(57)【要約】【課題】製造工程を簡略化できるインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１は、ヘッド基材２、第１圧電部材３及び第２圧電部材４を有するヘッド本体部と、ヘッド本体部の吐出面に取り付けられ、バクテリアセルロースを含むプレート基材４１を有するノズルプレート８とを備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド本体部と、
前記ヘッド本体部の吐出面に取り付けられ、バクテリアセルロースを含むプレート基材を有するノズルプレートとを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記ノズルプレートは、
前記プレート基材の吐出側の面に設けられた金属層と、
前記金属層の吐出面に設けられた硫黄を含む有機材料を有する保護層とを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記保護層の有機材料は、チオール化合物であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記保護層の有機材料は、疎油基を含むチオール化合物であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記保護層の有機材料は、直鎖状のアルキル基を含むチオール化合物であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記保護層の有機材料は、Ｘを疎油基とすると、ＳＨ−ＣｍＨ２ｍ−Ｘ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ（ｍ、ｎ：偶数）の化学式で示すチオール化合物であることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記ｍ及びｎは、
ｍ＝ｎ
であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記ｎは、
８≦ｎ≦１８
であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するためのノズルが形成されたインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出面に設けられたノズルプレートを有し、印刷装置に設けられるインクジェットヘッドが知られている。
【０００３】
特許文献１には、金属板と、金属板の吐出側の面に設けられた樹脂層とを備えたノズルプレートが開示されている。金属板は、機械的強度を向上させるために樹脂層よりも厚く形成されている。ノズルが、金属板と樹脂層とを貫通するように形成されている。インクは、このノズルから吐出される。
【０００４】
特許文献１のノズルプレートの製造方法では、金属板の一面に樹脂層を形成する。次に、所望のパターンのフォトレジスト膜を形成した後、金属板をエッチングする。この後、別のパターンのフォトレジスト膜を形成した後、樹脂層をエッチングする。これにより、金属板と樹脂層とを貫通するノズルが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９２１３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のノズルプレートでは、金属板に機械的強度が必要なため、金属板を樹脂層よりも厚く構成している。このため、特許文献１の製造方法は、ノズルを形成するために２度のエッチング必要となる。この結果、製造工程が複雑になるといった課題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、製造工程を簡略化できるインクジェットヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドの第１の特徴は、ヘッド本体部と、前記ヘッド本体部の吐出面に取り付けられ、バクテリアセルロースを含むプレート基材を有するノズルプレートとを備えている。
【０００９】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第２の特徴は、前記ノズルプレートは、前記プレート基材の吐出側の面に設けられた金属層と、前記金属層の吐出面に設けられた硫黄を含む有機材料を有する保護層とを更に備えている。
【００１０】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第３の特徴は、前記保護層の有機材料は、チオール化合物である。
【００１１】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第４の特徴は、前記保護層の有機材料は、疎油基を含むチオール化合物である。
【００１２】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第５の特徴は、前記保護層の有機材料は、直鎖状のアルキル基を含むチオール化合物である。
【００１３】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第６の特徴は、前記保護層の有機材料は、Ｘを疎油基とすると、ＳＨ−ＣｍＨ２ｍ−Ｘ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ（ｍ、ｎ：偶数）の化学式で示すチオール化合物である。
【００１４】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第７の特徴は、前記ｍ及びｎは、
ｍ＝ｎ
である。
【００１５】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの第８の特徴は、前記ｎは、
８≦ｎ≦１８
である。
【発明の効果】
【００１６】
第１の特徴によれば、高強度のバクテリアセルロースからなるプレート基材を有するノズルプレートを備えているので、機械的強度を維持するために必要な、比較的厚い金属板等を省略することができる。このように加工がし難い厚い金属板等を省略することにより、第１の特徴は、製造工程を簡略化して、容易にノズルを形成することができる。
【００１７】
第２の特徴によれば、バクテリアセルロースを含むプレート基材を有するので、加工が容易であると共に、機能を発揮可能な必要最小限の厚さまで金属層を薄くすることができる。これにより、第２の特徴は、導電性を有するノズルを容易に形成することができる。また、金属層により、硫黄を含む保護層と金属層とを共有結合させて、保護層とプレート基材との剥離を抑制できる。
【００１８】
第３の特徴によれば、保護層がチオール化合物からなるので、保護層を自己組織化された緻密な単分子膜によって構成することができる。
【００１９】
第４の特徴によれば、保護層を構成するチオール化合物が疎油基を含むので、保護層が油性のインクをはじくことができる。これにより、保護層がインク溶剤で汚染されることを抑止できる。
【００２０】
第５の特徴によれば、保護層を構成するチオール化合物が直鎖状のアルキル基を含むので、分枝状のアルキル基を含むチオール化合物に比べて、保護層を自己組織化により緻密にすることができる。
【００２１】
第６の特徴によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す２つの整数（ｍ、ｎ）が偶数なので、単分子膜中の分子がノズル面上に規則正しく配列されやすい。これにより、保護層をより緻密にすることができる。
【００２２】
第７の特徴によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す２つの整数（ｍ、ｎ）が等しいので、保護層を構成する単分子膜中の分子の配列の規則性をより向上させ、同時に疎油基を保護層の最表面に配置することができる。
【００２３】
第８の特徴によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す「ｎ」を８以上にすることによって、チオール化合物分子が略円柱体形状になる。これにより、保護層がより緻密になる。また、「ｎ」を１８以下にすることによって、保護層のマクロ的な立体規則性を整えることができる。ここでいう立体規則性とは、保護層の表面平滑性を意味し、保護層の立体規則性が整うことで保護層の表面の平滑性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】ノズル近傍のノズルプレートの縦断面図である。
【図６】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。
【図７】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。
【図８】第２実施形態によるノズルプレートのノズル近傍の縦断面図である。
【図９】ノズルプレートの層構造を説明する図である。
【図１０】第３実施形態によるノズルプレートの図９相当図である。
【図１１】第４実施形態によるノズルプレートの図９相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明による第１実施形態のインクジェットヘッドについて説明する。図１は、第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、ノズル近傍のノズルプレートの縦断面図である。尚、以下の説明において、図１の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
【００２６】
図１〜図５に示すように、第１実施形態によるインクジェットヘッド１は、ヘッド基材２と、第１圧電部材３と、第２圧電部材４と、固定具５と、一対の電極６、７と、ノズルプレート８とを備えている。尚、ヘッド基材２と、第１圧電部材３と、第２圧電部材４とが、請求項のヘッド本体部に相当する。
【００２７】
ヘッド基材２は、樹脂からなる。ヘッド基材２は、立設部材１５と、中空部材１６と、側壁部材１７とを備えている。尚、立設部材１５、中空部材１６及び側壁部材１７は、一体的に形成されている。
【００２８】
立設部材１５は、直方体形状に形成されている。立設部材１５は、インクジェットヘッド１の横方向の中央部の上部に設けられている。立設部材１５は、中空部材１６の上面から上方へ伸びるように構成されている。
【００２９】
中空部材１６は、中空の直方体形状に形成されている。中空部材１６は、第２圧電部材４の上部を覆うように構成されている。中空部材１６の下面は、第２圧電部材４の上面と密着している。図３及び図４に示すように、中空部材１６の内側には、印刷装置のメインタンク（図示略）からインク３１が供給されるインク供給室３２が形成されている。インク供給室３２の下面及び左側面は、開口されている。
【００３０】
側壁部材１７は、直方体形状に形成されている。側壁部材１７は、インクジェットヘッド１の右側面を覆うように構成されている。側壁部材１７の前後方向の中央部には、インク供給孔１７ａが形成されている。インク供給孔１７ａは、外部とインク供給室３２とを繋げている。インク供給孔１７ａには、供給配管３５が接続されている。供給配管３５は、インク３１を供給するものである。
【００３１】
第１圧電部材３は、変形によってインク３１に圧力を作用させるものである。第１圧電部材３は、直方体形状のＰＺＴからなる。第１圧電部材３は、ヘッド基材２及び第２圧電部材４の左側に設けられている。第１圧電部材３の右側面の上部は、ヘッド基材２の中空部材１６の左側面と密着された状態で固定される。これにより、第１圧電部材３の上部の右側面によって、インク供給室３２の左側面が塞がれる。第１圧電部材３の右側面の下部は、第２圧電部材４の左側面と密着された状態で固定される。
【００３２】
図２及び図４に示すように、複数の第１溝２１が、第１圧電部材３の右側面の下部に形成されている。複数の第１溝２１は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第１溝２１は、前後方向に等間隔で形成されている。第１溝２１は、直方体状に形成されている。第１溝２１の右側面及び下面は、開口されている。一方、第１溝２１の前後面、左側面及び上面は、閉口されている。
【００３３】
第２圧電部材４は、第１圧電部材３とともに変形することによってインク３１に圧力を作用させるものである。第２圧電部材４は、直方体形状のＰＺＴからなる。第２圧電部材４は、ヘッド基材２の中空部材１６の下面であって、側壁部材１７と第１圧電部材４との間に設けられている。第２圧電部材４の左側面は、第１圧電部材３の下部の右側面と密着された状態で固定される。
【００３４】
図３及び図４に示すように、複数の第２溝２２が、第２圧電部材４の左側面に形成されている。複数の第２溝２２は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第２溝２２は、前後方向に等間隔で形成されている。複数の第２溝２２は、直方体状に形成されている。第２溝２２の左側面は、開口されている。また、第２溝２２は、第１溝２１と対向する位置に形成されている。これにより、第１圧電部材３と第２圧電部材４とが組み合わされると、第１溝２１と第２溝２２とによって、インク室３３が構成される。換言すると、インク室３３が、第１圧電部材３と第２圧電部材４とによって形成される。第２溝２２の下面は、第１溝２１の下面と同様に、開口されている。これにより、インク室３３の下面（吐出面）は、インク３１を吐出可能に開口される。第２溝２２の上面は、開口されている。これにより、ヘッド基材２の中空部材１６に形成されているインク供給室３２とインク室３３とが連結される。一方、第２溝２２の前後面及び右側面は、閉口されている。
【００３５】
固定具５は、ヘッド基材２と圧電部材３、４とを固定するものである。固定具５は、樹脂からなる。固定具５は、左右方向において、ヘッド基材２の右側面と第１圧電部材３の左側面とを押圧する。固定具５は、前後方向において、ヘッド基材２及び圧電部材３、４の前面と後面とを押圧する。これにより、ヘッド基材２、圧電部材３、４が互いに密着する。固定具５の底面には、インク３１を吐出するための開口部５ａが形成されている。
【００３６】
電極６、７は、圧電部材３、４に電圧を印加するものである。図２〜図４に示すように、電極６、７は、インク室３３を構成する第１溝２１及び第２溝２２の内面に形成されている。換言すれば、電極６、７は、インク室３３を構成する圧電部材３、４の内面に形成されている。電極６と電極７は、前後方向において、交互に設けられている。電極６、７は、印刷装置（図示略）に搭載された制御部（図示略）に接続されている。電極６と電極７との間には、制御部によって、圧電部材３、４を変形させるための所定の電圧が印加される。これにより、電極６と電極７とによって挟まれた領域の圧電部材３、４が変形して、インク３１に圧力を作用させることができる。
【００３７】
ノズルプレート８は、第１圧電部材３の下面（吐出面）と第２圧電部材４の下面（吐出面）とにわたって設けられている。ノズルプレート８は、略長方形の平面状に形成されている。複数のノズル８ａが、ノズルプレート８には形成されている。ノズル８ａは、ノズルプレート８を上下方向に貫通するように形成されている。複数のノズル８ａは、前後方向において、インク室３３に対応した位置に等間隔で形成されている。これにより、各インク室３３の下面は、各ノズル８ａにより、外部と貫通される。図１に示すように、複数のノズル８ａは、左右方向において、１個ずつ交互に左右にずれて形成されている。即ち、ノズル８ａは、第１溝２１または第２溝２２のいずれかに対応した位置に形成されている。ノズルプレート８は、プレート基材４１により構成されている。
【００３８】
プレート基材４１は、バクテリアセルロースからなる。バクテリアセルロースとは、酢酸菌によって生成される結晶性のセルロース繊維のことである。バクテリアセルロースは、一軸配向型である。これにより、バクテリアセルロースは、鋼鉄の約１．５倍の強度を有する高強度材料となる。バクテリアセルロースは、高いヤング率を有する。バクテリアセルロースの基本骨格は、約４ｎｍのセルロースミクロフィブリル（ナノファイバー）である。バクテリアセルロースのミクロフィブリルは、伸びきったセルロース分子鎖が水素結合された微結晶構造を有する。バクテリアセルロースのミクロフィブリルは、耐水性が高い。バクテリアセルロースのミクロフィブリルは、植物由来のセルロースに比べて、１００分の１〜１０００分の１の直径の繊維からなる。数本〜数十本のバクテリアセルロースのミクロフィブリルが束となっている。更に、この束が規則性の高い網目構造（高次構造）を有する。バクテリアセルロースは、接着剤等によることなく成型される。
【００３９】
（インクジェットヘッドの動作）
次に、インクジェットヘッド１の動作について説明する。まず、印刷装置の制御部が、インクポンプ（図示略）をオンに切り替える。これにより、インク３１が、メインタンクからインクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に供給される。次に、制御部は、印刷用紙を搬送しつつ、入力された画像データに応じて、電極６、７に電圧を印加する。これにより、圧電部材３、４が変形する。圧電部材３、４の変形によって圧縮されたインク室３３では、インク３１に圧力が作用するので、そのインク室３３のインク３１は、液滴となってノズルプレート８のノズル８ａから吐出される。液滴状のインク３１は印刷用紙に塗布されて、画像が印刷用紙に印刷される。
【００４０】
（インクジェットヘッドの製造工程）
次に、インクジェットヘッド１の製造工程について説明する。図６及び図７は、インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。
【００４１】
最初に、ノズルプレート８の製造について説明する。まず、液体培養によってバクテリアセルロースを培養する。具体的には、果糖フルクトースを主成分とする培地と酢酸菌とを３０個のフラスコに入れて、１０日間培養する。ここでいう培養は、前々培養〜本培養を含む。これにより、各フラスコから約６００ｍｇのバクテリアセルロースが生成される。従って、３０個のフラスコから約１８ｇのバクテリアセルロースが生成される。
【００４２】
ここで、酢酸菌は、結晶性セルロース繊維であるバクテリアセルロースを生産する。そして、酢酸菌は、菌体外へセルロース繊維を分泌する。これにより、酢酸菌は、分泌方向とは逆方向の噴出エネルギー機動力によって移動する。この機動力によって、それぞれの酢酸菌は、任意の方向に移動する。これにより、酢酸菌から分泌されたナノ繊維が網目状になる。この結果、バクテリアセルロースを含むゲル状の膜であるペリクルが形成される。ここで、本実施形態の方法によって製造されるバクテリアセルロースは、本物質中に含まれる菌体を含むセルロース性物質以外の不純物を取り除く処理を施すことができる。不純物を取り除く方法として、水洗、加圧脱水、希酸洗浄、アルカリ洗浄、次亜塩素酸ソード及び過酸化水素等の漂白剤による処理、菌体溶解酵素による処理、ラウリル硫酸ソーダ等の界面活性剤による処理、２００℃までの範囲の加熱洗浄等を単独及び併用して行う方法がある。これらの方法により、セルロース性物質から不純物を略完全に除去することができる。
【００４３】
次に、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液中に上述のバクテリアセルロースを注入した後、高速ホモジナイザーによって分散処理を行う。これにより、セルロースミクロフィブリルが均質に分散する。この後、セルロースミクロフィブリルが分散した分散液を、プレート基材４１の形態の成型型に流し込む。次に、成型型の分散液をプレスすることにより、ノズル８ａが形成されていないプレート基材４１が完成する。
【００４４】
次に、ヘッド基材２と、電極６、７が形成された第１圧電部材３及び第２圧電部材４とを組み立てる。この後、ヘッド基材２と圧電部材３、４とを固定具５によって固定する。
【００４５】
次に、図６に示すように、圧電部材３、４の吐出側の面（下面）にプレート基材４１を接着する。この状態で、図７に示すように、レーザ光５５ａをレーザ装置５５からノズルプレート８の所望の位置に照射して、ノズル８ａを形成する。この結果、インクジェットヘッド１が完成する。
【００４６】
（第１実施形態による効果）
次に、上述した第１実施形態によるインクジェットヘッド１の効果について説明する。
【００４７】
上述したように第１実施形態によるインクジェットヘッド１のノズルプレート８は、バクテリアセルロースによって構成されたプレート基材４１からなる。これにより、ノズルプレート８は、ノズル８ａを形成し難い金属板等を省略できるので、レーザ照射等により容易にノズル８ａを形成することができる。この結果、ノズルプレート８は、製造工程を簡略化できる。
【００４８】
ノズルプレート８のプレート基材４１を構成するバクテリアセルロースは、セルロース分子鎖が水素結合した微結晶構造を有するミクロフィブリルを基本骨格とする。これにより、ノズルプレート８は、耐水性を向上させることができるので、インク３１に含まれる水分によって劣化することを抑制できる。
【００４９】
ノズルプレート８のプレート基材４１を構成するバクテリアセルロースは、鋼鉄の約１．５倍の強度を有する一軸配向型の高強度材料である。これにより、ノズルプレート８は、強度を向上させることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、上述した実施形態のノズルプレートを変更した第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態によるノズルプレートのノズル近傍の縦断面図である。図９は、ノズルプレートの層構造を説明する図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００５１】
図８及び図９に示すように、第２実施形態によるノズルプレート８Ａは、プレート基材４１と、金属層４２と、發インク層（請求項の保護層に相当）４３とを備えている。
【００５２】
金属層４２は、發インク層４３がプレート基材４１から剥離することを抑制する機能を有する。金属層４２は、導電性を有するとともに、後周期遷移金属である銀からなる。尚、銀は、ルイス酸として機能する。金属層４２は、プレート基材４１の吐出面（下面）の全面に形成されている。金属層４２は接地されている。これにより、金属層４２は、インクの帯電を除去する。金属層４２は、多層に構成してもよい。多層にする場合は、標準電極電位の低い金属の層をバクテリアセルロースにより構成されるプレート基材４１と接する側に形成すると金属層４２は錆び難いため、好ましい。
【００５３】
發インク層４３は、インク３１を弾くものである。發インク層４３は、金属層４２の吐出面（下面）の全面に形成されている。發インク層４３は、有機材料のチオール化合物の一種であるビス（メルカプトオクチル）エーテルからなる。尚、ビス（メルカプトオクチル）エーテルの化学式は、ＳＨ−Ｃ８Ｈ１６−Ｏ−Ｃ８Ｈ１６−ＳＨである。ビス（メルカプトオクチル）エーテルは、アルキル基とアルキル基とを接続し、極性成分及び疎油性（親水性）を有するエーテル基を持つ。即ち、發インク層４３を構成するビス（メルカプトオクチル）エーテルは、油性インクを弾く性質（疎油性）を有する。また、ビス（メルカプトオクチル）エーテルの両端は、一対のメルカプト基（ＳＨ−）を有する。ここで、メルカプト基の硫黄（Ｓ）は、共有結合性の高さからルイス塩基として機能する。これにより、図９に示すように、ビス（メルカプトオクチル）エーテルの両端のメルカプト基（−ＳＨ）は、銀を含有する金属層４２と共有結合を形成する。この結果、疎油性を示すエーテル基は、外側（吐出側）へと配向する。ビス（メルカプトオクチル）エーテルは、一対の同じ直鎖状のアルキル基（−Ｃ８Ｈ１６−：オクチル基）がエーテル基の両側に結合された構造を有する。チオール化合物からなる發インク層４３は、自己組織化された単分子膜に構成される。發インク層４３は、約２ｎｍ〜約２００ｎｍの厚みを有する。
【００５４】
（インクジェットヘッドの動作）
第２実施形態のインクジェットヘッド１Ａでは、第１実施形態のインクジェットヘッド１と同様に、電極６と電極７との間に電圧が印加されると、インク３１が液滴としてノズルプレート８Ａのノズル８ａから吐出される。そして、液滴状のインク３１によって画像が印刷用紙に印刷される。ここで、吐出された液滴状のインク３１は、電極６、７間に印加される電圧によって帯電している。そして、帯電した状態のインク３１が、表面張力を超えるエネルギー状態になると、液滴状態を保持できず分裂（レイリー分裂）を引き起こす。このレイリー分裂は一度発生すると、連続して発生する。これにより、インク３１の液滴が霧状になる静電霧化現象が生じる。そして、この霧状のインク３１が、ノズルプレート８Ａの下面に達する。しかし、導電性を有する發インク層４３は、ノズルプレート８Ａの下面にあって、帯電したインク滴を除電する。また、インク滴のレイリー分裂が仮に生じても、疎油性のビス（メルカプトオクチル）エーテルからなる發インク層４３が形成されているので、インク３１は、發インク層４３によって弾かれる。この結果、ノズルプレート８Ａの下面にインク３１が付着することを抑制できる。
【００５５】
（ノズルプレートの製造方法）
次に、ノズルプレート８の製造方法について説明する。まず、第１実施形態と同様の製造方法によって、プレート基材４１を作成する。次に、無電解メッキ法により、プレート基材４１の吐出側の面に銀からなる金属層４２を形成する。
【００５６】
次に、ビス（メルカプトオクチル）エーテルをエタノール等のアルコールに溶解させて、ビス（メルカプトオクチル）エーテルの体積モル濃度が１ｍｏｌ／ｌの發インク層溶液を調製する。この後、金属層４２の吐出面に發インク層溶液を塗布（ディップコーティング）する。この状態で、プレート基材４１を室温中で放置する。これにより、發インク層溶液内のアルコールが蒸発して、ビス（メルカプトオクチル）エーテルからなる發インク層４３が、金属層４２の吐出面に形成される。ここで、チオール化合物であるビス（メルカプトオクチル）エーテルは、自己組織化して単分子膜となる。これにより、ノズルプレート８Ａが完成する。尚、ノズル８ａは、第１実施形態と同様に、インクジェットヘッド１Ａに取り付けられた後、レーザ光５５ａによって開けられる。
【００５７】
（第２実施形態の効果）
次に、上述した第２実施形態のノズルプレート８Ａの効果について説明する。
【００５８】
第２実施形態によるノズルプレート８Ａは、バクテリアセルロースからなるプレート基材４１を有するので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５９】
また、上述したようにノズルプレート８Ａは、バクテリアセルロースからなるプレート基材４１を有する。このため、金属を含有する金属層４２を薄くすることができる。これにより、レーザ光５５ａによって容易にノズル８ａを形成することができる。
【００６０】
また、ノズルプレート８Ａは、後周期遷移金属を含む導電性の金属層４２と、吐出面に形成された疎油性のエーテル基を有するビス（メルカプトオクチル）エーテルからなる發インク層４３を備えている。これにより、印刷時に、帯電したインク滴を除電することができる。また、吐出されて霧状になったインク３１が仮に生じたとしても、發インク層４３で弾かれて、インク３１が發インク層４３に堆積することはない。この結果、ノズルプレート８Ａの吐出面が汚れることを抑制できるので、ワイパー等によるクリーニング作業を低減できる。更に、ワイパーによるクリーニング作業を低減することによって、インク付着の原因のひとつである傷が、發インク層４３に生じることを抑制できる。この結果、ノズルプレート８Ａは、インク３１が發インク層４３に付着することをより効果的に抑制できる。
【００６１】
また、ノズルプレート８Ａは、發インク層４３によりインク３１の付着を抑制することによって、ノズル８ａが、凝集したインク３１の色材によって塞がれることを抑制できる。これにより、ノズルプレート８Ａは、インク３１が所望の方向（真下方向）とは異なる方向に吐出されることを低減できるので、印刷される画像品質の劣化を抑制できる。
【００６２】
また、ノズルプレート８Ａの發インク層４３は、メルカプト基を有するビス（メルカプトオクチル）エーテルにより構成されている。これにより、ノズルプレート８Ａは、發インク層４３を自己組織化した緻密な単分子膜によって構成することができる。
【００６３】
また、ノズルプレート８Ａの發インク層４３は、一対のメルカプト基を有するビス（メルカプトオクチル）エーテルにより構成されている。これにより、ビス（メルカプトオクチル）エーテル分子の両端のメルカプト基が、銀を含有する金属層４２と共有結合する。この結果、ノズルプレート８Ａは、發インク層４３と金属層４２との結合をより強固にできるので、發インク層４３の剥離を抑制できる。
【００６４】
また、ノズルプレート８Ａの發インク層４３は、エーテル基の両側に同じ直鎖状のオクチル基を有するビス（メルカプトオクチル）エーテルによって構成されている。これにより、ノズルプレート８Ａは、分枝状のオクチル基を有するチオール化合物によって構成するよりも、發インク層４３をより緻密にすることができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、上述した実施形態のノズルプレートの發インク層を変更した第３実施形態について説明する。図１０は、第３実施形態によるノズルプレートの図９相当図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００６６】
図１０に示すように、第３実施形態によるノズルプレート８Ｂは、メルカプト基（−ＳＨ）を１つ含むメルカプトオクチルエーテルによって構成された發インク層４３Ｂを備えている。尚、メルカプトオクチルエーテルの化学式は、ＯＨ−Ｃ８Ｈ１６−ＳＨである。このように構成した場合も、メルカプトオクチルエーテルのメルカプト基（−ＳＨ）は、金属層４２の銀と共有結合する。一方、エーテル基は、吐出側に配置されるので、油性のインク３１を弾く。
【００６７】
これにより、第３実施形態によるノズルプレート８Ｂにおいても、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
＜第４実施形態＞
次に、上述した実施形態のノズルプレートの發インク層を変更した第４実施形態について説明する。図１１は、第４実施形態によるノズルプレートの図９相当図である。尚、第４実施形態は、水性インク用のノズルプレートに本発明を適用したものである。上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００６９】
図１１に示すように、第４実施形態によるノズルプレート８Ｃは、ｎ−オクタンチオールによって構成された發インク層４３Ｃを備えている。尚、ｎ−オクタンチオールの化学式は、Ｃ８Ｈ１７−ＳＨである。このように構成した場合でも、ｎ−オクタンチオールのメルカプト基（−ＳＨ）は、金属層４２の銀と共有結合する。一方、疎水性のアルキル基（−Ｃ８Ｈ１７）は、吐出側に配置されるので、發インク層４３Ｃは水性のインク３１を弾く。
【００７０】
これにより、第４実施形態によるノズルプレート８Ｃは、水性のインク３１に対して、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００７２】
上述した各実施形態の構成の材料、形状、数値、配置等は適宜変更可能である。
【００７３】
また、上述したノズルプレートの製造方法は、適宜変更可能である。例えば、バクテリアセルロースの培養としては、液体培養の代わりに、固体培養、嫌気培養、透析培養、回分培養、連続培養等によって培養してもよい。培養は、生物触媒を用いて常温下で搬送させるためのバイオリアクター（生物反応器）内で行われる。
【００７４】
また、發インク層（保護層）をジスルフィド基（−Ｓ−Ｓ−）、モノスルフィド基（−Ｓ−）、チオフェン等の硫黄を含む有機材料により構成してもよい。
【００７５】
また、油性インク用のノズルプレートの場合、發インク層の疎油基（親水基）をエーテル基以外のカルボニル基、エステル基、イミノ基等の極性成分を有するものを適用してもよい。更に、發インク層を複数の疎油基（親水基）を有する材料によって構成してもよい。一方、水性インク用のノズルプレートの場合、疎水基としてアルキル基以外の疎水基を適用してもよい。
【００７６】
また、油性インク用のノズルプレートの場合、發インク層をビス（メルカプトオクチル）エーテル、メルカプトオクチルエーテル以外の疎油基（親水基）を有するチオール化合物等の有機材料によって構成してもよい。一方、水性インク用のノズルプレートの場合、ｎ−オクタンチオール以外の疎水基を有するチオール化合物等の有機材料によって發インク層を構成してもよい。
【００７７】
ここで、發インク層をチオール化合物により構成する場合、アルキル基（−ＣｎＨ２ｎ−）が直鎖状のものが好ましい。これにより、自己組織化される發インク層をより緻密にすることができる。
【００７８】
また、發インク層を化学式ＳＨ−ＣｍＨ２ｍ−Ｘ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨで表されるチオール化合物により構成してもよい。更に、炭素数を示すｍ、ｎの関係が、「ｍ＝ｎ」であることが好ましい。ここで、Ｘは疎油基である。より具体的にはエーテル基が好ましいが、カルボニル基、エステル基またはイミノ基であってもよい。
【００７９】
また、發インク層を化学式ＯＨ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、化学式ＳＨ−ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、化学式ＣｎＨ２ｎ＋１−ＳＨで表されるチオール化合物により構成する場合、「８≦ｎ≦１８」であることが好ましい。
【００８０】
「８≦ｎ」であるＯＨ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、ＳＨ−ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、ＣｎＨ２ｎ＋１−ＳＨの場合、半経験的分子軌道計算ソフトであるＭＯＰＡＣ（ハミルトニアンとしてＮＭＤＯ）により計算したチオール化合物の生成熱が「−４３．４８kcal/mol」以下と、相対的に小さくなるので、チオール化合物の変質や分解をより抑制できることがわかる。
【００８１】
また、「８≦ｎ」であるＯＨ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、ＳＨ−ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、ＣｎＨ２ｎ＋１−ＳＨの場合、
ＣＰＰ≒１
（ＣＰＰ：臨界充填パラメーター、Critical Packing Parameter）
となることから分子が略円柱体形状になる。これにより、チオール化合物の自己組織化を向上させて、發インク層の緻密性を向上させることができる。尚、ＣＰＰは、
ＣＰＰ＝Ｖ／（Ａ・Ｌ）
Ｖ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の占有体積
Ａ：アルカンチオールのメルカプト基（−ＳＨ）の占有面積
Ｌ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の長さ
で表せられる。
【００８２】
一方、「ｎ≦１８」であるＯＨ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、ＳＨ−ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、ＣｎＨ２ｎ＋１−ＳＨの場合、多価アルコール等の溶媒に溶け易く、發インク層を形成する工程において、容易に扱うことできる。尚、「ｎ≧１９」のチオール化合物は、粘度が高く、総じて溶媒に溶け難い性質を示す。
【００８３】
また、發インク層を化学式ＯＨ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、ＳＨ−ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−ＳＨ、または、ＣｎＨ２ｎ＋１−ＳＨで表されるチオール化合物により構成する場合、「ｍ」及び「ｎ」が偶数であることが好ましい。これにより、チオール化合物のアルキル鎖はいくぶん金属層の下面に対して水平に規則的に並び、發インク層の緻密性を向上させることができる。この結果、發インク層の安定性及び耐久性を向上させることができる。
【００８４】
上述した發インク層を形成する工程は、適宜変更可能である。
【００８５】
また、發インク層を形成した後、ポリエチレングリコールまたはプロピレングリコールによって發インク層を処理してもよい。これにより、發インク層をより緻密にすることができる。
【００８６】
また、發インク層（保護層）の末端が水酸基のチオール化合物の場合、發インク層の表面をシランカップリング剤（ポリシロキサン）によって処理しもてよい。これにより、發インク層にポリシロキサンを主鎖とする分子が導入される。この結果、發インク層をワイピングする際の、耐摩耗性を向上させることができる。
【００８７】
また、金属層に含まれる金属は適宜変更可能である。金属層は、多層に構成してもよい。多層にする場合は、標準電極電位の低い金属の層をバクテリアセルロースにより構成されるプレート基材と接する側に形成すると金属層は錆び難いため、好ましい。尚、金属層の銀（Ａｇ）の代わりに適用する材料は、後周期遷移金属（Late transition metal）の中から任意に選択することができる。これは、スルフィド（メルカプト基（S-H））が、その共有結合性の高さからソフトなルイス塩基として作用し、後周期遷移金属と強い結合を作りやすいためである。後周期遷移金属の中でも特に、金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）は強いルイス酸（エレクトロンアクセプター）として作用するため好適である（出典：タイトル：Novel Sterically Hindered Substituted Ferrocenes and Their Transition Metal Complexes.、著者；GREGSON  C.  K.  A.他、資料名：Organometallics、巻号ページ：Vol.23,  No.15,  Page.3674-3682（2004.07.19））。その他に好適に利用可能な後周期遷移金属としては、白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ））、または、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等を上げることができる。
【００８８】
また、金属層は、ＣＶＤ（化学気相成長法）等によって成膜された金属薄膜により構成してもよい。ここで金属層を構成する金属薄膜の材料としては、上述した銀、金等を適用することができる。尚、金属層は、接地させてもよい。
【００８９】
また、ノズルプレートの製造方法は適宜変更可能である。上述した実施形態では、液相から形成した發インク層を気相から形成してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１、１Ａ      インクジェットヘッド
２            ヘッド基材
３            圧電部材
４            圧電部材
５            固定具
５ａ          開口部
６、７        電極
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ    ノズルプレート
８ａ          ノズル
１５          立設部材
１６          中空部材
１７          側壁部材
１７ａ        インク供給孔
２１          第１溝
２２          第２溝
３１          インク
３２          インク供給室
３３          インク室
３５          供給配管
４１          プレート基材
４２          金属層
４３、４３Ｂ、４３Ｃ    發インク層
５５          レーザ装置
５５ａ        レーザ光
【図１】
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【図２】
2011131396.tif 000004
【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】
2011131396.tif 000009
【図８】
2011131396.tif 000010
【図９】
2011131396.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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