ノズルプレートの製造方法
【課題】ワイピング性能を損なうことなく、ノズル穴のインクを吐出する側の開口の周囲に、記録媒体との接触を回避するための突出部を、簡単に形成する。
【解決手段】液滴を吐出する複数のノズル穴４３が未加工のノズルプレート基材６１に対し、ノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａが形成されるべきノズルプレ―ト基材６１の表面に突出部５１を形成する。ノズルプレート基材６１の前記液滴を吐出する側の面であって開口４３ａとなる部分付近に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる。それから、その液滴を硬化させることにより突出部５１を開口４３ａとなる部分付近に対し形成し、前記液滴を吐出する側の面に撥液膜７３を形成する。その後、前記液滴を吐出する側の面にノズル穴４３を形成してノズル面とする。
【解決手段】液滴を吐出する複数のノズル穴４３が未加工のノズルプレート基材６１に対し、ノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａが形成されるべきノズルプレ―ト基材６１の表面に突出部５１を形成する。ノズルプレート基材６１の前記液滴を吐出する側の面であって開口４３ａとなる部分付近に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる。それから、その液滴を硬化させることにより突出部５１を開口４３ａとなる部分付近に対し形成し、前記液滴を吐出する側の面に撥液膜７３を形成する。その後、前記液滴を吐出する側の面にノズル穴４３を形成してノズル面とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置等の液滴吐出装置に用いられるノズルプレートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェット式の記録装置（液滴吐出装置）として、インクジェットヘッドのノズル穴からインクを吐出して、記録媒体に記録を行うものは広く知られている。そのようなインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル穴が形成されたノズルプレートを下部に備え、そのノズルプレートの下面であるノズル面には、インクがノズル面に付着するのを回避するために撥液膜が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そのノズル面は、記録媒体に対向しているので、用紙ジャムなどにより、記録用紙が浮き上がった場合などノズル面に接触して、ノズル面やその面に形成されている撥液膜が損傷する場合がある。あるいは、外部からの異物がノズル面に接触して撥液膜が損傷することが考えられる。ノズル穴の周囲、具体的にはノズル穴のインクを吐出する側の開口の周囲においてノズル面や撥液膜が損傷すると、インクを吐出する方向が曲がったり、インク滴が所定どおり形成されないなど正常な吐出を行えなくなる。
【０００４】
そのような撥液膜の損傷を回避するために、ノズルプレート自体に、ノズル穴から離間した位置に突出部を形成することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０５６０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５６１６５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２に記載のものでは、ノズル穴を形成した後に熱プレス処理で突出部を形成するものであり、具体的には、３００℃の高温加熱したプレス金型をノズルプレートに押し当ててノズルプレートを軟化させ、軟化させた周辺の肉を集めるようにしてノズルプレートと一体の突部を形成されている。
【０００７】
このようなノズルプレート自身の塑性変形によって突部を形成する場合、突部に隣接するノズルの形成箇所周辺の厚みがばらつきやすい。すなわち、ノズルプレートの厚みに個体差が生じやすくなり、所望のノズル形成することが難しくなる。例えば、凸部形成後に、レーザー加工によりノズルを形成する場合、ノズルプレートの厚みに応じてノズルの噴射口の径が変化するため、ノズルの噴射口を精度良く形成することが難しくなり、インクの吐出性能に影響を及ぼすおそれがある。また、ノズルの噴射口を形成してから凸部を形成する場合にも、ノズルの形成箇所周辺の厚みがばらつきやすく、ノズルの形成箇所が所望の位置からずれることもある。
【０００８】
また、ノズル穴への影響を少なくするために、ノズル穴から離れた位置に突部を設けると、用紙ジャムなどからの、ノズル穴の保護を十分にすることができない。
【０００９】
また、一般にインクジェットプリンタは、画像形成時やメンテナンス動作時に、インク滴噴射面上に付着したインクを拭き取るワイピング動作を適宜のタイミングで行うようになっており、これによりプリンタの印字性能が維持されている。
【００１０】
特許文献１の場合、突部に対してこのノズルの形成箇所と反対側が薄肉となって凹部をなしているため、たとえノズルの形成箇所周辺の厚さがプレス処理の前後で変化しないように配慮しても、インク滴噴射面に対して凹凸が大きいため、ワイピング動作時にワイパ材の円滑な動作の妨げとなったり、突部の周囲（例えば、噴射面と突部との境界周辺など）にインクが残り易くなる。このため、前述したようにインク滴の飛翔方向が正規の方向からずれて印字性能に影響を及ぼすおそれがある。
【００１１】
この発明は、ワイピング性能を損なうことなく、ノズル穴の液体を吐出する側の開口に対し、被吐出媒体との接触を回避するための突出部を、簡単に形成できるノズルプレートの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成されるべき前記ノズルプレ―ト基材の表面に突出部を形成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基材の前記液滴を吐出する側の面であって前記開口となる部分付近に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる液滴塗布工程と、その液滴を硬化させることにより前記突出部を前記開口となる部分付近に対し形成する液滴硬化工程と、前記液滴を吐出する側の面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、その後、前記液滴を吐出する側の面に前記ノズル穴の開口を形成してノズル面とするノズル穴形成工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、ポリイミド樹脂で構成される複数の液滴を付着させ、その液滴を硬化させることで、被吐出媒体との接触を回避するための突出部が、各ノズル穴付近に対し簡単にかつ確実に形成される。また、従来と比べ、ノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、ノズル穴を精度よく形成できる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、突出部を裾野がなだらか形状を有する曲面とすることができ、平坦面のノズル面となだらかに繋がる。よって、そのような裾野がなだらかな形状の突出部とすることで、ワイパ部材がなだらかな形状に沿って移動がして液滴をふき取っていくため、ワインピング動作がスムーズで阻害されることはないし、ノズル面と突出部の裾野との境界において液体が溜まり易くなることもないため、ワイピング性がよくなる。また、突出部がなだらかな曲面を有するため、ジャム等で被吐出媒体が撓んでその端部や一部が、突出部に接触したとしても、角がないためノズル面を傷つけにくい。
【００１４】
また、突出部の表面にも撥液膜が形成されるので、ノズル穴よりの液体の吐出時等において突出部の表面に液体が付着するのが防止される。
【００１５】
請求項２に記載のように、請求項１のノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、前記複数のノズル穴が列状に加工されるものであり、前記突出部は、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に、列方向に延びる直線状あるいは破線状に形成されることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、ドット状の突出部とする場合よりも、裾野がなだらか形状の突出部になりやすく、ワイピング性の確保やノズル穴加工の際の、空気の混入を回避した表面保護フィルムの貼付を行う上で有利な突出部の実現が可能となる。
【００１７】
また、直線状あるいは破線状の突出部が、ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に形成されているので、ノズル面のいずれの部分においても、記録媒体との接触が回避される。
【００１８】
請求項３に記載のように、請求項１または２のノズルプレートの製造方法において、前記液滴の付着は、複数の吐出穴から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、前記ノズルプレート基材の前記表面上に前記ポリイミド樹脂を液滴状に吐出させて行うことができる。
【００１９】
このようにすれば、液滴吐出方式の印刷を利用することで、液滴を吐出する側の面に、突出部を形成するための液滴を簡単に付着させることができる。また、ノズルプレートのノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、突出部の形成後にノズル穴を形成したとしても、精度よく加工することができる。
【００２０】
請求項４に記載のように、請求項３のノズルプレートの製造方法において、前記液滴吐出方式の印刷の際に、前記突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークも一緒に印刷することができる。
【００２１】
このようにすれば、液滴吐出方式の印刷を利用することで、突出部とともに位置決めマークを一緒に簡単に形成することができ、突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークを一緒に形成するので、ノズル穴加工の際の加工精度が高められるとともに、突出部とノズル穴との位置ずれを少なくして加工することができる。
【００２２】
請求項５に記載のように、請求項３または４のノズルプレートの製造方法において、前記突出部は、前記突出部の幅方向に対応して配列された前記複数の吐出穴からの液滴の吐出により形成されることが望ましい。
【００２３】
このようにすれば、突出部を形成するために、複数の吐出穴から液滴を吐出させて形成するため、所定の幅を有し裾野がなめらかな突出部を確実に形成することができる。また、複数の吐出穴のうち、いずれかの突出穴からの吐出に不具合があったとしても、他の吐出穴からの液滴で補えることができる。
【００２４】
請求項６に記載のように、請求項３〜５のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記突出部は、前記液滴吐出方式の印刷を繰り返す重ね塗り印刷により形成されるようにできる。
【００２５】
このようにすれば、重ね塗りすることで突出部の幅をあまり変えることなく突出部の高さの調整が容易となる。
【００２６】
請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、前記液滴の付着前に予め加熱されていることが望ましい。
【００２７】
このようにすれば、付着した液滴の乾燥が早くなり、製造効率が高まる。また、吐出された液滴の幅（外径）が大きくなりすぎることを防ぐことができる。
【００２８】
請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記撥液膜が設けられた突出部が設けられている表面側に表面保護フィルムを、裏面側にメタルパーツをそれぞれ貼付して、裏面側からノズル穴をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルムを剥離する構成とすることができる。
【００２９】
このようにすれば、突出部は裾野がなだらかな形状でノズル面の平坦面となだらかに繋がっているため、ノズル穴加工の際に貼付される表面保護フィルムは、なだらかな形状に沿って基材表面および突出部と密着貼付され、表面保護フィルムと、基材表面と突出部の裾野との境界において空気層が形成されない。もし、突液部が角形状の場合、表面保護フィルムが貼付されたときに、基材表面の平坦部と突出部との境界において、空気層が入り込み易い。その場合、その空気層がノズル穴加工位置にかかってしまうことでノズル穴をレーザー加工する際に発生するカーボン粉や飛沫などが、そのような空気層に入り込み、撥液膜にカーボン粉や飛沫などが付着するという不具合がなくなる。そのため、突出部が形成された基材表面に対してノズル孔を加工するときに生じる飛沫などによって、撥液膜の撥液性を阻害することがない。
【００３０】
請求項９に記載のように、請求項１〜８のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材であり、前記液滴付着工程に先だって行う予備工程として、前記樹脂プレート基材の脆弱層をアルカリ性の溶液により取り除く工程と、前記樹脂プレート基材の表面を大気圧プラズマ処理で表面親水化処理を行う工程と、前記樹脂プレート基材上にプライマーを塗布し、プライマー層を形成する工程とを有する構成とすることができる。
【００３１】
このようにすれば、突出部、および撥液膜と、ノズルプレート基材との密着強度があがるため剥離しにくくなる。
【００３２】
前記ノズルプレート基材はポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材に制限されない。つまり、請求項１０に記載のように、請求項１〜８のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、金属プレート基材である構成とすることもできる。
【００３３】
請求項１１に記載のように、請求項１〜１０のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズル面は、前記ノズル穴を覆うように中空のキャップ部が接離可能に接続されるものであり、前記突出部は、前記キャップ部が接続される部分を除き形成されることが望ましい。ここで、キャップ部には、吸引パージに使用する吸引キャップや電源ＯＦＦ時に使用する封止キャップが含まれる。
【００３４】
このようにすれば、前記突出部が前記開口の周囲の撥液膜を保護するのに加えて、突出部によってキャップ部の接続の影響を受けることがない。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、上記のように、ポリイミド樹脂で構成される複数の液滴を付着させ、その液滴を硬化させることで、記録媒体との接触を回避するための複数の突出部を、各ノズル穴の液滴を吐出する側の開口付近に簡単にかつ確実に形成することができる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、ワイピング性能確保などの点において有利となるように突出部を裾野がなだらか形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェット式記録装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドと吸引手段との関係を示す説明図である。
【図３】インクジェットヘッドの断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ部に対応するノズルプレート基材の拡大図、（ｂ）は図４（ａ）に示すノズルプレート基材の底面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ、液滴付着工程に先立って行う予備工程を含むノズルプレートの製造方法の説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれノズルプレートの製造方法の説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれノズルプレートの製造方法の変形例についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。なお、以下の説明において、各符号に付加されるＢ，Ｙ，Ｍ，Ｃの添え字はそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのインク用のものであることを示す。
【００３８】
図１及び図２（ａ）に示すように、インクジェット式記録装置１は、インクジェットヘッド２を備え、そのインクジェットヘッド２は、記録媒体である記録用紙（図示せず）に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダ３に保持される。インクジェットヘッド２は、複数種類のインクを吐出するノズル群を有する。ヘッドホルダ３は、図示しない駆動手段によって、前記記録用紙の送り方向Ｘに直交する方向Ｙに延びるガイドレール４Ａ，４Ｂに沿って往復移動可能に支持されている。ヘッドホルダ３には、インクジェットヘッド２にインクを供給するインクタンク５が搭載されている。
【００３９】
インクタンク５は、複数種類のインクを貯留するインク貯留室８Ｂ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ（図３参照）を、各インクごとに有する。インク貯留室８Ｂ〜８Ｃには、ヘッドホルダ３外に配置されたインクカートリッジ６Ｂ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃからインク供給チューブ７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃを通じてインクが供給されるようになっている。
【００４０】
また、図１及び図２に示すように、ヘッドホルダ３の移動経路のうち、前記記録用紙への記録に関与しない所定の待機位置に、ヘッドホルダ３の下面に対向するように、回復手段３１が設けられている。この回復手段３１は、インク吐出性能を回復するためにインクジェットヘッド２内のエアや増粘インクを外部に排出するパージ処理、後述するノズル面４１Ａａに付着したインクを払拭・除去するワイプ処理を行うものである。パージ処理を行う装置として、公知のようにノズル面４１Ａａに接離可能に接続される吸引キャップ３２を備える。吸引キャップ３２の接続開孔部３２ａは、吸引通路３３を介して吸引ポンプ３４に接続されている。吸引キャップ３２は、昇降装置３５によって昇降可能に支持される可動板３６に取り付けられている。
【００４１】
ワイプ処理を行う装置として、公知のようにノズル面４１Ａａに接離可能に接触する、ゴム材等の弾性ブレードからなるワイパ３３を備える。ワイパ３３は、昇降装置３７によって昇降される。
【００４２】
この吸引ポンプ３４及び昇降装置３５，３７も、制御手段３８（図２参照）によって制御される。つまり、インクカートリッジを交換した場合や定期的メンテナンスの場合においてパージ処理を行う際に、ヘッドホルダ３を吸引手段３１と対向する位置へ移動させ、昇降装置３５を駆動して吸引キャップ３２をインクジェットヘッド２のノズル面に密着させ、その状態で、吸引キャップ３２に連通する吸引ポンプ３４を一定時間駆動することで、インクジェットヘッド２内のエアや増粘インクを外部に排出するようになっている。吸引キャップ３２は、上側が開口された略箱状で樹脂製でノズル面４１ａのノズル形成領域を取り囲む略矩形状をしている。そして、その先端部が撓んでノズル面４１ａに接触させることで密着されるようになっている。その後、昇降装置３５を駆動して吸引キャップ３２をノズル面４１Ａａから離し、昇降装置３７を駆動してワイパ３３を上昇させる。ワイパ３３は、Ｘ方向に長く延びて形成されていて、先端部が薄くなって柔軟に形成されている。そして、ヘッドホルダ３を記録用紙側へ移動させることで、ワイパ３３の先端をノズル面４１Ａａ接触させて、ヘッドホルダ３をＹ方向へ移動させることで、パージ処理終了後にノズル面４１Ａａに付着したインクを払拭・除去する。
【００４３】
インクジェットヘッド２は、図３に詳細を示すように、キャビティユニット４１に圧電アクチュエータ４２を重ね合わせた構造である。キャビティユニット４１は、ノズルプレート４１Ａを含む複数枚のプレートを積層して形成され、複数のノズル穴４３に一対一に対応して連通する複数の圧力室４４を平面状にマトリクス配置して有し、その圧力室４４に圧力室４４の列ごとにインクを供給する共通インク室４５を備える。なお、複数のノズル穴４３はＸ方向に複数列状に形成され（図４ではノズル列方向Ｓ１）、Ｙ方向に複数の列が形成される（図４ではＳ２方向）。
【００４４】
キャビティユニット４１の上面には各インク色ごとに開口した図示しないインク供給口を有し、そのインク供給口から各共通インク室４５に各インクが導入され、共通インク室４５から複数の圧力室４４にインクが分配され、各圧力室４４からインク流路４８（液体流路）を通って各ノズル穴４３に至るようになっている。圧電アクチュエータ４２は、平板状のセラミックスシートを複数枚積層し、その間に各圧力室４４と対応する個別電極４６Ａを、全ての圧力室４４に共通する共通電極４６Ｂとを交互に挟んで形成されたもので、電極４６Ａ，４６Ｂ間のセラミックスを圧電効果により変形する駆動部としている。これらの駆動部は圧力室４４と対応して平面状に複数配置され、各駆動部を選択的に駆動することによりノズル穴４３からインクを吐出させるように構成されている。
【００４５】
圧電アクチュエータ４２の上面には、各駆動部と電気的に接続された接続端子（図示せず）を平面状にマトリクス配置して多数備え、その接続端子に接続される配線パターンを有するフレキシブル配線板４７が、圧電アクチュエータ４２の上面と平行に重ねた状態で固定されている。
【００４６】
キャビティユニット４１は、下面にノズルプレート４１Ａを有し、このノズルプレート４１Ａは、図４（ａ）（ｂ）に拡大して示すように、インクを吐出する複数のノズル穴４３が開口され、インクを被吐出媒体に向かって吐出する側のノズル面４１Ａａに対し、裾野がなだらかな形状である一定高さの突出部５１を複数個（あるいは複数列）備えている。これらの突出部５１は、ノズル穴４３の列方向に沿って配置されている。これらの突出部５１は、用紙ジャムなどにより、ノズル面４１Ａａに記録用紙が直接に接触しにくくするもので、そのような接触によりノズル面４１Ａａや後述する撥液膜が損傷するのを回避する機能を発揮する。
【００４７】
突出部５１は、ノズル穴４３の直径約２０μｍよりも幅が広く、ノズル面４１Ａａからの突出高さ約５〜２０μｍで、ノズル穴４３の列の間に設けられている。そして、突出部５１は、図４（ｂ）に示すように、直線状で、ノズル列方向Ｓ１に延びている。具体的には、各ノズル列の間において、ノズル列方向Ｓ１に沿って直線状の突出部５１が複数Ｓ２方向に設けられている。この突出部５１は、ノズル列の間において、単数でも複数でもよい。
【００４８】
また、図４（ｂ）に示すように、パージ処理のときに、ノズルプレート４１Ａのノズル面４１Ａａに対してノズル穴４３を覆うように中空の吸引キャップ３２が接離可能に接続されるものであり、突出部５１は、吸引キャップ３２の先端部がノズル面に４１ａに密着する部分を除き、それの内側に形成されている。吸引キャップ３２が密着するノズル面４１Ａａは平坦面であるため、吸引キャップ３２の接続を損なわない。そして、パージ処理終了後にノズル面４１ａに付着したインクをふき取るためにワイパ３３によってワイピングが行われるが、突出部５１は、外周面がノズル面４１Ａａから急に立ち上がらず裾野がなめらかに繋がった形状となっているため、ワイパ３３が突出部５１に沿って円滑に移動でき、突出部５１に妨げられずにノズル面４１Ａａを払拭できるようになっており、また、平坦面のノズル面４１Ａａに対して吐出部の裾野が滑らかに繋がっているため、裾野とノズル面との境界周辺にワイピングされたインクがたまり易くなることがない。よって、ワイピング性が確保される。
【００４９】
続いて、ノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し突出部５１を形成して、ノズルプレート４１Ａを製造する方法について図５を用いて説明する。ここで、前記ノズルプレート基材は、インクを吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材であり、大判のポリイミド樹脂（具体的にはポリイミド樹脂フィルム）からなる樹脂プレート基材６１に、複数のノズルプレート基材が割り付けられ、後工程を経たのち、プレス加工やエッチング加工などで、樹脂プレート基材から複数のノズルプレートを夫々取り出すものである。
（突出部となる液滴を付着させる液滴付着工程に先だって行う予備工程）
図５（ａ）に示すように、樹脂プレート基材６１を、強アルカリ性の水溶液（水酸化ナトリウムなどの一般的な強アルカリ水溶液）に浸漬、または塗布させることにより、樹脂プレート基材６１におけるインク液滴を吐出するノズル穴４３が形成される側の面において、ポリイミド樹脂の脆弱層６２を取り除き（図５（ｂ）参照）、よく水洗いして乾燥する（洗浄工程）。ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材６１の表面上には、その樹脂プレート基材６１の製造過程において、例えば、ポリイミドを構成する低分子量の組成物がその表面に析出される、所謂、脆弱層６２が形成されているため、その上に突出部５１や撥液膜を設けても、十分な密着強度が得られず、剥離されやすくなるため、アルカリ性溶液による洗浄を行うことで表面の脆弱層６２を溶解除去し、高密着度が期待できるようにしているのである。ここでは、強アルカリ性の水溶液は、水酸化ナトリウムなどの一般的な強アルカリ水溶液を用いたが、特にこれに限ることはない。
【００５０】
前記洗浄工程に続き、図５（ｃ）に示すように、樹脂プレート基材６１の脆弱層６２を取り除いた表面に対し、その表面に大気圧プラズマ処理Ｓで表面親水化処理を行う（親水化処理工程）。プライマー塗布前の親水化処理は、次工程におけるプライマーと樹脂プレート基材６１との密着性をよくするために行われ、基材表面にダメージを与えにくい、大気プラズマ処理Ｓのような低ダメージの方法で行われる。
【００５１】
図５（ｄ）に示すように、前記親水化処理工程に続き、親水化処理がなされた樹脂プレート基材６１の表面上にプライマーを塗布または、プライマー液に浸漬することで処理し、プライマー層６３を形成する（プライマー層形成工程）。これにより、次工程の撥液膜および突出部５１と、樹脂プレート６１基材との密着強度をさらに向上させることができ、例えば用紙ジャムなどによる記録用紙のノズル面への摩擦接触や、インクによる化学的アタックがあっても、剥がれることがない突出部５１および撥液膜を形成することができる。ここで、プライマーとしては、例えば信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤KBE-903を純水で約２wt%に希釈したものが使用され、約１００℃において乾燥される。
（液滴塗布工程）
次に、図５（ｅ）、図６（ａ）に示すように、上記工程を経た樹脂プレート基材６１のプライマー処理が行われた面に対して、液滴吐出法を用いてノズル穴のインク液滴を吐出する側の面に突出部５１を形成する。突出部５１は、ノズル穴４３のインク液滴を吐出する側の面のプライマー層６３上であって、後工程でノズル穴４３のインク液滴を吐出する側の開口４３ａとなる部分に近接して、ポリイミド樹脂で構成される樹脂液滴８１を液滴吐出装置８２の吐出穴８３から吐出させてプライマー層６３上に付着させる。このとき、図５（ｅ）に示すように、一つの突出部５１に対して、液滴吐出装置８２の複数の吐出穴８３から液滴８１を吐出させ、また、ここで、具体的に図示されていないが、開口４３ａとなる部分の列に沿って、突出部５１となる液滴が連続的に表面に付着されることで、ノズル列Ｓ１方向に連続的に延びた直線状に、また、Ｓ２方向に幅を有して付着されて、このようにして付着した樹脂液滴が硬化することで直線状の突出部５１となる。ここで、最終製品となるノズルプレートにおいて、突出部５１の形成にムラが生じないように、１つのノズルプレートに対応する部分において、１回のスキャンで各突出部５１となる液滴が一度塗りされるように液滴の付着が行われる。例えば、図５（ｅ）、図６（ａ）においては、１つのノズルプレートに対応する部分における３つ１組の突出部５１が形成されているが、各組の突出部５１は、その突出部の長手方向において同じタイミングで液滴付着が行われる。
【００５２】
このような樹脂液滴は、複数の吐出穴８３（例えば、穴径４０μｍ、穴ピッチ７０μｍ程度）から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、樹脂プレート基材６１の前記表面上にポリイミド樹脂を液滴状にパターン吐出させることで、前述したように吸引キャップ３２と干渉しない位置に付着させる。
【００５３】
なお、この液滴吐出方式の印刷の際に、図６（ａ）にあるようにノズル穴加工のための位置決めマーク６４を突出部５１とともに一緒に印刷する。この位置決めマーク６４は、後工程である、突出部５１を有するノズルプレート基材を、メタルパーツ７１に貼着してノズル穴加工を施す工程において、メタルパーツ７１と、突出部５１を有するノズルプレートとの貼着のための位置決め用のマーク６４であり、メタルパーツ７１と突出部５１とが正確な位置に位置決めされて貼着される。メタルパーツ７１は、後で詳細を記述するがノズル孔加工時において、メタルパーツ７１の穴を介してノズル孔がレーザー加工により形成されるため、メタルパーツ７１の穴がノズル孔の位置決め孔としての機能を担っている。そのため、メタルパーツ７１と突出部５１とが正確な位置に位置決めされることで、このメタルパーツ７１の穴、しいては、ノズル穴４３と、突出部５１とが正確に位置決めされることとなるため、よって、この位置決めマーク６４を突出部５１と共に形成することにより、ノズル加工精度を高めることができ正確に位置決めができるとともに、ノズル孔位置と突出部との位置ずれが小さくなるため、ノズル穴近傍に突出部を精度良く設けるのに有利となる。また、位置決めマーク６４を基準とすることでキャップ３２と干渉しない位置に突出部５１を設けるのも容易となる。
【００５４】
ここで、使用されるポリイミド樹脂の粘度は、液滴付着に用いる液滴吐出装置の吐出能力に応じて変わるが、通常は５〜１５mPa・secである。この粘度は樹脂プレート基材６１の表面から１ｍｍ程度離れた位置において、吐出穴８３から液滴が吐出され、着弾後、着弾時の径から１．５倍程度の径にまで広がり、隣の吐出穴８３から吐出された液滴同士が混ざり合い、幅０．２５〜０．３０ｍｍ程度の突出部５１となるような大きさである。
【００５５】
樹脂プレート基材６１は、複数のノズル穴４３が列状に加工されてノズルプレート４１Ａとなるものであるので、前記液滴の付着は、ノズル列（開口４３ａの列）となる部分に沿って行われる。これにより、突出部５１は、ノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａの列となる部分の間であってそれらの間の中央位置に、列方向に延びる直線状に連続して形成される。このため、前記液滴を突出する吐出穴８３が、開口４３ａの列方向に直交する方向に並んだ３つの場合には、印刷の際に、３つの吐出穴８３のうち中央の吐出穴８３が、開口４３ａの列となる部分の間の中央位置を、前記列方向に沿って移動することになる。
【００５６】
この突出部５１は、突出部５１の幅方向に対応して配列された液滴吐出装置８２の前記複数の吐出穴８３からの複数の液滴の吐出により形成されるが、突出部５１は一定高さであることが必要とされるので、液滴吐出方式のインク吐出による液滴を複数滴同じ位置に重ねて吐出させることによって、前記一定の高さ（例えば、少なくとも２．５μｍ）となるように形成される。ポリイミドの液滴は、このように複数滴を重ね塗りしても、最初に塗布された液滴による突出部の幅があまり広がることはなく、最初に形成された突出部の上に次の液滴が高さ方向に重なるため一定の高さを形成することができる。よって、塗布部分を制限するマスクを用いることなく塗布することもできる。つまり、ノズル穴の内部に液滴が付着するのを回避するためのマスクの使用を省略することもできる。また、重ね塗りをするのは、ポリイミド樹脂が低粘度であるため、１回の塗布では十分な高さとならず、２回塗りで２．５μｍ程度となる。用紙ジャムを確実に回避する高さを確保するために、３回以上重ね塗りして、５μｍ程度の高さとすることが望ましい。
【００５７】
なお、樹脂プレート基材６１は、前記液滴の付着前に、図示しない加熱手段によって予め加熱されて工程をそなえていてもよく、樹脂プレート基材６１が加熱されていることにより、基材表面に付着した液滴は速やかに乾燥し、乾燥の遅れによる突出部５１の裾野の広がりが抑制される。
（液滴硬化工程）
その液滴を、２５０℃〜３００℃の温度で焼成により硬化させ、突出部５１を開口４３ａとなる部分に対し形成する。つまり、開口４３ａとなる部分によって構成される列に沿って突出部５１が形成される。ポリイミド樹脂が低粘度であるため、従来の３５０℃より低い温度で焼成できるので、熱収縮が少なくなる。
（撥液膜形成工程）
そして、図５（ｆ）、図６（ｂ）に示すように、前記液滴を吐出する側の面に、フッ素系の素材からなる撥液剤が例えばスプレーで塗布して撥液膜６５を形成し、その後、撥液膜６５を所定の温度（例えば２５０℃）で焼成する。このように、ノズル穴が未加工の段階で、撥液膜６５が形成されるので、最終製品であるノズルプレートの各ノズル穴の内部には撥液膜が形成されないことになる。また、アルカリ洗浄やプラズマ処理、プライマー処理を経ているので、突出部５１および撥液膜６５の密着性が向上する。
【００５８】
ここで、撥液膜としては、３フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE樹脂）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系の樹脂、さらにはフッ素原子を含んだ表面改質剤やコーティング剤、例えばKP801M（商品名：信越化学工業株式会社製）、サイトップ（商品名：旭硝子株式会社製）、AF1600（商品名：イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製）、DEFENNSA77702（光ラジカル重合型樹脂：大日本インキ化学工業株式会社製）、FS-116（商品名：ダイキン工業株式会社製）、フロラード（商品名：住友スリーエム株式会社製）などを使用することができる。
（ノズル穴形成工程）
次に、位置決めマーク６４を基準にして、図６（ｃ）に示すように、樹脂プレート基材６１を所定の大きさの基材６６に切断して、図５（ｇ）、図６（ｄ）に示すように、ノズル穴の位置に対応して複数の穴７３が形成されているメタルパーツ７１（あるいはメタルパーツ７１に形成された位置決めマーク７２）と、前記位置決めマーク６４が形成された切断後の外形（あるいは位置決めマーク８２）を基準にして接着材を用いて貼付する。ここで、メタルパーツ７１は合金（４２％Ni-Fe）またはステンレス鋼などの金属製で、接着剤（例えば、株式会社スリーボンド製20X-343-12）を用いて貼付する。
【００５９】
その後、突出部５１が設けられ撥液膜６５が形成されている表面側に表面保護フィルム７４を貼付して、裏面側（メタルパーツ７１が貼付されている側）からノズル穴４３をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルム７４を剥離する。加工に用いるレーザーには、例えばエキシマレーザーなどが使用される（図５（ｆ）参照）。
【００６０】
表面保護フィルム７４は、レーザー加工によるノズル穴４３形成時に発生するカーボン粉やノズル基材などの飛沫が飛び散って、それらが撥液膜６５上に付着され、撥液性を阻害することを防止するために、レーザー加工より前に撥液膜６５上に表面保護フィルム７４を貼着して封止させるものである。ノズル孔４３の形成時には、レーザー加工のエネルギー調整をして、ノズルプレート基材にノズル孔は形成されるものの、表面保護フィルム７４を貫通させないように表面保護フィルム７４内までレーザー光を照射させ、表面保護フィルム７４によって撥液膜６５表面が封じられているため、ノズル孔４３形成時に発生する炭素粉や飛沫を撥液膜６５上に付着しない。
【００６１】
しかしながら、本発明のように突出部５１が形成された撥液膜６５上に表面保護フィルム７４を貼着させる場合、例えば、従来のような突出部５１の形状が角状であったり、なめらかでなかったりする場合、突出部５１の裾野部分と平坦面のノズル基材との境界部分において、表面保護フィルム７４が密着して貼着させることができないため、その部分に空気層が入り込んでしまう。前記境界部分は、ノズル穴が形成される位置に近接しているため、空気層が存在する領域がノズル孔形成領域となる。そのような状態でレーザー加工によるノズル穴４３が形成がなされると、製造時に発生する炭素粉がその空気層内に入り込み、炭素粉や飛沫が、撥液膜と表面保護フィルム７４内に封じられた形となる。よって、そのような状態のまま、表面保護フィルム７４が剥がされたとしても、撥液膜上に炭素粉や飛沫が残ってしまうことがあり、撥液性を阻害してしまう。
【００６２】
しかしながら、本発明のように、突出部が、ポリイミド樹脂製の裾野がなだらかな突出部５１であるため、表面保護フィルムを空気層が入り込むことなく密着して貼着させることができるため、上記のような炭素粉や飛沫を撥液膜に残留させて、撥液性を阻害させることはない。
【００６３】
図５（ｈ）にあるように、前記液滴を吐出する側の面にノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａが形成され、ノズル面４３Ａａとなる。なお、メタルパーツ８１は、キャビティユニット４１の構成部材であり、ノズルプレート４１Ａの背面側に積層され、インク流路４８を構成する孔を有したプレートを転用して用いる場合には、取り外すことなく、そのままキャビティユニット４１の構成部材とし、複数の孔７３はインク流路４８を構成する孔となって、さらに他のプレートらをさらに積層させてキャビティユニット４１を構成する。
【００６４】
上述のように、複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成される表面にポリイミド樹脂を液滴付着させて突出部を形成しているので、被吐出媒体との接触を回避するための突出部が、各ノズル穴付近に対し簡単にかつ確実に形成される。また、従来と比べ、ノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、突出部を形成した後にでも、ノズル穴を精度よく形成できる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、突出部を裾野がなだらか形状を有する曲面とすることができ、平坦面のノズル面となだらかに繋がる。よって、そのような裾野がなだらかな形状の突出部とすることで、ワイパ部材がなだらかな形状に沿って移動がして液滴をふき取っていくため、ワインピング動作がスムーズで阻害されることはないし、ノズル面と突出部の裾野との境界において液体が溜まり易くなることもないため、ワイピング性がよくなる。また、突出部がなだらかな曲面を有するため、ジャム等で被吐出媒体が撓んでその端部や一部が、突出部に接触したとしても、角がないためノズル面を傷つけにくい。 また、突出部の表面にも撥液膜が形成されるので、ノズル穴よりの液体の吐出時等において突出部の表面に液体が付着するのが防止される。
【００６５】
本発明は、前記実施の形態のほか、次のように変更して実施することも可能である。
【００６６】
(i)前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材を用いているが、他の樹脂からなる樹脂プレート基材にも適用できるのはもちろん、金属プレート基材にも適用可能である。
【００６７】
(ii)前記実施の形態では、突出部５１は、裾野がなめらかな形状である曲面を有する形状であるが、本発明はそれに限定されるものではなく、ノズル面４１Ａａの撥液膜６５に記録用紙が直接に接触しにくく、ワイピング性能を確保できる形状であればよく、また、各突出部は同じ形状や大きさでなくてもよい。
【００６８】
(iii)前記実施の形態では、突出部５１は、直線状に連続しているが、必ずしもその必要はなく、破線状に（間欠的に直線状部分を有するように）構成としてもよいし、山型突起状の突出部が短ピッチで密に配置される構成とすることもできる。
【００６９】
(iv)前記実施の形態のほか、図７（ａ）に示すように、樹脂プレート基材６１を所定の形状の大きさの基材６６に切断して、その基材６６より面積がかなり広いメタルパーツ７１に位置決めマークを基準にして貼付（この場合、メタルパーツ７１の裏面は汚れ防止のためにマスキング（裏面保護フィルム）を貼付）した後、ポリイミド樹脂を液滴吐出方式で位置決めしながらパターン塗布し、突出部５１を焼成し、焼き固めることも可能である。この場合は、その後に、ノズル面全体に撥液膜６５を形成した後仮焼成し、前記裏面保護フィルムを剥離し、本焼成することになる。本焼成は、２５０℃程度のため、裏面保護フィルムの耐熱性を欠くからである。この後は、前述した実施の形態と同様に、表面保護フィルム７４を貼付して、レーザー加工によりノズル穴を形成することになる。
【００７０】
(v)前記実施の形態では、液滴吐出装置がインクジェット式の記録装置である場合のノズルプレートの製造について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどする他の液滴吐出装置などにおいて用いるノズルプレートの製造にも適用することができる。
【００７１】
(vi)前記実施の形態では、インク（液体）を吐出させるための駆動部は、圧電方式であるが、圧電方式のもの以外に、静電気あるいは電気発熱素子によって吐出動作をする液滴吐出装置のノズルプレートの製造にも使用することができる。
【００７２】
(vii)前記実施の形態では、記録媒体は記録用紙であるが、そのほか、樹脂、布など各種のものを用いることができ、また吐出する液体としてはインクだけでなく、着色液、機能液など各種のものを適用することができる。
【００７３】
(viii)前記実施の形態では、突出部５１は、吸引キャップが接続される部分を除き、それの内側に形成されるようにしているが、吐出機能を回復する回復装置に使用する吸引キャップに限られず、電源ＯＦＦ時に使用する封止キャップについても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ インクジェット式記録装置（液滴吐出装置）
２ インクジェットヘッド
３１ 回復手段
３２ 吸引キャップ（キャップ部）
４１Ａ ノズルプレート
４１Ａａ ノズル面
４３ ノズル穴
４３ａ 開口
５１ 突出部
６１ 樹脂プレート基材
６２ 脆弱層
６３ プライマー層
６４ 位置決めマーク
６５ 撥液膜
６６ 基材
７１ メタルパーツ
７２ 位置決めマーク
７３ 穴
７４ 表面保護フィルム
８１ 樹脂の液滴
８２ 液滴吐出装置
８３ 吐出穴
７３ 撥液膜
８１ メタルパーツ
８２ 位置決めマーク
Ｓ 大気圧プラズマ処理
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置等の液滴吐出装置に用いられるノズルプレートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェット式の記録装置（液滴吐出装置）として、インクジェットヘッドのノズル穴からインクを吐出して、記録媒体に記録を行うものは広く知られている。そのようなインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル穴が形成されたノズルプレートを下部に備え、そのノズルプレートの下面であるノズル面には、インクがノズル面に付着するのを回避するために撥液膜が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そのノズル面は、記録媒体に対向しているので、用紙ジャムなどにより、記録用紙が浮き上がった場合などノズル面に接触して、ノズル面やその面に形成されている撥液膜が損傷する場合がある。あるいは、外部からの異物がノズル面に接触して撥液膜が損傷することが考えられる。ノズル穴の周囲、具体的にはノズル穴のインクを吐出する側の開口の周囲においてノズル面や撥液膜が損傷すると、インクを吐出する方向が曲がったり、インク滴が所定どおり形成されないなど正常な吐出を行えなくなる。
【０００４】
そのような撥液膜の損傷を回避するために、ノズルプレート自体に、ノズル穴から離間した位置に突出部を形成することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０５６０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５６１６５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２に記載のものでは、ノズル穴を形成した後に熱プレス処理で突出部を形成するものであり、具体的には、３００℃の高温加熱したプレス金型をノズルプレートに押し当ててノズルプレートを軟化させ、軟化させた周辺の肉を集めるようにしてノズルプレートと一体の突部を形成されている。
【０００７】
このようなノズルプレート自身の塑性変形によって突部を形成する場合、突部に隣接するノズルの形成箇所周辺の厚みがばらつきやすい。すなわち、ノズルプレートの厚みに個体差が生じやすくなり、所望のノズル形成することが難しくなる。例えば、凸部形成後に、レーザー加工によりノズルを形成する場合、ノズルプレートの厚みに応じてノズルの噴射口の径が変化するため、ノズルの噴射口を精度良く形成することが難しくなり、インクの吐出性能に影響を及ぼすおそれがある。また、ノズルの噴射口を形成してから凸部を形成する場合にも、ノズルの形成箇所周辺の厚みがばらつきやすく、ノズルの形成箇所が所望の位置からずれることもある。
【０００８】
また、ノズル穴への影響を少なくするために、ノズル穴から離れた位置に突部を設けると、用紙ジャムなどからの、ノズル穴の保護を十分にすることができない。
【０００９】
また、一般にインクジェットプリンタは、画像形成時やメンテナンス動作時に、インク滴噴射面上に付着したインクを拭き取るワイピング動作を適宜のタイミングで行うようになっており、これによりプリンタの印字性能が維持されている。
【００１０】
特許文献１の場合、突部に対してこのノズルの形成箇所と反対側が薄肉となって凹部をなしているため、たとえノズルの形成箇所周辺の厚さがプレス処理の前後で変化しないように配慮しても、インク滴噴射面に対して凹凸が大きいため、ワイピング動作時にワイパ材の円滑な動作の妨げとなったり、突部の周囲（例えば、噴射面と突部との境界周辺など）にインクが残り易くなる。このため、前述したようにインク滴の飛翔方向が正規の方向からずれて印字性能に影響を及ぼすおそれがある。
【００１１】
この発明は、ワイピング性能を損なうことなく、ノズル穴の液体を吐出する側の開口に対し、被吐出媒体との接触を回避するための突出部を、簡単に形成できるノズルプレートの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成されるべき前記ノズルプレ―ト基材の表面に突出部を形成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基材の前記液滴を吐出する側の面であって前記開口となる部分付近に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる液滴塗布工程と、その液滴を硬化させることにより前記突出部を前記開口となる部分付近に対し形成する液滴硬化工程と、前記液滴を吐出する側の面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、その後、前記液滴を吐出する側の面に前記ノズル穴の開口を形成してノズル面とするノズル穴形成工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、ポリイミド樹脂で構成される複数の液滴を付着させ、その液滴を硬化させることで、被吐出媒体との接触を回避するための突出部が、各ノズル穴付近に対し簡単にかつ確実に形成される。また、従来と比べ、ノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、ノズル穴を精度よく形成できる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、突出部を裾野がなだらか形状を有する曲面とすることができ、平坦面のノズル面となだらかに繋がる。よって、そのような裾野がなだらかな形状の突出部とすることで、ワイパ部材がなだらかな形状に沿って移動がして液滴をふき取っていくため、ワインピング動作がスムーズで阻害されることはないし、ノズル面と突出部の裾野との境界において液体が溜まり易くなることもないため、ワイピング性がよくなる。また、突出部がなだらかな曲面を有するため、ジャム等で被吐出媒体が撓んでその端部や一部が、突出部に接触したとしても、角がないためノズル面を傷つけにくい。
【００１４】
また、突出部の表面にも撥液膜が形成されるので、ノズル穴よりの液体の吐出時等において突出部の表面に液体が付着するのが防止される。
【００１５】
請求項２に記載のように、請求項１のノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、前記複数のノズル穴が列状に加工されるものであり、前記突出部は、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に、列方向に延びる直線状あるいは破線状に形成されることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、ドット状の突出部とする場合よりも、裾野がなだらか形状の突出部になりやすく、ワイピング性の確保やノズル穴加工の際の、空気の混入を回避した表面保護フィルムの貼付を行う上で有利な突出部の実現が可能となる。
【００１７】
また、直線状あるいは破線状の突出部が、ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に形成されているので、ノズル面のいずれの部分においても、記録媒体との接触が回避される。
【００１８】
請求項３に記載のように、請求項１または２のノズルプレートの製造方法において、前記液滴の付着は、複数の吐出穴から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、前記ノズルプレート基材の前記表面上に前記ポリイミド樹脂を液滴状に吐出させて行うことができる。
【００１９】
このようにすれば、液滴吐出方式の印刷を利用することで、液滴を吐出する側の面に、突出部を形成するための液滴を簡単に付着させることができる。また、ノズルプレートのノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、突出部の形成後にノズル穴を形成したとしても、精度よく加工することができる。
【００２０】
請求項４に記載のように、請求項３のノズルプレートの製造方法において、前記液滴吐出方式の印刷の際に、前記突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークも一緒に印刷することができる。
【００２１】
このようにすれば、液滴吐出方式の印刷を利用することで、突出部とともに位置決めマークを一緒に簡単に形成することができ、突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークを一緒に形成するので、ノズル穴加工の際の加工精度が高められるとともに、突出部とノズル穴との位置ずれを少なくして加工することができる。
【００２２】
請求項５に記載のように、請求項３または４のノズルプレートの製造方法において、前記突出部は、前記突出部の幅方向に対応して配列された前記複数の吐出穴からの液滴の吐出により形成されることが望ましい。
【００２３】
このようにすれば、突出部を形成するために、複数の吐出穴から液滴を吐出させて形成するため、所定の幅を有し裾野がなめらかな突出部を確実に形成することができる。また、複数の吐出穴のうち、いずれかの突出穴からの吐出に不具合があったとしても、他の吐出穴からの液滴で補えることができる。
【００２４】
請求項６に記載のように、請求項３〜５のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記突出部は、前記液滴吐出方式の印刷を繰り返す重ね塗り印刷により形成されるようにできる。
【００２５】
このようにすれば、重ね塗りすることで突出部の幅をあまり変えることなく突出部の高さの調整が容易となる。
【００２６】
請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、前記液滴の付着前に予め加熱されていることが望ましい。
【００２７】
このようにすれば、付着した液滴の乾燥が早くなり、製造効率が高まる。また、吐出された液滴の幅（外径）が大きくなりすぎることを防ぐことができる。
【００２８】
請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記撥液膜が設けられた突出部が設けられている表面側に表面保護フィルムを、裏面側にメタルパーツをそれぞれ貼付して、裏面側からノズル穴をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルムを剥離する構成とすることができる。
【００２９】
このようにすれば、突出部は裾野がなだらかな形状でノズル面の平坦面となだらかに繋がっているため、ノズル穴加工の際に貼付される表面保護フィルムは、なだらかな形状に沿って基材表面および突出部と密着貼付され、表面保護フィルムと、基材表面と突出部の裾野との境界において空気層が形成されない。もし、突液部が角形状の場合、表面保護フィルムが貼付されたときに、基材表面の平坦部と突出部との境界において、空気層が入り込み易い。その場合、その空気層がノズル穴加工位置にかかってしまうことでノズル穴をレーザー加工する際に発生するカーボン粉や飛沫などが、そのような空気層に入り込み、撥液膜にカーボン粉や飛沫などが付着するという不具合がなくなる。そのため、突出部が形成された基材表面に対してノズル孔を加工するときに生じる飛沫などによって、撥液膜の撥液性を阻害することがない。
【００３０】
請求項９に記載のように、請求項１〜８のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材であり、前記液滴付着工程に先だって行う予備工程として、前記樹脂プレート基材の脆弱層をアルカリ性の溶液により取り除く工程と、前記樹脂プレート基材の表面を大気圧プラズマ処理で表面親水化処理を行う工程と、前記樹脂プレート基材上にプライマーを塗布し、プライマー層を形成する工程とを有する構成とすることができる。
【００３１】
このようにすれば、突出部、および撥液膜と、ノズルプレート基材との密着強度があがるため剥離しにくくなる。
【００３２】
前記ノズルプレート基材はポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材に制限されない。つまり、請求項１０に記載のように、請求項１〜８のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズルプレート基材は、金属プレート基材である構成とすることもできる。
【００３３】
請求項１１に記載のように、請求項１〜１０のいずれかのノズルプレートの製造方法において、前記ノズル面は、前記ノズル穴を覆うように中空のキャップ部が接離可能に接続されるものであり、前記突出部は、前記キャップ部が接続される部分を除き形成されることが望ましい。ここで、キャップ部には、吸引パージに使用する吸引キャップや電源ＯＦＦ時に使用する封止キャップが含まれる。
【００３４】
このようにすれば、前記突出部が前記開口の周囲の撥液膜を保護するのに加えて、突出部によってキャップ部の接続の影響を受けることがない。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、上記のように、ポリイミド樹脂で構成される複数の液滴を付着させ、その液滴を硬化させることで、記録媒体との接触を回避するための複数の突出部を、各ノズル穴の液滴を吐出する側の開口付近に簡単にかつ確実に形成することができる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、ワイピング性能確保などの点において有利となるように突出部を裾野がなだらか形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェット式記録装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドと吸引手段との関係を示す説明図である。
【図３】インクジェットヘッドの断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ部に対応するノズルプレート基材の拡大図、（ｂ）は図４（ａ）に示すノズルプレート基材の底面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ、液滴付着工程に先立って行う予備工程を含むノズルプレートの製造方法の説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれノズルプレートの製造方法の説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれノズルプレートの製造方法の変形例についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。なお、以下の説明において、各符号に付加されるＢ，Ｙ，Ｍ，Ｃの添え字はそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのインク用のものであることを示す。
【００３８】
図１及び図２（ａ）に示すように、インクジェット式記録装置１は、インクジェットヘッド２を備え、そのインクジェットヘッド２は、記録媒体である記録用紙（図示せず）に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダ３に保持される。インクジェットヘッド２は、複数種類のインクを吐出するノズル群を有する。ヘッドホルダ３は、図示しない駆動手段によって、前記記録用紙の送り方向Ｘに直交する方向Ｙに延びるガイドレール４Ａ，４Ｂに沿って往復移動可能に支持されている。ヘッドホルダ３には、インクジェットヘッド２にインクを供給するインクタンク５が搭載されている。
【００３９】
インクタンク５は、複数種類のインクを貯留するインク貯留室８Ｂ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ（図３参照）を、各インクごとに有する。インク貯留室８Ｂ〜８Ｃには、ヘッドホルダ３外に配置されたインクカートリッジ６Ｂ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃからインク供給チューブ７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃを通じてインクが供給されるようになっている。
【００４０】
また、図１及び図２に示すように、ヘッドホルダ３の移動経路のうち、前記記録用紙への記録に関与しない所定の待機位置に、ヘッドホルダ３の下面に対向するように、回復手段３１が設けられている。この回復手段３１は、インク吐出性能を回復するためにインクジェットヘッド２内のエアや増粘インクを外部に排出するパージ処理、後述するノズル面４１Ａａに付着したインクを払拭・除去するワイプ処理を行うものである。パージ処理を行う装置として、公知のようにノズル面４１Ａａに接離可能に接続される吸引キャップ３２を備える。吸引キャップ３２の接続開孔部３２ａは、吸引通路３３を介して吸引ポンプ３４に接続されている。吸引キャップ３２は、昇降装置３５によって昇降可能に支持される可動板３６に取り付けられている。
【００４１】
ワイプ処理を行う装置として、公知のようにノズル面４１Ａａに接離可能に接触する、ゴム材等の弾性ブレードからなるワイパ３３を備える。ワイパ３３は、昇降装置３７によって昇降される。
【００４２】
この吸引ポンプ３４及び昇降装置３５，３７も、制御手段３８（図２参照）によって制御される。つまり、インクカートリッジを交換した場合や定期的メンテナンスの場合においてパージ処理を行う際に、ヘッドホルダ３を吸引手段３１と対向する位置へ移動させ、昇降装置３５を駆動して吸引キャップ３２をインクジェットヘッド２のノズル面に密着させ、その状態で、吸引キャップ３２に連通する吸引ポンプ３４を一定時間駆動することで、インクジェットヘッド２内のエアや増粘インクを外部に排出するようになっている。吸引キャップ３２は、上側が開口された略箱状で樹脂製でノズル面４１ａのノズル形成領域を取り囲む略矩形状をしている。そして、その先端部が撓んでノズル面４１ａに接触させることで密着されるようになっている。その後、昇降装置３５を駆動して吸引キャップ３２をノズル面４１Ａａから離し、昇降装置３７を駆動してワイパ３３を上昇させる。ワイパ３３は、Ｘ方向に長く延びて形成されていて、先端部が薄くなって柔軟に形成されている。そして、ヘッドホルダ３を記録用紙側へ移動させることで、ワイパ３３の先端をノズル面４１Ａａ接触させて、ヘッドホルダ３をＹ方向へ移動させることで、パージ処理終了後にノズル面４１Ａａに付着したインクを払拭・除去する。
【００４３】
インクジェットヘッド２は、図３に詳細を示すように、キャビティユニット４１に圧電アクチュエータ４２を重ね合わせた構造である。キャビティユニット４１は、ノズルプレート４１Ａを含む複数枚のプレートを積層して形成され、複数のノズル穴４３に一対一に対応して連通する複数の圧力室４４を平面状にマトリクス配置して有し、その圧力室４４に圧力室４４の列ごとにインクを供給する共通インク室４５を備える。なお、複数のノズル穴４３はＸ方向に複数列状に形成され（図４ではノズル列方向Ｓ１）、Ｙ方向に複数の列が形成される（図４ではＳ２方向）。
【００４４】
キャビティユニット４１の上面には各インク色ごとに開口した図示しないインク供給口を有し、そのインク供給口から各共通インク室４５に各インクが導入され、共通インク室４５から複数の圧力室４４にインクが分配され、各圧力室４４からインク流路４８（液体流路）を通って各ノズル穴４３に至るようになっている。圧電アクチュエータ４２は、平板状のセラミックスシートを複数枚積層し、その間に各圧力室４４と対応する個別電極４６Ａを、全ての圧力室４４に共通する共通電極４６Ｂとを交互に挟んで形成されたもので、電極４６Ａ，４６Ｂ間のセラミックスを圧電効果により変形する駆動部としている。これらの駆動部は圧力室４４と対応して平面状に複数配置され、各駆動部を選択的に駆動することによりノズル穴４３からインクを吐出させるように構成されている。
【００４５】
圧電アクチュエータ４２の上面には、各駆動部と電気的に接続された接続端子（図示せず）を平面状にマトリクス配置して多数備え、その接続端子に接続される配線パターンを有するフレキシブル配線板４７が、圧電アクチュエータ４２の上面と平行に重ねた状態で固定されている。
【００４６】
キャビティユニット４１は、下面にノズルプレート４１Ａを有し、このノズルプレート４１Ａは、図４（ａ）（ｂ）に拡大して示すように、インクを吐出する複数のノズル穴４３が開口され、インクを被吐出媒体に向かって吐出する側のノズル面４１Ａａに対し、裾野がなだらかな形状である一定高さの突出部５１を複数個（あるいは複数列）備えている。これらの突出部５１は、ノズル穴４３の列方向に沿って配置されている。これらの突出部５１は、用紙ジャムなどにより、ノズル面４１Ａａに記録用紙が直接に接触しにくくするもので、そのような接触によりノズル面４１Ａａや後述する撥液膜が損傷するのを回避する機能を発揮する。
【００４７】
突出部５１は、ノズル穴４３の直径約２０μｍよりも幅が広く、ノズル面４１Ａａからの突出高さ約５〜２０μｍで、ノズル穴４３の列の間に設けられている。そして、突出部５１は、図４（ｂ）に示すように、直線状で、ノズル列方向Ｓ１に延びている。具体的には、各ノズル列の間において、ノズル列方向Ｓ１に沿って直線状の突出部５１が複数Ｓ２方向に設けられている。この突出部５１は、ノズル列の間において、単数でも複数でもよい。
【００４８】
また、図４（ｂ）に示すように、パージ処理のときに、ノズルプレート４１Ａのノズル面４１Ａａに対してノズル穴４３を覆うように中空の吸引キャップ３２が接離可能に接続されるものであり、突出部５１は、吸引キャップ３２の先端部がノズル面に４１ａに密着する部分を除き、それの内側に形成されている。吸引キャップ３２が密着するノズル面４１Ａａは平坦面であるため、吸引キャップ３２の接続を損なわない。そして、パージ処理終了後にノズル面４１ａに付着したインクをふき取るためにワイパ３３によってワイピングが行われるが、突出部５１は、外周面がノズル面４１Ａａから急に立ち上がらず裾野がなめらかに繋がった形状となっているため、ワイパ３３が突出部５１に沿って円滑に移動でき、突出部５１に妨げられずにノズル面４１Ａａを払拭できるようになっており、また、平坦面のノズル面４１Ａａに対して吐出部の裾野が滑らかに繋がっているため、裾野とノズル面との境界周辺にワイピングされたインクがたまり易くなることがない。よって、ワイピング性が確保される。
【００４９】
続いて、ノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し突出部５１を形成して、ノズルプレート４１Ａを製造する方法について図５を用いて説明する。ここで、前記ノズルプレート基材は、インクを吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材であり、大判のポリイミド樹脂（具体的にはポリイミド樹脂フィルム）からなる樹脂プレート基材６１に、複数のノズルプレート基材が割り付けられ、後工程を経たのち、プレス加工やエッチング加工などで、樹脂プレート基材から複数のノズルプレートを夫々取り出すものである。
（突出部となる液滴を付着させる液滴付着工程に先だって行う予備工程）
図５（ａ）に示すように、樹脂プレート基材６１を、強アルカリ性の水溶液（水酸化ナトリウムなどの一般的な強アルカリ水溶液）に浸漬、または塗布させることにより、樹脂プレート基材６１におけるインク液滴を吐出するノズル穴４３が形成される側の面において、ポリイミド樹脂の脆弱層６２を取り除き（図５（ｂ）参照）、よく水洗いして乾燥する（洗浄工程）。ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材６１の表面上には、その樹脂プレート基材６１の製造過程において、例えば、ポリイミドを構成する低分子量の組成物がその表面に析出される、所謂、脆弱層６２が形成されているため、その上に突出部５１や撥液膜を設けても、十分な密着強度が得られず、剥離されやすくなるため、アルカリ性溶液による洗浄を行うことで表面の脆弱層６２を溶解除去し、高密着度が期待できるようにしているのである。ここでは、強アルカリ性の水溶液は、水酸化ナトリウムなどの一般的な強アルカリ水溶液を用いたが、特にこれに限ることはない。
【００５０】
前記洗浄工程に続き、図５（ｃ）に示すように、樹脂プレート基材６１の脆弱層６２を取り除いた表面に対し、その表面に大気圧プラズマ処理Ｓで表面親水化処理を行う（親水化処理工程）。プライマー塗布前の親水化処理は、次工程におけるプライマーと樹脂プレート基材６１との密着性をよくするために行われ、基材表面にダメージを与えにくい、大気プラズマ処理Ｓのような低ダメージの方法で行われる。
【００５１】
図５（ｄ）に示すように、前記親水化処理工程に続き、親水化処理がなされた樹脂プレート基材６１の表面上にプライマーを塗布または、プライマー液に浸漬することで処理し、プライマー層６３を形成する（プライマー層形成工程）。これにより、次工程の撥液膜および突出部５１と、樹脂プレート６１基材との密着強度をさらに向上させることができ、例えば用紙ジャムなどによる記録用紙のノズル面への摩擦接触や、インクによる化学的アタックがあっても、剥がれることがない突出部５１および撥液膜を形成することができる。ここで、プライマーとしては、例えば信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤KBE-903を純水で約２wt%に希釈したものが使用され、約１００℃において乾燥される。
（液滴塗布工程）
次に、図５（ｅ）、図６（ａ）に示すように、上記工程を経た樹脂プレート基材６１のプライマー処理が行われた面に対して、液滴吐出法を用いてノズル穴のインク液滴を吐出する側の面に突出部５１を形成する。突出部５１は、ノズル穴４３のインク液滴を吐出する側の面のプライマー層６３上であって、後工程でノズル穴４３のインク液滴を吐出する側の開口４３ａとなる部分に近接して、ポリイミド樹脂で構成される樹脂液滴８１を液滴吐出装置８２の吐出穴８３から吐出させてプライマー層６３上に付着させる。このとき、図５（ｅ）に示すように、一つの突出部５１に対して、液滴吐出装置８２の複数の吐出穴８３から液滴８１を吐出させ、また、ここで、具体的に図示されていないが、開口４３ａとなる部分の列に沿って、突出部５１となる液滴が連続的に表面に付着されることで、ノズル列Ｓ１方向に連続的に延びた直線状に、また、Ｓ２方向に幅を有して付着されて、このようにして付着した樹脂液滴が硬化することで直線状の突出部５１となる。ここで、最終製品となるノズルプレートにおいて、突出部５１の形成にムラが生じないように、１つのノズルプレートに対応する部分において、１回のスキャンで各突出部５１となる液滴が一度塗りされるように液滴の付着が行われる。例えば、図５（ｅ）、図６（ａ）においては、１つのノズルプレートに対応する部分における３つ１組の突出部５１が形成されているが、各組の突出部５１は、その突出部の長手方向において同じタイミングで液滴付着が行われる。
【００５２】
このような樹脂液滴は、複数の吐出穴８３（例えば、穴径４０μｍ、穴ピッチ７０μｍ程度）から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、樹脂プレート基材６１の前記表面上にポリイミド樹脂を液滴状にパターン吐出させることで、前述したように吸引キャップ３２と干渉しない位置に付着させる。
【００５３】
なお、この液滴吐出方式の印刷の際に、図６（ａ）にあるようにノズル穴加工のための位置決めマーク６４を突出部５１とともに一緒に印刷する。この位置決めマーク６４は、後工程である、突出部５１を有するノズルプレート基材を、メタルパーツ７１に貼着してノズル穴加工を施す工程において、メタルパーツ７１と、突出部５１を有するノズルプレートとの貼着のための位置決め用のマーク６４であり、メタルパーツ７１と突出部５１とが正確な位置に位置決めされて貼着される。メタルパーツ７１は、後で詳細を記述するがノズル孔加工時において、メタルパーツ７１の穴を介してノズル孔がレーザー加工により形成されるため、メタルパーツ７１の穴がノズル孔の位置決め孔としての機能を担っている。そのため、メタルパーツ７１と突出部５１とが正確な位置に位置決めされることで、このメタルパーツ７１の穴、しいては、ノズル穴４３と、突出部５１とが正確に位置決めされることとなるため、よって、この位置決めマーク６４を突出部５１と共に形成することにより、ノズル加工精度を高めることができ正確に位置決めができるとともに、ノズル孔位置と突出部との位置ずれが小さくなるため、ノズル穴近傍に突出部を精度良く設けるのに有利となる。また、位置決めマーク６４を基準とすることでキャップ３２と干渉しない位置に突出部５１を設けるのも容易となる。
【００５４】
ここで、使用されるポリイミド樹脂の粘度は、液滴付着に用いる液滴吐出装置の吐出能力に応じて変わるが、通常は５〜１５mPa・secである。この粘度は樹脂プレート基材６１の表面から１ｍｍ程度離れた位置において、吐出穴８３から液滴が吐出され、着弾後、着弾時の径から１．５倍程度の径にまで広がり、隣の吐出穴８３から吐出された液滴同士が混ざり合い、幅０．２５〜０．３０ｍｍ程度の突出部５１となるような大きさである。
【００５５】
樹脂プレート基材６１は、複数のノズル穴４３が列状に加工されてノズルプレート４１Ａとなるものであるので、前記液滴の付着は、ノズル列（開口４３ａの列）となる部分に沿って行われる。これにより、突出部５１は、ノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａの列となる部分の間であってそれらの間の中央位置に、列方向に延びる直線状に連続して形成される。このため、前記液滴を突出する吐出穴８３が、開口４３ａの列方向に直交する方向に並んだ３つの場合には、印刷の際に、３つの吐出穴８３のうち中央の吐出穴８３が、開口４３ａの列となる部分の間の中央位置を、前記列方向に沿って移動することになる。
【００５６】
この突出部５１は、突出部５１の幅方向に対応して配列された液滴吐出装置８２の前記複数の吐出穴８３からの複数の液滴の吐出により形成されるが、突出部５１は一定高さであることが必要とされるので、液滴吐出方式のインク吐出による液滴を複数滴同じ位置に重ねて吐出させることによって、前記一定の高さ（例えば、少なくとも２．５μｍ）となるように形成される。ポリイミドの液滴は、このように複数滴を重ね塗りしても、最初に塗布された液滴による突出部の幅があまり広がることはなく、最初に形成された突出部の上に次の液滴が高さ方向に重なるため一定の高さを形成することができる。よって、塗布部分を制限するマスクを用いることなく塗布することもできる。つまり、ノズル穴の内部に液滴が付着するのを回避するためのマスクの使用を省略することもできる。また、重ね塗りをするのは、ポリイミド樹脂が低粘度であるため、１回の塗布では十分な高さとならず、２回塗りで２．５μｍ程度となる。用紙ジャムを確実に回避する高さを確保するために、３回以上重ね塗りして、５μｍ程度の高さとすることが望ましい。
【００５７】
なお、樹脂プレート基材６１は、前記液滴の付着前に、図示しない加熱手段によって予め加熱されて工程をそなえていてもよく、樹脂プレート基材６１が加熱されていることにより、基材表面に付着した液滴は速やかに乾燥し、乾燥の遅れによる突出部５１の裾野の広がりが抑制される。
（液滴硬化工程）
その液滴を、２５０℃〜３００℃の温度で焼成により硬化させ、突出部５１を開口４３ａとなる部分に対し形成する。つまり、開口４３ａとなる部分によって構成される列に沿って突出部５１が形成される。ポリイミド樹脂が低粘度であるため、従来の３５０℃より低い温度で焼成できるので、熱収縮が少なくなる。
（撥液膜形成工程）
そして、図５（ｆ）、図６（ｂ）に示すように、前記液滴を吐出する側の面に、フッ素系の素材からなる撥液剤が例えばスプレーで塗布して撥液膜６５を形成し、その後、撥液膜６５を所定の温度（例えば２５０℃）で焼成する。このように、ノズル穴が未加工の段階で、撥液膜６５が形成されるので、最終製品であるノズルプレートの各ノズル穴の内部には撥液膜が形成されないことになる。また、アルカリ洗浄やプラズマ処理、プライマー処理を経ているので、突出部５１および撥液膜６５の密着性が向上する。
【００５８】
ここで、撥液膜としては、３フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE樹脂）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系の樹脂、さらにはフッ素原子を含んだ表面改質剤やコーティング剤、例えばKP801M（商品名：信越化学工業株式会社製）、サイトップ（商品名：旭硝子株式会社製）、AF1600（商品名：イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製）、DEFENNSA77702（光ラジカル重合型樹脂：大日本インキ化学工業株式会社製）、FS-116（商品名：ダイキン工業株式会社製）、フロラード（商品名：住友スリーエム株式会社製）などを使用することができる。
（ノズル穴形成工程）
次に、位置決めマーク６４を基準にして、図６（ｃ）に示すように、樹脂プレート基材６１を所定の大きさの基材６６に切断して、図５（ｇ）、図６（ｄ）に示すように、ノズル穴の位置に対応して複数の穴７３が形成されているメタルパーツ７１（あるいはメタルパーツ７１に形成された位置決めマーク７２）と、前記位置決めマーク６４が形成された切断後の外形（あるいは位置決めマーク８２）を基準にして接着材を用いて貼付する。ここで、メタルパーツ７１は合金（４２％Ni-Fe）またはステンレス鋼などの金属製で、接着剤（例えば、株式会社スリーボンド製20X-343-12）を用いて貼付する。
【００５９】
その後、突出部５１が設けられ撥液膜６５が形成されている表面側に表面保護フィルム７４を貼付して、裏面側（メタルパーツ７１が貼付されている側）からノズル穴４３をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルム７４を剥離する。加工に用いるレーザーには、例えばエキシマレーザーなどが使用される（図５（ｆ）参照）。
【００６０】
表面保護フィルム７４は、レーザー加工によるノズル穴４３形成時に発生するカーボン粉やノズル基材などの飛沫が飛び散って、それらが撥液膜６５上に付着され、撥液性を阻害することを防止するために、レーザー加工より前に撥液膜６５上に表面保護フィルム７４を貼着して封止させるものである。ノズル孔４３の形成時には、レーザー加工のエネルギー調整をして、ノズルプレート基材にノズル孔は形成されるものの、表面保護フィルム７４を貫通させないように表面保護フィルム７４内までレーザー光を照射させ、表面保護フィルム７４によって撥液膜６５表面が封じられているため、ノズル孔４３形成時に発生する炭素粉や飛沫を撥液膜６５上に付着しない。
【００６１】
しかしながら、本発明のように突出部５１が形成された撥液膜６５上に表面保護フィルム７４を貼着させる場合、例えば、従来のような突出部５１の形状が角状であったり、なめらかでなかったりする場合、突出部５１の裾野部分と平坦面のノズル基材との境界部分において、表面保護フィルム７４が密着して貼着させることができないため、その部分に空気層が入り込んでしまう。前記境界部分は、ノズル穴が形成される位置に近接しているため、空気層が存在する領域がノズル孔形成領域となる。そのような状態でレーザー加工によるノズル穴４３が形成がなされると、製造時に発生する炭素粉がその空気層内に入り込み、炭素粉や飛沫が、撥液膜と表面保護フィルム７４内に封じられた形となる。よって、そのような状態のまま、表面保護フィルム７４が剥がされたとしても、撥液膜上に炭素粉や飛沫が残ってしまうことがあり、撥液性を阻害してしまう。
【００６２】
しかしながら、本発明のように、突出部が、ポリイミド樹脂製の裾野がなだらかな突出部５１であるため、表面保護フィルムを空気層が入り込むことなく密着して貼着させることができるため、上記のような炭素粉や飛沫を撥液膜に残留させて、撥液性を阻害させることはない。
【００６３】
図５（ｈ）にあるように、前記液滴を吐出する側の面にノズル穴４３の液滴を吐出する側の開口４３ａが形成され、ノズル面４３Ａａとなる。なお、メタルパーツ８１は、キャビティユニット４１の構成部材であり、ノズルプレート４１Ａの背面側に積層され、インク流路４８を構成する孔を有したプレートを転用して用いる場合には、取り外すことなく、そのままキャビティユニット４１の構成部材とし、複数の孔７３はインク流路４８を構成する孔となって、さらに他のプレートらをさらに積層させてキャビティユニット４１を構成する。
【００６４】
上述のように、複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成される表面にポリイミド樹脂を液滴付着させて突出部を形成しているので、被吐出媒体との接触を回避するための突出部が、各ノズル穴付近に対し簡単にかつ確実に形成される。また、従来と比べ、ノズルの形成をさせようとする領域の厚みは変わらないため、突出部を形成した後にでも、ノズル穴を精度よく形成できる。特に、突出部を形成する樹脂として、親和性に優れるという特性を有するポリイミド樹脂を用いているので、突出部を裾野がなだらか形状を有する曲面とすることができ、平坦面のノズル面となだらかに繋がる。よって、そのような裾野がなだらかな形状の突出部とすることで、ワイパ部材がなだらかな形状に沿って移動がして液滴をふき取っていくため、ワインピング動作がスムーズで阻害されることはないし、ノズル面と突出部の裾野との境界において液体が溜まり易くなることもないため、ワイピング性がよくなる。また、突出部がなだらかな曲面を有するため、ジャム等で被吐出媒体が撓んでその端部や一部が、突出部に接触したとしても、角がないためノズル面を傷つけにくい。 また、突出部の表面にも撥液膜が形成されるので、ノズル穴よりの液体の吐出時等において突出部の表面に液体が付着するのが防止される。
【００６５】
本発明は、前記実施の形態のほか、次のように変更して実施することも可能である。
【００６６】
(i)前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材を用いているが、他の樹脂からなる樹脂プレート基材にも適用できるのはもちろん、金属プレート基材にも適用可能である。
【００６７】
(ii)前記実施の形態では、突出部５１は、裾野がなめらかな形状である曲面を有する形状であるが、本発明はそれに限定されるものではなく、ノズル面４１Ａａの撥液膜６５に記録用紙が直接に接触しにくく、ワイピング性能を確保できる形状であればよく、また、各突出部は同じ形状や大きさでなくてもよい。
【００６８】
(iii)前記実施の形態では、突出部５１は、直線状に連続しているが、必ずしもその必要はなく、破線状に（間欠的に直線状部分を有するように）構成としてもよいし、山型突起状の突出部が短ピッチで密に配置される構成とすることもできる。
【００６９】
(iv)前記実施の形態のほか、図７（ａ）に示すように、樹脂プレート基材６１を所定の形状の大きさの基材６６に切断して、その基材６６より面積がかなり広いメタルパーツ７１に位置決めマークを基準にして貼付（この場合、メタルパーツ７１の裏面は汚れ防止のためにマスキング（裏面保護フィルム）を貼付）した後、ポリイミド樹脂を液滴吐出方式で位置決めしながらパターン塗布し、突出部５１を焼成し、焼き固めることも可能である。この場合は、その後に、ノズル面全体に撥液膜６５を形成した後仮焼成し、前記裏面保護フィルムを剥離し、本焼成することになる。本焼成は、２５０℃程度のため、裏面保護フィルムの耐熱性を欠くからである。この後は、前述した実施の形態と同様に、表面保護フィルム７４を貼付して、レーザー加工によりノズル穴を形成することになる。
【００７０】
(v)前記実施の形態では、液滴吐出装置がインクジェット式の記録装置である場合のノズルプレートの製造について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどする他の液滴吐出装置などにおいて用いるノズルプレートの製造にも適用することができる。
【００７１】
(vi)前記実施の形態では、インク（液体）を吐出させるための駆動部は、圧電方式であるが、圧電方式のもの以外に、静電気あるいは電気発熱素子によって吐出動作をする液滴吐出装置のノズルプレートの製造にも使用することができる。
【００７２】
(vii)前記実施の形態では、記録媒体は記録用紙であるが、そのほか、樹脂、布など各種のものを用いることができ、また吐出する液体としてはインクだけでなく、着色液、機能液など各種のものを適用することができる。
【００７３】
(viii)前記実施の形態では、突出部５１は、吸引キャップが接続される部分を除き、それの内側に形成されるようにしているが、吐出機能を回復する回復装置に使用する吸引キャップに限られず、電源ＯＦＦ時に使用する封止キャップについても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ インクジェット式記録装置（液滴吐出装置）
２ インクジェットヘッド
３１ 回復手段
３２ 吸引キャップ（キャップ部）
４１Ａ ノズルプレート
４１Ａａ ノズル面
４３ ノズル穴
４３ａ 開口
５１ 突出部
６１ 樹脂プレート基材
６２ 脆弱層
６３ プライマー層
６４ 位置決めマーク
６５ 撥液膜
６６ 基材
７１ メタルパーツ
７２ 位置決めマーク
７３ 穴
７４ 表面保護フィルム
８１ 樹脂の液滴
８２ 液滴吐出装置
８３ 吐出穴
７３ 撥液膜
８１ メタルパーツ
８２ 位置決めマーク
Ｓ 大気圧プラズマ処理
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成されるべき前記ノズルプレ―ト基材の表面に突出部を形成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基材の前記液滴を吐出する側の面であって前記開口となる部分に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる液滴塗布工程と、
その液滴を硬化させることにより前記突出部を前記開口となる部分に対し形成する液滴硬化工程と、
前記液滴を吐出する側の面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
その後、前記液滴を吐出する側の面に前記ノズル穴の開口を形成してノズル面とするノズル穴形成工程とを有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２】
前記ノズルプレート基材は、前記複数のノズル穴が列状に加工されるものであり、
前記突出部は、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に、列方向に延びる直線状あるいは破線状に形成されるものであ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】
前記液滴の付着は、複数の吐出穴から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、前記ノズルプレート基材の前記表面上に前記ポリイミド樹脂を液滴状に吐出させて行うことを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記液滴吐出方式の印刷の際に、前記突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークも一緒に印刷することを特徴とする請求項３に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
前記突出部は、前記突出部の幅方向に対応して配列された前記複数の吐出穴からの液滴の吐出により形成されることを特徴とする請求項３または４に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記突出部は、前記液滴吐出方式の印刷を繰り返す重ね塗り印刷により形成されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記ノズルプレート基材は、前記液滴の付着前に予め加熱されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記撥液膜が設けられた突出部が設けられている表面側に表面保護フィルムを、裏面側にメタルパーツをそれぞれ貼付して、裏面側からノズル穴をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルムを剥離することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材であり、
前記液滴付着工程に先だって行う予備工程として、前記樹脂プレート基材の脆弱層をアルカリ性の溶液により取り除く工程と、前記樹脂プレート基材の表面を大気圧プラズマ処理で表面親水化処理を行う工程と、前記樹脂プレート基材上にプライマーを塗布し、プライマー層を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレート基材は、金属プレート基材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１１】
前記ノズル面は、前記ノズル穴を覆うように中空のキャップ部が接離可能に接続されるものであり、
前記突出部は、前記キャップ部が接続される部分を除き形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル穴が未加工のノズルプレート基材に対し、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口が形成されるべき前記ノズルプレ―ト基材の表面に突出部を形成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基材の前記液滴を吐出する側の面であって前記開口となる部分に対し、ポリイミド樹脂で構成される液滴を付着させる液滴塗布工程と、
その液滴を硬化させることにより前記突出部を前記開口となる部分に対し形成する液滴硬化工程と、
前記液滴を吐出する側の面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
その後、前記液滴を吐出する側の面に前記ノズル穴の開口を形成してノズル面とするノズル穴形成工程とを有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２】
前記ノズルプレート基材は、前記複数のノズル穴が列状に加工されるものであり、
前記突出部は、前記ノズル穴の液滴を吐出する側の開口の列となる部分の間に、列方向に延びる直線状あるいは破線状に形成されるものであ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】
前記液滴の付着は、複数の吐出穴から液滴を吐出する液滴吐出方式の印刷により、前記ノズルプレート基材の前記表面上に前記ポリイミド樹脂を液滴状に吐出させて行うことを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
前記液滴吐出方式の印刷の際に、前記突出部とともにノズル穴加工のための位置決めマークも一緒に印刷することを特徴とする請求項３に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
前記突出部は、前記突出部の幅方向に対応して配列された前記複数の吐出穴からの液滴の吐出により形成されることを特徴とする請求項３または４に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記突出部は、前記液滴吐出方式の印刷を繰り返す重ね塗り印刷により形成されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記ノズルプレート基材は、前記液滴の付着前に予め加熱されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記撥液膜が設けられた突出部が設けられている表面側に表面保護フィルムを、裏面側にメタルパーツをそれぞれ貼付して、裏面側からノズル穴をレーザー加工により形成し、その後表面保護フィルムを剥離することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
前記ノズルプレート基材は、ポリイミド樹脂からなる樹脂プレート基材であり、
前記液滴付着工程に先だって行う予備工程として、前記樹脂プレート基材の脆弱層をアルカリ性の溶液により取り除く工程と、前記樹脂プレート基材の表面を大気圧プラズマ処理で表面親水化処理を行う工程と、前記樹脂プレート基材上にプライマーを塗布し、プライマー層を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレート基材は、金属プレート基材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１１】
前記ノズル面は、前記ノズル穴を覆うように中空のキャップ部が接離可能に接続されるものであり、
前記突出部は、前記キャップ部が接続される部分を除き形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２８１３３（Ｐ２０１０−２２８１３３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５４９９（Ｐ２００９−７５４９９）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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