法（イオン注入とレーザーを同時照射する方法も適用可）を用いることができる。イオン注入法によれば、半導体（Ｓｉ等）、ガラス、セラミックス、半導体の酸化物、有機高分子や有機樹脂等の有機化合物、また、無機化合物に対してイオンを注入することが可能であり、インクジェットヘッドの基材として材料の選択幅が広いといった利点がある。
【０１０３】
イオン注入法の条件としては、イオン源としてＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３など少なくともＣとＦを含む常圧、減圧下でガスであるものすべて及び、Ｆ２＋ＣＨ４などＦを含むガスとＣを含むガスの組み合わせなどがある。更に、イオン注入する材料がＣを含むときはＦを含むガスのみでも良い。また、イオン種としてはＣＦ３＋、Ｃ２Ｆ６＋、Ｃ２Ｆ３＋イオンなど上記イオン源から発生するＣとＦを含むイオン種すべて、及びＦ＋イオンとＣ＋イオンの組み合わせが好ましい。更にイオン注入する材料がＣを含むときはＦ＋イオンのみでも良い。
【０１０４】
イオンビーム径は、少なくともノズル開口周辺部を含む領域（撥液膜過除去部分）を照射可能なビーム径であればよい。例えば、ノズル径５０μｍに対して、イオンビーム径０．５〜５０μｍで処理される。
【０１０５】
また、イオンを注入する他の方法として、レーザードープ法、プラズマドープ法を用いることができる。レーザードープ法によれば、低温・高速処理が可能となり、表面に高濃度でイオンを注入することができる。また、プラズマドープ法によれば、低温で大面積処理が可能となる。
【０１０６】
このようにノズルプレート表面のノズル開口周辺部に対して選択的に撥液性を示すイオン（フッ素系イオン等）を注入して表面を改質することにより、エッチングにより第２の膜３４０が除去された部分（ノズル開口周辺部）に撥液性を付与して部分的に補修を行なうことができる。また、第２の膜３４０に撥液性が付与されていない場合は、ノズルプレート全面にイオン注入を行なうことでノズルプレート表面に撥水性を付与することができる。したがって、吐出安定性、メンテナンス性を向上させることができる。しかしながら、第２の膜３４０が有機膜の場合は、イオン注入によりダメージを与える可能性もあるので、第２の膜３４０にはイオン注入を行なわない、または、フッ素ガス処理により撥水性を付与することが好ましい。
【０１０７】
＜加熱処理工程＞
第２の膜３４０として樹脂系撥液膜が適用される場合には、上記のようにしてイオン注入が行われた後、ノズルプレートのアニール処理を行うことが好ましい。アニール処理を行うことによって、樹脂系撥液膜部分の重合度が高まり、耐久性が向上し、それと同時にイオン注入部分（即ち、ノズル開口周辺部）の撥液性が向上する。
【０１０８】
なお、アニール処理を行わずに常温放置（数日間）する態様でも樹脂系撥液膜の重合度を高めることは可能であるが、アニール処理を行う態様の方がより早く処理可能である。
【０１０９】
アニール処理時における処理温度としては、樹脂系撥液膜が蒸発しない温度以下で行えばよく、使用する膜によって温度、処理時間を適宜選択すればよい。
【０１１０】
例えば、フッ素含有系撥液膜であるフルオロカーボン系撥液膜（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリクロロシラン：Ｃ１０Ｈ４Ｃ１３Ｆ１７Ｓｉでは、基板上に成膜した場合、３００℃で蒸発してしまうので、アニール温度は５０℃〜３００℃、好ましくは１００℃〜２５０℃、処理時間は数分〜数十時間であり、高温になるほど処理時間は短くできる。
【０１１１】
加熱装置としては、恒温槽、赤外線炉、レーザーアニール等の方法がある。また、レーザーアニールと同時にイオン注入を行う方法を用いるようにしてもよい。
【０１１２】
こうして、図１０（ｃ）に示すように、ノズルプレートの表面に撥液性を有する第２の膜３４０が形成されるとともに、ノズル開口周辺部に撥液性を示すイオン（フッ素系イオン等）を注入することによってノズルプレート全面に撥液性が付与され、図１示したノズルプレート５５を得ることができる。
【０１１３】
イオン注入法によれば、開口部３５０を形成した後、第２の膜３４０の撥水膜がエッチングにより除去された部分、および、第１の膜３００のノズルプレート表面に露出した断面部に撥水性を付与することができる。したがって、ノズルプレート表面の少なくともノズル孔の開口周辺部に撥液性を示すイオン（撥液種）として、例えばフッ素系イオンなどを選択的に注入することで、ノズルプレート表面全面の撥液性を付与することができる。これにより、ノズルプレート表面は撥液性、ノズル孔内部は親水性とすることが可能となり、当該ノズルプレートを備えたインクジェットヘッドのインク吐出安定性およびメンテナンス性を向上させることができる。
【０１１４】
また、第２の膜３４０として樹脂系撥液膜が用いられる場合にはイオン注入後にアニール処理を行うことで、樹脂系撥液膜の重合度が高まり、耐久性が向上され、それと同時にイオン注入部分であるノズル開口周辺部の撥液性をより高めることができる。
【０１１５】
ノズルプレートの表面を撥液処理する方法として、上述したように、第２の膜３４０が撥液性を有さない場合、ノズルプレート表面の全体に撥液性を示すイオンを注入することも可能であるが、この方法では、コストおよび処理時間が多くかかるという問題がある。また、ノズルプレートの表面のうちノズル開口周辺部のみにイオン注入を行なうだけでは、ノズルプレート全体のメンテナンス性を確保するのは困難である。
【０１１６】
したがって、大面積処理が容易なドライプロセス（例えばＣＶＤ）などで撥液性を有する第２の膜３４０を形成しておき、エッチングにより第２の膜３４０が剥れるなどしたため、撥水性を有しない部分（開口部周辺部など）に、イオン注入を部分的に行なって撥水性を付与することが好ましい。全体の処理時間を削減することができ、コストダウンを可能とすることができる。
【０１１７】
また、本実施形態においては、撥液性を示すイオン（撥液種）を注入することによって撥液性が付与されているため、撥液膜自体の硬度や基材との密着性を考慮する必要がなく、材料の選択性を向上させることができる。
【０１１８】
また、撥水性付与方法は、フッ素ガス処理方法とイオン注入法またはレーザー注入法を組み合わせて処理することも可能である。この場合、順番については特に限定されない。
【０１１９】
［インクジェット記録装置の全体構成］
次に、本発明のノズルプレートの製造方法により形成されたノズルプレートを適用した例として、インクジェット記録装置について説明する。
【０１２０】
図１１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図である。このインクジェット記録装置５００は、描画部５１６の圧胴（描画ドラム５７０）に保持された記録媒体５２４（便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体５２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体５２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【０１２１】
図示のように、インクジェット記録装置５００は、主として、給紙部５１２、処理液付与部５１４、描画部５１６、乾燥部５１８、定着部５２０、及び排出部５２２を備えて構成される。
【０１２２】
（給紙部）
給紙部５１２は、記録媒体５２４を処理液付与部５１４に供給する機構であり、当該給紙部５１２には、枚葉紙である記録媒体５２４が積層されている。給紙部５１２には、給紙トレイ５５０が設けられ、この給紙トレイ５５０から記録媒体５２４が一枚ずつ処理液付与部５１４に給紙される。
【０１２３】
本例のインクジェット記録装置５００では、記録媒体５２４として、紙種や大きさ（用紙サイズ）の異なる複数種類の記録媒体５２４を使用することができる。給紙部５１２において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ（不図示）を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ５５０に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体５２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
【０１２４】
（処理液付与部）
処理液付与部５１４は、記録媒体５２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部５１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【０１２５】
図１１に示すように、処理液付与部５１４は、給紙胴５５２、処理液ドラム５５４、及び処理液塗布装置５５６を備えている。処理液ドラム５５４は、記録媒体５２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム５５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５５５を備え、この保持手段５５５の爪と処理液ドラム５５４の周面の間に記録媒体５２４を挟み込むことによって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム５５４は、その外周面に吸着穴を設けるとともに、吸着穴から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体５２４を処理液ドラム５５４の周面に密着保持することができる。
【０１２６】
処理液ドラム５５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置５５６が設けられる。処理液塗布装置５５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム５５４上の記録媒体５２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体５２４に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置５５６によれば、処理液を計量しながら記録媒体５２４に塗布することができる。
【０１２７】
本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
【０１２８】
処理液付与部５１４で処理液が付与された記録媒体５２４は、処理液ドラム５５４から中間搬送部５２６を介して描画部５１６の描画ドラム５７０へ受け渡される。
【０１２９】
（描画部）
描画部５１６は、描画ドラム（第２の搬送体）５７０、用紙抑えローラ５７４、及びインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙを備えている。描画ドラム５７０は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５７１を備える。描画ドラム５７０に固定された記録媒体５２４は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙからインクが付与される。
【０１３０】
インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙはそれぞれ、記録媒体５２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）とすることが好ましい。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙは、記録媒体５２４の搬送方向（描画ドラム５７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【０１３１】
描画ドラム５７０上に密着保持された記録媒体５２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部５１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体５２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体５２４の記録面に画像が形成される。
【０１３２】
なお、本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【０１３３】
描画部５１６で画像が形成された記録媒体５２４は、描画ドラム５７０から中間搬送部
５２８を介して乾燥部５１８の乾燥ドラム５７６へ受け渡される。
【０１３４】
（乾燥部）
乾燥部５１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構
であり、図１１に示すように、乾燥ドラム５７６、及び溶媒乾燥装置５７８を備えている。
【０１３５】
乾燥ドラム５７６は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５７７を備え、この保持手段５７７によって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。
【０１３６】
溶媒乾燥装置５７８は、乾燥ドラム５７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ５８０と、各ハロゲンヒータ５８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル５８２とで構成される。
【０１３７】
各温風噴出しノズル５８２から記録媒体５２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ５８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
【０１３８】
また、乾燥ドラム５７６の表面温度は５０℃以上に設定されている。記録媒体５２４の裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム５７６の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム５７６の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性（高温による火傷防止）の観点から７５度以下（より好ましくは６０℃以下）に設定されることが好ましい。
【０１３９】
乾燥ドラム５７６の外周面に、記録媒体５２４の記録面が外側を向くように（即ち、記録媒体５２４の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体５２４のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
【０１４０】
乾燥部５１８で乾燥処理が行われた記録媒体５２４は、乾燥ドラム５７６から中間搬送部５３０を介して定着部５２０の定着ドラム５８４へ受け渡される。
【０１４１】
（定着部）
定着部５２０は、定着ドラム５８４、ハロゲンヒータ５８６、定着ローラ５８８、及びインラインセンサ５９０で構成される。定着ドラム５８４は、処理液ドラム５５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）５８５を備え、この保持手段５８５によって記録媒体５２４の先端を保持できるようになっている。
【０１４２】
定着ドラム５８４の回転により、記録媒体５２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ５８６による予備加熱と、定着ローラ５８８による定着処理と、インラインセンサ５９０による検査が行われる。
【０１４３】
ハロゲンヒータ５８６は、所定の温度（例えば、１８０℃）に制御される。これにより、記録媒体５２４の予備加熱が行われる。
【０１４４】
定着ローラ５８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性熱可塑性樹脂微粒子を溶着し、インクを皮膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体５２４を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ５８８は、定着ドラム５８４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム５８４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体５２４は、定着ローラ５８８と定着ドラム５８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。
【０１４５】
また、定着ローラ５８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（たとえば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体５２４を加熱することによって、インクに含まれる熱可塑性樹脂微粒子のＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、熱可塑性樹脂微粒子が溶融される。これにより、記録媒体５２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
【０１４６】
なお、図１１の実施形態では、定着ローラ５８８を１つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みや熱可塑性樹脂微粒子のＴｇ特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。
【０１４７】
一方、インラインセンサ５９０は、記録媒体５２４に定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。
【０１４８】
上記の如く構成された定着部５２０によれば、乾燥部５１８で形成された薄層の画像層内の熱可塑性樹脂微粒子が定着ローラ５８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体５２４に固定定着させることができる。また、定着ドラム５８４の表面温度を５０℃以上に設定することで、定着ドラム５８４の外周面に保持された記録媒体５２４を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。
【０１４９】
また、インク中にＵＶ硬化性モノマーを含有させた場合は、乾燥部で水分を充分に揮発させた後に、ＵＶ照射ランプを備えた定着部で、画像にＵＶを照射することで、ＵＶ硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。
【０１５０】
（排出部）
図１１に示すように、定着部５２０に続いて排出部５２２が設けられている。排出部５２２は、排出トレイ５９２を備えており、この排出トレイ５９２と定着部５２０の定着ドラム５８４との間に、これらに対接するように渡し胴５９４、搬送ベルト５９６、張架ローラ５９８が設けられている。記録媒体５２４は、渡し胴５９４により搬送ベルト５９６に送られ、排出トレイ５９２に排出される。
【０１５１】
また、図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置５００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部５１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド５７２Ｍ、５７２Ｋ、５７２Ｃ、５７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体５２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
【０１５２】
なお、図１１においてはドラム搬送方式のインクジェット記録装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、ベルト搬送方式のインクジェット記録装置などにおいても用いることができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１０…ピエゾカバー、２０…供給流路、２１…循環流路、３０…基板、３２…液室、３５…圧力室、４０…振動板、５０…圧電素子、５５…ノズルプレート、６０…ノズル、６５…撥液膜、１００、１０５…インクジェットヘッド、２００…ＳＯＩ基板、２１０…ハンドル層、２１５…ＢＯＸ層、２２０…デバイス層、２３５、２４０…酸化膜、３００…第１の膜、３３５…突出部、３４０…第２の膜、３４０ａ、３４２…撥液層（フッ化処理層）、３５０…開口部（ノズル孔）、３６０…保護部材、５００…インクジェット記録装置、５１２…給紙部、５１４…処理液付与部、５１６…描画部、５１８…乾燥部、５２０…定着部、５２２…排出部、５２４…記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、
前記凹形状の表面に第１の膜を形成する工程と、
前記第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、前記第１の膜を凸形状に露出させる工程と、
前記第２の面に第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜の前記凸形状の一部が貫通するまで前記第１の膜および前記第２の膜をエッチングし孔部を形成する工程と、
前記第２の面側表面の少なくとも前記孔部の開口部周辺に撥水性を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
前記第２の膜が撥水性を有することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
前記撥水性を付与する工程は、前記第２の面側の前記エッチングにより除去された前記第１の膜の断面および前記第２の膜が剥離した部分に撥水性を付与することを特徴とする請求項２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記第２の膜は撥水性を有さず、前記撥水性を付与する工程で、前記第２の膜に撥水性を付与することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むガス中に暴露することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むイオンを注入することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記第１の膜が、無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記第２の膜が、フッ素を含むことを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレート。
【請求項１０】
請求項９に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板の第１の面のノズルを形成すべき位置に非貫通状態の凹形状を形成する工程と、
前記凹形状の表面に第１の膜を形成する工程と、
前記第１の面の反対面である第２の面にエッチング処理を施し、前記第１の膜を凸形状に露出させる工程と、
前記第２の面に第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜の前記凸形状の一部が貫通するまで前記第１の膜および前記第２の膜をエッチングし孔部を形成する工程と、
前記第２の面側表面の少なくとも前記孔部の開口部周辺に撥水性を付与する工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
前記第２の膜が撥水性を有することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
前記撥水性を付与する工程は、前記第２の面側の前記エッチングにより除去された前記第１の膜の断面および前記第２の膜が剥離した部分に撥水性を付与することを特徴とする請求項２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記第２の膜は撥水性を有さず、前記撥水性を付与する工程で、前記第２の膜に撥水性を付与することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むガス中に暴露することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記撥水性を付与する工程が、少なくともフッ素を含むイオンを注入することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記第１の膜が、無機材料、金属材料、および、それらの複合材料の少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記第２の膜が、フッ素を含むことを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレート。
【請求項１０】
請求項９に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５６１２２（Ｐ２０１２−５６１２２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９２４１（Ｐ２０１０−１９９２４１）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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