(57)【要約】【課題】高粘度インクがノズルプレート上で移動しやすく、高粘度インクをノズルプレート上から除去しやすくすることにより、ワイピングにより正常なインク吐出ができる状態に回復させることを容易にする。【解決手段】予め粗面化処理（酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理）により表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１とされたノズルプレート２１表面に、フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマＣＶＤ法により０．５μｍ以下のプラズマ重合膜を形成し、その皮膜上にフッ素樹脂を塗布し、撥インク膜を形成する。プラズマ重合の原料となるフッ素含有化合物としては、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテルが好ましい。ノズルプレート２１の基材は、ガラス転移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなることが望ましい。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にフッ素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズ
ルプレートを有し、高粘度インクを吐出するインクジェットヘッド。
【請求項２】
フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料として、プラズマＣＶＤ法により形成されたプラズマ重合膜上にフッ素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレートを有し、高粘度インクを吐出するインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記プラズマ重合膜が被着する前記ノズルプレートの基材表面は、予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１とされた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】
前記プラズマ重合膜の膜厚が０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記粗面化処理が酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記フッ素含有化合物がパーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテルから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記ノズルプレートの基材が、ガラス転移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなることを特徴とする請求項２から請求項６のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記高粘度インクの３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記高粘度インクの３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記高粘度インクが紫外線の被照射によって硬化するインクであることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのノズルプレート表面に撥インク膜が形成されたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、ノズル内にインクを満たして正の圧力を掛け、インクをインク室から押し出し、続いてインクに負の圧力を掛けてノズル内に引き戻すことにより、押し出したインク柱を引きちぎって、ノズルからのインク滴を吐出するものである。このときインクメニスカスはノズル内に深く引き込まれ、又この負圧によりインクタンクからノズル内にインクが満たされ、次の吐出に備える。負圧が反転して正圧になると、メニスカスが再び押し出され、ノズルの出口方向に移動する。
【０００３】
この様に、インクを吐出するために掛けた圧力が、インクを吐出した後も残留して振動するため、ノズル内のインク圧力が変動してインクメニスカスが振動する。この振動は数回繰り返され、次第に減衰して次の吐出が可能となる。又、ヘッドの方式によっては、一つのインク室からインクを吐出すると、隣接するインク室にも吐出圧力が伝わってインクメニスカスが振動する。
【０００４】
この圧力変動によりノズル内のインクに正圧が掛かるとき、インクが吐出口から外に溢れ出ることがある。ノズルプレートの表面に溢れ出たインクは、次の負圧でノズル内に引き込まれるが、溢れ出しやすさや、引き込まれやすさは、インクとノズルプレート表面との濡れ性、即ち、接触角が関係する。この様にインクジェットヘッドのノズルプレートの表面は、溢れ出たインクで汚れやすく、これが安定吐出を妨げ、画像を劣化させる原因となる。
【０００５】
また吐出したインク滴が、尻尾がちぎれたり、被印刷物とノズル間の距離が約１ｍｍと近傍であることから被印刷物に当たって飛び散ったりして、微小なインクミストがノズルプレートに付着することもある。
【０００６】
溢れ出たインクや付着したインクミストは、ノズルプレート上に蓄積されてインク溜まりを形成し、この溜まりが吐出口に触れると吐出するインク滴を引っ張り、吐出方向を曲げてしまう。更にインク溜まりが大きくなって吐出口を覆うと、この溜まりを突き破ってインク滴が吐出するときインクが飛び散り、画像を汚してしまう。更にインク溜まりが吐出口を厚く覆うとインクが吐出しなくなる。又、ノズルプレート上のインク溜まりに、被印刷物である紙や布等から発生する塵が付着しやすく、それがノズル穴を塞ぐことがある。
【０００７】
この様に吐出口周辺にインクが溜まると正常な吐出ができなくなるので、ノズルプレートの表面に溢れ出たインクを、吐出と吐出の間に負圧を利用してノズル内に引き込む必要がある。又、ノズル内に引き込みきれないインクや、外部から付着したインクは、インク吐出口から離れた場所に移動させて保持し、時々ワイピングにより拭き取る必要がある。
【０００８】
上述の如く、インクジェットプリンタにおいては、ノズルプレートのインク吐出口周囲を清浄に保つことが重要であり、インクによる汚れを防ぐために、ノズルプレートに撥インク処理を施すことが行われている。
【０００９】
ノズルプレート表面を撥インク処理すると、インクのメニスカスが吐出口から外に出ても、インクがノズルプレート上に溢れ出たり、濡れ拡がったりしにくくなる。又、インクが溢れ出ても、ノズルプレート表面が撥インク処理されていると、インクは弾かれて微小な半球になるので、ノズルプレートとの接触面積が小さくなり、ノズルプレート上を移動しやすく、ヘッドの振動等により吐出口から離れて、次のインク滴の吐出を妨害しない、等の効果がある。
【００１０】
有効な撥インク処理としては、例えば特開昭５８−１７５６６６号、同５９−８７１６３号、同６１−１４１５６５号、特開平４−２１１９５９号等に記載される様に、プラズマＣＶＤ法によって撥インク膜を形成することが知られている。
【００１１】
しかし、インクが低粘度であればノズルプレートに撥インク膜を形成しなくても、ノズルプレート上に付着したインクはノズルプレート上を移動しやすいため、ノズルプレート上に付着したインクをワイピングにより容易に取り除くことができた。そのため、所定のタイミングでノズルプレート上のワイピングを行えば、吐出不良を起こさせることなく、質の高い画像記録を行うことが可能であった。
【００１２】
記録媒体として樹脂フィルム等のインク吸収性のないものを使用する場合、高粘度のインクを用いることが有効である。記録媒体として樹脂フィルム等のインク吸収性のないものを使用する場合、高粘度のインクを用いることにより着弾したインクが記録媒体上で安定するように（流れたりしないように）できる。さらに高粘度に加え、紫外線硬化性等の照射線硬化性のインクを用い、インク着弾直後に紫外線等の照射線を記録媒体上のインクに照射して硬化させ完全に定着させることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高粘度インクを使用する場合は、低粘度インクを使用する場合に比較して、付着したインク滴が高粘度であるため、付着した位置から移動しにくく、ノズル近傍に付着すると、射出されたインクを、低粘度インクを使用したときよりも強く引き寄せ、吐出方向を大きく曲げてしまう。
また、高粘度インクは、低粘度インクに比較してワイピングによりノズルプレート上から除去しにくい。
したがって高粘度インクの場合、所定のタイミングでノズルプレート上のワイピングを行っても、正常なインク吐出ができる状態に回復させることができずに画像記録を劣化させてしまうおそれが高い。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高粘度インクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、高粘度インクがノズルプレート上で移動しやすく、高粘度インクをノズルプレート上から除去しやすくすることにより、ワイピングにより正常なインク吐出ができる状態に回復させることを容易にし、これにより、高粘度インクによる吐出不良を低減でき、長期に亘る安定した吐出を保証するインクジェットヘッドを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、表面にフッ素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレートを有し、高粘度インクを吐出するインクジェットヘッドである。
【００１６】
したがって請求項１記載の発明によれば、ノズルプレート表面を撥インク処理すると、インクのメニスカスが吐出口から外に出ても、インクがノズルプレート上に溢れ出たり、濡れ拡がったりしにくくなる。又、インクが溢れ出ても、ノズルプレート表面が撥インク処理されていると、インクは弾かれて微小な半球になるので、ノズルプレートとの接触面積が小さくなり、ノズルプレート上を移動しやすく、ヘッドの振動等により吐出口から離れて、次のインク滴の吐出を妨害しない。高粘度インクであってもノズルプレート上で移動しやすくなり、ノズルプレート上から除去しやすくなるので、ワイピングにより正常なインク吐出ができる状態に回復させることが容易になり、これにより、高粘度インクによる吐出不良を低減でき、長期に亘る安定した吐出を保証できるという利点がある。
【００１７】
フッ素樹脂は市販されているものを採用することができ、デュポン社製、商品名ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＡＦ１６００、ＡＦ１０６１、ＡＦ２４００や、旭硝子（株）製、商品名ＣＹＴＯＰ、ＣＴＸ−８０９Ａ、ＣＴＬ−１０９Ｍ等を挙げることができる。前記ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等は水や有機溶媒を媒体とした分散物として、ＡＦシリーズやＣＹＴＯＰ等はフッ素系の溶媒に溶解して塗布し、膜厚０．１〜２μｍ程度のフッ素樹脂撥インク膜を形成する。なおフッ素樹脂塗布膜は、塗布後加熱処理することによって接着強度を向上させることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料として、プラズマＣＶＤ法により形成されたプラズマ重合膜上にフッ素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレートを有し、高粘度インクを吐出するインクジェットヘッドである。
フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料として、プラズマＣＶＤ法により形成されたプラズマ重合膜は、撥インク性のフッ素樹脂の接着性を向上させる。
【００１９】
プラズマ重合によって形成する撥インク膜の信頼性はノズルプレートの基材表面の表面粗さを調整することにより向上できるため、前記プラズマ重合膜が被着する前記ノズルプレートの基材表面は、予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１とされていることが好ましい。
【００２０】
前記プラズマ重合膜の膜厚は０．５μｍ以下であることが好ましい。プラズマ重合膜の膜厚は、０．５μｍより厚いと膜はがれやひび割れが発生しやすいので、０．５μｍ以下、好ましくは０．０１〜０．２μｍとする。成膜速度はガス種の内容や成膜条件によって異なるが、膜の厚さは成膜時間のコントロールで制御できる。
【００２１】
前記粗面化処理としては、粗さの異方性が見られない点で、酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理が好ましい。
【００２２】
前記プラズマ重合の原料となるフッ素含有化合物としては、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテルが好ましく、具体的には、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２Ｆ４、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ３ＯＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２等が挙げられる。
【００２３】
プラズマ重合は、プラズマが発生している環境中又はその近傍で行われるために、ノズルプレートの基材が耐熱性を有していないと熱による変形などが起こるため、前記ノズルプレートの基材は、ガラス転移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなることが好ましい。樹脂としては、ポリイミド（３００℃）、ポリエーテルイミド（２１６℃）、ポリエーテルサルホン（２３０℃）、非晶ポリアクリレート（１７５℃）、ポリエチレンナフタレート（１１３℃）、ポリエーテルエーテルケトン（１４３℃）等が挙げられる（カッコ内はＴｇ）。
【００２４】
また、前記高粘度インクの３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明が解決しようとする問題性は３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上である高粘度インクにおいて顕著であるため、本発明を適用する実効性は３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上である高粘度インクにおいて高まる。
【００２６】
また、前記高粘度インクの３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明における高粘度インクは、３０℃での粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの液体である。但し、４０〜５００ｍＰａ・ｓが好ましい。１０ｍＰａ・ｓ未満では滲みが劣化、また５００ｍＰａ・ｓを超えると、画質の平滑性が失われる。また、このインクは６０℃で３〜３０ｍＰａ・ｓの液体であることが好ましく、より好ましくは、３〜２０ｍＰａ・ｓである。３ｍＰａ・ｓ以下では、高速射出に不具合を生じ、また３０ｍＰａ・ｓでは、射出性が劣化する。
【００２８】
また、前記高粘度インクは、紫外線硬化性等の照射線硬化性のインクを用いることが望ましい。記録媒体として樹脂フィルム等のインク吸収性のないものを使用する場合、高粘度のインクを用いることにより着弾したインクを記録媒体上に安定させることができる。さらに、紫外線硬化性等の照射線硬化性のインクを用いることで、インク着弾直後に紫外線等の照射線を記録媒体上のインクに照射して硬化させ完全に定着させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の実施形態として、図１に示すインクジェットプリンタ１に、図２に示すインクジェットヘッド２０が用いられる例を説明する。
【００３０】
まず図１を参照して、インクジェットプリンタの全体構成について説明する。図１はインクジェットプリンタの全体構成図である。
インクジェットプリンタ１は、インクを滴として記録媒体９９に向けて吐出し、その後、記録媒体９９のうちインク滴が着弾した領域に紫外線を照射することで、記録媒体９９に画像を記録するものである。
【００３１】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、その基本構成として、記録媒体９９にインク滴を吐出する複数の記録ヘッド２，２，…と、各記録ヘッド２にインクを供給する複数のサブタンク３，３，…と、主走査方向Ａに沿って移動可能なキャリッジ４ａを備えるキャリッジ機構４と、各記録ヘッド２のメンテナンスを行うメンテナンスユニット６と、未使用状態のキャリッジ４が待機するホームポジション７と、各色のインクを貯留する複数のメインタンク８，８，…と、各メインタンク８に接続された複数の加圧ポンプ９，９，…と、各メインタンク８から各サブタンク３へとインクを供給するインク供給部材１０と、記録媒体９９の非記録面を吸引保持するプラテン１１と、記録媒体９９を副走査方向Ｂに送り出す送り機構（図示せず）と、インクの付着した記録媒体９９に紫外線を照射する照射手段（図示せず）と、上記各部材の動作を制御する制御装置（図示せず）とを備える。
【００３２】
メンテナンスユニット６は、図１に示す通り、キャリッジ４ａの一方の移動端に設けられた部材であって、各記録ヘッド２の下面を覆って各ノズルからインクを吸引する複数の吸引キャップ６１，６１，…と、各記録ヘッド２の下面に残るインクを拭き取るブレード部６２とを備える。
【００３３】
ホームポジション７は、図１に示す通り、キャリッジ４ａの他方の移動端に設けられている。複数の記録ヘッド２，２，…及びキャリッジ４ａ等が記録動作に関わらないとき、複数の記録ヘッド２，２，…及びキャリッジ４ａがこのホームポジション７に待機するようになっている。ホームポジション７には、複数の保湿キャップ７１，７１，…が設けられている。これら複数の保湿キャップ７１，７１，…は、キャリッジ４ａに搭載された記録ヘッド２と同じ数だけ設けられている。各保湿キャップ７１は、各記録ヘッド２の下部を覆えるよう各記録ヘッド２の下部に対応するサイズ及び形状等を有しており、各記録ヘッド２に係るインクの保湿を行うものである。
【００３４】
キャリッジ機構４は、前述した複数の記録ヘッド２，２，…及び複数のサブタンク３，３，…を搭載したキャリッジ４ａと、主走査方向Ａに沿って延在してキャリッジ４ａの主走査方向Ａへの移動をガイドするガイド部材４ｂと、キャリッジ４ａを支持した状態でキャリッジ４ａを移動させる搬送ベルト（図示せず）と、キャリッジ４ａの移動の駆動源となる搬送モータ（図示せず）とを備える。
【００３５】
インク供給部材１０は、複数のメインタンク８，８，…から複数のサブタンク３，３，…へとインクの色毎に通じる部材であって、各メインタンク８から各サブタンク３へと各色のインクを供給する。
【００３６】
インク供給部材１０と複数のメインタンク８，８，…との間には、複数の加圧ポンプ９，９，…が介在している。各加圧ポンプ９は、各メインタンク８毎に設けられている。各加圧ポンプ９により各メインタンク８から当該メインタンク８に通じるサブタンク３へのインクの供給を行う。
【００３７】
複数のサブタンク３，３，…は、複数のメインタンク８，８，…に貯留された各色のインクを一時的に貯留するものである。各サブタンク３には記録ヘッド２がそれぞれ接続されており、一時的に貯留したインクを記録ヘッド２に供給する機能を有する。また、各サブタンク３は、キャリッジ４ａに搭載されており、キャリッジ４ａの移動に追従する。
【００３８】
複数の記録ヘッド２，２，…は前記した複数のサブタンク３，３，…に接続されているとともに、サブタンク３同様、キャリッジ４ａに搭載されてキャリッジ４ａの移動に追従する。そして、各記録ヘッド２は、キャリッジ４ａの移動中において当該記録ヘッド２に接続されたサブタンク３から供給されたインクを記録媒体９９に吐出する。
【００３９】
次に、図２を参照して上記記録ヘッド２として用いられるインクジェットヘッドについて説明する。
図２は、本発明の実施形態のインクジェットヘッドの構成図である。図２に示すように、本実施形態の高粘度インクを用いるインクジェットプリンタのインクジェットヘッド２０は、ノズルプレート２１、ノズル２２、ピエゾ素子駆動部２３、マニフォールド２４、駆動基盤２５とを備える。インクジェットヘッド２０は図１に示す記録ヘッド２に該当する。
【００４０】
ノズルプレート２１の基材は、ガラス転移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなる。
ノズルプレート２１表面は、フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ重合により皮膜が形成され、その皮膜を下地として、フッ素樹脂が塗布され、撥インク膜が形成されている。フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ重合により形成された皮膜は、フッ素樹脂の接着性を向上させる。
【００４１】
プラズマ重合の原料となるフッ素含有化合物としては、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテルが好ましく、具体的には、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２Ｆ４、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ３ＯＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２等が挙げられる。プラズマ重合の原料となるシラン化合物としては、一般式Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ（ｎ−４）で表される化合物であることが好ましい。（式中、Ｒはメチル基、フェニル基又は含フッ素アルキル基を表し、Ｘはアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｎは０〜４の整数である。）
【００４２】
プラズマ重合を形成させるノズルプレート２１表面は、予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１にしておき、プラズマ重合膜の膜厚は、０．５μｍ以下とする。粗面化処理としては、粗さの異方性が見られない点で、酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理が好ましい。
【００４３】
インクジェットヘッド２０には、メインタンク８からインク供給部材１０を介してサブタンク３より紫外線硬化性の高粘度インクが供給される。ノズルプレート２１には、インクを吐出するノズル２２の吐出口が多数設けられており、サブタンク３から供給されるインクがノズル２２内に充填される。各ノズル２２にはピエゾ素子が設けられており、ピエゾ素子が駆動基盤２５により駆動されてノズル２２からインク滴が吐出される。使用するインクは３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下である高粘度インクとする。
【００４４】
ノズル２２から吐出された高粘度インクは、インク吸収性のない記録媒体９９上に着弾し、紫外線を照射され、硬化される（ＵＶ硬化方式）。インク吸収性のない記録媒体ないしインク吸収性の低い記録媒体（あるいは、インク非吸収性記録媒体）とは、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）からなる記録媒体、あるいはインク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）からなる表面層（画像形成層）を有する記録媒体であり、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）は、例えば各種の樹脂や金属である。
なお、本発明者らの実験により、本発明における高粘度インクの原料としてカチオン重合系光硬化樹脂を用いることにより、インクがノズルプレート２１上で弾かれやすく、クリーニング性が良好となることが認められた。
【００４５】
以下にノズルプレート２１の４つの形成例を示す。
実施形態−１
（ノズルプレート基材）厚さ７５μｍのポリイミドシート
（プラズマエッチング処理）撥インク膜形成前の粗面化処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
【００４６】
（プラズマ重合撥インク膜の形成）３０℃に保持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２及び５重量部のＣ８Ｆ１７Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３を入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００４７】
（ノズル孔加工及びヘッド本体への貼合）表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシートを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内になる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエキシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプレート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付けた。
【００４８】
実施形態−２
（ノズルプレート基材）厚さ７５μｍのステンレス板
（ノズル孔加工）外径５０μｍの極小ポンチと微細加工用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除き、洗浄した。
【００４９】
（サンドブラスト処理）撥インク膜形成前の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍとした。
【００５０】
（プラズマ重合撥インク膜の形成）ノズルプレートの接着面側全体を覆い且つＡｒガスがノズル孔から吹き出すように真空チャンバー内にセットし、プラズマ重合原料としてのＣ３Ｆ８ガス流量を５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００５１】
（ヘッド本体への貼合）ノズルプレートをヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付けた。
【００５２】
実施形態−３
（ノズルプレート基材）厚さ７５μｍのステンレス板
（ノズル孔加工）外径５０μｍの極小ポンチと微細加工用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除き、洗浄した。
【００５３】
（サンドブラスト処理）撥インク膜形成前の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍとした。
【００５４】
（プラズマ重合撥インク膜の形成）プラズマ重合原料として９５重量部の（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２及び５重量部のＣ８Ｆ１７Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３を用い、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チャンバー中の環境を、原料ガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００５５】
（プラズマエッチング）ノズルプレートのインク吐出面側に保護シートを貼り付け、保護シート面を上にしてチャンバー内部にセットし、ＣＦ４と酸素の混合ガス流量を５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして１０分間プラズマエッチングを行った。
【００５６】
（ヘッド本体への貼合）保護シートを剥離したノズルプレートをヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付けた。
【００５７】
実施形態−４
（ノズルプレート基材）厚さ７５μｍのポリイミドシート
（プラズマエッチング処理）撥インク膜形成前の粗面化処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
【００５８】
（プラズマ重合下地膜の形成）３０℃に保持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２及び５重量部のＣ８Ｆ１７Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３を入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして５分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００５９】
（撥インクフッ素樹脂膜の塗布）ＡＦ１６０１（前出）の６％溶液をワイヤーバーを用いて１μｍの厚さに塗布し、１５分放置して自然乾燥させた後、１７０℃のオーブン内に６時間置いた。
【００６０】
（ノズル孔加工及びヘッド本体への貼合）表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシートを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内になる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエキシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプレート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付けた。
【００６１】
次に、本発明の実施形態として適用可能な技術内容につき項を分けて説明する。
＜射出量＞
１ドットあたりの射出量は２ｐｌ（ピコリットル）〜２０ｐｌである。好ましくは４ｐｌ〜１０ｐｌである。１ドットあたり２０ｐｌを超えると高精細印字が難しく、また、１ドットあたり２ｐｌ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまう。
【００６２】
＜ドット径＞
記録媒体上に形成されるドット径は５０μｍ〜２００μｍである。好ましくは５０μｍ〜１５０μｍであり、さらに好ましくは５５μｍ〜１００μｍである。５０μｍ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまい、また、２００μｍよりも大きければ高精細印字が難しい。
【００６３】
＜水及び有機溶媒を含有しない＞
用いられるインクは、実質的に水及び有機溶媒を含有しないことが望ましい。実質的に含有しないとは、水及び有機溶媒の含有量が１重量％未満であることをいう。
【００６４】
＜インクジェット方式＞
インクジェットプリンタのインク吐出の駆動力として、インクに対しての適用範囲が広く、高速射出が可能な圧電体の圧電作用を利用する方式が好ましい。それは具体的には、例えば特公平４−４８６２２号に記載されるように、圧電性基体上に形成された微細な溝の内部に電極膜が形成され、さらに絶縁膜で覆われているインク流路とするインクジェットヘッド方式である。
【００６５】
＜照射線源＞
紫外線、電子線、Ｘ線、可視光、赤外光などを照射する様々な線源を用いることが可能であるが、硬化性、線源のコスト等を考慮すると、紫外線を照射する線源が好ましい。紫外線線源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、紫外線レーザー・ＬＥＤなどを用いることができる。
【００６６】
基本的な照射方法は、特開昭６０−１３２７６７号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射はインク着弾後、一定時間をおいて行われることになる。さらに、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。ＷＯ９９５４４１５号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へＵＶ光を照射する方法が開示されている。本発明の実施形態として、これらの照射方法を用いることが可能である。
【００６７】
具体的には、帯状のメタルハライドランプ管、紫外線ランプ管が好ましい。線源は、実質的にインクジェットプリンタに固定化し、稼働部をなくすことで、安価な構成とすることが可能である。
【００６８】
照射は、各色の画像形成毎に行われることが好ましく、つまり、いずれの露光方式でも線源は２種用意し、第２の線源によって、硬化を完了させることが好ましい形態の１つである。これは、２色目の着弾インクの濡れ性、インク間の接着性を得ることと、線源を安価に組むことに寄与する。
【００６９】
なお第１の線源と、第２の線源とは露光波長または露光照度を変えることが好ましい。第１の線源の照射エネルギーを第２の線源の照射エネルギーより小さく、すなわち第１の線源の照射エネルギーを照射エネルギー総量の１〜２０％、好ましくは１〜１０％、さらに好ましくは１〜５％とする。照度を変えた照射を行うことで、硬化後の分子量分布が好ましいものとなる。つまり一度に高照度の照射を行ってしまうと、重合率は高められるものの、重合したポリマーの分子量は小さく、強度が得られない。
【００７０】
また、第１の線源の照射は、第２の線源の照射よりも長波長とすることで、第１の照射では、インクの表層を硬化させてインクの滲みを抑えられ、第２の照射では、照射線が届きにくい記録媒体近傍のインクを硬化させ、密着性を改善することができる。インク内部の硬化促進のためにも、第２の照射線波長は長波長であることが好ましい。
【００７１】
＜照射タイミング＞
上記インクを用い、一定温度にインクを加温するとともに、着弾から照射までの時間を０．０１〜０．５秒、好ましくは０．０１〜０．３秒、さらに好ましくは０．０１〜０．１５秒後に放射線を照射することすることができる。このように着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止することが可能となる。また、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することができるため、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減できる。これは、高粘度のインクを用いることで大きな相乗効果をもたらすことになる。特に、２５℃におけるインク粘度が３５〜５００ｍＰａ・ｓのインクを用いると大きな効果を得ることができる。このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことができ、画質が向上する。なお、カラー画像を得るためには、明度の低い色から順に重ねていくことが好ましい。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加及び臭気の発生、密着性の劣化が生じやすい。また、照射は、全色を射出してまとめて露光することが可能だが、一色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００７２】
また、複数色のヘッドからなるユニットでは、各色間を実質的に照射線透過性とすることが好ましい。具体的には、照射線透過性の部材でヘッド間を構成するか、部材を配置させない構成である。このような簡単な構成とすることで、各色毎に、着弾直後、速やかに照射することが可能であり、特に二次色の滲み防止、双方向描画における、行きと帰りのドット滲み差を防止（行きと帰りの色が異なるのを防ぐ）できるため、好ましい。
【００７３】
＜インク加熱、ヘッド温調＞
上記インクを３０〜１５０℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。さらに好ましくは４０〜１００℃である。３０℃以下及び１５０℃以上では、射出が困難になる。照射線硬化型インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度をできるだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、さらに好ましくは設定温度±１℃である。インクジェットプリンタには、インク温度の安定化手段を備えるが、一定温度にする部位はインクタンク（中間タンクがある場合は中間タンク）からノズル射出面までの配管系、部材の全てが対象となる。
【００７４】
温度コントロールのため、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体や外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断もしくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立ち上げ時間を短縮するため、また熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
【００７５】
＜粘度＞
本発明の実施形態におけるインクは、３０℃での粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの液体である。好ましくは、４０〜５００ｍＰａ・ｓが好ましい。１０ｍＰａ・ｓ未満では滲みが劣化、また５００ｍＰａ・ｓを超えると、画質の平滑性が失われる。また、このインクは６０℃で３〜３０ｍＰａ・ｓの液体であることが好ましく、より好ましくは、３〜２０ｍＰａ・ｓである。３ｍＰａ・ｓ以下では、高速射出に不具合を生じ、また３０ｍＰａ・ｓでは、射出性が劣化する。
【００７６】
なお、このインクの粘度は、ＪＩＳ　Ｚ　８８０３に規定する液体の粘度−測定方法に従う。この方法の粘度の測定には、ＨＡＡＫＥ社製回転式粘度計（ビスコテスター）型式ＶＴ０７Ｌを用いることができる。
【００７７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、高粘度インクであっても、インクがノズルプレート上で移動しやすくなり、ノズルプレート上から除去しやすくなるので、ワイピングにより正常なインク吐出ができる状態に回復させることが容易になり、これにより、高粘度インクによる吐出不良を低減でき、長期に亘る安定した吐出を保証できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のインクジェットプリンタの全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態のインクジェットヘッドの構成図である。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ　２…記録ヘッド　３…サブタンク　４…キャリッジ機構　４ａ…キャリッジ　４ｂ…ガイド部材　６…メンテナンスユニット　７…ホームポジション　８…メインタンク　９…加圧ポンプ　１０…インク供給部材　１１…プラテン　２０…インクジェットヘッド　２１…ノズルプレート　２２…ノズル　２３…ピエゾ素子駆動部　２４…マニフォールド　２５…駆動基盤
９９…記録媒体
【図１】
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【図２】
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