JP2001212966A

JP2001212966A - 親水性構造及びインクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2001212966A
Application number: JP2000028365A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Karasawa; 康史柄沢; Mitsuaki Atobe; 光朗跡部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】親水性が長期間に亘って持続される構造体、
それを用いたインクジェット記録ヘッド、及びそれらの
製造方法、並びにインクジェット記録装置及びその他の
構造部材。【解決手段】親水性構造（１００）はその基材の表面
に凹部（１７）及び凸部（１８）が形成され、その表面
の凸部（１８）の高さが均一であり、また、凹部（１
７）及び凸部（１８）の上に親水性膜（２０）が形成さ
れる。インクジェット記録ヘッドのインク吐出孔を除く
インク吐出面に、親水性構造（１００）が採用されてお
り、そのインクジェット記録ヘッドがインクジェット記
録装置に搭載される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、親水性の優れた親
水性構造、親水性の優れたインク吐出面を有するインク
ジェット記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物、自動車等の窓ガラス等の
曇り防止、固体表面の汚損防止等のため、各種親水化処
理方法が考案されている。特公昭６１−８３１０６号公
報、特許第２７５６４７４号公報には、これら親水化処
理方法のうち、光半導体性金属酸化物による親水化処理
方法が開示されている。この親水化処理方法は、酸化チ
タン等の光半導体性金属酸化物を固体表面へ形成し、こ
の固体表面に紫外線領域の光を照射することによって、
親水性を発現させるというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット記録ヘッドにおいては、インク吐出面（インク吐出
口を除く）の構成材料にガラス、金属などが用いられて
いるため、例えば環境からの油脂の付着などの原因によ
ってインクの液滴が付着しにくい部分が現れた場合に
は、吐出するインク滴の直進性が損なわれ、印字乱れな
どのトラブルによって良好な記録ができなくなることが
ある。そのため、インクジェット記録ヘッドのインク吐
出表面においては、インクにぬれやすい親水状態とイン
クにぬれにくい撥水状態のうちいずれかの状態を長期間
にわたって維持できることが求められている。

【０００４】しかしながら、上記の従来の光半導体性金
属酸化物による親水化処理方法は、その機能が十分では
なく、特にインクジェット記録ヘッドへ応用しようとし
た場合には、次のような問題点を有している。

【０００５】すなわち、光半導体性金属酸化物を用いる
親水化処理方法は、紫外線成分を有する光を光半導体性
金属酸化物に照射する必要があるが、インクジェット記
録ヘッドの構造は複雑であり、必ずしもそのインク吐出
表面に紫外線成分を有する光を照射することができると
は限らなかった。そのため、光が照射されなかった部位
では良好な親水状態が得られず、たとえ一時的に親水状
態が得られたとしても長期間にわたって親水状態を維持
することができない。

【０００６】また、ＰＣＴ／ＷＯ９６／２９３７５号公
報には、鏡レンズ、窓ガラス、ゴーグル、浴槽又は物品
表面を光触媒性半導体材料で被覆した後、光照射するこ
とにより親水性、防曇、水洗で容易に洗浄できるように
することが提案されている。しかしながら、この方法に
おいても、比較的短波長の光照射が必要であり、そのた
め、光が照射されなかった部位では良好な親水状態が得
られず、また、耐久性に問題があることから、たとえ一
時的に親水状態が得られたとしても長期間にわたって親
水状態を維持することはできない。

【０００７】また、特開平５−３１２１５３号公報に
は、マイクロポンプの流路における気泡発生防止及び定
量性の向上ために、流路表面をグラフト処理をすること
が提案されている。しかしながら、この方法においても
耐久性に課題があることから、長期間にわたって親水状
態を維持することができない場合もある。

【０００８】また、特開平１−２５０２６５号公報に
は、人工肺の血液回路の血液に対する濡れ性向上、ガス
交換性能の向上させるために、ＨＥＭＡ等を被覆する方
法が提案されている。しかしながら、この方法において
も被覆ポリマーの密着性に問題があり、耐久性に難点が
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、長期間
にわたって親水性を維持することができる親水性構造及
びその製造方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、インク吐出面がそのような親水性構造からなり長
期間にわたって高い印字品質を維持することができるイ
ンクジェット記録ヘッド及びその製造方法並びインクジ
ェット記録装置を提供することにある。本発明のさらに
他の目的は、親水性構造を表面に形成して親水機能を発
揮させることを可能にした構造部材を提供することを目
的とする。

【００１０】本発明の一つの態様に係る親水性構造は、
基材の表面に任意の凹凸が形成され、その表面が親水性
であり、そして、その表面の凸部の高さが均一である。

【００１１】本発明の他の態様に係る親水性構造は、基
材の表面に任意の凹凸が形成され、その表面が親水性で
あり、その表面の凹部の深さが所定の深さ以上となって
いる。

【００１２】本発明の他の態様に係る親水性構造は、上
記親水性構造において、前記の凹凸は、液滴が凹部には
いっていきやすい大きさである。

【００１３】本発明の他の態様に係る親水性構造は、上
記親水性構造において、前記の凹凸は、突起部が分布配
置されたもの、突起部が線条になっているもの、又は、
格子状からなるものである。特に、前記凹凸が形成され
ている繰り返しピッチが０．６ミクロン以上であること
を特徴とする。好ましくは１．０ミクロン以上であり、
より好ましくは２．０ミクロン以上である。

【００１４】本発明の他の態様に係る親水性構造は、上
記親水性構造において、前記の基材はシリコン、酸化シ
リコン又はガラスである。

【００１５】本発明の他の態様に係る親水性構造は、上
記親水性構造において、前記の凹凸の表面は親水処理さ
れてなるものである。

【００１６】本発明の他の態様に係る親水性構造は、上
記親水性構造において、前記の凹凸が形成された基材は
親水性基材例えばガラスを用いる。

【００１７】本発明のインクジェット記録ヘッドは、上
記親水性構造から構成されており、インクの通過する内
壁面に形成されてなるものである。

【００１８】本発明の親水性構造は、基材に人為的な凹
凸形状を設けた構造を有するものであるため、安定した
超親水機能が得られるとともに、高い耐久性及び耐擦傷
性が得られている。また、インクジェット記録ヘッドの
インク吐出孔を除くインク吐出面を親水性構造としたた
め、インクに対する親水性能が向上した。その結果、印
字品質が長期間にわたって良好となっている。さらにま
た、本発明の親水性構造をフォトリソグラフィー法及び
エッチング法によって製造するようにしたため、凸部の
高さを高精度に均一にすることを可能にし、また、再現
性のある親水構造体の製造が可能となっている。また、
上記の親水性構造が適用された構造部材においても、安
定した超親水機能、高い耐久性及び耐擦傷性が得られて
いる。本発明においては、上記の親水性構造により超親
水機能を得るとともに、高い耐久性及び耐擦傷性を得て
いるが、その動作原理を含めてその詳細は後述の実施形
態１において説明する。なお、本発明において、超親水
という概念には超親油を含むものとしている。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る親水性構造の
説明図である。同図において、親水性構造１００はシリ
コン基板１１の表面に凹部１７及び凸部１８が形成され
ており、この表面には親水膜２０が形成されている。こ
の構造体は、親水膜２０の性能に加えて、流体２１が毛
細管現象によって凹部１７へ流体２１が浸透するため、
その表面の親水性が高まるのである。従って、この凹凸
は流体２１が毛細管現象によって凹部１７へ入っていき
やすい大きさに調整される。親水膜２０は凹凸の形成後
に、例えばグラフト重合、シリカカップリング処理、シ
リコンの酸化等によって形成するが、本実施形態におい
ては基材にシリコン基板１１を用いていることから、シ
リコンの酸化によって親水膜２０を形成している。な
お、本実施形態においては親水膜２０を形成した例につ
いて示しているが、基材そのものに親水機能があるも
の、例えばガラス等を用いてそれに凹凸を形成するよう
にしてもよい。

【００２０】図２は、図１の凹部１７及び凸部１８の寸
法についての説明図である。同図において、Ａは突起幅
（マスク設計による）、Ｂは溝幅（マスク設計によ
る）、Ｃは加工量（深さ・エッチング時間による）、Ｄ
は側壁角度（エッチング条件による）である。

【００２１】吐出するインク滴の直径が数１０μｍのイ
ンクジェット記録装置の場合、ノズル穴近傍で安定した
親水性能を発揮するため、上記のＡ、Ｂが自ずと制限さ
れる。また、上記のＣも浸透したインク滴が安定して凹
部に拡散するため、ある程度の深さが必要である。その
ため、上記Ａ、Ｂについては、０．２〜５００μｍ、
０．５〜３０μｍ、更に望ましくは１〜１０μｍの範囲
に規定される。また上記Ｃについては、１μｍ以上、３
μｍ以上、更に望ましくは５μｍ以上の深さに規定され
る。凸部の高さの均一性は、耐擦傷性の観点から、Ａ、
Ｂの値の０．５倍以内、０．３倍以内、更に好ましくは
０．１倍以内に規定される。

【００２２】なお、凹凸の繰り返しピッチとしては、
０．６ミクロン以上が好ましい。このような条件で凹凸
を形成することにより製造プロセスにおける露光工程を
容易に行うことが可能となる。更に好ましくは、１．０
ミクロン以上、より好ましくは２．０ミクロン以上が好
ましい。

【００２３】図３は、図１の構造体１００の平面図であ
る。同図（Ａ）は凸部１８が規則的に分布配置された例
であり、同図（Ｂ）は凸部１８が線条に配置された例で
あり、同図（Ｃ）は凸部１８が格子状に配置された例で
ある。なお、同図（Ａ）は凸部１８は四角柱の例である
が、これは三角柱、五角柱、六角柱、円柱などの各種柱
や錘であっても良い。

【００２４】図４は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの分解斜視図である。このようにインクジェット記
録ヘッドは、第１プレート１と第２プレート２の積層し
た構成により、インクの供給部３、静電気により振動す
る静電振動板、ＰＺＴなどの圧電振動子などの振動板の
振動により、又は発熱体の発熱により、インクを吐出す
る圧力室４及びインクが通過する流路５を形成してお
り、第２プレート２には流路５と垂直方向にノズル孔６
が形成されている。そして、第２プレートの表面には図
１の親水性構造１０が形成されており、その表面には親
水膜２０が形成されている。

【００２５】図５は第２プレート２の表面に親水性構造
を形成するための製造工程を示した断面図であり、図６
は表面に親水性構造が形成された第２プレート２の上面
図である。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソ
グラフィー法及びトレンチドライエッチング法によって
加工して親水性構造を形成する場合について説明する。

【００２６】まず、結晶方位（１００）の４インチサ
イズの単結晶シリコンウエハを第２プレート２の基材と
して用意し、図５（ａ）に示されるように、熱酸化法を
用いて、単結晶シリコン基板１１の少なくとも一方の面
に約１０００オングストロームのシリコン酸化膜１２を
形成する。

【００２７】次に、図５（ｂ）に示されるように、東
京応化株式会社製の感光性樹脂ＯＦＰＲ−８００（粘度
３０ｃｐｓ）を単結晶シリコン基板１１のシリコン熱酸
化膜１２上へ約２ｍｌ滴下し、１分間に５０００回転の
速度で３０秒間スピンコートし、感光性樹脂層１３を形
成する。このスピンコート条件によって、感光性樹脂が
平均膜厚約１μｍ、ウエハ面内ばらつき１０％で塗布す
ることができる。なお、塗布膜厚は加工する溝のサイズ
等によって適宜変化させる。感光性材料塗布膜厚の最大
値は溝の一辺の寸法が２μｍの場合には２μｍである。

【００２８】次に、摂氏９０度のオーブンで３０分間
乾燥させ、基板１１を室温まで冷却する。図５（ｃ）に
示されるように、基板１１に対して、一辺が０．２μｍ
から２００μｍの四角形の凸部予定領域１３をフォトリ
ソパターニングする。その後、摂氏１２０度のオーブン
で感光性樹脂を硬化させ、耐エッチング性を改善する。

【００２９】図５（ｄ）に示されるように、フッ酸に
よって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、
感光性樹脂を剥離液で除去する。

【００３０】次に、トレンチドライエッチング装置を
使って、図５（ｅ）に示されるように、Ｃ及びＦを有す
るガスを使ったプラズマ合成膜１４を形成し、続いてド
ライエッチング装置内を排気した後、図５（ｆ）に示さ
れるように化学式ＳＦ６又はＣＦ４ガスのプラズマによ
ってシリコン基板底面１５領域のシリコンをエッチング
する。このとき図５（ｆ）に示されるように、凸部とす
べき部分にはシリコン酸化膜１２が存在するため、エッ
チングされない。一方、凹部とすべき部分は、凸部の側
壁の部分に形成されるプラズマ合成膜の作用によって、
効果的に異方性エッチングされる。このようなプラズマ
合成工程及びプラズマエッチング工程を繰り返す事によ
って、図５（ｇ）に示されるように、単結晶シリコン基
板１１の表面に約５μｍの溝をエッチングして、凹部１
７及び凸部１８を形成する。この凸部１８は、図３に示
されるように、単結晶シリコン基板１１の表面に規則正
しくレイアウトされる。

【００３１】次に、ノズル穴６（図４参照）を加工
し、酸化シリコン膜を熱酸化法（スパッタ法又はゾルゲ
ル法も代替可能）によって単結晶シリコン基板１１に形
成して親水膜２０を得ている（図５（ｈ））。

【００３２】最後に、上記のようにして形成された第
２プレート２に第１プレート１を接合し、インクジェッ
ト記録ヘッドを完成させる。

【００３３】上述の表１に示されるような実施例を試み
た。まず、第２プレートの基板１１として、試料１から
試料７の基材材料を用意する。そして、突起予定領域１
３（図５（ｃ）参照）は、０．２から１０００μｍの正
方形をパターニングすることにより形成する。また、第
２プレート２に形成される親水膜は、酸化シリコンを蒸
着することによって形成する。なお、試料２、４及び６
についてはこの親水化処理は行わないものとする。

【００３４】

【表１】

【００３５】（比較例）図７は、インクジェット記録ヘ
ッドにおいて、ステンレス製の第２プレートへ親水処理
を施す本比較例の製造工程を示した断面図である。なお
本比較例のインクジェット記録ヘッドは図４に示される
構成と同一である。

【００３６】まず、図７（ａ）に示されるように、第
２プレートのための基材３１を加工してノズル孔３２を
形成して、その後、アルカリ性洗剤を使って超音波洗浄
した。

【００３７】次に図７（ｂ）に示されるように、酸化
チタン３３を第２プレート基材３１へ蒸着した。

【００３８】最後に、上述のように形成された第２プ
レート２に第１プレート１を接合し、インクジェット記
録ヘッドを完成させる。

【００３９】表２は、本実施例及び比較例の第２プレー
トのインク及び水に対する接触角である。なお比較例
は、紫外線を照射した直後のデータである。

【００４０】

【表２】

【００４１】試料の中で親水化処理を施していないシリ
コンを除いて、いずれもインクに対する接触角が１０度
以下で、親水性が優れていた。

【００４２】インクジェット記録ヘッドを記録装置に搭
載して、初期及び暗所で２年相当の加速条件で印字試験
を行ったところ、表３に示されるような結果が得られ
た。表３は印字品質を判定した結果であり、◎は第２プ
レート表面にインクミストが付着せず、印字品質が良
好、○は第２プレートの表面にインクミストは付着する
が、印字品質が良好、×はインク飛行曲がりによる不良
であることを示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】以上の通り、実施例１のインクジェット記
録ヘッドは、初期及び２年相当の加速条件において、印
字品質が良好であり、再現性も確認されている。中で
も、０．２μｍから５００μｍの範囲の凸部を有し、親
水剤を塗布して積極的に親水膜を形成した第２プレート
の印字品質が良好であった。しかし比較例は、光の届か
ない環境のため、親水性能が低下し、印字品質も悪化し
た。

【００４５】本発明では、親水性構造の四角柱、線条及
び格子状の各突起形状（図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）参照）
についての水とインクの接触角を調べた。表４はそのデ
ータを示すものであり、本発明によるものはいずれも紫
外線を照射すること無くインクの接触角が１０度以下で
あり、良好な親水性能が得られていることがわかる。

【００４６】

【表４】

【００４７】樹脂を原料として用い、実施例１又は実施
例２の構造体を型として用いて成形を行なった。得られ
た成形物品の表面は型を転写した凹凸模様を有してい
た。この構造体に親水処理を行なったものも上記実施例
と同様に優れた特性を有することが確認された。

【００４８】図８は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの製造工程を示した断面図であり、第２プレート２
の表面に親水性構造を形成するための製造工程を示して
いる。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラ
フィー法及び陽極電解法によって加工して親水性構造を
形成する場合について説明する。

【００４９】まず、第２プレートの基材として、例え
ば板厚２００μｍの（１００）面方位のｎ型単結晶シリ
コン基板１１を用意する。

【００５０】図８（ａ）に示されるように、このシリ
コン基板１１に耐エッチング皮膜として０．３μｍ厚の
窒化シリコン膜２３、２４をＣＶＤ装置で形成する。

【００５１】次いで、窒化シリコン膜２４をドライエ
ッチング法によって除去した後、窒化シリコン膜２３に
フォトリソエッチングを施し、図８（ｂ）に示されるよ
うに、構造体の凹部１７に対応する部分２２の窒化シリ
コン膜２４をエッチングする。

【００５２】次に、窒化シリコン膜２３をマスクとし
て、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング法
によって、シリコン基板１１へＶ溝形状のエッチングピ
ラミッド２５を加工し、図８（ｃ）に示されるように、
窒化シリコン膜２３が形成された面の裏側へインジウム
・錫酸化膜（ＩＴＯ膜）２６を形成する。

【００５３】続いて、上記窒化シリコン膜２３が形成
された面が電解液に接するように電解セルを組み立て、
窒化シリコン膜２３が形成された面の裏側より光を照射
しながら、図８（ｄ）に示されるように、約５μｍの溝
２７をエッチングして、凹部１７及び凸部１８を生成す
る（図８（ｅ））。

【００５４】ノズル穴６（図４参照）を加工して、親
水膜２０として酸化シリコン膜を真空蒸着法によって第
２プレート２に蒸着した（図８（ｆ））。

【００５５】最後に、上述のように形成された第２プ
レート２に第１プレート１を接合し、インクジェット記
録ヘッドを完成させる。

【００５６】図９は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの製造工程を示した断面図であり、第２プレート２
の表面に親水性構造を形成するための製造工程を示して
いる。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラ
フィー法及び異方性ウェットエッチング法によって加工
して親水性構造を形成する場合について説明する。

【００５７】まず、結晶方位（１００）の４インチサ
イズの単結晶シリコンウェハを第２プレート２の基材と
して用意し、図９（ａ）に示されるように、熱酸化法を
用いて、単結晶シリコン基板１１１の少なくとも一方の
面に約１０００オングストロームのシリコン酸化膜１１
２を形成する。

【００５８】次に、図９（ｂ）に示されるように、東
京応化株式会社製の感光性樹脂ＯＦＰＲ−８００（粘度
３０ｃｐｓ）を単結晶シリコン基板１１１のシリコン熱
酸化膜１１２上へ約２ｍｌ滴下し、１分間に５０００回
転の速度で３０秒間スピンコートし、感光性樹脂層１１
３を形成する。このスピンコート条件によって、感光性
樹脂を平均膜厚約１μｍ、ウェハ面内ばらつき１０％で
塗布することができる。なお、塗布膜厚は加工する溝の
サイズ等によって適宜変化させる。感光性材料塗布膜厚
の最大値は溝の一辺の寸法が２μｍの場合には２μｍで
ある。

【００５９】次に、摂氏９０度のオーブンで３０分間
乾燥させ、基板１１１を室温まで冷却する。図９（ｃ）
に示されるように、基板１１１に対して、一辺が０．２
μｍから２００μｍの四角形の凸部予定領域１１３をフ
ォトリソパターニングで残す。その後、摂氏１２０度の
オーブンで感光性樹脂を硬化させ、耐エッチング性を改
善する。

【００６０】図９（ｄ）に示されるように、フッ酸に
よって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、
感光性樹脂を剥離液で除去する。

【００６１】次に、シリコン酸化膜１１２をマスクと
して、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング
法によって、図９（ｅ）に示されるように、シリコン基
板１１１へ断面Ｖ形状のエッチングピラミッド１１４を
形成する。そして、シリコン酸化膜１１２を除去する
（図９（ｆ））。そして、シリコン酸化膜１２を除去す
る（図９（ｇ））。このようにして生成されたエッチン
グピラミッド１１４が図１の凹部１７に相当する。凹部
１７が形成されることで凸部１８も必然的に形成される
こととなり、図６に示されるように、単結晶シリコン基
板１１１の表面に規則正しくレイアウトされる。

【００６２】次に、ノズル穴６（図４参照）を加工
し、親水膜２０として酸化シリコン膜を真空蒸着法によ
って単結晶シリコン基板１１１に蒸着する（図９
（ｇ））。

【００６３】最後に、上記のようにして形成された第
２プレート２に第１プレート１を接合し、インクジェッ
ト記録ヘッドを完成させる。

【００６４】図１０は、本発明に係るインクジェット記
録ヘッドの製造工程を示した断面図であり、第２プレー
ト２の表面に多孔構造体を形成するための製造工程を示
している。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソ
グラフィー法及び等方性ウェットエッチング法によって
加工して多孔構造体を形成する場合について説明する。

【００６５】まず、第２プレートの基材として、例え
ば板厚２００μｍのガラス基板２１１を用意する。

【００６６】図１０（ａ）に示されるように、このガ
ラス基板２１１に耐エッチング皮膜として０．３μｍ厚
の窒化シリコン膜２１２をスパッタリング装置で形成す
る。

【００６７】次いで、窒化シリコン膜２１２にフォト
リソエッチングを施し、図１０（ｂ）に示されるよう
に、構造体の凹部１７に対応する部分の窒化シリコン膜
をエッチングする。

【００６８】次に、窒化シリコン膜２１２をマスクと
して、弗化水素酸水溶液を用いた等方性エッチング法に
よって、図１０（ｃ）に示すようにガラス基板２１１へ
エッチング凹部２１５を加工する。

【００６９】次に図１０（ｄ）に示すように、窒化シ
リコン膜２１２を熱燐酸で除去して、凹凸を完成させ
る。

【００７０】次にノズル穴６（図４参照）を加工し
て、親水膜２０として酸化シリコン膜を真空蒸着法によ
ってガラス基板２１１に蒸着する（図１０（ｅ））。

【００７１】最後に、上述のように形成された第２プ
レート２に第１プレート１を接合し、インクジェット記
録ヘッドを完成させる。

【００７２】図１１は本発明に係るインクジェット記録
ヘッドの製造工程を示した断面図であり、第２プレート
２の表面に多孔構造体を形成するための製造工程を示し
ている。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグ
ラフィー法及び等方性ドライエッチング法によって加工
して多孔構造体を形成する場合について説明する。

【００７３】まず、第２プレートの基材として、例え
ば板厚２００μｍのガラス基板３１１を用意する。

【００７４】図１１（ａ）に示されるように、このガ
ラス基板３１１に耐エッチング皮膜として約５μｍ厚の
感光性樹脂膜３１２をスピンコート装置で形成する。

【００７５】次いで、フォトリソエッチングによっ
て、図１１（ｂ）に示されるように、構造体の凹部１７
に対応する部分の感光性樹脂膜３１２をエッチングす
る。

【００７６】次に、感光性樹脂膜をマスクとして、Ｃ
Ｆ４ガスを用いた等方性プラズマエッチング法によっ
て、図１１（ｃ）に示すようにガラス基板３１１ヘエッ
チング凹部３１５を加工する。

【００７７】次に、図１１（ｄ）に示すように、感光
性樹脂膜３１２を熱硫酸で除去して、凹凸を完成させ
る。

【００７８】次にノズル穴６（図４参照）を加工し
て、親水膜２０として酸化シリコン膜を真空蒸着法によ
ってガラス基板３１１に蒸着した（図１１（ｅ））。

【００７９】最後に、上述のように形成された第２プ
レート２に第１プレート１を接合し、インクジェット記
録ヘッドを完成させる。

【００８０】上記のように生成された親水性構造におい
ても、その凸部の高さが均一であることから、上記の実
施形態２におけるものと同様な親水機能、耐久性及び耐
擦傷性が得られることが確認されている。

【００８１】なお、上記においては、いずれもフォトリ
ソグラフィー法及びエッチング法を用いて親水性構造を
生成しており、その基材表面を凸部の天面に置き換える
ことが可能になっているで、凸部の高さは必然的に高精
度に揃うことになる。

【００８２】また、上述において、第２プレート２の材
質としてシリコン基板又はガラス基板を用いた例を説明
したが、本発明においてはそれらの材料に限らず、ステ
ンレスのような金属材料や有機高分子材料でも同様の機
能を発揮する。

【００８３】図１２は前述の何れかの製造工程を経て製
造されインクジェットヘッドの周辺の機構の一例を示し
た説明図である。このインクジェットヘッド５０は、キ
ャリッジ５１に取り付けられ、そして、このキャリッジ
５１はガイドレール５２に移動自在に取り付けられる。
そして、ローラー５３により送り出される用紙５４の幅
方向にその位置が制御される。この図１２の機構は図１
３に示されるインクジェット記録装置５５に装備され
る。このインクンクジェット記録装置５５により印字し
たところ、高品質の印字が得られたことが確認されてい
る。特に、クリーニングに対する擦りに対しては、親水
機能を基材の構造により得るようにしたので、耐摩耗性
があり、長期間の使用に耐えられることが確認されてい
る。

【００８４】上述では、インクジェット記録ヘッドのイ
ンク孔が形成された第2プレートの表面に親水構造を処
理する例を説明したが、インクが通過する流路、インク
の供給部や圧力室の内壁面へ本発明の親水構造を形成し
た。実際にインクを流したところ、流通性が改善されて
いるため、気泡付着がまったく見られず、インクジェッ
ト記録ヘッド内部に気泡が混入された場合であっても、
迅速に排出することが可能である。また、濡れ性も均一
になり、印字品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る構造体の説明図であ
る。

【図２】図１の凹部及び凸部の寸法についての説明図で
ある。

【図３】図１の構造体１００の平面図である。

【図４】本発明の実施形態２に係るインクジェット記録
ヘッドの分解斜視図である。

【図５】第２プレートの表面に構造体を形成するための
製造工程を示した断面図である。

【図６】表面に構造体が形成された第２プレートの上面
図である。

【図７】第２プレートの製造工程を示した断面図であ
る。

【図８】第２プレートの表面に構造体を形成するための
製造工程を示した断面図である。

【図９】第２プレートの表面に構造体を形成するため
の製造工程を示した断面図である。

【図１０】第２プレートの表面に構造体を形成するため
の製造工程を示した断面図である。

【図１１】第２プレートの表面に構造体を形成するため
の製造工程を示した断面図である。

【図１２】インクジェットヘッドの周辺の機構の一例を
示した説明図である。

【図１３】図１２の機構が搭載されたインクジェット記
録装置の外観図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の表面に任意の凹凸が形成され、そ
の表面が親水性であり、その表面の凸部の高さが均一で
あることを特徴とする親水性構造。
【請求項２】基材の表面に任意の凹凸が形成され、そ
の表面が親水性であり、その表面の凹部の深さが所定の
深さ以上となっていることを特徴とする親水性構造。
【請求項３】前記凹凸は、液滴が凹部にはいっていき
やすい大きさであることを特徴とする請求項１又は２記
載の親親水性構造。
【請求項４】前記凹凸は、突起部が分布配置されたも
の、突起部が線条になっているもの、又は、格子状から
なるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の親水性構造。
【請求項５】前記凹凸が形成されている繰り返しピッ
チが０．６ミクロン以上であることを特徴とする請求項
４に記載の親水性構造。
【請求項６】前記繰り返しピッチは好ましくは１．０
ミクロン以上であることを特徴とする請求項５に記載の
親水性構造。
【請求項７】前記繰り返しピッチは好ましくは２．０
ミクロン以上であることを特徴とする請求項６に記載の
親水性構造。
【請求項８】前記基材はシリコン、酸化シリコン又は
ガラスであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
かに記載の親水性構造。
【請求項９】前記凹凸の表面は親水処理されてなるこ
とを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の親水
性構造。
【請求項１０】前記の凹凸が形成された基材は親水性
基材であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか
に記載の親水性構造。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかに記載の
親水性構造が、インクの通過する内壁面に形成されてな
ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。