(57)【要約】【課題】ワイピング動作の繰り返しによって撥液膜が摩耗して撥液性が低下する。【解決手段】液体を吐出するノズル４となる複数のノズル孔４１が形成されたノズル基材４０を含み、ノズル基材４０の吐出面側には撥液膜４２が形成されているノズル板１を有し、ノズル基材４０の表面には複数のディンプル４３が形成され、ディンプル４３内部において撥液膜４２を形成するパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）骨格を分子中に有する化合物である撥液材料が流動性を持った状態で保持されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルとなる複数のノズル孔が形成されたノズル基材を含み、
前記ノズル基材の吐出面側には撥液膜が形成されているノズル板を有し、
前記ノズル基材の表面には複数の窪みが形成され、
前記窪み内部において前記撥液膜を形成する撥液材料が流動性を持った状態で保持されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記撥液膜を形成する撥液材料がパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）骨格を分子中に有する化合物である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル基材の複数の窪みは前記ノズル孔の周囲を除く領域に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ノズル基材の表面には前記撥液膜の下地となる下地膜を有している
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項６】
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ユニット。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項５若しくは６に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッドとも称される。）のノズル板は、安定した吐出を行うために、吐出面側に撥液膜が形成される。
【０００３】
例えば、撥液膜を形成する撥液材料としてはパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）骨格を分子中に有する化合物を使用するものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、ノズル基材の吐出面側に凹凸を形成して撥水膜を形成したもの（特許文献２）、ノズル基材の吐出面のうち、ノズル孔近傍の領域の表面粗さをその周囲の表面粗さよりも小さくしたもの（特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３７２５９号公報
【特許文献２】国際公開９９／１５３３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９４６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、液体吐出ヘッドを使用する液体を吐出する装置にあっては、液体吐出ヘッドの吐出性能を維持回復するために吐出面をブレードによって払拭するワイピング動作を行う。
【０００７】
そのため、ワイピング動作の繰り返しによって撥液膜が摩耗して撥液性が低下するという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、経時的な撥液性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルとなる複数のノズル孔が形成されたノズル基材を含み、
前記ノズル基材の吐出面側には撥液膜が形成されているノズル板を有し、
前記ノズル基材の表面には複数の窪みが形成され、
前記窪み内部において前記撥液膜を形成する撥液材料が流動性を持った状態で保持されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、経時的な撥液性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿うノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿うノズル配列方向（液室短手方向）の断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるノズル板の平面説明図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面説明図である。
【図６】同ノズル板のノズル基材の平面説明図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面説明図である。
【図８】同ノズル基材の窪み形成領域の説明に供する平面説明図である。
【図９】同実施形態の作用説明に供する断面説明図である。
【図１０】撥液膜を形成する撥液材料が流動性を有する状態で保持されているか否かの判別方法の一例の説明に供するノズル板の吐出面と反対側の面の説明図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図である。
【図１２】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図である。
【図１３】ノズル板の製造方法の一例の説明図である。
【図１４】実施例及び比較例におけるディンプルランクの説明に供する説明図である。
【図１５】実施例及び比較例の説明に供する説明図である。
【図１６】ワイピング耐性の計測に使用するワイパ部材の説明に供する説明図である。
【図１７】ワイピング後のノズル板のインク引け時間の計測方法の一例の説明図である。
【図１８】本発明の第２実施形態におけるノズル板の断面説明図である。
【図１９】本発明の第３実施形態におけるノズル板の平面説明図である。
【図２０】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。
【図２１】同装置の要部側面説明図である。
【図２２】本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。
【図２３】本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は図１のＡ―Ａ線に沿うノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿うノズル配列方向（液室短手方向）の断面説明図である。
【００１３】
この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３を変位させる圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材としてのフレーム部材２０とを備えている。
【００１４】
ノズル板１、流路板２及び振動板部材３によって、液体を吐出する複数のノズル４が通じる個別流路５を形成している。個別流路５は、ノズル４側を下流側とするとき、下流側からノズル４が通じる個別液室６と、個別液室６に液体を供給する流体抵抗部７と、流体抵抗部７に通じる液導入部８とで構成される。
【００１５】
そして、フレーム部材２０の共通流路としての共通液室１０から振動板部材３に形成した導入口部（供給口）９を通じて、個別流路５に液体が導入され、液導入部８、流体抵抗部７を経て個別液室６に液体が供給される。なお、導入口部９にはフィルタが設けられても良い。
【００１６】
ここで、ノズル板１は、ノズル基材となるＳＵＳ基板にプレス加工でノズル４となるノズル孔を形成し、後述するように吐出側面には撥液膜が設けられているものである。
【００１７】
流路板２は、ＳＵＳ基板をエッチングして、個別液室６、流体抵抗部７、液導入部８などの個別流路５を形成する貫通部（あるいは溝部でもよい。）を形成している。
【００１８】
振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材３は３層構造（１層、２層、４層以上でもよい。）としている。そして、流路板２側を１層目とするとき、１層目で個別液室６に対応する部分に変形可能な振動領域（振動板）３０を形成している。
【００１９】
この振動板部材３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造したものを用いている。これに限らず、その他の金属部材、樹脂部材、樹脂層と金属層の積層部材などを用いることができる。
【００２０】
そして、この振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
【００２１】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の柱状の圧電素子（圧電柱）１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
【００２２】
圧電部材１２の圧電素子１２Ａ、１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電素子１２Ａと、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電素子１２Ｂとしている。
【００２３】
そして、圧電素子１２Ａを振動板部材３の振動領域３０に形成した島状の厚肉部である凸部３０ａに接合している。また、圧電素子１２Ｂを振動板部材３の厚肉部である凸部３０ｂに接合している。
【００２４】
この圧電部材１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、駆動柱１２Ａの外部電極に駆動信号を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線部材としてのＦＰＣ１５が接続されている。
【００２５】
フレーム部材２０は、例えばエポキシ系樹脂或いは熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイト等で射出成形により形成し、ヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１０が形成されている。
【００２６】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。
【００２７】
その後、圧電素子１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させる。これにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出（噴射）される。
【００２８】
そして、圧電素子１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材３の振動領域３０が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から個別液室６内に液体が充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００２９】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態について図４ないし図８を参照して説明する。図４は同実施形態におけるノズル板の平面説明図、図５は図４のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面説明図、図６は同ノズル板のノズル基材の平面説明図、図７は図６のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面説明図、図８は同ノズル基材の窪み形成領域の説明に供する平面説明図である。
【００３１】
ノズル板１は、液体を吐出するノズル４となる複数のノズル孔４１が形成されたノズル基材４０を有し、ノズル基材４０の吐出面４０ａ側には撥液膜４２が形成されている。
【００３２】
ノズル基材４０は、ＳＵＳ基板などの金属板を使用し、プレス加工によってノズル孔４１を形成して、研磨を行って平坦化している。ノズル孔４１の断面形状は特に限定されるものではない。
【００３３】
ノズル基材４０は、例えば、ＳＵＳ基板以外でも、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃｒ、ＩｎＳｎ、ＩＴＯ、Ｎｂ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｉＣｒ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｎ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔｉ、Ｗ、ＺＡＯ（ＺｎＯ+Ａｌ２Ｏ３）、Ｚｎやこれらを基材上に成膜したもの使用できる。
【００３４】
撥液膜４２は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）骨格を分子中に有する化合物である撥液材料を使用してノズル基材４０の吐出面４０ａに形成している。
【００３５】
ここで、ノズル基材４０の吐出面４０ａには複数の窪み（以下「ディンプル」という。）４３が形成されている。なお、各図では説明を簡単にするためにディンプル４３の配置を単純化して示しているが、複数のノズル４が配列されたノズル列の周囲には多数のディンプル４３が形成配置される。
【００３６】
ディンプル４３はノズル孔４１の孔径よりも大きくしている。また、ディンプル４３の壁面は曲面形状とすることが好ましい。また、ディンプル４３は、図８に示すように、ノズル孔４１の周囲の領域４０ｂを除く領域４０ｃに形成されている。具体的には、ディンプル４３はノズル孔４１の中心から少なくとも１５０μｍ離れた位置に形成されている。また、ディンプル４３の形成によるノズル基材４０の表面粗さＲａは０．１μｍ以下としている。
【００３７】
このノズル基材４０の吐出面４０ａにパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）骨格を分子中に有する化合物である撥液材料のような流動性を有する撥液材料を塗布して撥液膜４２を形成する。
【００３８】
このとき、ディンプル４３の内部において撥液膜４２を形成する撥液材料が流動性を持った状態で保持される。
【００３９】
つまり、ディンプル４３の内部において、撥液膜４２の分子は、ノズル基材４０との界面側ではノズル基材４０と結合しているが、ノズル基材４０との界面以外に位置する（撥液膜４２の表面側、撥液膜４２の表面とノズル基材４０との界面との間）分子は遊離状態にある。なお、「ノズル基材４０との界面」とは、後述の実施形態で説明するように、ノズル基材４０が下地層を含むときには、下地層との界面の意味である。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について図９も参照して説明する。図９は同説明に供する断面説明図である。
【００４１】
この液体吐出ヘッドを使用する液体を吐出する装置では、液体吐出ヘッドの性能を維持、回復するため、弾性部材からなる払拭部材であるワイパ部材４８３によってノズル面（ここでは、撥液膜４２の表面となる）を払拭するワイピング動作が行われる。
【００４２】
このとき、図９に示すように、ワイパ部材４８３がディンプル４３内に入り込むことで、ディンプル４３の内部で流動性を持って保持されている撥液膜４２の撥液材料が掻き出される。
【００４３】
したがって、ノズル４周囲の撥液膜４２がワイピング動作で薄くなり、あるいは、剥離した場合でも、ディンプル４３から掻き出される撥液材料がノズル４の周囲に移動して、撥液膜４２を回復する。
【００４４】
これによって、ワイピング動作に伴う経時的な撥液膜の撥液性の低下を抑制し、長期にわたって撥液性を維持することができる。
【００４５】
ここで、ノズル板１の表面に撥液膜４２を形成する撥液材料が流動性を有する状態で保持されているか否かの判定（判別）方法について図１０ないし図１２を参照して説明する。図１０は同説明に供するノズル板の吐出面と反対側の面の説明図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図、図１２は図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図である。
【００４６】
まず、ノズル板１を加熱しない状態で、ノズル板１の吐出面４０ａと反対面４０ｂ側にフェルトペンでノズル孔４１を横切ってライン５００を引く。このとき、吐出面４０ａ側には撥液膜４２が形成されているが、この時点では、撥液膜４０は吐出面４０ａと反対面４０ｂには移動して付着していないため、図１０及び図１１に示すように、ノズル孔４１の周辺にもライン５００を引くことができる。
【００４７】
次に、ノズル板１を１２０℃で１時間加熱する。このとき、撥液膜４２の撥液材料が流動性を有する状態である場合には、図１２（ａ）に示すように、加熱により、吐出面４０ａの撥液材料がノズル孔４１内部に移動して、反対面４０ｂ側にも一部撥液材料が付着する。
【００４８】
そこで、加熱後のノズル板１に対して、吐出面４０ａと反対面４０ｂに、フェルトペンでノズル孔４１を横切ってライン５０１を引くと、図１０及び図１２（ｂ）に示すように、ライン５０１はノズル孔４１付近には引かれない状態になる。つまり、撥液材料が流動して、吐出面４０ａと反対面４０ｂのノズル孔４１付近に付着することで、インクがはじかれてこの領域５０２ではライン５０１が途切れる状態になる。
【００４９】
以上の方法で、撥液材料が流動性を有しているか判別することができる。
【００５０】
次に、ノズル板の製造方法の一例について図１３を参照して説明する。図１３は同方法の一例を説明する説明図である。
【００５１】
ここでは、上流工程、前処理工程、撥液膜の成膜工程、後処理工程、下流工程を行っている。また、以下では、ノズル基材４０として、ステンレス板を例に説明するが、これに限られるものではない。
【００５２】
−上流工程−
上流工程とは、ノズル基材４０の表面、すなわち、液体を吐出する面である吐出面を研磨する工程である。
【００５３】
ノズル孔４１を形成したノズル基材４０の表面（吐出面４０ａ側の面）の研磨方法としては、例えば、超精密揺動型片面ポリンシングマシン（ＣＭＰ研磨装置）にて、ポリウレタンパッドを用いてノズル基材４０の表面を研磨する方法がある。研磨は、ポリウレタンパッドを１〜２０ｒｐｍで回転させ、ノズル基材４０の表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以下になるまで研磨することが好ましい。
【００５４】
ノズル基材４０の吐出面の表面粗さＲａは、ＪＩＳ  ０６０１に従って測定することが可能であり、例えば触針式表面形状測定装置Ｄｅｋｔａｋ１５０（アルバック社製）を用いて測定することができる。
【００５５】
表面粗さＲａを調整するためには、例えば、ポリウレタンパッドでノズル基材４０の表面を押さえる際の圧力、ポリウレタンパッドを回転させる際の回転速度（ｒｐｍ：１分間に回転させる回数）、研磨液の流量、研磨時間等を変えることにより調整することが可能である。
【００５６】
このノズル基材４０の吐出面を研磨する研磨工程を行うときにディンプル４３を形成する。
【００５７】
−前処理工程−
前処理工程とは、表面を研磨したノズル基材４０の処理であり、超音波洗浄する工程である。超音波以外にもスクラブ洗浄・シャワー洗浄（高圧スプレー洗浄・超音波シャワー洗浄）・浸漬洗浄（流水洗浄・噴流洗浄・バブリング洗浄）・蒸気洗浄などのウェット洗浄を行うことも可能である。
【００５８】
−撥液膜の成膜工程−
撥液膜４２の成膜工程は次のとおりである。
【００５９】
まず、撥液膜４２を形成するための、ＰＦＰＥを有するディップ液を調整する。
【００６０】
前記の前処理を行った後のノズル基材４０の表面、すなわち、液滴の吐出面をプラズマ処理する。プラズマ処理以外にも真空洗浄（イオンビーム洗浄）・常圧洗浄（ＵＶオゾン洗浄・アイススクラバ洗浄・レーザ洗浄）などのドライ洗浄を行うことも可能である。
【００６１】
その後、ノズル基材４０に、調整したディップ液をディッピング法にて塗布する。常温（約２５度）に放置した後、加熱し、余剰パーフルオロポリエーテルを除去するための超音波洗浄を行う。超音波洗浄を行うことで、余剰のＰＦＰＥが除去され、撥液膜４２の膜厚が単分子層レベルに整えられて好ましい。
【００６２】
撥液膜４２のディップ液としては、パーフルオロポリエーテル誘導体をフッ素系溶媒に１重量％以下に希釈したものを用いることができる。パーフルオロポリエーテル誘導体は、末端に極性基を有しているものが好ましい。ここでいう極性基は、−ＯＨ、Ｃ＝Ｏ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、−ＮＨ３＋、−ＣＮなどが挙げられる。
【００６３】
この極性基が、ノズル基材、若しくはノズル基材上の下地層と結合する。
【００６４】
フッ素系溶媒としては、ノベック（住友３Ｍ社製）、バートレル（Ｄｕｐｏｎｔ社製）、ガルデン（ソルベイソレクシス社製）などのハイドロフルオロエーテルが挙げられる。
【００６５】
さらに、ノズル基材４０の吐出面を、酸素プラズマ処理を実施する。
【００６６】
撥液膜４２の成膜は、例えば溶液中にノズル基材４０を浸漬し、引き上げ、続いて常温環境下で自然乾燥し、さらに加熱処理し定着する方法が挙げられる。加熱温度や加熱時間は目的に応じて変更することができる。
【００６７】
−後処理工程−
後処理工程は次のとおりである。撥液膜４２の表面を保護するため、ラミネート材で吐出面を覆い（ラミネート加工を行い）、ノズル基材４０の裏面、すなわち吐出面と反対側の面をプラズマ処理する。
【００６８】
−下流工程−
下流工程は必要に応じて行われる工程であり、下流工程はノズル板１と液室を構成する部材等とを接着し、加熱により接着力を強める工程である。
【００６９】
上記の後処理工程で得られたノズル板１は下流工程の接着工程にて、流路板と低温硬化型エポキシ系接着剤等を用いて接着する。接着状態を長期に維持するためには加熱・圧着して接着するのが好ましい。
【００７０】
次に、ノズル板を構成するノズル基材の製造方法の詳細について説明する。
【００７１】
ノズル基材４０の吐出面側表面は、例えば、超精密揺動型片面ポリンシングマシン（ＣＭＰ研磨装置）にて、ポリウレタンパッドを用いて研磨する。研磨を行うとき、５〜２０ｋＰａの圧力で押えながら研磨することが好ましい。また、研磨を行うときには、研磨剤スラリーを純水で希釈したものに、例えばアルミナなどの粒子を少量添加することで作製した研磨液とともに研磨することが好ましい。
【００７２】
研磨は、ポリウレタンパッドを１〜２０ｒｐｍで回転させ、ノズル基材４０の表面粗さＲａが０．１μｍ以下になるまで研磨することが好ましい。このような研磨を行うことで、研磨後のノズル基材４０の研磨面には無数の窪み（ディンプル）４３を形成することができる。
【００７３】
ここで、ディンプル４３は、例えば、直径８０〜１２０μｍ、深さ２〜４μｍの窪みとなる。ディンプル４３は内壁面がなだらかな傾斜を有することが好ましい。形成するディンプル４３の数は、研磨液に混入する粒子の混入量や、研磨時間により制御することができる。
【００７４】
添加する粒子は、平均粒径が９０〜２５０μｍ程度のものが好ましい。例えば、アルミナ粒子や炭化珪素粒子やジルコン粒子などのセラミックス系研磨剤を使用できる。
【００７５】
表面粗さＲａは、前述したように、ＪＩＳ０６０１に従って測定することが可能であり、例えば触針式表面形状測定装置を用いて測定できる。
【００７６】
次に、具体的な実施例及び比較例におけるワイピング耐性について図１４及び図１５も参照して説明する。図１４はディンプルランクの説明に供する説明図、図１５は実施例及び比較例の説明に供する説明図である。
【００７７】
まず、ノズル基材４０に形成されるディンプル４３の数に応じてノズル板１をランク分けした。ここでは、金属顕微鏡により暗視野においてノズル基材４０の表面を観察し、ハイライトされる微小凹部の個数をカウントする。このとき、ディンプル４３の大きさは８０〜１２０μｍであるので、ノズル孔４１や傷との差は容易に判別できる。
【００７８】
そして、図１４に示すように、特定長さにおけるノズル孔の数であるノズル孔密度（ａ）と、ノズル列から１５０μｍ〜１０ｍｍの範囲にあるすべてのディンプル４３をノズル列方向へ投影したときのノズル列方向の特定長さにおけるディンプルの数であるディンプル密度（ｂ）の大小関係から、次のランク（ディンプルランク）０〜５までの６段階にランク付けした。
【００７９】
ランク０：（ｂ）＝０
ランク１：０＜ｂ＜２ａ
ランク２：２ａ＜ｂ＜２．５ａ
ランク３：２．５ａ＜ｂ＜３．３ａ
ランク４：３．３ａ＜ｂ＜５ａ
ランク５：ｂ＞５ａ
【００８０】
図１４の例では、（ａ）＝８、（ｂ）＝１４であるので、ランク１となる。
【００８１】
ここで、図１５に示すように、ノズル基材４０の表面を研磨するときの研磨液に含まれるアルミナ粒子の含有率を変化させて実施例１〜３及び比較例１〜３のノズル基材４０を得た。アルミナ粒子の粒子径は９０〜２５０μｍとした。
【００８２】
このとき、実施例１〜３及び比較例１〜３におけるディンプル４３以外の平坦部の表面粗さＲａ、ディンプル４３の有無、ディンプルランクは、それぞれ図１５に示すとおりであった。
【００８３】
これらの実施例１、２、３から、表面研磨に用いる研磨液中のアルミナ粒子の含有率を高くするほど、ディンプルランクが上昇し、ディンプル数が増えることが分かる。
【００８４】
また、比較例２、３のアルミナ粒子の含有量は、実施例２と同じであるが、ディンプルは形成されていない。これは、比較例２、３では、実施例２よりも研磨時間が短いために、ノズル基材の表面が十分に平坦化されておらず、単に表面が粗い状態（粗面）となるだけで、ディンプルが形成されない。
【００８５】
また、図１３では明確に示していないが、研磨面の表面粗さＲａが０．１より大きい場合には、直径８０〜１２０μｍ、深さ２〜４μｍの窪み状のディンプルは形成されないことが確認された。そのため、ディンプル４３は、研磨面の表面粗さＲａが０、１μｍ以下であるときに形成される。
【００８６】
そして、ワイピング耐久寿命を、インク引け時間が５０ｓｅｃ以上になるまで擦ったワイピング回数で評価した。ワイピング回数が多くなるほどワイピング耐久寿命が長いことを意味している。評価結果（ワイピング回数）を図１５に示している。
【００８７】
この図１５の評価結果から分かるように、比較例１〜３ではワイピング回数が２０００回以下でインク引け時間が５０ｓｅｃ以上になる。これに対して、実施例１〜３ではワイピング回数が２０００回を超えてもインク引け時間が５０ｓｅｃ以上にならず、ワイピング耐久寿命が長くなっている。
【００８８】
ここで、インク引け時間が５０ｓｅｃになるまでのワイピング回数の測定方法について図１６も参照して説明する。図１６はワイパ部材の説明に供する説明図である。
【００８９】
まず、厚さ１．２ｍｍ、幅３０ｍｍのＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）ゴムブレードを、図１６に示すように、長さ２０ｍｍのうち７ｍｍだけ自由に撓む状態で、固定治具６０２により一端を固定して、ワイパ部材６０１とした。
【００９０】
そして、ワイパ部材６０１がノズル板１の吐出面に２ｍｍ（／７ｍｍ）干渉する状態で撓ませながら１００ｍｍ／ｓｅｃの速さで吐出面をワイピングした。なお、「２ｍｍ（／７ｍｍ）干渉する状態」とは、図１６に示すように、ワイパ部材６０１のうち、撓む部分の長さが７ｍｍのとき、ノズル板１の吐出面に触れる部分の長さが２ｍｍである状態を表す。
【００９１】
このとき、ワイパ部材６０１は、吐出面に接触する位置まで下降させ、吐出面を払拭後、吐出面から上昇離間させ、払拭開始位置に戻し、再度、吐出面に接触する位置まで下降させる動作を繰り返した。
【００９２】
次に、ワイピング後のノズル板１のインク引け時間の計測方法について図１７を参照して説明する。
【００９３】
図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル板１の半分をインク６１０に浸し、同図（ｃ）に示すように１００ｍｍ／ｓｅｃの速さで引き上げる。この引き上げた直後（ｔ＝０）から、同図（ｄ）に示すようにインク６１０が吐出面から引き、同図（ｅ）に示すように、吐出面を覆うインク６１０がｔ＝０時点の１割の面積になるまでに要する時間を計測し、これをインク引け時間とした。
【００９４】
このように、インク引け時間の測定は、ワイピング後のノズル板１を用いて測定する。そして、前述したように、インク引け時間が５０秒となるノズル板１を得るために必要なワイピング回数を測定した。
【００９５】
ここで、インク引け時間の測定に用いたインクの組成は次のとおりである。
【００９６】
下記処方の組成物を６０℃で撹拌溶解し、室温にて放冷後、ｐＨが９〜１０になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整し、これを０．２２μｍのポリテトラフルオロエチレンフィルタにて濾過しインク６１０を作製した。 
【００９７】
（インク６１０）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８      ３質量％ 
２−ピロリドン                        ３質量％
ジエチレングリコール                  ４質量％
グリセリン                            １質量％ 
アルキルエーテルカルボン酸塩系界面活性剤  ＥＣＴＤ−３ＮＥＸ     ０．１質量％（日本サーファクタント工業化学製界面活性剤）
ノニポール４００（三洋化成製界面活性剤）          ０．５質量％
サンアイバックＰ−１００（三愛石油製防腐防黴剤）  ０．４質量％
イオン交換水                            残量
【００９８】
このインク６１０の静的表面張力は、２５．１ｍＮ／ｍ であった。
【００９９】
次に、本発明の第２実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は同実施形態におけるノズル板の断面説明図である。
【０１００】
本実施形態では、ノズル基材４０は、基材５１と、基材５１の表面に形成した下地膜（下地層）５２によって構成している。下地膜５２は基材５１と撥液膜４２との結合力を高める膜であり、例えばＳｉＯ２膜などを使用できる。前述したノズル基材の界面は、本実施形態では下地膜５２と撥液膜４２との界面に相当する。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態について図１９を参照して説明する。図１９は同実施形態におけるノズル板の平面説明図である。
【０１０２】
本実施形態では、ノズル基材４０には、複数のノズル孔４１が配列されたノズル孔列４１Ａ１、４１Ｂ１と、ノズル孔列４１Ａ２、４１Ｂ２の合計４つのノズル列が形成されている。なお、図を簡略化するため、ノズル孔列は線で図示している。この構成では、ノズル孔列に対応してノズル板には４列のノズル列が配置されることになる。
【０１０３】
ここで、ノズル孔列４１Ｂ１とノズル列４１Ａ２との間は，ノズル孔列４１Ａ１、４１Ｂ１間、ノズル列４１Ａ２、４１Ｂ２間の間隔よりも広く形成されている。
【０１０４】
そして、本実施形態では、ノズル孔列４１Ｂ１とノズル列４１Ａ２との間にもディンプル４３が形成されている。
【０１０５】
これにより、ノズル孔列４１Ｂ１とノズル孔列４１Ａ２との間のディンプル４３に保持される撥液材料が、ノズル孔列４１Ｂ１側又はノズル孔列４１Ａ側（ワイピング方向による）にノズル４の周囲に供給される。
【０１０６】
このように、複数のノズル列（ノズル孔列）の間にもディンプルを形成することで、よりノズルに近い場所からノズルの周囲に撥液材料を補充することができ、より長期にわたって撥液性を維持することができる。
【０１０７】
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図２０及び図２１を参照して説明する。図２０は同装置の要部平面説明図、図２１は同装置の要部側面説明図である。
【０１０８】
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。
【０１０９】
このキャリッジ４０３には、本発明に係るノズル板を含む本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。
【０１１０】
液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
【０１１１】
液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。
【０１１２】
供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。
【０１１３】
この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。
【０１１４】
搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
【０１１５】
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【０１１６】
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。
【０１１７】
維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。
【０１１８】
主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。
【０１１９】
このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
【０１２０】
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。
【０１２１】
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【０１２２】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図２２を参照して説明する。図２２は同ユニットの要部平面説明図である。
【０１２３】
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。
【０１２４】
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
【０１２５】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図２３を参照して説明する。図２３は同ユニットの正面説明図である。
【０１２６】
この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。
【０１２７】
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。
【０１２８】
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【０１２９】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【０１３０】
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【０１３１】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【０１３２】
上記「液体が付着可能もの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。「液体が付着するもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【０１３３】
また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液なども含まれる。
【０１３４】
また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
【０１３５】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【０１３６】
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
【０１３７】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
【０１３８】
例えば、液体吐出ユニットとして、図２１で示した液体吐出ユニット４４０のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
【０１３９】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
【０１４０】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図２２で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
【０１４１】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
【０１４２】
また、液体吐出ユニットとして、図２３で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。
【０１４３】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【０１４４】
また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。
【０１４５】
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【符号の説明】
【０１４６】
１  ノズル板
２  流路板
３  振動板部材
４  ノズル
６  個別液室
８  液導入部
１０  共通液室
１２  圧電部材
２０  フレーム部材
４０  ノズル基材
４１  ノズル孔
４２  撥液膜
４３  ディンプル（窪み）
４０３  キャリッジ
４０４  液体吐出ヘッド
４４０  液体吐出ユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2016135584.tif 000021
【図２０】
2016135584.tif 000022
【図２１】
2016135584.tif 000023
【図２２】
2016135584.tif 000024
【図２３】
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