JP2001058413A - インキジェットプリントヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性で、インキジェットプリンタの保守
部で通常用いられるワイパーブレードの作用下でも摩耗
しにくいインキはっ水性被覆を備えたインキジェットプ
リントヘッドを提供する。 【解決手段】 複数の流路を含むインキジェットプリン
トヘッド１０であって、前記流路がインキ源からのイン
キで補充可能であり、前記流路の末端がプリントヘッド
１０の一方の表面においてノズル２７となり、前記表面
が共有結合したオルガノシロキサンポリマーの被覆を有
し、前記オルガノシロキサンポリマー被覆が実質的に均
一であって、その上に更に層を有しない、インキジェッ
トプリントヘッドで１０ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インキジェット印
刷法に有用なプリントヘッドに関する。より詳細には、
本発明は、プリントヘッドの前面又はノズルプレートに
おけるインキはっ水性に優れたプリントヘッドに関する
ものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】既知の構成物及び方法
は、その意図した目的には適しているが、より改良され
たインキジェットプリントヘッドが求められている。ま
た、インキはっ水性に優れた前面又はノズルプレートを
備えたインキジェットプリントヘッドが求められてい
る。更に、耐摩耗性で、インキジェットプリンタの保守
部で通常用いられるワイパーブレードの作用下でも容易
に摩耗しないインキはっ水性被覆を備えたインキジェッ
トプリントヘッドが求められている。更にまた、インキ
流路中又は流路上に被覆することなくノズルプレート又
は前面上に被覆可能な、インキはっ水性被覆を備えた、
インキジェットプリントヘッドが求められている。前面
又はノズルプレート上にインキはっ水性被覆を備え、そ
の被覆とプリントヘッドとの接着性が良好であるインキ
ジェットプリントヘッドも求められている。また、前面
又はノズルプレート上にインキはっ水性被覆を備え、そ
の被覆が機械的に強靱で、耐摩耗性であるインキジェッ
トプリントヘッドが求められている。更に、より改良さ
れたインキジェットプリントヘッドの製造法が求められ
ている。更にまた、インキジェットプリントヘッドの前
面又はノズルプレートの表面特性の調整法が求められて
いる。インキジェットプリントヘッドの前面又はノズル
プレート上にインキはっ水性被覆又は層を塗布すること
による、その表面特性の調整法であって、被覆又は層の
厚さが調整可能な方法も求められている。また、クリー
ニングやワイピング（ｗｉｐｉｎｇ）を行った場合に優
れた接着性及び耐摩耗性を示す、インキはっ水性被覆又
は層を、前面又はノズルプレート上に備えたインキジェ
ットプリントヘッドが求められている。更に、前面又は
ノズルプレート上に、比較的厚いインキはっ水性被覆又
は層を備えたインキジェットプリントヘッドが求められ
ている。更にまた、前面又はノズルプレート上に、プリ
ントヘッドと共有結合したインキはっ水性被覆を備えた
インキジェットプリントヘッドが求められている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の流路を
含むインキジェットプリントヘッドであって、前記流路
がインキ源からのインキで補充可能であり、前記流路の
末端がプリントヘッドの一方の表面においてノズルとな
り、前記表面が共有結合したオルガノシロキサンポリマ
ーの被覆を有し、前記オルガノシロキサンポリマー被覆
が実質的に均一であって、その上に更に層を有しない、
インキジェットプリントヘッドに関するものである。本
発明の別の様態は、インキジェット印刷に適したプリン
トヘッドの製造方法であって、前記製造方法が、（ａ）
複数の流路を含むインキジェットプリントヘッドであっ
て、前記流路がインキ源からのインキで補充可能であ
り、前記流路の末端がプリントヘッドの一方の表面にお
いてノズルとなっているプリントヘッドを製造する工程
と、（ｂ）前記表面に、オルガノシロキサンポリマー前
駆体材料を含む組成物の被覆を塗布する工程と、（ｃ）
前記オルガノシロキサン前駆体材料に紫外線を照射し
て、前駆体材料を重合、鎖延長及び／又は架橋させ、重
合、鎖延長及び／又は架橋オルガノシロキサンポリマー
の共有結合を生じることによって前記表面を形成し、前
記重合、鎖延長及び／又は架橋オルガノシロキサンポリ
マー被覆が実質的に均一であって、その上に更に層を有
しないものである工程とを含むプリントヘッドの製造方
法に関するものである。更に別の本発明の様態は、
（１）複数の流路を含むプリントヘッドであって、前記
流路がインキ源からのインキで補充可能であり、前記流
路の末端がプリントヘッドの一方の表面においてノズル
となり、前記表面が共有結合したオルガノシロキサンポ
リマーの被覆を有し、前記オルガノシロキサンポリマー
被覆が実質的に均一であって、その上に更に層を有しな
いプリントヘッドを含むインキジェットプリンタを製造
する工程と、（２）プリンタにインキ組成物を供給する
工程と、（３）インキの液滴を生じ、記録シート上に画
像パターンに放出して画像を形成する工程とを含む印刷
方法に関するものである。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明によるプリントヘッドは、
その表面にオルガノシロキサンホモポリマー又は共重合
体（以後、これらを総称してオルガノシロキサンポリマ
ー又はポリオルガノシロキサンと呼ぶ）の被覆又は層を
備えている。共重合体とは、２種以上の異なるオルガノ
シロキサンモノマーの共重合体や、１種以上のオルガノ
シロキサンモノマーと１種以上の非オルガノシロキサン
モノマーとの共重合体などである。本発明のプリントヘ
ッドは、適当であればどのような形状であっても良い。
形状に関係なく、ポリオルガノシロキサンポリマー被覆
は、プリントヘッド構造体の最も外側又は最も上側であ
り、その上には更に層又は構造体は被覆されていない。
ポリオルガノシロキサンポリマー被覆は、インキ液滴を
放出する開口部又はオリフィスにおいても、最も外側又
は最も上側の構造体である。つまり、ノズル、オリフィ
ス、又は開口部のある、プリントヘッドの最も外側又は
最も上側の表面は、その上に実質的に均一なポリオルガ
ノシロキサンの被覆を備え、その上には更に被覆を有し
ない。

【０００５】サーマルインキジェット印刷に適した構成
の一例を、図１に示す。これは、液滴放出ノズル２７の
配列を示す、プリントヘッド１０の前面２９の拡大略等
角図である。後述の図２も参照とするならば、電気絶縁
性のより低い基板又は加熱素子板２８の表面３０には、
加熱素子３４とアドレス電極３３とがパターン形成さ
れ、上側の基板又は流路板３１には、一方向に伸び、上
側基板の前面端２９まで貫通した平行な溝２０がある。
溝２０のもう一方の端は、傾斜した壁２１となって終わ
り、毛管現象により補充されるインキ流路２０のインキ
源マニホールドとして使用される内部凹部２４の床４１
には、インキ補充穴として用いられる開口部２５があ
る。流路板の溝と、下側基板又はヒータ板とで形成され
る各流路に、複数の加熱素子３４がそれぞれ一つずつ位
置するよう、溝のある流路板の表面と、ヒータ板２８と
を整列させて貼り合わせる。インキは、充填穴２５を通
って凹部２４と下側基板２８とで形成されるマニホール
ドに入り、毛管作用により、厚い塗膜絶縁層１８中に形
成された細長い凹部３８に流れ込んで流路２０を充填す
る。各ノズルのインキはメニスカスを形成し、その表面
張力によりインキがしみ出すのを防ぐ。下側基板又はヒ
ータ板２８上のアドレス電極３３の端は、端子３２とな
っている。電極端子３２を露出させ、プリントヘッド１
０が恒久的に搭載されるドーターボード１９上の電極と
ワイヤボンディングするため、上側基板又は流路板３１
は下側基板より小さい。層１８は、後に述べるように、
上下の基板に挟まれた厚い塗膜不動態化層である。この
層をエッチングして加熱素子を露出するため、加熱素子
は窪みとなる。また、マニホールド２４とインキ流路２
０との間をインキが流れるよう、この層をエッチングし
て細長い凹部を形成する。更に、この厚い塗膜絶縁層を
エッチングして、電極端子を露出する。

【０００６】図１の線２−２に沿った、一つの流路の断
面図を図２に示す。これは、マニホールド２４からと、
溝２０の末端２１の周囲のインキの流れを、矢印２３で
示したものである。米国特許第４，６３８，３３７号、
米国特許第４，６０１，７７７号、米国再発行特許第３
２，５７２号に開示されているように、複数の気泡発生
加熱素子３４とそのアドレス電極３３との組は、片側研
磨（１００）シリコンウェーハの研磨面上にパターン形
成可能である。プリントヘッド電極３３と、加熱素子３
４として働く抵抗材料と、共通帰線３５とから成る組を
多数パターン形成する前に、ウェーハの研磨面に、酸化
ケイ素などの下塗り層３９を塗布する。その厚さは通
常、約５，０００オングストローム〜約２μｍである
が、この範囲を超える厚さでも良い。抵抗材料として
は、化学蒸着（ＣＶＤ）により被覆した、ドープした多
結晶シリコン、又はホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ₂）な
どの、他の周知の抵抗材料が使用できる。共通帰線とア
ドレス電極は通常、下塗りの上と加熱素子の縁の上に設
けたアルミニウム導線である。共通帰線の端又は端子３
７と、アドレス電極端子３２は、流路板３１を取り付け
てプリントヘッドとした際に、ドーターボード１９の電
極（図示せず）とワイヤボンディングするための間隙を
とるような所定の位置に設置する。共通帰線３５とアド
レス電極３３の厚さは、通常約０．５〜約３μｍとする
が、この範囲を超える厚さでも良い。望ましい厚さは
１．５μｍである。

【０００７】ポリシリコン加熱素子を用いる場合、アル
ミニウム導線を設置する前に、ポリシリコンの一部をＳ
ｉＯ₂に転化するため、ポリシリコン加熱素子を蒸気又
は酸素中において、比較的高い温度、通常約１，１００
℃で、通常約５０〜約８０分間酸化させる。温度はこの
値以上又は以下でも良く、時間はこの範囲を超えても良
い。こうすると加熱素子は熱によって酸化し、厚さが通
常約５００オングストローム〜約１μｍの、殆どピンホ
ールのない、完成度の高いＳｉＯ₂の上塗り（図示せ
ず）を生じる。上塗りの厚さは、この範囲を超えても良
い。

【０００８】ある実施の形態においては、ポリシリコン
加熱素子を用い、必要に応じて、高温蒸気中でポリシリ
コンから二酸化ケイ素熱酸化物層１７を生成させる。熱
酸化物層は、加熱素子を伝導性インキから保護し遮蔽す
るために、通常約０．５〜約１μｍとするが、この範囲
を超える厚さでも良い。次にパターン形成により設置す
るアドレス電極と共通帰線との接触のため、ポリシリコ
ン加熱素子の縁の熱酸化物は除去する。ホウ化ジルコニ
ウムなどの抵抗材料を加熱素子として用いる場合、その
上を覆う保護層として、他の適当な公知の絶縁材料を用
いることができる。電極を不動態化する前に、プリント
ヘッド作動中のインキ気泡の破裂より生じる水撃力から
加熱素子を更に保護するため、加熱素子保護層１７上
に、必要に応じてタンタル（Ｔａ）層（図示せず）を被
覆しても良い。その厚さは通常約１μｍであるが、この
値以上又は以下の厚さでも良い。加熱素子のすぐ上にあ
る保護層１７上以外のタンタル層は全て、例えばＣＦ₄
／Ｏ₂プラズマエッチングにより取り除く。ポリシリコ
ン加熱素子を用いる場合、アルミニウム共通帰線とアド
レス電極は通常、下塗り層の上と、共通帰線と電極との
接触のため酸化物を除去したポリシリコン加熱素子の向
かい合った縁の上に設置する。

【０００９】電極を不動態化するため、加熱素子とアド
レス電極との複数の組を含むウェーハ表面上全体に、塗
膜１６を被覆する。不動態化塗膜１６は、露出した電極
をインキから保護するイオン障壁となる。不動態化塗膜
１６に適したイオン障壁材料の例としては、ポリイミ
ド、プラズマ窒化物、リン（III）でドープした二酸化
ケイ素、本件において絶縁層１８に適しているとした素
材等、またそれらを組み合わせたものなどが挙げられ
る。イオン障壁層は一般に、その厚さが約１，０００オ
ングストローム〜約１０μｍの場合に効果的であるが、
この範囲を超える厚さでも良い。３００ｄｐｉのプリン
トヘッドでは、不動態化層１６の厚さは約３μｍが望ま
しいが、この値以上又は以下の厚さでも良い。６００ｄ
ｐｉのプリントヘッドでは、不動態化層１６は、層１６
と層１８とを合わせた厚さが約２５μｍとなる厚さが望
ましいが、この値以上又は以下の厚さでも良い。不動態
化塗膜又は層１６は、後にドーターボード電極とワイヤ
ボンディングするために、共通帰線とアドレス電極の端
子端ではエッチングして除く。二酸化ケイ素塗膜のこの
エッチングは、ウェット又はドライエッチング法のいず
れでも行うことができる。あるいは、電極の不動態化
を、プラズマで被覆した窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）で行う
こともできる。

【００１０】次に、リストン（Ｒｉｓｔｏｎ）（登録商
標）、バクレル（Ｖａｃｒｅｌ）（登録商標）、プロビ
マー（Ｐｒｏｂｉｍｅｒ）（登録商標）、ポリイミド、
光活性ポリアリーレンエーテルケトン類、等の光パター
ン形成可能な材料でできた、厚い塗膜状絶縁層１８を、
不動態化層１６上に形成する。その厚さは、通常約１０
〜約１００μｍ、望ましくは約１５〜約５０μｍである
が、この範囲を超える厚さでも良い。各加熱素子上（凹
部２６の形成）と、マニホールド２４からインキ流路２
０へインキを通すための細長い凹部３８と、各電極端子
３２、３７上の部分の絶縁層１８をエッチングして除去
できるよう、層１８は光リソグラフ法で加工する。細長
い凹部３８は、厚い塗膜層１８のこの部分を除くことに
より形成する。そのため、この細長い凹部３８では、不
動態化層１６のみが電極３３がインキに曝されるのを防
いでいる。必要に応じて、所望ならば絶縁層１８を、同
一又は異なる組成の一連の薄層として塗布することがで
きる。通常、薄い層を塗布し、露光し、部分的に硬化
し、続いて次の薄層を塗布し、露光し、部分的に硬化
し、等を行う。

【００１１】図３は、図２と同様に見た、下塗り３９の
形成と、加熱素子３４、電極３３、共通帰線３５のパタ
ーン形成の前に、ケイ素であるヒータ板に、浅く、不均
等にエッチングした溝４０を備えた例を示すものであ
る。この凹部４０は、厚い塗膜絶縁層１８のみを使用
し、通常の電極不動態化層１６を必要としない。厚い塗
膜層１８は不透水性で、比較的厚い（通常約２０〜約４
０μｍであるが、この範囲を超える厚さでも良い）た
め、この技術で公知の、比較的薄い不動態化層１６のみ
の場合より、回路構成要素へ入り込む汚染が非常に少な
い。集積回路にとってヒータ板は非常に不都合な環境で
ある。市販のインキは一般に、あまり純度には配慮され
ていないため、ヒータ板の能動部は、確実に大量の移動
イオンを含むと考えられる汚染された水性インキ溶液
と、高温で接していることになる。更に、一般にヒータ
板は約３０〜約５０ボルトの電圧で作動させるのが好ま
しいため、相当の電界が生じていると考えられる。この
ように、厚い塗膜絶縁層１８は能動素子の保護に優れ、
このためヒータ板の作動寿命を長くすることができる。

【００１２】複数の下側基板２８を一つのシリコンウェ
ーハから製造する場合、下塗り被覆後の利便のため、望
ましくは２つ以上のアライメントマーキング（図示せ
ず）を、シリコンウェーハを構成する下側基板２８上の
所定の位置に、フォトリソグラフ法で形成する。このア
ライメントマーキングは、インキ流路を含む複数の上側
基板３１の整列に使用する。整列した後、複数の加熱素
子の組を含む片側ウェーハの表面を、上側基板を含む複
数のインキ流路を含んだウェーハの表面と接合する。

【００１３】米国特許第４，６０１，７７７号と、米国
特許第４，６３８，３３７号に開示されているように、
流路板は、プリントヘッド用の複数の上側基板３１を生
じるよう、２面研磨（１００）シリコンウェーハから形
成される。ウェーハを化学的に清浄とした後、両面に熱
分解ＣＶＤ窒化ケイ素層（図示せず）を被覆する。従来
のフォトリソグラフ法を用いて、複数の流路板３１の各
々の充填穴２５用の経路と、所定の位置のアライメント
開口部（図示せず）用の２つ以上の経路とを、ウェーハ
の片側に印刷する。充填穴とアライメント開口部を示す
パターン形成した経路の窒化ケイ素を、プラズマエッチ
ングにより除く。充填穴とアライメント開口部のエッチ
ングには、水酸化カリウム（ＫＯＨ）異方性エッチング
も使用できる。この場合、（１００）ウェーハの〔１１
１〕面は通常、ウェーハの表面に対して約５４．７度の
角度を成す。充填穴は小さな矩形の表面パターンであ
り、一般にその辺の長さは約２０ミル（５００μｍ）で
あるが、この値以上又は以下の大きさでも良い。また、
アライメント開口部は、約６０〜約８０ミル（１．５〜
３ｍｍ）四方であるが、この範囲を超える大きさでも良
い。このように、アライメント開口部は、２０ミル
（０．５ｍｍ）厚さのウェーハを完全に貫通するようエ
ッチングするが、充填穴は、頂端がウェーハのおよそ半
分から４分の３となるようエッチングする。比較的小さ
な矩形の充填穴は、エッチングを続けて更に大きくして
も変わらないため、アライメント開口部と充填穴のエッ
チングはあまり時間に厳密ではない。

【００１４】次に、予めエッチングしたアライメント穴
を参照として用いて、ウェーハの反対側をフォトリソグ
ラフ法によりパターン形成し、最終的にプリントヘッド
のインキマニホールドと流路となる、比較的大きな矩形
の凹部２４と、細長く平行な流路凹部との組を形成す
る、マニホールドと流路凹部とを含むウェーハの表面２
２は、元のウェーハ表面（窒化ケイ素層で覆われてい
る）の部分であり、その上には、複数の加熱素子の組を
含む基板と後で貼り合わせるため、熱硬化性エポキシ樹
脂などの接着剤を塗布する。接着剤は、溝や他の凹部へ
流れ込んだり広がらないように塗布する。アライメント
マーキングは、例えば真空チャックマスク合わせ装置と
共に、加熱素子とアドレス電極とを備えたウェーハの上
に、流路を備えたウェーハを整列させるために使用でき
る。二つのウェーハを正確に合わせ、接着剤を部分的に
硬化させて仮止めする。あるいは、加熱素子と流路のウ
ェーハを正確にさいの目に切って角をつけ、次に手動又
は自動的に精密ジグ中で整列させても良い。整列は、赤
外線整列結合装置、整列すべき各ウェーハ上に赤外線に
不透明なマーキングを用いる赤外線顕微鏡、等でも行う
ことができる。二つのウェーハは、次にオーブン又はラ
ミネータ中で硬化し、恒久的に接着させる。次に、この
流路ウェーハを切断して個々の上側基板とする。端面２
９を形成する最終的なさいの目切断により、細長い溝２
０の一方の端を開き、ノズル２７とする。流路溝２０の
もう一方の端は、端２１により閉じたままである。しか
し、流路板とヒータ板とを整列し、接合すれば、流路２
０の端２１は、図２に示す厚い塗膜絶縁層１８中の細長
い凹部３８のすぐ上、又は図３に示す凹部４０のすぐ上
に置かれ、矢印２３で示されるように、マニホールドか
ら流路へのインキの流れが可能となる。最終的なさいの
目切断により得られた複数の個々のプリントヘッドを、
ドーターボードに接合し、プリントヘッドの電極端子を
ドーターボードの電極とワイヤボンディングする。

【００１５】図１、２、及び３に示すように、被覆５０
は、はっ水性でインキをはじくポリオルガノシロキサン
被覆である。図１では、この被覆を一部取り払って、プ
リントヘッド前面２９の他の構成要素も示している。被
覆の厚さは、通常約０．１〜約１００μｍ、望ましくは
約０．１〜約２０μｍ、更に望ましくは約０．１〜約１
０μｍであるが、この範囲を超える厚さでも良い。

【００１６】図４に、典型的なルーフシュータ（ｒｏｏ
ｆｓｈｏｏｔｅｒ）型サーマルインキジェットプリント
ヘッドを示す。ここに示すように、ヒータ板１４２は、
熱だめ基板１６０上に搭載されている。この構成では、
ケイ素ヒータ板１４２には、それを貫通してリザーバ又
は供給スロット１４３がエッチングされている。吸込口
１４４はフィルタ１４５で覆われている。加熱素子１４
６の配列は、リザーバ１４３の開いた底に近い、ヒータ
板表面１４７上にパターン形成する。不動態化したアド
レス電極１４８と共通帰線１４９（不動態化層は図示せ
ず）で、加熱素子を選択的にアドレスする。リザーバか
ら加熱素子の上の位置まで、矢印１５１で示すようなイ
ンキの流れができるよう、流れ配向層１５０をパターン
形成する。ノズルが加熱素子の真上になるよう、ノズル
１５３を含むノズルプレート１５２と流れ配向層１５０
とを整列させ、接合する。加熱素子に電気信号を送って
インキを一時的に蒸発させ、液滴放出泡１５４を生じ、
加熱素子の垂直方向に液滴１５５を放出する。はっ水性
でインキはっ水性のポリオルガノシロキサン被覆１５８
をノズルプレート１５２の外側表面１５９上に設ける。

【００１７】図５に、音響インキジェットプリンタ６０
の部分側面図を示す。このプリンタは、プリンタ制御装
置６１、アイドラローラ６３とドライブローラ６４の上
に保持され、矢印６５の方向に動く輸送ベルト６２、プ
リントヘッドキャリッジとは直交方向に、ガイドレール
６８に沿って移動可能なキャリッジ６７上に搭載された
複数の音響インキジェットプリントヘッド６６、輸送ベ
ルトの上へ、一枚の紙などの記録媒体７１を送り、見当
合わせを行うためのニップを間に形成する一対の供給送
りローラ６９及び７０を備えている。一対の排出送りロ
ーラ７２及び７３が、輸送ベルトから記録媒体を送り出
すため、記録媒体は常に供給ローラ又は排出ローラのい
ずれかに挟まれている。

【００１８】プリンタ制御装置６１は、供給送りローラ
６９及び７０に直接繋がり、これを制御する。供給送り
ローラは、入力トレイ（図示せず）から一対のガイド７
４を通って供給送りローラに向かって送り出される記録
媒体を受ける。プリンタ制御装置６１はまた、ステッパ
モータ（図示せず）を経て輸送ベルトにも直接繋がり、
その動きを制御する。実施の形態に示すように、音響イ
ンキジェットプリントヘッドは可動な、部分幅プリント
ヘッドであり、記録媒体上に放出される液体毎に一つの
プリントヘッドを使用する。輸送ベルトは、プリントヘ
ッドが一行分の画像を印刷する間、プリンタ制御装置に
より動かないよう保持されている。次に輸送ベルトは、
印刷された行又はその部分の幅に等しい距離だけ小刻み
に、全ての画像を印刷するまで動く。プリントヘッドが
ページ幅で、固定されており、輸送ベルトがプリントヘ
ッドに対して一定速度で動くような、他の実施の形態も
可能である。プリンタ制御装置６１は、各音響プリント
ヘッド中の音響インキ液滴放出器７５（図６参照）に直
接繋がり、これを制御する。

【００１９】図６に、本装置の、プリントヘッド６６、
記録媒体７１を載せた輸送ベルト６２、開口部７７を備
えたプリントヘッドの面７６と輸送ベルトとの間隙”
Ｇ”の部分の、拡大略断面図を示す。プリントヘッド６
６は、音響インキ液滴放出器７５を用い、プリントヘッ
ド開口部７７を通してインキ液滴７８を記録媒体７１に
向け放出する。各音響インキ液滴放出器には、プリント
ヘッドに蓄えられているインキ８０中に音波７９を生じ
る、ＲＦ源の圧電トランスデューサがある。フレネルレ
ンズなどのレンズ（図示せず）で、開口部７７のインキ
表面８１に音波を収束する。インキ表面８１における音
響圧力によってインキ液滴７８が形成される。完全に形
成され、放出された液滴７８は、記録媒体７１に向かっ
て進む。はっ水性でインキはっ水性のポリオルガノシロ
キサン被覆８２を、面７６の外側表面に設ける。

【００２０】音響液滴放出器８５の例を、図７に示す。
図７は、印刷液体８７の液滴８６の放出直後で、印刷液
体８７の自由表面８９上のマウンド８８の緩和前の液滴
放出器８５を示したものである。液滴はこのようなマウ
ンドから放出されるため、次の液滴の放出には、マウン
ドの緩和とそれに続く形成が予め必要である。

【００２１】ＺｎＯトランスデューサ９０で発生した音
響力による圧力の結果、マウンド８８が生じて、液滴８
６が放出される。音響圧力を発生させるため、ＲＦドラ
イブエネルギーを、ＲＦドライバ源９１から底部電極９
２と頂部電極９３を経て、ＺｎＯトランスデューサ９０
へ印加する。トランスデューサからの音響エネルギー
は、ベース９４を通り抜けて音響レンズ９５に入る。音
響レンズは、入射した音響エネルギーを、印刷液体８７
の自由表面８９又はその付近の、小さな焦点領域に収束
する。音響ビームのエネルギーを、十分かつ適度に印刷
液体の自由表面８９に収束すると、マウンド８８が生じ
て液滴８６が放出される。

【００２２】適した音響レンズは、様々な方法で製造す
ることができる。例えば、まず、基板上にエッチング可
能な素材を適当な厚さに被覆し、次に被覆した素材をエ
ッチングしてレンズを形成する。あるいは、基板のレン
ズを設けるべき位置に種型を押しつけても良い。基板を
その軟化温度まで加熱して音響レンズを形成する。

【００２３】更に図７を参照するならば、音響レンズ９
５からの音響エネルギーは、比較的減衰の小さい液体
（水など）を満たした液体セル９６を通過する。液体セ
ル９６の底はベース９４であり、側面はトッププレート
９７中の開口部の表面で形成され、液体セルの上端は音
響的に薄いキャッピング構造体９８で密閉されてい
る。”音響的に薄い”とは、作用させる音響エネルギー
の波長よりキャッピング構造体の厚みが小さいことを意
味する。

【００２４】液滴放出器８５は更に、キャッピング構造
体９８上に位置する、印刷液体８７を保持するリザーバ
９９を備えている。図７に示すように、リザーバには、
側壁又は液量調節板１０１で仕切られた開口部１００が
ある。開口部１００は、液体セル９６と同軸上にあるよ
う注意する。側壁１０１には、印刷液体を通すための多
数の穴１０２が開いている。加圧手段１０３により、印
刷液体８７を穴１０２から押し出し、キャッピング構造
体９８の上に自由表面を持つ印刷液体の液だめを形成す
る。

【００２５】液滴放出器８５は、印刷液体の自由表面８
９が音響焦点領域又はその付近となる大きさとする。キ
ャッピング構造体９８は音響的に薄いため、音響エネル
ギーは容易にキャッピング構造体を通り抜け、上を覆う
印刷液体に達する。側壁又は液量調節板１０１の外側表
面上に、はっ水性でインキはっ水性のポリオルガノシロ
キサン被覆１０４を設ける。

【００２６】液滴放出器８５と同様な、音響的に薄いキ
ャッピング構造体とリザーバとを備えた液滴放出器は、
クウェートらによる、１９９２年５月２９日出願の、現
在放棄されている、米国特許出願第８９０，２１１号に
述べられている。

【００２７】第２の実施の形態の音響液滴放出器１０５
を図８に示す。液滴放出器１０５は、音響的に薄いキャ
ッピング構造体９８で密閉された液体セル９６を持たな
い。また、印刷液体８７を満たしたリザーバや、リザー
バに関わる他の要素体もなく、音響エネルギーは音響レ
ンズ９５を通って直に印刷液体８７に達する。しかしこ
の場合も、液滴８６は印刷液体の自由表面８９上に形成
されるマウンド８８から放出される。トッププレート９
７の外側表面上に、はっ水性でインキはっ水性のポリオ
ルガノシロキサン被覆１０４を設ける。

【００２８】一般に、ポリオルガノシロキサン被覆は、
音響プリントヘッドの最も上側又はは最も外側の構造
体、例えばトッププレート、側壁、液量調節板等の上に
設けられる。

【００２９】それぞれ図７及び８に示す、個々の音響液
滴放出器８５及び１０５は通常、音響液滴放出器の配列
部品として製造される。図９に、特に印刷法に有用な、
個々の液滴放出器１０７の配列１０６の略平面図を示
す。各液滴放出器１０７は、液滴放出器自体より半径の
小さな液滴を放出することが可能であり、また記録媒体
を完全に覆う必要があるため、個々の液滴放出器をオフ
セット並びに配列する。図９では、各液滴放出器を、隣
り合うものと距離１０８を空けて並べている。この距離
１０８は、液滴放出器から放出される液滴の直径の８倍
である。８列の液滴放出器を角度１０９でオフセットに
並べ、所定の速度で液滴放出器の列に対して記録媒体を
移動させると、配列１０６は線又はブロックを完全に
（ピクセル間に間隙なく）印刷することができる。

【００３０】図１〜図９に示したプリントヘッドは、本
発明の特定の実施の形態を構成するものである。インキ
搬送流路の末端がプリントヘッド表面でノズルやその他
の開口部となっている、サーマルインキジェットプリン
トヘッド、圧電インキジェットプリントヘッド、音響イ
ンキジェットプリントヘッド等の他の適当なプリントヘ
ッド配置でも、本件で開示の素材を用いて本発明のプリ
ントヘッドとすることができる。

【００３１】次に、架橋オルガノシロキサンポリマーの
前駆体（類）を含む組成物に、望ましくはレーザー又は
ランプからの紫外線を照射して、前駆体を架橋及び／又
は鎖延長させる。所望又は効果的な紫外波長の照射が使
用できる。典型的な波長は約１５０〜約６００ｎｍ、望
ましくは約１９０〜約５４０ｎｍ、更に望ましくは約２
４０〜約３６０ｎｍであるが、この範囲を超える波長で
も良い。エキシマーレーザーは、その活性媒体としてヘ
リウム又はネオンなどの希ガス、あるいは希ガスのハロ
ゲン化物を含むレーザーである。平均出力が高く、比較
的純度の高い紫外線を放射することから、エキシマーレ
ーザーが望ましい。適当なレーザーの例としては、約１
９３ｎｍの波長を放射するＡｒＦレーザー、約２４８ｎ
ｍの波長を放射するＫｒＦレーザー、約３０８ｎｍの波
長を放射する塩化キセノンレーザー、それぞれ約５３
２、３５５、２５５ｎｍの波長を放射する、ネオジムＹ
ＡＧレーザーの第２、第３又は第４高周波などが挙げら
れる。通常、ピーク照射は、約０．０１ワット〜約１７
メガワット／平方ｃｍ、望ましくは約０．１ワット〜約
１０メガワット／平方ｃｍ、更に望ましくは約０．１ワ
ット〜約５メガワット／平方ｃｍであるが、この範囲を
超える照射でも良い。典型的な積分照射エネルギーは、
約０．５〜約３００ジュール／平方ｃｍ、望ましくは約
０．５〜約２００ジュール／平方ｃｍ、更に望ましくは
約０．５〜約１００ジュール／平方ｃｍであるが、この
範囲を超える照射エネルギーでも良い。

【００３２】架橋ポリオルガノシロキサンの前駆体
（類）を含む組成物の被覆層の厚さは、通常約０．１〜
約１００μｍ、望ましくは約０．１〜約２０μｍ、更に
望ましくは約０．１〜約１０μｍであるが、この範囲を
超える厚さでも良い。層の厚さは架橋前後で変わらない
ため、この値は架橋前にも架橋後にも当てはまる。

【００３３】架橋ポリオルガノシロキサン前駆体（類）
を含む組成物の被覆層は、適当な又は所望の方法、例え
ばスピン塗布、押し出し、浸漬塗布、ドクターブレード
塗布、熱蒸着等によりプリントヘッドに塗布することが
できる。全ての材料にＵＶ照射を行って、ポリオルガノ
シロキサンを重合、架橋、凝固、固化させる。

【００３４】前駆体（類）を含む組成物に紫外線を照射
して、架橋オルガノシロキサンポリマーとする場合、こ
れらの前駆体モノマー、オリゴマー、又はポリマーは架
橋及び／又は鎖延長して架橋ポリマーの層を形成する。
本発明に適した前駆体オリゴマー又はポリマーの種類
は、オルガノシロキサン類のホモポリマーあるいはブロ
ック又はグラフト共重合体である。オルガノシロキサン
ホモポリマーと、ブロック又はグラフト共重合体のオル
ガノシロキサン部分は通常、次の一般式で示されるもの
である。

【００３５】

【化１】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
り、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈は各々互
いに独立して、直鎖、分枝、環状、不飽和アルキル基な
どのアルキル基、アリール基、又はアリールアルキル基
である。アルキル基の炭素数は、通常１〜約２２、望ま
しくは１〜約５であるが、この範囲を超える炭素数でも
良い。アリール基の炭素数は、通常６〜約１２、望まし
くは６であるが、この範囲を超える炭素数でも良い。ア
リールアルキル基は、基のアルキル又はアリール部分の
いずれかがケイ素原子と結合しており、その炭素数は、
通常７〜約２８、望ましくは７〜約１０であるが、この
範囲を超える炭素数でも良い。このアルキル、アリー
ル、又はアリールアルキル基は、所望ならば、フッ素、
塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子や、アミン基、
カルボン酸基、ヒドロキシル基などの官能基で置換でき
る。本発明のある実施の形態では、アルキル、アリー
ル、又はアリールアルキル基は、非置換である。本発明
の他の実施の形態では、アルキル、アリール、又はアリ
ールアルキル基は、フッ素置換基を実質的に含まない。
適当な前駆体オリゴマー及びポリマーの特定例として
は、以下のものが挙げられる。次の一般式で示される、
ポリ（ジメチルシロキサン）。

【００３６】

【化２】 次の一般式で示される、ポリ（フェニルメチルシロキサ
ン）。

【００３７】

【化３】 次の一般式で示される、ジメチルシロキサン／フェニル
メチルシロキサンランダム共重合体。

【００３８】

【化４】 式中、ｘ及びｙは繰り返しモノマー単位の数を示す整数
である。次の一般式で示される、ポリ（セスキシロキサ
ン）。

【００３９】

【化５】 式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈は各々
互いに独立して、先に定義したようなメチル基などのア
ルキル基、又はフェニル基であり、ｎは繰り返しモノマ
ー単位の数を示す整数である。次の一般式で示される、
ポリ（３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキ
サン）。

【００４０】

【化６】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る。次の一般式で示される、ポリ（シリルフェニレ
ン）。

【００４１】

【化７】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る、等。

【００４２】オルガノシロキサンのブロック又はグラフ
ト共重合体は一般に、次のように、オルガノシロキサン
セグメント又は部分と、一つ以上の他のセグメント又は
部分とを含むものである。

【００４３】

【化８】 又は、

【化９】 式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉
は互いに独立して、直鎖、分枝、環状、不飽和アルキル
基などのアルキル基、アリール基、又はアリールアルキ
ル基である。アルキル基の炭素数は、通常１〜約２２、
望ましくは１〜約５であるが、この範囲を超える炭素数
でも良い。アリール基の炭素数は、通常約６〜約１２で
あるが、この範囲を超える炭素数でも良い。アリールア
ルキル基は、基のアルキル又はアリール部分のいずれか
がケイ素原子と結合しており、その炭素数は、通常約７
〜約２８、望ましくは約７〜約１０であるが、この範囲
を超える炭素数でも良い。これらのアルキル、アリー
ル、又はアリールアルキル基は、所望ならば、フッ素、
塩素、臭素などのハロゲン原子や、アミン基、カルボン
酸基、ヒドロキシル基などの官能基で置換できる。本発
明のある実施の形態では、アルキル、アリール、又はア
リールアルキル基は、非置換である。本発明の他の実施
の形態では、アルキル、アリール、又はアリールアルキ
ル基は、フッ素置換基を実質的に含まない。オルガノシ
ロキサンブロック又はグラフト共重合体中の適当な親水
性非シロキサンセグメントの例としては、次のものが挙
げられる。 （１）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示される、
エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレ
ンオキシド、及び、エチレンオキシドとプロピレンオキ
シドとの共重合体配列。

【００４４】

【化１０】 式中、Ｒは水素又はメチルであり、ｎは繰り返しモノマ
ー単位の数を示す整数である。（２）ポリマーの親水性
部分が次の一般式で示される、２−アルキルオキサゾリ
ン。

【００４５】

【化１１】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
り、Ｒは、直鎖、分枝、環状、不飽和アルキル基などの
アルキル基、アリール基、又はアリールアルキル基であ
る。アルキル基の炭素数は、通常１〜約２２、望ましく
は１〜約６であるが、この範囲を超える炭素数でも良
い。アリール基の炭素数は、通常６〜約１２、望ましく
は６であるが、この範囲を超える炭素数でも良い。アリ
ールアルキル基の炭素数は、通常７〜約２８、望ましく
は７〜約１０であるが、この範囲を超える炭素数でも良
い。（３）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示され
る、エチレンイミン。

【００４６】

【化１２】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る。（４）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示され
る、カプロラクトン。

【００４７】

【化１３】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る。（５）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示され
る、アクリル酸。

【００４８】

【化１４】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る。（６）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示され
る、メタクリル酸。

【００４９】

【化１５】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
る。（７）ポリマーの親水性部分が次の一般式で示され
る、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルなどの
（メタ）アクリル酸エステル。

【００５０】

【化１６】 式中、ｎは繰り返しモノマー単位の数を示す整数であ
り、Ｒは、直鎖、分枝、環状、不飽和アルキル基などの
アルキル基、アリール基、又はアリールアルキル基であ
る。アルキル基の炭素数は、通常１〜約２２、望ましく
は１〜約６であるが、この範囲を超える炭素数でも良
い。アリール基の炭素数は、通常６〜約１２、望ましく
は６であるが、この範囲を超える炭素数でも良い。アリ
ールアルキル基の炭素数は、通常７〜約２８、望ましく
は７〜約１０であるが、この範囲を超える炭素数でも良
い。これらのポリマーは通常、オルガノシロキサンモノ
マーを、ポリマーの約５０〜約９９重量％、望ましくは
約７５〜約９５重量％含み、極性で親水性のモノマー
を、ポリマーの約１〜約５０重量％、望ましくは約５〜
約２５重量％含むが、この範囲を超えるモノマー比率で
も良い。ポリマーの数平均分子量は、通常約１，０００
〜約５万、望ましくは約２，０００〜約２万であるが、
この範囲を超える値でも良い。また、オルガノシロキサ
ンブロック又はグラフト共重合体中の、非シロキサンセ
グメントとして適当なものは、ポリアリ−レンエーテル
とポリイミドとを含む、ポリスチレン縮合ポリマーセグ
メントなどの、ビニルポリマーセグメントである。

【００５１】オルガノシロキサン共重合体を用いる場
合、オルガノシロキサンセグメントと非オルガノシロキ
サンセグメントとの比は、通常約１０：９０〜約９０：
１０、望ましくは約５０：５０〜約９０：１０、更に望
ましくは約７０：３０〜約９０：１０であるが、この範
囲を超える比でも良い。

【００５２】様々な架橋オルガノシロキサンポリマーと
共重合体には多くの長所がある。例えば、オルガノシロ
キサンポリマーのケイ素原子上にメチル基があると、架
橋ポリマーの表面エネルギーを下げることができる。コ
モノマーが親水性であるブロック又はグラフト前駆体オ
ルガノシロキサン共重合体は、前駆体オルガノシロキサ
ンホモポリマーより、プリントヘッド上への被覆が容易
である。これは、十分に極性の高い親水性モノマーによ
り、プリントヘッド表面の塗れ性を高めることができる
からである。前駆体オルガノシロキサンポリマー上の、
異なるアルキル、アリール、又はアリールアルキル置換
基は、異なる波長の紫外線を吸収する。例えば、典型的
に、ジメチルシロキサンは約１９３ｎｍ、フェニルメチ
ルシロキサンは約２４８ｎｍに最も強い吸収を持つ。置
換したフェニルシロキサンは通常、より長い波長に最も
強い吸収を持つ。

【００５３】本発明に適したオルガノシロキサン前駆体
は、市販の環状シロキサンモノマー、シロキサンオイ
ル、オリゴマー領域のポリシロキサン、より分子量の大
きいシロキサンポリマーなどである。本発明に適したオ
ルガノシロキサンポリマーの数平均分子量（Ｍ_n）は、
通常約１，０００〜約１０万、望ましくは約１，０００
〜約５万、更に望ましくは約１，０００〜約２万である
が、この範囲を超えるＭ _n値でも良い。

【００５４】本発明のプリントヘッド上の被覆は、シロ
キサンモノマー、オリゴマー、又はポリマーをプリント
ヘッド上に塗布し、次に紫外線を照射してオリゴマー又
はポリマーを架橋させることにより調製できる。

【００５５】市販のモノマー性シロキサンの例として
は、（３，３，３−トリフルオロプロピル）（メチル）
シクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシ
ロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、トリ
フェニルトリメチルシクロトリシロキサンが挙げられ
る。これらは全て、ペンシルバニア州ツリータウン、ゲ
レスト社（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．）より入手可能であ
る。市販のシロキサンオイルとポリマーの例としては、
トリメチルシロキシ末端ポリ（ジメチルシロキサン）
（ゲレスト社製、分子量範囲約１６０〜約４０万）、ト
リメチルシロキシ末端ジフェニルシロキサン／ジメチル
シロキサン共重合体（ゲレスト社製、分子量約２，４０
０まで）、トリメチルシロキシ末端フェニルメチルシロ
キサンホモポリマー（ゲレスト社製、分子量約３５０〜
約２，２００）、トリメチルシロキシ末端フェニルメチ
ルシロキサン／ジメチルシロキサン共重合体（ゲレスト
社製、分子量約１，５００〜約２，７００）、ポリ
（３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサ
ン）（ゲレスト社製、分子量約９００〜約１４，００
０）等が挙げられる。また、ポリ（オクチルメチルシロ
キサン）などのアルキルメチルシロキサンホモポリマ
ー、エチルメチルシロキサンと２−フェニルプロピルメ
チルシロキサンとの共重合体などのアルキルメチルシロ
キサン／アリールアルキルメチルシロキサン共重合体、
ポリ（テトラデシルメチルシロキサン）、アルキルメチ
ルシロキサン／ジメチルシロキサン共重合体、（Ｎ−ピ
ロリドンプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキ
サン共重合体、シアノプロピルメチルシロキサン／ジメ
チルシロキサン共重合体なども適している。これらは全
てゲレスト社から入手可能である。市販のシロキサンブ
ロック及びグラフト共重合体の例としては、ポリ（ジメ
チルシロキサン／アルキレンオキシドブロック共重合
体）（ゲレスト社製、シロキサン含量範囲約１５〜約７
５重量％、分子量範囲約６００〜約３万）、ポリ（ジメ
チルシロキサン）−ブロック−ポリスチレン（Ｍａｃｒ
ｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，８（５），５７３−８，１９７
５、ジリオクスらにより公表された方法に従い、スチレ
ンの連続的なリビングアニオン重合とヘキサメチルシク
ロトリシロキサンの開環重合により合成可能）、（ダウ
コーニング（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ） Ｑ１−２５７
７ コンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）被覆は、ポ
リスチレンブロックセグメントを含む商品と考えられ
る）、等が挙げられる。

【００５６】所望ならば、プリントヘッド上に、前駆体
モノマー、オリゴマー、又はポリマーを含む組成物を１
回塗布して紫外線を照射する代わりに、本発明に従っ
て、所望の層数となるまで、薄い層を塗布し、次に紫外
線を照射し、更に別の薄層を塗布して紫外線照射を行
う、層の連続塗布によりプリントヘッドを製造すること
ができる。この方法の長所は、薄いプライマー層の次に
厚い層を塗布する場合、塗膜の形成が効率良く、簡単で
ある点である。また、塗膜が薄いほど、厚み全体を架橋
させるために必要な照射エネルギーが小さくて済む。更
に、所望ならば、本発明のこの実施の形態における層の
組成を変えても良い。例えば、プリントヘッド上に被覆
する最初の層を、比較的表面エネルギーの高い前駆体を
含む組成として、濡れ性を高めて均一に被覆し、次の層
を表面エネルギーの低いものとして、均一で高品質、ま
た表面エネルギーの低い最上層とすることができる。

【００５７】前駆体材料を塗布する、前面又はノズルプ
レートなどのプリントヘッド表面は、紫外線照射により
反応性種を生じ、プリントヘッドと被覆材料の間で共有
結合のできる素材であることが望ましい。この工程にお
いては、結合が切れてプリントヘッドと被覆との間で界
面結合が生じ、非常に耐摩耗性の被覆を形成する。この
ような材料の例としては、ポリエステル類、ポリイミド
類、ポリアリーレンエーテル類、ポリアリーレンエーテ
ルケトン類、ポリスルホン類、ポリスチレン等が挙げら
れる。シリコン（ＳｉＯ₂）など、紫外線を照射しても
反応性種を生じない素材である前面又はノズルプレート
に被覆を行う場合は、前駆体材料を被覆する前に、プリ
ントヘッドに接着促進剤を塗布し、接着促進剤層と前駆
体層とに同時に紫外線を照射して、プリントヘッドと被
覆との間に、強靱で耐摩耗性の結合を形成することが望
ましい。

【００５８】

【実施例】実施例１．２×２インチ（５×５ｃｍ）のガ
ラス基板と、２×２インチ（５×５ｃｍ）のユピレック
ス（Ｕｐｉｌｅｘ）（登録商標）ポリイミド基板とに、
ポリ（スチレン−シロキサン）ブロック共重合体（ダウ
コーニング（登録商標）コンフォーマル コーティン
グ Ｑ１−２５７７）をスピン塗布した。波長２４８ｎ
ｍのＫｒＦエキシマーレーザーによる照射でこの被覆を
硬化し、照射領域のシロキサン共重合体を架橋させた。
照射領域は８ｍｍ×２８ｍｍで、総照射量は５〜８５ジ
ュール／平方ｃｍであった。この矩形パターンをトルエ
ンで洗い、レーザーで架橋しなかったシロキサンを除い
て現像した。ポリイミド基板上の照射ポリマー塗膜の機
械的性質を定性的に評価したところ、２０ジュール／平
方ｃｍ以上の照射で、ポリイミド基板への接着性が良好
となることがわかった。Ｑ１−２５７７塗膜の厚さは約
１μｍであった。この接着性は、紫外線重合シロキサン
と基板との間に共有結合が形成されたことを示してい
る。サーマルインキジェットプリント素子の前面上での
ブレードによるクリーニング操作を模擬実験するため、
ユピレックス上の架橋塗膜にインキを着け、ゼロックス
ＸＪ−４Ｃプリンタの保守部でのポリウレタンエラス
トマーブレードでワイピング操作を行った。２０ジュー
ル／平方ｃｍ以上の照射を行った領域は、この操作で摩
耗したり剥がれることはなかった。ポリイミド塗膜上の
シロキサン被覆を更にテストしたところ、ノズルは、ポ
リイミド基板とポリシロキサン塗膜を突き抜けて融除さ
れ得ることがわかった。この特徴は、疎水性表面を持つ
基板上にインキジェットオリフィスを形成するには重要
である。ガラス基板上のシロキサン塗膜の紫外線レーザ
ー照射により、架橋した連続的な塗膜が生じた。ガラス
基板とシロキサンの間に接着促進剤を用いれば、ポリシ
ロキサン塗膜とガラス基板とを非常に良く接着できると
考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 液滴放出ノズルを示す、ドーターボード上に
搭載されたプリントヘッドの一例を示す、拡大略等角図
である。

【図２】 電極不動態化と、マニホールドとインキ流路
間のインキの流れを示す、図１の線２−２に沿って見
た、拡大断面図である。

【図３】 線２−２に沿って見た、図１のプリントヘッ
ドの別の実施の形態の拡大断面図である。

【図４】 典型的なルーフシュータ型サーマルインキジ
ェットプリントヘッドの略断面図である。

【図５】 本発明に有用な、音響インキジェットプリン
タの部分的な略側面図である。

【図６】 輸送ベルト上の記録媒体に向かって移動する
インキ液滴を示す、図５の装置に用いられる、音響イン
キジェットプリントヘッドの拡大略断面図である。

【図７】 印刷液体の液滴の放出を示す、第１の実施の
形態の音響液滴放出器の、拡大率の一定でない断面図で
ある。

【図８】 印刷液体の液滴の放出を示す、第２の実施の
形態の音響液滴放出器の、拡大率の一定でない断面図で
ある。

【図９】 ある放出器ユニット中の、音響液滴放出器配
列の略平面図である。

【符号の説明】

１０ プリントヘッド、１６ 不動態化塗膜、１７ 酸
化物層、１８ 絶縁層、１９ ドーターボード、２０
インキ流路、２１ 傾斜した壁、２２ 表面、２４ 内
部凹部、２５ 充填穴、２６ 凹部、２７ 液滴放出ノ
ズル、２８ 加熱素子板、２９ 前面、３０ 表面、３
１ 流路板、３２ アドレス電極端子、３３ アドレス
電極、３４ 加熱素子、３５ 共通帰線、３７ 共通帰
線端子、３８ 細長い凹部、３９ 下塗り層、４０ 凹
部、４１ 床、５０ 被覆、６０音響インキジェットプ
リンタ、６１ プリンタ制御装置、６２ 輸送ベルト、
６３ アイドラローラ、６４ ドライブローラ、６６
音響インキジェットプリントヘッド、６７ キャリッ
ジ、６８ ガイドレール、６９，７０ 供給送りロー
ラ、７１ 記録媒体、７２，７３ 排出送りローラ、７
４ ガイド、７５ 音響インキ液滴放出器、７６ 面、
７７ 開口部、７８ インキ液滴、７９ 音波、８０
インキ、８１ インキ表面、８２ ポリオルガノシロキ
サン被覆、８５液滴放出器、８６ 液滴、８７ 印刷液
体、８８ マウンド、８９ 自由表面、９０ ＺｎＯト
ランスデューサ、９１ ＲＦドライバ源、９２ 底部電
極、９３ 頂部電極、９４ ベース、９５ 音響レン
ズ、９６ 液体セル、９７ トッププレート、９８ キ
ャッピング構造体、９９ リザーバ、１００ 開口部、
１０１ 液量調節板、１０２ 穴、１０３ 加圧手段、
１０４ ポリオルガノシロキサン被覆、１０５ 液滴放
出器、１０６ 配列、１０７ 液滴放出器、１０８距
離、１０９ 角度、１４２ ヒータ板、１４３ リザー
バ、１４４ 吸込口、１４５ フィルタ、１４６ 加熱
素子、１４７ ヒータ板表面、１４８ アドレス電極、
１４９ 共通帰線、１５０ 流れ配向層、１５２ ノズ
ルプレート、１５３ ノズル、１５４ 液滴放出泡、１
５５ 液滴、１５８ ポリシロキサン被覆、１５９ 外
側表面、１６０ 熱だめ基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン アール アンドリュース アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート ビタースイート ロード 28 (72)発明者 ラインホールド イー ドリュース アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ピッツ フォード ハイビュー トレイル 17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の流路を含むインキジェットプリン
   トヘッドであって、 前記流路は、インキ源からのインキで補充可能であり、 前記流路の末端は、プリントヘッドの一方の表面におい
   てノズルとなり、 前記表面は共有結合したオルガノシロキサンポリマーの
   被覆を有し、 前記オルガノシロキサンポリマー被覆は実質的に均一で
   あって、その上に更に層を有しないことを特徴とするイ
   ンキジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 インキジェット印刷に適したプリントヘ
   ッドの製造方法であって、前記製造方法は、（ａ）複数
   の流路を含むインキジェットプリントヘッドであって、
   前記流路はインキ源からのインキで補充可能であり、前
   記流路の末端はプリントヘッドの一方の表面においてノ
   ズルとなっているプリントヘッドを製造する工程と、
   （ｂ）前記表面に、オルガノシロキサンポリマー前駆体
   材料を含む組成物の被覆を塗布する工程と、（ｃ）前記
   オルガノシロキサン前駆体材料に紫外線を照射して、前
   駆体材料を重合、鎖延長及び／又は架橋させ、重合、鎖
   延長及び／又は架橋オルガノシロキサンポリマーの共有
   結合を生じることによって前記表面を形成し、前記重
   合、鎖延長及び／又は架橋オルガノシロキサンポリマー
   被覆が実質的に均一であって、その上に更に層を有しな
   いものである工程と、を含むことを特徴とするプリント
   ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 （１）複数の流路を含むプリントヘッド
   であって、前記流路はインキ源からのインキで補充可能
   であり、前記流路の末端はプリントヘッドの一方の表面
   においてノズルとなり、前記表面は共有結合したオルガ
   ノシロキサンポリマーの被覆を有し、前記オルガノシロ
   キサンポリマー被覆は実質的に均一であって、その上に
   更に層を有しないプリントヘッドを含むインキジェット
   プリンタを製造する工程と、（２）プリンタにインキ組
   成物を供給する工程と、（３）インキの液滴を生じ、記
   録シート上に画像パターンに放出して画像を形成する工
   程と、を含むことを特徴とする印刷方法。