(57)【要約】【課題】インクの吐出特性を安定化するとともに、撥液膜の耐擦性と耐アルカリ性を改善する。【解決手段】ノズル孔を有するノズル形成基板の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する撥液膜形成方法であって、前記ノズル形成基板の一方の面側の領域であって、前記ノズル孔を含む所定の領域以外の領域にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する第１の工程と、前記第１の下地層及び前記ノズル孔を含む所定の領域にプラズマ重合膜で構成される第２の下地層を形成する第２の工程と、露点が−４０〜２０℃であるガス雰囲気下で、前記第２の下地層の表面に酸化処理を施し、水酸基および／または吸着水を導入する第３の工程と、前記酸化処理が施された前記第２の下地層に前記撥液膜を形成する第４の工程とを備えたことを特徴とする撥液膜形成方法を提供することにより、前記課題を解決する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔を有するノズル形成基板の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する撥液膜形成方法であって、
前記ノズル形成基板の一方の面側の領域であって、前記ノズル孔を含む所定の領域以外の領域にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する第１の工程と、
前記第１の下地層及び前記ノズル孔を含む所定の領域にプラズマ重合膜で構成される第２の下地層を形成する第２の工程と、
露点が−４０〜２０℃であるガス雰囲気下で、前記第２の下地層の表面に酸化処理を施し、水酸基および／または吸着水を導入する第３の工程と、
前記酸化処理が施された前記第２の下地層に前記撥液膜を形成する第４の工程と、
を備えたことを特徴とする撥液膜形成方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、
前記ノズル形成基板の一方の面側にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する工程と、
前記ノズル孔を含む所定の領域以外の領域にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記第１の下地層を除去する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撥液膜形成方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、
前記ノズル形成基板の一方の面側の前記ノズル孔を含む所定の領域にレジスト層を形成する工程と、
前記ノズル形成基板の一方の面側にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する工程と、
前記レジスト層及び該レジスト層上に形成された前記第１の下地層をリフトオフにより除去する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撥液膜形成方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撥液膜形成方法によって形成された撥液膜を備えたことを特徴とするノズルプレート。
【請求項５】
請求項４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６】
請求項５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥液膜形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、及び電子機器に係り、特に、ノズル孔を有する基材の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置の記録ヘッド（インクジェットヘッド）は、複数のノズル孔が形成されるノズル形成基板（ノズルプレート）を備え、例えば圧電素子や発熱素子などのエネルギー発生手段を利用して、圧力室内のインクを加圧することにより、圧力室に連通するノズルからインク滴をそれぞれ吐出して記録媒体上に記録を行う。
【０００３】
インクジェットヘッドにおいては、ノズル孔の形状や精度などがインク滴の吐出特性に影響を与えるとともに、ノズルプレートの表面特性がインク滴の吐出特性に影響を与えることが知られている。例えば、ノズルプレート表面のノズル周辺部にインクが付着すると、インク滴の吐出方向が曲げられたり、インク滴の大きさのバラツキが生じたり、インク滴の吐出速度が不安定になる等の弊害が生じる。これらの弊害を防止するため、一般的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。
【０００４】
しかし、紙ジャム等により吐出口近傍に紙が滞留した状態でインクジェットヘッドが走行すると、紙と撥液処理を施したノズルプレート表面とが接触するために、ノズルプレートの表面の撥液性がなくなってしまうという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１には、インクジェットヘッドのノズル孔の外周部に段差を設けることにより、紙ジャム発生時においてもノズル孔外周部を保護し、撥液膜の耐擦性を向上することが開示されている。この段差は、ノズルプレートの液滴吐出側の面に形成したプラズマ重合膜に、処理ガス雰囲気下で酸化処理を施すことにより、プラズマ重合膜の表面に終端しているアルキル基がＳｉ原子から切断されて消失するためにプラズマ重合膜の膜厚が減少することを利用して生成している。
【特許文献１】特開２００８−１０５２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された撥液膜形成方法では、ノズル孔の外周部の段差の程度、即ち酸化処理によるプラズマ重合膜の膜厚の減少の程度は、酸化処理時における紫外線やプラズマのエネルギー強度や照射時間等によって調整する。しかしながら、エネルギー線の強度分布等を考えると、膜厚の減少を全面均一に実現することは困難である。このように、ノズル孔の外周部の段差の均一性が十分でないと、ノズル長が変化し、インクの吐出特性が変化してしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル孔の段差を均一にし、ノズル長の精度を向上し、インクの吐出特性を安定化するとともに、撥液膜の耐擦性と耐アルカリ性を改善する撥液膜形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、及び電子機器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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明に係る撥液膜形成方法（請求項１に記載の発明）は、ノズル孔を有するノズル形成基板の表面に撥液性を有する撥液膜を形成する撥液膜形成方法であって、前記ノズル形成基板の一方の面側の領域であって、前記ノズル孔を含む所定の領域以外の領域にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する第１の工程と、前記第１の下地層及び前記ノズル孔を含む所定の領域にプラズマ重合膜で構成される第２の下地層を形成する第２の工程と、露点が−４０〜２０℃であるガス雰囲気下で、前記第２の下地層の表面に酸化処理を施し、水酸基および／または吸着水を導入する第３の工程と、前記酸化処理が施された前記第２の下地層に前記撥液膜を形成する第４の工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ノズル孔を含む所定の領域以外の領域に第１の下地層を形成し、第１の下地層及びノズル孔を含む所定の領域に第２の下地層を形成し、酸化処理した第２の下地層の上に撥液膜を形成したので、ノズル孔開口周辺部の撥液膜に均一に段差を形成することができ、インクの吐出特性を安定化するとともに、撥液膜の耐擦性を改善することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撥液膜形成方法の一態様に係り、前記第１の工程は、前記ノズル形成基板の一方の面側にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する工程と、前記ノズル孔を含む所定の領域以外の領域にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして前記第１の下地層を除去する工程と、前記レジスト層を除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撥液膜形成方法の一態様に係り、前記第１の工程は、前記ノズル形成基板の一方の面側の前記ノズル孔を含む所定の領域にレジスト層を形成する工程と、前記ノズル形成基板の一方の面側にプラズマ重合膜で構成される第１の下地層を形成する工程と、前記レジスト層及び該レジスト層上に形成された前記第１の下地層をリフトオフにより除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明に係るノズルプレート（請求項４に記載の発明）は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撥液膜形成方法によって形成された撥液膜を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッド（請求項５に記載の発明）は、請求項４に記載のノズルプレートを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る電子機器（請求項６に記載の発明）は、請求項５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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ノズル孔を含む所定の領域以外の領域に第１の下地層を形成し、第１の下地層及びノズル孔を含む所定の領域に第２の下地層を形成し、酸化処理した第２の下地層の上に撥液膜を形成したので、ノズル孔開口周辺部の撥液膜に均一に段差を形成することができ、ノズル長の精度を向上し、インクの吐出特性を安定化するとともに、撥液膜の耐擦性と耐アルカリ性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１７】
まず、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。図１は、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１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００１８】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００１９】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００２０】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００２１】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００２２】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
【００２３】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００２４】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００２５】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００２６】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考え
られるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００２７】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００２８】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１２を構成する各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００２９】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００３０】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（即ち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００３１】
なお、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、記録紙１６の幅方向（主走査方向）の長さに満たない短尺のヘッドを記録紙１６の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、１回の幅方向の印字が終わると記録紙１６を幅方向と直交する方向（副走査方向）に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録紙１６の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録紙１６の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。
【００３２】
また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。
【００３３】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００３４】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００３５】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）
がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００３６】
印字検出部２４は、各色の記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００３７】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００３８】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００３９】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００４０】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００４１】
なお、インク色ごとに設けられている各記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって記録ヘッドを示すものとする。
【００４２】
図２は、記録ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。図２に示すように、記録ヘッド５０は、インク滴の吐出口であるノズル孔５１と、各ノズル孔５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（１ノズルに対応した記録素子単位となる液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００４３】
各ノズル孔５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル孔５１と供給口５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形、その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。また、ノズル孔５１や供給口５４の配置も図２に示す配置に限定されない。
【００４４】
図３は、記録ヘッド５０の一部を示した概略断面図（１つのインク室ユニット５３に対応する断面図）である。図３に示すように、記録ヘッド５０の前面側（インク吐出側）にはノズルプレート６０が接合されており、該ノズルプレート６０によって記録ヘッド５０のノズル面５０ａが構成されている。
【００４５】
ノズルプレート６０には、複数のノズル（ノズル孔）５１が２次元的に形成されており、図示するように、各ノズル孔５１はそれぞれ対応する圧力室５２に連通している。
【００４６】
各圧力室５２の一端には供給口５４がそれぞれ形成されており、各圧力室５２は各々の供給口５４を介して共通流路５５に連通している。図１に示したインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクは、共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００４７】
圧力室５２の一壁面（図３の上壁面）は振動板５６で構成されており、振動板５６上の圧力室５２に対応する位置（即ち、振動板５６を挟んで圧力室５２に対向する位置）には、個別電極５７を備えた圧電素子５８が設けられている。振動板５６はＳＵＳ等の導電性材料で構成され、複数の圧電素子５８に対する共通電極を兼ねている。なお、樹脂等の非導電性材料で振動板を構成する態様も可能であり、この場合は振動板部材の表面に金属等の導電材料による共通電極層が形成される。圧電素子５８には、ピエゾなどの圧電体が好適に用いられる。
【００４８】
圧力室５２にインクが充填された状態で、圧電素子５８に所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子５８の変位に伴う振動板５６の変形によって、圧力室５２内のインクは加圧され、ノズル孔５１からインク滴が吐出される。インク吐出後、圧電素子５８が元の状態に戻る際、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に再充填される。
【００４９】
なお、本実施の形態では、圧電素子の変位を利用してインク吐出を行う圧電方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インク吐出の方式は限定されず、例えば、ヒーター等の発熱素子から生じる熱エネルギーを利用して、圧力室内に気泡を発生させ、その圧力でインク滴を吐出するサーマル方式も採用することができる。
【００５０】
次に、ノズルプレート６０の詳細構造について説明する。図４は、ノズルプレート６０のノズル孔５１周辺部の拡大断面図である。図４に示すように、ノズルプレート６０の表面には、第１のプラズマ重合膜６１、第２のプラズマ重合膜６２、及び撥液膜６３の３種類の膜が形成されている。
【００５１】
ノズルプレート６０を構成する材料は、特に限定されるものではないが、シリコン系材料、金属系材料、酸化物材料、炭素系材料で構成されることが好ましく、その中でもシリコン系材料が特に好ましい。
【００５２】
また、ノズルプレート６０におけるノズル孔５１の形状は、特に限定されるものではないが、インク吐出方向（図５において上方向）に向かって先細となるテーパ状、或いは、漏斗状に構成されることが、吐出安定化を図る観点から好ましい。さらに、ノズル孔５１の内径は、５〜５０μｍであることが好ましい。本実施の形態では、内径２０μｍのノズル孔５１が用いられる。
【００５３】
また、撥液膜６３は、ノズル孔５１のインク吐出側の開口端部に段差を有するように形成されている。このように形成することで、紙ジャム発生時においてもノズル孔５１を保護し、撥液膜の耐擦性を向上することが可能となる。
【００５４】
次に、本発明に係る撥液膜形成方法の一例について説明する。
【００５５】
図５は、本発明に係る撥液膜形成方法を説明するための工程図である。ここでは、図５（ｇ）に示すように、ノズルプレート６０のインク吐出側の面６０ａに撥液膜６３を形成する場合について説明する。
【００５６】
まず、図５（ａ）に示すように、ノズルプレート６０のインク吐出側の面６０ａに第１のプラズマ重合膜６１を形成する。
【００５７】
第１のプラズマ重合膜６１の構成材料や形成方法（成膜方法）については、特開２００８−１０５２３１号公報明細書に記載されている材料、方法を好ましく用いることができる。
【００５８】
即ち、第１のプラズマ重合膜６１の構成材料としては、例えば、オルガノポリシロキサン等のシリコーン材料、アルコキシシラン等のシラン化合物が挙げられる。このうち、シリコーン材料が好ましく、オルガノポリシロキサンが特に好ましい。第１のプラズマ重合膜６１にオルガノポリシロキサンを用いることにより、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を骨格とした構造を有するので、ノズルプレート６０の構成材料（シリコン系材料など）と結合しやすく、容易にプラズマ重合膜を形成することができる。
【００５９】
オルガノポリシロキサンの中でも、アルキルポリシロキサンを用いることが好ましい。アルキルポリシロキサンは高分子化合物であるため、ノズルプレート６０上に高分子膜を形成することができる。また、高分子中にアルキル基を有するため、高分子構造に立体障害が少なく、分子が規則正しく配列した膜を形成することができる。また、アルキルポリシロキサンの中でも、特にジメチルポリシロキサンが好ましい。ジメチルポリシロキサンは、製造が容易なため、容易に入手することができる。
【００６０】
また、第１のプラズマ重合膜６１の形成方法としては、プラズマ重合法、蒸着法、シランカップリング剤による処理、ポリオルガノシロキサンを含有する液状材料による処理等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
これらの方法の中でも、プラズマ重合法を用いるのが好適である。プラズマ重合法を用いることにより、オルガノポリシロキサンのプラズマが発生するため、均質かつ均一な膜厚の第１のプラズマ重合膜６１を形成することができる。
【００６２】
この第１のプラズマ重合膜６１の平均膜厚Ｔ１は、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６３】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１のプラズマ重合膜６１上にレジスト６４を塗布し、ノズル孔５１を中心とした同心円の領域のパターンに対応したマスクを用いて露光した後、現像を行うことにより、ノズル孔５１を中心とした同心円の領域以外の領域にレジスト６４をパターニングする。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト６４がパターニングされていない部分の第１のプラズマ重合膜６１をエッチング除去し、さらに図５（ｄ）に示すように、レジスト６４を除去する。
【００６５】
次に、図５（ｅ）に示すように、第１のプラズマ重合膜６１、及び第１のプラズマ重合膜６１が除去されて露出したノズルプレート６０のインク吐出側の面６０ａに、第２のプラズマ重合膜６２を形成する。第２のプラズマ重合膜６２の構成材料、形成方法などは、第１のプラズマ重合膜６１と同様である。
【００６６】
なお、第２のプラズマ重合膜６２の構成材料として、前述のジメチルポリシロキサンを用いると、反応性が高いため、後述するような酸化処理を第２のプラズマ重合膜６２に施したときに、メチル基を簡単に切断することができ、好ましい。
【００６７】
この第２のプラズマ重合膜６２の平均膜厚Ｔ２は、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さであれば、第２のプラズマ重合膜６２の表面に最適な量のアルキル基が終端するため、後述する酸化処理、金属アルコキシドとの反応によって、撥液性を有する撥液膜６３を形成することができる。
【００６８】
また、第１のプラズマ重合膜６１の膜厚Ｔ１と第２のプラズマ重合膜６２の膜厚Ｔ２との膜厚比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．５〜１．５であることが好ましい。このような膜厚比であれば、適正な高さを有する段差を形成することができる。
【００６９】
なお、第２のプラズマ重合膜６２は、第１のプラズマ重合膜６１と同一材料を用いることが望ましいが、第１のプラズマ重合膜６１とは異なる構成材料を用いても構わない。
【００７０】
次に、図５（ｆ）に示すように、水分を含有するガス（以下、「処理ガス」という。）雰囲気下において、第２のプラズマ重合膜６２に酸化処理を施す。第２のプラズマ重合膜６２を酸化処理することにより、第２のプラズマ重合膜６２に水酸基化及び／または吸着水を導入し、撥液膜６３との反応を確実にする。即ち、酸化処理により、第２のプラズマ重合膜６２と撥液膜６３との密着力が大きくなり、撥液膜６３の耐擦性を向上することが可能となる。
【００７１】
処理ガスに対する条件や酸化処理の方法などについては、特開２００８−１０５２３１号公報明細書に記載されている条件、方法などを好ましく用いることができる。
【００７２】
即ち、処理ガスの露点は、−４０〜−２０℃であることがより好ましい。このような処理ガスによれば、耐擦性と耐アルカリ性とのバランスが取れた撥液膜６３を得ることができる。
【００７３】
また、酸化処理の方法として、紫外線、プラズマなどのエネルギー線を照射する方法を適用することができる。この方法によれば、エネルギー線が照射される領域にのみ酸化処理を施すことができるので、ＳｉＯ２化を効率的に行うことができる。
【００７４】
特に本実施形態においては、エネルギー線を照射する方法の中でも、プラズマ照射を用いて酸化処理を行う方法が好適である。酸化処理としてプラズマ照射を用いる場合、プラズマを発生させるガス種としては、例えば、酸素ガス、窒素ガス、水素、不活性ガス（アルゴンガス、ヘリウムガス等）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７５】
最後に、図５（ｇ）に示すように、酸化処理が施された第２のプラズマ重合膜６２の表面に撥液膜６３を形成する。
【００７６】
撥液膜６３としては、第２のプラズマ重合膜６２とシロキサン結合が可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属アルコキシド系撥液膜、フッ素含有プラズマ重合膜、シリコーン系プラズマ重合撥液膜などを適用することできる。
【００７７】
金属アルコキシド系撥液膜の形成方法としては、特開２００８−１０５２３１号公報明細書に記載される方法を好ましく用いることができる。即ち、液相プロセスや気相プロセスのような各種プロセスを用いて行うことができ、その中でも液相プロセスを用いることが好ましく、比較的簡単な工程により、金属アルコキシドで構成される撥液膜を形成することができる。
【００７８】
また、プラズマ重合膜で構成される撥液膜の形成方法としては、特開２００４−１００６２０３号公報明細書に記載される方法を好ましく用いることができる。即ち、プラズマ重合膜（撥液膜）の形成は、従来公知のプラズマ処理装置を用いて行うことができる。原料としては、液状オルガノポリシロキサン（シリコーン）を気化させたものを原料ガスとして用いる。必要に応じて、この原料ガスにアルゴンやヘリウム等の希ガス、酸素や二酸化炭素等の酸化力を有するガスなどを混合させる。これにより、原料を重合させた状態で第２のプラズマ重合膜６２に積層することができる。
【００７９】
プラズマ重合膜で構成される撥液膜は、上述のとおり、低分子量の金属アルコキシドを原料とし、これをプラズマ重合させることにより形成されるもので、金属塩に対する耐性に優れており、該金属塩をインク凝集剤として含有する水性前処理液（金属塩溶液）用のノズルプレートの撥液層として好適である。
【００８０】
また、撥液膜６３の段差部分の領域（凹部の領域）は、ノズル孔５１のインク吐出側の開口端部から外側に向かって０．５μｍ以上の領域を含むことが好ましい。即ち、図５（ｇ）における長さＬが０．５μｍ以上あることが好ましい。このような段差の領域であれば、適切にインクの吐出部の撥液性を保護することができる。
【００８１】
なお、第１のプラズマ重合膜６１の開口部は、異なる方法を用いて形成してもよい。
【００８２】
図６は、本発明に係る撥液膜形成方法の変形例を説明するための工程図である。
【００８３】
まず、図６（ａ）に示すように、ノズルプレート６０のインク吐出側の面６０ａ上にレジスト６５を塗布し、ノズル孔５１を中心とした同心円の領域のパターンに対応したマスクを用いて露光した後、現像を行うことにより、ノズル孔５１を中心とした同心円の領域にレジスト６５をパターニングする。
【００８４】
次に、図６（ｂ）に示すように、ノズルプレート６０のインク吐出側の面６０ａが露出した領域、及びレジスト６５上に第１のプラズマ重合膜６１を形成する。第１のプラズマ重合膜６１の構成材料、形成方法、平均膜厚については、図５に示した第１のプラズマ重合膜６１と同様でよい。
【００８５】
次に、図６（ｃ）に示すように、リフトオフにより、レジスト６５が形成されている円形状の領域の第１のプラズマ重合膜６１をレジスト６５と共に除去する。
【００８６】
図６（ｃ）以降の処理は、図５（ｅ）以降の処理と同様である。
【００８７】
以上説明したように、図４に示すような、ノズルプレート６０のインク吐出側の面に段差を有する撥液膜６３を形成することができる。この段差の高さは、第１のプラズマ重合膜及び第２のプラズマ重合膜の形成時の膜厚によって決まるものであり、プラズマ重合膜の膜厚の減少量を調整して段差の高さを決める特許文献１に記載の技術と比較すると、精度がよく、かつ均一に段差を形成することができる。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、ノズルプレート６０上の第１のプラズマ重合膜６１に、ノズル孔５１を中心とした同心円状の開口部を設け、その上から第２の重合膜６２を形成することにより下地のプラズマ重合膜を２段成膜で形成し、さらにその上に撥液膜６３を形成することにより、撥液膜６３の段差の均一性を改善することができるので、ノズル長も均一になり、インクの吐出特性を安定化すると同時に、撥液膜の耐擦性と耐アルカリ性も改善することが可能となる。
【００８９】
上述の実施の形態では、印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得る装置にも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図２】記録ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図３】記録ヘッドの一部を示した概略断面図
【図４】ノズルプレート６０のノズル孔５１周辺部の拡大断面図
【図５】本発明に係る撥液膜形成方法を説明するための工程図
【図６】本発明に係る撥液膜形成方法の変形例を説明するための工程図
【符号の説明】
【００９１】
１０…インクジェット記録装置、５０…記録ヘッド、５１…ノズル孔、５２…圧力室、５４…インク供給口、５５…共通流路、６０…ノズルプレート、６０ａ…ノズルプレート６０のインク吐出側の面、６１…第１のプラズマ重合膜、６２…第２のプラズマ重合膜、６３…撥液膜、６４、６５…レジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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