(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液流路のそれぞれの所定の位置に形成された駆動素子と、それぞれの液流路の先端に連通されたオリフィスと、を有し、前記オリフィスを構成する部材の外表面であるフェイス面が、プラズマ雰囲気下に加熱された当該フェイス面を配して液体との接触角が１５０度以上である超撥水性を有する材料でコーティングされた液体吐出ヘッドと、
ポリウレタンゴム弾性体を含む材料で形成され前記フェイス面をクリーニングする部材であって、前記フェイス面に接触する表面が、フッ素シラン化合物溶液を熱分解により蒸着して形成した、液体との接触角が１００度以上の撥水性を有する面を形成したクリーニング部材と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体吐出ヘッドは、ＯＨ基と超撥水性材料に含まれる官能基との反応により生成するヒドロキシシリル化合物が前記フェイス面に存在するＯＨ基と縮合して前記超撥水膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記超撥水性材料は、フルオロアルキルメトキシシランを含んでなることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記超撥水膜をコーティングする際に、前記液体吐出ヘッドを支持するホルダを３００℃に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、ワ−プロ、ホストコンピュ−タ等の出力用端末としてのプリンタ、ビデオプリンタ等に用いられる液体吐出装置に関する。特に記録用の液体（インク等）を飛翔液滴として吐出口（オリフィス）から吐出させて、記録媒体に付着させることによって記録を行う液体吐出装置に関するものである。
【０００２】
又、本発明は、インクを吐出して記録などを行う液体吐出ヘッドの吐出口面に付着した付着物を除去するクリーニング部材および該クリーニング部材を備えた液体吐出装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
液体吐出装置、特にインクジェット記録装置は、ノンインパクイト記録として、騒音が問題とされる現代のビジネスオフィスやその他の事務処理部門に於て、強く望まれている傍ら、高密度で高速記録が可能であるという点で、又、保守が比較的容易になる、或るいはメンテナンスフリ−に成り得るという点に於て、開発、改良が計られている。
【０００４】
その様なインクジェット記録装置の中で、例えば特開昭５４−５９９３６号公報に開示されるようなインクジェット記録装置は、その構造的な特徴から高密度で高速記録が充分可能であり、且つ、所謂フルライン液体吐出ヘッドの設計製造が極めて容易である為、その実現が熱望されている。
【０００５】
又、インクジェット方式によれば、カラー記録等も容易に達成することが可能であり、さらには半導体技術を利用して液体吐出ヘッドを製造することができるために装置をコンパクトにすることができる。
【０００６】
このようなインクジェット方式には、極めて微細な口径の複数のインク吐出口を備えた液体吐出ヘッドが用いられる。記録を行う際には、それらのインク吐出口から所定の記録信号の入力に応じてインクが吐出され、被記録媒体上に付着させる。
【０００７】
このような液体吐出ヘッドを用いた記録装置においては、次のような問題が懸念される。即ち、微細な口径で形成された吐出口から粒子化されたインクを吐出するインクジェット記録装置の場合、装置内に存在しているゴミ、埃あるいは被記録媒体からの紙粉さらには、インク滴等が図７に示されるように吐出口面や吐出口近傍１１に付着したり更には固着したりすることがある。これらの付着物の影響によって、吐出口から吐出されるインク粒子の飛行軌道を不安定にしたり、あるいは付着物が乾燥凝固してインク吐出口を閉塞し、吐出不能とすることがある。
【０００８】
この問題を解決する手段の一つとして、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウレタンゴム、水素化ニトリルゴム、シリコーンゴム等の弾性部材よりなるブレード（クリーニング部材と記載する場合もある）を用いて、吐出口が設けられている部材の外表面（フェイス面と記載する場合もある）を摺擦して付着物をぬぐいさるブレードクリーニング法が知られている。
【０００９】
一方、インクジェット記録分野では、近年、高速記録化についての研究開発がなされている。このような高速記録装置では、単位時間当たりに吐出されるインク量が多くなるため、液体吐出ヘッドの吐出面にインクが付着しやすくなり、それによって発生する弊害を除く目的で液体吐出ヘッドのクリーニングのタイミングを短くし、数多いクリーニングを行う必然性がある。そのため、クリーニングブレードによるクリーニング動作は、極めて多数回にわたって繰り返されることになる。したがって、これからのクリーニングブレードにとってはその特性として耐久性の向上が望まれる。
【００１０】
又、液体吐出ヘッドの吐出口面も同様に前記ブレードによる多くの摺擦にさらされることになるため、該吐出口面の耐久性の向上が望まれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレードクリーニング法に用いられるクリーニングブレード用弾性体としては、従来シリコーンゴム、水素化ニトリルゴム、ポリエステルウレタンゴム、ポリエーテルウレタンゴム等が利用されているが、それぞれ以下のような課題が懸念されている。
【００１２】
シリコンゴムは、耐磨耗性が低く、液体吐出ヘッド、インク吸収体との連続した摺擦によりシリコンゴムの磨耗が生じ、ブレードのエッジ部分を利用して行われるクリーニングが十分に行われなくなる場合がある。つまり、磨耗の生じたクリーニングブレードは、ヘッド吐出口面との接触部からのインクのすり抜けを生じたり、付着物の除去が十分に行えなくなる場合がある。
【００１３】
又、水素化ニトリルゴムは、シリコンゴムと同様に耐磨耗性が低く、特に前述したように液体吐出ヘッドおよびインク吸収体との摺擦により長期の使用においてブレードの著しい磨耗のため、インククリーニングが十分に行われなくなり、ノズル近傍にインクや付着物を残し、吐出精度を悪化させたり、色ずれ等の画像不良の原因となる可能性がある。
【００１４】
さらに、ウレタンゴム系は、無機フィラー、オイル成分を添加する必要がないので、フィラーによる液体吐出ヘッドの吐出口面の損傷、オイル成分による弊害は無く、さらに耐磨耗性に比較的優れているので、現在液体吐出ヘッド用クリーニングブレード材料として多用されている。
【００１５】
ところが、ウレタンゴム系は、磨耗性に優れているももの、その構造上、加水分解を起こしやすく、空気中の水分、あるいは水系インクを用いる液体吐出装置の場合は、インク中の水分によりゴムが劣化し、弾性力を失うことで、エッジに正常な当接圧が加わらなくなり、長期使用に耐えられない場合もあった。
【００１６】
更に、ウレタンゴム系は、その構造中に極性基を有するため、一般にインクジェット記録装置に用いられる水系インクを吸収し易く、そのため長期にインクと接触しているとウレタンゴムがインクにより膨潤してしまう。その結果、クリーニング時にノズル内部のインクをクリーニングブレードがその親和力で引っ張り出して、吐出口近傍のノズル周辺にインクが残留し、その残留インクによってインクの吐出方向が影響され吐出精度を悪くするヨレ不良の原因となったり、クリーニング後にブレード表面に残留したインクが取れにくくなり、ブレード汚れとして残り、次のクリーニング時にクリーニング性能を低下させる原因となってしまう場合がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明によれば、複数の液流路のそれぞれの所定の位置に形成された駆動素子と、それぞれの液流路の先端に連通されたオリフィスと、を有し、前記オリフィスを構成する部材の外表面であるフェイス面が、プラズマ雰囲気下に加熱された当該フェイス面を配して液体との接触角が１５０度以上である超撥水性を有する材料でコーティングされた液体吐出ヘッドと、ポリウレタンゴム弾性体を含む材料で形成され前記フェイス面をクリーニングする部材であって、前記フェイス面に接触する表面が、フッ素シラン化合物溶液を熱分解により蒸着して形成した、液体との接触角が１００度以上の撥水性を有する面を形成したクリーニング部材と、を有することを特徴とする液体吐出装置が提供される。
【００１８】
本発明においては、前記液体吐出ヘッドは、ＯＨ基と超撥水性材料に含まれる官能基との反応により生成するヒドロキシシリル化合物が前記フェイス面に存在するＯＨ基と縮合して前記超撥水膜を形成することを特徴とする液体吐出装置が提供される。
【００１９】
本発明においては、前記超撥水性材料は、フルオロアルキルメトキシシランを含んで構成されて構わない。
【００２０】
本発明においては、前記超撥水膜をコーティングする際に、前記液体吐出ヘッドを支持するホルダを３００℃に加熱して構わない。
【００３０】
本発明における超撥水性を有する材料に関しては、液体の材料に対する接触角が１５０度以上、好ましくは１５５度以上となってよい。なお、接触角は協和界面科学（株）社製接触角計ＣＡ−Ｘ１５０により測定される。
【００３１】
本発明においては、フェイス面が超撥水性を有する材料でコーティングされているため、汚れの原因となる液体が弾かれ、液体がフェイス面に付着することが抑制される。このため、汚れが固化することによって生じる粒によりオリフィスや吐出口が閉塞されることが防がれ、本発明における液体吐出ヘッドは長期間良好な性能を維持する。
【００３２】
超撥水性面では表面エネルギーが低いので蒸発に伴い固着しやすくなったインクも付着しにくく、また仮に付着したとしても、その結合力は弱い。
【００３３】
特に、インクジェット記録装置の普及により、それに用いられる記録液体（インク）も多種多様なものが採用されている。これらのインクの多くは溶解性の低い材料や、固着および重合の原因となる末端基を持つ材料を含んでおり、インクがオリフィスのフェイス面に付着した場合、それらの材料が析出、固化しオリフィスを閉塞し、液体吐出ヘッドの特性を低下させる場合がある。
【００３４】
フェイス面に付着したインクなどの汚れを除去するために、クリーニング時に回復ブレードをフェイス面に押し付けて回復動作を行う。そのためフェイス面に傷がつき、撥水性が低下したり、削る取られることによって生じたゴミなどが吐出口内に入り、吐出不良や被記録材のよれなどの印刷品位の低下を招く場合があった。
【００３５】
本発明においては、フェイス面を超撥水性とすることで表面エネルギーを低下させ液体を弾くことにより、フェイス面に汚れが付着することを抑制する。また仮に汚れが付着した場合でも、フェイス面を回復するためにブレードをフェイス面に押し当てる必要はなく、軽くなぞる程度で十分となる。このためフェイス面に傷が発生することが抑制され、ブレードが吸収する液体の量も低減される。したがって、液体吐出ヘッドおよびブレードは良好な状態を長く維持できるようになる。
【００３６】
本発明で開示される手段により、フルカラータイプの記録装置や、高速記録装置において、特に印字品位を回復向上させるために使用されるクリーニングブレードの使用頻度が格段に高く、高い信頼性が要求される場合に、長期使用が可能な液体吐出記録装置が実現できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施の形態について例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。本発明において以下の形態が採用されれば、インクジェット記録方法の優れた特性をさらに効果的とすることができる。
【００３８】
図１は、本発明の液体吐出ヘッド用基体のインク路に相当する部分の断面図を示すものである。図１において、１０１はシリコン基板、１０２は蓄熱層であるところの熱酸化膜を示す。１０３は蓄熱層を兼ねる層間膜であるところのＳｉＯ2膜またはＳｉ3Ｎ4膜、１０４は熱エネルギー発する抵抗層、１０５はＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ合金配線、１０６は保護膜であるところのＳｉＯ2膜またはＳｉ3Ｎ4膜を示す。１０７は抵抗層１０４の発熱に伴う化学的・物理的衝撃から保護膜１０６を守るための耐キャビテーション膜である。又、１０８は、電極配線１０５が形成されていない領域の抵抗層１０４の熱作用部である。
【００３９】
これらの駆動素子は、半導体技術によりＳｉ基板に形成され、熱作用部が同一基板に更に形成される。なおここでは、駆動素子が発熱素子の場合を示したが、電気、磁気、振動などの作用により液体を吐出させる駆動素子でも構わない。
【００４０】
図２に、発熱素子を縦断するように切断した時の模式的断面図を示す。Ｐ導電体のＳｉ基板４０１に、一般的なＭｏｓプロセスを用いイオンプラテーション等の不純物導入および拡散によりＮ型ウェル領域４０２にＰ−Ｍｏｓ４５０、ｐ型ウェル領域４０３にＮ−Ｍｏｓ４５１が構成される。Ｐ−Ｍｏｓ４５０およびＮ−Ｍｏｓ４５１は、それぞれ厚さ数百Åのゲート絶縁膜４０８を介して４０００Å以上５０００Å以下の厚さにＣＶＤ法で堆積したｐｏｌｙ−Ｓｉによるゲート配線４１５およびＮ型あるいはＰ型の不純物導入をしたソース領域４０５、ドレイン領域４０６等で構成され、それらＰ−ＭｏｓとＮ−ＭｏｓによりＣ−Ｍｏｓロジックが構成される。
【００４１】
又、素子駆動用Ｎ−Ｍｏｓトランジスタは、やはり不純物導入および拡散等の工程によりＰ−ウェル基板中にドレイン領域４１１、ソース領域４１２およびゲート配線４１３等で構成される。尚、本実施例では、Ｎ−Ｍｏｓトランジスタを使った構成で説明しているが、複数の発熱素子を個別に駆動できる能力を持ち、且つ、上述したような微細構造を達成できる機能をもつトランジスタであれば、これに限らない。
【００４２】
又、各素子間は、５０００Å以上１００００Å以下の厚さのフィールド酸化により、酸化膜分離領域４５３を形成し、素子分離されている。このフィールド酸化膜は、熱作用部１０８下においては一層目の蓄熱層４１４として作用する。
【００４３】
各素子が形成された後、層間絶縁膜４１６が約７０００Åの厚さにＣＶＤ法によるＰＳＧ、ＢＰＳＧ膜等で堆積され、熱処理により平坦化処理等をされてからコンタクトホールを介し、第１の配線層となるＡｌ電極４１７により配線が行われている。その後、プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2膜等の層間絶縁膜４１８を１００００Å以上１５０００以下の厚さに堆積し、更にスルーホールを介して、抵抗層１０４として約１０００Åの厚さのＴａＮ0.8、ｈｅｘ膜をＤＣスパッタ法により形成した。その後、各発熱体への配線となる第２の配線層Ａｌ電極を形成した。次に、保護膜１０６は、プラズマＣＶＤによるＳｉ3Ｎ4膜が、約１００００Åの厚さに成膜される。最上層には、耐キャビテーション膜１０７がＴａを含むアモルファス金属等で約２５００Åの厚さに堆積される。
【００４４】
図３は、本発明の液体吐出ヘッドの流路方向の断面図を示している。
【００４５】
図４は、この液体吐出ヘッドの工程をフローを示している。図４（ａ）では、まず、シリコンウェハー両面に熱酸化ＳｉＯ2膜を約１μｍを形成後、共通液室となる部分をフォトリソグラフィー等の周知の方法を用いてパターニングして、その上にノズル材となるＳｉＮ膜をμＷ−ＣＶＤ法を用いて約２０μｍ成膜した。ここでμＷ−ＣＶＤ法によるＳｉＮ膜の成膜に使用するガスは、モノシラン（ＳｉＨ4）、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）を用いた。尚、上記以外にも、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）やアンモニア（ＮＨ3）等の組み合わせ、混合ガスを用いても良い。本実施例では、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）のパワーを１．５［ｋＷ］、ＳｉＨ4／Ｎ2／Ａｒ＝１００／１００／４０［ｓｃｃｍ］のガス流量を供給して、５［ｍＴｏｒｒ］の高真空下で、ＳｉＮ膜の成膜を行った。又、それ以外の成分比や、ＲＦ電源を使用したＣＶＤ法等でＳｉＮ膜の成膜を行っても良い。そして、オリフィス部分と流路部分をフォトリソグラフィー等の周知の方法を用いてパターニングし、誘電結合プラズマを使ったエッチング装置を用いてトレンチ構造にエッチングを行った。その後、ＴＭＡＨを使って、シリコンウェハー貫通エッチングをして、オリフィス一体型シリコン天板を完成させた。
【００４６】
そして、図１に示した液体吐出ヘッド用基体上で、前記オリフィス一体型シリコン天板と接合する部分をフォトリソグラフィー等の周知の方法を用いてパターニングしてから、真空中で、両部材の接合部分にＡｒガスなどを照射し、表面を活性な状態にしてから、常温で接合する。この時、用いた常温接合装置は、予備室と圧接室の二つの真空チャンバーからなり、真空度は１〜１０Ｐａにしてある。そして、予備室において、前記液体吐出用基体と前記オリフィス一体型シリコン天板とを接合する部分の位置決めをするためのアライメント位置を画像処理を用いて合わせた状態にする。その後、その状態を保持したまま、圧接室に搬送して、サドルフィールド型の高速原子ビームによって、接合する部分のＳｉＮ膜の表面にエネルギー粒子を照射させる。この照射により表面を活性化させた後、前記液体吐出用基体と前記オリフィス一体型シリコン天板とを接合する。この際、強度を上げるために、２００℃以下の加温もしくは、加圧をすることもある。
【００４７】
次に、本発明における超撥水性膜の形成方法の例を図９に示す。真空排気ポンプ４３が取り付けられた真空槽４１内には、ホルダ５１に支持されたオリフィス形成前の液体吐出ヘッドが、被処理面を上ににして取り付けられている。真空槽４１の外部には、ヒータを備え付けた容器１３内に撥水性材料が充填されている。この容器１３からは、バルブ２１を介して配管１７が真空槽４１内まで延長されており、配管は真空槽４１で開口している。
【００４８】
真空槽４１内には、リング状の放電電極４５が真空槽４１から絶縁されて配設されており、この放電電極４５に整合器４９を介して電力供給用の高周波電源４７が接続されている。尚、放電電極４５の形状は特に限定されず、高周波電源の代わりに直流電源を用いても良い。真空槽４１内には、放電用ガスを導入すべく、バルブ２３を介してガスボンベ２５が接続されている。
【００４９】
前記撥水性材料としては、フッ素原子を有する有機化合物、特にフルオロアルキル基を有する有機物、ジメチルシリキサン骨格を有する有機ケイ素化合物等が使用できる。
【００５０】
フッ素原子を有する有機化合物としては、フルオロアルキルシラン、フルオロアルキル基を有するアルカン、カンボン酸、アルコール、アミン等が望ましい。具体的には、フルオロアルキルシランとしては、ヘプタデカフルオロ−１、１、２、２−テトラハイドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１、１、２、２−テトラハイドロトリクロオシラン；フルオロアルキル基を有するアルカンとしては、オクタフルオロシクロブタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオローｎーヘキサン、パーフルオローｎーヘプタン、テトラデカフルオロー２ーメチルペンタン、パーフルオロドデカン、パーフルオロオイコサン；フルオロオアルキル基を有するカルボン酸としては、パーフルオロデカン酸、パーフルオロオクタン酸；フルオロアルキル基を有するアルコールとしては、３、３、４、４、５、５、５−ヘプタフルオロー２ーペンタノール；フルオロアルキル基を有するアミンとしては、ヘプタデカフルオロー１、１、２、２−テトラハイドロデシルアミン等が挙げられる。ジメチルシロキサン骨格を有する有機ケイ素化合物としては、α，ｗ−ビス（３ーアミノプロピル）ポリジメチルシロキサン、α、ｗ−ビス（３ーグリシドキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、α，ｗ−ビス（ビニル）ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
【００５１】
撥水材膜形成に際しては、真空排気ポンプ４３により真空槽４１内を所定の真空度まで排気したのち、前記撥水性材料を４００℃で気化せしめて真空槽４１に導入し、真空雰囲気を調整するとともに、高周波電源４７から放電電極４５に電力を供給してＲＦグロー放電を起こさせ、プラズマ雰囲気下に前記液体吐出ヘッドのオリフィス面を表面処理して、該オリフィス面上に前記撥水膜を形成した。この時、ホルダ５１を３００℃に加熱した。尚、材料および、真空槽４１内の真空度によっては、常温〜２００℃程度の低温での撥水膜を形成することも可能である。
【００５２】
真空雰囲気調整は、真空排気ポンプ４３の排気量２１との開度によっても調整できる。必要に応じてバルブ２３を介してガスボンベからアルゴン、窒素、酸素などをを真空槽４１内に導入し、真空槽４１内を所定の圧力とすることもできる。放電時の真空槽圧力としては１×１０-2Ｔｏｒｒに設定した。又、本実施例では、放電電力は1.0ＫＷで行った。
【００５３】
フルオロアルキルメトキシシラン（Ｒｆ−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、Ｒｆ＝ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2（ＣＨ2））の場合、図１０のように、真空槽４１内あるいは前記液体吐出ヘッドのオリフィス面に存在する水とフロオロアルキルシランの官能基とが反応してヒドロキシシリル化合物となり、これが該オリフィス面の−ＯＨ基と縮合して表面上にＲｆ−Ｓｉ基が化学的に固定される。もしくは、オリフィス面上の活性化されたＳｉとＲｆ−Ｓｉ基が結合し、化学的に固定される。又、隣り合うＲｆ−Ｓｉ基間の間でも縮合が起こり、Ｒｆ−Ｓｉ基が網目状に結合して撥水膜を形成する。ここで、前記オリフィス面の−ＯＨ基は、一般的に物体表面に単分子吸着した水分子により供給され、また、ＳｉＮ膜の場合のように素材自体のもつ−ＯＨ基が関与することもある。
【００５４】
このようにＲｆ−Ｓｉ基を有する撥水膜が表面に形成されることにより、フルオロアルキル基の有する優れた性質が物体の表面に付与されて極めて低いエネルギー表面となり、撥水性のみならず、撥油性、防汚性などが表面に付与される。さらに、本発明では、高温、且つ、プラズマ下に撥水膜が形成されるので、得られた低表面エネルギー性被膜は、撥水性のみならず、非汚染性などの低表面エネルギー性特性、付着強度、耐薬品性等の強度および安定性に優れている。
【００５５】
前記撥水膜の膜厚は、５μｍ以下で十分であり、好ましくは２μｍ以下である。又、本発明の液体吐出ヘッドの要求耐久数に応じて、前記撥水膜の膜厚を厚く５〜１０μｍ程度にすることも可能である。
【００５６】
その後、オリフィス部分を、常温・常圧下で、エキシマレーザによるレーザアブレーション加工する。その際、エキシマレーザーのパワーによって、逆テーパー構造に加工することができる。
【００５７】
得られた超撥水性膜について接触角を測定すると１７０度であった。
【００５８】
図５は、本発明の液体吐出ヘッドの液流路方向の断面模式図を示しており、図６は、前記液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示している。本発明の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える発熱素子２が設けてられた基板１上に、無機薄膜等の弾性を有する材料で構成された分離壁４が配されており、発熱素子２上で発生する気泡によって、上下振動を繰り返す。
【００５９】
発熱体の面方向上下への投影空間に位置する部分の分離壁は、吐出口側が自由端で、共通液室側に支点が位置する方持ち梁形状の可動部材６となっており、気泡発生領域（発熱体２表面）に面して可動部材６が配されているような構成となっている。
【００６０】
図６においても、発熱素子２としての電気熱交換体と、この電気熱交換体に電気信号を印加するための配線電極１８とが配された基板１上に、液流路を構成する空間中に可動部材６が、共通液室内に設けられた固定部によって、基板１と密着した形で配置されている。その後、液体吐出ヘッドの形成方法は、上記と同様にして、２枚の基板を貼り合わせた後に、オリフィス面上に５μｍのアナターゼ型チタニア膜を形成する。
【００６１】
その後、上記と同様に、オリフィス部分を、常温・常圧下で、エキシマレーザによるレーザアブレーション加工により、穴形成を行う。
【００６２】
以下に本発明における液体吐出装置の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。ただし本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
図８は本発明におけるインクジェット記録装置の実施例を示す概略斜視図である。２０００はフェイス面に超撥水性膜が形成された液体吐出ヘッドである。この液体吐出ヘッド２０００は、駆動モ−タ２０１０の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア２０２０および２０３０を介して回転するリ−ドスクリュ２０４０の螺旋溝２０４１に対して係合するキャリッジ上に搭載されており、上記駆動モ−タ２０１０の動力によってキャリッジとともにガイドに沿って矢印ａおよびｂ方向に往復移動される。図示しない記録媒体供給装置によってプラテン２０７０上を搬送されるプリント用紙Ｐの紙押さえ板２０６０は、キャリッジ移動方向にわたってプリント用紙Ｐをプラテン２０７０に対して押圧する。
【００６４】
上記リ−ドスクリュ２０４０の一端の近傍には、フォトカプラ２０８０および２０９０が配設されている。これらはキャリッジのレバ−２１００のこの域での存在を確認して駆動モ−タ２０１０の回転方向切り換え等を行うためのホ−ムポジション検知手段である。図において上述の液体吐出ヘッド２０００の吐出口のある前面を覆うキャップ部材２１１０を支持する支持部材が設けられている。又、２１３０はキャップ部材２１１０の内部に液体吐出ヘッド２０００から空吐出等されて溜ったインクを吸引するインク吸引手段である。この吸引手段２１３０によりキャップ内開口部を介して液体吐出ヘッド２０００の吸引回復が行われる。
【００６５】
２１４０は本発明におけるクリ−ニングブレ−ドであり、ポリウレタン系原料の例としては、エチレンアジペート系、ラクトン系のポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエーテル系等を任意に使用できる。具体的には、ポリエーテル系ウレタンであるポリオキシテトラメチレングリコールとポリイソシアネートとの反応により得られるポリエーテルウレタン原料で、市販の製品として、バイブラセンＢ８４３（商品名、ユニロイヤル社製）等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６６】
尚、上記ポリオールと反応せしめられるイソシアネートは特に限定されるものではなく、従来からポリウレタン製造に使用されるイソシアネートを使用することができ、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
【００６７】
本発明では、上記ブレード材料の外表面上に含フッ素シラン化合物溶液を熱分解により蒸着し結合固着するのに際し、含フッ素シラン化合物の濃度を希釈溶媒で、０．１ｗｔ％以上として蒸着用溶液とし、加熱温度１００〜４００℃で熱分解させ、基材表面に蒸着し結合固着する。
【００６８】
ここで、前記フッ素シラン化合物としては、ＣＦ3（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＭｅ）3、ＣＦ3（ＣＨ2）5Ｓｉ（ＯＭｅ）3、ＣＦ3（ＣＨ2）7Ｓｉ（ＯＭｅ）3、ＣＦ3（ＣＨ2）7ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）2、ＣＦ3（ＣＨ2）7ＳｉＣｌ3、ＣＦ3（ＣＨ2）7Ｓｉ（ＮＨ4）3等、沸点が１００℃以下、例えば８５〜９０℃程度のフッ素を含むアルキシドあるいは変性型のものであればよい。
【００６９】
又、希釈溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等低級アルコールが適している。更に、フッ素シラン化合物の濃度を１．０ｗｔ％以上にすることで、ブレード材料の外表面に形成する撥水性面のインクに対する接触角を１００℃以上にすることができる。
【００７０】
具体的には、フッ素シラン化合物であるフルオロアルキルシラン｛Ｃ3（ＣＨ2）7Ｓｉ（ＯＭｅ）3｝１に対し、イソプロピルアルコール５０、硝酸１の割合で希釈し、含フッ素シラン濃度が１．０ｗｔ％とした。これをシャーレに滴下し、これを電気炉中に入れ、約４００℃℃で熱分解して蒸発（気化）させて、隣の成膜室に導入し、常温で、前記ブレード材料の外表面に撥水膜を形成した。この成膜を、０．１ｔｏｒｒ以下の真空度で行うことで、気相状態で形成した熱分解物が、前記ブレード材料の外表面から細部への侵入を促進し、撥水膜の均一性および該ブレード材料との密着性を向上することができる。
【００７１】
以上のようにクリーニング部材をポリウレタンゴム弾性体より作製し、フェイス面との接触表面に撥水膜を形成することにより、さらに性能の優れる液体吐出装置を作製することができた。
【００７２】
２１７０は吸引回復操作にあたって、吸引を開始するためのレバ−であり、キャリッジと係合するカム２１８０の移動に伴って移動し、駆動モ−タ２０１０からの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。液体吐出ヘッド２０００に設けられた発熱素子に信号を付与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジェット記録制御部は装置本体側に設けられており、ここには図示しない。
【００７３】
図１１に示したとおり従来の回復動作では、ブレード３０２０がフェイス面３０１０に押し込まれている。これに対し、ここで記載する実施例においては図１２に示す様に、ブレード３０２０はフェイス面３０１０に軽く接触しているのみで、フェイス面を傷つけることなくフェイス面に付着したインク（斜線部分）を除去することができた。
【００７４】
上述の構成を有する液体吐出装置は、図示しない被記録材給送装置によりプラテン２０７０上を搬送される被記録材Ｐに対し、液体吐出ヘッド２０００は用紙Ｐの全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【００７５】
以上に説明した液体吐出装置を用いて実際に印刷試験を実施したところ、長期運転後もオリフィスのフェイス面に汚れの付着は確認されず、フェイス面の傷やブレードの劣化も確認されず、良好な印刷品位を保つことができた。
【００７６】
【発明の効果】
本発明においては、オリフィスが超撥水性を有し、且つ、高温で製造されているので、熱などの環境変化にも十分対応が可能な信頼性の高い液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置が得られる。更に、オリフィス表面に形成された超撥水性材料は、長期にわたって良好な撥インク性を維持できる液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を得ることが出来る。
【００７７】
又、撥水性材料が外表面に均一に、且つ、密着良く形成されたクリーニングブレードを用いたクリーニングを行うことで、液体吐出ヘッドのオリフィス面に対して損傷を与えず、インクに対する変質性もなく、ブレード自身が磨耗しにくく、また撥水性が維持されるためにブレードのインク離れが良いためインク引き出しを生じることなく長期間の使用においても極めて安定したクリーニング特性を示すクリーニングブレードを備えた液体吐出装置を提供することができる。
【００７８】
このような液体吐出ヘッドと、クリーニングブレードを用いることで長期にわたり安定した高品位の画像を記録可能な高速記録を行う液体吐出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるインク路に相当する部分の断面図の例である。
【図２】本発明における発熱素子の模式的断面図の例である。
【図３】本発明における液体吐出ヘッドの流路方向の断面図の例である。
【図４】本発明における液体吐出ヘッドの製造工程の例である。
【図５】本発明における液体吐出ヘッドの液流路方向の断面模式図である。
【図６】本発明における液体吐出ヘッドの液流路方向の部分破断斜視図である。
【図７】液体吐出ヘッドの従来例である。
【図８】本発明の液体吐出装置の一実施例を表す図である。
【図９】本発明における超撥水性膜の形成方法の例である。
【図１０】本発明における超撥水性材料例の形成を説明する図である。
【図１１】従来の回復動作を説明する図である。
【図１２】本発明における回復動作を説明する図である。
【符号の説明】
１    基板
２    発熱素子
４    分離壁
６    可動部材
１１    吐出口面や吐出口近傍
１３    容器
１７    配管
１８    配線電極
２１    バルブ
２３    バルブ
２５    ボンベ
４１    真空槽
４５    放電電極
４７    高周波電源
４９    整合器
５１    ホルダ
４３    真空排気ポンプ
１０１    シリコン基板
１０２    蓄熱層
１０３    層間膜
１０４    抵抗層
１０５    Ａｌ合金配線
１０６    保護膜
１０７    耐キャビテーション膜
１０８    熱作用部
４０１    Ｓｉ基板
４０２    Ｎ型ウェル領域
４０３    ｐ型ウェル領域
４０５    ソース領域
４０６    ドレイン領域
４０８    ゲート絶縁膜
４１１    ドレイン領域
４１２    ソース領域
４１３    ゲート配線
４１４    蓄熱層
４１５    ゲート配線
４１６    層間絶縁膜
４１７    Ａｌ電極
４１８    層間絶縁膜
４５０    Ｐ−Ｍｏｓ
４５１    Ｎ−Ｍｏｓ
４５３    酸化膜分離領域
２０００    液体吐出ヘッド
２０１０    駆動モータ
２０２０    駆動力伝達ギア
２０３０    駆動力伝達ギア
２０４０    リ−ドスクリュ
２０４１    螺旋溝
２０６０    紙押さえ板
２０７０    プラテン
２０８０    フォトカプラ
２０９０    フォトカプラ
２１００    レバー
２１１０    キャップ部材
２１３０    インク吸引手段
２１４０    クリ−ニングブレ−ド
２１７０    レバー
２１８０    カム
３０１０    フェイス面
３０２０    ブレード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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