(57)【要約】【課題】液体を適切に吐出させる。【解決手段】液室４５に充填された液体をノズル７１から吐出する液体吐出ヘッド３３に設けられ、液室４５の壁面を形成し、ノズル７１が形成された金属材料からなるノズルシート４３を電鋳で形成し、このノズルシート４３の少なくとも液室側となる主面７３に電解研磨による親水処理を施し、更に加熱処理を施す。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
上記液室の壁面を形成し、上記ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、
上記ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
上記加熱処理の温度は、６０℃以上であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液室に充填された液体を押圧するヘッドチップと、上記液室の壁面を形成し、上記ヘッドチップによって押圧された液体を吐出するノズルが形成された金属材料からなるノズルシートとを有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
上記ノズルシートを電鋳により作製した後、上記ノズルシートの少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理を施し、更に加熱処理を施し、
上記ノズルシートの電解研磨及び加熱処理が施された主面に上記ヘッドチップを貼り合わせて、上記液室を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
上記加熱処理の温度は、６０℃以上であることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
液室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置において、
上記液体吐出ヘッドは、上記液室の壁面を形成し、上記ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、
上記ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
上記加熱処理の温度は、６０℃以上であることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液室に充填された液体に対する濡れ性が向上されたノズルシートを備える液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドの製造方法並びにこの液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する装置としては、例えば対象物となる記録紙に対してインクを吐出させて、画像や文字を印刷するインクジェット型のプリンタ装置（以下、プリンタ装置）がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、印刷時における騒音が極めて小さく、高速印刷が可能であり、しかも普通紙に対してインクを定着させるための特別な処理を必要としないといった特徴を有する。
【０００３】
このプリンタ装置は、インクを発熱抵抗体で加熱し、発生した気泡の成長によりインクを押圧して吐出させるサーマルインクジェット方法等、種々の方法でインクを吐出する。このプリンタ装置には、インクを吐出するインク吐出ヘッドと、インクを貯蔵するインクタンクと、インクタンクからインク吐出ヘッドにインクを供給するインク供給系とが設けられている。
【０００４】
インク吐出ヘッドは、インクを吐出させるためのノズルが形成されたノズルシートと、インクをノズルから吐出させるために、インクを押圧する圧力発生素子として発熱抵抗体が設けられた回路基板とから形成されている。このインク吐出ヘッドは、ノズルシートのノズルと回路基板の発熱抵抗体とが対向するように、フィルムを介してノズルシートと回路基板とを接着して形成される。このインク吐出ヘッドには、１つの発熱抵抗体を回路基板とフィルムとノズルシートとで囲む液室が設けられている。プリンタ装置では、このインク吐出ヘッドの液室にインクタンクからインク流路系を介してインクが充填され、液室に充填されたインクを発熱抵抗体で加熱し、液室内のインク中に発生した気泡の成長により、ノズルからインクを押し出して吐出する。
【０００５】
インク供給系は、インクタンクからインク吐出ヘッドの液室やノズルにインクを供給する供給路を形成する。このインク供給系は、印刷時にインクを連続的かつ瞬間的にインク吐出ヘッドへ供給して円滑に印刷を行わせるため、プリンタ装置の重要な構成部分となっている。
【０００６】
このインク供給系を構成する材料は、特にインクとの接液面において耐インク性に優れ、しかも印刷時においてインクを停滞させることなく、連続的で円滑にインク吐出ヘッドにインクを移送させるため、インクとの接触角が小さく、濡れ性が良いことが等の物理特性を有することが要求される。さらに、インク供給系を構成する材料としては、材料の加工、成型及び組み立てが簡易にできることなど、プリンタ装置の製造工程上の特性も要求される。インク供給系を構成する材料の選択は、これらの観点を踏まえて行われる。
【０００７】
例えば、インク供給系を構成する材料としては、各種材料、ガラス、各種金属等が用いられる。このような材料で形成されたインク供給系では、例えば長時間に及ぶ印刷停止又は休止後の印刷再開時に、インクが再びインク吐出ヘッドへ供給されると、インクとの接液面に気泡が付着しやすくなる。このため、このような材料で形成されたインク供給系では、気泡に阻害され、インクタンクからインク吐出ヘッドに適切にインクを供給することができず、吸引操作によってインクを充填しようとしてもインク吐出ヘッドに適切に供給できず、インク吐出ヘッドからインク液滴の吐出が不安定となり、インク液滴の吐出が途切れたり、更にはインクの吐出不能を招くなど、不具合が生じてしまう。
【０００８】
このようなインク供給系での問題は、特に上述したようなインクを使い切って再充填した場合や長時間の印刷休止中にノズルからインクが蒸発すること等によって、空気がインク供給系内に入り込み、インク供給系内の全般にわたって又は部分的にインクの滞留がなくなるような場合に生じやすくなっている。
【０００９】
また、気泡による不具合は、インク供給系内に気泡が入り込んだ場合に限らず、ノズルが設けられたインク吐出ヘッドの液室内に入り込んだ場合にも生じる。液室内に気泡が混入した場合には、インク供給系内に気泡が混入した場合よりも不安定な吐出及び不吐出をより生じさせやすく、印刷品位が低下しやすくなる等の大きな問題が生じる。
【００１０】
以上のような、インク供給系や液室での問題は、例えば、インク供給系やインク吐出ヘッドの液室のインクと接する接液面に、各種材料、ガラス、各種金属の中でも、酸化膜を形成しやすい金属やポリエチレン、シリコーン樹脂などの樹脂材料が使用されている場合に顕著に認められる。その原因は、これらの材料でインク供給系や液室を形成した場合に、インクとの接液面の濡れ性が不十分となり、この濡れ性が不十分な接液面に気泡が付着することによるものである。
【００１１】
ところで、プリンタ装置では、インクを連続的かつ  瞬間的にインク吐出ヘッドに供給できることの他に、印刷速度を高速化することが求められている。印刷速度を速くする１つの手段としては、インクを吐出するノズルの数を増やす方法がある。
【００１２】
ノズルシートを作製する方法としては、プレス加工、エキシマレーザーによるアブレーション加工、放電加工、電鋳などが挙げられる。しかしながら、ノズルシートに多数のノズルを作製する場合には、ノズルピッチが狭くなるため、プレス加工でノズルを形成することが困難である。また、多数のノズルを有するノズルシートをエキシマレーザー加工で作製する場合には、樹脂がベースとなるので、得られたノズルシートの耐久性に若干乏しくなる。
【００１３】
このようなプレス加工やエキシマレーザー加工に対して、電鋳技術は、ノズルピッチを高精細化することが可能であり、得られたノズルシートは金属性であるため、耐久性も問題ないレベルになる（例えば、特許文献１参照。）。したがって、電鋳技術は、他のプレス加工やエキシマレーザー加工等と比べて、多数のノズルを有し、耐久性を有するノズルシートを作製することができる。
【００１４】
電鋳に使用する金属は、ニッケルや金、パラジウムなどである。中でも、ニッケルは、汎用金属となっている。ニッケルは、イオン化傾向が強く、表面が非常に酸化されやすいため、空気中に放置すると、Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ２やＮｉ３Ｏ４の数種類の酸化物が表面に生成される。これらの酸化物の中でも、Ｎｉ２Ｏ３は、インクの濡れ性が良く、ＮｉＯ２やＮｉ３Ｏ４は、インクの濡れ性が悪い酸化物である。例えば、ニッケルでノズルシートを形成した場合、ノズルシートの表面のＮｉ２Ｏ３等が形成された部分は、親水性となり、インクとの接触角が小さくなり、インクで濡れやすくなる。一方、ノズルシートの表面のＮｉＯ２やＮｉ３Ｏ４が形成された部分は、インクの接触角が大きく、インクがなじみにくくなる。したがって、電鋳により形成されたニッケルを主成分とするノズルシートでは、作製後、空気に触れると、インクの濡れ性が良いＮｉ２Ｏ３や濡れ性が悪いＮｉＯ２やＮｉ３Ｏ４等の数種類の酸化物が表面に生成されるため、表面のインクの濡れ性が不均一となっている。
【００１５】
ノズルシートは、液室の底面やノズルを形成し、インクと接することから、濡れ性を均一にする必要があるため、一種類の酸化膜が均一に形成されている必要がある。ニッケルの酸化膜を均一化する方法としては、プラズマ処理による物理的処理法を挙げることができる。このプラズマ処理は、装置があれば容易に処理ができるという利点を有しているが、有機材料の表面改質に比較して、金属面の表面処理は効果の持続性が低く、時間経過に伴い再び自然酸化が行われ、濡れ性が不均一な表面になってしまう。
【００１６】
このような濡れ性が不均一なノズルシートを備えたインク吐出ヘッドでは、ノズルシートが液室の底面やノズルを構成しているため、液室の底面やノズルの壁面のインクの濡れ性が悪く、液室の底面やノズルの壁面にインク中の気泡が付着しやすくなる。このようなインク吐出ヘッドでは、液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着することによって、気泡に阻害され、インクが液室内やノズル内に全体にわたって均一に充填されなかったり、安定に供給されなかったりする。これにより、このインク吐出ヘッドでは、電鋳でノズルシートを作製し、ノズルの数を増やし、印刷スピードを上げるようにしても、液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着しやすくなり、上述したようにインク液滴の吐出が不安定となったり、インクの吐出不能となってしまい、印刷画像の品位を低下させてしまう。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−１３６７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
そこで、本発明は、液体との濡れ性が高く均一であり、この濡れ性が持続されたノズルシートを備える液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドの製造方法並びに液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出ヘッドは、液室に充填された液体をノズルから吐出するものであり、液室の壁面を形成し、ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されている。
【００２０】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液室に充填された液体を押圧するヘッドチップと、液室の壁面を形成し、ヘッドチップによって押圧された液体を吐出するノズルが形成された金属材料からなるノズルシートとを有する液体吐出ヘッドを製造する方法であり、ノズルシートを電鋳により作製した後、ノズルシートの少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理を施し、更に加熱処理を施し、ノズルシートの電解研磨及び加熱処理が施された主面にヘッドチップを貼り合わせて、液室を形成する。
【００２１】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、液室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えるものであり、液体吐出ヘッドは、液室の壁面を形成し、ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、ノズルシートの少なくとも液室側となる主面に親水処理を施すことによって、液室側の主面が親水性となり、液体の接触角が小さくなるため、濡れ性が良好となり、親水処理の後に加熱処理を施すことによって、液室側の主面の濡れ性が持続される。これにより、本発明では、ノズルシートを作製後、ノズルシートが空気に触れても、濡れ性が持続しているため、濡れ性が良好な状態で液体吐出ヘッドに組み込むことができ、得られた液体吐出ヘッドの液室側の主面に気泡が付着することを防止でき、気泡が排出されるようになる。本発明では、気泡が排出されることによって、気泡に阻害されることなく、液室に液体を安定に供給することができ、液体の吐出が不安定となったり、液体の吐出が途切れたり、吐出不能となることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を適用したノズルシート、インク吐出ヘッド及びインクジェットプリンタ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すインクジェットプリンタ装置１（以下、プリンタ装置１という。）は、画像や文字が印刷される記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）にわたって、印刷するライン型のインクジェットプリンタ装置である。
【００２４】
プリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、記録紙Ｐに対してインクｉを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。
【００２５】
先ず、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いてインクｉを吐出し、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。ヘッドカートリッジ２には、図２及び図３に示すように、インクｉが収容されたインクカートリッジ２１が装着される。インクカートリッジ２１には、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ２１ｙ、マゼンタインクのインクカートリッジ２１ｍ、シアンインクのインクカートリッジ２１ｃ及びブラックインクのインクカートリッジ２１ｋがある。
【００２６】
ここで、各インクカートリッジ２１に充填されるインクｉは、以下のようなものである。インクｉは、水や水溶性有機溶媒等を含む溶媒に、少なくとも染料を溶解又は分散させたものである。
【００２７】
インクｉに含有される水溶性有機溶剤としては、脂肪族一価アルコール、多価アルコール、多価アルコール誘導体等を使用できる。
【００２８】
具体的に、脂肪族一価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール等を使用できる。特に、これら脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールを使用することが好ましい。
【００２９】
これら脂肪族一価アルコールは、インクｉの表面張力を調製し、普通紙、専用紙等の記録紙Ｐへの浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性を向上する効果が高いので、インクｉに含有させることが好ましい。
【００３０】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール及びグリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等を使用できる。
【００３１】
多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を使用できる。
【００３２】
これら多価アルコール及び多価アルコール誘導体は、蒸発しにくく、インクｉの氷点を下げるので、インクｉの保存安定性を高め、プリンタ装置１のノズル７１の目詰まりを防止する効果があるので、インクｉ中に含有させることが好ましい。
【００３３】
染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料等の水溶性染料を何れも使用できる。
【００３４】
具体的に、イエロー系直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等を使用できる。
【００３５】
マゼンダ系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等を使用できる。
【００３６】
シアン系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等を使用できる。
【００３７】
ブラック系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６等を使用できる。
【００３８】
また、イエロー系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等を使用できる。
【００３９】
マゼンタ系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等を使用できる。
【００４０】
シアン系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同８１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等を使用できる。
【００４１】
ブラック系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等を使用できる。
【００４２】
なお、インクｉには、上述した水溶性有機溶剤や染料の他に、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、キレート剤等の添加物を必要に応じて含有させてもよい。
【００４３】
このインクｉが充填されるインクカートリッジ２１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ２１には、図２及び図３に示すように、後述するヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１にインクｉを供給するためのインク供給部２２が設けられている。
【００４４】
インク供給部２２は、インクカートリッジ２１の下側略中央部に設けられている。このインク供給部２２は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部３５に嵌合されることにより、インクカートリッジ２１とヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１との間をインク供給可能に接続する。インク供給部２２は、弁機構を備え、この弁機構でカートリッジ本体３１へのインクｉの供給を調整している。なお、ヘッドカートリッジ２とインクカートリッジ２１とが一体に形成されていてもよい。
【００４５】
インクカートリッジ２１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体３１を有する。カートリッジ本体３１には、インクカートリッジ２１が装着される装着部３２と、インクｉを吐出するインク吐出ヘッド３３と、インク吐出ヘッド３３を保護するヘッドキャップ３４とを備える。
【００４６】
装着部３２の略中央には、装着部３２に装着されたインクカートリッジ２１のインク供給部２２と接続される接続部３５が設けられている。この接続部３５は、装着部３２に装着されたインクカートリッジ２１のインク供給部２２からカートリッジ本体３１の底面に設けられたインクｉを吐出するインク吐出ヘッド３３にインクｉを供給する供給路となる。接続部３５は、インクカートリッジ２１からインク吐出ヘッド３３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。
【００４７】
接続部３５からインクｉが供給されるインク吐出ヘッド３３は、図３及び図４に示すように、カートリッジ本体３１の底面に配設されている。インク吐出ヘッド３３は、接続部３５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル７１が記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３及び図４中矢印Ｗ方向に略ライン状に並設されている。インク吐出ヘッド３３は、インクｉを吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に移動することなく、イエローのノズルライン７２ｙ、マゼンタのノズルライン７２ｍ、シアンのノズルライン７２ｃ、ブラックのノズルライン７２ｋ毎にインクｉを吐出する。
【００４８】
インク吐出ヘッド３３は、図４及び図５に示すように、ヘッドカートリッジ２の接続部３５からインクｉが供給され、供給されたインクｉを各ノズル７１へと導く流路板４１と、供給されたインクｉを吐出するヘッドチップ４２と、インクｉを吐出するためのノズル７１が形成されたノズルシート４３と、ノズルシート４３を支持するフレーム４４とを有する。このインク吐出ヘッド３３には、図５に示すように、後述するインク流路５１からインクｉが供給され、インクｉを押圧して吐出するインク液室４５が形成されている。
【００４９】
流路板４１は、インクｉの色毎に設けられ、例えば金属など、容易に変形しない剛性及び収容されるインクｉに対して耐インク性を備えた材料で形成される。流路板４１は、図４及び図５に示すように、後述する各色のノズルライン７２を形成している複数のノズル７１すべてにインクiが供給されるように、ノズル７１が並設されている記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に、記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って形成されている。流路板４１は、記録紙Ｐの幅に相当する長さのインク流路５１を形成する流路形成部５２と、この流路形成部５２の上面略中央に接続部３５側に向かって形成され、カートリッジ本体３１に設けられた接続部３５と流路形成部５２とを接続する流路接続部５３とを有する。流路形成部５２には、流路接続部５３が設けられている側とは反対側の面に、インクｉを供給する後述するヘッドチップ４２が配設される。この流路板４１は、流路接続部５３がカートリッジ本体３１に設けられた接続部３５に接続され、インクカートリッジ２１から接続部３５を介して供給されたインクｉを流路形成部５２のインク流路５１に供給し、ヘッドチップ４２にインクｉを供給する。
【００５０】
ヘッドチップ４２は、図５に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体６１ａが設けられた回路基板６１と、この回路基板６１とノズルシート４３との間に介在させるフィルム６２とから構成される。このヘッドチップ４２は、図４に示すように、記録紙Ｐの幅方向（図４中Ｗ方向）に亘って略ライン状に設けられた複数のノズル７１のうち、所定の数を一組にした組毎に設けられている。このヘッドチップ４２は、図４及び図５に示すように、インク流路５１を挟み、色毎に千鳥状に記録紙Ｐの幅方向に略ライン状に配置され、隣接するヘッドチップ４２の端部が対向するように設けられている。
【００５１】
回路基板６１は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料等からなる基板上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。この回路基板６１は、図５に示すように、インク液室４５の上面を形成する。
【００５２】
フィルム６２は、例えば熱硬化型のドライフィルムレジストのエポキシ樹脂等からなる。フィルム６２は、図５に示すように、上述したインク流路５１と連通される部分を除いて、１つの発熱抵抗体６１ａを囲むように回路基板６１上にフォトリソプロセスによって形成される。フィルム６２は、インク液室４５の側面を形成し、回路基板６１と共に、インク液室４５を構成する。また、このフィルム６２には、回路基板６１とは反対側の面にノズルシート４３が貼り合わされる。
【００５３】
ノズルシート４３は、図４及び図５に示すように、発熱抵抗体６１ａと対向するように、千鳥状に略ライン状に形成された貫通孔からなる複数のノズル７１を有する。このノズルシート４３は、各色のノズルライン７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋが１枚のシート状に一体に形成されている。このノズルシート４３は、インク液室４５側となる主面７３がインク液室４５の底面を形成している。
【００５４】
このノズルシート４３は、例えば、電鋳により、ニッケル（Ｎｉ）等の金属材料を主成分として形成されている。なお、ノズルシート４３は、Ｎｉの他にコバルト（Ｃｏ）が含有されたニッケル−コバルト合金で形成してもよく、用途や使用環境に応じて要求される物性を有する材料を用いることができる。ノズルシート４３では、電鋳によりノズル７１を形成することによって、隣接するノズル７１の間隔が狭くても、多数のノズル７１を形成することができる。これにより、プリンタ装置１では、インクｉを吐出することができるノズル数が多くなるため、印刷速度を向上させることができる。
【００５５】
このノズルシート４３の少なくともインク液室４５側となる主面７３には、親水処理が施された後、加熱処理が施される。ノズルシート４３の主面７３は、親水処理によりＮｉの酸化物であるＮｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａが均一に形成され、インクｉに対する濡れ性が良好となり、親水処理後に加熱処理を施すことによって、主面７３の濡れ性が持続される。
【００５６】
親水処理の方法としては、ノズルシート４３のインク液室４５側の主面７３を例えば電解研磨する方法がある。電解研磨とは、電気分解のとき、アノードの金属が溶解することを利用して行う研磨方法である。
【００５７】
即ち、Ｎｉを主成分とするノズルシート４３を電解研磨した場合、研磨をする金属製物体、即ちノズルシート４３をアノードとし、適当な濃度の強酸又は強アルカリである電解液中にノズルシート４３を浸漬させ、大きな電流密度で電解すると、ノズルシート４３の表面の汚れがはげ、表面の０．１μｍ程度の凹凸を除去しながら、均一な不動態被膜が形成される。このような電解研磨では、電解液に無水酢酸、りん酸などを用い、電解液に酸化力のある酸（過塩素酸、クロム酸など）を加えて行うため、ノズルシート４３の研磨面は酸化性のある酸にて化学的な処理が施され、結果として、凹凸を除去するだけではなく、均一な不動態皮膜が形成される。この不動態被膜は、ノズルシート４３の主成分であるＮｉの酸化物Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａである。Ｎｉ２Ｏ３は、他の酸化物、例えばＮｉＯ２やＮｉ３Ｏ４と比べて親水性が高いため、得られた酸化膜７４ａは、インクｉとの接触角が小さく、インクｉに対する濡れ性が高くなっている。ノズルシート４３の酸化膜７４ａが形成された主面７３は、上述したインクｉとの接触角が４０°以下であり、好ましくは２０°以下である。また、得られた酸化膜７４ａは、電解研磨により形成されることによって、機械的研磨法では得ることができないきわめて平滑で、光沢のある面にすることができる。
【００５８】
ノズルシート４３では、少なくともインク液室４５の底面を形成する主面７３に電解研磨の親水処理が施され、Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａが均一に形成され、主面７３のインクｉに対する濡れ性が高く均一となっているため、インクｉに混入している気泡がインク液室４５の底面に付着することを防止できる。これにより、インク液室４５では、気泡が留まらず、インクｉの吐出等によって、ノズル７１から気泡が除去されやすくなる。
【００５９】
また、図５に示すように、インク液室４５側となる主面７３に連続しているノズル７１の壁面７５にも、主面７３を電解研磨する際に、同時に電解研磨され、Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ｂが均一に形成されている。ノズルシート４３では、ノズル７１の壁面７５に親水性の酸化膜７４ｂが形成されていることによって、ノズル７１の壁面７５に気泡が付着することを防止できる。これにより、ノズルシート４３では、インク液室４５内だけではなく、ノズル７１内に気泡が留まることも防止できるため、インク液室４５から流れてきた気泡をノズル７１から更に除去しやすくなる。
【００６０】
このようなノズルシート４３には、インク液室４５の底面を形成する主面７３及びノズル７１の壁面７５のインクｉに対する濡れ性を高く均一な状態で持続できるように、加熱処理を施す。ノズルシート４３では、加熱処理されると、酸化膜７４ａ、７４ｂが空気と接しても、インクｉに対する濡れ性を持続することができる。
【００６１】
即ち、ノズルシート４３では、主面７３及びノズル７１の壁面７５に電解研磨によって親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成された状態で、一般的な室内環境に単に放置し、空気に触れると、濡れ性の持続性が１ヶ月程度であり、この期間を過ぎると、少しずつ濡れ性が損なわれてしまう。これは、ノズルシート４３が空気に触れると、ニッケルの酸化が進み、濡れ性の悪い酸化物ＮｉＯ２が生成されるからである。ノズルシート４３では、ニッケルの酸化が進み、酸化物ＮｉＯ２が生成されると、主面７３及びノズル７１の壁面７５のインクｉに対する濡れ性が悪くなり、気泡が付着しやすくなり、インク液室４５やノズル７１から気泡が除去されにくくなる。このようなノズルシート４３を用いたインク吐出ヘッド３３では、気泡の排出性が悪く、電解研磨を施していないノズルシート４３を用いた場合と同様な結果をもたらすことになる。また、電鋳で作製したノズルシート４３では、電解研磨せず、空気中にて加熱処理のみした場合、ニッケルの酸化をさらに進めることになるため、加熱処理だけ施したのではノズル７１及びインク液室４５側の主面７３のインクｉに対する濡れ性が悪く不均一になる。
【００６２】
そこで、ニッケルを主成分に電鋳により作製され、電解研磨を施したノズルシート４３には、親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成されたインク液室４５側となる主面７３及びノズル７１の壁面７５の濡れ性を持続させるため、加熱処理を行う。ノズルシート４３では、加熱処理を行うことによって、インク液室４５側となる主面７３及びノズル７１の壁面７５に付着している電解研磨の際に使用した電解液中の無水酢酸やリン酸が反応して、更に濡れ性が付与され、インク液室４５側となる主面７３及びノズル７１の壁面７５の濡れ性を向上させ、持続させることができるようになる。このようにノズルシート４３の濡れ性を向上させ、持続できることによって、ノズルシート４３を作製する際には、電解研磨を施した後、加熱処理することによって、インク吐出ヘッド３３を組み立てる前に、作製したノズルシート４３をしばらく放置して空気が触れても、インク液室４５側となる主面７３及びノズル７１の壁面７５のインクｉに対する濡れ性が高く均一な状態で持続でき、濡れ性が高く均一なノズルシート４３を用いてインク吐出ヘッド３３を組み立てることができる。また、このノズルシート４３では、インク吐出ヘッド３３に組み立てる前に長期間保管して濡れ性が悪くなった場合でも、インク吐出ヘッド３３を組み立てる前に加熱処理することによって、再度濡れ性を良好にし、向上させることができる。
【００６３】
このノズルシート４３の加熱方法は、電解研磨により酸化膜７４ａ、７４ｂが形成されたノズルシート４３を単体で６０℃以上、好ましくは８０℃以上、更に好ましくは１００℃以上の環境下で加熱する。また、ノズルシート４３の加熱方法としては、インク吐出ヘッド３３を作製する際に、６０℃以上の加熱工程があれば、ノズルシート４３単体で加熱処理せず、その加熱工程の熱を利用してノズルシート４３を加熱するようにしてもよい。
【００６４】
以上のようなノズルシート４３では、ニッケルを主成分とし、電鋳により形成され、電解研磨されることによって、インク液室４５の底面となる主面７３及びノズル７１の壁面７５に親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成され、インクｉに対する濡れ性が高く均一となり、更に加熱処理されることによって、主面７３及びノズル７１の壁面７５の高く均一な濡れ性が持続されるため、ノズルシート４３を作製後、しばらく放置しても、主面７３及びノズル７１の壁面７５の濡れ性を低下させることなく、インク吐出ヘッド３３に組み込ませることができる。
【００６５】
また、このノズルシート４３では、インク液室４５側の主面７３及びノズル７１の壁面７５に酸化膜７４ａ、７４ｂ、即ち不動態被膜が形成されていることによって、インクｉの濡れ性が向上するだけではなく、インクｉに対する耐食性も向上する。
【００６６】
このようなノズルシート４３は、次のように、微細なノズルを多数形成するため、電鋳により作製する。ノズルシート４３は、図６に示すように、ステンレス鋼、例えばＳＵＳ３０４からなり、平坦な面を有する母型８１上に形成する。先ず、図６（Ａ）に示すように、母型８１の平坦な主面８１ａ上に、ノズル７１を形成する部分にネガ型のレジスト８２をフォトリソグラフィによりパターン形成する。このレジスト８２は、母型８１側が縮径した柱状であり、高さが約１５μmである。
【００６７】
次に、図６（Ｂ）に示すように、電鋳により母型８１上にノズルシート４３となる電鋳層８３を形成する。具体的に、レジスト８２のパターンが形成された母型８１をニッケルが含有されためっき液に浸し、例えば電解めっき法等によりニッケル系の電鋳層８３を形成する。
【００６８】
次に、図６（Ｃ）に示すように、所定の溶液でレジストパターンを溶解し、母型８１の主面８１ａからパターン形成したレジスト８２を除去して、電鋳層８３にノズル７１を複数形成する。母型８１上の電鋳層８３では、インク液室４５の底面となる電鋳層８３の母型８１とは反対側の主面８３ａ及びノズル７１の壁面７５に空気が触れることによって、Ｎｉ２Ｏ３等の酸化物が形成されることになる。
【００６９】
次に、電鋳層８３を母型８１上に形成したまま、電解液に浸漬させ、電鋳層８３の主面８３ａ及びノズル７１の壁面７５を電解研磨し、表面の酸化物が溶解又は削り取られ、電鋳層８３の主面８３ａ及びノズル７１の壁面７５にＮｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂを均一に形成する。
【００７０】
次に、電鋳層８３を母型８１上に形成したまま、６０℃以上の温度で電鋳層８３を加熱処理する。
【００７１】
次に、電鋳層８３を母型８１から剥離し、ノズルシート４３が得られる。
【００７２】
以上のようなノズルシート４３の製造方法では、母型８１上にノズルシート４３となる電鋳層８３を形成した後、電解液に浸漬させ、電解研磨を行うことによって、インク液室４５側の主面７３となる電鋳層８３の主面８３ａ及びノズル７１の壁面７５にＮｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが均一に形成され、インクｉに対して均一で高い濡れ性が得られ、更に加熱処理を行うことによって、電鋳層８３の主面８３ａ及びノズル７１の壁面７５のインクｉに対する均一で高い濡れ性を持続することができる。これにより、このノズルシート４３では、複数のノズル７１を形成して印刷速度を向上させるため、電鋳により形成しても、電解研磨及び加熱処理を行うことによって、インクｉが直接接するインク液室４５の底面を形成する主面７３及びノズル７１の壁面７５の濡れ性を高く均一にでき、この濡れ性を持続できることから、インク液室４５の底面やノズル７１の壁面７５に気泡が付着することを防止できる。
【００７３】
このノズルシート４３を支持するフレーム４４は、図４及び図５に示すように、流路板４１及びヘッドチップ４２が嵌め込まれる開口部４４ａを有する。このフレーム４４のヘッドチップ４２が配置される側の面には、ノズルシート４３が貼り合わされる。フレーム４４は、ノズルシート４３のノズル７１とヘッドチップ４２の発熱抵抗体６１ａとを対向させて、ヘッドチップ４２及び流路板４１と、ノズルシート４３とを貼り合わせることができるように、ノズルシート４３を支持する。
【００７４】
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド３３は、次のようにして製造する。先ず、上述したノズルシート４３の製造方法により、インク液室４５の底面となる主面７３及びノズル７１の壁面７５に親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成されたノズルシート４３を作製する。
【００７５】
次に、得られたノズルシート４３の酸化膜７４ａが形成された主面７３が上になるように、平坦な面を有する図示しない支持治具上に載置する。この際に、ノズルシート４３では、親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成されたインク液室４５の底面となる主面７３及びノズル７１の壁面７５に加熱処理が施されて、高く均一な濡れ性を持続できるため、ノズルシート４３を支持治具上に載置して空気に触れる状態でインク吐出ヘッド３３の組み立てを行っても、高く均一な濡れ性のままインク吐出ヘッド３３を組み立てることができる。
【００７６】
次に、支持治具上に載置したノズルシート４３の酸化膜７４ａが形成された主面７３上に、図４に示すように、ノズルライン７２がフレーム４４に設けた開口部４４ａと対向するようにフレーム４４を載せ、ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる。ノズルシート４３とフレーム４４とを貼り合わせる方法は、ノズルシート４３とフレーム４４との間に熱硬化型のシート接着剤、例えばエポキシ系のシート接着剤を介在させ、シート接着剤を熱硬化させて貼り合わせたり、室温で硬化する接着剤をフレームに塗布してノズルシート４３を貼り合わせる。ノズルシート４３は、フレーム４４によって支持されるため、支持治具から剥離する。
【００７７】
次に、フレーム４４の開口部４４ａに、ノズル７１と発熱抵抗体６１ａが対向するようにヘッドチップ４２を千鳥状に複数配置し、ヘッドチップ４２のフィルム６２を１００℃に加熱して、熱硬化させることによって、ヘッドチップ４２とノズルシート４３とを貼り合わせる。ヘッドチップ４２とノズルシート４３とを貼り合わせることによって、図５に示すように、ヘッドチップ４２及びノズルシート４３で囲まれたインク液室４５が形成される。
【００７８】
次に、別の工程で組み立てられた流路板４１の流路形成部５２をフレーム４４の開口部４４ａに嵌め込み、流路形成部５２の底面とヘッドチップ４２の回路基板６１とを接着剤で接着する。ヘッドチップ４２と流路形成部５２とを接着することによって、図５に示すように、インク液室４５とインク流路５１とがインクｉを供給可能に接続されたインク吐出ヘッド３３が得られる。
【００７９】
以上のようなインク吐出ヘッド３３の製造方法では、ノズル７１が形成された電鋳層８３を電解研磨することによって、ノズルシート４３のインク液室４５側の主面７３及びノズル７１の壁面７５に、Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが均一に形成され、インクｉに対する濡れ性を高く均一にすることができる。更に、このインク吐出ヘッド３３の製造方法では、インク液室４５側の主面７３及びノズル７１の壁面７５に親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが形成されたノズルシート４３に加熱処理することによって、インクｉに対する濡れ性が高く均一な状態が持続するため、濡れ性を低下させることなく、ノズルシート４３を流路板４１やヘッドチップ４２と組み合わせることができる。
【００８０】
このインク吐出ヘッド３３の製造方法によって得られたインク吐出ヘッド３３では、インクｉに気泡が混入していても、主面７３及びノズル７１の壁面７５の濡れ性が高いため、気泡がインク液室４５の底面やノズル７１の壁面７５に付着することを防止できる。これにより、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５やノズル７１内に気泡が留まらず、インクｉの吐出等によって、ノズル７１から除去されやすく、気泡の排出性が良好となる。したがって、インク吐出ヘッド３３では、気泡によって阻害されることなく、インク流路５１からインク液室４５にインクｉが連続的かつ瞬間的に供給されるようになり、吸引操作等をすることなく、インク液室４５に均一に充填され、インクｉをノズル７１に安定に供給できるようになる。インク吐出ヘッドでは、ノズル７１にインクｉが安定に供給されるため、ノズル７１から安定にインク液滴を吐出でき、インク液滴の吐出が不安定になったり、インク液滴が途切れたり、吐出不能となることを防止できる。特に、インク吐出ヘッド３３では、ノズル７１内に気泡が留まることを防止できるため、インクｉの吐出不良の発生をより防止することができる。
【００８１】
また、インク吐出ヘッド３３では、微細なノズル７１を多数形成するため、ノズルシート４３を電鋳により形成しても、ノズルシート４３を電解研磨し、加熱処理することによって、インク液室４５の底面を形成するノズルシート４３の主面７３及びノズル７１の壁面７５にＮｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂを均一に形成することができ、濡れ性を向上させることができるため、気泡の付着を防止でき、印刷速度を向上させることができる。
【００８２】
なお、上述したインク吐出ヘッド３３の製造方法では、ノズルシート４３の製造工程において、インク液室４５の底面となる主面７３及びノズル７１の壁面７５に電解研磨を施し、その後加熱処理を行ったが、加熱処理を行わず電解研磨のみ行ったノズルシート４３を用いて、ヘッドチップ４２のフィルム６２を熱硬化させてノズルシート４３とヘッドチップ４２とを貼り合わせる際に、例えば１００℃にて加熱するため、このフィルム６２の加熱工程の熱を利用してノズルシート４３を加熱処理するようにしてもよい。このようなインク吐出ヘッド３３の製造方法では、ノズルシート４３を単体で加熱処理する工程を削除することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００８３】
以上のようにして得られたインク吐出ヘッド３３では、次のようにしてインクｉをノズル７１より吐出する。インク吐出ヘッド３３では、インクカートリッジ２１からカートリッジ本体３１に設けられた接続部３５を介して、流路板４１で形成されたインク流路５１にインクｉが供給され、気泡に阻害されることなく、インク流路５１からインク液室４５にインクｉが供給される。インク吐出ヘッド３３では、回路基板６１の制御回路が発熱抵抗体６１ａを駆動制御し、選択された発熱抵抗体６１ａに対して、パルス電流を供給し、発熱抵抗体６１ａを急速に加熱する。インク吐出ヘッド３３では、発熱抵抗体６１ａを加熱すると、図７（Ａ）に示すように、発熱抵抗体６１ａと接するインク液室４５内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、インク吐出ヘッド３３では、図７（Ｂ）に示すように、このインク液室４５内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを押圧し、押し退けられたインクｉが液滴状態でノズル７１より吐出される。インク吐出ヘッド３３では、ノズル７１の壁面７５の濡れ性が高く均一であり、気泡が付着しないため、気泡に阻害されることなく、インクｉを所定の方向に適切に吐出することができる。インクｉが吐出された後は、インク流路５１を介してインクｉがインク液室４５に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。このようにして、インク吐出ヘッド３３では、インク液室４５に充填されたインクｉを繰り返し押圧することで、インク液滴を繰り返し吐出することができる。
【００８４】
上述したインク吐出ヘッド３３のインク液滴が吐出される吐出面３３ａを保護するためのヘッドキャップ３４は、図２に示すように、インクｉを吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを閉塞し、ノズル７１を乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ３４は、図２及び図８に示すように、ヘッドカートリッジ２の底面から装置本体３の前方、即ち図２中矢印Ａ１方向に移動し、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを外部に露出させる。印刷を行った後には、ヘッドキャップ３４は、図２に示すように、装置本体３の前方からヘッドカートリッジ２の底面、即ち図２中矢印Ａ２方向に移動し、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａを保護する。
【００８５】
このヘッドキャップ３４には、吐出面３３ａに付着している余分なインクｉを拭き取るクリーニングローラ３４ａが設けられている。ヘッドキャップ３４は、吐出面３３ａを開放する際に、クリーニングローラ３４ａで吐出面３３ａをクリーニングし、吐出面３３ａに付着している余分なインクｉやノズル７１の表面に付着している増粘したインクｉを吸引する。なお、ヘッドキャップ３４は、印刷後にヘッドカートリッジ２の底面に移動する際に、クリーニングローラ３４ａで吐出面３３ａをクリーニングするようにしてもよい。
【００８６】
上述した構成のヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３には、図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部９１にヘッドカートリッジ２が装着される。また、装置本体３には、前面下側に設けられた給紙口９２に印刷される前の記録紙Ｐを積層して収納された給紙トレイ９３が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口９４に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トレイ９５が取り付けられている。
【００８７】
以上のような構成からなるプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置１では、ヘッドキャップ３４を図示しないヘッドキャップ開閉機構によりヘッドカートリッジ２の底面から装置本体３の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド３３の吐出面３３ａに設けられたノズル７１が外部に露出し、インクｉが吐出できるようになる。
【００８８】
次に、プリンタ装置１は、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により、図８に示すように、複数の給紙ローラ９６、９７、９８で、給紙トレイ９３から１枚だけ記録紙Ｐを引き出す。プリンタ装置１は、給紙トレイ９３から引き出した記録紙Ｐを反転ローラ９９でヘッドカートリッジ２側に反転し、搬送ベルト１００で吐出面３３ａと対向する位置に設けられたプラテン板１０１上に搬送し、記録紙Ｐが吐出面３３ａと対向するようになる。
【００８９】
次に、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド３３に色毎に設けられた複数の発熱抵抗体６１ａに印刷データの制御信号に基づいて、駆動電流を供給し、色毎に発熱抵抗体６１ａを加熱する。プリンタ装置１は、発熱抵抗体６１ａを加熱することによって、記録紙Ｐに対して、イエローのノズルライン７２ｙ、マゼンタのノズルライン７２ｍ、シアンのノズルライン７２ｃ、ブラックのノズルライン７２ｋの順で、図８に示すように、ノズル７１より上述した各色のインクｉを色毎に液滴の状態にして吐出し、複数の色からなるカラー画像や文字を印刷する。
【００９０】
次に、プリンタ装置１は、印刷が終わった記録紙Ｐを排紙口９４方向に回転する搬送ベルト１００と、搬送ベルト１００と対向して設けられた排紙ローラ１０２とによって、記録紙Ｐを排紙口９４に送り出し、排紙トレイ９５に印刷後の記録紙Ｐを排紙する。
【００９１】
以上のように、プリンタ装置１では、インクｉ中に気泡が混入していても、インク吐出ヘッド３３のインク液室４５の底面を形成するノズルシート４３の主面７３、更にノズル７１の壁面７５に電解研磨等の親水処理及び加熱処理が施され、Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂが均一に形成され、インクｉに対する濡れ性が高く均一となっているため、インクｉに混入している気泡がインク液室４５の底面やノズル７１の壁面７５に付着することを防止できる。これにより、プリンタ装置１では、インク液室４５やノズル７１内に気泡が留まらず、インクｉの吐出等によって、ノズル７１から除去されやすくなるため、インク流路５１からインク液室４５を介してノズル７１にインクｉを連続的かつ瞬間的に供給できるようになり、インクｉをノズル７１に安定に供給できるようになる。これにより、プリンタ装置１では、ノズル７１から安定にインク液滴を吐出でき、インク液滴の吐出が不安定になったり、インク液滴が途切れたり、吐出不能となることを防止でき、高品位な画像や文字を印刷することができる。
【００９２】
また、プリンタ装置１では、微細なノズル７１を多数形成するために、ノズルシート４３を電鋳で形成しても、ノズルシート４３を電解研磨することによって、インク液室４５の底面を形成するノズルシート４３の主面７３、更にノズル７１の壁面７５にＮｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜７４ａ、７４ｂを均一に形成することができ、気泡の付着を防止できるため、多数のノズル７１を有するインク吐出ヘッド３３を用いることで、印刷速度を向上させることができる。以上のことから、プリンタ装置１では、高品位な画像や文字を高速に印刷することができる。
【００９３】
以上では、本発明をプリンタ装置１に適用した例について説明したが、本発明は、プリンタ装置１に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えば液体中のＤＮＡチップ用吐出装置、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能であり、プリンタ装置１と同様に気泡による不具合を防止することができる。
【００９４】
また、上述したプリンタ装置１では、１つの発熱抵抗体６１ａがインクｉを加熱して吐出するインク吐出ヘッド３３を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能であり、プリンタ装置１と同様に気泡による不具合を防止することができる。
【００９５】
また、上述したプリンタ装置１では、１つの発熱抵抗体６１ａによってインクｉを加熱しながらノズル７１から吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクｉを電気機械的にノズル７１より吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよく、発熱抵抗体６１ａを用いた場合と同様に気泡による不具合を防止することができる。
【００９６】
また、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能であり、プリンタ装置１と同様に気泡による不具合を防止することができる。
【実施例】
【００９７】
以下に、本発明を適用したプリンタ装置を用いて、気泡の排出性を不吐出ノズル数の有無により評価した。
【００９８】
〈サンプル１〉
サンプル１では、ノズルシートを電鋳により作製した。ノズルシートを作製する際は、母型上にノズルを形成する部分にレジストのパターンを形成し、レジストのパターンが形成された母型をニッケル、コバルトが含有されためっき液に浸し、電解めっき法によりニッケルを主成分とし、ニッケル９０ｗｔ％、コバルト１０ｗｔ％のノズルシートとなる電鋳層を形成した。
【００９９】
次に、所定の溶液でレジストを除去し、電鋳層にノズルを形成し、ノズルシートを作製した。得られたノズルシートは、厚みが１３μｍ、ノズル口径が２０μｍである。作製したノズルシートのインクに対する接触角は、６０°であった。接触角の測定は、協和界面科学株式会社の測定器ＣＡ−Ｘを用いて行った。
【０１００】
次に、得られたノズルシートの主面上に、フレームを室温で硬化する接着剤で貼り合わせた。
【０１０１】
次に、フレームの開口部に発熱抵抗体が設けられたヘッドチップを挿入し、ノズルシートとヘッドチップとを、ノズルシートに熱が加わらないようにするため、室温で硬化する接着剤で貼り合わせた。ヘッドチップとノズルシートとを貼り合わせることによって、１つの発熱抵抗体をヘッドチップ及びノズルシートで囲んだインク液室が形成される。
【０１０２】
次に、別の工程で組み立てた流路板の流路形成部とヘッドチップの回路基板とを接着剤で接着し、インク吐出ヘッドを得た。
【０１０３】
〈サンプル２〉
サンプル２では、ノズルシートを電解研磨せず、１００℃で１時間加熱したこと以外は、サンプル１と同様にしてインク吐出ヘッドを作製した。ノズルシートのインクに対する接触角は、６０℃であった。
【０１０４】
〈サンプル３〉
サンプル３では、ノズルが形成された電鋳層を母型上に形成した状態で、電解液に浸漬させ、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨し、Ｎｉ２Ｏ３からなる親水性の酸化膜を均一に形成したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインク吐出ヘッドを作製した。
【０１０５】
電解研磨の条件は、研磨液（電解液）にりん酸溶液を用い、電流条件を１００ｍＡとし、処理時間を５分とした。
【０１０６】
電解研磨後のノズルシートの接触角は、１５°であった。
【０１０７】
〈サンプル４〉
サンプル４では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて２週間放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、４０°であった。
【０１０８】
〈サンプル５〉
サンプル５では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて１ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、５５°であった。
【０１０９】
〈サンプル６〉
サンプル６では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、６０℃にて１時間加熱してから、室温にて１ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、４０°であった。
【０１１０】
〈サンプル７〉
サンプル７では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、１００℃にて１時間加熱してから、室温にて１ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、２５°であった。
【０１１１】
〈サンプル８〉
サンプル８では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて１ヶ月放置してから、１００℃にて１時間加熱したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、１５°であった。
【０１１２】
〈サンプル９〉
サンプル９では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、１００℃にて１時間加熱してから、室温にて２ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル３と同様にインク吐出ヘッドを作製した。ノズルシートの接触角は、４０°であった。
【０１１３】
以上、サンプル１〜サンプル９のノズルシートの接触角をまとめたものを表１に示す。
【０１１４】
【表１】
2008162187.tif 000003
【０１１５】
以上のようにして得られたサンプル１〜サンプル９のインク吐出ヘッドを上述したようなライン型のプリンタ装置（ソニー株式会社製、プリンタ装置ＬＰＲ−５０００）に装着し、気泡の排出性を不吐出ノズルの有無により評価した。
【０１１６】
気泡の排出性の評価方法は、評価１として、まず初期時、即ちインクをインクカートリッジからインク吐出ヘッドに充填した後の気泡による不吐出ノズル数をカウントした。評価２としては、１万枚印刷後、気泡による不吐出ノズル数をカウントした。評価３としては、評価２の後に、クリーニングローラで性能回復を行い、不吐出のノズル数をカウントした。評価１及び評価２においてカウントするノズル位置は、評価１及び評価２共に同じ場所であり、確認するノズル数は、１０００本である。以下の表２に、評価１〜評価３の不吐出のノズル数を示す。
【０１１７】
【表２】
2008162187.tif 000004
【０１１８】
表１及び表２に示す結果から、サンプル１では、ノズルシートを作製する際に、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面に電解研磨を施していないため、電鋳層の主面及びノズルの壁面に親水性の酸化膜が形成されず、インクに対する接触角が６０°となり、濡れ性が悪くなった。これにより、サンプル１では、このノズルシートを用いてインク吐出ヘッドを作製しているため、インク液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着し、この気泡により、不吐出ノズル数が評価１〜評価３のすべてにおいて多く、印刷した画像に白スジが発生した。したがって、サンプル１より、電解研磨を施していないノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
【０１１９】
サンプル２では、ノズルシートを作製する際に、電鋳層に電解研磨を施さず、加熱処理のみ行っているため、サンプル１と同様に、酸化膜が形成されず、インクに対する接触角が６０°となり、濡れ性が悪くなった。これにより、サンプル２では、サンプル１と同様に、不吐出ノズル数が評価１〜評価３のすべての評価において多く、印刷した画像に白スジが発生した。したがって、サンプル２より、電解研磨を施さず、加熱処理のみ施したノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
【０１２０】
サンプル３では、ノズルシートを作製する際に、電鋳層に電解研磨を施しているため、親水性の酸化膜が形成され、インクに対する接触角が１５°となり、濡れ性が良くなった。これにより、サンプル３では、インク液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着せず、除去されるため、評価１〜評価３のすべて評価において不吐出ノズルは発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル３より、電解研磨した直後のノズルシートでは、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
【０１２１】
しかしながら、サンプル４のように、電解研磨後に室温にて２週間放置すると、ノズルシートの表面が酸化され、インクに対する接触角が４０°となり、濡れ性がやや低下した。これにより、サンプル４では、評価２の１万枚印刷した場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなった。したがって、サンプル４より、電解研磨後に２週間放置したノズルシートでは、１万枚印刷すると不吐出ノズルは発生するが、不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなり、白スジの発生を防止でき、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
【０１２２】
更に、サンプル５のように、ノズルシートを電解研磨した後、１ヶ月間放置すると、ノズルシートの表面の酸化が２週間放置したサンプル４の場合よりも進み、インクに対する接触角が５５°となり、濡れ性が低下した。これにより、サンプル５では、評価１の初期時にすでに気泡よって阻害され、不吐出ノズルが発生し、更に評価２の１万枚印刷すると不吐出ノズル数が増え、性能回復を行っても不吐出ノズルはなくならず、白スジが発生した。したがって、サンプル５より、電解研磨後に１ヶ月間放置したノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
【０１２３】
本発明を適用したサンプル６では、電解研磨後に、６０℃にて加熱処理を行っているため、加熱処理後に１ヶ月間放置しても、インクに対する接触角が４０°であり、濡れ性が良好となった。これにより、サンプル６では、１万枚印刷した評価２の場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなり、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル６より、電解研磨後に６０℃にて加熱処理し、１ヶ月放置したノズルシートでは、１万枚印刷すると不吐出ノズルは発生するが、不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなるため、気泡の排出性が良好であること確認できた。
【０１２４】
また、サンプル７のように、電解研磨後に１００℃にて加熱処理を行えば、加熱処理後に１ヶ月間放置しても、インクに対する接触角が２５℃であり、高い濡れ性が持続できた。これにより、サンプル７では、電解研磨直後のノズルシートを用いたサンプル３と同様に、気泡が除去され、評価１〜評価３のすべてにおいて不吐出ノズルが発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル７より、電解研磨後に１００℃で加熱処理したノズルシートでは、サンプル３の電解研磨直後のノズルシートと同様に、濡れ性が良く、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
【０１２５】
また、サンプル８では、ノズルシートを作製する際に、電解研磨をし、１ヶ月間放置した後、１００℃にて加熱処理を行うことによって、電解研磨をし、１ヶ月間放置した後に加熱処理を行っていないサンプル５と比べて、インクに対する接触角が小さく、２５℃であり、高い濡れ性が得られた。これにより、サンプル８では、気泡が除去され、評価１〜評価３のすべてにおいて不吐出ノズルが発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル８より、１ヶ月間放置した後であっても、加熱処理したノズルシートでは、電解研磨直後のノズルシートと同様に、濡れ性が良く、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
【０１２６】
また、サンプル９では、ノズルシートを作製する際に、電解研磨を施し、１００℃にて加熱処理を行った後、２ヶ月間放置しても、インクに対する接触角は４０°であり、良好な濡れ性が持続された。これにより、サンプル９では、評価２の１万枚印刷した場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなり、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル９より、加熱処理後に、２ヶ月間放置したノズルシートでは、１万枚印刷すると不吐出ノズルが発生するが、発生する不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなるため、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
【０１２７】
本発明を適用したサンプル６〜サンプル９より、ノズルシートを作製する際に、電鋳層の主面及びノズルに電解研磨を施すことにより、初期時及び連続使用時であっても、気泡によるインクの不吐出が発生しないことから、画像に白スジが発生することを防止でき、更に、加熱処理を施すことによって、さらに電解研磨して向上した濡れ性を長期間維持することが可能となり、吐出信頼性を高めることができることが確認できた。
【０１２８】
以上、サンプル６〜サンプル９では、ノズルシートを作製する際に電解研磨及び加熱処理を行ったが、ノズルシートとヘッドチップとを貼り合わせる際に、ヘッドチップのエポキシ樹脂からなるフィルムを用い、熱硬化させるときの熱によりノズルシートの加熱処理を行ったり、インク吐出ヘッドを作製後に加熱処理を行ってもよい。
【０１２９】
上述したサンプル５において、電解研磨後、室温にて１ヶ月間放置したノズルシートを用いて、インク吐出ヘッドを作製し、作製したインク吐出ヘッドを１００℃にて１時間加熱を行った。このインク吐出ヘッドを用いて、上述したサンプル１〜サンプル９と同様に、評価１〜評価３を行った。評価１〜評価３の評価結果を表３に示す。
【０１３０】
【表３】
2008162187.tif 000005
【０１３１】
表３に示す結果から、インク吐出ヘッドを加熱してノズルシートを加熱処理しても、ノズルシート単体で加熱処理した場合と同様に、評価１〜評価３のすべての評価において、気泡による不吐出ノズルは発生せず、気泡の排出性が良好であった。これにより、ノズルシートの加熱処理は、ノズルシート単体で行った場合だけでなく、後処理で行っても同様に気泡の排出性が良好となることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明が適用されたプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同プリンタ装置に備わるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同ヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】インク吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図５】同インク吐出ヘッドの断面図である。
【図６】ノズルシートの製造工程を示す断面図であり、図中（Ａ）は、母型上にレジストをパターン形成した状態を断面図であり、（Ｂ）は、母型上に電鋳層を形成した状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、電鋳層の主面及びノズルの壁面に酸化膜を形成した状態を示す断面図であり、（Ｄ）は、母型から電鋳層を剥離し、ノズルシートが得られた状態を示す断面図である。
【図７】インク吐出ヘッドを示す一部断面図であり、図中（Ａ）は、発熱抵抗体上に気泡が発生した状態を示す断面図であり、図中（Ｂ）は、気泡が成長し、インクが吐出された状態を示す断面図である。
【図８】プリンタ装置を一部透視して示す側面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  プリンタ装置、２  ヘッドカートリッジ、３  装置本体、２１  インクカートリッジ、３１  カートリッジ本体、３３  インク吐出ヘッド、３４  ヘッドキャップ、３５  接続部、４１  流路板、４２  ヘッドチップ、４３  ノズルシート、４４  フレーム、４５  インク液室、５１  インク流路、５２  流路部、５３  接続管、６１  回路基板、６１ａ  発熱抵抗体、６２  フィルム、７１  ノズル、７２  ノズルライン、７３  主面、７４  酸化膜、７５  壁面
【図１】
2008162187.tif 000006
【図２】
2008162187.tif 000007
【図３】
2008162187.tif 000008
【図４】
2008162187.tif 000009
【図５】
2008162187.tif 000010
【図６】
2008162187.tif 000011
【図７】
2008162187.tif 000012
【図８】
2008162187.tif 000013