(57)【要約】【課題】ノズル内のメニスカス位置を精度よく制御することにより、インク液滴の吐出性能の向上を図るノズルプレートの製造方法を提供することである。【解決手段】液体が吐出するノズルを有するノズルプレートにおいて、前記ノズルの内面は、前記液体が吐出する吐出口から順に、親液性を有する第１親液面、撥液性を有する撥液面、親液性を有する第２親液面が形成されていること、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】
液体が吐出するノズルを有し、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、
前記ＳＯＩ基板に前記液体が吐出する吐出口を前記活性層側に設けるノズルを形成するノズル形成工程と、
前記ノズルが形成された前記ＳＯＩ基板の全面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
前記酸化膜層に形成する前記撥液膜を残留しつつ、前記支持層と前記活性層に形成する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記撥液膜除去工程では、全面に撥液膜を形成する前記ＳＯＩ基板を、前記酸化膜層に形成される前記撥液膜を残しつつ前記支持層と前記活性層に形成される前記撥液膜を除去する条件下で洗浄すること、
を特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記活性層の面の表面エネルギーをＥｓ１、前記支持層の面の表面エネルギーをＥｓ２、前記酸化膜層に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｈとするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈの条件を満たすこと、
を特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記支持層の表面に親液処理を行うことにより、Ｅｓ２＞Ｅｓ１とすることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法において、
前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程を更に有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程は、前記ノズル内を塞いだ状態で前記液体の吐出面側のみに撥液処理を行って、前記液体の吐出面に撥液膜を形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記液体の吐出面に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｏとするとき、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈ≧Ｅｏの条件を満たすことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
液体が吐出するノズルを有し、第１活性層と第２活性層と支持層と前記第１活性層および第２活性層に挟まれる第１酸化膜層と前記第２活性層および前記支持層に挟まれる第２酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、
前記第１活性層と前記第１酸化膜層と前記第２活性層をエッチングし第１開口部を形成する第１開口部形成工程と、
前記第１開口部と前記第１活性層の表面に撥液膜を形成する第１開口部側撥液膜形成工程と、
前記支持層および前記第２酸化膜層をエッチングし前記第１開口部と貫通する第２開口部を形成して前記ノズルを形成する第２開口部形成工程と、
前記第２開口部と前記支持層の表面に撥液膜を形成する第２開口部側撥液膜形成工程と、
前記第１開口部側撥液膜形成工程により前記第１開口部に形成される撥液膜のうち前記第１酸化膜層の部分に形成される第１撥液膜、および、前記第２開口部側撥液膜形成工程により前記第２開口部に形成される撥液膜のうち前記第２酸化膜層の部分に形成される第２撥液膜が残留するように前記第１撥液膜の部分および前記第２撥液膜の部分以外の撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、を有し、
前記第１撥液膜の表面エネルギーは前記第２撥液膜の表面エネルギーよりも低いこと、を特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程を更に有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程は、前記ノズル内を塞いだ状態で前記液体の吐出面側のみに撥液処理を行って、前記液体の吐出面に撥液膜を形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１１】
液体が吐出するノズルを有し、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、
前記ＳＯＩ基板に前記液体が吐出する吐出口を前記活性層側に設けるノズルを形成するノズル形成工程と、
前記液体の吐出面に酸化膜層を形成する工程と、
前記ノズルが形成されるとともに、前記液体の吐出面に酸化膜層が形成された前記ＳＯＩ基板の全面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
前記ノズル内の酸化膜層と前記液体の吐出面に形成される酸化膜層とに形成する前記撥液膜を残留しつつ、前記支持層と前記活性層に形成する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記活性層の面の表面エネルギーをＥｓ１、前記支持層の面の表面エネルギーをＥｓ２、前記ノズル内の酸化膜層に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｈ、前記液体の吐出面に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｏとするとき、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈ≧Ｅｏの条件を満たすことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルプレートの製造方法に係り、特に、インクジェット方式の画像形成装置の印字ヘッドの吐出面などに用いられるノズルプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の画像形成装置の印字ヘッドは、記録媒体と対向する吐出面を構成するノズルプレートに複数のノズルが形成されている。そして、ノズルプレートは、インク液滴の吐出方向の安定化や吐出性能の向上のため、記録媒体と対向する吐出面に撥液膜を形成している。
【０００３】
ここで、記録媒体と対向する吐出面のみに撥液膜を形成する場合には、ノズル内のインクのメニスカスは、吐出面付近あるいはノズル内の不確定な部分に位置することになる。そして、ノズル内のインクのメニスカスが吐出面付近に位置する場合には、ノズルプレート外に存在する微細な屑や記録媒体上の紙粉繊維などがインクに付着しやすい。また、ノズル内のインクのメニスカスがノズル内の不確定な部分に位置する場合には、メニスカスの位置の制御が困難になり、全てのノズルにおいてメニスカスの位置を同じにすることが困難となる。そのため、ノズル毎にインク液滴の吐出状態が異なりインク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【０００４】
また、ノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法が、特許文献１に開示されている。図１３は、特許文献１のノズルプレートのノズル２２４近傍の拡大図である。図１３に示すように、特許文献１のノズルプレートは、記録媒体と対向するノズルプレート基板２３０の吐出面２３０Ａ側からノズル２２４の内部にかけて撥液膜２２７を形成している。
【０００５】
図１４は、特許文献１のノズルプレートの製造方法を示す図である。図１４（ａ）に示すように、まず、ノズルプレート基板２３０の裏面２３０Ｂ（インク液滴の吐出面を表面２３０Ａとする）から感光性樹脂フィルム２２８を圧接させる。
【０００６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａと裏面２３０Ｂの両面から紫外線を照射させて感光性樹脂フィルム２２８を硬化させた後、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａに共析メッキ２２５を施す。すると、図１４（ｃ）に示すように、共析メッキ２２５の一部がノズル２２４内に入り込むが、その入り込み量は先ほど硬化させた感光性樹脂フィルム２２８により規制される。次に、図１４（ｄ）に示すように、ノズルプレート基板２３０の裏面２３０Ｂとノズル２２４内に入り込む感光性樹脂フィルム２２８を溶剤により溶解除去し、その後ノズルプレートを加熱し、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａとノズル２２４内に撥インク性のメッキ膜を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２５２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の発明には、次のような問題がある。
【０００９】
特許文献１の発明では、撥液膜２２７をノズルプレート基板２３０の表面からノズル２２４内部にかけて形成している。そのため、印字ヘッド（不図示）へのインクの充填時などにノズル２２４内のインクに過大に圧力が加わりメニスカスが崩壊した場合には、ノズル２２４内の撥液膜２２７の境界部分の位置からノズルプレートの表面２２７Ａへとインクが流れ出てしまい、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１０】
また、インク液滴の吐出が停滞してノズル２２４近傍のインクの増粘による目詰まり等の不具合を防止するためにメニスカスに微振動を与える場合、メニスカス位置を安定した状態で保持ができず、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１１】
また、感光性樹脂フィルム２２８をノズル２２４内部に入れ込ませて硬化させることにより、撥液膜２２７のノズル２２４内部への入れ込み量を制御している。しかし、ノズル２２４の開口部の精度誤差の影響やノズル２２４の内部の濡れ性の影響により感光性樹脂フィルム２２８のノズル２２４の内部への入れ込み量が異なり、撥液膜２２７のノズル２２４の内部への入れ込み量が異なってしまう。そのため、ノズル２２４の内部におけるメニスカスの保持位置を精度よく制御できず、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル内のメニスカス位置を精度よく制御することにより、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができるノズルプレートの製造方法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】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有するノズルプレートにおいて、前記ノズルの内面には、前記液体が吐出する吐出口の方向から順に、親液性を有する第１親液面、撥液性を有する撥液面、親液性を有する第２親液面が形成されていること、を特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ノズル内の液体のメニスカスの位置は吐出口から第１親液面を隔てた撥液面の位置に制御される。そのため、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００１５】
前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートにおいて、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を使用し、前記第１親液面は前記活性層の部分に、前記撥液面は前記酸化膜層の部分に、前記第２親液面は前記支持層の部分に形成され、前記第１親液面の表面エネルギーをＥｓ１、前記撥液面の表面エネルギーをＥｈ、前記第２親液面の表面エネルギーをＥｓ２、とするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈの条件を満たすこと、を特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、支持層と酸化膜層と活性層が精度よく形成されるＳＯＩ基板を使用するので、それぞれの層に対応する第１親液面と撥液面と第２親液面が精度よく形成される。また、第１親液面や第２親液面に比べて撥液面の撥液性は高い。そのため、ノズル内の液体のメニスカスの位置は、吐出口から第１親液面を隔てた撥液面の第２親液面との境界位置に精度よく制御される。
【００１７】
前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のノズルプレートにおいて、前記液体の吐出面に撥液膜が形成されていること、を特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、ノズルから液体が吐出する吐出面に撥液膜が形成されている。そのため、ノズル内でメニスカスが崩壊し液体が帯撥液面で規定されるメニスカス位置を超えた場合であっても、吐出面に撥液膜が形成されているので、吐出面に液体が濡れ広がることがない。したがって、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００１９】
前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のノズルプレートにおいて、前記吐出面に形成される撥液膜の表面エネルギーをＥｏとするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈ≧Ｅｏの条件を満たすこと、を特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、吐出面に形成される撥液膜の表面エネルギーＥｏは、ノズル内面に形成される撥液面の表面エネルギーＥｈと同等かそれよりも低い。そのため、ノズル内でメニスカスが崩壊し液体が撥液面で規定されるメニスカス位置を超えた場合であっても、吐出面に液体が濡れ広がり難い。したがって、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００２１】
前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のノズルプレートにおいて、前記撥液面が複数存在し、前記吐出面に最も近い前記撥液面の表面エネルギーが最も低いこと、を特徴とするノズルプレート。
【００２２】
本発明によれば、撥液面が複数存在し、吐出面に最も近い帯状の撥液膜の表面エネルギーが最も低い。そのため、ノズル内の圧力の条件によりメニスカスの位置を複数の帯状の撥液膜で挟まれた範囲内に収めることができる。したがって、メニスカスに微振動を与えた場合であっても、また、ノズル内における液体を負圧状態にした場合であっても、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００２３】
前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、画像形成装置において、前記請求項１乃至５のいずれか１つに記載のノズルプレートを有すること、を特徴とする。
【００２４】
前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有し、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、前記ＳＯＩ基板に前記液体が吐出する吐出口を前記活性層側に設けるノズルを形成するノズル形成工程と、前記ノズルが形成された前記ＳＯＩ基板の全面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記酸化膜層に形成する前記撥液膜を残留しつつ、前記支持層と前記活性層に形成する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の製造方法により製造されるノズルプレートによれば、ノズル内の液体のメニスカスの位置は吐出口から活性層を隔てた酸化膜層に残留する撥液膜の位置に制御される。そのため、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００２６】
前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のノズルプレートの製造方法において、前記撥液膜除去工程では、全面に撥液膜を形成する前記ＳＯＩ基板を、前記酸化膜層に形成される前記撥液膜を残しつつ前記支持層と前記活性層に形成される前記撥液膜を除去する条件下で洗浄すること、を特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、全面に撥液膜を形成するＳＯＩ基板を洗浄するだけで、酸化膜層と撥液膜との結合力により、酸化膜層に形成される前記撥液膜が残るので、ノズルプレートの製造が容易である。
【００２８】
前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有し、第１活性層と第２活性層と支持層と前記第１活性層および第２活性層に挟まれる第１酸化膜層と前記第２活性層および前記支持層に挟まれる第２酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、前記第１活性層と前記第１酸化膜層と前記第２活性層をエッチングし第１開口部を形成する第１開口部形成工程と、前記第１開口部と前記第１活性層の表面に撥液膜を形成する第１開口部側撥液膜形成工程と、前記支持層および前記第２酸化膜層をエッチングし前記第１開口部と貫通する第２開口部を形成して前記ノズルを形成する第２開口部形成工程と、前記第２開口部と前記支持層の表面に撥液膜を形成する第２開口部側撥液膜形成工程と、前記第１開口部側撥液膜形成工程により前記第１開口部に形成される撥液膜のうち前記第１酸化膜層の部分に形成される第１撥液膜および前記第２開口部側撥液膜形成工程により前記第２開口部に形成される撥液膜のうち前記第２酸化膜層の部分に形成される第２撥液膜が残留するように前記第１撥液膜の部分および前記第２撥液膜の部分以外の撥液膜を除去する撥液膜除去工程とを有し、前記第１撥液膜の表面エネルギーは前記第２撥液膜の表面エネルギーよりも低いこと、を特徴とする。
【００２９】
本発明の製造方法により製造されるノズルプレートによれば、ノズル内の圧力の条件によりメニスカスの位置を第１撥液膜と第２撥液膜で挟まれた範囲内に収めることができる。そのため、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ノズル内のメニスカス位置を精度よく制御することにより、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができるノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態のノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図２】第１実施形態のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【図３】吐出面に撥液膜を形成したノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図４】予め活性層に重ねて酸化膜のマスク層を形成したノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図５】第２実施形態のノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図６】第２実施形態のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【図７】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図８】図７中８−８線に沿う断面図である。
【図９】図７に示した印字ヘッドの一部を拡大した詳細図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【図１１】図１０に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図１２】本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。
【図１３】特許文献１のノズルプレートの要部の拡大図である。
【図１４】特許文献１のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のノズルプレート１１のノズル近傍の拡大図である。図１に示すように、第１実施形態のノズルプレート１１は、支持層２１、Ｂｏｘ層２２（酸化膜層）、活性層２３からなるＳＯＩ基板について、活性層２３側に吐出口を設けたノズル２４が形成されるものである。そして、本発明の特徴点として、ノズル２４内のＢｏｘ層２２の部分に内面２４Ａの一周に亘って帯状の撥液膜２６が形成されている。これにより、ノズル２４の内面は、吐出口から順に親液性を有する活性層２３の面（第１親液面）、撥液性を有する帯状の撥液膜２６の面（撥液面）、親液性を有する支持層２１の面（第２親液面）により形成されている。
【００３４】
なお、より親液性を得るため、ノズル２４の内面における活性層２３の面や支持層２１の面に親液処理を行うことにより、第１親液面と第２親液面を作成してもよい。
【００３５】
このような第１実施形態のノズルプレート１１によれば、図１に示すように、ノズル２４の吐出口から活性層２３を隔てた帯状の撥液膜２６の位置（詳細には支持層２１との境界位置）に、インクのメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００３６】
ここで、第１実施形態のノズルプレート１１の製造方法について、図２を用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すような支持層２１、Ｂｏｘ層２２、活性層２３からなるＳＯＩ基板２０を用意する。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２０に対してエッチングを行いノズル２４を作成する（ノズル形成工程）。具体的には、活性層２３の表面に感光性樹脂を塗布した後に、プリベーク、露光、現像処理、ポストベークを行い、レジストをパターニングする（不図示）。そして、パターニングされたレジストを用いて活性層２３のシリコン、Ｂｏｘ層２２、支持層２１のシリコンのドライエッチングを行う。次に、レジストを剥離液で除去する。なお、必要に応じてポリマー除去を行ってもよい。
【００３８】
次に、ノズルプレートの撥液処理を行う（撥液膜形成工程）。具体的には、図２（ｃ）に示すように、ノズル２４が形成されるＳＯＩ基板２０の全面に撥液膜２５を形成する。撥液膜２５の形成にあたっては、ディップコート、スピンコート、ベーパー処理（蒸気）、蒸着、ＣＶＤなどの方法を用いる。撥液膜２５としてはフッ素基を含有する単分子膜であることが望ましい。具体例として、フルオロアルキルシランなどが考えられる。
【００３９】
次に、アセトンなどで洗浄する（撥液膜除去工程）。これにより、図２（ｄ）に示すように、Ｂｏｘ層２２に付着している撥液膜２５は密着性が高いので除去されず、Ｂｏｘ層２２以外に付着している撥液膜２５のみが除去され、Ｂｏｘ層２２の部分に帯状の撥液膜２６が形成される。なお、撥液膜２５を蒸着やＣＶＤなどで成膜して全体的にＳＯＩ基板２０との密着性が高くアセトンなどで洗浄しても除去できない場合には、撥液膜２５が不要な部分にレーザーやＵＶ光、真空紫外光を照射して除去してもよい。
【００４０】
以上のように、第１実施形態のノズルプレート１１が製造される。なお、ノズルプレート１１は支持層２１とＢｏｘ層２２と活性層２３が精度よく形成されるＳＯＩ基板を使用するので、帯状の撥液膜２６の位置が精度よく形成される。また、ノズル２４内面における撥液性は支持層２１の面や活性層２３の面に比べて帯状の撥液膜２６の面が高い。そのため、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置は、吐出口から活性層２３を隔てた帯状の撥液膜２６の位置（詳細には支持層２１との境界位置）に精度よく制御される。
【００４１】
なお、ノズル２４の内面において、支持層２１の面の表面エネルギーをＥｓ２、帯状の撥液膜２６の面の表面エネルギーをＥｈ、活性層２３の面の表面エネルギーをＥｓ１、とするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈの条件を満たすことが望ましい。この条件を満たすことにより、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置をＢｏｘ層２２の部分に付着している帯状の撥液膜２６の位置とすることができる。そのため、ノズル２４内におけるインクのメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００４２】
通常、ＳＯＩ基板においては支持層２１と活性層２３は同じ材料（シリコン）で形成され、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）＝（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）となるが、例えば、支持層２１の表面に親液処理を行うことにより、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）＞（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）としてもよい。
【００４３】
また、図３に示すノズルプレート１２や図４に示すノズルプレート１３のように、さらに、インクの吐出面（１２Ａ、１３Ａ）に撥液膜２７を形成してもよい。図３に示すノズルプレート１２の製造方法としては、前記のノズルプレート１１の製造方法の後、さらにノズル２４内を塞いだ状態でインクの吐出面１２Ａ側のみに撥液処理を行う方法やノズル形成後、吐出面１２Ａ側のみに酸化膜層を形成し、撥液膜２６と同時に撥液膜２７を形成する方法が考えられる。
【００４４】
図４に示すノズルプレート１３の製造方法としては、マスク層２８を使用した状態で撥液処理を行う方法が考えられる。具体的には、図４（ａ）に示すようにＳＯＩ基板２０を用意し、図４（ｂ）に示すように予め活性層２３に重ねて酸化膜であるマスク層２８を形成し、図４（ｃ）に示すようにＳＯＩ基板２０に対してエッチングを行いノズル２４を作成し、図４（ｄ）に示すようにＳＯＩ基板２０の全面に撥液膜２５を形成した後に、アセトンなどで洗浄することにより、図４（ｅ）に示すようにノズルプレート１３にはノズル２４内のＢｏｘ層２２に相当する部分に帯状の撥液膜２６が形成されるとともに、インクの吐出面１３Ａおよびノズル２４内のマスク層２８に相当する部分に撥液膜２７が形成されることになる。
【００４５】
ノズル２４の内面において、撥液膜２７の面の表面エネルギーをＥｏとすると、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）≧（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）＞（帯状の撥液膜２６の面の表面エネルギーＥｈ）≧（撥液膜２７の面の表面エネルギーＥｏ）、の条件を満たすことが望ましい。この条件を満たすことにより、支持層２１の面や活性層２３の面よりも帯状の撥液膜２６の面のほうが撥液性は高い。そのため、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置は帯状の撥液膜２６部分となる。また、帯状の撥液膜２６面よりも吐出面（１２Ａ、１３Ａ）の撥液膜２７の面のほうが撥液性が高い。そのため、ノズル２４内でメニスカスが崩壊しインクが帯状の撥液膜２６で規定されるメニスカス位置を超えた場合であっても、吐出面（１２Ａ、１３Ａ）にインクが濡れ広がり難い。したがって、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態のノズルプレート１４のノズル近傍の拡大図である。図５に示すように、第２実施形態のノズルプレート１４は、ノズル２４内において内面２４Ａの一周に亘って帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）が２つ形成されている点が、第１実施形態のノズルプレート１１と異なる。そして、２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の面の表面エネルギーはそれぞれ異なり、インクの吐出面１４Ａから遠い帯状の第２撥液膜２６Ｂに対してインクの吐出面１４Ａから近い帯状の第１撥液膜２６Ａの表面エネルギーは低い。
【００４７】
以上のような第２実施形態のノズルプレート１４により、ノズル２４内の圧力を調整して一旦ノズル２４内のインクのメニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御すれば、ノズル２４近傍のインクの増粘による目詰まり等の不具合を防止するためにメニスカスを微振動させた場合でも、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に維持することができる。また、同様にして、不吐出時にノズル２４からインクが漏出することを防止するために後述する液体負圧装置によりノズル２４内のインクに負圧を与えた場合でも、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に維持することができる。
【００４８】
なお、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御するために、第２撥液膜２６Ｂの面は、後述する圧力室からインクの供給圧を与えた場合にはインクが濡れ広がるのに対して、メニスカスを微振動させた場合や後述する液体負圧装置によりノズル２４内のインクに負圧を与えた場合にはインク濡れ広がらない程度の撥液性を実現する表面エネルギーの高さであることが望ましい。
【００４９】
さらに、フルライン型のヘッドにおけるノズルプレートとして使用する際に複数あるノズル２４間で圧力差が生じる場合であっても、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御することができる。
【００５０】
第２実施形態のノズルプレート１４の製造方法について、図６を用いて説明する。まず、図６（ａ）に示すような第１活性層２３Ａ、第１Ｂｏｘ層２２Ａ（第１酸化膜層）、第２活性層２３Ｂ、第２Ｂｏｘ層２２Ｂ（第２酸化膜層）、支持層２１からなるＳＯＩ基板３０を用意する。そして、図６（ｂ）に示すように、シリコンからなる第１活性層２３Ａに対しドライエッチングを施し、図６（ｃ）に示すように第１Ｂｏｘ層２２Ａに対しドライエッチングを施し、図６（ｄ）に示すように第２活性層２３Ｂに対しドライエッチングを施すことにより、第１開口部３１Ａを作成する（第１開口部形成工程）。
【００５１】
次に、図６（ｅ）に示すように、ＳＯＩ基板３０について第１開口部３１Ａの開口側の面に、撥液膜２５Ａを形成する。具体的には、第１開口部３１Ａおよび第１活性層２３Ａの表面に撥液膜２５Ａを形成する（第１開口部側撥液膜形成工程）。次に、図６（ｆ）に示すように支持層２１に対しドライエッチングを施し、第２開口部３１Ｂを作成し、さらに、図６（ｇ）に示すように第２Ｂｏｘ層２２Ｂに対しドライエッチングを施し、第１開口部３１Ａと第２開口部３１Ｂを貫通させてノズル２４を形成する（第２開口部形成工程）。
【００５２】
次に、図６（ｈ）に示すように、ＳＯＩ基板３０について撥液膜２５Ａが形成されていない面に、撥液膜２５Ｂを形成する（第２開口部側撥液膜形成工程）。なお、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａには、第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂより表面エネルギーが低い材料を使用する。例えば、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａおよび第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂについて、共に材料としてフルオロアルキルシランを使用する場合には、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａではフッ素基の数が多く表面エネルギーが低い（表面張力の小さい）フルオロアルキルシランを使用し、第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂではフッ素基の数が少なく表面エネルギーが高い（表面張力の大きい）フルオロアルキルシランを使用することが考えられる。
【００５３】
次に、図６（ｉ）に示すように、アセトンなどで洗浄することにより撥液膜（２５Ａ、２５Ｂ）の不要部分を除去することにより、ノズル２４内の第１Ｂｏｘ層２２Ａの部分に帯状の第１撥液膜２６Ａを形成し、第２Ｂｏｘ層２２Ｂの部分に帯状の第２撥液膜２６Ｂを形成する（撥液膜除去工程）。なお、第１実施形態のノズルプレート（１２、１３）と同様に、さらに、インクの吐出面１４Ａに撥液膜を形成してもよい。
【００５４】
以上のような製造方法により、第２実施形態のノズルプレート１４が形成される。
【００５５】
〔ヘッドの構造〕
次に、本発明のノズルプレートを有するヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド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によってヘッドを示すものとする。
【００５６】
図７（ａ）はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図７（ｂ） はその一部の拡大図である。また、図７（ｃ） はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図８は１つの液滴吐出素子（１つのノズル２４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(a) 中の８−８線に沿う断面図）である。
【００５７】
記録紙上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図７（ａ）,（ｂ） に示したように、インク吐出口であるノズル２４と、各ノズル２４に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５８】
記録紙の送り方向と略直交する方向に記録紙の全幅に対応する長さにわたり１列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７（ｃ） に示すように、複数のノズル２４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記録紙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を構成してもよい。
【００５９】
各ノズル２４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２４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。
【００６０】
図８に示したように、ヘッド５０はノズルプレート（１１，１２、１３、１４）と流路基板５９とから形成されている。そして、流路基板５９には圧力室５２、供給口５４、共通流路５５などが形成されている。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。
【００６１】
圧力室５２の一部の面（図８において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。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２４からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８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体を用いた圧電素子が好適に用いられる。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。
【００６２】
上述した構造を有するインク室ユニット５３を図９に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
【００６３】
すなわち、主走査方向に対してある角度θ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、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル２４が一定のピッチＰ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。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００６４】
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に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）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００６５】
特に、図９に示すようなマトリクス状に配置されたノズル２４を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル２４-11 、２４-12 、２４-13 、２４-14 、２４-15 、２４-16 を１つのブロックとし（他にはノズル２４-21 、…、２４-26 を１つのブロック、ノズル２４-31 、…、２４-36 を１つのブロック、…として）、記録紙の搬送速度に応じてノズル２４-11 、２４-12 、…、２４-16 を順次駆動することで記録紙の幅方向に１ラインを印字する。
【００６６】
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、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を副走査と定義する。
【００６７】
そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００６８】
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。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５８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。
【００６９】
〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、上述したヘッドを備えた画像記録装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。
【００７０】
図１０は、本発明に係る画像記録装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、被記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。
【００７１】
インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙと連通されている。
【００７２】
なお、不吐出時に各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに備わるノズル２４からインクが漏出することを防止するために、ノズル２４内部のインクに負圧を与える液体負圧装置を設けてもよい。この液体負圧装置では、負圧を与えるにあたって、ノズル２４と連通するインク貯蔵／装填部１１４（例えば、インクカートリッジやインクタンク、サブタンクなど）において、ポンプ（不図示）により空気の供給排出による圧力調整を行い負圧を発生させる負圧発生室が設けられている。
【００７３】
給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００７４】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１０ように、裁断用のカッター（第１のカッター）１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。
【００７５】
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００７６】
ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１１に示したとおり、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。
【００７７】
ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（図１２中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１０上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１０の左から右へと搬送される。
【００７８】
縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。
【００７９】
ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００８０】
印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの被記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図１１参照）。
【００８１】
ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００８２】
ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
【００８３】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００８４】
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００８５】
図１０に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。
【００８６】
本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。
【００８７】
印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。
【００８８】
後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００８９】
こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。
【００９０】
〔制御系の説明〕
図１２は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００９１】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。
【００９２】
ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００９３】
システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
【００９４】
画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００９５】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従って搬送系のモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。
【００９６】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ８４に供給してヘッド５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
【００９７】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図１２において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００９８】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ７４に記憶される。
【００９９】
ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド５０の各ノズル２４に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０１００】
こうして、ヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がヘッド５０に加えられることによって、該当するノズル２４からインクが吐出される。記録紙１１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。
【０１０１】
上記のように、プリント制御部８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【０１０２】
印字検出部１２４は、図１０で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ７２に提供する。
【０１０３】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【０１０４】
以上、本発明のノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【０１０５】
例えば、本発明のノズルプレートは、画像形成装置に限らない液体吐出装置にも使用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１１、１２、１３…ノズルプレート（第１実施形態）、１４…ノズルプレート（第２実施形態）、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ…吐出面、２０…ＳＯＩ基板、２１…支持層、２２…Ｂｏｘ層、２３…活性層、２４…ノズル、２６…帯状の撥液膜、２６Ａ…第１撥液膜、２６Ｂ…第２撥液膜、２７…撥液膜、２８…マスク層、３０…ＳＯＩ基板、３１Ａ…第１開口部、３１Ｂ…第２開口部
【図１】
2011218820.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月17日(2011.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルプレートの製造方法に係り、特に、インクジェット方式の画像形成装置の印字ヘッドの吐出面などに用いられるノズルプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の画像形成装置の印字ヘッドは、記録媒体と対向する吐出面を構成するノズルプレートに複数のノズルが形成されている。そして、ノズルプレートは、インク液滴の吐出方向の安定化や吐出性能の向上のため、記録媒体と対向する吐出面に撥液膜を形成している。
【０００３】
ここで、記録媒体と対向する吐出面のみに撥液膜を形成する場合には、ノズル内のインクのメニスカスは、吐出面付近あるいはノズル内の不確定な部分に位置することになる。そして、ノズル内のインクのメニスカスが吐出面付近に位置する場合には、ノズルプレート外に存在する微細な屑や記録媒体上の紙粉繊維などがインクに付着しやすい。また、ノズル内のインクのメニスカスがノズル内の不確定な部分に位置する場合には、メニスカスの位置の制御が困難になり、全てのノズルにおいてメニスカスの位置を同じにすることが困難となる。そのため、ノズル毎にインク液滴の吐出状態が異なりインク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【０００４】
また、ノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法が、特許文献１に開示されている。図１３は、特許文献１のノズルプレートのノズル２２４近傍の拡大図である。図１３に示すように、特許文献１のノズルプレートは、記録媒体と対向するノズルプレート基板２３０の吐出面２３０Ａ側からノズル２２４の内部にかけて撥液膜２２７を形成している。
【０００５】
図１４は、特許文献１のノズルプレートの製造方法を示す図である。図１４（ａ）に示すように、まず、ノズルプレート基板２３０の裏面２３０Ｂ（インク液滴の吐出面を表面２３０Ａとする）から感光性樹脂フィルム２２８を圧接させる。
【０００６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａと裏面２３０Ｂの両面から紫外線を照射させて感光性樹脂フィルム２２８を硬化させた後、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａに共析メッキ２２５を施す。すると、図１４（ｃ）に示すように、共析メッキ２２５の一部がノズル２２４内に入り込むが、その入り込み量は先ほど硬化させた感光性樹脂フィルム２２８により規制される。次に、図１４（ｄ）に示すように、ノズルプレート基板２３０の裏面２３０Ｂとノズル２２４内に入り込む感光性樹脂フィルム２２８を溶剤により溶解除去し、その後ノズルプレートを加熱し、ノズルプレート基板２３０の表面２３０Ａとノズル２２４内に撥インク性のメッキ膜を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２５２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の発明には、次のような問題がある。
【０００９】
特許文献１の発明では、撥液膜２２７をノズルプレート基板２３０の表面からノズル２２４内部にかけて形成している。そのため、印字ヘッド（不図示）へのインクの充填時などにノズル２２４内のインクに過大に圧力が加わりメニスカスが崩壊した場合には、ノズル２２４内の撥液膜２２７の境界部分の位置からノズルプレートの表面２２７Ａへとインクが流れ出てしまい、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１０】
また、インク液滴の吐出が停滞してノズル２２４近傍のインクの増粘による目詰まり等の不具合を防止するためにメニスカスに微振動を与える場合、メニスカス位置を安定した状態で保持ができず、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１１】
また、感光性樹脂フィルム２２８をノズル２２４内部に入れ込ませて硬化させることにより、撥液膜２２７のノズル２２４内部への入れ込み量を制御している。しかし、ノズル２２４の開口部の精度誤差の影響やノズル２２４の内部の濡れ性の影響により感光性樹脂フィルム２２８のノズル２２４の内部への入れ込み量が異なり、撥液膜２２７のノズル２２４の内部への入れ込み量が異なってしまう。そのため、ノズル２２４の内部におけるメニスカスの保持位置を精度よく制御できず、インク液滴の吐出性能の低下を招くおそれがある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル内のメニスカス位置を精度よく制御することにより、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができるノズルプレートの製造方法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】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有し、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、前記ＳＯＩ基板に前記液体が吐出する吐出口を前記活性層側に設けるノズルを形成するノズル形成工程と、前記ノズルが形成された前記ＳＯＩ基板の全面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記酸化膜層に形成する前記撥液膜を残留しつつ、前記支持層と前記活性層に形成する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の製造方法により製造されるノズルプレートによれば、ノズル内の液体のメニスカスの位置は吐出口から活性層を隔てた酸化膜層に残留する撥液膜の位置に制御される。そのため、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００１５】
前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法において、前記撥液膜除去工程では、全面に撥液膜を形成する前記ＳＯＩ基板を、前記酸化膜層に形成される前記撥液膜を残しつつ前記支持層と前記活性層に形成される前記撥液膜を除去する条件下で洗浄すること、を特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、全面に撥液膜を形成するＳＯＩ基板を洗浄するだけで、酸化膜層と撥液膜との結合力により、酸化膜層に形成される前記撥液膜が残るので、ノズルプレートの製造が容易である。
【００１７】
前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のノズルプレートの製造方法において、前記活性層の面の表面エネルギーをＥｓ１、前記支持層の面の表面エネルギーをＥｓ２、前記酸化膜層に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｈとするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈの条件を満たすこと、を特徴とする。
【００１８】
前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のノズルプレートの製造方法において、前記支持層の表面に親液処理を行うことにより、Ｅｓ２＞Ｅｓ１とすることを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法において、前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程を更に有することを特徴とする。
【００２０】
前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のノズルプレートの製造方法において、前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程は、前記ノズル内を塞いだ状態で前記液体の吐出面側のみに撥液処理を行って、前記液体の吐出面に撥液膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のノズルプレートの製造方法において、前記液体の吐出面に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｏとするとき、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈ≧Ｅｏの条件を満たすことを特徴とする。
【００２２】
前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有し、第１活性層と第２活性層と支持層と前記第１活性層および第２活性層に挟まれる第１酸化膜層と前記第２活性層および前記支持層に挟まれる第２酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、前記第１活性層と前記第１酸化膜層と前記第２活性層をエッチングし第１開口部を形成する第１開口部形成工程と、前記第１開口部と前記第１活性層の表面に撥液膜を形成する第１開口部側撥液膜形成工程と、前記支持層および前記第２酸化膜層をエッチングし前記第１開口部と貫通する第２開口部を形成して前記ノズルを形成する第２開口部形成工程と、前記第２開口部と前記支持層の表面に撥液膜を形成する第２開口部側撥液膜形成工程と、前記第１開口部側撥液膜形成工程により前記第１開口部に形成される撥液膜のうち前記第１酸化膜層の部分に形成される第１撥液膜、および、前記第２開口部側撥液膜形成工程により前記第２開口部に形成される撥液膜のうち前記第２酸化膜層の部分に形成される第２撥液膜が残留するように前記第１撥液膜の部分および前記第２撥液膜の部分以外の撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、を有し、前記第１撥液膜の表面エネルギーは前記第２撥液膜の表面エネルギーよりも低いこと、を特徴とする。
【００２３】
本発明の製造方法により製造されるノズルプレートによれば、ノズル内の圧力の条件によりメニスカスの位置を第１撥液膜と第２撥液膜で挟まれた範囲内に収めることができる。そのため、ノズル内における液体のメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００２４】
前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のノズルプレートの製造方法において、前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程を更に有することを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のノズルプレートの製造方法において、前記液体の吐出面に撥液膜を形成する工程は、前記ノズル内を塞いだ状態で前記液体の吐出面側のみに撥液処理を行って、前記液体の吐出面に撥液膜を形成することを特徴とする。
【００２６】
前記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、液体が吐出するノズルを有し、支持層と活性層と前記支持層および前記活性層に挟まれる酸化膜層とを備えるＳＯＩ基板を用いるノズルプレートの製造方法において、前記ＳＯＩ基板に前記液体が吐出する吐出口を前記活性層側に設けるノズルを形成するノズル形成工程と、前記液体の吐出面に酸化膜層を形成する工程と、前記ノズルが形成されるとともに、前記液体の吐出面に酸化膜層が形成された前記ＳＯＩ基板の全面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記ノズル内の酸化膜層と前記液体の吐出面に形成される酸化膜層とに形成する前記撥液膜を残留しつつ、前記支持層と前記活性層に形成する前記撥液膜を除去する撥液膜除去工程と、を有することを特徴とする。
【００２７】
前記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のノズルプレートの製造方法において、前記活性層の面の表面エネルギーをＥｓ１、前記支持層の面の表面エネルギーをＥｓ２、前記ノズル内の酸化膜層に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｈ、前記液体の吐出面に形成する撥液膜の面の表面エネルギーをＥｏとするとき、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈ≧Ｅｏの条件を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ノズル内のメニスカス位置を精度よく制御することにより、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができるノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態のノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図２】第１実施形態のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【図３】吐出面に撥液膜を形成したノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図４】予め活性層に重ねて酸化膜のマスク層を形成したノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図５】第２実施形態のノズルプレートのノズル近傍の拡大図である。
【図６】第２実施形態のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【図７】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図８】図７中８−８線に沿う断面図である。
【図９】図７に示した印字ヘッドの一部を拡大した詳細図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【図１１】図１０に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図１２】本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。
【図１３】特許文献１のノズルプレートの要部の拡大図である。
【図１４】特許文献１のノズルプレートの製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のノズルプレート１１のノズル近傍の拡大図である。図１に示すように、第１実施形態のノズルプレート１１は、支持層２１、Ｂｏｘ層２２（酸化膜層）、活性層２３からなるＳＯＩ基板について、活性層２３側に吐出口を設けたノズル２４が形成されるものである。そして、本発明の特徴点として、ノズル２４内のＢｏｘ層２２の部分に内面２４Ａの一周に亘って帯状の撥液膜２６が形成されている。これにより、ノズル２４の内面は、吐出口から順に親液性を有する活性層２３の面（第１親液面）、撥液性を有する帯状の撥液膜２６の面（撥液面）、親液性を有する支持層２１の面（第２親液面）により形成されている。
【００３２】
なお、より親液性を得るため、ノズル２４の内面における活性層２３の面や支持層２１の面に親液処理を行うことにより、第１親液面と第２親液面を作成してもよい。
【００３３】
このような第１実施形態のノズルプレート１１によれば、図１に示すように、ノズル２４の吐出口から活性層２３を隔てた帯状の撥液膜２６の位置（詳細には支持層２１との境界位置）に、インクのメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００３４】
ここで、第１実施形態のノズルプレート１１の製造方法について、図２を用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すような支持層２１、Ｂｏｘ層２２、活性層２３からなるＳＯＩ基板２０を用意する。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２０に対してエッチングを行いノズル２４を作成する（ノズル形成工程）。具体的には、活性層２３の表面に感光性樹脂を塗布した後に、プリベーク、露光、現像処理、ポストベークを行い、レジストをパターニングする（不図示）。そして、パターニングされたレジストを用いて活性層２３のシリコン、Ｂｏｘ層２２、支持層２１のシリコンのドライエッチングを行う。次に、レジストを剥離液で除去する。なお、必要に応じてポリマー除去を行ってもよい。
【００３６】
次に、ノズルプレートの撥液処理を行う（撥液膜形成工程）。具体的には、図２（ｃ）に示すように、ノズル２４が形成されるＳＯＩ基板２０の全面に撥液膜２５を形成する。撥液膜２５の形成にあたっては、ディップコート、スピンコート、ベーパー処理（蒸気）、蒸着、ＣＶＤなどの方法を用いる。撥液膜２５としてはフッ素基を含有する単分子膜であることが望ましい。具体例として、フルオロアルキルシランなどが考えられる。
【００３７】
次に、アセトンなどで洗浄する（撥液膜除去工程）。これにより、図２（ｄ）に示すように、Ｂｏｘ層２２に付着している撥液膜２５は密着性が高いので除去されず、Ｂｏｘ層２２以外に付着している撥液膜２５のみが除去され、Ｂｏｘ層２２の部分に帯状の撥液膜２６が形成される。なお、撥液膜２５を蒸着やＣＶＤなどで成膜して全体的にＳＯＩ基板２０との密着性が高くアセトンなどで洗浄しても除去できない場合には、撥液膜２５が不要な部分にレーザーやＵＶ光、真空紫外光を照射して除去してもよい。
【００３８】
以上のように、第１実施形態のノズルプレート１１が製造される。なお、ノズルプレート１１は支持層２１とＢｏｘ層２２と活性層２３が精度よく形成されるＳＯＩ基板を使用するので、帯状の撥液膜２６の位置が精度よく形成される。また、ノズル２４内面における撥液性は支持層２１の面や活性層２３の面に比べて帯状の撥液膜２６の面が高い。そのため、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置は、吐出口から活性層２３を隔てた帯状の撥液膜２６の位置（詳細には支持層２１との境界位置）に精度よく制御される。
【００３９】
なお、ノズル２４の内面において、支持層２１の面の表面エネルギーをＥｓ２、帯状の撥液膜２６の面の表面エネルギーをＥｈ、活性層２３の面の表面エネルギーをＥｓ１、とするときに、Ｅｓ２≧Ｅｓ１＞Ｅｈの条件を満たすことが望ましい。この条件を満たすことにより、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置をＢｏｘ層２２の部分に付着している帯状の撥液膜２６の位置とすることができる。そのため、ノズル２４内におけるインクのメニスカスの保持位置を精度よく制御でき、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００４０】
通常、ＳＯＩ基板においては支持層２１と活性層２３は同じ材料（シリコン）で形成され、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）＝（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）となるが、例えば、支持層２１の表面に親液処理を行うことにより、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）＞（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）としてもよい。
【００４１】
また、図３に示すノズルプレート１２や図４に示すノズルプレート１３のように、さらに、インクの吐出面（１２Ａ、１３Ａ）に撥液膜２７を形成してもよい。図３に示すノズルプレート１２の製造方法としては、前記のノズルプレート１１の製造方法の後、さらにノズル２４内を塞いだ状態でインクの吐出面１２Ａ側のみに撥液処理を行う方法やノズル形成後、吐出面１２Ａ側のみに酸化膜層を形成し、撥液膜２６と同時に撥液膜２７を形成する方法が考えられる。
【００４２】
図４に示すノズルプレート１３の製造方法としては、マスク層２８を使用した状態で撥液処理を行う方法が考えられる。具体的には、図４（ａ）に示すようにＳＯＩ基板２０を用意し、図４（ｂ）に示すように予め活性層２３に重ねて酸化膜であるマスク層２８を形成し、図４（ｃ）に示すようにＳＯＩ基板２０に対してエッチングを行いノズル２４を作成し、図４（ｄ）に示すようにＳＯＩ基板２０の全面に撥液膜２５を形成した後に、アセトンなどで洗浄することにより、図４（ｅ）に示すようにノズルプレート１３にはノズル２４内のＢｏｘ層２２に相当する部分に帯状の撥液膜２６が形成されるとともに、インクの吐出面１３Ａおよびノズル２４内のマスク層２８に相当する部分に撥液膜２７が形成されることになる。
【００４３】
ノズル２４の内面において、撥液膜２７の面の表面エネルギーをＥｏとすると、（支持層２１の面の表面エネルギーＥｓ２）≧（活性層２３の面の表面エネルギーＥｓ１）＞（帯状の撥液膜２６の面の表面エネルギーＥｈ）≧（撥液膜２７の面の表面エネルギーＥｏ）、の条件を満たすことが望ましい。この条件を満たすことにより、支持層２１の面や活性層２３の面よりも帯状の撥液膜２６の面のほうが撥液性は高い。そのため、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置は帯状の撥液膜２６部分となる。また、帯状の撥液膜２６面よりも吐出面（１２Ａ、１３Ａ）の撥液膜２７の面のほうが撥液性が高い。そのため、ノズル２４内でメニスカスが崩壊しインクが帯状の撥液膜２６で規定されるメニスカス位置を超えた場合であっても、吐出面（１２Ａ、１３Ａ）にインクが濡れ広がり難い。したがって、インク液滴の吐出性能の向上を図ることができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態のノズルプレート１４のノズル近傍の拡大図である。図５に示すように、第２実施形態のノズルプレート１４は、ノズル２４内において内面２４Ａの一周に亘って帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）が２つ形成されている点が、第１実施形態のノズルプレート１１と異なる。そして、２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の面の表面エネルギーはそれぞれ異なり、インクの吐出面１４Ａから遠い帯状の第２撥液膜２６Ｂに対してインクの吐出面１４Ａから近い帯状の第１撥液膜２６Ａの表面エネルギーは低い。
【００４５】
以上のような第２実施形態のノズルプレート１４により、ノズル２４内の圧力を調整して一旦ノズル２４内のインクのメニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御すれば、ノズル２４近傍のインクの増粘による目詰まり等の不具合を防止するためにメニスカスを微振動させた場合でも、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に維持することができる。また、同様にして、不吐出時にノズル２４からインクが漏出することを防止するために後述する液体負圧装置によりノズル２４内のインクに負圧を与えた場合でも、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に維持することができる。
【００４６】
なお、ノズル２４内のインクのメニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御するために、第２撥液膜２６Ｂの面は、後述する圧力室からインクの供給圧を与えた場合にはインクが濡れ広がるのに対して、メニスカスを微振動させた場合や後述する液体負圧装置によりノズル２４内のインクに負圧を与えた場合にはインク濡れ広がらない程度の撥液性を実現する表面エネルギーの高さであることが望ましい。
【００４７】
さらに、フルライン型のヘッドにおけるノズルプレートとして使用する際に複数あるノズル２４間で圧力差が生じる場合であっても、メニスカスの位置を２つの帯状の撥液膜（２６Ａ、２６Ｂ）の間に制御することができる。
【００４８】
第２実施形態のノズルプレート１４の製造方法について、図６を用いて説明する。まず、図６（ａ）に示すような第１活性層２３Ａ、第１Ｂｏｘ層２２Ａ（第１酸化膜層）、第２活性層２３Ｂ、第２Ｂｏｘ層２２Ｂ（第２酸化膜層）、支持層２１からなるＳＯＩ基板３０を用意する。そして、図６（ｂ）に示すように、シリコンからなる第１活性層２３Ａに対しドライエッチングを施し、図６（ｃ）に示すように第１Ｂｏｘ層２２Ａに対しドライエッチングを施し、図６（ｄ）に示すように第２活性層２３Ｂに対しドライエッチングを施すことにより、第１開口部３１Ａを作成する（第１開口部形成工程）。
【００４９】
次に、図６（ｅ）に示すように、ＳＯＩ基板３０について第１開口部３１Ａの開口側の面に、撥液膜２５Ａを形成する。具体的には、第１開口部３１Ａおよび第１活性層２３Ａの表面に撥液膜２５Ａを形成する（第１開口部側撥液膜形成工程）。次に、図６（ｆ）に示すように支持層２１に対しドライエッチングを施し、第２開口部３１Ｂを作成し、さらに、図６（ｇ）に示すように第２Ｂｏｘ層２２Ｂに対しドライエッチングを施し、第１開口部３１Ａと第２開口部３１Ｂを貫通させてノズル２４を形成する（第２開口部形成工程）。
【００５０】
次に、図６（ｈ）に示すように、ＳＯＩ基板３０について撥液膜２５Ａが形成されていない面に、撥液膜２５Ｂを形成する（第２開口部側撥液膜形成工程）。なお、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａには、第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂより表面エネルギーが低い材料を使用する。例えば、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａおよび第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂについて、共に材料としてフルオロアルキルシランを使用する場合には、第１開口部３１Ａ側の撥液膜２５Ａではフッ素基の数が多く表面エネルギーが低い（表面張力の小さい）フルオロアルキルシランを使用し、第２開口部３１Ｂ側の撥液膜２５Ｂではフッ素基の数が少なく表面エネルギーが高い（表面張力の大きい）フルオロアルキルシランを使用することが考えられる。
【００５１】
次に、図６（ｉ）に示すように、アセトンなどで洗浄することにより撥液膜（２５Ａ、２５Ｂ）の不要部分を除去することにより、ノズル２４内の第１Ｂｏｘ層２２Ａの部分に帯状の第１撥液膜２６Ａを形成し、第２Ｂｏｘ層２２Ｂの部分に帯状の第２撥液膜２６Ｂを形成する（撥液膜除去工程）。なお、第１実施形態のノズルプレート（１２、１３）と同様に、さらに、インクの吐出面１４Ａに撥液膜を形成してもよい。
【００５２】
以上のような製造方法により、第２実施形態のノズルプレート１４が形成される。
【００５３】
〔ヘッドの構造〕
次に、本発明のノズルプレートを有するヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド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によってヘッドを示すものとする。
【００５４】
図７（ａ）はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図７（ｂ） はその一部の拡大図である。また、図７（ｃ） はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図８は１つの液滴吐出素子（１つのノズル２４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(a) 中の８−８線に沿う断面図）である。
【００５５】
記録紙上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図７（ａ）,（ｂ） に示したように、インク吐出口であるノズル２４と、各ノズル２４に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。 
【００５６】
記録紙の送り方向と略直交する方向に記録紙の全幅に対応する長さにわたり１列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７（ｃ） に示すように、複数のノズル２４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記録紙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を構成してもよい。
【００５７】
各ノズル２４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２４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。
【００５８】
図８に示したように、ヘッド５０はノズルプレート（１１，１２、１３、１４）と流路基板５９とから形成されている。そして、流路基板５９には圧力室５２、供給口５４、共通流路５５などが形成されている。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。
【００５９】
圧力室５２の一部の面（図８において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。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２４からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８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体を用いた圧電素子が好適に用いられる。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。
【００６０】
上述した構造を有するインク室ユニット５３を図９に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
【００６１】
すなわち、主走査方向に対してある角度θ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、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル２４が一定のピッチＰ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。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００６２】
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に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）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００６３】
特に、図９に示すようなマトリクス状に配置されたノズル２４を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル２４-11 、２４-12 、２４-13 、２４-14 、２４-15 、２４-16 を１つのブロックとし（他にはノズル２４-21 、…、２４-26 を１つのブロック、ノズル２４-31 、…、２４-36 を１つのブロック、…として）、記録紙の搬送速度に応じてノズル２４-11 、２４-12 、…、２４-16 を順次駆動することで記録紙の幅方向に１ラインを印字する。
【００６４】
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、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を副走査と定義する。
【００６５】
そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００６６】
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。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５８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。
【００６７】
〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、上述したヘッドを備えた画像記録装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。
【００６８】
図１０は、本発明に係る画像記録装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、被記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。
【００６９】
インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙと連通されている。
【００７０】
なお、不吐出時に各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに備わるノズル２４からインクが漏出することを防止するために、ノズル２４内部のインクに負圧を与える液体負圧装置を設けてもよい。この液体負圧装置では、負圧を与えるにあたって、ノズル２４と連通するインク貯蔵／装填部１１４（例えば、インクカートリッジやインクタンク、サブタンクなど）において、ポンプ（不図示）により空気の供給排出による圧力調整を行い負圧を発生させる負圧発生室が設けられている。
【００７１】
給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００７２】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１０ように、裁断用のカッター（第１のカッター）１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。
【００７３】
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００７４】
ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１１に示したとおり、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。
【００７５】
ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（図１２中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１０上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１０の左から右へと搬送される。
【００７６】
縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。
【００７７】
ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００７８】
印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの被記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図１１参照）。
【００７９】
ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００８０】
ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
【００８１】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００８２】
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００８３】
図１０に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。
【００８４】
本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。
【００８５】
印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。
【００８６】
後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００８７】
こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。
【００８８】
〔制御系の説明〕
図１２は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００８９】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。
【００９０】
ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００９１】
システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
【００９２】
画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００９３】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従って搬送系のモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。
【００９４】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ８４に供給してヘッド５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
【００９５】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図１２において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００９６】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ７４に記憶される。
【００９７】
ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド５０の各ノズル２４に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００９８】
こうして、ヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がヘッド５０に加えられることによって、該当するノズル２４からインクが吐出される。記録紙１１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。
【００９９】
上記のように、プリント制御部８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【０１００】
印字検出部１２４は、図１０で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ７２に提供する。
【０１０１】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【０１０２】
以上、本発明のノズルプレートおよびノズルプレートの製造方法、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。  
【０１０３】
例えば、本発明のノズルプレートは、画像形成装置に限らない液体吐出装置にも使用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１１、１２、１３…ノズルプレート（第１実施形態）、１４…ノズルプレート（第２実施形態）、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ…吐出面、２０…ＳＯＩ基板、２１…支持層、２２…Ｂｏｘ層、２３…活性層、２４…ノズル、２６…帯状の撥液膜、２６Ａ…第１撥液膜、２６Ｂ…第２撥液膜、２７…撥液膜、２８…マスク層、３０…ＳＯＩ基板、３１Ａ…第１開口部、３１Ｂ…第２開口部