(57)【要約】【課題】  カーボンナノチューブをインクジェットヘッドのノズル表面の撥水性処理に適用したインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  液体が充填された加圧液室（１１８）に圧力発生手段（１１２）により圧力変化を生じさせ、加圧液室（１１８）に通じたノズル（１１９）から該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズル（１１９）が形成されるノズルプレート（１１４）表面にカーボンナノチューブ（１３０）が突出した撥水層が形成されてなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、
前記ノズルが形成されるノズルプレート表面にカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、
前記ノズルが形成されるノズルプレート表面に、フッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブは、該カーボンナノチューブをノズルプレート表面に保持するためのカーボンナノチューブ保持層を介して、前記ノズルプレート表面に保持されてなることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ保持層には、カーボンナノチューブが分散されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブ保持層には、少なくとも樹脂が含まれていることを特徴とする請求項３または４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記フッ素系樹脂は、Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッドを搭載し、該搭載したインクジェットヘッドを用いてインクを吐出するインク吐出手段と、
前記インク吐出手段により吐出されるインクにより、インク画像が形成される記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
を有し、前記記録媒体上にインク画像を記録することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりカーボンナノチューブを形成し、該形成したノズルプレートを、前記ノズルが形成されるノズルプレート表面に突出させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
カーボンナノチューブが分散されたマトリクスをアッシングし、前記ノズルが形成されるノズルプレート表面に、前記カーボンナノチューブを突出させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
研磨面を有する研磨パッドと研磨微粒子とを分散させた研磨液を用いて、カーボンナノチューブが分散されたマトリクスを研磨し、前記ノズルが形成されるノズルプレート表面に、前記カーボンナノチューブを突出させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記研磨は、微粒子を含む研磨液を用いる工程と、前記微粒子を含まない溶媒を用いる工程と、の２段階で行うことを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記研磨の後に、該研磨面を、ブラシスクラブにより洗浄することを特徴とする請求項１０または１１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
フッ素を含んだカーボン系ガスを原料ガスとし、該原料ガスを熱触媒体によって加熱、活性化する手段を有するＣａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、カーボンナノチューブの表面にフッ素系樹脂をコートすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、前記加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
ノズルが形成されるノズルプレート表面に、カーボンナノチューブを突出させた後、フッ素を含んだカーボン系ガスを原料ガスとし、該原料ガスを熱触媒体によって加熱、活性化する手段を有するＣａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、前記カーボンナノチューブと前記ノズルプレート表面にフッ素系樹脂をコートすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記フッ素を含んだカーボン系ガスは、Ｈｅｘａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ（ＨＦＰＯ）、または、Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＦＥ）であることを特徴とする請求項１３または１４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、ノズルプレートを撥水処理したインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置、及び、そのインクジェットヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録装置は、高速印字、低騒音、高印字品質等の利点から、コンピュータ単体の出力プリンタとしてばかりでなく、多数のコンピュータ等につながれたネットワークプリンタとしても急速に発展している。このインクジェット記録装置の心臓部であるインクジェットヘッドにおいては、より高性能のものが要求されており、特に、インクが吐出するノズル表面の撥水処理は、印字品質を左右する非常に重要なものとなっている。
【０００３】
なお、インクジェットヘッドのノズルの材料としては、ガラス、シリコン、金属等が用いられており、ノズル表面の撥水性が不十分な状況では、水性または油性のインクや紙粉等が付着しやすくなり、その結果、ノズルからインク滴を吐出させる際に、インク滴がこれらの影響を受けて、所定の吐出方向から逸脱するようになり、印字乱れなどのトラブルが発生することになる。また、ノズル表面のインク付着が極端な場合には、インクの吐出ができないなどの不具合も発生することになる。
【０００４】
このため、上記問題を解決すべく、水性または油性のインク、紙粉の付着を防止する目的で、インク等にぬれやすいインクジェットヘッドのノズル表面の全面、あるいはノズル周辺部分を撥水処理することが提案されており、ノズル表面の撥水処理として、撥水性を有する感光性樹脂材料、例えば、フッ素を含有する樹脂層をインク噴射ノズル面に形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ノズル面にパーフルオロ構造をもつ高分子化合物中に無機あるいは有機微粒子を充填した樹脂組成物をインクジェットオリフィス面に塗布する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、基板表面に凹凸構造を形成し、該形成した凹凸の表面に撥水膜を形成し、液滴が凹部に落ち込むことなく空気層と接触するように、高さの均一性などの構造を規定することで、長期間にわたって持続される撥水構造体がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、ＰＴＦＥ微粒子やフッ化グラファイト微粒子存在下、分散メッキによりニッケル金属表面を超撥水化することに成功し、水の接触角がほぼ１７３度の表面が得られると報告されたものがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
また、ニッケル膜へフッ素原子密度を高めたポリフルオロエチレン微粒子を分散させ超撥水を実現させた共析メッキ法がある（例えば、非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１２４１９９号公報
【特許文献２】特開平７−８９０７７号公報
【特許文献３】特開２０００−２０３０３５号公報
【非特許文献１】山辺正顕・松尾  仁（シーエムシー），フッ素系材料の開発，Ｐ．１４８
【非特許文献２】フッ素化学入門，日刊工業新聞，１９９７年３月１日発行，５９頁１０行目〜６３頁６行目
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
なお、上述した表面撥水処理に用いられているフッ素系高分子は、Ｃ−Ｆの結合エネルギーが非常に大きく、フッ素系高分子の安定した化学特性、耐薬品性につながっている。また、ＰＴＦＥに代表されるように、フッ素系高分子は、分極率が小さいため（分子間相互作用が小さいため）、表面自由エネルギーが小さくなり、撥水性、撥油性をもたらしているが、逆に、この点がフッ素系高分子のいくつかの課題となっている。例えば、フッ素系高分子は、摩擦係数が非常に小さい反面、磨耗しやすいなど機械的強度に課題がある。
【００１０】
したがって、上記特許文献１や特許文献２においては、ノズル面に付着したインクや紙粉を除去するワイピングにより、フッ素化合物を含む撥水層が膜減りして、機械的耐久性が不十分となる虞がある。また、このようなフッ素原子を含んだ膜は、膜の密着力が弱く、通常の成膜では、基板から剥離しやすくなる虞もある。
【００１１】
さらに、共析メッキ法では、色素の安定分散や記録媒体である紙への浸透促進のために、インクに添加された界面活性剤が、共析メッキで形成されたニッケル表面に吸着するため、長期間の使用によってノズル表面の撥水性が低下し、インクぬれによる品質低下をもたらす虞がある。
【００１２】
また、上記特許文献３においては、フォトリソグラフィとエッチングとをもちいた微細構造体を形成する必要があるため、微細構造体を形成するまでには、工程数が多くなり、高コストの撥水性構造体となってしまう。また、微細構造体を形成する基板も、シリコン、酸化シリコン、ガラスに限定されており、ノズル材質に制約がある。
【００１３】
なお、カーボンナノチューブは、グラファイト状炭素原子面を丸めた円筒が１個、または、数〜数１０個入れ子状に配列した繊維状構造を有し、その直径がナノメートルオーダーのきわめて微細な物質である。このグラファイト状炭素原子面を丸めた円筒が１個の物を、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）と称し、グラファイト状炭素原子面を丸めた円筒が数〜数１０個入れ子状に配列した繊維状構造の物を、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）と称す。
【００１４】
カーボンナノチューブは、グラファイト状炭素原子面を丸めた非常に安定な結合を持ったものであるため、機械的強度に優れ、化学的にも安定である。さらに、摩擦係数も小さいことが知られており、耐久性に優れかつ、炭素原子からなっているため環境に配慮した材料でもある。
【００１５】
また、カーボンナノチューブは、その構造によって金属から半導体と幅広い電気特性を持ち、微小で表面積が大きい、アスペクト比（長さ／直径比）が大きい、中空であるといった独特の形状を有する。更に、形状に由来する特殊な特性をもつことから、新しい炭素材料として産業上への適用が期待されている。例えば、樹脂などにカーボンナノチューブを分散させることにより、樹脂の機械的強度を飛躍的に向上させることが可能となることが報告されている。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カーボンナノチューブをインクジェットヘッドのノズル表面の撥水性処理に適用した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を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。
【００１８】
本発明にかかるインクジェットヘッドは、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズルが形成されるノズルプレート表面にカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドは、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズルが形成されるノズルプレート表面に、フッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、カーボンナノチューブは、該カーボンナノチューブをノズルプレート表面に保持するためのカーボンナノチューブ保持層を介して、ノズルプレート表面に保持されてなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、カーボンナノチューブ保持層には、カーボンナノチューブが分散されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、カーボンナノチューブ保持層には、少なくとも樹脂が含まれていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドにおいて、フッ素系樹脂は、Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明にかかるインクジェット記録装置は、上記記載のインクジェットヘッドを搭載し、該搭載したインクジェットヘッドを用いてインクを吐出するインク吐出手段と、インク吐出手段により吐出されるインクにより、インク画像が形成される記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、を有し、記録媒体上にインク画像を記録することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりカーボンナノチューブを形成し、該形成したノズルプレートを、ノズルが形成されるノズルプレート表面に突出させることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、カーボンナノチューブが分散されたマトリクスをアッシングし、ノズルが形成されるノズルプレート表面に、カーボンナノチューブを突出させることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造法であって、研磨面を有する研磨パッドと研磨微粒子とを分散させた研磨液を用いて、カーボンナノチューブが分散されたマトリクスを研磨し、ノズルが形成されるノズルプレート表面に、カーボンナノチューブを突出させることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法において、研磨は、微粒子を含む研磨液を用いる工程と、微粒子を含まない溶媒を用いる工程と、の２段階で行うことを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、研磨の後に、該研磨面を、ブラシスクラブにより洗浄することを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、フッ素を含んだカーボン系ガスを原料ガスとし、該原料ガスを熱触媒体によって加熱、活性化する手段を有するＣａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、カーボンナノチューブの表面にフッ素系樹脂をコートすることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドの製造方法であって、ノズルが形成されるノズルプレート表面に、カーボンナノチューブを突出させた後、フッ素を含んだカーボン系ガスを原料ガスとし、該原料ガスを熱触媒体によって加熱、活性化する手段を有するＣａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、カーボンナノチューブとノズルプレート表面にフッ素系樹脂をコートすることを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドの製造方法において、フッ素を含んだカーボン系ガスは、Ｈｅｘａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ（ＨＦＰＯ）、または、Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＦＥ）であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明にかかるインクジェットヘッドは、液体が充填された加圧液室に圧力発生手段により圧力変化を生じさせ、加圧液室に通じたノズルから該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズルが形成されるノズルプレート表面にカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されてなることで、十分な撥水性を持たせることができ、また、カーボンナノチューブの機械的強度が高く、低摩擦係数の特長によって、ワイピングによる特性劣化も見られず、長期間にわたって高い印字品質を維持しうる高い耐久性の撥水層をもつインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
まず、図２を参照しながら、本実施形態におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００３５】
本実施形態におけるインクジェットヘッドは、液体が充填された加圧液室（１１８）に圧力発生手段（１１２）により圧力変化を生じさせ、加圧液室（１１８）に通じたノズル（１１９）から該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズル（１１９）が形成されるノズルプレート（１１４）表面にカーボンナノチューブ（１３０）が突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするものである。このように、ノズルプレート（１１４）表面にカーボンナノチューブ（１３０）を突出させることにより、十分な撥水性を持たせることが可能となり、また、カーボンナノチューブ（１３０）の機械的強度が高く、低摩擦係数の特徴によって、ワイピングによる特性劣化も見られず、長期間にわたって高い印字品質を維持しうる高い耐久性の撥水層を持つインクジェットヘッドを得ることが可能となる。
【００３６】
以下、添付図面を参照しながら、本実施形態におけるインクジェット記録装置について説明する。
【００３７】
まず、本発明の特徴となるカーボンナノチューブについて説明する。
【００３８】
カーボンナノチューブは、Ｃ−Ｃの結合がＳＰ2混成軌道からなるグラフェンシートからなり、そのグラフェンシートが筒状に丸まった形を構築しており、表面は非常に安定となる。このため、撥水、撥油性を示し、かつ、ノズルプレート表面にランダムに多数突出していることで、自然界のはすの葉に見られるような、突起状の絨毛と撥水性の相乗効果で、高い撥水作用が生じる現象と同様の効果が得られることが期待されている。
【００３９】
このような表面の粗さによる見かけの接触角の変化は、Ｗｅｎｚｅｌの式（式１）で説明することが可能である。
【００４０】
ｒ・ｃｏｓθ=ｃｏｓθ'・・・（式１）（なお、ｒ：真の表面積／見かけの表面積、θ：真の水の接触角、θ'：見かけの水の接触角）
【００４１】
つまり、疎水性表面のように、真の水の接触角θが９０°以上の場合には、表面の粗さが粗くなり、真の表面積が大きくなればなるほど、見かけの水の接触角θ'は、真の接触角θより大きくなり、撥水性が向上することになる。逆に、親水性表面（真の水の接触角θ＜９０°）では、表面粗さが大きくなるに従い、見かけの水の接触角θ'は、真の接触角θより小さくなり、よりぬれやすくなる。
【００４２】
一方、表面の粗さ変化に伴い凹部に空気層がトラップされる場合があり、このような効果によって撥水性が向上する場合もある。このときの見かけの接触角θ'は、Ｃａｓｓｉｅの式（式２）で説明することが可能である。
【００４３】
ｃｏｓθ'＝Ｑ1ｃｏｓθ1 ＋Ｑ2ｃｏｓθ2・・・（式２）（なお、Ｑ1：成分１が表面を占める割合、Ｑ2：成分２が表面を占める割合、θ1：成分１の真の接触角、θ2：成分２の真の接触角）
【００４４】
ここで、凹部に空気層がトラップされる場合は、成分２を空気とし、θ2＝１８０°とすることにより、接触角が大きくなり、撥水性が向上することになる。なお、カーボンナノチューブを多数表面に突出させた本実施形態では、このような空気の効果も加味される可能性もある。以下、添付図面を参照しながら、カーボンナノチューブをインクジェットヘッドのノズル表面の撥水性処理に適用した場合について説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
まず、図１〜図４を参照しながら、本実施形態におけるインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドの構成について説明する。なお、図１〜図４は、インクジェットヘッドの構成を示す図であり、図１は、静電型インクジェットヘッドの上面図を示し、図２は、図１に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ'断面図を示し、図３は、図１に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ’断面図を示し、図４は、図１に示すインクジェットヘッドの、Ｃ−Ｃ'断面図を示すものである。
【００４６】
静電型インクジェットヘッドは、図２、図４に示すように、主に、液室基板（１１１）である面方位（１１０）単結晶シリコン基板と、カーボンナノチューブが表面に突出したノズルプレート（１１４）と、電極基板（１０１）と、の３つの部分から構成されている。
【００４７】
（液室基板（１１１）の構成）
液室基板（１１１）である単結晶シリコン基板には、加圧液室（１１８）と、個々のノズル（１１９）に対応して静電引力によって駆動するシリコン振動板（１１２）と、液を供給するための共通液室（１１６）と、が形成されている。さらに、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、は、流体抵抗を形成した液流路（１１７）によって連通されている。また、シリコン振動板（１１２）は、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、の一部を形成している。
【００４８】
なお、上記のシリコン振動板（１１２）と、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、液流路（１１７）と、は、液室基板（１１１）である面方位（１１０）単結晶シリコン基板を公知技術である異方性エッチングにより形成したものである。
【００４９】
さらに、液室基板（１１１）表面と、シリコン振動板（１１２）表面と、加圧液室（１１８）内壁と、共通液室（１１６）内壁と、液流路（１１７）表面と、には、インクに対して耐腐食性を有する耐腐食性薄膜が形成されている。
【００５０】
耐腐食性薄膜としては、有機樹脂膜であるポリイミド、ポリベンゾオキサゾールが適用され、厚さ１００ｎｍ〜５０μｍ、望ましくは、１μｍ〜１０μｍ前面にわたり成膜されることになる。本実施形態におけるインクジェットヘッドは、図２、図４に示すように、耐腐食性薄膜（１２５）を介して、ノズルプレート（１１４）と、液室基板（１１１）である単結晶シリコン基板と、が接合している。なお、膜厚が著しく薄い場合には、シリコン振動板（１１２）上に存在するごみ等が原因になり、ピンホールを生じることになり、また、膜厚が著しく厚い場合には、シリコン振動板（１１２）の剛性が高くなり、インクの噴射特性が変化することになり、これらの特性を鑑みて最適な膜厚範囲が決定されることになる。
【００５１】
（ノズルプレート（１１４）の構成）
ノズルプレート（１１４）は、加圧液室（１１８）に対応して連通したノズル（１１９）と、インク供給口（１１５）と、が形成されている。
【００５２】
ノズルプレート（１１４）の材質としては、ガラス板、金属板、シリコン板、樹脂等が挙げられる。なお、図２に示す（１２０）は、ノズルの配置方向によって決定する液の吐出方向を示している。
【００５３】
ノズルプレート（１１４）には、インク滴を飛翔させるための微細孔である多数のノズル（１１９）が形成されている。ここでは、ノズルプレート（１１４）の材質として、単結晶シリコン基板を用い、ノズル径は、インク滴吐出側の直径で３５μｍ以下に形成し、かつ、ノズル（１１９）は、加圧液室（１１８）の中心近傍に対応する位置に配置した。さらに、ノズルプレート（１１４）上には、ノズルプレート（１１４）の表面に突出した多数のカーボンナノチューブ（１３０）と、ノズルプレート（１１４）の表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）を保持するカーボンナノチューブ保持層（１３１）と、が形成されている。図２、図４に示すように、ノズルプレート（１１４）表面に、多数のカーボンナノチューブ（１３０）を突出させることで、十分な撥水性を持たせることが可能となる。
【００５４】
なお、ノズルプレート（１１４）に形成するカーボンナノチューブ（１３０）としては、その直径が０．３〜１００ｎｍ以下であることが好ましく、その長さが、０．１μｍ〜１００μｍ以下であることが好ましい。また、カーボンナノチューブ（１３０）としては、多層カーボンナノチューブでも、単層カーボンナノチューブでもよく、また、それらナノチューブが束になったバンドル状のものでも適用することは可能である。
【００５５】
また、ノズルプレート（１１４）表面に形成するカーボンナノチューブ（１３０）の突出密度、及び、突出長さは、表面の撥水性を構築するように適宜設定されることになる。このように、撥水作用を促進する微細な構造体に、カーボンナノチューブ（１３０）を用いたものは、フォトリソグラフィとエッチングとによる微細加工技術のものにくらべて、より低コストで形成することが可能となる。
【００５６】
なお、カーボンナノチューブ保持層（１３１）に適用される材質としては、インクに腐食されず、カーボンナノチューブ（１３０）を保持できるものであれば特に限定せず、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系などの各種接着剤や、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの各種樹脂や、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポリアミド樹脂、フッ素化ポリウレタン樹脂などの各種フッ素化樹脂などにカーボンナノチューブを分散させたもの、または、金属微粒子と樹脂微粒子とにカーボンナノチューブを分散させたものが適用可能である。
【００５７】
次に、図５を参照しながら、ノズルプレート（１１４）表面に多数のカーボンナノチューブ（１３０）を突出させる方法について説明する。
【００５８】
図５に示すように、ＫＯＨ水溶液にて異方性エッチングにより、ノズル（１１９）と、インク供給口（図示せず）と、を形成した単結晶シリコン基板上に、平均の直径が１０ｎｍ、平均長さ４μｍ、先端は、開環していないアーク放電法によって作成された多層カーボンナノチューブをポリイミド樹脂に対して１０重量％の濃度となるように、ポリイミド塗布液中に分散させる。このカーボンナノチューブが分散されたポリイミド塗布液を、単結晶シリコン基板上に塗布し、３５０℃で熱硬化させ、膜厚１０μｍのポリイミドにカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを形成する。この熱硬化したポリイミド樹脂とカーボンナノチューブとのマトリクスをカーボンナノチューブ保持層（１３１）とする。次に、このカーボンナノチューブ保持層（１３１）の表面を、シリカ研磨液（粒径０．３μｍ）と、発泡ウレタンの研磨パッドと、を用いて研磨を行う。
【００５９】
カーボンナノチューブ（１３０）は、機械的、化学的に安定であり、研磨によりポリイミド樹脂のみが除去され、多数の多層カーボンナノチューブ（１３０）が、カーボンナノチューブ保持層（１３１）であるポリイミド樹脂に対してカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを介して、ノズルプレート（１１４）表面に突出させることになる。
【００６０】
なお、本実施形態では、カーボンナノチューブ（１３０）をポリイミド樹脂に分散させているため、研磨により突出したカーボンナノチューブ（１３０）の突出長さや方向は、ランダムとなっているが、多数のカーボンナノチューブ（１３０）が、ノズルプレート（１１４）から突出しているため、平均化された撥水性を期待することが可能となる。
【００６１】
ここで、図６を参照しながら、研磨を用いたカーボンナノチューブ（１３０）の突出方法について詳細に説明する。
【００６２】
１次研磨ステーション（３４１）では、シリカ微粒子を含むスラリーを用いて１次研磨を行うことになる。なお、ノズルプレートは、研磨ヘッド（３４２）に、研磨面が研磨パッドに対向するように固定される。研磨パッドとして、定盤上に発泡ポリウレタンパッドＩＣ−１０００（ロデール製）を張り合わせ、研磨液供給ノズル（３４３）より、シリカ研磨液を供給しながら、定盤およびノズルプレートが保持された研磨ヘッド（３４２）がそれぞれ回転し、研磨が行われることになる。定盤の回転数、研磨ヘッドの回転数、研磨ヘッドの押し付け圧力などにより研磨速度を制御することが可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態では、スラリーとしてシリカ微粒子を含む研磨液を用いたが、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）等の研磨粒子を適用することも可能である。
【００６４】
次に、ノズルプレートが保持された研磨ヘッドは、２次研磨ステーション（３４４）に移動する。ここでは、シリカ微粒子を含まない純水が研磨液供給ノズル（３４５）より供給され、研磨パッドとして発泡ポリウレタンパッドＳｕｐｒｅｍｅ  ＲＮ−Ｈ（ロデール製）を張り合わせた定盤と研磨ヘッド（３４２）とがそれぞれ回転し、２次研磨が行われることになる。研磨粒子を用いた１次研磨に引き続き、研磨粒子のない２次研磨を行うことで、研磨粒子がノズルプレート表面に残留することがなく、撥水性の低下を生じさせないことになる。
【００６５】
研磨量は、研磨粒子を用いる１次研磨において、制御することができ、２次研磨では、研磨速度が小さくなる。ここでは、カーボンナノチューブを十分表面に突出させるため、２次研磨後の研磨量として、５μｍとなるように研磨時間を設定する。
【００６６】
研磨によってカーボンナノチューブをノズルプレート表面に突出させることにより、マトリクス表面の変質がなく、かつ、カーボンナノチューブ表面にも欠陥を発生することがないため、より撥水性が高く、より長期間にわたって高い印字品質を維持することが可能な高い耐久性の撥水層を形成することが可能となる。
【００６７】
次に、洗浄ステーション（３４６）において、被研磨材料であるノズルプレートに純水を供給しながら、回転駆動するポリプロピレンブラシにより、ブラシスクラブを行うことになる。このブラシスクラブは、研磨面に直接ブラシが接触して研磨面を傷つけることなく、研磨面の微粒子を除去することが可能となる。したがって、研磨粒子の残留による撥水性の低下を防止することが可能となる。
【００６８】
この図６に示す突出方法を用いて、カーボンナノチューブ保持層（１３１）を形成することで、より強固に表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）をノズルプレート（１１４）に固定することが可能となる。また、カーボンナノチューブ保持層（１３１）に、カーボンナノチューブが含まれている場合には、その機械的強度も更に増すことになり、ノズルプレート（１１４）の表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）の低摩擦係数により、ノズルプレート（１１４）の表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）と、カーボンナノチューブ保持層（１３１）と、の全体で撥水層を形成し、耐磨耗性のある撥水層を構成することになる。
【００６９】
（電極基板（１０１）の構成）
次に、電極基板（１０１）について説明する。
【００７０】
本実施形態では、電極基板（１０１）として、面方位（１００）ｐ型単結晶シリコン基板を適用する。なお、電極基板（１０１）としては、ｎ型単結晶シリコン基板を適用することも可能である。また、プロセスに応じて（１１０）単結晶シリコン基板や（１１１）単結晶シリコン基板を適用することも可能である。また、ガラスやセラミックス等の基板を適用することも可能である。
【００７１】
電極基板（１０１）には、図２から図４に示すように、静電型インクジェットヘッドを駆動するための駆動電極（１２１）と、絶縁層及びギャップスペーサとしての酸化シリコン（１０２）と、シリコン振動板（１１２）と、が形成されており、駆動電極（１２１）には、ギャップ（１０４）と、駆動電圧を印加するための駆動電圧印加部（１０８）と、が形成されている。なお、駆動電極（１２１）としては、導体であれば特に限定するものではないが、リンやボロン不純物を多量に含有する多結晶シリコンや高融点金属等が望ましい。
【００７２】
この駆動電極（１２１）は、絶縁層としての酸化シリコン（１０２）によって、電極基板（１０１）と絶縁されている。酸化シリコン（１０２）をギャップスペーサとし、シリコン振動板（１１２）と対抗した駆動電極（１２１）に、電圧を印加することで静電引力を発生させることになる。駆動電圧印加部（１０８）は、駆動電極（１２１）に外部から電圧を印加するためのもので、ワイヤーボンディング等の実装を行うためのパッド部である。
【００７３】
本実施形態におけるインクジェットヘッドでは、静電力により、シリコン振動板（１１２）を振動させて、加圧液室（１１８）内部の圧力を上昇させ、その圧力上昇により、インク滴をノズル（１１９）より、液吐出方向（１２０）に吐出させることになる。
【００７４】
なお、インク滴を吐出後、新たなインクは、インク供給口（１１５）により外部に連通する共通液室（１１６）から流体抵抗を形成した液流路（１１７）を介して、加圧液室（１１８）に補充されることになる。吐出されるインク量は、シリコン振動板（１１２）の変位量により制御されることになる。
【００７５】
このように、本実施形態におけるインクジェットヘッドは、図２、図４に示すように、カーボンナノチューブがポリイミド樹脂に分散されたマトリクスをカーボンナノチューブ保持層（１３１）として、ノズルプレート（１１４）表面に多数のカーボンナノチューブ（１３０）が突出したノズルプレート（１１４）と、液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズル（１１９）表面にカーボンナノチューブ（１３０）が突出したインクジェットヘッドを形成することになる。
【００７６】
このようなインクジェットヘッドは、十分な撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。また、カーボンナノチューブ保持層（１３１）を持つことによって、ワイピングによる撥水性の低下も見られず、より長期間にわたって高い印字品質を維持することが可能となる。
【００７７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００７８】
第２の実施形態は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてノズルプレート表面にカーボンナノチューブを形成する方法について説明する。なお、ノズルプレート以外の構成は第１の実施形態と同様な構成なので、カーボンナノチューブが表面に突出したノズルプレートのみについて、以下に説明する。
【００７９】
図７に示すように、単結晶シリコン基板からなるノズルプレート（２１４）を第１の実施形態と同様の方法で、ＫＯＨ水溶液にて異方性エッチング法により、ノズル（２１９）と、インク供給口（図示しない）と、を形成した後に、スパッタ法にて、カーボンナノチューブ（２３０）を突出させる面に鉄Ｆｅを、約６ｎｍの厚さに成膜する。次に、単結晶シリコン基板を、石英チューブ内に設置し、Ｈｅガスを流しながら、７００℃まで加熱し、Ｆｅ薄膜をカーボンナノチューブの触媒となるように凝集させ、原料ガスであるアセチレン（Ｃ2Ｈ2）、Ｈｅガスを流しながら、多層カーボンナノチューブ（２３０）を形成する。このとき、平均的な多層カーボンナノチューブ（２３０）の直径は、５０ｎｍ程度とやや太く、長さ５μｍ程度のものが非常に密集した形で、基板に垂直方向にそろって、ノズルプレート（２１４）上に形成されることになる。
【００８０】
このようなＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるカーボンナノチューブは、通常の樹脂などのマトリクスに分散させる方法に比べて、密集したカーボンナノチューブを得ることが可能となる。また、その長さも制御が可能で、その均一性も高くなる。また、その突出方向も基板に垂直方向に制御することが可能となる。なお、第２の実施形態では、鉄触媒をスパッタにより成膜し、熱ＣＶＤによるカーボンナノチューブを用いたが、［吾郷氏ｅｔ，ａｔ，ａｌｌ  「Ｎｅｗ  Ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ  Ｍｕｌｔｉｗａｌｌ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ：Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｌｌｏｄｉａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ」，第１９回フラーレン総合シンポジウム要旨集ｐ．２６］に報告されているように、カーボンナノチューブの触媒として、逆ミセル法を用いて、トルエン中にＣｏＣｌ2水溶液のミセルを形成し、ＮａＢＨ4によって還元し、触媒となるコバルト微粒子を形成し、アセチレンガスにて多層カーボンナノチューブを作成することも可能である。このようなミセルを用いる場合には、基板上に生成するミセルの密度を制御することにより、カーボンナノチューブの密度を制御することが可能となる。
【００８１】
このように、第２の実施形態におけるインクジェットヘッドは、ノズルプレート（２１４）表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、多層カーボンナノチューブ（２３０）を形成したノズルプレート（２１４）と、第１の実施形態と同様の方法で形成した図２、図４に示す液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズルプレート表面にカーボンナノチューブが突出したインクジェットヘッドを形成することが可能となる。この第２の実施形態におけるインクジェットヘッドは、十分な撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
【００８３】
第３の実施形態は、カーボンナノチューブをノズルプレート表面に突出させる方法として、アッシングを用いた例について説明する。なお、ノズルプレート以外の構成は、第１の実施形態と同様な構成なので、カーボンナノチューブが表面に突出したノズルプレートのみについて、以下に説明する。
【００８４】
第１の実施形態と同様に、単結晶シリコン基板上に、平均の直径が１０ｎｍ、平均長さ４μｍ、先端は開環していない多層カーボンナノチューブをポリイミド樹脂に対して１０重量％の濃度となるように、ポリイミド塗布液中に分散させることになる。このカーボンナノチューブが分散されたポリイミド塗布液を、単結晶シリコン基板上に塗布し、３５０℃で熱硬化させ、膜厚１０μｍのポリイミドにカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを形成する。この熱硬化したポリイミド樹脂とカーボンナノチューブのマトリクスをカーボンナノチューブ保持層（１３１）とする。
【００８５】
次に、バレル型のプラズマアッシング装置にて、Ｏ2ガスを流しながら、圧力０．１３３Ｐａで、４００Ｗのパワーを投入し、アッシングを行う。なお、カーボンナノチューブは、機械的、化学的に安定で、アッシングによりポリイミド樹脂の方がカーボンナノチューブよりもアッシング速度が大きいため、ポリイミド樹脂が除去され、多数の多層カーボンナノチューブ（１３０）が、カーボンナノチューブ保持層（１３１）であるポリイミドにカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを介して、ノズルプレート（１１４）表面に突出させることが可能となる。アッシング膜厚としては、ポリイミド−カーボンナノチューブマトリクス５μｍ膜厚とした。なお、アッシングによりカーボンナノチューブ先端が開環したものもある。ここでは、第１の実施形態と同様に、樹脂にカーボンナノチューブを分散させているため、カーボンナノチューブの突出量や方向はランダムとなる。
【００８６】
この上述した方法にて、カーボンナノチューブ保持層（１３１）を形成することで、より強固に表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）をノズルプレート（１１４）に固定することが可能となる。また、カーボンナノチューブ保持層（１３１）にカーボンナノチューブが含まれている場合は、機械的強度も更に増すことになり、ノズルプレート（１１４）表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）の低摩擦係数により、ノズルプレート（１１４）表面に突出したカーボンナノチューブ（１３０）と、カーボンナノチューブ保持層（１３１）と、の全体で撥水層を形成し、耐磨耗性のある撥水層を構成することになる。
【００８７】
このように、第３の実施形態は、ノズルプレート（１１４）表面にアッシングにより、多層カーボンナノチューブ（１３０）を形成したノズルプレート（１１４）と、図２、図４に示す第１の実施形態と同様の方法で形成した液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズルプレート（１１４）表面にカーボンナノチューブ（１３０）が突出したインクジェットヘッドを形成することになる。このような、インクジェットヘッドは、十分な撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。また、カーボンナノチューブ保持層（１３１）を持つことにより、ワイピングによる撥水性の低下も見られず、より長期間にわたって高い印字品質を維持することが可能となる。
【００８８】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
【００８９】
第４の実施形態は、カーボンナノチューブ（１３０）をノズルプレート（１１４）表面に突出させる方法として、研磨を用い、カーボンナノチューブ保持層（１３１）として、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブ分散マトリクスを用いた場合について説明する。なお、ノズルプレート以外の構成は、第１の実施形態と同様な構成なため、カーボンナノチューブ（１３０）が表面に突出したノズルプレート（１１４）のみについて、以下に説明する。
【００９０】
まず、ノズルプレート（１１４）として、ニッケルを用い、プレス加工で穴あけを行う。ノズルプレート（１１４）を金属とすることで、メッキ法を用いることが可能となる。電解ニッケルメッキ液中にＰＴＦＥ微粒子を分散させた電解共析メッキ（メタフロン（上村工業製）など）にカーボンナノチューブを分散させたもの、または、無電解ニッケルメッキ液中にＰＴＦＥ微粒子を分散させた無電解共析メッキ（ニムフロン（上村工業製）など）にカーボンナノチューブを分散させたものを用い、共析メッキすることで、ニッケルプレート表面に、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブのマトリクスを形成することになる。
【００９１】
第４の実施形態では、無電解メッキを用い、分散させたカーボンナノチューブは、第１の実施形態と同様の多層カーボンナノチューブとし、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブのマトリクスを形成することになる。このとき、特開２００１−３８９１２号公報に開示されているように、インク液室側をレジストフィルム等でマスクすることが望ましい。
【００９２】
次に、第１の実施形態と同様に、アルミナ研磨粒子を用い、発泡ポリウレタンバッドを用い、１次研磨を行い、さらに、純水のみの２次研磨を行い、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブのマトリクスの表面にカーボンナノチューブを突出させる。この共析メッキにより、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブマトリクスを共析メッキで形成するため、表面に突出したカーボンナノチューブの突出量、及び、方向性はランダムとなる。なお、スラリーには、ケミカルメカニカルポリッシングするため、Ｈ2Ｏ2などの酸化剤を添加することも可能である。このとき、ニッケル−ＰＴＦＥ−カーボンナノチューブのマトリクスは、カーボンナノチューブ保持層となる。
【００９３】
また、カーボンナノチューブ保持層にカーボンナノチューブが含まれている場合は、その機械的強度も更に増し、ノズルプレート表面に突出したカーボンナノチューブの低摩擦係数により、そのノズルプレート表面に突出したカーボンナノチューブと、カーボンナノチューブ保持層と、の全体で撥水層を形成し、耐磨耗性のある撥水層を構成することになる。これにより、通常の共析メッキによる撥水層に比べて、より耐磨耗性のある撥水層を構成することになる。
【００９４】
このように、第４の実施形態は、ノズルプレート（１１４）表面に研磨を用いて多層カーボンナノチューブ（１３０）を形成したものと、図２、図４に示すように第１の実施形態と同様の方法で形成した液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズルプレート（１１４）表面にカーボンナノチューブ（１３０）が突出したインクジェットヘッドを形成することになる。このような、インクジェットヘッドは、十分な撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。また、ワイピングによる撥水性の低下も見られず、より長期間にわたって高い印字品質を維持することが可能となる。
【００９５】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態から第４の実施形態におけるインクジェットヘッドは、ノズルプレート表面にカーボンナノチューブが突出した撥水層が形成されたインクジェットヘッドを形成することとしたが、第５の実施形態は、フッ素系樹脂の特徴をあわせもつことでカーボンナノチューブ単体より撥水性が高く、また、基材をカーボンナノチューブとすることでフッ素系樹脂の磨耗性を改善した撥水層が形成されたインクジェットヘッドを形成することを特徴とするものである。以下、図１、図８〜図１１を参照しながら、第５の実施形態におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００９６】
まず、図８を参照しながら、第５の実施形態におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００９７】
第５の実施形態におけるインクジェットヘッドは、液体が充填された加圧液室（１１８）に圧力発生手段（１１２）により圧力変化を生じさせ、加圧液室（１１８）に通じたノズル（１１９）から該液体を吐出させて記録媒体上に付着させるインクジェットヘッドであって、ノズル（１１９）が形成されるノズルプレート（１１４）表面に、フッ素系樹脂がコートされたカーボンナノチューブ（１３３）が突出した撥水層が形成されてなることを特徴とするものである。
【００９８】
このように、ノズルプレート（１１４）表面に、フッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を突出させることにより、カーボンナノチューブ単体より高い撥水性を持たせることが可能となる。また、カーボンナノチューブの表面にフッ素系樹脂をコートすることで、樹脂や金属表面にフッ素系樹脂をコートするのに対して、カーボンナノチューブの機械的強度が高く、しなやかな特性によって、フッ素系樹脂に特有な耐磨耗性を改善することが可能となり、ワイピングによる特性劣化も見られず、長期間にわたって高い印字品質を維持しうる高い耐久性の撥水層をもつインクジェットヘッドを提供することが可能となる。例えば、カーボンナノチューブの表面に数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度のフッ素系樹脂をコートすることで、フッ素系高分子の小さな分極率によって、表面自由エネルギーが小さくなり、撥水性、撥油性をもち、突起状の絨毛とあいまってより高い撥水性、撥油性を発現することが可能となる。
【００９９】
なお、フッ素系樹脂、特に、Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）を微細なカーボンナノチューブ上に成膜するには、Ｃａｔ−ＣＶＤ法が挙げられる。
【０１００】
Ｃａｔ−ＣＶＤ法は、Ｈｏｔ  Ｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＨＦＣＶＤ）法とも呼ばれており、原料ガスを熱触媒体によって加熱活性化し、吸着再脱離の後、成膜したい基板等に吸着することで成膜するものである。このＣａｔ−ＣＶＤ法は、比較的簡単な装置構成で、微細な構造上にも均一に成膜することができ、プラズマを使わず基板温度が比較的低温で成膜できる手法である。
【０１０１】
次に、フッ素系樹脂がコートされたカーボンナノチューブをインクジェットヘッドのノズル表面の撥水性処理に適用した場合について説明する。
【０１０２】
まず、図１、図８〜図１１を参照しながら、第５の実施形態におけるインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドの構成について説明する。なお、図１、図８〜図１１は、インクジェットヘッドの構成を示す図であり、図１は、静電型インクジェットヘッドの上面図を示し、図８は、図１に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ'断面図を示し、図９は、図１に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ'断面図を示し、図１０は、図１に示すインクジェットヘッドの、Ｃ−Ｃ'断面図を示し、図１１は、ノズルプレート（１１４）の断面図を示すものである。
【０１０３】
静電型インクジェットヘッドは、図８、図１０に示すように、主に、液室基板（１１１）である面方位（１１０）単結晶シリコン基板と、フッ素系樹脂がコートされたカーボンナノチューブが表面に突出したノズルプレート（１１４）と、電極基板（１０１）と、の３つの部分から構成されている。
【０１０４】
（液室基板（１１１）の構成）
液室基板（１１１）である単結晶シリコン基板には、加圧液室（１１８）と、個々のノズル（１１９）に対応して静電引力によって駆動するシリコン振動板（１１２）と、液を供給するための共通液室（１１６）と、が形成されている。さらに、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、は、流体抵抗を形成した液流路（１１７）によって連通されている。また、シリコン振動板（１１２）は、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、の一部を形成している。
【０１０５】
なお、上記のシリコン振動板（１１２）と、加圧液室（１１８）と、共通液室（１１６）と、液流路（１１７）と、は、液室基板（１１１）である面方位（１１０）単結晶シリコン基板を用いて公知技術である異方性エッチングにより形成したものである。
【０１０６】
さらに、液室基板（１１１）表面と、シリコン振動板（１１２）表面と、加圧液室（１１８）内壁と、共通液室（１１６）内壁と、液流路（１１７）表面と、には、インクに対して耐腐食性を有する耐腐食性薄膜が形成されている。
【０１０７】
耐腐食性薄膜としては、有機樹脂膜であるポリイミド、ポリベンゾオキサゾールが適用され、厚さ１００ｎｍ〜５０μｍ、望ましくは、１μｍ〜１０μｍ前面にわたり成膜されることになる。本実施形態におけるインクジェットヘッドは、図８、図１０に示すように、耐腐食性薄膜（１２５）を介して、ノズルプレート（１１４）と、液室基板（１１１）である単結晶シリコン基板と、が接合している。なお、膜厚が著しく薄い場合には、シリコン振動板（１１２）上に存在するごみ等が原因になり、ピンホールを生じることになり、また、膜厚が著しく厚い場合には、シリコン振動板（１１２）の剛性が高くなり、インクの噴射特性が変化することになり、これらの特性を鑑みて最適な膜厚範囲が決定されることになる。
【０１０８】
（ノズルプレート（１１４）の構成）
ノズルプレート（１１４）は、加圧液室（１１８）に対応して連通したノズル（１１９）と、インク供給口（１１５）と、が形成されている。
【０１０９】
ノズルプレート（１１４）の材質としては、ガラス板、金属板、シリコン板、樹脂等が挙げられる。なお、図８に示す（１２０）は、ノズルの配置方向によって決定する液の吐出方向を示している。
【０１１０】
ノズルプレート（１１４）には、インク滴を飛翔させるための微細孔である多数のノズル（１１９）が形成されている。ここでは、ノズルプレート（１１４）の材質として、単結晶シリコン基板を用い、ノズル径は、インク滴吐出側の直径で３５μｍ以下に形成し、かつ、ノズル（１１９）は、加圧液室（１１８）の中心近傍に対応する位置に配置した。ここで、図１１を参照しながらノズルプレート（１１４）の構成について説明する。
【０１１１】
ノズルプレート（１１４）上には、ノズルプレート（１１４）の表面に突出した、多数のフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）と、ノズルプレート（１１４）の表面に突出した、多数のフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を保持するカーボンナノチューブ保持層（１３１）と、が形成されている。フッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）は、カーボンナノチューブ（１３０）と、その表面を覆っているフッ素系樹脂（１３２）とから形成されている。
【０１１２】
第５の実施形態におけるインクジェットヘッドは、図８、図１０、図１１に示すように、ノズルプレート（１１４）表面に、多数のフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を突出させることで、フッ素系樹脂の小さな表面自由エネルギーを利用して、カーボンナノチューブ単体より高い撥水性を持たせることができ、カーボンナノチューブの機械的強度が高く、しなやかな特性により、フッ素系樹脂に特有な耐磨耗性を改善することが可能となる。
【０１１３】
なお、カーボンナノチューブ（１３０）としては、その直径が０．３〜１００ｎｍ以下であることが好ましく、その長さが、０．１μｍ〜１００μｍ以下であることが好ましい。また、カーボンナノチューブ（１３０）としては、多層カーボンナノチューブでも、単層カーボンナノチューブでもよく、また、それらナノチューブが束になったバンドル状のものでも適用することは可能である。
【０１１４】
また、ノズルプレート（１１４）表面に形成するフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）の突出密度、及び、突出長さは、表面の撥水性を構築するように適宜設定されることになる。このように、撥水作用を促進する微細な構造体に、フッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を用いたものは、フォトリソグラフィとエッチングとによる微細加工技術によるものにくらべて、より低コストで形成することが可能となる。
【０１１５】
また、カーボンナノチューブ（１３０）の表面をコートしているフッ素系樹脂（１３２）の膜厚は、１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の範囲であれば表面自由エネルギーが小さく撥水性を発揮することが可能となる。
【０１１６】
なお、カーボンナノチューブ保持層（１３１）に適用される材質としては、インクに腐食されず、カーボンナノチューブ（１３０）を保持できるものであれば特に限定せず、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系などの各種接着剤や、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの各種樹脂や、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポリアミド樹脂、フッ素化ポリウレタン樹脂などの各種フッ素化樹脂などにカーボンナノチューブを分散させたもの、または、金属微粒子と樹脂微粒子とにカーボンナノチューブを分散させたものが適用可能である。
【０１１７】
次に、ノズルプレート（１１４）の表面に突出した、多数のフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を形成する方法について説明する。
【０１１８】
図１１に示すように、ＫＯＨ水溶液にて異方性エッチングにより、ノズル（１１９）と、インク供給口（図示せず）と、を形成した単結晶シリコン基板上に、平均の直径が１０ｎｍ、平均長さ４μｍ、先端は、開環していないアーク放電法によって作成された多層カーボンナノチューブをポリイミド樹脂に対して１０重量％の濃度となるように、ポリイミド塗布液中に分散させる。このカーボンナノチューブが分散されたポリイミド塗布液を、単結晶シリコン基板上に塗布し、３５０℃で熱硬化させ、膜厚１０μｍのポリイミドにカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを形成する。この熱硬化したポリイミド樹脂とカーボンナノチューブとのマトリクスをカーボンナノチューブ保持層（１３１）とする。次に、このカーボンナノチューブ保持層（１３１）表面を、シリカ研磨液（粒径０．３μｍ）と、発泡ウレタンの研磨パッドと、を用いて研磨を行う。
【０１１９】
カーボンナノチューブ（１３０）は、機械的、化学的に安定であり、研磨によりポリイミド樹脂のみが除去され、多数の多層カーボンナノチューブ（１３０）が、カーボンナノチューブ保持層（１３１）であるポリイミド樹脂に対してカーボンナノチューブが分散されたマトリクスを介して、ノズルプレート（１１４）表面に突出させることになる。
【０１２０】
なお、第５の実施形態では、カーボンナノチューブ（１３０）をポリイミド樹脂に分散させているため、研磨により突出したカーボンナノチューブ（１３０）の突出長さや方向は、ランダムとなっているが、多数のカーボンナノチューブ（１３０）が、ノズルプレート（１１４）から突出していることになる。
【０１２１】
ここで、図６を参照しながら、研磨を用いたカーボンナノチューブ（１３０）の突出方法について詳細に説明する。
【０１２２】
１次研磨ステーション（３４１）では、シリカ微粒子を含むスラリーを用いて１次研磨を行うことになる。なお、ノズルプレートは、研磨ヘッド（３４２）に、研磨面が研磨パッドに対向するように固定される。研磨パッドとして、定盤上に発泡ポリウレタンパッドＩＣ−１０００（ロデール製）を張り合わせ、研磨液供給ノズル（３４３）より、シリカ研磨液を供給しながら、定盤およびノズルプレートが保持された研磨ヘッド（３４２）がそれぞれ回転し、研磨が行われることになる。定盤の回転数、研磨ヘッドの回転数、研磨ヘッドの押し付け圧力などにより研磨速度を制御することは可能である。
【０１２３】
なお、第５の実施形態では、スラリーとしてシリカ微粒子を含む研磨液を用いたが、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）等の研磨粒子を適用することも可能である。
【０１２４】
次に、ノズルプレートが保持された研磨ヘッドは、２次研磨ステーション（３４４）に移動する。ここでは、シリカ微粒子を含まない純水が研磨液供給ノズル（３４５）より供給され、研磨パッドとして発泡ポリウレタンパッドＳｕｐｒｅｍｅ  ＲＮ−Ｈ（ロデール製）を張り合わせた定盤と研磨ヘッド（３４２）とがそれぞれ回転し、２次研磨が行われることになる。研磨粒子を用いた１次研磨に引き続き、研磨粒子のない２次研磨を行うことで、研磨粒子がノズルプレート表面に残留することがなく、カーボンナノチューブ表面にフッ素系樹脂が均一に形成でき、良好な撥水性を発現することが可能となる。
【０１２５】
研磨量は、研磨粒子を用いる１次研磨において制御することができ、２次研磨では、研磨速度は小さくなる。ここでは、カーボンナノチューブを十分表面に突出させるため、２次研磨後の研磨量として、５μｍとなるように研磨時間を設定する。
【０１２６】
研磨によってカーボンナノチューブをノズルプレート表面に突出させることにより、マトリクス表面の変質がなく、かつ、カーボンナノチューブ表面にも欠陥を発生することがなく、良好なフッ素系樹脂を形成できる下地を提供でき、良好な撥水性を発現することが可能となる。
【０１２７】
次に、洗浄ステーション（３４６）において、被研磨材料であるノズルプレートに純水を供給しながら、回転駆動するポリプロピレンブラシにより、ブラシスクラブを行うことになる。このブラシスクラブは、研磨面に直接ブラシが接触して研磨面を傷つけることなく、研磨面の微粒子を除去することが可能となる。したがって、カーボンナノチューブ表面にフッ素系樹脂が均一に形成でき、良好な撥水性を発現できる。
【０１２８】
次に、図１２を参照しながら、フッ素系樹脂（１３２）をカーボンナノチューブ（１３０）の表面にコートするＣａｔ−ＣＶＤ法について詳細に説明する。
【０１２９】
Ｃａｔ−ＣＶＤ法は、Ｈｏｔ  Ｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＨＦＣＶＤ）法とも呼ばれ、原料ガスを熱触媒体によって加熱活性化し、吸着再脱離の後、成膜したい基板等に吸着することにより成膜するものである。
【０１３０】
Ｃａｔ−ＣＶＤ法は、アモルファスシリコンやシリコン窒化膜などの無機膜を、プラズマを使わず基板温度が比較的低温で成膜できる手法として、半導体ばかりでなく、樹脂のガスバリア成膜法としても注目されている。さらに、ＰＴＦＥなど樹脂膜の成膜が行われている。
【０１３１】
真空チャンバー内に設置された被成膜用基板（４５５）であるノズルプレートは、基板温度制御を兼ねた基板ホルダ（４５６）に、カーボンナノチューブ（１３０）が突出し、フッ素系樹脂をコートする面をシャワーヘッド（４５２）に対向するように保持される。
【０１３２】
アルゴンをキャリアガスとして、Ｈｅｘａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ（ＨＦＰＯ）を原料ガス導入経路（４５１）をへて、シャワーヘッド（４５２）から供給し、熱触媒体加熱用電源（４５４）によって５００℃に加熱したステンレスワイヤなどの熱触媒体（４５３）により活性化する。
【０１３３】
熱触媒体（４５３）は、これに電流を流してジュール発熱で加熱、高温化させて、熱触媒体として機能させるために、少なくともその表面が金属材料からなることが望ましい。
【０１３４】
なお、ここではステンレスワイヤを用いたが、アモルファスシリコンやシリコン窒化膜の成膜においてよく用いられているタングステン（Ｗ）やＴａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｐｔなどの高融点金属材料やそれらの合金を用いることも可能である。
【０１３５】
アモルファスシリコンやシリコン窒化膜の成膜においては、反応ガスの脱離を促進するため１０００℃以上の高温を必要とするが、フッ素系樹脂の成膜においては５００℃程度の比較的低温で反応ガスの脱離が生じるため、熱触媒体（４５３）の選択肢は広くなる。
【０１３６】
また、不純物が問題になる場合には、成膜前に使用温度以上で予備加熱することが不純物低減に効果的である。熱触媒体（４５３）の形状としては、ここでは簡便に用いることができるワイヤ形状としたが、これに限定するものではなく、板状やメッシュなども用いることができる。また、熱触媒体加熱用電源（４５４）は、直流電源でも低周波数の交流電源でも用いることが可能である。
【０１３７】
温度制御用電源（４５７）によって、基板温度制御を兼ねた基板ホルダ（４５６）により、被成膜用基板（４５５）であるノズルプレートを冷却しながら、ＰＴＦＥ成膜が進行する。この場合、基板温度は室温以下から３００℃程度の範囲で制御できるため、Ｓｉのような無機材料に限らず、有機材料上にも良好なＰＴＦＥ膜を低温で成膜することができる。
【０１３８】
本実施形態におけるインクジェットヘッドは、以下に示す化学式（１）のような分解と重合により、カーボンナノチューブ（１３０）およびそれらを保持する樹脂マトリクスであるカーボンナノチューブ保持層（１３１）表面に、フッ素系樹脂（１３２）であるＰＴＦＥを５０ｎｍの厚さでコートすることが可能となる。これにより、ノズルプレート表面に、フッ素系樹脂でコートしたカーボンナノチューブ（１３３）を形成することが可能となる。
【０１３９】
【化１】
2006056233.tif 000003
【０１４０】
なお、Ｃａｔ−ＣＶＤの場合には、ＰＥＣＶＤなどのように基板ホルダ（４５６）が電極を兼ねるなどの電気的な制約がないため、静電チャックなどの機能を設け、基板との密着性を高めてより精密な温度制御が可能となる。
【０１４１】
反応に寄与しなかったガスや中間体は、ガス排出口（４５８）を経て、ガス排気用真空ポンプ（４５９）により、図示しない除外装置により無害化されることになる。ここでは、原料ガスとして、ＨＦＰＯを用いたが、Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＦＥ）  Ｃ2Ｆ4でもよい。さらに膜厚も成膜時間やガス流量などを制御することで適宜設定することが可能である。
【０１４２】
また、過硫酸アンモニウム（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8や過硫酸カリウムＫ2Ｓ2Ｏ8などの過硫酸塩や、ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｕｌｆｏｎｅ  ＣＨ3ＳＯ2ＣＨ3、Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ  Ｃ4Ｈ8ＳＯ2、ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｂｕｔａｎｅ−１−ｓｕｌｆｏｎｙｌ  Ｆｌｕｒｉｄｅ（ＰＦＢＳＦ）  ＣＦ3（ＣＦ2）3ＳＯ2Ｆ、  Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｏｃｔａｎｅ−１−ｓｕｌｆｏｎｙｌ  Ｆｌｕｒｉｄｅ（ＰＦＯＳＦ）  ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｆなどのラジカル開始剤を添加することで、成膜速度を大きくすることが可能となる。
【０１４３】
このようにカーボンナノチューブ（１３０）を突出させた後に、フッ素系樹脂（１３２）をコートすることで、カーボンナノチューブ（１３０）ばかりでなくその下地であるカーボンナノチューブ保持層（１３１）やノズルプレート（１４１）もフッ素系樹脂でコートすることが可能となり、撥水性を持たせることが可能となる。
【０１４４】
（電極基板（１０１）の構成）
次に、電極基板（１０１）について説明する。
【０１４５】
本実施形態では、電極基板（１０１）として、面方位（１００）ｐ型単結晶シリコン基板を適用する。なお、電極基板（１０１）としては、ｎ型単結晶シリコン基板を適用することも可能である。また、プロセスに応じて（１１０）単結晶シリコン基板や（１１１）単結晶シリコン基板を適用することも可能である。また、ガラスやセラミックス等の基板を適用することも可能である。
【０１４６】
電極基板（１０１）には、図８〜図１０に示すように、静電型インクジェットヘッドを駆動するための駆動電極（１２１）と、絶縁層及びギャップスペーサとしての酸化シリコン（１０２）と、シリコン振動板（１１２）と、が形成されており、駆動電極（１２１）には、ギャップ（１０４）と、駆動電圧を印加するための駆動電圧印加部（１０８）と、が形成されている。なお、駆動電極（１２１）としては、導体であれば特に限定するものではないが、リンやボロン不純物を多量に含有する多結晶シリコンや高融点金属等が望ましい。
【０１４７】
この駆動電極（１２１）は、絶縁層としての酸化シリコン（１０２）によって、電極基板（１０１）と絶縁されている。酸化シリコン（１０２）をギャップスペーサとし、シリコン振動板（１１２）と対抗した駆動電極（１２１）に、電圧を印加することで静電引力を発生させることになる。駆動電圧印加部（１０８）は、駆動電極（１２１）に外部から電圧を印加するためのもので、ワイヤーボンディング等の実装を行うためのパッド部である。
【０１４８】
本実施形態におけるインクジェットヘッドでは、静電力により、シリコン振動板（１１２）を振動させて、加圧液室（１１８）内部の圧力を上昇させ、その圧力上昇により、インク滴をノズル（１１９）より、液吐出方向（１２０）に吐出させることになる。
【０１４９】
なお、インク滴を吐出後、新たなインクは、インク供給口（１１５）により外部に連通する共通液室（１１６）から流体抵抗を形成した液流路（１１７）を介して、加圧液室（１１８）に補充されることになる。吐出されるインク量は、シリコン振動板（１１２）の変位量により制御されることになる。
【０１５０】
このように、本実施形態におけるインクジェットヘッドは、図８、図１０に示すように、カーボンナノチューブがポリイミド樹脂に分散されたマトリクスをカーボンナノチューブ保持層（１３１）として、ノズルプレート（１１４）表面に、フッ素系樹脂がコートされた多数のカーボンナノチューブ（１３３）が突出したノズルプレート（１１４）と、液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズル（１１９）表面に、フッ素系樹脂であるＰＴＦＥをコートしたカーボンナノチューブ（１３３）が多数突出したインクジェットヘッドを形成することになる。
【０１５１】
表面をフッ素系樹脂でコートしたカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ単体より高い撥水性となるため、このようなインクジェットヘッドは、高い撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。また、カーボンナノチューブの表面にフッ素系樹脂をコートすることで、樹脂や金属表面にフッ素系樹脂をコートするのに対して、カーボンナノチューブの機械的強度が高く、しなやかな特性によって、フッ素系樹脂に特有な耐磨耗性が改善され、ワイピングによる撥水性の低下も見られず、より長期間にわたって高い印字品質を維持することが可能となる。
【０１５２】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
【０１５３】
第６の実施形態は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてノズルプレート表面にカーボンナノチューブを形成する方法について説明する。なお、ノズルプレート以外の構成は第５の実施形態と同様な構成なので、フッ素系樹脂でコートされたカーボンナノチューブが表面に突出したノズルプレートのみについて、以下に説明する。
【０１５４】
図１３に示すように、単結晶シリコン基板からなるノズルプレート（２１４）を第５の実施形態と同様の方法で、ＫＯＨ水溶液にて異方性エッチング法により、ノズル（２１９）と、インク供給口（図示しない）と、を形成した後に、スパッタ法にて、カーボンナノチューブ（２３０）を突出させる面に鉄Ｆｅを、約６ｎｍの厚さに成膜することになる。次に、単結晶シリコン基板を、石英チューブ内に設置し、Ｈｅガスを流しながら、７００℃まで加熱し、Ｆｅ薄膜をカーボンナノチューブの触媒となるように凝集させ、原料ガスであるアセチレン（Ｃ2Ｈ2）、Ｈｅガスを流しながら、多層カーボンナノチューブ（２３０）を形成する。このとき、平均的な多層カーボンナノチューブ（２３０）の直径は、５０ｎｍ程度とやや太く、長さ５μｍ程度のものが非常に密集した形で、基板に垂直方向にそろって、ノズルプレート（２１４）上に形成されることになる。
【０１５５】
このようなＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるカーボンナノチューブは、通常の樹脂などのマトリクスに分散させる方法に比べて、密集したカーボンナノチューブを得ることが可能となる。また、その長さも制御が可能で、その均一性も高くなる。また、その突出方向も基板に垂直方向に制御することが可能となる。なお、第６の実施形態では、鉄触媒をスパッタにより成膜し、熱ＣＶＤによるカーボンナノチューブを用いたが、［吾郷氏ｅｔ，ａｔ，ａｌｌ  「Ｎｅｗ  Ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ  Ｍｕｌｔｉｗａｌｌ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ：Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｌｌｏｄｉａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ」，第１９回フラーレン総合シンポジウム要旨集ｐ．２６］に報告されているように、カーボンナノチューブの触媒として、逆ミセル法を用いて、トルエン中にＣｏＣｌ2水溶液のミセルを形成し、ＮａＢＨ4によって還元し、触媒となるコバルト微粒子を形成し、アセチレンガスにて多層カーボンナノチューブをノズルプレート上に垂直に作成することも可能である。このようなミセルを用いる場合には、基板上に生成するミセルの密度を制御することにより、カーボンナノチューブの密度を制御することが可能となる。また、単結晶シリコン基板からなるノズルプレートを酸化したのち、Ｎｉ成膜後熱処理し、触媒粒子を形成、アセチレンとアンモニアガスを原料にＤＣプラズマを用いたＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、多層カーボンナノチューブをノズルプレート上に多数垂直に形成する方法など、ＰＥＣＶＤを用いてより低温で作成することも可能である。
【０１５６】
また、このようなＣＶＤによって作成した表面には、カーボンナノチューブ以外に発生した炭素生成物が付着している場合があるため、成膜後、酸素Ｏ2プラズマ処理によって、カーボンナノチューブと炭素生成物のエッチング速度が異なることを利用して、表面をクリーニングすることにより、カーボンナノチューブ表面に形成するフッ素系樹脂を均一に形成することができ、より良好な撥水性を発現できる。
【０１５７】
次に、第５の実施形態と同様なＣａｔ−ＣＶＤ装置を用いて、フッ素系樹脂をカーボンナノチューブ（２３０）の表面にコートする。真空チャンバー内に設置されたノズルプレートは、基板温度制御をかねた基板ホルダ（４５６）に、カーボンナノチューブ（２３０）を形成した面をシャワーヘッド（４５２）に対向するように保持される。
【０１５８】
アルゴンをキャリアガスとして、Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＦＥ）Ｃ2Ｆ4を原料ガス導入経路（４５１）をへて、シャワーヘッド（４５２）から供給し、熱触媒体加熱用電源（４５４）によって５００℃に加熱したタングステンワイヤなどの熱触媒体（４５３）によって活性化する。
【０１５９】
過硫酸アンモニウム（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8をラジカル開始剤として添加している。温度制御用電源（４５７）によって、基板温度制御を兼ねた基板ホルダ（４５６）により、被成膜用基板（４５５）であるノズルプレートを冷却しながらＰＴＦＥ成膜が進行する。カーボンナノチューブ（２３０）表面やノズルプレート表面にＰＴＦＥを５０ｎｍの厚さでコートした。
【０１６０】
なお、本実施形態では、原料ガスとして、ＴＦＥを用いることとしたが、Ｈｅｘａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ（ＨＦＰＯ）を適用することも可能である。また、タングステンワイヤ（Ｗ）を用いたが、Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｐｔなどの高融点金属材料やそれらの合金、ステンレスなども適用可能である。
【０１６１】
熱触媒体（４５３）の形状としては、簡便に用いることができるワイヤ形状としたが、これに限定するものではなく、板状やメッシュなども適用することが可能である。また、基板温度は室温以下から３００℃程度の範囲で制御できるため、ここで用いたＳｉのような無機材料に限らず、有機材料上にも良好なＰＴＦＥ膜を低温で成膜することができ、材料による制約が少ない成膜手法である。
【０１６２】
このように、第６の実施形態におけるインクジェットヘッドは、ノズルプレート（２１４）表面にＣＶＤ法により多層カーボンナノチューブ（２３０）を形成した後に、Ｃａｔ−ＣＶＤ法にて、多層カーボンナノチューブ表面にフッ素系樹脂（２３２）であるＰＴＦＥをコートしたノズルプレート（２１４）と、第５の実施形態と同様の方法で形成した図８、図１０に示す液室基板（１１１）と、電極基板（１０１）と、を張り合わせることで、ノズルプレート表面にフッ素系樹脂であるＰＴＦＥをコートしたカーボンナノチューブ（２３３）が多数突出したインクジェットヘッドを形成することが可能となる。この第６の実施形態におけるインクジェットヘッドは、十分な撥水性を示し、良好な印字品質を得ることが可能となる。
【０１６３】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。
【０１６４】
第７の実施形態は、上述した第１の実施形態から第６の実施形態におけるインクジェットヘッドをインクジェット記録装置に搭載したことを特徴とするものである。以下、図１４、図１５を参照しながら、本実施形態におけるインクジェット記録装置について説明する。なお、図１４は、本実施形態におけるインクジェット記録装置（以下単にプリンタと略す）の要部構成の斜視図であり、図１５は、図１４に示すインクジェット記録装置の側面図である。
【０１６５】
本実施形態におけるインクジェット記録装置は、インクジェット記録装置本体（１）の内部に、主走査方向に移動可能なキャリッジ（１３）、該キャリッジ（１３）に搭載したインクジェットヘッドからなる印刷ヘッド（１４）、該印刷ヘッド（１４）にインクを供給するサブタンク（１５）等で構成される印字機構部（２）が収納されている。また、インクジェット記録装置本体（１）の下部には、前方側から多数枚の用紙（３）を積載可能な給紙カセット（４）（あるいは、給紙トレイでも適用可能）を抜き差し自在に装着することができるように、また、用紙（３）を手差しで給紙するための手差しトレイ（５）を開倒することができるように、構成されている。これにより、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、給紙カセット（４）、あるいは、手差しトレイ（５）から給送される用紙（３）を取り込み、印字機構部（２）により所要の画像を印字した後、後面側に装着された排紙トレイ（６）に排紙することになる。
【０１６６】
印字機構部（２）は、主ガイドロッド（１１）と、従ガイドロッド（１２）と、でキャリッジ（１３）を主走査方向（図１４では、紙面垂直方向）に摺動自在に保持するように構成されている。なお、キャリッジ（１３）には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するためのインクジェットヘッドからなる印刷ヘッド（１４）が装着されている。印字ヘッド（１４）は、複数のインク吐出口を、主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けてキャリッジ（１３）に装着されることになる。また、キャリッジ（１３）には、印刷ヘッド（１４）に各色のインクを供給するためのサブタンク（１５）が装着されている。
【０１６７】
サブタンク（１５）は、上方に大気と連通する大気口を有し、また、下方にインクジェットヘッドにインクを供給する供給口を有し、また、内部にインク残量を検知するセンサと、インクが充填された多孔質体と、を有して構成されている。そして、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドに供給されるインクをわずかな負圧に維持することになる。なお、サブタンク（１５）の容量は、プリンタの高速化に伴うキャリッジ（１３）の軽量化のため、必要最小限の大きさとなっている。したがって、サブタンク（１５）の中のインクが少なくなると、インクを補給しなければならないことになる。
【０１６８】
なお、本実施形態では、印刷ヘッド（１４）は、上述した第１の実施形態から第６の実施形態における静電型のアクチュエータをインクジェットヘッドとして用いることになる。
【０１６９】
ここで、図１４に示すように、キャリッジ（１３）は、後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド（１１）に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド（１２）に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ（１３）を主走査方向に移動走査するために、主走査モータ（１７）で回転駆動される駆動プーリ（１８）と従動プーリ（１９）との間にタイミングベルト（２０）を張装し、このタイミングベルト（２０）をキャリッジ（１３）に固定し、主走査モータ（１７）の正逆回転によりキャリッジ（１３）を往復駆動することになる。
【０１７０】
一方、給紙カセット（４）にセットした用紙（３）を印刷ヘッド（１４）の下方側に搬送するために、給紙カセット（４）から用紙（３）を分離給装する給紙ローラ（２１）及びフリクションパッド（２２）と、用紙（３）を案内するガイド部材（２３）と、給紙された用紙（３）を反転させて搬送する搬送ローラ（２４）と、この搬送ローラ（２４）の周面に押し付けられる搬送コロ（２５）と、搬送ローラ（２４）からの用紙（３）の送り出し角度を規定する先端コロ（２６）と、が設けられている。搬送ローラ（２４）は、副走査モータ（２７）によりギヤ列を介して回転駆動されることになる。
【０１７１】
また、キャリッジ（１３）の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ（２４）から送り出された用紙（３）を印刷ヘッド（１４）の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材（２９）が設けられている。また、印写受け部材（２９）の用紙搬送方向下流側には、用紙（３）を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ（３１）、拍車（３２）が設けられている。さらに、用紙（３）を排紙トレイ（６）に送り出す排紙ローラ（３３）、拍車（３４）と、排紙経路を形成するガイド部材（３５、３６）と、が配設されている。
【０１７２】
なお、用紙（３）に像を記録する際は、キャリッジ（１３）を移動させながら印字信号に応じて印刷ヘッド（１４）を駆動することで、停止している用紙（３）にインクを吐出して１行分を往路で記録し、用紙（３）を所定量搬送した後、次の行の記録を復路で行うことになる（双方向印刷）。
【０１７３】
そして、記録終了信号、または、用紙（３）の後端が記録領域に到達した信号を受信することで、記録動作を終了させ、用紙（３）を排紙する。なお、用紙（３）への記録は、往復路のいずれか一方向で行うことも可能である（片方向印刷）。
【０１７４】
また、キャリッジ（１３）の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、印刷ヘッド（１４）の吐出不良の回復、サブタンク（１５）にインクを供給するメインのインクタンク等で構成される回復装置（３７）が配置されている。回復装置（３７）は、キャッピング手段と、吸引手段と、クリーニング手段と、インク補給手段と、を有して構成されている。
【０１７５】
キャリッジ（１３）は、印字待機中はこの回復装置（３７）側に移動され、キャッピング手段により印刷ヘッド（１４）をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止することになる。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することになる。
【０１７６】
また、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段により印刷ヘッド（１４）の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクと共に気泡等を吸い出し、クリーニング手段により吐出口面に付着したインクやゴミ等が除去され、吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、インクジェット記録装置本体下部に設置された廃インク溜（図示せず）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【０１７７】
また、サブタンク（１５）内にインクが無くなった場合には、インクの補給はキャリッジ（１３）が所定の位置に来た時に、回復装置（３７）により行われる。イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色別のインクタンクを備えた回復装置（３７）は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のサブタンク（１５）と、チューブ等を介して直結されており、常に、一定の水圧がかけられている。また、回復装置（３７）には、インク供給ノズルとバルブとが備え付けられており、インク供給の必要が生じた際に、バルブが開いてインク供給ノズルよりインクが流れ出るように構成されており、サブタンク（１５）へのインクの供給が可能となる。
【０１７８】
このように、第１の実施形態から第６の実施形態のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を用いて印字処理を行うことで、高精細な印字処理を行うことが可能なばかりでなく、長期間にわたり安定した印字処理を行うことが可能となる。
【０１７９】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、上記の第１の実施形態〜第６の実施形態におけるインクジェットヘッドは、駆動力として、静電力を駆動力とする静電型インクジェットヘッドを例として説明したが、本発明にかかるインクジェットヘッドは、静電駆動方式に限定されるものではなく、圧電素子による圧電効果を利用した圧電型インクジェットヘッドや、インクの熱膨張を駆動力としたサーマル型やバブル型インクジェットヘッドにも適用することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本発明にかかるインクジェットヘッドは、インクジェット記録装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本実施形態におけるインクジェットヘッドの一構成例を示す図であり、静電型インクジェットヘッドの上面を示唆する図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ'断面を示す第１の図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ’断面を示す第１の図である。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドの、Ｃ−Ｃ'断面を示す第１の図である。
【図５】ノズルプレート（１１４）表面に多数のカーボンナノチューブ（１３０）を突出させる方法を説明するための図である。
【図６】研磨を用いたカーボンナノチューブ（１３０）の突出方法を説明するための図である。
【図７】ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、ノズルプレート表面にカーボンナノチューブを形成する方法を説明するための図である。
【図８】図１に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ'断面を示す第２の図である。
【図９】図１に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ’断面を示す第２の図である。
【図１０】図１に示すインクジェットヘッドの、Ｃ−Ｃ'断面を示す第２の図である。
【図１１】ノズルプレート（１１４）表面にフッ素系樹脂をコートした多数のカーボンナノチューブ（１３３）を突出させる方法を説明するための図である。
【図１２】Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて、フッ素系樹脂（１３２）をカーボンナノチューブ（１３０）の表面にコートする場合を説明するための図である。
【図１３】ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、ノズルプレート表面にフッ素系樹脂をコートしたカーボンナノチューブを形成する方法を説明するための図である。
【図１４】本実施形態におけるインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すインクジェット記録装置の側面を示す図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１０１    電極基板
１０２    酸化シリコン
１０４    ギャップ
１０８    駆動電圧印加部
１１１    液室基板
１１２    シリコン振動板
１１４、２１４    ノズルプレート
１１５    インク供給口
１１６    共通液室
１１７    流体抵抗を形成した液流路
１１８    加圧液室
１１９、２１９    ノズル
１２０、２２０    液吐出方向
１２１    駆動電極
１２５    耐腐食性薄膜
１３０、２３０    カーボンナノチューブ
１３１    カーボンナノチューブ保持層
１３２、２３２    フッ素系樹脂
１３３、２３３    フッ素樹脂をコートしたカーボンナノチューブ
３４１    １次研磨ステーション
３４２    研磨ヘッド
３４３    研磨液供給ノズル
３４４    ２次研磨ステーション
３４５    研磨液供給ノズル
３４６    洗浄ステーション
４５１    原料ガス導入経路
４５２    シャワーヘッド
４５３    熱触媒体
４５４    熱触媒体用電源
４５５    被成膜用基板（ノズルプレート）
４５６    基板ホルダ
４５７    温度制御用電源
４５８    ガス排出口
４５９    ガス排気用真空ポンプ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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