(57)【要約】      （修正有）【課題】長期にわたって高精度で液滴を吐出できる吐出ヘッド及び吐出装置、その吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】ノズル孔２２はシリコン基板等の無機基板３０に形成されるので、位置精度が高いだけではなく、耐久性も高い。吐出ヘッド２０の吐出口２３が位置する表面には、多孔質膜３２が形成されているので、吐出ヘッド２０の耐久性が高い。多孔質膜３２は表面に凹凸が形成され、しかも凹部を構成する孔の内壁には界面活性剤の疎水基が露出する、または、プラズマや電子線の照射によって水酸基が除去され、疎水化しているので、吐出液が吐出ヘッド２０表面で広がらず、吐出液の吐出精度が高い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドであって、
前記吐出口が位置する表面には表面に凹凸を有する多孔質膜が形成され、
前記多孔質膜はＳｉ０2と界面活性剤とを含有する吐出ヘッド。
【請求項２】
吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドであって、
前記吐出口が位置する表面には表面に凹凸を有する多孔質膜が形成され、
前記多孔質膜はＳｉ０2を含有し、
前記多孔質膜の表面は、プラズマ又は電子線に晒され、水酸基が除去された吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル孔は、無機基板に形成され、前記多孔質膜は、前記無機基板の表面に配置された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の前記吐出ヘッドを有する吐出装置。
【請求項５】
吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドを製造する吐出ヘッド製造方法であって、
前記吐出液室と前記ノズル孔が形成された表面処理対象基板の、前記吐出口が位置する表面に、有機シランと溶剤とを含有する原料液の層を形成した後、
前記原料液の層を第一の加熱温度で加熱し、前記溶剤を蒸発させた後、
前記原料液の層を前記第一の加熱温度よりも高い第二の加熱温度で加熱し、前記有機シランを重合させて多孔質膜を形成する吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記原料液に界面活性剤を含有させる請求項５記載の吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記多孔質膜を形成した後、前記多孔質膜の表面にプラズマ又は電子線を照射する請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録方式に代表されるような液滴を吐出し、吐出対象物に液滴を着弾させる吐出ヘッドと、その吐出ヘッドを用いた吐出装置、その吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微量の液滴を吐出するための吐出装置は、所謂インクジェット装置と呼ばれており、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録（形成）や、液晶装置、その他の電子機器を製造するために用いられている。また、近年では、特許公開２０００−２７０８９６号公報やＰＣＴ公開公報ＷＯ９５／２５１１６に記載されているように生体物質を網羅的に解析するためのマイクロアレイ作製方法のためのインクジェットにも応用されている。
【０００３】
吐出ヘッドは、少なくとも液滴を吐出するためのノズル孔と、このノズル孔に繋がり吐出液を溜め込んでおくための液室と、この液室に圧力をかけるための圧力機構を備えており、圧力機構を動作させ、液室内に充満された吐出液を加圧することで、ノズル孔の開口部から液滴が吐出するように構成されている。
ノズル孔を形成する基材としては、ステンレス（ＳＵＳ）、ニッケル、シリコンといった無機材料やポリイミド、ポリサルフォン等の樹脂材料が用いられている。
【０００４】
上記のような基材を単独で用いるほか、ノズル孔の開口部分の精度を向上させるために、基材が穴径の精度を保つ層と高い剛性を保つ層との二層構造である場合がある（特開平１０−１１９３００号公報）。
ノズル孔を形成する加工手段としては、打ち抜き、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザー加工、電鋳等の手段が用いられている。
【０００５】
液室に圧力をかけるための圧力機構としては、圧電素子等の電気機械変換素子、ヒータ等の電気熱変換素子、電極などの静電気力発生手段などからなるエネルギー発生手段（アクチュエータ素子）が用いられている。プリンタの場合は画像情報に対応する位置にあるノズル孔から液滴を吐出させるために、そのノズル孔に設けられた圧力機構を動作させることで、液滴を吐出すべき位置のノズル孔から、吐出液を液滴にして吐出するようになっている。
【０００６】
上記のような液滴は、量や吐出方向が、ノズル孔の開口部の形状や大きさに影響されるばかりでなく、吐出ヘッド表面に吐出液が付着した場合、ノズル孔から吐出される吐出液が吐出ヘッド表面に付着した吐出液と接触すると、吐出される液滴の吐出方向や液滴量が変わってしまう等の不都合が生じる。
【０００７】
そこで従来技術でも、吐出ヘッドのノズル孔の開口が位置する表面に、撥液性（撥液性および撥インク性）の薄膜を形成したり、撥液性を持たせる表面処理を行い、ノズル孔の開口付近に吐出液が付着しないようにした技術が知られている。
【０００８】
例えば、シリコン系もしくはフッ素系撥液剤を塗布する方法（特開昭５５−６５５６４号公報、特開平９−７６５１２号公報）、フッ化炭素を含むシランカップリング剤を用いて表面処理を行う方法（特開昭５６−８９５６９号公報、特開平１０−１７６１３９号公報）、フッ素系化合物やシラン系化合物のプラズマ重合による撥液性皮膜を形成する方法（特開昭６４−８７３５９号公報参照）、フッ素系高分子の撥液膜を形成する方法（特開平７−１２５２２０号公報、特開平８−２４４２３５号公報、特開２００２−２０６９７号公報）等がある。
【０００９】
しかし、液滴吐出ヘッドの高集積化や液滴の吐出位置の高精度化に伴って、いくつかの課題が生じている。
液滴の吐出口であるノズル孔の加工手段として打ち抜き、電鋳等の穴開け工法を用いると要求される精度を満足させることは困難である。レーザーによる穴加工では、高精度の加工が達成されるが、実用的な基材はポリイミド等の樹脂部材に限られてしまう。
【００１０】
ところが、樹脂基材を用いた場合、剛性が低いために液室内の圧力変動が吸収され、噴射効率が低下し吐出不良の原因になる。
剛性の高い基材と張り合わせた物を液滴吐出ヘッドとして用いた場合は、各基材をアッセンブルする際に吐出口の位置精度が低下してしまう。
【００１１】
他方、吐出ヘッド表面に撥液性を持たせる場合、従来の単分子膜や薄膜では塗布性や接着性および機械的耐久性や化学的変質性が得られることが難しく、撥液の再処理が必要となってしまう。
そこで、例えばドライエッチングにより基材の微小凹凸構造を構築する手段（特開２０００−２０３０３５号公報）や微粒子を配置する事で撥液膜の構造体を構築する手段（特開２００２−２７３８９１号公報）が考案されているが、これらの手段では、ドライエッチングをするためのマスク形成等による工程の負荷が増加、微粒子の配置密度が低いために所望の性能が得られないという問題が生じる。
【特許文献１】特開昭５５−６５５６４号公報
【特許文献２】特開平９−７６５１２号公報
【特許文献３】特開昭６４−８７３５９号公報
【特許文献４】特開平７−１２５２２０号公報
【特許文献５】特開平８−２４４２３５号公報
【特許文献６】特開２００２−２０６９７号公報
【特許文献７】特開２０００−２０３０３５号公報
【特許文献８】特開２００２−２７３８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、長期にわたって高精度で液滴を吐出できる吐出ヘッドと、その吐出ヘッドを用いた吐出装置、その吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドであって、前記吐出口が位置する表面には表面に凹凸を有する多孔質膜が形成され、前記多孔質膜はＳｉ０2と界面活性剤とを含有する吐出ヘッドである。
本発明は、吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドであって、前記吐出口が位置する表面には表面に凹凸を有する多孔質膜が形成され、前記多孔質膜はＳｉ０2を含有し、前記多孔質膜の表面は、プラズマ又は電子線に晒され、水酸基が除去された吐出ヘッドである。
本発明は吐出ヘッドであって、前記ノズル孔は、無機基板に形成され、前記多孔質膜は、前記無機基板の表面に配置された吐出ヘッドである。
本発明は吐出装置であって、前記吐出ヘッドを有する吐出装置である。
本発明は、吐出液室内に配置された吐出液を、前記吐出液室に接続されたノズル孔の開口である吐出口から吐出する吐出ヘッドを製造する吐出ヘッド製造方法であって、前記吐出液室と前記ノズル孔が形成された表面処理対象基板の、前記吐出口が位置する表面に、有機シランと溶剤とを含有する原料液の層を形成した後、前記原料液の層を第一の加熱温度で加熱し、前記溶剤を蒸発させた後、前記原料液の層を前記第一の加熱温度よりも高い第二の加熱温度で加熱し、前記有機シランを重合させて多孔質膜を形成する吐出ヘッドの製造方法である。
本発明は吐出ヘッドの製造方法であって、前記原料液に界面活性剤を含有させる吐出ヘッドの製造方法である。
本発明は吐出ヘッドの製造方法であって、前記多孔質膜を形成した後、前記多孔質膜の表面にプラズマ又は電子線を照射する吐出ヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、剛性基材を用いるのでノズル孔の位置精度は高い。また、剛性を有する材料によって吐出ヘッドを形成できるので、耐久性が高い。ノズル孔が位置する表面に多孔質膜を形成するので、耐久性が高い。下地酸化膜はＳｉＯ2であり、多孔質膜もＳｉＯ2を含有するから、下地酸化膜と多孔質膜の密着性は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜３の符号１０は、本発明の一例の吐出装置であり、台１１上に軸１２が配置されている。軸１２には、複数の吐出ヘッド２０が設けられている。
図４は、吐出ヘッド２０の概略断面図であり、複数の吐出液室２１を有している。
各吐出液室２１の底面にはφ２０μｍのノズル孔２２が形成されており、吐出液室２１の内部は、ノズル孔２２によって、吐出ヘッド２０の外部雰囲気に接続されている。
【００１６】
図５（ｂ)は、吐出ヘッド２０の、ノズル孔２２の開口が位置する表面の平面図、同図(ａ)は、吐出ヘッド２０のＩ−Ｉ線切断断面図である。図４は、図５のＡ−Ａ’線切断断面図に相当する。
【００１７】
図１に示すように、各吐出ヘッド２０は、開口が位置する表面を吐出装置１０の台１１の表面に向けられている。
図２に示すように、吐出ヘッド２０は吐出液供給装置１３にそれぞれ接続されており、吐出液供給装置１３から供給された吐出液が、図４に示す各吐出ヘッド２０の吐出液室２１とノズル孔２２の内部に充満するように構成されている。
【００１８】
吐出液室２１の内部には不図示の圧力装置がそれぞれ設けられており、所望位置の吐出液室２１内の圧力装置を動作させると、その吐出液室２１内の吐出液は、ノズル孔２２を通って台１１表面に向けて吐出される。
【００１９】
図１に示す吐出装置１０の台１１上には処理対象物１４(ここではガラス基板)が配置されており、吐出された吐出液は、処理対象物１４の表面に着弾する。
図２において、軸１２と処理対象物１４は、相対的に移動可能に構成されており(ここでは、軸１２が移動する。)、吐出ヘッド２０は、処理対象物１４の真上位置で処理対象物１４と対面し、処理対象物１４の所望位置に吐出液を着弾させるように構成されている。
【００２０】
尚、処理対象物１４の所望位置の間隔と、ノズル孔２２の間隔とが異なる場合には、図３に示すように、ノズル孔２２が所望位置上を通るように軸１２を傾けてもよい。
【００２１】
図４に示すように、吐出ヘッド２０の、ノズル孔２２の開口（吐出口２３）が位置する表面には、多孔質膜３２が形成されている。
多孔質膜３２内部の孔(空洞)３５は一部が表面に露出され、その結果、多孔質膜３２表面には多数の微細な凹凸が形成されている。
【００２２】
微細凹凸を有する多孔質膜３２の表面に液体の吐出液が接触する場合、吐出液は多孔質膜３２の突部分と接触し、吐出液は表面張力で球状に収縮し、多孔質膜３２の表面に拡がらない。
【００２３】
更に、多孔質膜３２の表面は、界面活性剤の疎水基が露出する、又は、未反応水酸基が除去されることで撥液性を有しているので、吐出液は多孔質膜３２からはじかれ、一層収縮しやすくなる。従って、この吐出ヘッド２０表面には吐出液が付着しない。
吐出ヘッド２０の製造工程を説明する。
【００２４】
＜表面処理対象基板の製造工程＞
無機基板３０として厚さ０．２ｍｍ程度のシリコン基板を用いる場合を説明する。
先ず、図６(ａ)に示すように、無機基板３０上に、パターニングされたノズル孔用レジスト膜４０を配置する。
ノズル孔用レジスト膜４０には、ノズル孔２２が形成されるべき位置に、底面に無機基板３０が露出する第一の窓開部４１が形成されている。
その状態で、ドライプロセスにより、ノズル孔用レジスト膜４０の第一の窓開部４１の底面位置の無機基板３０を異方性エッチングし、同図(ｂ)に示すように、無機基板３０の表面に、ノズル孔２２となる有底の小孔４２が形成される。
【００２５】
ノズル孔用レジスト膜４０を剥離した後、同図(ｃ)に示すように、無機基板３０の反対側の表面にパターニングした吐出液室用レジスト膜５０を配置する。吐出液室用レジスト膜５０は、小孔４２の真裏位置に第二の窓開部５１を有しており、ドライプロセスにより、開口底面に露出する無機基板３０の表面を異方性エッチングし、小孔４２よりも大きな有底の大孔を形成すると、同図(ｄ)に示すように、その大孔によって吐出液室２１が形成される。
【００２６】
吐出液室２１となる大孔を形成する際、大孔の底面が小孔４２に達するまで異方性エッチングすると、小孔４２は吐出液室２１の底面で吐出液室２１の内部に接続され、小孔４２によってノズル孔２２が形成される。
吐出液室用レジスト膜５０を剥離すると、同図(ｅ)の符号６０に示すように、表面処理対象基板が得られる。
【００２７】
＜表面処理工程＞
表面処理対象基板６０の表面を露出させた状態で、熱酸化炉内に搬入し、表面処理対象基板６０表面を酸化させると、図７(ｆ)に示すように、表面処理対象基板６０表面に下地酸化膜３１が形成される。ここでは、下地酸化膜３１は厚さ１００ｎｍのシリコン酸化物(ＳｉＯ2)の薄膜である。
下地酸化膜３１は、表面処理対象基板６０の表面や裏面の他、吐出液室２１の内壁面やノズル孔２２の内壁面にも形成される。
【００２８】
次に、下地酸化膜３１が形成された状態の表面処理対象基板６０を、ノズル孔２２の開口（吐出口２３）が位置する表面を上にしてスピンナー上に水平に配置し、水平面内で回転させながら、有機シランを含有する多孔質膜原料液を上方から垂らし、表面処理対象基板６０の吐出口２３側の下地酸化膜３１の表面に多孔質膜原料液の層を形成した後、焼成すると、図７(ｇ)に示すように、下地酸化膜３１の表面に多孔質のＳｉＯ2膜（多孔質膜３２）が形成される。この図７(ｇ)では、多孔質膜３２表面の微細凹凸は省略されている。
尚、余剰な多孔質原料液がノズル孔２２内部や吐出液室２１内部に入り込むと、多孔質膜３２はノズル孔２２内部や吐出液室２１内部にも形成されてしまう。
【００２９】
表面処理対象基板６０の表面のうち、吐出口２３が形成された面の多孔質膜３２は残し、ノズル孔２２内部や吐出液室２１内部の多孔質膜３２を除去するために、多孔質膜３２が形成された表面処理対象基板６０をエッチング装置の真空槽内に搬入し、台上に、表面処理対象基板６０の表面を密着して配置し、吐出液室２１内部を上方に向け、真空槽内に酸素ガスを導入して酸素ガスプラズマを発生させると、吐出液室２１内部やノズル孔２２の内部に形成された多孔質膜３２がプラズマと接触し、除去される。表面処理対象基板６０表面の多孔質膜３２はプラズマと接触せずに残る。
【００３０】
無機基板３０がシリコン基板で構成される場合、シリコン基板の表面には、熱酸化法によって下地酸化膜３１が形成されており、その下地酸化膜３１は、表面処理対象基板６０の表面及び裏面と、吐出液室２１やノズル孔２２の内部表面にも形成されており、プラズマによっては除去されず、吐出液室２１の内部表面や、ノズル孔２２の内部表面に残り、親液性が維持される。
【００３１】
この表面処理対象基板６０を真空槽内から取り出し、ハイドロフルオロエーテル溶液(住友３Ｍ社製のノベックＨＦＥ−７１００)で超音波洗浄を行った後、同図(ｈ)に示すように、裏面側パネル７０を取付、吐出液室２１の、ノズル孔２２とは反対側の開口を塞ぐと、吐出ヘッド２０が得られる。
【００３２】
上記多孔質膜３２は、下記実施例に記載した工程で形成することができ、いずれの多孔質膜３２も微細凹凸を有している。
また、表面処理対象基板６０は、上記のようにシリコン基板に限定されるものではなく、下記実施例に記載したように、ガラス基板によっても形成することができる。
【実施例１】
【００３３】
＜多孔質膜１＞
多孔質膜原料液として、有機シランであるＴＥＯＳ１モルに対して、Ｈ2Ｏ１２モル、エタノール１５モル、硝酸０．７モル、界面活性剤としてｎ−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド（関東化学（株）製、商品名：ＣＴＡＣ１）０．３モルを添加した原料液を用いた。
多孔質膜原料液層は、大気中で２５０℃に昇温させた後（第一の加熱処理工程）、１００〜１０-5Ｐａの圧力下において、１時間かけて２５０℃から４００℃に昇温させ、４００℃を３０分間維持した（第二の加熱処理工程）。
【００３４】
第一の加熱処理工程では、溶剤である水とエタノールが蒸発除去され、第二の加熱処理工程では有機シランが重合してＳｉＯ2が生成されると共に、残った溶剤や界面活性剤等が蒸発することで空孔が形成される。また、第二の加熱処理工程では、少なくとも空孔内部の膜表面に、界面活性剤の親水性部分が付着する。
【００３５】
空孔内部の壁面に付着しない過剰な界面活性剤は、第一、第二の加熱処理工程で蒸発除去されるから、空孔内部には界面活性剤の親水部分は露出しない。これにより、該空孔内部の壁面が界面活性剤の疎水基で覆われ、少なくとも空孔内部の壁面が疎水性になった。
【００３６】
スピンナーの回転速度は、３０００回転／分とした。
なお、焼成の際の昇温速度は特に制限されるものではないが、得られた多孔質膜３２の膜荒れが少なく、リーク電流も小さな値となるような範囲であればよい。また、真空焼成中の保持時間は膜構造の破壊が生じない範囲であればよい。得られた多孔質膜３２（空孔率８０％）の膜厚は０．１μｍであった。
【００３７】
次いで、通常のマイクロ波放電を利用した酸素プラズマ装置を用いて、多孔質膜３２の表面をプラズマに晒した。プラズマ処理は、１０Ｐａの圧力下で酸素を１００ｓｃｃｍ導入し、マイクロ波電源（２．４５Ｈｚ）により酸素プラズマを発生させ、表面処理基板６０を１００℃に加熱しながら５分間処理を行った。これにより、多孔質膜３２中の未反応水酸基が除去され、更に疎水化が進んだ。
【００３８】
次いで、酸素ガスプラズマによって余剰な多孔質膜３２を除去した後、ハイドロフルオロエーテル溶液で超音波洗浄して吐出ヘッド２０を作成した。
得られた吐出ヘッド２０の多孔質膜３２について、純水にて接触角を測定したところ、１０９．２°であり、十分な撥液性があることがわかった。
【００３９】
また、作製した吐出ヘッド２０を用いてインクを３ｐＬずつ滴下して評価を行ったところ、十分な位置精度と吐出量のおよび液滴特性の精度を得ることができ、また経時劣化に関しても従来のものに対して優位性が確認できる。
【実施例２】
【００４０】
＜無機基板＞
本発明に用いる無機基板３０は、シリコン基板に限定されず、パイレックス（コード７７４０）（登録商標：コーニングインターナショナル株式会社製）等のガラス基板を用いることができる。厚さは０．１５ｍｍ程度である。
先ず、スパッタリング法により、シリコン薄膜から成る吐出液室用レジスト膜５０を両面に成膜し、片面のレジスト膜をパターニングし、吐出液室２１が形成されるべき位置に開口を配置し、バッファードフッ酸溶液に浸漬し、等方性ウェットエッチングを行ない、吐出液室２１を形成する。
次いで、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド溶液に浸漬し、シリコン薄膜から成る吐出液室用レジスト膜５０を除去する。
【００４１】
次いで、吐出液室２１とは反対側の面に、スパッタリング法によって、Ｃｒ薄膜を成長させ、Ｃｒ薄膜をリソグラフィーによってパターニングし、ノズル孔用レジスト膜４０を形成する。
このノズル孔用レジスト膜４０は、吐出液室２１の真裏位置に開口を有しており、ノズル孔用レジスト膜４０をマスクとしてドライプロセスによる異方性エッチングを行ない、ノズル孔２２を形成すると、図６(ｅ)に示したような、表面処理基板６０が得られる。
【００４２】
この表面処理基板６０の吐出口２３が形成された側の面に、上記実施例１と同じ条件で多孔質膜３２を形成した後、実施例１と同じ条件で多孔質膜３２表面を酸素ガスプラズマで処理し、疎水化を進めた。
【００４３】
次いで、酸素ガスプラズマに代え、Ａｒガスプラズマを吐出液室２１側から照射して余剰な多孔質膜３２を除去した後、実施例１と同様に超音波洗浄を行い、吐出ヘッド２０を得た。
得られた吐出ヘッド２０を用いてインクを５ｐＬずつ滴下して評価を行ったところ、十分な位置精度と吐出量のおよび液滴特性の精度を得ることができ、また経時劣化に関しても従来のものに対して優位性が確認できた。
【実施例３】
【００４４】
上述したシリコン基板やパイレックスガラスの他、本発明の無機基板３０には、パイコールガラス（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、イーグル２０００（登録商標）、ＴＥＭＰＡＸ  ＦＬＯＡＴ（登録商標）といった石英ガラス、窒化シリコンといった無機材料を用いることができる。
ノズル孔２２は、ウェットエッチでも、ドライプロセスによるエッチングでも形成することができる。
【００４５】
ＳｉＯ2膜から成る多孔質膜３２の製造方法は、水とアルコールを含む溶媒とする有機シラン溶液を用いて、酸またはアルカリ触媒により有機シランを加水分解およびオリゴマー化し、この有機シラン溶液に界面活性剤を添加したものを基板上に塗布し、界面活性剤存在下で加熱処理して、含有される水、アルコール、界面活性剤を蒸発させ、形成することができる。
【００４６】
その場合に用いる有機シランとしては、テトラエトキシシラン（以下ＴＥＯＳと省略）、テトラメトキシシラン（以下ＴＭＯＳ）などのような加水分解が可能な有機オキシシランであればよい。
【００４７】
アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒であれば良い。界面活性剤は陽イオン性界面活性剤、特にラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ｎ−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルエチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルエチルアンモニウムブロマイド、セチルジメチルエチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルジメチルエチルアンモニウムブロマイド、またはメチルドデシルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドなどから選ばれたハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウム系陽イオン性界面活性剤であることが好ましい。また、加水分解触媒として用いる酸もしくはアルカリ試薬は硝酸、硫酸、塩酸などの無機酸、ギ酸などの有機酸、アンモニアなどのアルカリを用いることができる。
【００４８】
ＳｉＯ2膜から成る多孔質膜３２を得るための有機シラン溶液の組成としては、有機シラン１モルに対して、水８〜１５モル、界面活性剤０．１〜０．４モル、酸加水分解またはアルカリ加水分解のための酸やアルカリ０．５〜１．５モルを用いることが好ましい。水が８モル未満であると有機シランの加水分解反応に時間がかかり、１５モルを超えるとＳｉＯ2の固体が析出する。界面活性剤が０．１モル未満であると十分な多孔質構造が得られず、０．４モルを超えると膜質が悪くなる。酸やアルカリが０．５モル未満であると所定の反応が進行せず、１．５モルを超えると有機シランが不安定化してしまう。
なお、アルコールは、反応液全体の濃度を調整するために添加されるものであり、反応液の粘性に応じて、塗布しやすいように、その量を調節して添加される。
【００４９】
前記界面活性剤を含有する有機シラン溶液を基板上に塗布した後の加熱処理としては、主として水およびアルコールを蒸発させるために２００〜３５０℃の温度で加熱処理する第一加熱処理工程と、余剰な界面活性剤その他の有機物質などを蒸発させるための第二加熱処理工程からなる。前記第二処理工程としては、例えば１００〜１０-5Ｐａ程度の低真空中で２５０〜５００℃の温度とし、得られる多孔質膜３２の構造が破壊されない程度の時間の処理とする。
【００５０】
多孔質膜原料液に界面活性剤を含有させる場合、上述したように多孔質膜３２の表面は界面活性剤の疎水基で覆われるので、多孔質膜３２を表面処理しなくても撥液性が得られる。
【００５１】
また、界面活性剤を含有しない多孔質膜原料液を用いて多孔質膜３２を形成し、該多孔質膜３２を電子線（紫外線を含む）やプラズマに晒して脱ヒドロキシ基処理することでも、撥液性が得られる。
しかし、多孔質膜原料液に界面活性剤を含有させ、かつ、成膜後の多孔質膜３２を脱ヒドロキシ処理すれば、多孔質膜３２の撥液性はより高くなる。
【００５２】
また、液滴を吐出するために形成されたノズル孔２２の内部の表面は、多孔質膜３２や、前記撥液膜に比べ親液性であることとする。これは、吐出する液が十分な精度を得るためには、吐出口２３近辺にまで液が充填されている必要があるためで、具体的には下地酸化膜３１を形成すればよい。
この結果、吐出される液滴の位置精度および液滴特性が十分満足される吐出ヘッド２０を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の吐出装置の第一例を説明するための断面図
【図２】本発明の吐出装置の第一例を説明するための平面図
【図３】第二例の吐出装置を説明するための平面図
【図４】本発明の吐出ヘッドの一例を説明するための断面図
【図５】（ａ）：図４のＩ−Ｉ線切断断面図、（ｂ）：本発明の吐出ヘッドの平面図
【図６】（ａ）〜（ｅ）：本発明の吐出ヘッド製造方法のうち、表面処理対象基板の製造工程を説明するための断面図
【図７】（ｆ）〜（ｈ）：本発明の吐出ヘッド製造方法のうち、表面処理工程を説明するための断面図
【符号の説明】
【００５４】
１０…吐出装置  ２０…吐出ヘッド  ２１…吐出液室  ２２…ノズル孔  ２３…吐出口  ３０…無機基板  ３２…多孔質膜  ６０…表面処理対象基板
【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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