(57)【要約】【課題】余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜を得る。【解決手段】  基材にシランカップリング材料を結合させて撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、形成された撥水膜に親水性部材を当接し、基材に結合していない余分なシランカップリング材料を親水性部材に結合させる当接工程と、親水性部材を撥水膜から離間する離間工程とを備えた撥水膜の製造方法によって上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材にシランカップリング材料を結合させて撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
前記形成された撥水膜に親水性部材を当接し、前記基材に結合していない余分なシランカップリング材料を前記親水性部材に結合させる当接工程と、
前記親水性部材を前記撥水膜から離間する離間工程と、
を備えた撥水膜の製造方法。
【請求項２】
前記シランカップリング材料は、フッ素を含有する請求項１に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項３】
前記親水性部材の表面の純水との接触角が３０°以下である請求項１又は２に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項４】
前記親水性部材は、ＳｉＯ２を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項５】
前記親水性部材は、前記撥水膜の表面形状に倣って変形する柔軟部材である請求項１から４のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項６】
酸素プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、低圧水銀灯照射処理、及びエキシマランプ照射処理のうちの少なくとも１つの処理により前記親水性部材の表面を活性化させる活性化工程を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項７】
前記当接工程は、前記撥水膜に前記親水性部材を所定の圧力を加えて当接させる請求項１から６のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項８】
前記所定の圧力は、５ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下である請求項７に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項９】
前記当接工程は、前記撥水膜に前記親水性部材を当接している間に前記撥水膜の雰囲気を加温及び／又は加湿する工程を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の撥水膜の製造方法によって形成された撥水膜を備えたノズルプレート。
【請求項１１】
請求項１０に記載のノズルプレートをノズル面に備えたインクジェットヘッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載のインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水膜の製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、特にシランカップリングを用いて撥水膜を形成する技術に関する。
【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、インク液滴の吐出方向にばらつきが生じることがある。インク液滴の吐出方向がばらつくと、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】
このため、通常ノズルプレート表面には撥水膜が成膜されており、ノズルプレート表面にインクが付着することを防止し、吐出性能を向上させている。
【０００４】
しかしながら、撥水膜が成膜されていてもなお、ノズルプレート表面のインク汚れは不可避である。したがって、ノズルプレート表面をゴムブレードなどによるワイピングによってインク汚れを除去することが一般的である。
【０００５】
このため、ノズルプレートの表面には、高密着性で高い撥水性を有する撥水膜が求められる。このような課題を解決するために、ノズルプレートの撥水膜は、ＳｉＯ２などの≡Ｓｉ−ＯＨ基を有する下地密着膜を成膜し、その上に、シランカップリング結合を有する撥水コート剤を成膜することが一般的に行われている。
【０００６】
しかしながら、シランカップリング剤による成膜は、膜表面に余剰物が凝集物として残り、この凝集物がメンテナンスのワイピングでノズルを詰らせるという問題がある。このため、成膜段階で予め余剰物を除去しておくことが必要となる。
【０００７】
これに対し、特許文献１には、粘着テープにより、余剰の撥水材料を除去する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、撥水材料の上にＳｉＯ２などの親水性の膜を成膜し、その後親水性膜を除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２６２４７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２７３０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、余分な撥水材料を除去するためには多くの処理回数が必要となり、さらに十分に余剰物を除去し切れないという問題がある。これは、本来撥水材料は表面の水滴を親和しない性質があり、特にフッ素を含有する撥水撥油材料においては、油性の液体も表目と親和しないという性質があるためである。このように、本来他の物質と親和性の低い撥水材料は、粘着テープには付きにくいためと考えられる。
【００１１】
また、この方法は、本来親和性の低い粘着テープと撥水材料が、分子間力などの弱い力で付着していると考えられる。そのため、逆に粘着テープに接着された粘着剤が撥水膜表面を汚染するという問題がある。粘着剤の撥水性は低いため、粘着剤に汚染された撥水膜表面の撥水性は低下する。特に、フッ素を含有する撥水材料を使用する場合には、顕著となる。
【００１２】
また、特許文献２の技術では、撥水膜上に形成したＳｉＯ２を研磨によって除去することで、撥水膜を表面に露出させている。しかしながら、撥水膜の膜厚が非常に薄い場合、研磨によって撥水膜までも除去されてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜の製造方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置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】
【００１４】
前記目的を達成するために撥水膜の製造方法の一の態様は、基材にシランカップリング材料を結合させて撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、形成された撥水膜に親水性部材を当接し、基材に結合していない余分なシランカップリング材料を親水性部材に結合させる当接工程と、親水性部材を撥水膜から離間する離間工程とを備えた。
【００１５】
本態様によれば、形成された撥水膜に親水性部材を当接し、基材に結合していない余分なシランカップリング材料を親水性部材に結合させ、余分なシランカップリング材料が結合した親水性部材を撥水膜から離間するようにしたので、余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜を生成することができる。本態様において、撥水膜とは撥水性を有する膜をいい、例えば純水の接触角が６０°以上の膜を指す。また、この撥水膜は、撥油膜、又は防汚膜と呼ぶ場合がある。なお、本明細書において接触角とは、θ／２法によって測定した角度を指す。
【００１６】
シランカップリング材料は、フッ素を含有することが好ましい。本態様によれば、フッ素を含有する場合であっても、余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜を生成することができる。
【００１７】
親水性部材の表面の純水との接触角が３０°以下であることが好ましい。これにより、適切に基材に結合していない余分なシランカップリング材料を結合させることができる。
【００１８】
親水性部材は、ＳｉＯ２を含むことが好ましい。これにより、適切に基材に結合していない余分なシランカップリング材料を結合させることができる。
【００１９】
親水性部材は、撥水膜の表面形状に倣って変形する柔軟部材であることが好ましい。これにより、撥水膜の全面に当接させることができる。
【００２０】
酸素プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、低圧水銀灯照射処理、及びエキシマランプ照射処理のうちの少なくとも１つの処理により親水性部材の表面を活性化させる活性化工程を備えることが好ましい。これにより、表面の有機物が除去され、適切に基材に結合していない余分なシランカップリング材料を結合させることができる。
【００２１】
当接工程は、撥水膜に親水性部材を所定の圧力を加えて当接させることが好ましい。これにより、撥水膜と親水性部材との隙間をなくし、撥水膜の全面を親水部材で当接することができる。
【００２２】
また、所定の圧力は、５ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下であることが好ましい。これにより、適切に親水性部材の浮きを防止するとともに、基材の破損を防止することができる。
【００２３】
当接工程は、撥水膜に親水性部材を当接している間に撥水膜の雰囲気を加温及び／又は加湿する工程を備えてもよい。これにより、適切に基材に結合していない余分なシランカップリング材料を結合させることができる。
【００２４】
前記目的を達成するためにノズルプレートの一の態様は、撥水膜の製造方法によって形成された撥水膜を備えた。本態様によれば、余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜を有するノズルプレートを得ることができる。
【００２５】
前記目的を達成するためにインクジェットヘッドの一の態様は、撥水膜の製造方法によって形成された撥水膜をノズル面に備えた。これにより、表面の汚染がない撥水膜を有するノズル面を得ることができる。
【００２６】
前記目的を達成するためにインクジェット記録装置の一の態様は、撥水膜の製造方法によって形成された撥水膜をノズル面とするインクジェットヘッドを備えた。これにより、インク液滴の吐出方向が均一になり、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できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、余分な撥水材料を有さず、表面の汚染がない撥水膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】撥水膜の成膜方法の処理を示すフローチャート
【図２】撥水膜を構成する分子の化学構造の概略図
【図３】成膜基板に成膜された撥水膜を模式的に示す図
【図４】撥水膜に対する親水性部材の当接、離間を示す模式図
【図５】実施例の評価結果を示す図
【図６】インクジェット記録装置の要部の構成を示す図
【図７】ヘッドの構造例を示す図
【図８】ヘッドの他の構造例を示す平面透視図
【図９】液滴吐出素子の立体的構成を示す断面図
【図１０】マトリクス状のノズル配置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。
【００３０】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態における撥水膜の成膜方法（撥水膜の製造方法）の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
（ステップＳ１）
まず、成膜基板（基材の一例）を準備する。本実施形態では、インクジェット記録装置に用いるインクジェットヘッドのノズルプレートに撥水膜を形成する場合を例に説明する。
【００３２】
ノズルプレートは、予めノズル孔が設けられていてもよく、また撥水膜を成膜した後にノズル孔を設けてもよい。即ち、ノズルプレートの製造方法として、ノズル形成工程を有する。
【００３３】
本実施形態では、シランカップリング撥水材料を使用するため、ノズルプレートは、基材表面にＯＨ基を有する親水基板であることが好ましい。例えば、表面にＳｉ−ＯＨを含有しているガラスを用いることができる。また、シリコンや金属、樹脂を用いる場合には、ＳｉＯ２等により予め表面が親水性となる処理を施しておくことが好ましい。
【００３４】
（ステップＳ２：撥水膜形成工程の一例）
次に、成膜基板にシランカップリング剤を成膜する。シランカップリング剤は、ＹｎＳｉＸ４−ｎ（ｎ＝１、２、３）で表されるケイ素化合物である。Ｙにフッ化炭素鎖を導入したフッ素系シランカップリング剤を用いて改質した表面は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）表面のように低表面自由エネルギーを持ち、撥水、潤滑、離型などの性質が向上し、さらに撥油性も発現する。このような直鎖状のフルオロアルキルシランとして、例えば、Ｙ＝ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２，ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２，ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２などを挙げることができる。
【００３５】
また、Ｙの部分は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）基（−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ２−）を有する材料を用いることができる。このようにエーテル結合を有する材料は、動的撥水性に優れている事で知られている。
【００３６】
また、シランカップリング剤としては、片側のみでなく、両側にシランカップリング基が結合した材料Ｘ3ＳｉＹＳｉＸ3を用いることもできる。
【００３７】
また、ダイキン工業（株）製オプツール、（株）ハーベス製デュラサーフ・住友３Ｍ（株）製ノベックＥＧＣ１７２０、ソルベイソレクシス（株）製フルオロリンクＳ−１０、（株）ティーアンドケイ製ナノス、信越化学工業（株）製サイフェルＫＹ−１００・ＡＧＣ製サイトップＭタイプなど、市販のシランカップリング撥水材料を用いることもできる。
【００３８】
成膜方法としては、ディップ法、スピンコート法、スプレーコート法、ディスペンサー法などの溶液を塗布する方法の他に、蒸着法を用いることもできる。本実施形態では、過剰な撥水材料を予め成膜するという意味で、量を時間や温度でコントロールできる蒸着法がより好ましい。
【００３９】
図２は、本実施形態に係る撥水膜を構成する分子の化学構造の概略図である。符号１００は、親水性を有する成膜基板、符号１０２は、フッ素を含有するシランカップリング剤を示している。同図に示すように、シランカップリング剤１０２のＯＨ基が脱水縮合反応により成膜基板１００に結合する。
【００４０】
また、図３は、成膜基板に成膜された撥水膜を模式的に示す図であり、図中丸印がシランカップリング剤の結合部位側（図２においてＯＨ側）、バツ印が疎水性側（図２においてＣＦ３側）を示している。
【００４１】
図３（ａ）は、余分な（未結合の）シランカップリング材料が、成膜基板に結合したシランカップリング材料に埋もれている様子を示しており、図３（ｂ）は、余分なシランカップリング材料が、疎水性側が外側に出た玉状（μｍオーダー）となって成膜基板に結合したシランカップリング材料（撥水膜）の表面に付着している様子を示している。
【００４２】
このように、本実施形態では、過剰な撥水材料を用いて成膜しており、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、成膜基板表面に余分な撥水材料が存在する。
【００４３】
（ステップＳ３）
次に、親水性部材を準備する。
【００４４】
親水性部材としては、パイレックスガラスホウ珪酸ガラス、石英ガラスなど、表面にＳｉ−ＯＨを含有している材料の他に、基材そのものに親水コートした部材であってもよい。親水コートとしては、ＳｉＯ２がより好ましいが、例えば、Ｔｉ−ＯＨを有する親水性の酸化チタン薄膜、Ａｌ−ＯＨを有するアルミナ膜でもよく、特にＡｌ−ＯＨの含有量が多い陽極酸化アルミナでもよい。
【００４５】
特に、ＡｌＯＸ、ＴｉＯＸ、ＳｉＯＸなどの各種親水性部材のうち、シランカップリング結合を形成する効率が高いＳｉ−ＯＨを含んだＳｉＯＸが好ましい。
【００４６】
表面に親水膜をコートさせる場合は、例えば、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、スパッタ法など各種薄膜形成手段を使用することが可能であり、アルミ基材に対する陽極酸化法を用いることもできる。この場合の基材は、ガラス、金属、セラミックス、プラスチックなど特に限定されない。
【００４７】
また、親水性部材は、フイルムや箔等、撥水膜の表面形状に倣って変形することができる程度の柔軟性がある部材（柔軟部材）であることが好ましい。撥水膜の表面形状に倣って変形することで、撥水膜の全面に当接させることができる。
【００４８】
さらに、親水性部材は、予め酸素プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、低圧水銀灯照射処理、エキシマランプ照射処理などの高エネルギーにより表面の有機物などを除去し、活性化させておくことが好ましい。
【００４９】
（ステップＳ４：当接工程の一例）
次に、ステップＳ２で成膜した撥水膜に、親水性部材を押し当てる。
【００５０】
図４（ａ）は、図３（ｂ）に示した撥水膜に、上記のように構成された親水性部材を当接させた様子を示す模式図である。親水性部材として柔軟性がある部材を用いた場合は、ゴムやスポンジ等の弾性のある部材を用いて親水性部材を撥水膜に押し当てればよい。
【００５１】
このとき、親水性部材に対し、浮き（隙間）が発生しないように撥水膜方向に圧力を加えてもよい。圧力が低い場合は、撥水膜と親水性部材との間に隙間が発生し、撥水膜の全面に親水性部材を当接できない可能性があり、逆に、圧力が高い場合は成膜基板（ノズルプレート）を破損させる可能性がある。したがって、その間で適切な圧力を選択する必要がある。成膜基板の材質にもよるが、例えばノズルプレートがシリコンの場合であれば、５［ｋＰａ］以上５０［ｋＰａ］以下程度に選択することが好ましい。
【００５２】
また、当接させている間に撥水膜の雰囲気中を加温及び／又は加湿してもよい（加温及び／又は加湿する工程の一例）。なお、親水性部材を直接加温してもよい。
【００５３】
図４（ｂ）は、未結合のシランカップリング材料の親水性側が、親水性部材に向いて結合した様子を示す模式図である。このように、親水性部材を撥水膜に押し当てることで、撥水膜表面に存在している余分なシランカップリング材料が、親水性部材にシランカップリング結合する。
【００５４】
（ステップＳ５：離間工程の一例）
最後に、親水性部材を撥水膜から離間する。これにより、余分なシランカップリング材料を撥水膜の表面から除去することができる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、粘着剤等のコンタミネーションを発生させることがなく、余分なシランカップリング材料を有しない撥水膜を生成することができる。
【００５６】
本実施形態は、粘着テープを押し当てる特許文献１とは、押し当てる部材が親水性であるという点で大きく異なる。代表的な粘着材であるシリコン粘着材は、例えばパナック社製・パナピールでは７５〜１００°程度の接触角を有する。また、非シリコン系粘着材においても、例えばパナック社製・パナピールで８３〜１０３°、リンテック社製・非シリコン系剥離材で５７〜１０２°など、水に対する接触角は５０°以上である。
【００５７】
一方、本実施形態における親水性部材は、その表面の純水との接触角が３０°以下、より好ましくは２０°以下、例えば１０°程度（濡れ広がりのため親水性が正確に計測できない程度）である。例えば、加熱によって生成した熱酸化膜では、低圧水銀灯で照射する前は５０°以上の接触角を有し、本実施形態における親水性部材として用いた場合に効果を得ることができない。しかしながら、この熱酸化膜に低圧水銀灯で照射すると、純水で計測した接触角が２５°程度となり、本実施形態におけるにおける親水性部材として用いた場合に多少の効果が見られる。
【００５８】
また、ＣＶＤ−ＳｉＯ２を成膜した基板における純水での接触角は１２°程度であり、本実施形態における親水性部材として用いた場合、大きな効果を得ることができる。
【００５９】
＜実施例＞
まず、成膜基板として表面にＳｉＯ２がＣＶＤ成膜されたシリコン基板、シランカップリング材料としてダイキン製オプツールＤＳＸを用意し、成膜基板のＳｉＯ２上に真空蒸着法で撥水膜を成膜したサンプルを生成した。
【００６０】
また、親水性部材としてＣＶＤ成膜したＳｉＯ２を用意し、上記のサンプルの撥水膜に圧力１０［ｋＰａ］で当接させ、余分なシランカップリング材料の除去を行った。
【００６１】
このとき、雰囲気中の温度、湿度、及び当接時間を異ならせた各条件において、余分なシランカップリング材料を除去するまでの処理回数とコンタミネーション（不純物）の発生の有無を評価した。図５に、その評価結果を示す。
【００６２】
なお、余分なシランカップリング材料の除去の有無は、光学顕微鏡によって観察して判定した。また、コンタミネーションの発生の有無は、飛行時間型２次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）によって行った。
【００６３】
図５に示すように、温度２５℃（室温）、湿度５０％、当接時間１時間の場合は、処理を１２回行った時点で余分なシランカップリング材料を除去することができた。また、このときコンタミネーションの発生はなかった。
【００６４】
また、温度４０℃、湿度３０％、当接時間１時間の場合は６回で、温度４０℃、湿度３０％、当接時間２時間の場合は３回で、余分なシランカップリング材料を除去することができた。
【００６５】
さらに、温度４０℃、湿度６０％、当接時間１時間の場合は４回で、温度４０℃、湿度６０％、当接時間２時間の場合は２回で、余分なシランカップリング材料を除去することができた。
【００６６】
なお、これらのいずれの条件においても、コンタミネーションの発生はなかった。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、コンタミネーションを発生させることなく余分なシランカップリング材料を有さない撥水膜を成膜することができる。また、雰囲気中の温度や湿度を調整（加温及び／又は加湿）することで、効率よく余分なシランカップリング材料を除去することができる。
【００６８】
＜インクジェット記録装置の一例＞
次に、本実施形態に係る撥水膜の形成方法によって撥水膜が成膜されたノズルプレートを有するインクジェットヘッド及び当該インクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置について説明する。
【００６９】
図６は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の要部の構成を示す図であり、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は平面図である。
【００７０】
図６に示すように、インクジェット記録装置１０は、シングルパス方式のラインプリンタであり、記録媒体である用紙（枚葉紙）１２を搬送する搬送ドラム１４、搬送ドラム１４によって搬送される用紙１２に向けてクロ（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色インク滴を吐出するインクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙを所定の位置に固定するヘッド支持フレーム２０等から構成される。
【００７１】
搬送ドラム１４は、図示しないモータに駆動されて回転する。この搬送ドラム１４の外周面には、図示しないグリッパが備えられており、用紙１２は、このグリッパによって先端を把持されながら搬送される。また、この搬送ドラム１４の外周面には、図示しない多数の吸引口が形成されており、この吸引穴から内部に向けてエアが吸引されている。用紙１２は、この吸引穴に吸着保持されながら搬送される。
【００７２】
インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、印刷対象とする用紙１２の最大用紙幅（搬送ドラム１４の回転軸方向の幅）に対応したラインヘッドで構成される。な
各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、矩形のブロック状に形成され、その底部にノズル面１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙが形成される。ノズル面１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙに形成されるノズルの個数及びその配列形態については、特に限定されない。インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、ピエゾ方式やサーマル方式でノズルからインクを吐出させる。
【００７３】
ヘッド支持フレーム２０は、各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙを取り付けるためのヘッド取付部（不図示）を備えている。各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、このヘッド取付部に着脱自在に取り付けられる。
【００７４】
ヘッド支持フレーム２０に取り付けられた各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、用紙１２の搬送方向に対して直交して配置される。また、用紙１２の搬送方向に沿って所定の順で一定の間隔をもって配置される（本例では、クロ、シアン、マゼンタ、イエロの順で配置される。）。
【００７５】
また、各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙは、それぞれのノズル面１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙが対向する搬送ドラム１４の周面に平行になるように、ヘッド支持フレーム２０に取り付けられている。
【００７６】
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１０には、上記構成の他、各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ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、用紙搬送路上における用紙１２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。
【００７７】
このように構成されたインクジェット記録装置１０は、搬送ドラム１４に吸着搬送される用紙１２に対して各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙから各色インクを吐出し、用紙１２の記録面上に画像を記録する。
【００７８】
なお、ここで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、ベルト搬送方式のインクジェット記録装置であってもよい。
【００７９】
〔インクジェットヘッドの構造〕
次に、インクジェットヘッドの構造の一例について説明する。なお、各色に対応する各インクジェットヘッド１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ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によってインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）を示すものとする。
【００８０】
図７（ａ）はヘッド５０の構造例を示す平面透視図、図７（ｂ）はヘッド５０の一部の拡大図である。また、図８はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図９は記録素子単位となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図７（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【００８１】
図７に示すように、本実施形態のヘッド５０には、インク吐出口であるノズル５１が、ヘッド５０の用紙１２と対向するノズル面の画像形成領域の全幅にわたって複数配列されている。これにより、ヘッド長手方向（用紙１２の搬送方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）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。
【００８２】
用紙１２の搬送方向（矢印Ｓ方向）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；主走査方向）に用紙１２の全幅Ｗｍに対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図７（ａ）の構成に代えて、図８に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで、用紙１２の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッド５０を構成してもよい。
【００８３】
各ノズル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（図７（ａ）、（ｂ）参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（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。
【００８４】
図９に示したように、ヘッド５０は、ノズルプレート５１Ｐ、流路板５２Ｐ、及び振動板５６等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート５１Ｐは、ヘッド５０のノズル面５０Ａを構成し、各圧力室５２にそれぞれ連通する複数のノズル５１が２次元的に形成されている。
【００８５】
ノズルプレート５１Ｐのノズル面５０Ａには、図１のフローチャートに示した撥水膜の成膜方法により撥水膜が形成されている。即ち、ノズルプレート５１Ｐを成膜基板として撥水膜が形成され、ノズル面５０Ａの撥水膜として用いられている。
【００８６】
流路板５２Ｐは、圧力室５２の側壁部を構成するとともに、共通流路５５から圧力室５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図９では簡略的に表示しているが、流路板５２Ｐは一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【００８７】
振動板５６は、圧力室５２の一壁面（図９の上面）を構成するとともに、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）などの導電性材料から成り、各圧力室５２に対応して配置される複数のアクチュエータ（ここでは、圧電素子）５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形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などの導電材料による共通電極層が形成される。
【００８８】
振動板５６の圧力室５２側と反対側（図９において上側）の面には、各圧力室５２に対応する位置に圧電体５９が設けられており、該圧電体５９の上面（共通電極を兼ねる振動板５６に接する面と反対側の面）に個別電極５７が形成されている。この個別電極５７と、これに対向する共通電極（本例では振動板５６が兼ねる）と、これら電極間に挟まれるように介在する圧電体５９とによりアクチュエータ５８として機能する圧電素子が構成される。圧電体５９には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料が好適に用いられる。
【００８９】
各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンク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。
【００９０】
アクチュエータ５８の個別電極５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。インク吐出後、アクチュエータ５８の変位が元に戻る際に、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。
【００９１】
上述した構造を有するインク室ユニット５３を図１０に示す如く、主走査方向に対してある角度ψの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向については、実質的に各ノズル５１が一定のピッチＰＮ＝ｄ×ｃｏｓψで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
【００９２】
図１０に示すようなマトリクス状のノズル配置において、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13、５１-14 、５１-15 、５１-16を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36を１つのブロック、…として）、用紙１２の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16を順次駆動することで用紙１２の幅方向に１ラインを印字することができる。
【００９３】
一方、用紙１２の搬送とともに、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことにより、用紙１２の搬送方向の印字がなされる。
【００９４】
本実施形態において、ヘッド５０におけるノズル５１の配列形態は図示の例に限定されない。例えば、図７で説明したマトリクス配列に代えて、１列の直線配列、Ｖ字状のノズル配列、Ｖ字状配列を繰り返し単位とするジグザク状（Ｗ字状など）のような折れ線状のノズル配列なども可能である。
【００９５】
また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータの変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
【００９６】
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…インクジェット記録装置、１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，５０…インクジェットヘッド、１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５１Ｐ…ノズルプレート、１００…成膜基板、１０２…シランカップリング剤
【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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