(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドの流路壁及び吐出口面の所定領域に所望の表面処理を行う場合に、各領域での表面処理を行うことのできる技術を提供することにある。【解決手段】液体吐出ヘッドを製造する過程で得られる流路及び吐出口面を有する組立体に対して、流路壁の表面処理用の第１の媒介材料を含む液体を流路中に充填し、更に、吐出口面の表面処理用の第２の媒介材料を含む液体を吐出口面に接触させた状態で、光照射し、流路壁及び吐出口面の各々を構成する材料とこれらの媒介材料間での原子や原子団の置換を行って、流路壁及び吐出口面の表面改質を同時に行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、該吐出口に液体を供給するための流路と、該吐出口が開口する吐出口面と、を有する該吐出口が該吐出口面に対して垂直方向に開口した液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記吐出口と、前記流路と、前記吐出口面と、該流路内への光照射を可能とする光透過部と、を有する構造からなり、前記液体吐出ヘッドの少なくとも一部を構成するための組立体を用意し、該組立体の流路内に第１の媒介材料を含む液体を充填するとともに、前記吐出口面に第２の媒介材料を含む液体を接触させる工程と、
前記流路を構成する流路壁の処理領域に含まれる被処理材料と、前記第１の媒介材料を含む液体と、を接触させた状態での前記光透過部を介する該流路内への光照射と、前記吐出口面と前記第２の媒介材料を含む液体との接触状態での該吐出口面への光照射と、を行い、該流路壁の処理領域と該吐出口面の処理領域の表面処理を同時に行う工程と、
を有し、
各処理領域での表面処理は、各被処理領域と前記媒介材料を含む液体との接触界面領域にて光励起による状態遷移を誘導し、該接触界面領域において前記媒介材料から生成される励起化学種または該媒介材料を含む液体中に生成される励起化学種を各処理領域に作用させることで行われる
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第１の媒介材料と前記第２の媒介材料が同じである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第１の媒介材料と前記第２の媒介材料が異なる請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の媒介材料は、単体では光照射により実質的に相互作用しない材料であり、前記被処理材料と該媒介材料とに光を照射することで、前記被処理材料の置換基が励起誘導状態になると同時に前記媒介材料の原子又は原子団が励起誘導状態になる化学反応場を、各処理領域と該媒介材料との接触界面と光照射領域の論理積にて提供し、結合状態遷移を誘起移行することで各処理領域の表面処理を行う請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記化学反応場において前記被処理材料から励起誘導された置換基が前記媒介材料から励起誘導された原子又は原子団によって捕獲遷移結合される結合エネルギ−は、前記被処理材料の置換基と母材原子の結合エネルギ−と、前記媒介材料の原子又は原子団と母材原子の結合エネルギ−と、のうち大きい方の結合エネルギ−よりも大きいものである請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記照射される光は、前記被処理材料の置換基と母材原子の結合エネルギ−と前記媒介材料の原子又は原子団と母材原子の結合エネルギ−のうち大きい方の結合エネルギ−よりも大きいフォトンエネルギ−を有する波長の光である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
各処理領域での表面処理が、前記媒介材料からの励起化学種を各処理領域に置換する工程及び該励起化学種を各処理領域に電子結合堆積させる工程の少なくとも一方、あるいは該励起化学種によって各処理領域をエッチングする工程を含む請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第２の媒介材料を含む液体と前記吐出口面との境界界面に対して照射される光は、該境界界面に対して垂直な略アフォーカルなビームからなり、該吐出口面が光透過性であることにより前記光透過部を構成し、該光透過部を介して入射した光によって前記流路内が光照射される請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記略アフォーカルなビームが、ビームダイバージェンスが１００ｍｒａｄ以内の略平行な略アフォーカルビームであり、所定のエネルギーのフォトンを前記接触界面に照射するものである請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記流路を形成する部材の全部または一部は、プラスティック材料からなる請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
前記流路壁の被処理材料及び前記吐出口面の被処理材料の少なくとも一方は、前記置換基として炭素原子と水素原子の一重結合基を前記処理面に提供するものである請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の媒介材料は過酸化水素である請求項１〜１１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の媒介材料は、単体状態において、前記照射するフォトンに対してエネルギー準位的に遷移安定準位が存在せず、光吸収がほぼ皆無であり、光エネルギーを他の光エネルギーに変換する作用を起こさない材料である請求項１〜１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の媒介材料は、単体状態において、前記照射するフォトンに対してエネルギー準位的に遷移安定準位が存在せず、蛍光エネルギー放射、フォノン生成による熱エネルギー変換によって、極短時間で前記照射するフォトンエネルギーを変換消費し、原子配列構造が変化しない材料であり、かつ、前記照射するフォトンの光浸透距離が１０μｍ以上の光透過特性を有する材料である請求項６に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の媒介材料は、前記置換基として水素原子の炭素原子に対する一重結合（σ結合）基を前記吐出口表面に提供するものである請求項１３または１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記ポリマーは−ＣｎＦｍ−Ｏ−からなる繰返し単位を有する請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記ポリマーは、式：Ｆ−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ２ＣＦ３（ｎ：整数）で表される請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
照射する光として、波長が２２１．４ｎｍから３５１．６ｎｍの範囲内にある紫外線を用いる請求項１〜１７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１９】
前記紫外線の光源はエキシマレーザ光源、エキシマランプ、非線形光学結晶を用いた高調波変換放射光源、または水銀ランプである請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線として、波長が約２４８ｎｍのクリプトンフッ素エキシマレーザ光を用いる請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記光の照射は、光が前記第２の媒介材料を含む液体側から行われる請求項１〜７及び９〜１９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２１】
前記光は、透明な基材に所定パターンを該照射光を吸収または反射して実質的に透過しない金属膜、または実質的に透過する光干渉膜によりパターニングしたフォトマスクを介して所定領域に照射される請求項１〜２０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２２】
前記フォトマスクの基材は、合成石英、水晶、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、サファイアまたはダイアモンドからなる請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
液体を吐出する吐出口と、該吐出口に液体を供給するための流路と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、請求項１〜２２のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を液滴等の状態で吐出口から吐出させて記録用紙などの保持媒体上に付着させて、文字、画像、各種パターンなどを形成するための液体吐出ヘッドの製造方法および該方法により製造された液体吐出ヘッドに関する。
【０００２】
特に、吐出口に液体を供給するための流路壁の表面の改質処理、なかでも親水化による流路への高速の液体充填補給を可能とする改質処理と、吐出精度を向上させる吐出口面の撥液化を行う改質処理と、を用いた液体吐出ヘッドの製造方法及び該方法により得られた液体吐出ヘッドに関するものである。この流路壁の親水化によれば、吐出口からのインク吐出に伴うインクの補給時間を高速化し、インク吐出繰返の高周波数化が可能となり、高速印刷を実現することができ、更に吐出口面の精度良い撥液化により高吐出精度を実現することができる。
【０００３】
なお、吐出口面の撥液化処理には、炭素原子と水素原子の一重結合基を側鎖に有するポリマーを用いて吐出口面を構成し、このポリマー水素原子を脱離すると同時に、そこにフッ化炭素基（ＣｎＦｍ：ｎは１以上の整数であり、ｍ＝２ｎである）を置換結合させて吐出口面の特に表面のみを高撥液化する方法が好適に利用される。
【０００４】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方式に適応される液体吐出ヘッド（インクジェット記録ヘッドともいう）のインク吐出機構部分には、一般に、インクを吐出するための吐出口と、前記吐出口にインクを供給するためのインクを貯える液室と、前記吐出口と前記液室とを連通するインク流路と、前記インク流路の一部に設けられたインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記液室に外部からインクを供給するためのインク供給口が設けられている。
【０００５】
この構造において、微細な構造と精度が要求されるインク流路とインク吐出口の加工に関しては、近年、圧力発生源を有するＩＣチップ上に、遠紫外線崩壊ポジ型レジスト樹脂材料と遠紫外線透過ネガ型レジスト樹脂材料（１）と撥水性ネガ型レジスト樹脂ドライフィルム材料（２）の３種類のレジスト材料によって、リソグラフィープロセスを用い、ポジ型レジスト樹脂材料にてインク流路の形状に相当するパターンを形成し、ネガ型レジスト樹脂材料（１）にてインク吐出口を形成する層としてオーバーコートし、かつネガ型レジスト樹脂ドライフィルム材料（２）を薄層にて表面コートし、インク吐出口露光現像の後、遠紫外線照射によってインク流路の形状の遠紫外線崩壊ポジ型レジスト樹脂材料を分解低分子量化して溶媒溶出によってインク流路を形成する方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０９−１７４８７１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２８６９６７号公報
【特許文献３】
特開平０５−３３８１８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第一にインク流路に関しては、液体レジストのコーティング、露光、現像の各ステップを含む積層工程によって流路や吐出口が形成されるために、これらの構造精度に関しては高精度が達成可能であるが、各レジストによって形成されたインク流路の壁面に関しては、レジストが現像された状態の物性値に依存せざるをえない。
【０００８】
また、インク流路に関して、使用する記録用の液体、例えばインクに対して撥液傾向の材料から成り立っている場合、インクに対しての毛管力が低くなるためインクの流路内への充填が遅くなるだけではなく、極端な場合インクが充填できない状態が生ずる。また、インクの吐出に関してもインク吐出後のインク流路から吐出口へのインク充填に時間を要し、繰返し吐出の周波数が遅くならざるをえなくなり、印刷スピードが遅くなるといった不具合を生じてしまう場合がある。
【０００９】
そこで、特開平０９−１７４８７１号公報（特許文献１）、特開平１０−２８６９６７号公報（特許文献２）には、インク流路内に、後処理によって親水化材料を注入し、親水基をインク流路壁にコーティングする処理方法が提案されている。しかしながら、この方法においては、インク吐出口面も親水化されることとなり、インク吐出の飛行特性を左右するインク吐出口面がインクによって濡れてしまうことによって、記録状態の品質を落としてしまう場合がある。また、特開平０５−３３８１８０号公報（特許文献３）においては、特許請求の範囲内に、インク流路を親水化する方法として、酸処理、放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理を謳っている。これらの方法は、直接表面処理として親水化処理の一般的方法として有効であるが、内部構造として造り込まれたインク流路に対して実質的に実現可能な記述説明が不備となっており、実施例もインク流路に親水化処理液を注入して親水化を行う方法にしか言及していない。すなわち、この公報は、具体的に放電処理、紫外線処理、電子線処理、放射線処理によって、内部構造として造り込まれたインク流路壁を親水化する手段を記述しておらず、しかも、この公報からの記載から、これらの直接表面処理を実現する具体的な手段について推測することも不可能である。
【００１０】
したがって、前記、特開平０９−１７４８７１号公報、特開平１０−２８６９６７号公報の発明と同等にインク吐出口面の撥水特性は劣化し、記録状態の品質を落としてしまう場合が生じる。また、特開平０５−３３８１８０号公報には、親水化処理はインク吐出口面の撥水膜によって密着性が劣り、インク吐出口面を擦ることによって親水化膜は脱離すると記述されているが、親水化膜を吐出口面から後処理によって剥離する場合、良好な吐出特性を得るには、きれいに均一に親水膜を除去する必要があり、そのための特別な工程が必須となり、工程数が増加するという問題も生じてしまう。
【００１１】
第二に、インク吐出口が配設されたインク吐出口面に関しては、吐出口面の構成に、撥水性ネガ型レジスト樹脂ドライフィルム材料に光架橋反応を発生させて現像溶剤不溶性化し、構造を形成するプロセスを用いており、このレジスト材料は、製造装置の設計上、現在市販されているマスクアライナーの使用している波長に対して感光性のある分子構造を有している（エポキシ基による酸素架橋等）ことが必須となっており、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）並のフッ素リッチなポリマー構成を吐出口面に実現することは原理的に不可能となっている。そのため、このレジスト材料のフッ素基の含有比率は低くならざるをえない。このため撥水性ネガ型レジストといえども、純水に対する接触角は１０５度以下が現状の実力となっている。
【００１２】
また、フッ素樹脂をソルベントコートによって吐出口面に塗工する工程を用いたとしても、溶剤に溶けるフッ素ポリマーに材料が限定されるため、不活性性、撥水性、撥油性、耐擦傷性がＰＴＦＥの有する特性領域まで達しないといった問題が生じてしまう。
【００１３】
また、吐出口が形成された吐出口面に上記のような塗布法により撥液性を付与する場合、吐出口内に塗布液がまわり込んで吐出口内の一部が撥液性になると、液体吐出精度が低下する場合があり、吐出口内への処理剤の侵入を防ぐための処置が別途必要になる。一方、吐出口を開口する前に、吐出口面となる面に処理剤を塗布して、撥液性を付与しておいてから、吐出口を開口する方法では、吐出口内が処理剤により撥液性化されることは避けられるが、吐出口面に形成された処理剤の層が開口プロセス中にその開口部において、特に、吐出口面と吐出口の境界をなすエッジ部で損傷部分を生じ、所望の撥液性の付与効果が得られない場合がある。
【００１４】
更に、吐出口面に撥液性を付与する方法としては、撥液処理用のプラズマ雰囲気に吐出口面を接触させる方法や、吐出口面に撥水処理用のイオン注入を行う方法がある。しかしながら、これらの方法においても、吐出口内の撥液性化を防止するための処理が別途必要になる。
【００１５】
すなわち、インク流路に関しては、インク流路を形成する材料にかかわらずインク流路壁部分のみを後処理によって親水化することができ、使用インクに対して毛管力を向上させインクの充填スピードを向上させて、インクジェット記録ヘッドとしての印刷スピードを向上させることが必要であり、また、インク吐出口面に関しては、撥水性感光性材料や、ソルベントコートによる特定フッ素ポリマーを用いるではなく、本来のインク流路、インク吐出口の構造を形成する材料のバルク物性特性を活かしたまま、表面領域にのみＰＴＦＥ並のフッ素ポリマーが有する特性を付与することによって、インク吐出口面に、不活性性、撥水性、撥油性、耐擦傷性を発現することが可能となり、表面特性とバルク特性の両立化によってインク飛翔特性が向上し、機械的、化学的劣化の少ないインク吐出口面を提供することが必要とされる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上記のような液体吐出ヘッドの流路及び吐出口面のそれぞれに要求される特性の付与を可能とする表面処理を同時に行うことのできる表面処理方法を用いた液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、液体吐出ヘッドの流路及び吐出口面のそれぞれに対して製造工程上で必要な表面処理、あるいは所望とする機能や特性を付与する上で必要な表面処理を同時に行うことができる表面処理法を用いた液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、上記の製造方法で得られた液体吐出装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に液体を供給するための流路と、該吐出口が開口する吐出口面と、を有する該吐出口が該吐出口面に対して垂直方向に開口した液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記吐出口と、前記流路と、前記吐出口面と、該流路内への光照射を可能とする光透過部と、を有する構造からなり、前記液体吐出ヘッドの少なくとも一部を構成するための組立体を用意し、該組立体の流路内に第１の媒介材料を含む液体を充填するとともに、前記吐出口面に第２の媒介材料を含む液体を接触させる工程と、
前記流路を構成する流路壁の処理領域に含まれる被処理材料と、前記第１の媒介材料を含む液体と、を接触させた状態での前記光透過部を介する該流路内への光照射と、前記吐出口面と前記第２の媒介材料を含む液体との接触状態での該吐出口面への光照射と、を行い、該流路壁の処理領域と該吐出口面の処理領域の表面処理を同時に行う工程と、
を有し、
各処理領域での表面処理は、各被処理領域と前記媒介材料を含む液体との接触界面領域にて光励起による状態遷移を誘導し、該接触界面領域において前記媒介材料から生成される励起化学種または該媒介材料を含む液体中に生成される励起化学種を各処理領域に作用させることで行われる
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
【００２０】
本発明にかかる液体吐出ヘッドは、上記の製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の製造方法においては、第１及び第２の媒介材料は、単体では光照射により実質的に相互作用しない材料であり、被処理材料と媒介材料とに光を照射することで、被処理材料の置換基が励起誘導状態になると同時に媒介材料の原子又は原子団が励起誘導状態になる化学反応場を、各処理領域と各媒介材料との接触界面と光照射領域の論理積にて提供し、結合状態遷移を誘起移行することで各処理領域の表面処理を行うものであることが好ましい。
【００２２】
また、前記化学反応場において被処理材料から励起誘導された置換基が媒介材料から励起誘導された原子又は原子団によって捕獲遷移結合される結合エネルギ−は、被処理材料の置換基と母材原子の結合エネルギ−と、媒介材料の原子又は原子団と母材原子の結合エネルギ−と、のうち大きい方の結合エネルギ−よりも大きいものであることが好ましい。
【００２３】
更に、前記照射される光は、前記被処理材料の置換基と母材原子の結合エネルギ−と前記媒介材料の原子又は原子団と母材原子の結合エネルギ−のうち大きい方の結合エネルギ−よりも大きいフォトンエネルギ−を有する波長の光であることが好ましい。
【００２４】
また、各処理領域での表面処理としては、前記媒介材料からの励起化学種を各処理領域に置換する工程及び該励起化学種を各処理領域に電子結合堆積させる工程の少なくとも一方、あるいは該励起化学種によって各処理領域をエッチングする工程を含む処理を行うことができる。
【００２５】
本発明によれば、流路及び吐出口面を構成する材料に、種々の官能基を所望の特性に応じて置換することで、これらの材料が持っている本来の固有の性質は生かしたまま、必要箇所のみに所望の機能性を発現させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる流路内壁の表面処理は、少なくとも流路、吐出口面に対して垂直方向に開口する吐出口が形成された状態の組立体に対して行われる。すなわち、この組立体は、少なくとも、これらの流路、吐出口及び吐出口面が形成された構成を有するものであればよく、本発明にかかる表面処理を導入するのに好適な製造プロセス中の段階に応じて組立体の構造が決定される。
【００２７】
例えば、吐出エネルギー発生素子が配置されたＩＣチップなどの基板上に、液室、流路及び吐出口を形成する場合には、基板上に、液室、流路及び吐出口を形成した組立体が得られた段階で本発明にかかる表面処理を行うことが好ましい。
【００２８】
なお、基板上に少なくとも流路及び吐出口を形成した構造としては、例えば、図３（ｂ）に示す吐出エネルギー発生素子１１への供給口１２から液体の供給方向に対して垂直な方向に液体が吐出口２１から吐出する構造が挙げられる。更に、供給口や液室から吐出エネルギー発生素子への液体の供給方向と同方向に液体が吐出口から吐出する構造を挙げることもできる。
【００２９】
この組立体には、流路内壁の表面処理のための光が透過する光透過部が設けられる。この光透過部は、流路を構成する部材の全部または少なくとも一部を光透過性の材料、例えばプラスチック材料から構成することによって形成することができる。
【００３０】
例えば、図３に示す例では、吐出口面及び流路の両方を形成する部材２２が光透過性のプラスチック材料から形成されている。
【００３１】
なお、流路壁及び吐出口面の処理領域は被処理材料のみから、あるいは、所望とする表面処理効果が得られる範囲内で被処理材料と他の材料との併用により構成することができる。
【００３２】
なお、本発明における表面処理に適用される組立体の吐出口は、吐出口面に対して３０度以内の正または負のテーパ角を有するか、または略垂直な（垂直である場合を含む）方向に開口するものとすることができる。例えば、吐出口の開口における内壁と吐出口面とで形成されるエッジ部（例えば、図１（ａ）の断面図における吐出口２１の内壁により形成された開口方向に伸びる線と吐出口面２２により形成される面との接合部）とが３０度以内の正または負のテーパ角を有するか、または略垂直な状態で形成されたものである。
【００３３】
本発明における表面処理に用いる第１の媒介材料を含む液体及び第２の媒介材料を含む液体は、ともに媒介材料自体が液体であることが好ましいが、場合によっては、これらの液体の少なくとも一方は、媒介材料を溶剤中に溶解または分散させた液体でも良い。この媒介材料には、それ自身単体では、照射光の吸収により実質的に変化しないものも含まれる。
【００３４】
なお、この場合の「実質的に相互作用しない」とは、光照射によっても原子配列構造が変化しないことを意味する。すなわち、光エネルギーを、例えばフォノン生成、波長シフトによる蛍光放射またはラマン散乱放射、セーベック効果による起電力生成等、他のエネルギーに変換する作用がある無しにかかわらず、化学構造変化をきたさないことを意味する。
【００３５】
この媒介材料としては、単体状態、すなわち被処理材料と接触していない状態において、照射するフォトンに対してエネルギー準位的に遷移安定準位が存在せず、光吸収がほぼ皆無な材料、すなわち、光の他のエネルギーへの変化作用を全くあるいはほとんど有しない材料が好ましく用いられる。また、媒介材料としては、単体状態において、照射するフォトンに対してエネルギー準位的に遷移安定準位が存在せず、蛍光エネルギー放射、フォノン生成による熱エネルギー変換などによって、極短時間で照射するフォトンエネルギーを変換消費するが、原子配列構造が変化しない材料であり、かつ、照射するフォトンの光浸透距離が１０μｍ以上の光透過特性を有する材料も好ましい。
【００３６】
なお、各化学反応場において被処理材料から励起誘導された置換基が媒介材料から励起誘導された原子又は原子団によって捕獲遷移結合される結合エネルギ−は、被処理材料の置換基と母材原子の結合エネルギ−と、媒介材料の原子又は原子団と母材原子の結合エネルギ−と、のうち大きい方の結合エネルギ−よりも大きいものであることが好ましい。
【００３７】
光照射に用いる光としては、例えば、波長が１２３．５ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線を好ましいものとして挙げることができる。この紫外線の光源としては、エキシマレーザ光源、エキシマランプ、非線形光学結晶を用いた高調波変換放射光源及び水銀ランプを挙げることができる。更に、好ましい照射光としては、波長が約２４８ｎｍのクリプトンフッ素エキシマレーザ光を挙げることができる。
【００３８】
各処理領域に含まれる被処理材料と媒介材料との組合せは、各処理領域ごとに、液体吐出ヘッドの構成材料としての特性と、本発明にかかる表面処理の適用の可能性を考慮して選択することができる。
【００３９】
例えば、光の照射により媒介材料中に励起化学種が形成され、励起化学種が被処理材料の置換基と置換する組合せ、化学種が被処理材料に電子結合堆積する組合せ、励起化学種によって流路内壁がエッチングされる組合せなどを挙げることができ、これらの組合せを用いた工程の少なくとも１つ、例えば、置換反応と堆積反応の少なくとも１つ、あるいはエッチング反応を各化学反応場において行わせることができる。
【００４０】
なお、流路への光照射は、流路内の第１の媒介材料を含む液体、及び該液体と流路壁との接触界面の少なくとも一方に行われる。更に、吐出口面への光照射は、吐出口面に接触する第２の媒介材料を含む液体、及び該液体と流路壁との接触界面の少なくとも一方に行われる。
【００４１】
本発明における流路及び吐出口面における表面処理は、流路壁の処理領域を構成する材料の種類、吐出口面の処理領域を構成する材料の種類、第１及び第２の媒介材料の種類などに応じて、流路及び吐出口面のそれぞれにおいて、同一の、あるいは異なる表面処理を、同時に一括して行うことが可能となる。
【００４２】
例えば、インク流路壁の表面改質については、過酸化水素からなる媒介材料を該インク流路壁に接触させた状態で、インク流路表面と該媒介材料との接触界面に向かって構造外部から波長が２２１．４ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線を照射することで過酸化水素が酸素イオンと水、または水酸基イオン２個に安定分解し、前記インク流路表面を水酸基置換することによって、インク流路表面を親水性に改質することができる。
【００４３】
また、吐出口面の表面改質については、吐出口面の処理領域を構成する材料に置換基として炭素原子と水素原子の一重結合を有する基を有するものを用い、これに組み合わせる第２の媒介材料としてエーテル結合基およびフッ化炭素ＣｎＦｍ基（ｎは１以上の整数であり、ｍ＝２ｎである）を主鎖部分に有するポリマーの集合体を用いて吐出口面を撥液化処理する方法を挙げることができる。このポリマーとしては、−ＣｎＦｍ−Ｏ−からなる繰返し単位を有するポリマーが好ましく、特に好ましい具体例としては、式：Ｆ−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ２ＣＦ３（ｎ：整数）で表されるポリマーを挙げることができる。
【００４４】
この場合において、インク吐出口面と該媒介材料との接触界面に波長が２２１．４ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線を照射することでインク吐出口面表面の前記炭素原子と水素原子の一重結合基における水素原子を前記媒介材料のフッ化炭素基と置換し、インク吐出口面表面を撥液化に改質することができる。
【００４５】
また、吐出口面の処理領域と媒介材料を含む液体との接触界面に垂直に照射されるビームとしては、略アフォーカル（アフォーカルな場合も含む）なビームを用いることができ、特にこれらの接触界面に対して略垂直（垂直である場合を含む）な略平行（平行である場合を含む）なビームであることが好ましい。このようなビームの光照射によれば、吐出口面と媒介材料を含む液体との接触界面と液流路内液とで別々の表面処理を行う場合に、これらの表面処理の場所特異性をより顕著なものとすることができる。
【００４６】
また、このビームとしては、ビームダイバージェンスが１００ｍｒａｄ以内の略平行（平行である場合を含む）な略アフォーカルビームであり、所定のエネルギーのフォトンを前記接触界面に照射するものであることが好ましい。
【００４７】
更に、吐出口面と媒介材料を含む液体との接触界面への光照射は、液体吐出ヘッドの構造に応じて、吐出口面側及び媒介材料側の少なくとも一方から行うことができるが、液体吐出ヘッドの構造に制限を与えず、かつプロセス上の取扱性がより良好となるという点からは、媒介材料側からの照射が好ましい。
【００４８】
例えば、吐出口面の被処理領域を、炭素原子と水素原子の一重結合基を表面に有する有機ポリマーを主成分として構成し、この被処理領域に、媒介材料としてのパーフルオロポリオキセタ（Ｆ−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ２ＣＦ３；ｎ＝整数）を接触させ、媒介材料側から波長が２２１．４ｎｍから３５１．６ｎｍの範囲内にある紫外線を、吐出口面に対して、所定フルエンス、所定パルス数照射して、有機ポリマーから水素原子を脱離すると同時にフッ化炭素基（ＣｎＦｍ：ｎは１以上の整数であり、ｍは２ｎまたは２ｎ＋１である）を置換結合させることで、該有機ポリマーを含む処理領域のみを高撥液化することができる。
【００４９】
本発明では、これらの親水化と撥液化の２つの表面改質処理をひとつの製造工程にて同時に実現することが可能となる。
【００５０】
照射光による照射領域の制御を行うには、例えば、透明な基材上に、所定パターンを、該照射光を吸収または反射して実質的に透過しない金属膜、または実質的に透過する光干渉膜により形成したフォトマスクを介して所定領域に光照射が行われるようにしてもよい。この場合のフォトマスクの基材としては、合成石英、水晶、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、サファイアまたはダイアモンドからなるものを用いることができる。
【００５１】
上記の表面処理を施した組立体に必要に応じて各種処理を行ってインクジェット記録ヘッドが得られる。
【００５２】
以下、本発明の実施形態を図面にもとづいて説明する。
【００５３】
まず、インクジェット記録ヘッドのインク吐出機構部分構造について図３の（ａ）、（ｂ）にもとづいて説明する。
【００５４】
（ａ）は面吐出型インクジェット記録ヘッドのインク吐出要部のインク吐出口面側から見た図（インク吐出圧発生素子は省略してある）で、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ位置の断面図であって、インク吐出圧発生素子１１を搭載したシリコンＩＣ回路基板１３の上にインク供給口１２、インク流路３２、インク吐出口２１、撥水面２３が形成された組立体が示されている。
【００５５】
インクが吐出するインク吐出口は（ａ）に示すごとく２次元配列にてパターニングされ、高密度なノズル配列にて形成されている。
【００５６】
上述したインクジェット記録ヘッドのインク吐出要部は、以下のような工程を経てインクジェット記録ヘッドとして作成することができる。
【００５７】
インク吐出圧発生素子駆動用の端子をパターニングした電気基板を結合するとともに、アルミ製またはアルミナセラミック製のベースプレートをシリコンＩＣ基板に放熱用として接合し、次いで、各部材を保持するホルダおよびインク供給のためのインクタンクを結合することでインクジェットヘッドを組み立ててインクジェット記録ヘッドとして機能を有するユニットとなる。
【００５８】
次に、図１及び図２を用いて、本発明に係る後処理によるインク流路の親水化処理とインク吐出口面の撥液化処理の同時処理方法を説明する。
【００５９】
図１の（ａ）に示されるインクジェット記録ヘッドチップ（組立体）はインク吐出圧発生素子１１を搭載駆動するシリコン回路基板とインク流路形成材２２によってインク流路構造が形成されており、インク流路形成材２２は脂環式エポキシ樹脂を主成分とする（成分詳細は表１に記述）材料から形成されクリプトンフッ素エキシマ光の波長である２４８ｎｍにおいて厚みを関数とした有限の透過率を有している。
【００６０】
【表１】
2004306283.tif 000003
【００６１】
上記構成の組立体チップは、図１の（ｂ）に示すごとくインク流路内に第１の媒介材料としての過酸化水素２を注入充填され、これが表面張力によって保持される。次に、図１の（ｃ）に示すごとく、インククジェット記録ヘッドチップはインク吐出口面（成分詳細は表１に記述）をウインドウ５側にスペーサ７を介して配置し、移動しないように、また過酸化水素２が自重で漏れ出さないように、加圧体ふた６を図に示すごとくインククジェット記録ヘッドチップのインク供給口１２側に密着して押えられ、第２の媒介材料としてのパーフルオロポリエーテル（デムナム（商品名：ダイキン工業社製））からなるフッ素オイル４がスペーサ７によってギャップを制御されたインク吐出口面とウインドウ５の隙間に充填接触させられる。
【００６２】
次に図１の（ｄ）に示すごとく、波長２４８ｎｍのエキシマ紫外線１を矢印に示すごとく、インク吐出口面側から照射する。
【００６３】
照射した紫外線１は、まずウインドウ５を透過し、波長２４８ｎｍの紫外線に対して吸収がほとんどないパーフルオロポリエーテルからなるフッ素オイル４を透過し、脂環式エポキシ樹脂を主成分とするインク吐出口面に到達する。この界面領域において撥液化化学反応が生ずるものであるが、反応の詳細に関しては複雑であるため後述にて記述する。この撥液化化学反応領域を量的に一部通過した波長２４８ｎｍの紫外線は、次に波長２４８ｎｍの紫外線に対して吸収率の少ない脂環式エポキシ樹脂を主成分とするインク流路形成材２２を部分透過し、過酸化水素２に到達する。
【００６４】
ここで過酸化水素２は波長が２５３．７ｎｍ以下の紫外線に対して安定分解することが知られており、波長が１２３．５ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線において過酸化水素は酸素イオンと水または２個の水酸基イオンを生成する。
【００６５】
化学反応過程は以下のとおりである。
「波長１２３．５ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の場合」
【００６６】
【化１】
2004306283.tif 000004
【００６７】
さらに波長が１２３．５ｎｍ以下の紫外線においては過酸化水素は酸素分子ガスと水素分子ガスまたは水素イオンとＨＯ２＋を生成し、水酸基イオンの生成は抑制される。化学反応過程は以下のとおりである。
「波長１２３．５ｎｍ以下の場合」
【００６８】
【化２】
2004306283.tif 000005
【００６９】
本実施形態で使用する照射紫外線は、クリプトンフッ素エキシマ光であり波長は２４８ｎｍであるため「波長１２３．５ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の場合」の反応が誘導され安定状態で酸素イオンと水酸基イオンが生成される。
【００７０】
一方、脂環式エポキシ樹脂を主成分とするインク流路形成材２２の表面においては波長が３３５ｎｍ以下の紫外線エネルギーの場合、炭素原子と水素原子のシグマ結合のポテンシャル障壁エネルギー８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上に相当し解離誘導状態が形成される。つまり安定遷移状態が提供されれば、反応遷移する状態になっているものである。ここで用いている紫外線波長は２４８ｎｍであるため、インク流路形成材２２の表面では上記炭素原子と水素原子の解離誘導状態が形成されている。
【００７１】
ただし、過酸化水素から生成された酸素イオンは活性状態にあるため、インク流路形成材２２の表面での水素原子の解離誘導状態が形成されていなくとも、酸素イオン単独にて脱水素反応性を起こすものであり、反応の進行が早いか遅いかの差であり、波長が１２３．５ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線の照射量が少ないまたは照射されない部分においても、酸素イオンの流動によって脱水素反応性が起こるものである。
【００７２】
そこで、過酸化水素を原料としてインク流路内に生成された酸素イオンは樹脂材料である脂環式エポキシ樹脂を主成分とするインク流路形成材２２の表面において、炭素原子と水素原子のシグマ結合のポテンシャル障壁エネルギー８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌよりポテンシャルが低い安定状態である酸素原子と水素原子のシグマ結合状態（シグマ結合エネルギーは約１０９ｋｃａｌ／ｍｏｌ）に非可逆遷移する。すなわちインク流路形成材２２の表面から水素原子を捕獲し水酸イオンを生成し、さらに水素を捕獲してよりポテンシャル安定状態の水を生成する化学反応が起こる。この反応が進行するとインク流路形成材２２の表面において水素原子の欠乏状態に移行していく。一方、水素を離脱させられたインク流路形成材２２の表面では炭素の電子欠乏状態（ホール状態）が生成されており、ここに過酸化水素から過剰に生成された水酸基イオンが結合せざるをえない環境、すなわち局所的化学反応場が形成される。したがって、反応が進行すると、インク流路形成材２２に壁表面において水酸基が置換され、極性基が偏在するため、同極性分子である水が親和する親水化面が発現されることとなる。
【００７３】
次に、図２の（ｅ）に示すごとく、インク吐出口面に付着したフッ素オイル４とインク流路内に残留している過酸化水素２を吸引または可溶溶液、揮発性溶液による洗浄によって除去し、撥水膜２３がインク吐出口面に、親水化膜３がインク流路壁に同時に形成されるものである。
【００７４】
次に、インク吐出口面に形成される撥水膜の形成化学反応の過程メカニズムを図４により詳述する。図４は、本発明の液体吐出ヘッドの吐出口面の表面改質メカニズムを示すための図であって、図中▲１▼は媒介材料を含む液体（以下媒介液体材料という）領域、▲２▼は媒介材料とＣ−Ｈ基を側鎖に有する被処理材料の境界領域、▲３▼は被処理材料の領域を示すものであり、▲１▼−（ａ）〜（ｃ）、▲２▼−（ａ）〜（ｅ）、▲３▼−（ａ）〜（ｃ）は、紫外線照射されたときのそれぞれの領域における光化学反応について模式的に表している。
【００７５】
この例では被処理材料に、脂環式エポキシ樹脂を主成分とする露光、現像後のネガ型感光性樹脂を用い、媒介液体材料にパーフルオロポリエーテル（化学名：パーフルオロポリオキセタン、商品名：デムナム（ダイキン工業社製））を用いたもので説明している。
【００７６】
クリプトンフッ素のエキシマレーザ発振器から略平行ビーム（平行の場合を含む）にて放射された、光波長が２４８．４ｎｍ（フォトンエネルギー１１４ｋｃａｌ／ｍｏｌ）の光は、媒介液体材料であるパーフルオロポリエーテルに照射される。照射された紫外線は、パーフルオロポリエーテルにおいては安定遷移状態が存在しないため吸収が無くそのまま透過し、インクジェット記録ヘッド７の吐出口面表面に達する。しかし、厳密に紫外線フォトンの通過の意味するところは、量子光学的な表現をすれば、フォトンのエネルギー吸収が起こらなかったということだけであって、フォトンを吸収して遷移するエネルギー準位が存在すればフォトンの吸収が起こって作用を生ずるということでも有る。すなわち、エネルギー的に安定な準位を提供することによって、光化学反応を局所的に発生させることができるものである。
【００７７】
媒介液体材料においては、▲１▼−（ａ）に示すように炭素原子と酸素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーは約７６ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、紫外線波長が約３５７ｎｍ以下の場合、フォトンエネルギーは約７６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上となり、エーテル基である炭素原子と酸素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーを有している。したがって、▲１▼−（ｂ）に示すように酸素原子は炭素原子からイオン解離できる状態が得られる。しかしながら、酸素原子単独では安定な状態ではないため、酸素原子が単独で存在する寿命は短命であり、イオン解離したとしても、すぐにまた同エネルギーのフォトンを放射し、元の準位に戻ってしまう（▲１▼−（ｃ））。つまり、外界から観察しても、誘導放射が起こったことと同様で、同位相、同偏光、同波長、同進行方向のフォトンが放射されることとなり、何の変化も起こらなかったことと同等に観測されることとなる。すなわち、何も起こらないと同等ということである。
【００７８】
一方、被処理材料においては、▲３▼−（ａ）に示すように炭素原子と水素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーは８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、紫外線波長が３５１．６ｎｍ以下の場合、フォトンエネルギーは８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上となり、炭素原子と水素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーを有している。したがって、▲３▼−（ｂ）に示すように水素原子は炭素原子からイオン解離できる状態が得られる。しかしながら、水素原子単独では安定な状態ではないため、水素原子が単独で存在する寿命は短命であり、イオン解離したとしても、すぐにまた同エネルギーのフォトンを放射し、元の準位に戻ってしまう（▲３▼−（ｃ））。つまり、先ほどと同様に外界から観察しても、何の変化も起こらなかったことと同等に観測されることとなる。
【００７９】
しかし、イオン解離した酸素原子が捕獲される新たな準位（いわゆるドナー、アクセプターレベル）を提供することによって、紫外線フォトンの吸収が起こり、光化学反応を起こすことができる。本発明の場合、この捕獲準位は、被処理材料の表面、すなわち、媒介液体材料とＣ−Ｈ基を側鎖に有する被処理材料の境界領域で提供されることとなる。このことを説明すると、被処理材料の表面には、有機材料が配設されており、有機材料ポリマーの側鎖には炭素原子と水素原子の一重結合状態が存在している。一方、被処理材料に接する媒介液体材料には酸素原子と炭素原子の一重結合状態が存在している。▲２▼−（ａ）に示すように炭素原子と酸素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーは約７６ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、また、有機ポリマー側鎖の炭素原子と水素原子の一重結合のポテンシャル障壁エネルギー８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌである。紫外線波長が３５１．６ｎｍ以下の場合、フォトンエネルギーは８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上となり、炭素原子と酸素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーおよび炭素原子と水素原子の一重結合エネルギーのポテンシャルの壁を超えるエネルギーを有しているもので、すなわち水素原子と酸素原子の解離する状態を誘発するエネルギーを有しているものである。したがって、▲２▼−（ｂ）に示すように酸素原子および水素原子はそれぞれ炭素原子からイオン解離する。
【００８０】
ここで、酸素原子と水素原子の一重結合エネルギーは約１０９ｋｃａｌ／ｍｏｌであって、エーテル基である炭素原子と酸素原子の一重結合のポテンシャル障壁エネルギー約７６ｋｃａｌ／ｍｏｌ、有機ポリマー側鎖の炭素原子と水素原子の一重結合のポテンシャル障壁エネルギー８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ、よりも、結合エネルギーが大きい、したがって酸素原子と炭素原子が一重結合するとエネルギー準位ポテンシャルがより深い安定準位に落ち込むこととなる。つまり、解離酸素原子と解離水素原子に対して、遷移安定な準位が、処理表面と媒介液体材料であるパーフルオロポリエーテルの接触界面において提供されることとなる。
【００８１】
そして、▲２▼−（ｃ）に示すように、酸素原子および水素原子は約１０９ｋｃａｌ／ｍｏｌエネルギーのフォトンを放射し、酸素原子と水素原子との一重結合が生成される。
【００８２】
実際には、水素Ｈと酸素Ｏの安定状態は純水Ｈ２Ｏであるため、３５１．６ｎｍ以下の紫外線フォトンを４個消費して、上記してきた光化学反応が生じることとなる。
【００８３】
もちろん、紫外線のフォトンエネルギーが酸素原子と水素原子の一重結合エネルギー約１０９ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上である場合には、▲２▼−（ｄ）に示すように酸素原子と水素原子とはそれぞれイオン解離できる状態が得られる。しかしながら、酸素原子および水素原子単独では安定な状態ではないため、酸素原子が単独で存在する寿命は短命であり、イオン解離したとしても、すぐにまた同エネルギーのフォトンを放射し、元の準位に戻ってしまう（▲２▼−（ｅ））。つまり、外界観察によっては何の変化も起こらなかったと観測されることとなる。また、厳密に表現するならば、ハイゼンベルグの不確定性原理によって、極短時間のイオン解離過程が起こっているか否かは観測する事ができないことであって、つまり量子論的にはわからないと表現することが適切な説明となるものである。
【００８４】
これと同時に、液状の媒介材料であるパーフルオロポリエーテルは主鎖のエーテル基を失うため、フッ化炭素基（Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ７）が残留され、一方、被処理面においては炭素の活性基が残されているため、フッ化炭素基は被処理面の炭素活性基に化学結合せざるをえない環境が形成され、被処理面はフッ素化され撥水特性が発現することとなる。
【００８５】
ここで補足として、炭素原子と炭素原子の一重結合エネルギーは約８４ｋｃａｌ／ｍｏｌであるため、照射紫外線に約３３６ｎｍ以下の波長を用いた場合には、炭素原子どうしは解離、結合を不安定に遷移し、フッ化炭素はＣｎＦｍ基（ｎは１以上の整数であり、ｍ＝２ｎまたは２ｎ＋１である）の内のどれか分解また結合された最も安定な状態で被処理面に化学結合することとなる。
【００８６】
更に、補足として、炭素原子と炭素原子の一重結合エネルギーは約８４ｋｃａｌ／ｍｏｌであるため、照射紫外線に約３３６ｎｍ以下の波長を用いた場合には、炭素原子どうしは解離、結合をエントロピーの増大する方向に不安定に遷移し、フッ化炭素はＣｎＦｍ（ｎ＝１，２，３…、ｍ＝２ｎまたは２ｎ＋１）基の内のどれかの状態に分解また再結合されてギプスの自由エネルギーが最小になるように最も安定な状態でネットワークを形成し被処理固体材料表面に化学結合することとなる。
【００８７】
このような紫外線を照射するための紫外線光源としては、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＸｅＢｒ及びＸｅＩ等のエキシマ光源を用いることが出来る。
【００８８】
また、被処理材料としては、炭素原子と水素原子の一重結合基を側鎖に有するポリマーを含有する有機材料の集合体や、炭素原子と水素原子の一重結合基を側鎖に有するポリマーを含有する有機材料と無機材料の混合体などを用いることが出来る。吐出口面の処理領域は被処理材料のみから、あるいは、所望とする表面処理効果が得られる範囲内で被処理材料と他の材料との併用により処理領域を構成することができる。
【００８９】
本実施例において使用する紫外線波長は２４８ｎｍであるため上記した化学反応が非可逆的に発現してインク吐出口面に撥水膜さらに撥液膜が発現することとなる。
【００９０】
また、本実施例においてのその他の特徴を説明する。
【００９１】
この撥液化処理において、インク流路３２に関しては、過酸化水素２が充填されているためフッ素オイル４の進入が妨害され、インク流路３２が撥液化処理されることは無い。また照射レーザ光は略平行ビームであるため、インク吐出口２１にフッ素オイル４が進入したとしても、インク吐出口２１の側面に対しての紫外線照射密度は微量となるため、照射フルエンスの不足によって撥液化改質は行われないため、インク吐出口の吐出面表面のみにおいて撥液化処理がなされることとなる。すなわちこのことによって、組立体から最終的に得られるインクジェット記録ヘッドに充填されるインクはインク吐出口面２２の表面にて毛管力により液面を保持することができるため、インク吐出の安定性および飛翔精度が保たれる状態で、インク吐出口面の表面を撥液化することができるようになるものである。
【００９２】
また、紫外線入射側のウインドウ５にクローム等金属膜や誘電体にてパターンを施したフォトマスクを用いれば、組立体チップの所定の部分のみに、改質処理を施すことができるものである。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体吐出ヘッドの流路及び吐出口面のそれぞれに対して、製造工程上で必要な表面処理、あるいは所望とする機能や特性を付与する上で必要な表面処理を同時に行うことができる。
【００９４】
特に、第一に、インク流路壁の表面改質方法であって、過酸化水素からなる媒介材料を該インク流路壁に接触させた状態で、インク流路表面と該媒介材料との接触界面に向かって構造外部から波長が２２１．４ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線を照射することで過酸化水素が酸素イオンと水、または水酸基イオン２個に安定分解し、前記インク流路表面を水酸基置換することによって、インク流路表面を親水性に改質することと、第二に、炭素原子と水素原子の一重結合基を表面に有するインク吐出口面の表面改質方法であって、エーテル結合基およびフッ化炭素ＣｎＦｍ基（ｎは１以上の整数であり、ｍ＝２ｎまたは２ｎ＋１である）を主鎖部分に有するポリマーの集合体からなる液体の媒介材料を該インク吐出口面に接触させた状態で、インク吐出口面と該媒介材料との接触界面に波長が２２１．４ｎｍ以上２５３．７ｎｍ以下の紫外線を照射することでインク吐出口面表面の前記炭素原子と水素原子の一重結合基における水素原子を前記媒介材料のフッ化炭素基と置換し、インク吐出口面表面を撥液化に改質することの、上記２つの目的をひとつの製造工程にて同時に実現することができるようにしたものである。
【００９５】
具体的なインクジェット記録ヘッドの性能向上効果としては、以下の全てを一つの工程にて同時に実現することが可能になるものである。
【００９６】
インク流路を形成する材料にかかわらずインク流路壁部分のみを後処理によって親水化することができ、使用インクに対して毛管力を向上させインクの充填スピードを向上させて、インクジェット記録ヘッドとしての印刷スピードを向上させることができるようになる。
【００９７】
さらに、インク流路を形成する基材材料の表面に、種々の官能基を自由自在に置換することによって、本来基材材料が持っている固有のバルク性質は生かしたまま、必要箇所のみに機能性を発現させることができる
さらに、撥水性感光性材料や、ソルベントコートによる特定フッ素ポリマーを用いるではなく、本来のインク流路、インク吐出口の構造を形成する基材材料のバルク物性特性を活かしたまま、表面領域にのみ撥液特性を発現させることによって、インク吐出口面に不活性性、撥水性、撥油性、耐擦傷性を発現することが可能となり、表面特性とバルク特性の両立化によって、インク飛翔特性が向上し、インク吐出口面の機械的化学的劣化の少ない、液体吐出ヘッドを提供することをできるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインク流路の親水化処理を行う方法の概略図である。
【図２】本発明に係るインク流路の親水化処理を行う方法の概略図である。
【図３】（ａ）は面吐出型インクジェット記録ヘッドのインク吐出要部を示す図であり、（ｂ）は表面処理を施す組立体の構造を表す断面図である。
【図４】吐出口面の表面改質メカニズムを示すための図である。
【符号の説明】
１  紫外線
２  過酸化水素
３  親水化膜
４  フッ素オイル
５  ウインドウ
６  加圧体ふた
７  スペーサ
１１  インク吐出圧発生素子
１２インク供給口
１３シリコン回路基板
２１  インク吐出口
２２  インク流路形成材
２３  撥水膜
３２  インク流路
【図１】
2004306283.tif 000006
【図２】
2004306283.tif 000007
【図３】
2004306283.tif 000008
【図４】
2004306283.tif 000009