(57)【要約】  【課題】インクがインク吐出用貫通孔から溢れ出て基板表面に染み出すことを防止し、インクメニスカスの精密制御を行って、その位置および形状を安定的に保ち、飛翔するインク滴のサイズを精密に制御するとともに、電界の吐出部間での干渉を抑制し、安定したインク液滴の吐出・飛翔を実現して、記録媒体上への高品質な画像形成を可能にするインクジェットヘッドを提供する。  【解決手段】少なくとも１つの貫通孔を有する絶縁基板と、絶縁基板の記録媒体側の面に貫通孔を囲む様に形成された制御電極と、制御電極を覆う絶縁膜と、絶縁基板および絶縁膜の少なくとも一方の記録媒体側の最表面に貫通孔とその周囲の所定領域を除いて設けられた導電性撥インク処理部と、貫通孔の略中心にインク滴の飛翔方向に向けて配置されているインクガイドとを備えることにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2005081710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中に色材粒子を分散させたインクに静電気力を作用させることにより、前記色材粒子を含むインク滴を、記録媒体に向けて飛翔させるインクジェットヘッドであって、
少なくとも１つの貫通孔を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板の前記記録媒体側の面に、前記貫通孔を囲む様に形成された制御電極と、
前記制御電極を覆う絶縁膜と、
前記絶縁基板および前記絶縁膜の少なくとも一方の前記記録媒体側の最表面に、前記貫通孔とその周囲の所定領域を除いて設けられた導電性撥インク処理部と、
前記貫通孔の略中心に前記インク滴の飛翔方向に向けて配置されているインクガイドとを備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記導電性撥インク処理部は、導電性物質と撥インク性物質とが共析めっきされたものである請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記導電性物質は、ニッケル、銅または金であり、
前記撥インク性物質は、フッ素樹脂またはセラミックスを含有する物質である請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インクガイドは、その先端部近傍に蒸着された金属薄膜を有する請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記インクガイドは、その先端の断面積が前記記録媒体に向かって漸減している請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記インクガイドは、セラミックまたは樹脂からなる請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒中に色材粒子を分散させたインクに静電気力を作用させてインク滴を飛翔させるインクジェットヘッドに関し、詳しくは、インクガイドから静電気力によりインクを吐出させ、記録媒体に向けてインク滴を飛翔させて、記録媒体等上に画像等を形成するインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電吐出型インクジェット記録方式は、帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、インクジェットヘッドの制御電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用してインクの吐出を制御し、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する方式である。この静電吐出型インクジェット記録方式を採用する記録装置として、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示されたインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示されるインクジェット記録装置は、インク吐出部（ノズル）として、絶縁性基板に穿設された吐出孔（貫通孔）と、この吐出孔の外周を囲むように絶縁性基板の上面に貼り付けられた制御電極と、吐出孔より先端が突出して記録紙方向へのインクの飛翔を案内するインクガイドとを備え、静電的引力を使ってインク滴を飛翔させる方式のインクジェットヘッドを用いるものである。このインクジェット記録装置によれば、サーマルタイプやピエゾタイプのインクジェット記録装置に比べてインクの目詰まりを生じる事なく、かつ、ノズルレスタイプに比べてインク中の色剤成分を飛翔位置に安定に供給でき、インク滴を安定して吐出・飛翔させることができるとされている。
しかし、このような構造のインクジェット記録装置では、画像データに応じて、各吐出部の制御電極に電圧を印加し、各吐出部ごとに所定の電界を生じさせるため、インク吐出部を高密度に配列してマルチチャンネル化した場合には、各吐出部間での電界の干渉が生じてしまい、高品質な画像記録が難しいという問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献２には、特許文献１と同様の基本構造を有するインクジェット記録装置において、制御電極を絶縁性基板を挟んで設けた２つの制御電極で構成し、記録媒体側の電極にバイアス電圧およびインク吐出のための信号電圧を印加し、インク搬送側の制御電極は無接続で常時ハイインピーダンス状態に設定することで、インク搬送側の制御電極が、各吐出部の制御電極に印加された電圧の相互間の影響を小さくするシールド材（シールド電極）としての効果も奏する旨が開示されている。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１および２に開示のインクジェット記録装置においては、通常の使用時においても、インクが絶縁性基板表面に染み出してしまうおそれがある。インクの染み出しが生じると、インクガイド先端に形成されるインクメニスカスの形状が変わり、あるいはメニスカスとインクガイド先端との位置が変化するために、印字特性への影響が生じ、特に、インク吐出部を高密度に配列する必要のあるラインヘッド等の場合には、隣接する吐出部間でインクの干渉が生じるため、インク滴の径を制御できず、高品質な画像記録が難しいという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献３に開示される画像形成装置は、特許文献１および２とは異なる基本構造をもつインクジェットヘッドを用いるものであるが、複数の吐出位置の各々に配置された複数の突起（インクガイド）に供給されるインクを隣接するチャンネル（吐出位置）間で仕切るための、インク溢出開口から突出する隔壁を備え、この隔壁の記録媒体に対向する上端面を撥油面とするものである。これによれば、隣接するインクメニスカスの架橋を防止し、インクの架橋によるインク滴の吐出方向の乱れや吐出周波数の乱れを防止できるとされている。
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載の画像形成装置では、隔壁の端面を撥油面としているので、隣接するチャンネル（吐出位置）間のインクの架橋は防げるものの、インクを吐出位置に供給するための供給路の先端のインク溢出開口から突出した隔壁を隣接するチャンネル間に設ける構造とする必要があり、特許文献１および２とは異なる基本構造のインクジェットヘッドとする必要があった。
【０００８】
また、特許文献２のようなインクジェットヘッドに、特許文献３のような撥インク面を形成する場合、インクジェットヘッドの製造工程において、さらに、撥インク処理工程等を追加する必要があり、製造工程および製造コストが増加してしまうという問題がある。
また、吐出特性の安定化を目的として撥インク処理を行う場合、制御電極と撥インク処理部で決定されるメニスカス接部との相互関係がリソグラフィーのばらつきの範囲でばらつくことにより、吐出特性がばらついてしまうという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２３０６０８号公報
【特許文献２】特開平１０−１３８４９３号公報
【特許文献３】特開平９−２５４３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、溶媒中に粒子を分散させたインクが、絶縁基板を有する積層体からなる制御基板に設けられたインク滴吐出用貫通孔から溢れ出てその表面に染み出すことを防止し、インクメニスカスの精密制御を行って、その位置および形状を安定的に保ち、飛翔するインク滴のサイズを精密に制御するとともに、電界の吐出部間での干渉を抑制し、安定したインク液滴の吐出・飛翔を実現して、記録媒体上への高品質な画像形成を可能にするインクジェットヘッドを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、製造工程を複雑化することなく、コストを上昇させることなく製造することができるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、溶媒中に色材粒子を分散させたインクに静電気力を作用させることにより、前記色材粒子を含むインク滴を、記録媒体に向けて飛翔させるインクジェットヘッドであって、少なくとも１つの貫通孔を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の前記記録媒体側の面に、前記貫通孔を囲む様に形成された制御電極と、前記制御電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁基板および前記絶縁膜の少なくとも一方の前記記録媒体側の最表面に、前記貫通孔とその周囲の所定領域を除いて設けられた導電性撥インク処理部と、前記貫通孔の略中心に前記インク滴の飛翔方向に向けて配置されているインクガイドとを備えることを特徴とするインクジェットヘッドを提供するものである。
【００１１】
ここで、前記導電性撥インク処理部は、導電性物質と撥インク性物質とが共析めっきされたものであるのが好ましい。
また、前記導電性物質は、ニッケル、銅または金であり、前記撥インク性物質は、フッ素樹脂またはセラミックスを含有する物質であるのが好ましい。
また、前記インクガイドは、その先端部近傍に蒸着された金属薄膜を有するのが好ましく、また、その先端の断面積が前記記録媒体に向かって漸減しているのが好ましく、また、セラミックまたは樹脂からなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撥インク性および導電性を有する導電性撥インク処理部を、絶縁基板、制御電極および絶縁膜等の積層体からなる制御基板の記録媒体側の表面の所定領域に設けることにより、インクが制御基板に設けられた貫通孔から溢れ出て、制御基板の記録媒体Ｐ側の表面に染み出すことを防止するとともに、インクメニスカスの精密制御を行うことができ、その位置および形状を安定的に保って、飛翔するインク滴のサイズを精密に制御することができ、かつ、電界の吐出部間での干渉を抑制し、安定したインク液滴の吐出・飛翔を実現して、記録媒体上への高品質な画像形成を可能にするインクジェットヘッドを提供することができる。
これにより、本発明によれば、高密度に吐出部（チャンネル）を形成する場合にも、チャンネル間の相互作用を低減でき、安定な画像形成が可能となる。
【００１３】
また、本発明によれば、シールド電極とメニスカス接部の位置を固定するための撥インク処理部とを同一工程で形成することができるため、制御電極とメニスカス接部との相対位置のばらつきを小さくすることができ、そのためインクの吐出特性を良化させることができる。
また、本発明によれば、上記効果に加え、製造工程を複雑化することなく、コストを上昇させることなく製造することができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るインクジェットヘッドを添付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドの一実施例の概略構成を示す模式的断面図である。
同図に示すインクジェットヘッド１０は、溶媒中に分散させた、帯電した顔料等の色材粒子（例えば、トナー等）をインクＱを静電的引力により吐出・飛翔させて、画像データに応じて画像を記録媒体Ｐ上に記録するものである。インクジェットヘッド１０は、貫通孔３６を有する絶縁基板１２と、制御電極１４と、絶縁膜１６と、導電性撥インク処理部１８と、ヘッド基板２０と、インクガイド２２と、インク室２４と、インク還流機構２６と、インク供給流路２８と、インク回収流路３０とを備えている。また、インクジェットヘッド１０と対向して、記録媒体Ｐを支持する対向電極３２が設けられている。
なお、図１には、インクジェットヘッド１０を構成する２つの吐出部が概念的に示されているが、本実施例のインクジェットヘッド１０は、このような構造の吐出部が多数配列されたマルチチャンネル構造を有している。各吐出部は、貫通孔３６、制御電極１４およびインクガイド２２によって構成され、制御電極１４は、各吐出部の制御電極１４は、インク滴を吐出するための吐出手段である個別電極として機能する。
【００１６】
図２は、本実施例のマルチチャンネル構造のインクジェットヘッド１０を記録媒体Ｐの位置から見た上面図である。ここで、図１は、図２中のＩ−Ｉ線で示す位置の断面図に相
当する。また、図３は、インクジェットヘッド１０における制御電極１４の配置を明らかにするために、図２の最表層である導電性撥インク処理部１８およびその下の絶縁膜１６を除いて示す同上面図である。図２および図３に示すように、インクジェットヘッド１０の各吐出部（制御電極１４）は、矢印ａで示す主走査方向（図中上下方向）の配列密度を高めるために、主走査方向ａに直交する矢印ｂで示す副走査方向に所定間隔を空けて主走査方向ａに延在する４列の千鳥配置に配列されている。図示例では、図中右側の２列の千鳥配列の各吐出部の制御電極１４は、右側にリード線を引き出し、図中左側の２列の千鳥配列の各吐出部の制御電極１４は、左側にリード線を引き出すことにより、各列におけるリード線も含めた制御電極１４の主走査方向の配列密度を高め、その結果、吐出（ノズル）部の主走査方向の投影密度をより高密度にしている。
【００１７】
図示例のインクジェットヘッド１０では、各列において、主走査方向ａに沿った各吐出部（制御電極１４）は、同一ピッチｐで配置されるので、主走査方向ａに近接する各吐出部（制御電極１４）は、主走査方向ａに沿ってｐ／４ピッチで配列されていることになる。すなわち、図示例のインクジェットヘッド１０においては、記録密度を、各列の主走査方向ａに沿った吐出部（制御電極１４）の配列密度の４倍にすることができる。インクジェットヘッド１０においては、４個の吐出部（制御電極１４）で主走査方向ａに沿った１ラインの１周期となるように設定されており、図３中には３周期分が示されている。
【００１８】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０において、絶縁基板１２の図中上面には、制御電極１４が形成されており、さらにその上面に制御電極１４を覆うように絶縁膜１６が形成されている。そして、絶縁基板１２、制御電極１４および絶縁膜１６の積層体からなる制御基板には、インクＱの吐出部となる貫通孔３６が穿設されている。絶縁膜１６の上面の貫通孔３６の周辺部には、導電性撥インク処理部１８が形成されている。なお、以下の説明においては、特記しない場合には、説明を簡略化するために、図１に示すように、記録媒体Ｐ側を上側、ヘッド基板２０側を下側という。
【００１９】
絶縁基板１２は、Ａｌ2 Ｏ3 あるいはＺｒＯ2 などのセラミックスあるいはポリイミド等の樹脂で形成されているのが好ましい。
制御電極１４は、貫通孔３６よりも若干大きい内径を有する導体によって形成された円形電極であり、貫通孔３６の外周を囲うように配置されている（図３参照）。なお、制御電極１４は、絶縁基板１２上に貼り付けることにより形成してもよい。制御電極１４は、記録媒体Ｐ（対向電極３２）に対して所定の電気的なバイアスをかけるためのバイアス電圧源３４ａおよび吐出部のインクガイド２２からインク滴を記録媒体Ｐに向かって吐出させるためのパルス電圧を印加するための信号電圧源３４ｂからなる電圧源３４に接続されている。
絶縁膜１６は、ポリイミドなどの樹脂で形成されている。絶縁膜１６は、制御電極１４を覆うように設けられていればよく、制御電極１４とその周辺の領域のみに設けられていても良いし、図示例のように、絶縁基板１２の貫通孔３６を除く略全面に設けられていても良い。
【００２０】
導電性撥インク処理部１８は、導電性を有する物質を含む材料を用いて撥インク処理された撥インク処理部であり、絶縁基板１２の上方の記録媒体Ｐ側の最表面、図示例では絶縁膜１６の記録媒体Ｐ側の表面に、絶縁基板１２の貫通孔３６を除く略全面に形成されている（図２参照）。貫通孔３６の周辺においては、制御電極１４の内径よりも所定量大きい径で貫通孔３６を囲むように形成されている。このような導電性撥インク処理部１８は、撥インク性を示し、その貫通孔３６を囲む縁部においてインクの絶縁膜１６との接部であるインクメニスカス接部を固定する機能を有し、インクが絶縁基板１２の記録媒体側の最表面に染み出すのを防止し、各吐出部間でのインクの干渉を防ぐ機能を有ている。また、導電性撥インク処理部１８は、電気伝導性（導電性）を示し、アースに接続されることにより、個別電極の制御電極１４に電圧が印加されることにより生じる電界をシールドし、隣接する個別電極間で生じる電界干渉を抑制するシールド電極としての機能を有する。このように、本発明においては、導電性撥インク処理部１８によって、インクメニスカスの精密制御を行うことができ、その位置および形状を安定的に保ち、飛翔するインク滴のサイズを精密に制御することができるし、また、電界の吐出部間での干渉を抑制し、安定したインク液滴の吐出・飛翔を実現することができ、記録媒体Ｐ上への高品質な画像を形成することができる。
【００２１】
このような導電性撥インク処理部１８は、例えば、以下のようにして形成される。
導電性および撥インク性の両方を備える導電性撥インク処理部１８は、絶縁基板１２の上方の記録媒体Ｐ側の最表面、すなわち図示例では絶縁膜１６上に、撥インク性物質と導電性物質、例えば、フッ素樹脂と金属とを共析めっきすることにより形成することができる。フッ素樹脂と金属との共析めっきには、例えば、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）微粒子、金属としてＮｉを用いることができる。より具体的には、例えば、商品名ニムフロンのように金属種としてＮｉおよびリンを含むような無電解めっき液や、いわゆる電解めっきに用いるスルファミン酸Ｎｉを主成分とする溶液に、ＰＴＦＥ微粒子を分散させて、電解めっきを行ってもよい。このとき、溶液中のＮｉ濃度とＰＴＦＥ濃度を調整することで、出来上がり膜中組成としてＰＴＦＥが最大で５０ｖｏｌ％程度含有した膜を得ることができる。
また、膜強度および撥インク効果等を増大させるため、めっき後の膜を３００℃程度で熱処理を行ってもよい。
【００２２】
なお、導電性撥インク処理部１８を構成する撥インク性物質は、フッ素樹脂には限定されず、シリコーン系樹脂等であっても良い。また、導電性物質としては、Ｎｉ以外にも、銅または金等の金属のほか、導電性プラスチック等も利用可能である。
このようにして、導電性および撥インク性の両方を備える導電性撥インク処理部１８を、単一工程で安価に形成することができる。また、このように形成された導電性撥インク処理部１８の貫通孔３６を囲む縁部においては、その吐出部における制御電極１４との位置関係のばらつきを小さくすることができる。
【００２３】
ヘッド基板２０は、絶縁基板１２と所定間隔離間して配置されており、ヘッド基板２０に形成されているインクガイド２２にインクＱを供給するためのインク室２４を形成している。
【００２４】
インクガイド２２は、インクＱを吐出させるためのガイド部材であって、突状先端部２２ａを有する突起部２２ｂと、突起部２２ｂが突設された基部２２ｃとからなる。突起部２２ｂは所定厚みの平板状のものであり、プラスチック樹脂またはセラミックス等の絶縁性部材で構成されている。
【００２５】
図４は、本発明に利用可能な突起部２２ｂの形態の例を示す図である。図４（ａ）に示すように、先端部２２ａには金属薄膜が蒸着されているのが好ましい。これにより実効的に誘電率を上げることができ、静電気力を先端部２２ａに集中させることができる。また、図４（ｂ）に示すように、先端部２２ａにインク溜めとなる窪み２２ｄが形成されていても良い。なお、突起部２２ｂの形状は、上記形状には限定されず、先端部２２ａが尖っている構造であれば良く、例えば、三角形、台形、楕円形、円形等の、あるいは先端部が基端部に対して細くなっている形状であっても良い。
【００２６】
また、基部２２ｃには複数の突起部２２ｂが突設されて、マルチチャンネル構造のインクジェットヘッド１０を構成するが、この形態は特に制限的でなく、図５（ａ）に示すように、複数の突起部２２を一列に有する基部２２ｃが複数列配列されたものでも良いし、図５（ｂ）に示すように、面状の１つの基部２２ｃに突起部２２ｂが２次元的に配列されて植設されたものであっても良い。また、突起部２２ｂと基部２２ｃは一体的に成形されていても良いし、複数の部品が結合されたものであっても良い。
【００２７】
図示例においては、インクガイド２２は、突起部２２ｂが貫通孔３６の略中央に位置し、かつ、その先端部２２ａが絶縁基板１２を含む積層体の図１中上側の表面、すなわち、記録媒体Ｐ側の最表面から所定量突出するように配置されている。インクガイド２２の先端部２２ａを絶縁基板１２を含む積層体の表面よりも内側に配置することで、先端部２２ａがインクＱに埋没することなく、また、インクの乾燥による目詰まりを防止することができる。
【００２８】
インク還流機構２６は、記録時に、インクＱを所定方向、図示例ではインク室２４内を右側から左側へ向かう方向に、所定の速度で循環させる。インク還流機構２６は、ポンプやインクタンク等を有しており、インク還流機構２６から送り出されたインクＱはインク供給流路２８を経てインク室２４に供給され、またインク室２４から排出されたインクＱはインク回収流路３０を経てインク還流機構２６に回収される。
【００２９】
なお、本発明に用いられるインクＱは、制御電極１４に印加される電圧と同極性（図示例では正）に帯電した色材粒子成分を、帯電制御剤やバインダなどと共に、絶縁性溶媒中にコロイド状に分散させ浮遊させたものである。この絶縁性溶媒は１０8 Ωｃｍ以上の抵抗率を持つのが好ましい。
【００３０】
対向電極３２は、インクガイド２２の先端部２２ａに対向する位置に配置されて、接地されている。また、記録媒体Ｐは、対向電極２０のインクガイド２２側の表面に支持されており、対向電極２０は、記録媒体Ｐのプラテンとして機能する。
【００３１】
このようなインクジェットヘッド１０のインク吐出部において、記録時には、インクガイド２２（先端部２２ａ）と貫通孔３６の内側壁との間で生じる毛細管現象や、バイアス電圧が印加された制御電極１４と対向電極３２との間の電界の影響によって、帯電色材粒子成分を含有するインクＱがインクガイド２２に案内されて記録媒体Ｐの方向へ上昇し、貫通孔３６の周辺の導電性撥インク処理部１８の縁部、すなわち、貫通孔３６の内壁面または貫通孔３６近傍の絶縁膜１６と導電性撥インク処理部１８との界面と、インクガイド２２の先端部２２ａの外壁面との間にインクメニスカスＭが形成され、インクガイド２２の先端部２２ａに帯電色材粒子成分が凝集し、インクＱが濃縮される。すなわち、貫通孔３６の周辺の導電性撥インク処理部１８の縁部と、インクガイド２２の先端部２２ａとの間に濃縮されたインクＱによるインクメニスカスＭが形成されて、先端部２２ａにインクＱが供給されて、インクＱが濃縮され、先端部２２ａにインクＱの帯電色材粒子成分が凝集する。そして、バイアス電圧が印加された制御電極１４に信号電圧（パルス電圧）が重畳され、制御電極１４と対向電極３２との間の電位差が所定値を超えると、先端部２２ａに凝集した帯電色材粒子成分と制御電極１４との間の斥力によって、凝集した色材粒子成分を含む濃縮インクＱのインク滴Ｒが先端部２２ａから吐出され、対向電極３２に引き寄せられて記録媒体Ｐに向かって飛翔し、記録媒体Ｐ上に着弾する。
【００３２】
すなわち、本実施例においては、制御電極１４に、バイアス電圧源３４ａから常時バイアス電圧として、例えば１．５ｋＶの電圧が与えられる。また、信号電圧源３４ｂから画像信号に応じた信号電圧（駆動制御電圧）として、例えば５００Ｖのパルス電圧が重畳される。すなわち、制御電圧が０Ｖ（ＯＦＦ状態）で、制御電極１４の電圧が１．５ｋＶの時はインクＱのインク滴Ｒは飛翔せず、制御電圧が５００Ｖ（ＯＮ状態）となり、制御電極１４の電圧が２．０ｋＶとなった時に所定サイズのインク滴Ｒがインクガイド２２の先端部２２ａから飛翔する。飛翔したインク滴Ｒは、制御電極１４と対向電極３２の間に生じている電界によって対向電極３２に引き寄せられ、記録媒体Ｐの所定の位置に着弾して画像を形成する。
【００３３】
ここで、上述したように、本発明のインクジェットヘッド１０においては、制御電極１４の記録媒体Ｐ側に導電性撥インク処理部１８が設けられているので、制御電極１４によって生じる各吐出部の電界の範囲を、導電性撥インク処理部１８が形成されていない貫通孔３６の近傍（周辺部）に制限し、チャンネル間（吐出部間）の電界干渉を抑制することができる。そのため、各吐出部から吐出されたインク滴Ｒは、所定の方向に飛翔し、記録媒体Ｐの所定位置に正確に着弾するので、高精度な記録を行うことができる。また、吐出部を高密度に配置することも可能となる。
【００３４】
また、導電性撥インク処理部１８は、貫通孔３６周辺の導電性撥インク処理部１８の縁部（界面）において、記録時にインクガイド２２の先端部２２ａに形成されるインクメニスカスＭの絶縁基板１２の貫通孔３６の内壁面または絶縁膜１６との接部を固定（ピン止め）する。これにより、インクＱが貫通孔３６から導電性撥インク処理部１８の表面に染み出すのを防ぎ、チャンネル間のインク干渉を抑制することができる。また、導電性撥インク処理部１８によって、制御電極１４によって形成される電界のシールド範囲の境界とインクメニスカスＭの接部が固定される位置とを一致させることが可能となるので、制御電極１４とインクメニスカスＭの接部の位置との相互関係のばらつきを小さくすることができる。これらにより、インクメニスカスＭを精密に制御し、インクメニスカスＭの位置および形状を安定化することができ、インク滴Ｒのサイズおよび吐出位置を精密に制御することができるので、濃度の安定した良好な画像を記録媒体Ｐに記録することができる。
【００３５】
このように、電界干渉およびインク干渉を防止することによって、吐出部を高密度に配置することが可能となるので、さらに、高画質な画像記録を実現することができる。
また、導電性撥インク処理部１８の撥インク性により、この表面のインク汚れが低減するので、ワイピング等のクリーニング処理の回数を少なくでき、高生産性を実現できるという効果もある。
【００３６】
なお、本実施例においては、導電性撥インク処理部１８が貫通孔３６の周辺を除く絶縁膜１６の略全面領域に設けられているが、本発明はこれに限定されず、絶縁膜１６または絶縁基板１２の少なくとも一方の貫通孔３６の周辺を除いてその外側を囲む貫通孔３６の近傍の領域にのみ設けられていても良い。
導電性撥インク処理部１８を絶縁膜１６または絶縁基板１２の少なくとも一方の一部の領域に形成する場合には、予め導電性撥インク処理部１８以外をレジスト等で保護しておき、その後、めっき、あるいはめっきのためのシーディング層の形成等を行えばよい。
図１に示すインクジェットヘッド１０の吐出部においては、絶縁基板１２、制御電極１４および絶縁膜１６に穿孔された貫通孔３６の周辺の絶縁膜１６上に導電性撥インク処理部１８を設け、貫通孔３６の上（絶縁膜１６）側開口部にインクメニスカスＭを形成しているが、本発明はこれに限定されず、以下に示すように、他の形態であっても良い。
【００３７】
本発明のインクジェットヘッド１０の吐出部の他の形態について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明のインクジェットヘッドの吐出部を模式的に示す断面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示す吐出部は、貫通孔３６が設けられた吐出部の制御基板の絶縁膜１６に、記録媒体Ｐ側（図中上面側）から、貫通孔３６よりも大きな径で所定深さの凹部３８が設けられている。また、絶縁膜表面１６ｂおよび凹部３８の内側壁面１６ｃならびに凹部３８の底面１６ｄに連続する所定領域には、導電性撥インク処理部１８が形成されている。図６（ａ）の吐出部においては、インクメニスカスＭの接部が、表面張力によって基本的に、貫通孔３６の開口部１６ｅ、または導電性撥インク処理部１８と絶縁膜１６の凹部３８の底面１６ｄとの界面（境界）に固定されるため、インクＱの供給過多あるいは装置の偶発的な振動等によりインクメニスカスＭが壊れた場合にも、底面１６ｄにおける導電性撥インク処理部１８の界面（境界）がインクＱの接触限界となるので、インクＱが凹部３８の内側壁面１６ｃを這い上がり、導電性撥インク処理部１８の表面に流れ出て、隣の吐出部と干渉することがない。
【００３９】
図６（ｂ）に示す吐出部は、図６（ａ）と同様に、貫通孔３６および凹部３８を有しているが、導電性撥インク処理部１８は、絶縁膜表面１６ｂおよび内側壁面１６ｃの所定領域（途中の領域）に形成されており、凹部３８の底面１６ｄにまでは到っていない。従って、図６（ｂ）の例の場合には、インクメニスカス接部Ｍは、導電性撥インク処理部１８と絶縁膜１６の凹部３８の内側壁面１６ｃとの界面（境界）に固定され、この界面が、インクＱの接触限界となり、図６（ａ）と同様の効果を奏する。
図６（ｃ）に示す吐出部は、貫通孔３６が設けられた吐出部の絶縁膜１６に、記録媒体Ｐ側（図中上面側）に向かって径が漸増する拡径凹部４０が設けられている。すなわち、図６（ｂ）に示す絶縁膜１６の凹部３８の内側壁面１６ｃが、図６（ｃ）に示す絶縁膜１６の拡径凹部４０では、傾斜壁面１６ｆとなっている点で相違するが、導電性撥インク処理部１８が、絶縁膜表面１６ｂおよび傾斜壁面１６ｆの途中までの所定の領域に形成されている点では同様である。従って、図６（ｃ）の吐出部においても、インクメニスカスＭの接部は、内側の傾斜壁面１６ｃにおける導電性撥インク処理部１８の界面（境界）に固定され、図６（ａ）および（ｂ）の場合と同様の効果を奏する。
【００４０】
以上のように、インクジェットヘッド１０の吐出部において、インク吐出口となる貫通孔３６、凹部３８または拡径凹部４０の内壁面にまで及んで導電性撥インク処理部１８を設けることによって、インクＱのインクメニスカスＭの接部を導電性撥インク処理部１８の表面よりも引き込んだ位置に維持することができ、インクＱの染み出しの危険性を最小にすることができる。
【００４１】
導電性撥インク処理部１８を図６の各例のように設ける場合の導電性撥インク処理部１８のパターンおよび貫通孔３６の形状については、種々のパターン形成が通常のリソグラフィーを用いて実現可能である。
例えば、貫通孔３６、凹部３８または拡径凹部４０の内壁面１６ｃの一部の領域に導電性撥インク処理部１８を形成する場合には、予め処理部以外をレジスト等で保護して処理面を形成する、あるいは蒸着等で斜め成分（拡散成分）を利用してめっきのためのシーディング処理層を形成する等の方法がある。
この時、予め処理されない部分、すなわち貫通孔３６、凹部３８または拡径凹部４０の内壁面１６ｃの処理されない一部をレジストで保護する場合、例えば、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）等の熱可塑性のシート材料を用い、処理すべき面の反対の面、すなわち、保護する領域に接する側の絶縁基板１２の面にこのドライフィルムレジストをあて、加熱しながら貫通孔３６、凹部３８または拡径凹部４０等の所定位置まで押し込むことで、貫通孔３６、凹部３８または拡径凹部４０等の内壁面１６ｃの一部のみを保護することが可能である。
【００４２】
なお、上記実施例では、インクガイド２２は、先端部２２ａが絶縁基板１２の上方の記録媒体Ｐ側の表面、すなわち絶縁膜１６の記録媒体Ｐ側の表面よりも突出するように配置されていたが、本発明はこれに限定されず、先端部２２ａが絶縁膜１６の表面よりも下がった位置に配置されていても良い。図６のように、導電性撥インク処理部１８を貫通孔３６の内壁面にまで設けた場合には、先端部２２ａが絶縁膜１６の表面よりも下側に配置されていても、インクガイド２２がインクＱに埋没することがなく、先端部２２ａへのインク供給を安定して行うことができる。
また、貫通孔３６およびそれを囲む制御電極１４の形状は、円形には限定されず、任意の形状とすることができる。
【００４３】
なお、本発明のインクジェットヘッド１０において、個別制御電極を持つ吐出部の個数は特に限定されないし、個別制御電極および吐出部の物理的な配置等も何ら限定されない。すなわち、上述の実施例では、吐出部（制御電極）の形態として、各吐出部が副走査方向に所定間隔を空けて主走査方向に延在する４列に互い違いに千鳥配列され、主走査方向の投影密度が高密度になるように配列された形態を例に説明したが、本発明はこれには限定されず、各列の吐出部が主走査方向に沿って延在する列が何列配列されていても良いし、高密度する必要がなければ、副走査方向に並ぶように複数ラインされていても良い。また、主走査方向に沿った１ラインの１周期分の吐出部の数も任意に設定することができる。
【００４４】
なお、本発明のインクジェットヘッドは、モノクロおよびカラーのどちらにも対応可能である。
また、本発明のインクジェットヘッドは、帯電した色成分を含むインクを吐出するものに限定されるものではなく、荷電粒子を含む液体を吐出させる液体吐出ヘッドであれば特に制限されず、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂を帯電させたものなど、帯電粒子を利用して液滴を吐出して対象物を塗布する塗布装置に適用することができる。
また、本発明の液体吐出ヘッドにより記録、塗布等を行う対象物としては、紙、プラスチック、金属、木材、布等、公知のものが各種利用可能である。
【００４５】
以上、本発明に係る静電式インクジェットヘッドについて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの一実施例の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】インクジェットヘッド１０を記録媒体Ｐ側から見た上面図である。
【図３】図２の最表層である導電性撥インク処理部１８およびその次層の絶縁膜１６を除いて示す上面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明のインクジェットヘッドに利用可能なインクガイドの突起部の形態の例を示す図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明のインクジェットヘッドに利用可能なインクガイドの形態の例を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のインクジェットヘッドの他の形態を説明する模式的断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  インクジェットヘッド
１２  絶縁基板
１４  制御電極
１６  絶縁膜
１６ｂ  絶縁膜表面
１６ｃ  内側壁面
１６ｄ  底面
１６ｅ  開口部
１６ｆ  傾斜壁面
１８  導電性撥インク処理部
２０  ヘッド基板
２２  インクガイド
２２ａ  先端部
２２ｂ  突起部
２２ｃ  基部
２４  インク室
２６  インク還流機構
２８  インク供給流路
３０  インク回収流路
３２  対向電極
３４  電圧源
３４ａ  バイアス電圧源
３４ｂ  信号電圧源
３６  貫通孔
３８  凹部
４０  拡径凹部
【図１】
2005081710.tif 000003
【図２】
2005081710.tif 000004
【図３】
2005081710.tif 000005
【図４】
2005081710.tif 000006
【図５】
2005081710.tif 000007
【図６】
2005081710.tif 000008