【手続補正書】
【提出日】平成15年11月14日(2003.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】インク噴射記録ヘッドおよびインク噴射記録装置


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数個のオリフィスが形成されているオリフィスプレートの表面に１０〜１００ｎｍの大きさの凹凸が形成され、この表面と、この表面から３μｍ以内の範囲の前記オリフィスの内面と、が撥水処理されていることを特徴とするインク噴射記録ヘッド。
【請求項２】
インク滴を吐出するための複数個のオリフィスが形成されているオリフィスプレートの表面に１０〜１００ｎｍの大きさの凹凸が形成され、この表面と、この表面から、前記オリフィスにインクを供給するためのインク通路を構成する隔壁の高さおよび前記オリフィスプレートの厚さの合計の１０％以下の範囲の前記オリフィスの内面と、が撥水処理されていることを特徴とするインク噴射記録ヘッド。
【請求項３】
前記オリフィスプレートが、樹脂フィルムからなり、その表面の凹凸が、酸素ガスによるドライエッチングによって形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のインク噴射記録ヘッド。
【請求項４】
前記オリフィスプレートの撥水処理は、印刷方法によってその表面付近のみに撥水性被膜が形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインク噴射記録ヘッド。
【請求項５】
前記オリフィスプレートの撥水処理は、フッ素系単分子膜を化学吸着させたものであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のインク噴射記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のインク噴射記録ヘッドを用い、これに供給するインクを外気圧と同じ圧力とすることを特徴とするインク噴射記録装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギを利用してインク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式のインク噴射記録ヘッドおよびインク噴射記録装置に関するものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【発明が解決するための手段】
上記課題は、インク滴を吐出する複数個のオリフィスが形成されているオリフィスプレートの表面に１０〜１００ｎｍの大きさの凹凸が形成され、この表面と、この表面から、３μｍ以内の範囲の前記オリフィスの内面、または、前記オリフィスにインクを供給するためのインク通路を構成する隔壁の高さおよび前記オリフィスプレートの厚さの合計の１０％以下の範囲の前記オリフィスの内面と、が撥水処理されていることを特徴とするインク噴射記録ヘッドによって達成される。
ここで、前記オリフィスプレートが、樹脂フィルムからなり、その表面の凹凸が、酸素ガスによるドライエッチングによって形成されたものであるのが好ましい。
また、前記オリフィスプレートの撥水処理は、印刷方法によってその表面付近のみに撥水性被膜が形成されたものであるのが好ましい。
また、前記オリフィスプレートの撥水処理は、フッ素系単分子膜を化学吸着させたものであるのが好ましい。
また、上記課題は、上記インク噴射記録ヘッドを用い、これに供給するインクを外気圧を同じ圧力とすることを特徴とするインク噴射記録装置によって達成される。
また、本発明のインク噴射記録ヘッドは、Ｓｉ基板の第１面上に形成された複数個の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体を駆動するべく同一Ｓｉ基板上に形成され、前記発熱抵抗体に接続された駆動用ＬＳＩと、前記複数個の発熱抵抗体に順次パルス通電することによって該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂直方向にインク滴を吐出する複数個のオリフィスと、該複数個のオリフィスのそれぞれに対応して該Ｓｉ基板上に設けられた複数個の個別インク通路と、該個別インク通路の全てが連通するべく前記Ｓｉ基板上に設けられた共通インク通路と、該共通インク通路の全長にわたって導通されるよう前記Ｓｉ基板に設けられたインク溝と、該インク溝が前記Ｓｉ基板の第１面の裏面である第２面と連通するべく該Ｓｉ基板の第２面に穿たれた１個以上のインク供給穴とからなるのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図１及び図３、図４に示すヘッド構造は、本発明者の発明によるもので、印字中に印画濃度が変化しない特徴を持ち、しかも５〜１０万オリフィス以上をＳｉウエハ上１で一括して製造できるものである（特開平０８−２０１１０号、特開平０８−２０７２９１号公報、特願平０８−１２２０９１号、特願平０８−１２９７５９号他参照）。１回のパルス通電によって吐出されるインク量は、発熱抵抗体（ヒータ）３上に存在するインクだけであり、このために印画濃度が変化しない特徴を示す。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
次に、オリフィスプレート７の表面に超撥水性被膜１０を形成し、オリフィス９の内面に限定的に撥水処理する方法を説明する。これらの両撥水処理は、図５に示すようにヘッド製造工程のうち、最終工程である（６）で同時に実施される。また、（６）の工程は図５に示すように（６１）〜（６３）の３工程から構成されている。以下、これらの工程を詳しく説明する。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
まず、（１）の工程で駆動用ＬＳＩ１６がＳｉウエハ１上に形成され、次いで（２）の工程で発熱抵抗体３が形成される。この発熱抵抗体３は、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ三元合金薄膜抵抗体とＮｉ薄膜導体が用いられ、熱酸化して発熱抵抗体３上に薄い絶縁性被膜が形成される（特願平０７−３４０４８６号、特願平０８−１２２０９１号、特願平０８−１６９０７３号参照）。但し、本発明においては、前記発熱抵抗体材料に限定されない。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、（６）の工程で、ノズル８が形成されているポリイミドフィルム表面に酸素ガスによる反応性プラズマエッチング処理（６１）を行い、フィルム表面に図２に示すような１０〜１００ｎｍサイズの細密な凹凸１８を形成する。このプラズマエッチングは（５）の工程のドライエッチングと同じであるが、ごく浅い表面処理だけを行うので区別するために名前を変えているだけである。凹凸１８のサイズは、３０〜６０ｎｍが最適領域であり、これより浅いと接触角θが１５０°より小さくなり、これより大きいと強度が弱くなって凹凸１８がつぶれ易くなる。このような凹凸１８が超撥水性の発現に重要な役割を果たすことはよく知られているが、本発明で重要な点は、同一プロセス設備でノズル８の形成と表面処理が実施でき、しかもＳｉウエハ１上で１０万オリフィスという単位で一括形成することができることにある。そして、これらを可能にしているのが、オリフィスプレート７を樹脂フィルムで構成していることにあることが分かる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
表面処理の完了したオリフィスプレート７の表面と、その表面から３μｍ以内のオリフィス９の内面にのみ撥水性被膜１１を形成し、しかも数１０ｎｍという細密な凹凸１８を埋めることなくその表面にのみコーティングできる方法として、次に述べる吸着溶液印刷（６２）方式を開発した。まず、数１０ｎｍという細密な凹凸１８を埋めることなく、その表面にのみ撥水性被膜１１を形成する方法として、厚さ数ｎｍという撥水性単分子膜を化学吸着させる方法を採用した。具体的には、フッ素化した界面活性剤（Ｃ8 Ｆ17ＣＨ2 ＣＨ2 ＳｉＣｌ3 ）をシクロヘキサン溶液に約１vol ％溶解させ、この溶液を図６に示すフレキソ印刷法によって、ドライ雰囲気中で約１００ｎｍの厚さで均一にＳｉウエハ１上のオリフィスプレート７の表面に印刷する。この時、弾性のある印刷版２３による印刷のために溶液溜りができ、これがオリフィス内面へのコーティング深さを決定する。印刷厚さは、ドクターブレード２４によってアニロックスロールに付着させる膜厚を１００ｎｍレベルで調整することが可能で、これを印刷版２３に転写した後、オリフィスプレート７表面に印刷することで１００ｎｍレベルの膜厚制御が可能となる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
オリフィス９の内面へのコーティング深さを種々の条件で検討したところ、オリフィスプレート７の表面への印刷厚さの１０倍を超えることのないことが判明した。すなわち、１００ｎｍの厚さのコーティングに対し、オリフィス内面へのコーティング深さは１μｍを越えないことが分かった。従って、オリフィス内面へのコーティング深さを３μｍ以内とすることは比較的容易であり、１回の印刷厚さと印刷回数によるコントロールと共に、シクロヘキサンに溶解させる界面活性剤の量によっても化学吸着させる単分子膜の供給量を正確に制御できることが分かった。但し、この単分子膜をオリフィスプレート７表面に吸着固定させるためには、この表面を水洗い（６３）することによって反応させなければならない。すなわち、この水洗反応（６３）工程以前に反応させないため、吸着溶液の印刷と乾燥をドライ雰囲気中で行うことが必要なのである。