(57)【要約】【課題】撥水性能が長時間維持可能な、信頼性の高い液滴吐出ヘッド、及びこれを具備する画像形成装置を提供する。【解決手段】金属材料よりなるノズル基材３１のノズル形成面側に、ＳｉＯ2層３２が連続膜として形成されており、このＳｉＯ2層３２上に、撥水層３３が形成されており、撥水層３３は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有しているものとした液滴吐出ヘッドを提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、
前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、
前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、
当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ＳｉＯ2層は、平均膜厚が１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記撥水層の膜厚が、前記ＳｉＯ2層の表面粗度（Ｒａ）以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ＳｉＯ2層の下地層として金属層を具備し、
当該金属層は、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記撥水層は、コーティング膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ＳｉＯ2層を、ＳｉＯ2を真空中で蒸発させ薄膜形成する工程、あるいは、Ｓｉを蒸発させた酸素プラズマ中を通過させて薄膜形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ＳｉＯ2層を、ＳｉＯ2をターゲット材料とする酸化物スパッタリングにより形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ＳｉＯ2層を、Ｓｉをターゲット原料とし酸素含有反応性ガスにより酸化しながら薄膜形成する反応性スパッタリング工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ＳｉＯ2層を、Ｓｉをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法により形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
記録信号に応じてノズルから液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを具備していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、その製造方法、及び液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置に関するものである。詳細には、インクジェットプリンタ、複写装置等の画像形成装置において、ノズル形成面に形成された撥水層の耐久性を向上させ、長時間に亘る撥水性能の維持を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクジェット記録装置等の液滴吐出ヘッドは、ノズルからインク液滴を吐出させて記録を行う構成となっているため、ノズルの形状や精度は、液滴の噴射特性に大きな影響を及ぼす。
特にノズル形成部材の表面特性は、液滴の噴射方向、滴の大きさ、さらには飛翔速度にも影響を及ぼす。
そこで従来から、液滴吐出ヘッドを構成するノズルのインク吐出面側には所定の撥水層を形成する技術が提案されており、ノズル形成部材の表面の均一性を高め、インク滴の飛翔特性の安定化を図るようにされていた。
【０００３】
例えば、下記特許文献１においては、樹脂材よりなるノズル形成部材の表面をフッ素系樹脂によりコーティングすること、ノズル形成部材とフッ素系樹脂との間にＳｉＯ2層を設けることが開示されている。
しかしながら、この技術においては、ノズル形成部材が樹脂材により形成されているため、油性インクや溶剤系インクに対する耐インク性において不十分であった。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、ノズル形成部材として金属材料を適用した技術が提案されている。
更に下記特許文献２には、ノズル面を平坦化し、その上にＳｉＯ2層を形成し、さらにその上にパーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物を結合させた撥インク層を設けた構成の、撥インク性を保持するノズル面についての技術開示がなされている。
しかしながら、パーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物は、下地層に相当するＳｉＯ2層のＳｉＯ2と結合しているものと、分子間でカップリングしノズル面にただ付着しているものとが並存している。
このため、ワイピングにより摩擦によって容易に除去されてしまい、撥インク性についての耐久性は、実用上満足なものではないという問題を有している。
【０００５】
上述したように、液滴吐出ヘッドのノズル面に撥水性を持たせ、かつ高い耐久性を具備していることは従来からの課題であった。
【０００６】
ところで、油性インクや溶剤系インクに対する耐インク性を担保するためには、ノズル形成部材に金属材料が適切であるが、樹脂性の撥水材との密着性を良好にするためには、その中間層としてＳｉＯ2層を形成することが必要であるとされている。
金属材料上に形成されるＳｉＯ2層は、水素結合あるいはメタロシロキサン結合（(金属)−Ｏ−Ｓｉ）により密着している。
しかし、水素結合あるいはメタロシロキサン結合は、界面への水の浸入や加水分解、及びそれに続く金属酸化による表面の体積変化等により、剥離を招来しやすいという問題を有している。例えば、水素結合の場合には、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようにして剥離が発生する。
液滴吐出用のノズル表面は、液体と直接接触するものであり、インク滴やゴミを除去するためにはワイピング処理が必須であるが、この摩擦によって撥液性が経時的に低下する。
【０００７】
上述したように、ノズル形成部材として金属材料を適用し表面に撥水層を設ける構成とする場合に、金属材料とＳｉＯ2層との密着度を高め、さらには上層の撥水層の耐久性を高めることが重要な技術課題であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４１０７０号公報
【特許文献２】特開２００６−４４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明においては、ノズル形成部材に金属材料を適用した場合に、ノズル表面の撥水層の密着性を高めるために、中間層としてＳｉＯ2層を設け、かつ、ノズル形成部材とＳｉＯ2層との密着性を高め、全体として長時間繰返して使用された場合にも、高い撥水性が維持可能な液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明においては、金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された液滴吐出ヘッドであって、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有していることを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１１】
請求項２の発明においては、前記ＳｉＯ2層は、平均膜厚が１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１２】
請求項３の発明においては、前記撥水層の膜厚が、前記ＳｉＯ2層の表面粗度（Ｒａ）以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１３】
請求項４の発明においては、前記ＳｉＯ2層の下地層として金属層を具備し、当該金属層は、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１４】
請求項５の発明においては、前記撥水層は、フッ素系樹脂のコーティング膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１５】
請求項６の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ＳｉＯ2層を、ＳｉＯ2を真空中で蒸発させ薄膜形成する工程、あるいは、Ｓｉを蒸発させた酸素プラズマ中を通過させて薄膜形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１６】
請求項７の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ＳｉＯ2層を、ＳｉＯ2をターゲット材料とする酸化物スパッタリングにより形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１７】
請求項８の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ＳｉＯ2層を、Ｓｉをターゲット原料とし酸素含有反応性ガスにより酸化しながら薄膜形成する反応性スパッタリング工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１８】
請求項９の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ＳｉＯ2層を、Ｓｉをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法により形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１９】
請求項１０の発明においては、記録信号に応じてノズルから液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを具備していることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、インク液と接触し、かつワイピング等の摩擦処理を行っても、優れた撥水性能を長期間に亘って維持可能な、信頼性の高い液滴吐出ヘッド、及びこれを具備する画像形成装置が提供された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のインク滴吐出ヘッドについて、以下、図を参照して具体的に説明する。
インク滴吐出ヘッドは、金属材料よりなるノズル基材に、ノズルを具備しており、ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された構成を有している。
前記ノズル基材と前記撥水層との間には、ＳｉＯ2層が連続膜として形成されており、前記ＳｉＯ2層上に、前記撥水層が形成されている。
この撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している。
【００２２】
図１に、本発明のインク滴吐出ヘッドの分解斜視図を示す。
図２に、インク滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿った概略断面図を示す。
図３に、図２の要部拡大図を示す。
図４は、インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った一例の概略断面図を示す。
図５は、インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った他の一例の概略断面図を示す。
【００２３】
インク滴吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板で形成された流路板１と、この流路板１の下面に接合されている振動板２と、流路板１の上面に接合されているノズル基材（ノズル板）３とを具備している。
図３に示すように、インク液滴を吐出するノズル４は、連通路５を介して加圧液室６と連通しており、更に、流体抵抗部７を介して液室６と連通する連通部９が設けられている。
連通部９においては、振動板２に供給口１０が設けられており、後述するフレーム部材１７に形成された共通液室８から記録液（インク）が供給されるようになされている。
【００２４】
インクを収納する液室６の壁面を形成している振動板２の面外側（液室６と反対面側）には、各液室６に対応して、振動板２に接触している連結部１１を介して圧力発生手段としての積層型圧電素子１２の上端部が接合されている。
積層型圧電素子１２の下端部は、支持基板１３に接合固定されている。
なお、支持基板１３は、圧電素子１２の各列毎に分割した構成としてもよい。
【００２５】
図３に示すように、圧電素子１２は、圧電材料層１４と内部電極１５ａ、１５ｂとを、交互に積層した構成となっている。
この場合、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室６内インクを加圧する構成としてもよく、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成としてもよい。
【００２６】
流路板１及び振動板２の周囲は、例えばエポキシ系樹脂やポリフェニレンサルファイト等を射出成形したフレーム部材１７に接着接合されている。
また、フレーム部材１７と支持基板１３とは、接着剤等（図示せず）により相互に固定されている。
フレーム部材１７には、上述した共通液室８が設けられており、更にはこの共通液室８に外部から記録液を供給するための供給路（連通管）が設けられており、この供給路は、記録液カートリッジ（図示せず）等の記録液供給源に接続されている。
【００２７】
図２に示すように、圧電素子１２には、駆動信号を付与するために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングにより、ＦＰＣケーブル１８が接続されている。
このＦＰＣケーブル１８には、各圧電素子１２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）１９が実装されている。
【００２８】
流路板１の形成材料としては、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板が好適である。
これに水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等のアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングを行うことにより、連通路５、加圧液室６となる貫通孔、流体抵抗部７、連通部９などを構成する溝部が形成できる。
【００２９】
振動板２は、ニッケル（Ｎｉ）等の金属プレートを用いて、エレクトロフォーミング法（電鋳）により作製されたものとする。
この振動板２は、液室６に対応している部分が、変形容易な薄肉部となっており、中央部には圧電素子１２と接合するための連結部１１が設けられている。
【００３０】
なお、液室短手方向（ノズル４の並び方向）においては、図４に示すように、圧電素子１２と支柱部２２とを交互に配置したバイピッチ構造としてもよく、図５に示すように、支柱部２２を設けないノーマルピッチ構造としてもよい。
【００３１】
図３に示すように、ノズル基材３には、各液室６に対応して例えば直径１０〜３５μｍのノズル４が形成されており、流路板１に接合されている。
そして、ノズル基材３の液滴吐出面（吐出方向の表面、液室６と反対側の面）には、所定のシリコン樹脂よりなる撥水層が設けられている。
【００３２】
次に、本発明のインク滴吐出ヘッドの特徴部分であるノズル基材３について、図６（ａ）〜（ｆ）を参照してその形成工程と併せて説明する。
なお、図６（ａ）〜（ｆ）は、図２、３中に示したノズル４の部分拡大断面図を示す。
【００３３】
ノズル基材３は、最終的にノズル４となるノズル孔が形成された金属板３１の、吐出面側に中間層であるＳｉＯ2層３２、及び撥水層３３が形成されており、さらにはその反対側の面に、流路板と接合するためのポリイミド層３４が形成された構成を有している。
なお、金属板３１の材料としては、Ｎｉが適用できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
図６（ａ）に示すノズル孔を設けた金属板３１に対し、図６（ｂ）に示すように、流路板１と接着させる所定の熱可塑性接着剤と金属板３１との間において、接着性を良好にする機能を担保する中間層としてポリイミド層３４を塗布形成する。
【００３５】
次に、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、ノズル面側に裏回ったポリイミド樹脂を、酸素プラズマ照射により除去する。
続いて図６（ｅ）に示すように、ノズル面側にＳｉＯ2層３２を１００ｎｍの膜厚に形成し、図６（ｆ）に示すように撥水層３３を１０ｎｍの膜厚に形成する。
【００３６】
ＳｉＯ2層３２の形成方法としては、下記（１）〜（４）が挙げられる。
（１）ＳｉＯ2を真空中で蒸発させて薄膜形成する。または、Ｓｉを蒸発させ酸素プラズマ中を通過させて誘電体を基板上で形成する真空蒸着法を適用する。
（２）ＳｉＯ2をターゲットとし、Ａｒプラズマ等により原子やクラスターを叩き出して薄膜形成する酸化物スパッタリング法を適用する。
（３）Ｓｉをターゲットとし、酸素を含む反応性ガスで酸化しながら基板上に薄膜形成する反応性スパッタリング法を適用する。
（４）Ｓｉをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法を適用する。
【００３７】
上記図１３に示して説明したように、ＳｉＯ2層３２と金属板の界面の、加水分解成分の侵入を効果的に防止することが必要である。
界面への加水分解成分の侵入には、物理的侵入と化学的侵入とがある。
【００３８】
先ず、ＳｉＯ2層３２と金属板の界面に加水分解成分が物理的に侵入しないように、ＳｉＯ2層３２を連続膜となるように形成する。ここで、連続膜とは、形成面全面に亘って欠陥無く被覆していることを意味する。具体的には、少なくとも２０ｎｍ以上の膜厚に形成することが必要である。
図７に示すように、ＳｉＯ2層の膜厚を２０ｎｍ以上とすることにより、ピンホール穴の形成を確実に防止できる。
【００３９】
次に、ＳｉＯ2層３２と金属板の界面への加水分解成分の化学的侵入を防止するためには、ＳｉＯ2層中の疎水性構造であるＳｉ−Ｏ−Ｓｉを厚く形成することが必要である。
図８に示すように、ＳｉＯ2層の膜厚を１００ｎｍ以上とすることにより、透気や透湿を確実に防止できる。
【００４０】
すなわち、ＳｉＯ2層の膜厚と、加水分解成分の界面への浸透との関係を、物理的侵入と化学的侵入とに分けて図示すると、図９のような傾向を示すことがわかった。
【００４１】
なお、前記ＳｉＯ2層は、この下地層として金属層を形成してもよい。
金属層は、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかを適用できる。これにより、前記ＳｉＯ2層の密着性を高めることができる。
【００４２】
次に、図６（ｆ）に示した撥水層３３について説明する。
撥水層３３は、前記ＳｉＯ2層形成用チャンバーと、共通のチャンバー内で形成することができる。具体的には、先ず、ＳｉＯ2を蒸着することにより面上に下面処理が施され、更には、撥インク処理剤として、例えば下記一般式（１）、及び一般式（２）に示すような分子内に少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を用いて蒸着により撥水層３３を形成する。例えば、パーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物である変性パーフルオロオキセタン（商品名オプツールＤＳＸ（ダイキン工業社製）をフッ素系撥インク処理剤として使用することで、ワイピング耐久性が向上し、且つインク接液信頼性も確保できる。
なお、撥水層３３の形成方法は、蒸着には限定されず、ディップ・スピンコーティング等その他のコーティング方法でもよい。
【００４３】
Ｆ{ＣＦ(ＣＦ3)−ＣＦ2Ｏ}n−ＣＦ(ＣＦ3)−Ｘ−Ｓｉ(ＯＲ)3・・・（１）
Ｆ{ＣＦ(ＣＦ3)−ＣＦ2Ｏ}n−ＣＦ(ＣＦ3)−Ｘ−Ｓｉ(ＯＲ)2Ｒ・・・（２）
【００４４】
撥水層３３を上記材料を用いて形成することにより、優れた撥インク性が発揮され、下地層であるＳｉＯ2層を経由して界面への侵入を効果的に防止される。
【００４５】
ここで、上記一般式（１）、（２）に示す化合物よりなる撥水処理材は、下地層であるＳｉＯ2層への反応と同様に、反応が進行していき、最終的には反応点近傍の立体障害が密になってくると終結する。このいわゆるカップリング反応の間、反応点はその周りを取り巻くパーフルオロアルキル基により下地層であるＳｉＯ2の末端ＯＨ基にますます近づくことが困難となり、その結果、下地層であるＳｉＯ2とは結合せずに、カップリング物がノズル表面に付着した状態で存在するものが多く生成する。
これらカップリング物も、金属とＳｉＯ2との界面への水、加水分解因子物質の侵入を防ぐ働きをする。
【００４６】
撥水層３３の形成方法としては、例えば、図１０に示すように、先ず、下地層であるＳｉＯ2層３２の表面に予め微細凹凸を形成しておき、この上に上記撥水処理材を用いて撥水層３３を形成する。
なお、後に行われるワイピングにより撥水層３３のうちＳｉＯ2層３２の表面凹凸より表面に出ている部分は除去されてしまうことから、撥水層３３の膜厚をＳｉＯ2層３２の表面粗さ(Ｒａ)以上としておけば、ＳｉＯ2層３２の表面凹凸内を撥水膜で埋めることができる。
【００４７】
次に、上述したインク液滴吐出ヘッドの駆動方式について図３を参照して説明する。
例えば、押し打ち方式で駆動する場合には、所定の制御部（図示せず）から、目的とする画像に応じて複数の圧電素子１２に、２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧が選択的に印加される。
パルス電圧が印加された圧電素子１２が変位して振動板２をノズル板３方向に変形させるようになり、これによって液室６の容積（体積）が変化し、液室６内の液体が加圧され、ノズル板３のノズル４からインク液滴が吐出される。
【００４８】
インク液滴が吐出することに伴い、液室６内の圧力が低下していき、このときのインク液流れの慣性によって、液室６内には若干の負圧が発生する。
この状態の下において、圧電素子１２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板２が元の位置に戻って液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。
続いて、所定のインク液供給パイプから供給されるインク液は、液室６内に充填され、次の駆動パルスの印加に応じてノズル４から吐出されるようになされる。
【００４９】
次に、上述した本発明のインク液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置について、その一例を示して説明する。
なお、図１１は、画像形成装置の機構部の平面説明図であり、図１２は、画像形成装置の全体構成の側面説明図である。
【００５０】
この画像形成装置においては、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１と所定のガイドレールとでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持しており、このキャリッジは、主走査モータ１０４で駆動プーリ１０６Ａと従動プーリ１０６Ｂとの間に張架したタイミングベルト１０５を介して矢示方向（主走査方向）に移動走査するようになされている。
キャリッジ１０３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する、本発明の液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド１０７ｙ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｋが主走査方向と交叉する方向に配列されており、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。
【００５１】
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１３及び給紙ローラ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備えており、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。
【００５２】
そして、給紙部から給紙された用紙１１２を液滴吐出ヘッド１０７ｋ〜１０７ｙの下方側で搬送するため、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された押さえコロ１２５とが備えられている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６が備えられている。
【００５３】
用紙を搬送する搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成されている。
また、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４が取り付けられており、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設け、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってロータリエンコーダ１３６を構成している。
【００５４】
さらに、記録後の用紙１１２を排紙する排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための所定の分離爪と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とが設けられている。
【００５５】
さらに、キャリッジ１０３の走査方向の一方側の非印字領域には、液滴吐出ヘッドのノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構１５６が配置されている。
この維持回復機１５６は、液滴吐出ヘッドの各ノズル面をキャピングするための各キャップ１５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１５８と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１５９等を備えている。
キャリッジ１０３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッドを駆動し、用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１１２を所定の排紙トレイに排紙する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のインク滴吐出ヘッドの分解斜視図を示す。
【図２】インク滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿った概略断面図を示す。
【図３】図２の要部の拡大図を示す。
【図４】インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った一例の概略断面図を示す。
【図５】インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った他の一例の概略断面図を示す。
【図６】（ａ）〜（ｆ）  ノズル基材の作製工程図を示す。
【図７】ＳｉＯ2層の膜厚とピンホール数の関係を示す。
【図８】ＳｉＯ2層の膜厚と透気・透湿との関係を示す。
【図９】ＳｉＯ2層の膜厚と加水分解成分の面への浸透との関係を示す。
【図１０】撥水層の形成状態とワイピング後の状態を示す。
【図１１】本発明の液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置の一例の機構部の概略平面図を示す。
【図１２】本発明の液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置の全体構成の概略側面図を示す。
【図１３】ＳｉＯ2層の剥離状態の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  流路板
２  振動板
３  ノズル基材（ノズル板）
４  ノズル
５  連通路
６  加圧液室
７  流体抵抗部
９  連通部
１０  供給口
１１  連結部
１２  積層型圧電素子
１３  支持基板
１４  圧電材料層
１５ａ，１５ｂ  内部電極
１７  フレーム部材
１８  ＦＰＣケーブル
１９  駆動回路（ドライバＩＣ）
３１  金属板
３２  ＳｉＯ2層
３３  撥水層
３４  ポリイミド層
１０１  ガイドロッド
１０３  キャリッジ
１０４  主走査モータ
１０５  タイミングベルト
１０６Ａ  駆動プーリ
１０６Ｂ  従動プーリ
１０７ｙ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｋ  液滴吐出ヘッド
１１０  給紙カセット
１１１  用紙積載部（圧板）
１１２  用紙
１１３  半月コロ（給紙ローラ）
１１４  分離パッド
１１５  ガイド
１２１  搬送ベルト
１２２  カウンタローラ
１２３  搬送ガイド
１２４  押さえ部材
１２５  押さえコロ
１２６  帯電ローラ
１２７  搬送ローラ
１２８  テンションローラ
１３１  副走査モータ
１３２  タイミングベルト
１３３  タイミングローラ
１３４  スリット円板
１３５  センサ
１３６  ロータリエンコーダ
１５２  排紙ローラ
１５３  排紙コロ
１５４  排紙トレイ
１５６  維持回復機構
１５７  キャップ
１５８  ワイパーブレード
１５９  空吐出受け
【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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