(57)【要約】  ノズル基板の射出面側の撥液剤との反応性及びインクに対する耐性を向上し、撥液性の低下を防ぐことである。  インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、ノズル基板４０Ａを備える。ノズル基板４０Ａは、インクを射出するノズル２４１１が形成された基材部４１と、基材部４１の射出面側に形成され、炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜４２Ａと、撥液層下地膜４２Ａの射出面側に形成された撥液層４３と、を有するノズル基板である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを射出するノズルが形成された基材部と、
前記基材部の射出面側に形成され炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜と、
前記撥液層下地膜の射出面側に形成された撥液層と、を有するノズル基板を備えるインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記撥液層下地膜は、シリコンＳｉと炭素Ｃと酸素Ｏとの原子数比を示す三角図において、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：１：０である第１の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、３：２：２である第２の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：２である第３の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：０である第４の座標点と、で囲まれた範囲内であり、かつ前記第１の座標点と前記第４の座標点とを結ぶ線上を除いた範囲の組成の前記炭化酸化シリコン膜を有する請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記撥液層下地膜は、前記基材部の射出面側及び前記ノズルの内壁に形成される請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記ノズルの流路内に形成された流路保護膜を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記撥液層下地膜は、膜厚が５０［ｎｍ］以下である請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記基材部は、ケイ素、金属材料又は樹脂材料からなる請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記撥液層の射出面側のインクを拭き取るクリーニング部と、を備えるインクジェット記録装置。
【請求項８】
基材部の射出面側に、炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜を形成する撥液層下地膜形成工程と、
前記撥液層下地膜の射出面側に、撥液層を形成してノズル基板を生成する撥液層形成工程と、
インクを射出するノズルを前記基材部に形成するノズル形成工程と、
前記ノズル基板を備えるインクジェットヘッドを生成するインクジェットヘッド生成工程と、を含むインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記撥液層下地膜は、シリコンＳｉと炭素Ｃと酸素Ｏとの原子数比を示す三角図において、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：１：０である第１の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、３：２：２である第２の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：２である第３の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：０である第４の座標点と、で囲まれた範囲内であり、かつ前記第１の座標点と前記第４の座標点とを結ぶ線上を除いた範囲の組成比の前記炭化酸化シリコン膜を有する請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記撥液層下地膜形成工程において、炭化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で酸素添加を行うことで、最表面層が前記範囲の組成比の撥液層下地膜を形成する請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記酸素添加に、酸素ガスを含む雰囲気下でのプラズマ処理を用いる請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記撥液層下地膜形成工程において、酸化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で炭素添加を行うことで、最表面層が前記範囲の組成比の撥液層下地膜を形成する請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記炭素添加に、炭化水素ガスを含む雰囲気下でプラズマ処理を用いる請求項１２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記撥液層下地膜形成工程において、前記基材部の射出面側及び前記ノズルの内壁に、前記撥液層下地膜を形成する請求項８から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記ノズルの流路内に流路保護膜を形成する流路保護膜形成工程を含む請求項８から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記ノズル形成工程において、前記基材部に前記撥液層下地膜及び前記撥液層を形成後、エキシマーレーザー加工により前記基材部、前記撥液層下地膜、及び前記撥液層をアブレーションさせて前記ノズルを形成する請求項８から１５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記撥液層下地膜形成工程において、膜厚が５０［ｎｍ］以下である前記撥液層下地膜を形成する請求項８から１６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記基材部は、ケイ素、金属材料又は樹脂材料からなる請求項８から１７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を射出（吐出）して、記録媒体上に画像形成を行うインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。インクジェットヘッドにおいては、インク滴を射出したときに、プリンタ内に発生するインクミストや、記録媒体からのインクの跳ね返りなどの影響により、ノズル面（ノズルの射出側開口の周囲）にインクが付着してしまうことがある。ノズル面にインクが付着していると、ノズルからインク滴を射出するときに、ノズル面に付着したインクの影響を受けて、射出角度が曲がってしまうことが知られている。【０００３】
このノズル面へのインク付着を抑制する手段として、ノズル面に撥インク剤をコーティングして撥インク層を形成することが知られている。撥インク層としては、シランカップリングによる脱水縮合反応（〔−ＯＨ〕＋〔ＨＯ−Ｓｉ−Ｒ−Ｆ〕→〔Ｈ２Ｏ〕＋〔−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ−Ｆ〕）により、フッ素を含んだ有機官能基を結合させて成膜したものが知られている（特許文献１参照）。なお、シランカップリング剤は、その化合物中のシラノール基と下地膜表面のヒドロキシル基との間にシロキサン結合を形成するが、下地膜の共有結合性が高いことが望ましく、下地膜のイオン結合性が強いとこの結合が生じないことが知られている（非特許文献１参照）。【０００４】
また、ノズル孔の内壁及び複数層の耐インク保護膜を形成したノズル基板が提案されている（特許文献２参照）。第１に被膜性の高い熱酸化膜を形成し、次いで、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相蒸着）法で内壁、表面、裏面に耐インク性を有する金属酸化物を形成し、その後射出面側に撥水膜を形成する構造となっている。耐インク保護膜としては、金属酸化物を使用し、五酸化タンタルのほか、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウムのいずれかが挙げられている。これらの金属酸化物は、アルカリ性のインク（吐出液）に対する耐性が高いためである。また、撥水膜としては、フッ素含有有機ケイ素化合物を主成分とするものが望ましく、耐インク保護膜表面のヒドロキシル基がフッ素含有有機ケイ素化合物のメトキシ基などの加水分解基と強固に結合し、耐インク保護膜とその表面上に形成される撥水膜との密着性が向上するからである。【０００５】
また、インクジェット記録装置において、インクジェットヘッドのノズル基板の撥液層（撥水膜）のインクを拭き取る拭き取り手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３００６１号公報
【特許文献２】特許第５１４５９８５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】中村吉伸、永田員也、他、「シランカップリング剤の効果と使用法」、Ｓ＆Ｔ出版、２０１２年１１月１５日
【非特許文献２】大脇健史、多賀康訓、「表面技術」ｖｏｌ.４９、１９９８、ｐ．１９１−１９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２において、保護膜に使われている、五酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの金属酸化膜に含まれる金属元素は４族、５族の遷移金属元素である。これらの金属元素は、酸化状態が非常に安定であること、及び最外殻軌道が電子で満たされており、内部の軌道が空となっていることが知られている。よって、ＳｉＯ２など典型元素の酸化膜と比較してこれらの金属酸化膜の結合は次表Iに示すように、イオン結合性が強く、シランカップリング剤（撥液剤、撥水剤）の反応性が低くなる。
【表１】
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【０００９】
また、上記金属酸化膜上に撥液層を設ける構成では、拭き取りにおいて、撥液性（撥水性、撥インク性）が低下していた。【００１０】
本発明の課題は、ノズル基板の射出面側の撥液剤との反応性及びインクに対する耐性を向上し、撥液性の低下を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のインクジェットヘッドは、
インクを射出するノズルが形成された基材部と、
前記基材部の射出面側に形成され炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜と、
前記撥液層下地膜の射出面側に形成された撥液層と、を有するノズル基板を備える。【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記撥液層下地膜は、シリコンＳｉと炭素Ｃと酸素Ｏとの原子数比を示す三角図において、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：１：０である第１の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、３：２：２である第２の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：２である第３の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：０である第４の座標点と、で囲まれた範囲内であり、かつ前記第１の座標点と前記第４の座標点とを結ぶ線上を除いた範囲の組成の前記炭化酸化シリコン膜を有する。【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記撥液層下地膜は、前記基材部の射出面側及び前記ノズルの内壁に形成される。【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルの流路内に形成された流路保護膜を備える。【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記撥液層下地膜は、膜厚が５０［ｎｍ］以下である。【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記基材部は、ケイ素、金属材料又は樹脂材料からなる。【００１７】
請求項７に記載の発明のインクジェット記録装置は、
請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記撥液層の射出面側のインクを拭き取るクリーニング部と、を備える。【００１８】
請求項８に記載の発明のインクジェットヘッドの製造方法は、
基材部の射出面側に、炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜を形成する撥液層下地膜形成工程と、
前記撥液層下地膜の射出面側に、撥液層を形成してノズル基板を生成する撥液層形成工程と、
インクを射出するノズルを前記基材部に形成するノズル形成工程と、
前記ノズル基板を備えるインクジェットヘッドを生成するインクジェットヘッド生成工程と、を含む。【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記撥液層下地膜は、シリコンＳｉと炭素Ｃと酸素Ｏとの原子数比を示す三角図において、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：１：０である第１の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、３：２：２である第２の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：２である第３の座標点と、
Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：０である第４の座標点と、で囲まれた範囲内であり、かつ前記第１の座標点と前記第４の座標点とを結ぶ線上を除いた範囲の組成比の前記炭化酸化シリコン膜を有する。【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記撥液層下地膜形成工程において、炭化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で酸素添加を行うことで、最表面層が前記範囲の組成比の撥液層下地膜を形成する。【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記酸素添加に、酸素ガスを含む雰囲気下でのプラズマ処理を用いる。【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記撥液層下地膜形成工程において、酸化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で炭素添加を行うことで、最表面層が前記範囲の組成比の撥液層下地膜を形成する。【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記炭素添加に、炭化水素ガスを含む雰囲気下でのプラズマ処理を用いる。【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項８から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記撥液層下地膜形成工程において、前記基材部の射出面側及び前記ノズルの内壁に、前記撥液層下地膜を形成する。【００２５】
請求項１５に記載の発明は、請求項８から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ノズルの流路内に流路保護膜を形成する流路保護膜形成工程を含む。【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項８から１５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ノズル形成工程において、前記基材部に前記撥液層下地膜及び前記撥液層を形成後、エキシマーレーザー加工により前記基材部、前記撥液層下地膜、及び前記撥液層をアブレーションさせて前記ノズルを形成する。【００２７】
請求項１７に記載の発明は、請求項８から１６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記撥液層下地膜形成工程において、膜厚が５０［ｎｍ］以下である前記撥液層下地膜を形成する。【００２８】
請求項１８に記載の発明は、請求項８から１７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記基材部は、ケイ素、金属材料又は樹脂材料からなる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ノズル基板の射出面側の撥液剤との反応性及びインクに対する耐性を向上でき、撥液性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を正面から見た模式図である。
【図２Ａ】ヘッドユニットを画像形成ドラムの搬送面上方で記録媒体の搬送方向上流側から見た場合の概略構成図である。
【図２Ｂ】ヘッドユニットを画像形成ドラムの搬送面側から見た底面図である。
【図３Ａ】画像形成ドラムを斜視した図である。
【図３Ｂ】図１と同一の正面側から画像形成ドラムを透過して後ろ側を見た場合の図である。
【図４】インクジェットヘッドの断面形状を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態の第１のノズル基板の模式的な断面図である。
【図６Ａ】Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における好ましい炭化酸化シリコン膜の組成比の範囲を示す図である。
【図６Ｂ】Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における任意の座標点を示す図である。
【図７】第１のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。
【図８Ａ】ノズル加工前の基材部を模式的に示す断面図である。
【図８Ｂ】撥液層下地膜が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図８Ｃ】撥液層が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図８Ｄ】保護シートが貼付された基材部を模式的に示す断面図である。
【図８Ｅ】ノズルが形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図８Ｆ】保護シートが剥離された第１のノズル基板を模式的に示す断面図である。
【図９】第２のノズル基板の模式的な断面図である。
【図１０】第２のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】ノズルが形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１１Ｂ】撥液層下地膜が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１１Ｃ】撥液層が形成された第２のノズル基板を模式的に示す断面図である。
【図１２】第３のノズル基板の模式的な断面図である。
【図１３】第４のノズル基板の模式的な断面図である。
【図１４】第３のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】基材部を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｂ】撥液層下地膜が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｃ】ノズル穴が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｄ】インクチャネルが形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｅ】流路保護膜が形成された基材部を模式的に示す断面図である。
【図１５Ｆ】撥液層が形成された第４のノズル基板を模式的に示す断面図である。
【図１６】Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における第１、第２のサンプルの座標点を示す図である。
【図１７】Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における第３〜第１１のサンプルの座標点及び接触角を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
添付図面を参照して本発明に係る実施の形態及び第１、第２、第３の変形例並びに第１、第２の実施例を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
（実施の形態）
図１〜図８Ｆを参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１〜図３Ｂを参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置１の装置構成を説明する。図１は、本実施の形態のインクジェット記録装置１の構成を正面から見た模式図である。
【００３３】
インクジェット記録装置１は、媒体供給部１０、画像形成部２０、媒体排出部３０、制御部（図示略）などを備えている。インクジェット記録装置１では、制御部による制御動作に基づいて、媒体供給部１０に格納された記録媒体Ｒが画像形成部２０に搬送され、画像が形成された後に媒体排出部３０に排出される。
【００３４】
媒体供給部１０は、媒体供給トレー１１、搬送部１２などを有する。媒体供給トレー１１は、記録媒体Ｒを一又は複数載置可能に設けられた板状部材である。媒体供給トレー１１は、載置された記録媒体Ｒの量に応じて上下動し、記録媒体Ｒのうち一番上のものが搬送部１２による搬送開始位置に保持される。記録媒体Ｒとしては、種々の厚さの印刷用紙、セル、フィルムや布帛など、画像形成ドラム２１の外周面上に湾曲して担持され得る種々のものが用いられる。
【００３５】
搬送部１２は、複数（例えば、２本）のローラー１２１、１２２と、内側面でローラー１２１、１２２により支持された輪状のベルト１２３と、媒体供給トレー１１上に載置された記録媒体Ｒのうち一番上のものをベルト１２３に受け渡す供給部（図示略）と、を有する。搬送部１２は、ローラー１２１、１２２の回転によるベルト１２３の周回移動に従って供給部によりベルト１２３上に受け渡された記録媒体Ｒを搬送して画像形成部２０へ送る。
【００３６】
画像形成部２０は、画像形成ドラム２１、受け渡しユニット２２、温度計測部２３、ヘッドユニット２４、加熱部２５、デリバリー部２６、クリーニング部２７（図３Ａ、図３Ｂ参照）などを備える。
【００３７】
画像形成ドラム２１は、円筒状の外周形状を有し、当該外周面（搬送面）上に記録媒体Ｒを担持して、その回転動作に応じた搬送経路で記録媒体Ｒを搬送する。この画像形成ドラム２１の内面側には、ヒーターが設けられ、搬送面上に載置された記録媒体Ｒが所定の設定温度になるように搬送面を加熱し得る。
【００３８】
受け渡しユニット２２は、搬送部１２から受け渡された記録媒体Ｒを画像形成ドラム２１に受け渡す。受け渡しユニット２２は、媒体供給部１０の搬送部１２と画像形成ドラム２１との間の位置に設けられている。受け渡しユニット２２は、搬送部１２により送られてきた記録媒体Ｒの一端を把持する爪部２２１、爪部２２１に把持された記録媒体Ｒを誘導する円筒状の受け渡しドラム２２２などを有する。爪部２２１により搬送部１２から取得された記録媒体Ｒは、受け渡しドラム２２２に送られると回転する受け渡しドラム２２２の外周面に沿って移動し、そのまま画像形成ドラム２１の外周面に誘導されて受け渡される。
【００３９】
温度計測部２３は、記録媒体Ｒが画像形成ドラム２１の搬送面上に載置されてから最初のヘッドユニット２４のインク射出面（吐出面）と対向する位置に搬送されるまでの間の位置に設けられて、搬送される記録媒体Ｒの表面温度（搬送面に接する面とは反対面の温度）を計測する。この温度計測部２３の温度センサーとしては、例えば、放射温度計が用いられ、赤外線の強度分布を計測することで温度計測部２３（放射温度計）と接しない記録媒体Ｒの表面温度を計測する。温度計測部２３には、画像形成部２０において記録媒体Ｒが搬送される経路に沿った方向（搬送方向）に直交する幅方向（図１の面に垂直な方向）に沿って複数点の温度が計測可能に複数のセンサーが配列されており、計測データは、予め設定された適切なタイミングで各々制御部に出力されて制御される。
【００４０】
ヘッドユニット２４は、記録媒体Ｒが担持された画像形成ドラム２１の回転に応じ、記録媒体Ｒと対向するインク射出面に設けられた複数のノズル開口部（ノズル穴）から記録媒体Ｒの各所にインクの液滴を射出（吐出）していくことで画像を形成する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、ヘッドユニット２４は、画像形成ドラム２１の外周面から予め設定された距離だけ離隔されて、所定の間隔で４つ配置されている。４つのヘッドユニット２４は、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｋ（ブラック）４色のインクをそれぞれ出力する。ここでは、記録媒体Ｒの搬送方向について上流側から順番にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色インクがそれぞれ射出される。インクとしては、任意のものが用いられ得るが、ここでは、通常の液体インクが用いられ、加熱部２５の動作により水分が蒸発、乾燥されることでインクが記録媒体Ｒに定着する。ヘッドユニット２４の各々は、ここでは、画像形成ドラム２１の回転との組み合わせにより記録媒体Ｒ上の画像形成幅に亘って画像を形成可能なラインヘッドである。
【００４１】
加熱部２５は、搬送される記録媒体Ｒの表面を加熱する。加熱部２５は、例えば、電熱線などを有して通電に応じて発熱して空気を加熱し、また赤外線を照射することで記録媒体Ｒを加熱する。加熱部２５は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転により搬送される記録媒体Ｒ上にヘッドユニット２４からインクの射出がなされた後、記録媒体Ｒが画像形成ドラム２１からデリバリー部２６に渡る前で記録媒体Ｒを加熱可能に配置されている。加熱部２５の動作により、ヘッドユニット２４のノズルから射出されたインクを乾燥させてインクを記録媒体Ｒに定着させる。
【００４２】
デリバリー部２６は、インクが射出、定着された記録媒体Ｒを画像形成ドラム２１から媒体排出部３０に搬送する。デリバリー部２６は、複数（例えば、２本）のローラー２６１、２６２、内側面でローラー２６１、２６２に支持された輪状のベルト２６３、円筒状の受け渡しローラー２６４などを有する。デリバリー部２６は、受け渡しローラー２６４により画像形成ドラム２１上の記録媒体Ｒをベルト２６３上に誘導し、受け渡された記録媒体Ｒをローラー２６１、２６２の回転に伴い周回移動するベルト２６３と共に移動させることで搬送して媒体排出部３０に送り出す。
【００４３】
クリーニング部２７は、ヘッドユニット２４のインク射出面のクリーニング動作を行う。クリーニング部２７は、画像形成ドラム２１に対して幅方向について隣り合って配置されている。ヘッドユニット２４が幅方向に移動されることで、ヘッドユニット２４のインク射出面がクリーニング部２７によるクリーニング位置にセットされる。
【００４４】
媒体排出部３０は、画像形成部２０から送り出された画像形成後の記録媒体Ｒをユーザーにより取り出されるまで格納する。媒体排出部３０は、デリバリー部２６により搬送された記録媒体Ｒが載置される板状の媒体排出トレー３１などを有する。
【００４５】
図２Ａ、図２Ｂは、ヘッドユニット２４の構成を示す図である。図２Ａは、ヘッドユニット２４を画像形成ドラム２１の搬送面上方で記録媒体Ｒの搬送方向上流側から見た場合の概略構成図である。図２Ｂは、ヘッドユニット２４を画像形成ドラム２１の搬送面側から見た底面図である。
【００４６】
ヘッドユニット２４は、複数のインクジェットヘッド２４１を有する。ここでは、一つのヘッドユニット２４に１６個のインクジェットヘッド２４１が設けられているが、これに限られない。１６個のインクジェットヘッド２４１は、それぞれ２個ずつ一組で８個のインクジェットモジュール２４２に含まれる。インクジェットモジュール２４２は、固定部材２４５によりここでは千鳥格子状に適切な相対位置で調整、固定されている。
【００４７】
固定部材２４５は、キャリッジ２４６により支持されて保持されている。キャリッジ２４６には、第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４が併せて保持されており、これらの第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４から各インクジェットヘッド２４１に対してインクが供給される。キャリッジ２４６は、４つのヘッドユニット２４について、各々別個に画像形成ドラム２１上で幅方向に移動可能とされている。
【００４８】
図２Ｂに示すように、インクジェットヘッド２４１は、それぞれ複数のノズル２４１１を有する。インクジェットヘッド２４１は、各々の底面（ノズル開口面２４１ａ）に設けられた複数のノズル２４１１の開口部（ノズル穴）からインク（液滴）を射出し、画像形成ドラム２１の搬送面上に担持された記録媒体Ｒに対してインク液滴を着弾させる。ここでは、インクジェットヘッド２４１として、それぞれ搬送方向について２列に開口部が配列された二次元配列パターンを有するものが示されているが、これに限られない。適宜な一次元又は二次元配列パターンで開口部が配列されていて良い。これら開口部の配列範囲は、１６個のインクジェットヘッド２４１全体で、幅方向について搬送面に担持される記録媒体Ｒの記録可能幅をカバーし、ヘッドユニット２４を固定したままワンパス方式での画像形成が可能とされる。１６個のインクジェットヘッド２４１のノズル開口面２４１ａは、撥液層（撥水層、撥インク層）４３（図５参照）により被覆されている。
【００４９】
図３Ａ、図３Ｂは、クリーニング部２７の構成について説明する図である。図３Ａは、画像形成ドラム２１を斜視した図である。図３Ｂは、図１と同一の正面側から画像形成ドラム２１を透過して後ろ側を見た場合の図である。
【００５０】
クリーニング部２７は、画像形成に係るインク射出後やメンテナンス後にインクジェットヘッド２４１のノズル開口面２４１ａに付着しているインクやその他の夾雑物（まとめて異物）を払拭、除去する。図３Ａに示すように、クリーニング部２７は、画像形成ドラム２１に対して幅方向に配列され、ヘッドユニット２４が当該幅方向に移動した場合にインク射出面がクリーニング可能なように配置されている。
【００５１】
図３Ｂに示すように、クリーニング部２７は、払拭部材２７１、弾性部材２７２、巻き出しローラー２７３、巻き取りローラー２７４などを備える。これらの構成は、複数のヘッドユニット２４に対して各々別個に設けられているが、クリーニング部２７を搬送方向に移動可能として複数のヘッドユニット２４に対して共通に設けられていてもよい。
【００５２】
払拭部材２７１は、長尺状の布状シート部材であって、その幅方向の長さ（幅）は、インク射出面（少なくとも複数のノズル開口面２４１ａの全体）をカバー可能とされている。払拭部材２７１としては、インクの水分を吸収しやすくかつ少なくともインク射出面の材質よりも硬度が低いものであり、また、撥液層を傷つけにくいものが好ましい。このような部材としては、例えば、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリウレタンなどが挙げられる。これらの部材は、織布又は不織布を形成し得る。特に、水分の吸収性の高いものであって当接時の押圧力が低くても液体が吸収されやすいものの方がより好ましい。あるいは、払拭部材２７１は、ブレード状の構造を有していてもよい。
【００５３】
弾性部材２７２は、払拭部材２７１を挟んでインク射出面と対向し、インク射出面と対向する面（押圧面）のサイズは、当該インク射出面全体をカバー可能に形成されている。弾性部材２７２は、インク射出面に対して略垂直に移動可能となっている。弾性部材２７２の材質としては、例えばスポンジ（発泡樹脂）やゴムなど、ノズル開口面２４１ａに押し付けられてもノズルを破損させないものが用いられる。この弾性部材２７２をノズル開口面２４１ａ（インク射出面）に対して近づける方向に移動させることで、払拭部材２７１を全体としてノズル開口面２４１ａに対して略平行な状態で当接させる。
【００５４】
払拭部材２７１をノズル開口面２４１ａに当接させている場合の弾性部材２７２とインク射出面との相対位置（距離）は、ここでは固定され、これに応じて払拭部材２７１のインク射出面に対する押圧力は、ノズル開口面２４１ａの表面の撥液層の剥離の影響の範囲内で毎回一定とされる。このときの押圧力がインク射出面におけるインクの払拭に適切な大きさとなるように相対位置が定められる。あるいは、この押圧力は、可変とされても良く、この場合には、後述するように、ノズル開口面２４１ａの表面形状と払拭部材２７１との関係に応じて最大値が定められる。
【００５５】
払拭部材２７１は、巻き取りローラー２７４により巻き取り動作が行われることで、巻き出しローラー２７３から巻き出されて巻き取りローラー２７４により巻き取られる。この間に、弾性部材２７２が払拭部材２７１をインク射出面に略均等に押し付けることで、当該インク射出面に当接した新たな（インクが付着していない）払拭部材２７１がノズル開口面２４１ａ（インク射出面）に付着したインクなどを払拭する。巻き出しローラー２７３から全ての払拭部材２７１が巻き出された場合には、払拭部材２７１は、容易に交換可能となっている。
【００５６】
次に、本実施形態のヘッドユニット２４のインク射出面に設けられたノズル基板４０Ａについて詳しく説明する。図４は、インクジェットヘッド２４１の断面形状を模式的に示す図である。
【００５７】
各インクジェットヘッド２４１は、特には限られないが、図４に示すように、複数のプレート（基板）が積層されて形成されているベンドモード式のインクジェットヘッドとする。具体的には、各インクジェットヘッド２４１は、ノズル開口面２４１ａ（インク射出面、下方）側から上方へ順に、ノズル基板４０Ａ、圧力室基板５０、振動板６０、スペーサー基板７０、配線基板８０が積層されている。
【００５８】
第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４から供給されたインクは、配線基板８０、スペーサー基板７０、振動板６０に連通されたインク流路を介して圧力室基板５０の圧力室５１に流入される。圧力室５１は、振動板６０を介してスペーサー基板７０の圧電素子部７１に当接され、またノズル２４１１に導通されている。インクジェット記録装置１の制御部からの制御信号が配線基板８０の配線を介して圧電素子部７１に入力され、圧電素子部７１が物理的に振動することにより、配線基板８０などのインク流路から圧力室５１内へのインクの流入と、圧力室５１内からノズル基板４０Ａのノズル２４１１へのインクの流出と、がなされる。そして、ノズル２４１１内のインクが、ノズル開口面２４１ａ（射出面）側の開口部（ノズル穴）からインクの液滴として射出され、当該インクの液滴が記録媒体Ｒ上に着弾される。
【００５９】
なお、ノズル基板４０Ａと圧力室基板５０との間に、圧力室５１からノズル２４１１へ導通する流路を有する中間基板（中間層）を設ける構成としてもよい。
【００６０】
次いで、図５を参照して、ノズル基板４０Ａの構成を説明する。図５は、ノズル基板４０Ａの模式的な断面図である。図５のノズル基板４０Ａにおいて、図の下方を（インク）射出面側（ヘッド外部側）とし、同じく上方を流路側（ヘッド内部側、圧力室側）と表現し、他のノズル基板及びその製造工程の断面図でも同様とする。
【００６１】
図５に示すように、ノズル基板４０Ａは、基材部４１と、撥液層下地膜４２Ａと、撥液層４３と、を有する。基材部４１の材料は、ケイ素（シリコン）や、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）、ニッケル、ニッケルを含んだ金属などの金属や、ポリイミドなどの樹脂などである。
【００６２】
基材にシリコンを用いた場合、ノズル加工に半導体プロセスで用いられるフォトリソプロセスなどを用いる事ができる。この様な加工プロセスを用いることで、高精度なノズル加工が可能となり、射出角バラツキが非常に少なく、良好な描画品質を有するインクジェットヘッドを作製する事ができる。
【００６３】
ノズル２４１１は、基材部４１に形成されたインクのノズルであり、インクの流路と射出面側のノズル穴とを含む。撥液層下地膜４２Ａは、基材部４１のメンテナンス時にクリーニング部２７によりインクの拭き取りが行われる射出面側に設けられ、撥液層４３の流路（基材部４１）側の下地層である。本実施の形態では、撥液層下地膜４２Ａの材料は、炭化酸化シリコン（炭化酸化シリコン膜）ＳｉａＣｂＯｃ（ａ，ｂ，ｃ：原子数）であるものとする。撥液層４３は、撥液層下地膜４２Ａの射出面側に設けられ、例えば、パーフロロ系炭素鎖を有する構造を有し、撥液性（撥水性、撥インク性）を有する。
【００６４】
本実施形態にて、撥液層下地膜４２Ａに、炭化酸化シリコン膜を選定した理由は、耐アルカリ性、及び化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）に対する耐久性と、撥液剤の定着性(シロキサン結合が形成可能)と、を両立できる点にある。化学機械研磨に対する耐久性とは、具体的には、クリーニング部２７のインクふき取りによる撥液層下地膜の膜減りに対する耐久性である。特に、インクジェット記録装置では、メンテナンスとしてノズル基板の射出面を、クリーニング部の布などでインクを拭き取ってアルカリ性インク使用下でメンテナンスを行うことで、ノズル基板の従来の撥液層下地膜では、撥液層が剥れ易くなり、インクに対する耐久性が低くなるおそれがあった。炭化シリコンＳｉＣは、材料としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）に次いで硬度が高く、また、非常にアルカリエッチングし難い材料であることが知られている。よって、撥液層下地膜４２Ａとして、酸化シリコンに炭素を導入した炭化酸化シリコン膜を用いることで、ノズル表面でのシランカップリング剤との反応性を保持しながら、アルカリ耐性を向上することができる。
【００６５】
近年、テキスタイル分野にインクジェットプリントを用いることが進んでいる。旧来の捺染法と比較して、インクジェットプリントでは版を作る必要が無く、少数ロットの対応が可能であり、インク廃液の量も少ないというメリットがある。記録媒体Ｒとして、ポリエステルや合成繊維を用いる場合、分散染料インクや昇華性インクなどの水系インクが用いられるが、分散剤などの添加剤がアルカリ性を示す。顔料分子を含むインクでは、インクのｐＨによって顔料分子の分散が制御されている。アルカリ性環境では、撥液層の加水分解が促進されるため、或いは撥液層下地膜がエッチングされることで撥液材料の脱利が促進されるため、従来のシランカップリングにより形成した撥液層は信頼性が低かった。また、捺染用インクそのものが中性や弱アルカリ性であっても、発色性改善のアルカリ性前処理剤を塗布した生地を用いることがあり、捺染用インクジェットプリンタでは、起毛処理などにより布地表面のアルカリ性前処理剤が後続のインクジェットヘッド表面の撥液性の信頼性に影響を与えることがある。
【００６６】
これに対し、炭化酸化シリコン膜は、化学安定性が高く、アルカリ耐性を向上できる。ここで、図６Ａ、図６Ｂを参照して、アルカリ耐性に優れた炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃ)の組成比を説明する。図６Ａは、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における好ましい炭化酸化シリコン膜の組成比の範囲を示す図である。図６Ｂは、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図における任意の座標点Ｐ０を示す図である。
【００６７】
図６Ａに示すように、炭化酸化シリコン膜のケイ素（シリコン）Ｓｉ、炭素Ｃ、酸素Ｏの組成比（原子数比）を、Ｓｉ、Ｃ、Ｏのみの組成となる３つの頂点を有する正三角形の三角図上に表す。図６Ｂに示すように、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの組成を示す三角図において、Ｓｉ、Ｃ、Ｏのみに対応する頂点を、それぞれＶＳｉ、ＶＣ、ＶＯとする。三角図内に任意の座標点Ｐ０をとると、座標点Ｐ０の座標は、頂点ＶＯ→頂点ＶＳｉの辺上の長さαと、頂点ＶＳｉ→頂点ＶＣの辺上の長さβと、頂点ＶＳｉ→頂点ＶＯの辺上の長さγと、により表される。ここで、座標点Ｐ０の炭化酸化シリコン膜のＳｉ（の原子数）：Ｃ：Ｏ＝ａ：ｂ：ｃとすると、
α＝ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）、
β＝ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）、
γ＝ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）、
で表される。ただし、α＋β＋γ＝１である。
【００６８】
図６Ａを参照して、撥液層下地膜４２Ａの炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの好ましい組成比ａ：ｂ：ｃを説明する。先ず、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの組成を示す三角図上のラインＬ１〜Ｌ６を説明する。三角図において、二酸化シリコンＳｉＯ２に対応する座標点をＰＳｉＯ２とし、炭化シリコンＳｉＣに対応する座標点をＰＳｉＣ（Ｐ１）とし、２炭化シリコンＳｉＣ２に対応する座標点をＰＳｉＣ２（Ｐ４）とする。ラインＬ１は、座標点ＰＳｉＯ２と座標点Ｐ１とを結ぶ線分であり、その組成物がＳｉＣ１−ｔＯ２ｔ（０≦ｔ≦１）である。ラインＬ２は、座標点ＰＳｉＯ２と座標点Ｐ４とを結ぶ線分であり、その組成物がＳｉＣ２（１−ｓ）Ｏ２ｓ（０≦ｓ≦１）である。ラインＬ３は、座標点ＰＳｉＯ２と頂点ＶＣとを結ぶ線分である。ラインＬ４は、頂点ＶＳｉを通り、ｂ：ｃ＝２：１である線分である。ラインＬ５は、頂点ＶＳｉを通り、ｂ：ｃ＝１：１である線分である。ラインＬ６は、頂点ＶＳｉを通り、ｂ：ｃ＝１：２である線分である。
【００６９】
前述のように、耐アルカリ性、化学機械研磨耐性の観点より、酸素より炭素の割合が高いことが好ましい（ｃ≦ｂ）。ただし、撥液層４３形成時には撥液層下地膜４２Ａ表面に撥液剤としてのシランカップリング剤と反応するヒドロキシル基が存在する必要があるため、少なくとも酸素は撥液層下地膜４２Ａ中に含有する必要がある（ｃ＞０）。よって、炭素：酸素の割合（ｃ／ｂ）は、０＜ｃ／ｂ≦１が好ましい。
【００７０】
酸化シリコンとしては、一酸化シリコンＳｉＯ、二酸化シリコンＳｉＯ２が知られているが、非晶質では中間組成、すなわち化学両論的にＳｉＯｘにおいてｘ＜２の状態も準安定的に存在する。一方で、ＳｉＯｘにおいてｘ＞２の範囲は所謂過酸化物であり不安定であるため膜としては存在しない。また、撥液層４３形成時には、撥液層下地膜４２Ａ表面にシランカップリング剤と反応するヒドロキシル基が存在する必要があるため、少なくとも酸素は膜中に含有する必要がある。よって、シリコン：酸素の割合（ｃ／ａ）は、０＜ｃ／ａ≦２が好ましい。
【００７１】
シリコン：炭素の割合は、ラインＬ１より炭素リッチであり、ラインＬ２よりシリコンリッチが好ましい。シリコンと炭素とは、同じ第１４族元素であり、価数が同じであるので化合物内での置換が可能である。アルカリ耐性、化学機械研磨耐性の観点より、シリコンと炭素とは、同程度か、炭素リッチの方が好ましい（ｂ／ａ≧１）。
【００７２】
しかしながら、共有結合を形成するｓｐ混成軌道が、シリコン原子の場合には３ｓ軌道と３ｐ軌道とからなるのに対して、炭素原子の場合にはｓｐ混成軌道が２ｓ軌道と２ｐ軌道とからなるので結合距離が短い。このため、炭素の割合が増加しすぎると、撥液層下地膜４２Ａの膜応力が大きくなり、基材部４１と撥液層下地膜４２Ａとの密着性が低下する。また、撥液層４３形成時にシランカップリング剤と反応するヒドロキシル基については、炭素よりもシリコンの電気陰性度が小さいため、炭素原子に結合したヒドロキシル基（≡Ｃ−ＯＨ）よりも、シリコン原子に結合したヒドロキシル基（≡Ｓｉ−ＯＨ）の方が局在電荷の割合が大きくなり、シランカップリング剤との反応性が優位である。よって、炭素の割合は制限される必要がある（ｂ／ａ≦２）。これらの知見より、発明者らは、ラインＬ１より炭素リッチであり、ラインＬ２よりシリコンリッチであることが好ましいと考えている。
【００７３】
よって、図６Ａに示すように、好ましい撥液層下地膜４２Ａの炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの組成比ａ：ｂ：ｃは、三角図において、組成比ａ：ｂ：ｃ＝１：１：０である座標点Ｐ１と、組成比ａ：ｂ：ｃ＝３：２：２である座標点Ｐ２と、組成比ａ：ｂ：ｃ＝１：２：２である座標点Ｐ３と、組成比ａ：ｂ：ｃ＝１：２：０である座標点Ｐ４と、に囲まれた領域で、かつ座標点Ｐ１と座標点Ｐ４とを結ぶ線分を除いた範囲の組成比とする。
【００７４】
次いで、図７〜図８Ｆを参照して、本実施の形態のノズル基板４０Ａの製造方法の一例を説明する。図７は、第１のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。図８Ａは、ノズル加工前の基材部４１を模式的に示す断面図である。図８Ｂは、撥液層下地膜４２Ａが形成された基材部４１を模式的に示す断面図である。図８Ｃは、撥液層４３が形成された基材部４１を模式的に示す断面図である。図８Ｄは、保護シート４５が貼付された基材部４１を模式的に示す断面図である。図８Ｅは、ノズル２４１１が形成された基材部４１を模式的に示す断面図である。図８Ｆは、保護シート４５が剥離されたノズル基板４０Ａを模式的に示す断面図である。
【００７５】
図７を参照して、ノズル基板４０Ａを製造する第１のノズル基板製造処理を説明する。先ず、図８Ａに示すように、製造者は、ベース部材となる基材部４１を準備する（ステップＳＴ１１）。ここでは、基材部４１は、ポリイミド（ＰＩ）フィルムとする。ただし、基材部４１の材料としては、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタラート）、ＰＰＳ(Poly Phenylene Sulfide：ポリフェニレンサルファイド)などの樹脂を用いることができ、より具体的には、Ｄｕｐｏｎ社製カプトンフィルム、宇部興産社製Ｕｐｉｌｅｘ７５Ｓ、ＴＯＲＡＹ社製トレリナなどを用いればよい。ポリイミドは、耐熱性に優れており、撥液層下地膜４２Ａ形成後、あるいは撥液層４３形成後などにアニール処理を高温で行うことができる。ＰＰＳは、寸法安定性に優れており、インクジェットヘッド２４１のノズル列長バラツキを低減することができる。
【００７６】
そして、図８Ｂに示すように、製造者は、ステップＳＴ１１で準備された基材部４１の射出面側に、図６Ａに示した好ましい範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜を成膜して撥液層下地膜４２Ａを形成する（ステップＳＴ１２）。炭化酸化シリコン膜を用いることで、耐アルカリ性、及び化学機械研磨に対する耐久性に優れた撥液層下地膜４２Ａとすることができる。また、シロキサン結合が形成可能となり、撥液剤の定着性に優れた撥液層下地膜４２Ａとすることができる。
【００７７】
ステップＳＴ１２の炭化酸化シリコン膜の成膜方法として、
（１）オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、トリメチルシラン（ＴＭＳ）、シランや、メタン、エタン、アセチレンなどの炭化水素ガス、アルゴン、酸素ガスなどを用いた高周波放電プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）成膜、あるいはＰＩＧ（Penning Ionization Gauge）方式プラズマＣＤＶ、
（２）Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２ターゲットとし、アルゴンガス、酸素ガス、メタンなどの雰囲気下でのスパッタ成膜、
（３）シリカを含んだ溶液材料（ポリシラザン系）を用いた塗布法、
などを用いて成膜することができる。
【００７８】
ステップＳＴ１２の撥液層下地膜４２Ａの成膜前処理として、基材部４１に対してプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理としては、酸素ガス、あるいはアルゴンガスやこれらの混合ガスによるプラズマ処理を行うことができる。プラズマ処理を行うことで基材部４１表面の汚染除去効果、あるいは表面活性化効果が得られ、撥液層下地膜４２Ａと基材部４１との密着性を上げることができる。
【００７９】
ステップＳＴ１２の撥液層下地膜４２Ａの成膜前処理として、基材部４１に対して逆スパッタ処理を行ってもよい。逆スパッタ処理としては、酸素ガス、あるいはアルゴンガスやこれらの混合ガスを用いて基材部４１に対してスパッタ処理を行う。逆スパッタ処理を行うことで基材部４１表面の汚染除去効果、あるいは表面活性化効果が得られ、撥液層下地膜４２Ａと基材部４１との密着性を上げることができる。
【００８０】
また、ステップＳＴ１２の炭化酸化シリコン成膜時に、材料ガスに水素添加を行ってもよい。水素添加を行うことで、応力や膜硬度が向上し、擦過耐性が向上する場合がある。
【００８１】
また、ステップＳＴ１２で、撥液層下地膜４２Ａとして酸化シリコン膜、あるいは炭化酸化シリコン膜を形成後、その膜表面に炭素導入を行ってもよい。炭素導入としてはメタン、エタンなど炭化水素系ガスを含んだプラズマ処理を用いることができる。また、炭素導入としては、イオンインプラ法、イオンシャワードーピング法などを用いることができる。撥液層下地膜の表面から炭素導入を行うと、炭素組成比の下地膜深さ方向のプロファイルが撥液層下地膜表面からテールを引くが、撥液層下地膜表面（最表面層）が所望（図６Ａに示した好ましい範囲）の組成比となるように炭化して制御することができる。
【００８２】
また、ステップＳＴ１２で、炭化酸化シリコン膜と撥液剤との定着性をさらに向上させることを目的として、成膜中あるいは成膜後に酸化処理などを行って表面のシロキサン結合サイト数(−ＯＨ基)を増加させる追加処理を行う構成としてもよい。具体的には、撥液層下地膜４２Ａとしての炭化酸化シリコン膜の成膜中に酸素を添加する、あるいは炭化シリコン膜若しくは炭化酸化シリコン膜形成後に酸素プラズマ処理などにより表面を酸化する処理などが挙げられる。
【００８３】
上述の撥液層下地膜４２Ａの成膜方法や前処理方法は、適宜組み合わせて用いてもよく、上記説明の方法に限定されない。
【００８４】
また、ステップＳＴ１２の炭化酸化シリコン膜は、非晶質あるいは単結晶であることが好ましい。多結晶の場合は、アルカリ浸漬時に結晶粒界がエッチングサイトとなり選択的にエッチングが進行してピンホールが形成され、下地の基材にエッチングが進行することがある。一方、非晶質あるいは単結晶の場合は、エッチングサイトとなる結晶粒界が無いため、アルカリ浸漬時にも選択的にエッチングが進行することが無く、よりアルカリ耐性の高い撥液層下地膜（ノズル内壁では流路保護膜）とすることができる。
【００８５】
そして、図８Ｃに示すように、製造者は、ステップＳＴ１２で形成された撥液層下地膜４２Ａの射出面側（表面）に、撥液層４３を形成する（ステップＳＴ１３）。撥液層４３の形成としては、パーフロロ系炭素鎖を有する撥液剤としてのシランカップリング剤を塗布、あるいは蒸着すればよい。シランカップリング剤としては、ダイキン工業社製オプツール、メルク社製ＷＲ４、フロロテクノロジー社製ＦＧ−５０８０、ＦＧ−５０１０などを用いることができる。
【００８６】
ステップＳＴ１２の撥液層下地膜４２Ａの形成からステップＳＴ１３の撥液層４３の形成までは、大気雰囲気に暴露させずに連続して処理することが望ましい。大気雰囲気に暴露しないようにすることで、各層界面が汚染されることに起因する各層間の密着性低下、膜質の変化などを避けることができる。
【００８７】
ステップＳＴ１３の撥液層４３の形成前処理として、プラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理としては、酸素ガス、あるいはアルゴンガスやこれらの混合ガスによるプラズマ処理を行うことができる。プラズマ処理を行うことで撥液層下地膜４２Ａの表面の汚染除去効果、あるいは表面活性化効果が得られ、撥液層下地膜４２Ａと撥液層４３との反応性、密着性が向上し、耐アルカリ性、及び化学機械研磨に対する耐久性を上げることができる。また、ステップＳＴ１３の撥液層４３の形成前に、プライマー層を形成してもよい。プライマー層を形成しておくことで撥液層４３と撥液層下地膜４２Ａとの密着性を向上できる。
【００８８】
そして、図８Ｄに示すように、製造者は、ステップＳＴ１３で形成された撥液層４３の射出面側（表面）に、保護シート４５を貼付する（ステップＳＴ１４）。保護シート４５は、基材シート４５ａと、基材シート４５ａ上の粘着層４５ｂと、を有する。基材シート４５ａは、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳなどを用いることができる。粘着層４５ｂが撥液層４３の射出面側に粘着される。
【００８９】
そして、図８Ｅに示すように、製造者は、ステップＳＴ１４で保護シート４５が貼付された基材部４１、撥液層下地膜４２Ａ、撥液層４３の流路側（裏面）に、ノズル加工を行いノズル２４１１を形成する（ステップＳＴ１５）。ステップＳＴ１５では、基材部４１の裏面からレーザー照射を行い、ノズル２４１１が形成される。撥液層下地膜４２Ａに炭化酸化シリコン膜を用いることによって、撥液層下地膜４２Ａのレーザー加工を精度良く行うことができるようになる。
【００９０】
ステップＳＴ１５において、レーザー光源にＫｒＦエキシマーレーザーを用いてノズル加工を行う場合、その波長は２４８［ｎｍ］、すなわち光子エネルギーが５．０［ｅＶ］である。撥液層下地膜４２Ａに炭化酸化シリコン膜を用いる場合、炭素導入の効果によりＳｉＯ２よりも炭化酸素シリコン膜のバンドギャップが狭くなる（ＳｉＯ２のバンドギャップは８〜９［ｅＶ］、ＳｉＣのバンドギャップは約３［ｅＶ］）。このため、ＫｒＦエキシマーレーザーの吸収効率が向上し、ノズル加工時に撥液層下地膜４２Ａもアブレーションされてバリの発生が抑えられ、ノズル２４１１端の加工精度が向上する。
【００９１】
また、撥液層下地膜４２Ａの膜厚は、好ましくは１００［ｎｍ］以下、より好ましくは５０［ｎｍ］以下、さらに好ましくは２０［ｎｍ］以下とする。撥液層下地膜４２Ａの膜厚が薄いほうが、レーザーアブレーションがしやすく、バリが残り難くなる。
【００９２】
保護シート４５の粘着層４５ｂは、保護シート４５と撥液層４３表面との粘着力が、保護シート４５と基材部４１とを１８０度反対方向に引張った場合に、０．１〜０．７［Ｎ／１０ｍｍ］、より好ましくは０．１５〜０．６４［Ｎ／１０ｍｍ］とすればよい。このような粘着層４５ｂを用いることで、レーザー加工時のワークの取り回しで保護シート４５と撥液層４３表面とが剥離することなくノズル加工をすることが可能となり、バリ発生などを抑制することができる。
【００９３】
また、基材部４１がＳＵＳなどの金属材料からなる場合、レーザーでノズル加工する場合はレーザー光源にピコ秒パルスレーザーを用いることが好ましい。ピコ秒パルスレーザーを用いることで、金属に対してバリやドロスの発生を抑制し、良好な形状のノズル２４１１を形成することができる。
【００９４】
そして、図８Ｆに示すように、製造者は、ステップＳＴ１５でノズル２４１１が形成された基材部４１、撥液層下地膜４２Ａ、撥液層４３及び保護シート４５から、保護シート４５を剥離してノズル基板４０Ａを形成し（ステップＳＴ１６）、第１のノズル基板製造方法を終了する。粘着層４５ｂは、保護シート４５と撥液層４３表面との粘着力が、保護シート４５と基材部４１とを１８０度反対方向に引張った場合に、０．１〜０．７［Ｎ／１０ｍｍ］、より好ましくは０．１５〜０．６４［Ｎ／１０ｍｍ］とすればよい。このような粘着層４５ｂを用いることで、保護シート４５を剥離する場合に、基材部４１に寸法歪みが生じるような応力を印加することなく、剥離することができる。
【００９５】
そして、製造者により、第１のノズル基板製造処理により形成されたノズル基板４０Ａが、圧力室基板５０（又は中間基板）に接着されて、ノズル基板４０Ａ、圧力室基板５０、振動板６０、スペーサー基板７０、配線基板８０が積層された基板が生成され、また、当該基板に駆動回路及びインクの供給路などが接続されて、インクジェットヘッド２４１が生成され、インクジェット記録装置１の一部として利用される。
【００９６】
以上、本実施の形態によれば、インクジェットヘッド２４１は、インクを射出するノズル２４１１が形成された基材部４１と、基材部４１の射出面側に形成され炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜４２Ａと、撥液層下地膜４２Ａの射出面側に形成された撥液層４３と、を有するノズル基板４０Ａを備える。
【００９７】
このため、炭化酸化シリコン膜の撥液層下地膜４２Ａにより、ノズル基板４０Ａの射出面側の撥液層４３を形成するための撥液剤との反応性を向上でき、インク、特にアルカリ性のインクに対する耐性を向上でき、撥液性の低下を防ぐことができる。
【００９８】
また、撥液層下地膜４２Ａは、シリコンＳｉと炭素Ｃと酸素Ｏとの原子数比を示す三角図において、Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：１：０である座標点Ｐ１と、Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、３：２：２である座標点Ｐ２と、Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：２である座標点Ｐ３と、Ｓｉ：Ｃ：Ｏの原子数比が、１：２：０である座標点Ｐ４と、で囲まれた範囲内であり、かつ座標点Ｐ１と座標点Ｐ４とを結ぶ線上を除いた範囲の組成の炭化酸化シリコン膜を有する。このため、撥液層下地膜４２Ａにより、後述する第１、第２の実施例に示すように、高いエッチングレートが得られ耐アルカリ性を大きく向上できるとともに、大きな接触角が得られ撥液性を向上できる。
【００９９】
また、撥液層下地膜４２Ａは、膜厚が５０［ｎｍ］以下である。このため、ノズル２４１１形成時に、レーザーアブレーションをしやすくでき、基材部４１などにバリが残ることを防ぐことができる。
【０１００】
また、基材部４１は、ケイ素、金属材料又は樹脂材料からなる。このため、基材部４１をケイ素（シリコン）にすることにより、ノズル加工にフォトリソプロセスなどを用いることができ、この加工プロセスを用いることで、高精度なノズル２４１１の加工が可能となり、射出角バラツキが非常に少なく、良好な描画品質を有するインクジェットヘッド２４１を作製できる。基材部４１を樹脂材料としてのポリイミドにすることにより、耐熱性を高めることができ、撥液層下地膜４２Ａ形成後又は撥液層４３形成後にアニール処理を高温で行うことができる。或いは、基材部４１を樹脂材料としてのＰＰＳにすることにより、寸法安定性を高めることができ、ノズル長バラツキを低減できる。また、基材部４１を金属材料としてのＳＵＳにすることにより、ＳＵＳフィルムへのポンチ加工、レーザー加工、或いは電鋳によりノズル２４１１を容易に形成できる。
【０１０１】
また、インクジェット記録装置１は、ノズル基板４０Ａを有するインクジェットヘッド２４１と、撥液層４３の射出面側のインクを拭き取るクリーニング部２７と、を備える。このため、クリーニング部２７のインク拭き取りによる化学機械研磨の効果を抑制でき、ノズル基板４０Ａの射出面側の撥液性の低下を防ぐインクジェット記録装置１を実現できる。
【０１０２】
また、インクジェットヘッドの製造方法は、インクを射出するノズル２４１１を基材部４１に形成するノズル形成工程と、基材部４１の射出面側に、炭化酸化シリコン膜を有する撥液層下地膜４２Ａを形成する撥液層下地膜形成工程と、撥液層下地膜４２Ａの射出面側に、撥液層４３を形成してノズル基板４０Ａを生成する撥液層形成工程と、ノズル基板４０Ａを備えるインクジェットヘッド２４１を生成するインクジェットヘッド生成工程と、を含む。
【０１０３】
このため、炭化酸化シリコン膜の撥液層下地膜４２Ａにより、ノズル基板４０Ａの射出面側の撥液層４３を形成するための撥液剤との反応性を向上でき、インク、特にアルカリ性のインクに対する耐性を向上でき、撥液性の低下を防ぐことができる。
【０１０４】
また、撥液層下地膜形成工程において、炭化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で酸素添加を行うことで、最表面層が図６Ａに示した範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜の撥液層下地膜４２Ａを形成する。酸素添加には、酸素ガスを含む雰囲気下でのプラズマ処理を用いる。このため、図６Ａに示した範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜の撥液層下地膜４２Ａを容易に形成でき、炭化酸化シリコン膜表面のシロキサン結合サイト数(−ＯＨ基)を増加させ、撥液層下地膜４２Ａの炭化酸化シリコン膜と撥液層４３の撥液剤との定着性をさらに向上させることができる。
【０１０５】
また、撥液層下地膜形成工程において、酸化シリコン膜又は炭化酸化シリコン膜に、追加で炭素添加を行うことで、最表面層が図６Ａに示した範囲の組成比の撥液層下地膜４２Ａを形成する。炭素添加には、炭化水素ガスを含む雰囲気下でのプラズマ処理を用いる。このため、図６Ａに示した範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜の撥液層下地膜４２Ａを容易に形成できる。
【０１０６】
また、ノズル形成工程において、基材部４１に撥液層下地膜４２Ａ及び撥液層４３を形成後、エキシマーレーザー加工により基材部４１、撥液層下地膜４２Ａ及び撥液層４３をアブレーションさせてノズル２４１１を形成する。ノズル２４１１形成時に、レーザーアブレーションをしやすくでき、基材部４１などにバリが残ることを防ぐことができる。
【０１０７】
（第１の変形例）
図９〜図１１Ｃを参照して、上記実施の形態の第１の変形例を説明する。本変形例の装置構成は、上記実施の形態のインクジェット記録装置１と同様であるが、ノズル基板４０Ａをノズル基板４０Ｂに代えた構成とする。このため、上記実施の形態と同様の部分については説明を省略し、主として異なる部分を説明する。
【０１０８】
図９を参照して、ノズル基板４０Ｂの構成を説明する。図９は、ノズル基板４０Ｂの模式的な断面図である。図９に示すように、ノズル基板４０Ｂは、基材部４１と、撥液層下地膜４２Ｂと、撥液層４３と、を有する。撥液層下地膜４２Ｂは、基材部４１の射出面側及びノズル２４１１の流路内に設けられ、一部が撥液層４３の基材部４１側の下地層となる層である。本変形例では、撥液層下地膜４２Ｂは、図６Ａに示した好ましい範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜であるものとする。
【０１０９】
次いで、図１０〜図１１Ｃを参照して、ノズル基板４０Ｂの製造方法を説明する。図１０は、第２のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。図１１Ａは、ノズル２４１１が形成された基材部４１を模式的に示す断面図である。図１１Ｂは、撥液層下地膜４２Ｂが形成された基材部４１を模式的に示す断面図である。図１１Ｃは、撥液層４３が形成されたノズル基板４０Ｂを模式的に示す断面図である。
【０１１０】
図１０を参照して、ノズル基板４０Ｂを製造する第２のノズル基板製造処理を説明する。先ず、図１１Ａに示すように、製造者は、流路側（裏面）にノズル加工してノズル２４１１が形成されたベース部材となる基材部４１を形成する（ステップＳＴ２１）。ここでは、基材部４１は、例えば、金属材料（ＳＵＳ）からなるものとする。ノズル２４１１が形成された基材部４１は、例えば、ＳＵＳフィルムにポンチ加工でＳＵＳフィルム厚よりも深さの大きい凹部を形成し、裏面に形成される凸部を平滑研磨することで形成することができる。また、ノズル２４１１が形成された基材部４１は、ＳＵＳフィルムにレーザー加工してノズル２４１１を形成することで形成することができる。さらに、ノズル２４１１が形成された金属材料の基材部４１は、電鋳により形成することができる。
【０１１１】
そして、図１１Ｂに示すように、製造者は、ステップＳＴ２１で形成された基材部４１の射出面側（表面）及び流路側（裏面）に、図６Ａに示した好ましい範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜を成膜して撥液層下地膜４２Ｂを形成する（ステップＳＴ２２）。ステップＳＴ２２で撥液層下地膜４２Ｂに炭化酸化シリコン膜を用いることにより、耐アルカリ性、及び化学機械研磨に対する耐久性に優れた表面の撥液層下地膜及び流路内の流路保護膜とすることができ、シロキサン結合が形成可能となり、撥液剤の定着性に優れた撥液層下地膜とすることができる。
【０１１２】
ステップＳＴ２２の炭化酸化シリコン膜の成膜方法としては、図７のステップＳＴ１２と同様に、成膜方法（１）〜（３）などを用いて成膜することができる。ステップＳＴ２２の撥液層下地膜４２Ｂの成膜前処理として、図７のステップＳＴ１２と同様に、基材部４１に対してプラズマ処理を行ってもよい。また、撥液層下地膜４２Ｂの成膜前処理として、基材部４１に対して逆スパッタ処理を行ってもよい。逆スパッタ処理としては、酸素ガス、あるいはアルゴンガスやこれらの混合ガスを用いて基材に対してスパッタ処理を行う。逆スパッタ処理を行うことで、基材部４１表面の汚染除去効果、あるいは表面活性化効果が得られ、撥液層下地膜４２Ｂと基材部４１との密着性を上げることができる。
【０１１３】
また、ステップＳＴ２２の炭化酸化シリコン成膜時に、材料ガスに水素添加を行ってもよい。水素添加を行うことで、撥液層下地膜４２Ｂの応力や膜硬度が向上し、擦過耐性が向上する場合がある。また、ステップＳＴ２２で、図７のステップＳＴ１２と同様に、撥液層下地膜４２Ｂとして、酸化シリコン膜、あるいは炭化酸化シリコン膜を形成後、膜表面に炭素導入を行ってもよい。また、ステップＳＴ２２で、図７のステップＳＴ１２と同様に、撥液層下地膜４２Ｂとして、炭化酸化シリコン膜の成膜中の酸素添加、あるいは炭化シリコン膜若しくは炭化酸化シリコン膜を形成後、膜表面の酸化を行ってもよい。
【０１１４】
また、ステップＳＴ２２のように、ノズル２４１１内壁及び流路内に保護膜として撥液層下地膜４２Ｂを形成することで、耐アルカリ性に優れ、かつ親液性に優れた流路保護膜とすることができる。炭化酸化シリコン膜は、共有結合性が高いため、表面にヒドロキシル基を有し、親液性（親インク性、親水性）に優れている。このため、インクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡が抜け易く、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡が付着し難くなり、ノズル２４１１の射出欠などの発生が起き難くなる。
【０１１５】
そして、図１１Ｃに示すように、製造者は、ステップＳＴ２２で撥液層下地膜４２Ｂが形成された基材部４１の射出面側（表面）に撥液層４３を形成してノズル基板４０Ｂを形成し（ステップＳＴ２３）、第２のノズル基板製造方法を終了する。ステップＳＴ２３では、図７のステップＳＴ１３と同様の方法で、撥液層４３が形成される。また、ステップＳＴ２３では、出射面側（表面）、ノズル２４１１の内壁及び流路側（裏面）に撥液層が形成され、ノズル２４１１の内壁及び流路側（裏面）の全て又は一部の撥液層が除去されて撥液層４３が形成されてもよい。除去方法としては、プラズマ処理、薬液処理などを用いることができる。
【０１１６】
さらに、ステップＳＴ２３では、出射面側（表面）、ノズル２４１１の内壁及び流路側（裏面）に撥液層が形成されてもよい。ノズル２４１１の表面は、空気と触れているが、ノズル２４１１の内壁及び流路内壁はインクで満たされるため、空気が存在せず、インクの濡れ性がノズル２４１１の表面よりも低下することがある。
【０１１７】
以上、本変形例によれば、インクジェットヘッド２４１のノズル基板４０Ｂは、基材部４１の射出面側及びノズル２４１１の内壁に形成される撥液層下地膜４２Ｂを有する。このため、耐アルカリ性に優れ、かつ親液性に優れた撥液層下地膜４２Ｂにより、インクの流路を保護できる。また、撥液層下地膜４２Ｂにより、インクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡を抜け易くでき、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡を付着し難くでき、ノズル２４１１の射出欠などの発生を低減できる。
【０１１８】
（第２の変形例）
図１２を参照して、上記実施の形態の第２の変形例を説明する。本変形例の装置構成は、上記実施の形態のインクジェット記録装置１と同様であるが、ノズル基板４０Ａをノズル基板４０Ｂａに代えた構成とする。このため、上記実施の形態と同様の部分については説明を省略し、主として異なる部分を説明する。
【０１１９】
図１２を参照して、ノズル基板４０Ｂａの構成を説明する。図１２は、ノズル基板４０Ｂａの模式的な断面図である。
【０１２０】
図１２に示すように、ノズル基板４０Ｂａは、基材部４１と、撥液層下地膜４２Ａと、撥液層４３と、流路保護膜４４Ｂと、を有する。流路保護膜４４Ｂは、基材部４１の射出面側及びノズル２４１１の流路内に設けられ、一部が撥液層下地膜４２Ａの基材部４１側の下地層となる層（膜）である。流路保護膜４４Ｂは、耐インク性を有する保護膜である。
【０１２１】
次いで、ノズル基板４０Ｂａの製造方法を説明する。ノズル基板４０Ｂａの製造方法は、図１０の第２のノズル基板製造処理と同様の製造方法により、ノズル基板４０Ｂａが製造される。ただし、第２のノズル基板製造処理において、ステップＳＴ２１の後でかつステップＳＴ２２の前に、製造者は、ステップＳＴ２１でノズル２４１１が形成された基材部４１の射出面側及び流路側に、流路保護膜４４Ｂを形成する。
【０１２２】
流路保護膜４４Ｂとしては、タンタル、ハフニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウムなど、高酸化状態が化学的に安定な金属元素を１種類以上含んだ金属酸化膜を用いるとよい。このような金属酸化膜は、耐アルカリ性に優れている。また、流路保護膜４４として、タンタル、ハフニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウムなど、高酸化状態が化学的に安定な金属元素を１種類以上含んだ金属酸化膜にシリコンを含有した金属シリケート膜を用いてもよい。このような金属シリケート膜としては、タンタルシリケート、ハフニウムシリケート、ニオブシリケート、チタンシリケート、ジルコニウムシリケートなどが挙げられる。このような金属シリケート膜は、耐アルカリ性を有しつつ、シリコンを含むことでイオン結合性が低下して共有結合性が向上するため、流路保護膜４４Ｂのヒドロキシル基が増加し、流路保護膜４４Ｂの表面の親液性が向上する。親液性が向上することでインクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡が抜けやすく、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡が付着し難くなり、ノズル２４１１の射出欠などの発生が起き難くなる。
【０１２３】
また、ステップＳＴ２２では、撥液層下地膜４２Ｂに代えて、流路保護膜４４Ｂが形成された基材部４１の射出面側に撥液層下地膜４２Ａが形成されるものとする。例えば、流路保護膜４４Ｂが形成された基材部４１の射出面側及び流路側に撥液層下地膜が形成され、撥液層下地膜が形成された基材部４１の射出面側に保護シートが貼られ、エッチング処理やプラズマ処理などにより流路側の撥液層下地膜が除去され、保護シートが剥離されて、撥液層下地膜４２Ａが形成される。そして、ステップＳＴ２３が実行され、ノズル基板４０Ｂａが製造される。
【０１２４】
（第３の変形例）
図１３〜図１５Ｆを参照して、上記実施の形態の第３の変形例を説明する。本変形例の装置構成は、上記実施の形態のインクジェット記録装置１と同様であるが、ノズル基板４０Ａをノズル基板４０Ｃに代えた構成とする。このため、上記実施の形態と同様の部分については説明を省略し、主として異なる部分を説明する。
【０１２５】
図１３を参照して、ノズル基板４０Ｃの構成を説明する。図１３は、ノズル基板４０Ｃの模式的な断面図である。図１３に示すように、ノズル基板４０Ｃは、基材部４１と、撥液層下地膜４２Ａと、撥液層４３と、流路保護膜４４と、を有する。流路保護膜４４は、基材部４１の射出面側及びノズル２４１１の流路内に設けられ、一部が撥液層下地膜４２Ａの基材部４１側の下地層となる層（膜）である。流路保護膜４４は、耐インク性を有する保護膜である。
【０１２６】
次いで、図１４〜図１５Ｆを参照して、ノズル基板４０Ｃの製造方法を説明する。図１４は、第３のノズル基板製造処理を示すフローチャートである。図１５Ａは、基材部４１Ｃを模式的に示す断面図である。図１５Ｂは、撥液層下地膜４２Ａが形成された基材部４１Ｃを模式的に示す断面図である。図１５Ｃは、ノズル穴２４１１ａが形成された基材部４１Ｃを模式的に示す断面図である。図１５Ｄは、インクチャネル２４１１ｂが形成された基材部４１Ｃを模式的に示す断面図である。図１５Ｅは、流路保護膜４４が形成された基材部４１Ｃを模式的に示す断面図である。図１５Ｆは、撥液層４３が形成されたノズル基板４０Ｃを模式的に示す断面図である。
【０１２７】
図１４を参照して、ノズル基板４０Ｃを製造する第３のノズル基板製造処理を説明する。ここでは、一例として、基材部４１を、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板としての基材部４１Ｃとし、ノズル２４１１を、ノズル穴及びインクチャネルからなるノズル２４１１Ｃとしたノズル基板４０Ｃを製造する処理を説明する。
【０１２８】
先ず、図１５Ａに示すように、製造者は、ＳＯＩ基板としての基材部４１Ｃを準備する（ステップＳＴ３１）。基材部４１Ｃは、支持基板４１ａ、ＢＯＸ（Buried Oxide：埋め込み酸化膜）層４１ｂ、ＳＯＩ層４１ｃを有し、各層がこの順に積層された構造を有する。ＳＯＩ基板としての基材部４１Ｃは、基板接合法、ＳＩＭＯＸ（Separation by IMplantation of OXygen）法、ＥＬＴＲＡＮ（Epitaxial Layer TRANsfer）などを用いて形成することができる。ＳＯＩ層４１ｃの膜厚は、１０〜１００［μｍ］とし、ＢＯＸ層４１ｂの膜厚は、５０〜２００［ｎｍ］とすればよい。また、基材部４１ＣのＳＯＩ層４１ｃ側の表面には、酸化シリコン膜などが形成されていてもよい。
【０１２９】
支持基板４１ａの厚さは、５０［μｍ］から１０００［μｍ］のものを用いればよい。支持基板４１ａの材料は、シリコンを用いればよいが、これに限定されるものではなく、石英、ガラス、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＹＳＺなどを用いてもよい。インク耐性のある材料を支持基板４１ａとした基材部４１Ｃを用いることで、ノズル２４１１Ｃ内壁、及びインク流路のインク耐性が優れたインクジェットヘッド２４１を作成することができる。
【０１３０】
そして、図１５Ｂに示すように、製造者は、ステップＳＴ３１で準備された基材部４１ＣのＳＯＩ層４１ｃの射出面側（表面）に、図６Ａに示した好ましい範囲の組成比の炭化酸化シリコン膜を成膜して撥液層下地膜４２Ａを形成する（ステップＳＴ３２）。ステップＳＴ３２の炭化酸化シリコン膜の成膜方法としては、図７のステップＳＴ１２と同様に、成膜方法（１）〜（３）などを用いて成膜することができる。
【０１３１】
ステップＳＴ３２の撥液層下地膜４２Ｂの成膜前処理として、図７のステップＳＴ１２と同様に、基材部４１に対してプラズマ処理を行ってもよい。また、撥液層下地膜４２Ｂの成膜前処理として、基材部４１に対して逆スパッタ処理を行ってもよい。また、ステップＳＴ３２の炭化酸化シリコン成膜時に、材料ガスに水素添加を行ってもよい。また、ステップＳＴ３２で、図７のステップＳＴ１２と同様に、撥液層下地膜４２Ａとして、酸化シリコン膜、あるいは炭化酸化シリコン膜を形成後、膜表面に炭素導入を行ってもよい。また、ステップＳＴ３２で、図７のステップＳＴ１２と同様に、撥液層下地膜４２Ｂとして、炭化酸化シリコン膜の成膜中の酸素添加、あるいは炭化シリコン膜若しくは炭化酸化シリコン膜を形成後、膜表面の酸化を行ってもよい。また、これらの成膜方法や前処理方法は適宜組み合わせて用いてもよく、上記説明に限定されない。
【０１３２】
そして、図１５Ｃに示すように、製造者は、ステップＳＴ３２で形成された撥液層下地膜４２Ａと基材部４１ＣのＳＯＩ層４１ｃとの射出面側（表面）に、ノズル穴加工してノズル穴２４１１ａを形成する（ステップＳＴ３３）。ステップＳＴ３３では、例えば、撥液層下地膜４２Ａの表面にレジスト塗布後、露光によりレジストパターンを形成し、ドライエッチングにより、ノズル穴２４１１ａを形成する。ドライエッチングには、ボッシュプロセスなどを用いることができる。ノズル穴２４１１ａは、ＳＯＩ層表面側から見て逆テーパーに加工することが好ましい。このようなテーパー形状とすることで、ノズル出来上がり時に流路側から見ると順テーパーとなり、インクの液滴射出時のメニスカス振動を安定化し、射出特性に優れたインクジェットヘッド２４１とすることができる。
【０１３３】
そして、図１５Ｄに示すように、製造者は、ステップＳＴ３３でノズル穴２４１１ａが形成された基材部４１Ｃの支持基板４１ａ及びＢＯＸ層４１ｂの流路側（裏面）に、インクチャネル加工してインクチャネル２４１１ｂを形成する（ステップＳＴ３４）。ステップＳＴ３４では、例えば、支持基板４１ａの裏面にレジスト塗布後、露光によりレジストパターンを形成し、ドライエッチングによりインクチャネル２４１１ｂを形成する。インクチャネル２４１１ｂの形成前に、支持基板４１ａを研磨して薄厚化し、所望のインクチャネル２４１１ｂのサイズとしてもよい。
【０１３４】
そして、図１５Ｅに示すように、製造者は、ステップＳＴ３４でインクチャネル２４１１ｂ（ノズル２４１１Ｃ）が形成された基材部４１Ｃの流路側（裏面）に、流路保護膜４４を形成する（ステップＳＴ３５）。流路保護膜４４としては、タンタル、ハフニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウムなど、高酸化状態が化学的に安定な金属元素を１種類以上含んだ金属酸化膜を用いるとよい。このような金属酸化膜は、耐アルカリ性に優れている。また、流路保護膜４４として、タンタル、ハフニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウムなど、高酸化状態が化学的に安定な金属元素を１種類以上含んだ金属酸化膜にシリコンを含有した金属シリケート膜を用いてもよい。このような金属シリケート膜としては、タンタルシリケート、ハフニウムシリケート、ニオブシリケート、チタンシリケート、ジルコニウムシリケートなどが挙げられる。このような金属シリケート膜は、耐アルカリ性を有しつつ、シリコンを含むことでイオン結合性が低下して共有結合性が向上するため、流路保護膜４４のヒドロキシル基が増加し、流路保護膜４４の表面の親液性が向上する。親液性が向上することでインクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡が抜けやすく、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡が付着し難くなり、ノズル２４１１の射出欠などの発生が起き難くなる。
【０１３５】
また、流路保護膜４４として、炭化酸化シリコン膜を用いてもよい。流路保護膜４４に炭化酸化シリコン膜を用いることで、耐アルカリ性に優れ、かつ親液性に優れた流路保護膜とすることができる。炭化酸化シリコン膜は、共有結合性が高いため、表面にヒドロキシル基を有し、親液性に優れている。このため、インクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡が抜けやすく、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡が付着し難くなり、ノズルの射出欠などの発生が起き難くなる。また、金属酸化物あるいは金属シリケート膜による流路保護膜４４の上層全てあるいはその一部に、追加で炭化酸化シリコン膜を積層して形成してもよい。また、ノズル基板４０Ｃにおいて、流路保護膜４４を形成しなくてもよい。
【０１３６】
そして、図１５Ｆに示すように、製造者は、ステップＳＴ３５で流路保護膜４４が形成された基材部４１Ｃ及び撥液層下地膜４２Ａの射出面側（表面）に、撥液層を形成してノズル基板４０Ｃを形成し（ステップＳＴ３６）、第３のノズル基板製造方法を終了する。ステップＳＴ３６では、図７のステップＳＴ１３と同様の方法で、撥液層４３が形成される。また、ステップＳＴ３６では、出射面側（表面）、ノズル２４１１Ｃの内壁及び流路側（裏面）に撥液層が形成され、ノズル２４１１Ｃの内壁及び流路側（裏面）の全て又は一部の撥液層が除去されて撥液層４３が形成されてもよい。除去方法としては、プラズマ処理、薬液処理などを用いることができる。
【０１３７】
さらに、ステップＳＴ３６では、出射面側（表面）、ノズル２４１１Ｃの内壁及び流路側（裏面）に撥液層が形成されてもよい。ノズル２４１１Ｃの表面は、空気と触れているが、ノズル２４１１Ｃの内壁及び流路内壁はインクで満たされるため、空気が存在せず、インクの濡れ性がノズル２４１１Ｃの表面よりも低下することがある。
【０１３８】
以上、本変形例によれば、インクジェットヘッド２４１のノズル基板４０Ｃは、ノズル２４１１の流路内に形成された流路保護膜４４を備える。このため、流路保護膜４４により、インクの流路を保護できる。また、流路保護膜４４を炭化酸化シリコン膜とすることにより、インクジェットヘッド２４１にインク導入を行う場合など、流路内の気泡を抜け易くでき、またインクジェットヘッド２４１動作中にも流路内の気泡を付着し難くでき、ノズル２４１１の射出欠などの発生を低減できる。
【０１３９】
（第１の実施例）
図１６を参照して、上記実施の形態及び第１、第２の変形例の撥液層下地膜４２Ａ，４２Ｂに用いられる炭化酸化シリコンの第１の実施例としてのサンプル及びその評価を説明する。図１６は、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図におけるサンプルＳＡ，ＳＢの座標点ＰＳＡ，ＰＳＢを示す図である。
【０１４０】
先ず、炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの一例としてのサンプルＳＡを生成した。サンプルＳＡの成膜前処理として、ＳＡＭＣＯ社製ＲＩＥ−１０ＮＲにて基材（Ｓｉウェハ）にＯ２プラズマ処理を行った。Ｏ２プラズマ処理の条件を、ＲＦ（Radio Freqency）電力＝１００［Ｗ］、Ｏ２の流量＝６０［ｓｃｃｍ］、時間＝２０［ｓｅｃ］とした。
【０１４１】
そして、成膜装置（ＳＡＭＣＯ社製プラズマＣＶＤ装置ＰＤ−２００ＳＴ）により、ＴＥＯＳ（TEtraethOxySilane）を用いて、基材（Ｓｉウェハ）上に炭化酸化シリコン膜をサンプルＳＡとして成膜した。成膜の条件を、ＲＦ電力＝５００［Ｗ］、ＲＦ周波数＝１３．５６［ＭＨｚ］、成膜圧力＝５３［Ｐａ］、成膜温度＝３００［℃］、ＴＥＯＳガス流量＝３［ｓｃｃｍ］、Ａｒの流量＝１００［ｓｃｃｍ］とした。
【０１４２】
また、炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの一例としてシリコン酸化膜のサンプルＳＢを生成した。サンプルＳＢについても、サンプルＳＡと同様に基材（Ｓｉウェハ）に成膜前処理を行った。そして、成膜装置（ＳＡＭＣＯ社製プラズマＣＶＤ装置ＰＤ−２００ＳＴ）により、ＴＥＯＳを用いて、基材（Ｓｉウェハ）上に炭化酸化シリコン膜をサンプルＳＢとして成膜した。成膜の条件を、ＲＦ電力＝４００［Ｗ］、ＲＦ周波数＝１３．５６［ＭＨｚ］、成膜圧力＝５３［Ｐａ］、成膜温度＝室温、ＴＥＯＳガス流量＝１２［ｓｃｃｍ］、Ｏ２の流量＝４００［ｓｃｃｍ］とした。
【０１４３】
そして、Ｘ線光電子分光分析装置（アルバックファイ社製ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ）にて、サンプルＳＡ，ＳＢのＳｉ，Ｃ，Ｏの組成比の評価を行った。サンプルＳＡの炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの組成比はａ：ｂ：ｃ＝３２．５：３９．７：２７．８となった。サンプルＳＢの炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃ（酸化シリコン膜）の組成比はａ：ｂ：ｃ＝５８：０：４２となった。図１６に示すように、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図において、サンプルＳＡ，ＳＢに対応する座標点ＰＳＡ，ＰＳＢがプロットされている。サンプルＳＡは、座標点ＰＳＡが図６Ａに示す好ましいＳｉ、Ｃ、Ｏの組成比の範囲内に含まれ、サンプルＳＢは、酸化シリコン膜であり、座標点ＰＳＢが同じく好ましい組成比の範囲内に含まれない。
【０１４４】
次いで、サンプルＳＡ，ＳＢについて、アルカリ（水酸化カリウム水溶液）浸漬によるウェットエッチングレートを評価した。評価実験の条件を説明する。エッチング条件として、４０％水酸化カリウム水溶液を８０［℃］で使用した。エッチングレートは、次表IIのようになった。
【表２】
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【０１４５】
表IIに示すように、エッチングレートは、サンプルＳＢの酸化シリコン膜に対してサンプルＳＡの炭化酸化シリコン膜は、約１／３００となった。このため、撥液層下地膜４２Ａ，４２Ｂに、サンプルＳＡのような炭化酸化シリコン膜を用いることで、撥液層下地膜４２Ａ，４２Ｂの耐アルカリ性が大きく改善することが分かる。
【０１４６】
（第２の実施例）
図１７を参照して、上記実施の形態及び第１、第２の変形例の第２の実施例を説明する。具体的には、撥液層下地膜４２Ａ，４２Ｂに用いられる炭化酸化シリコンのサンプル、撥液層及びその評価を説明する。図１７は、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図におけるサンプルＳ１〜Ｓ９の座標点及び接触角を示す図である。
【０１４７】
第１の実施例と同じように、次表IIIに示す炭化酸化シリコン膜ＳｉａＣｂＯｃの組成比のサンプルＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を生成した。
【表３】
2019012829.tif 000005
【０１４８】
ただし、サンプルＳ１は、シリコンであり、サンプルＳ２，Ｓ３は、酸化シリコン膜であり、サンプルＳ４は、炭化シリコン膜である。また、図１７に示すように、Ｓｉ、Ｃ、Ｏの原子数比を示す三角図において、サンプルＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９に対応する座標点ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４，ＰＳ５，ＰＳ６，ＰＳ７，ＰＳ８，ＰＳ９がプロットされている。
【０１４９】
また、撥液層下地膜４２Ａ，４２ＢとしてのサンプルＳ１〜Ｓ９上に、塗布により撥液層４３としての撥液層を形成した。塗布条件として、オプツール０．１％希釈液にサンプルＳ１〜Ｓ９を３分間ディップし、低速（１０［ｍｍ／ｓｅｃ］）にて引き上げ後、超音波洗浄（超音波周波数９５０［ｋＨｚ］、時間：２０［分］を行った。
【０１５０】
次いで、撥液層が形成されたサンプルＳ１〜Ｓ９を、ｐＨ１１の水系アルカリ性ダミーインクに浸漬し、ダミーインクの接触角（静的接触角、後退接触角）を計測して、接触角の変化を評価した。ｐＨ１１の水系アルカリ性ダミーインクとは、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの緩衝溶液を混合し、ｐＨ１０〜ｐＨ１１に調整した、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ジポリプロピレングリコールアルキルエーテル、トリポリプロピレングリコールアルキルエーテル、などを含んだ水溶液である。接触角を計測するダミーインクは、ジエチレングリコールアルキルエーテル、トリエチレングリコールアルキルエーテル、テトラエチレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ジポリプロピレングリコールアルキルエーテル、トリポリプロピレングリコールアルキルエーテル、あるいはこれらの中から選んだ複数種の溶剤の混合液を使用した。
【０１５１】
撥液層が形成されたサンプルＳ１〜Ｓ９におけるダミーインクの静的接触角及び後退接触角は、表IIIに示すようになった。図１７に、サンプルＳ１〜Ｓ９に対応する接触角を、各座標点ＰＳ１〜ＰＳ９を中心とする円の大きさ（直径）で表した。サンプルＳ１〜Ｓ９のうち、図６Ａに示した好ましい範囲の組成比のサンプルＳ５，Ｓ７，Ｓ９は、アルカリ性のインクに浸漬した劣化後の状態でも、好ましい接触角が得られ、好ましい撥液性が得られている。
【０１５２】
アルカリインクに対する耐久性が高くなっている理由として以下の２つが考えられる。
１つ目には、撥液層下地膜表面のヒドロキシル基が増加した事で、撥液層を形成する化合物と、撥液層下地膜との間に形成されるＳｉ−Ｏ結合密度が増加し、アルカリによる加水分解反応により撥液材料が撥液層下地膜から脱離することが抑制されたと考えられる。
また、２つ目には、撥液層下地膜のアルカリ耐性が向上したことで、アルカリ性インク浸漬中に撥液層下地膜がエッチングされ撥液材料が撥液層下地膜から脱離することが抑制されたと考えられる。
【０１５３】
なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る好適なインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５４】
例えば、上記実施の形態及び変形例の少なくとも２つを適宜組み合わせる構成としてもよい。
【０１５５】
また、上記実施の形態及び変形例においては、複数の基板を積層したベンドモードのインクジェットヘッドのノズル基板を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態及び変形例のノズル基板を、圧電素子の分極方向に直交する方向に電界を加えることにより屈曲変形を与え、チャネル内インクを加圧するシェアモードのインクジェットヘッドのノズル基板に適用する構成としてもよい。
【０１５６】
また、以上の実施の形態及び変形例におけるインクジェット記録装置１を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように、本発明のインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法は、インクを用いた画像記録に適用できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１  インクジェット記録装置
１０  媒体供給部
１１  媒体供給トレー
１２  搬送部
１２１，１２２  ローラー
１２３  ベルト
２０  画像形成部
２１  画像形成ドラム
２２１  爪部
２２２  ドラム
２２  受け渡しユニット
２３  温度計測部
２４  ヘッドユニット
２４１  インクジェットヘッド
２４１ａ  ノズル開口面
２４１１，２４１１Ｃ  ノズル
２４１１ａ  ノズル穴
２４１１ｂ  インクチャネル
２４２  インクジェットモジュール
２４３  第１サブタンク
２４４  第２サブタンク
２４５  固定部材
２４６  キャリッジ
２５  加熱部
２６  デリバリー部
２６１，２６２，２６４  ローラー
２６３  ベルト
２７  クリーニング部
２７１  払拭部材
２７２  弾性部材
２７３  巻き出しローラー
２７４  巻き取りローラー
３０  媒体排出部
３１  媒体排出トレー
Ｐ  記録媒体
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｂａ，４０Ｃ  ノズル基板
４１，４１Ｃ  基材部
４１ａ  支持基板
４１ｂ  ＢＯＸ層
４１ｃ  ＳＯＩ層
４２Ａ，４２Ｂ  撥液層下地膜
４３  撥液層
４４，４４Ｂ  流路保護膜
４５  保護シート
４５ａ  基材シート
４５ｂ  粘着層
５０  圧力室基板
５１  圧力室
６０  振動板
７０  スペーサー基板
７１  圧電素子部
８０  配線基板
Ｒ  記録媒体
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2019012829.tif 000017
【図８Ｃ】
2019012829.tif 000018
【図８Ｄ】
2019012829.tif 000019
【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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