JP2005040979A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び機能性膜 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠性等についての良好な吐出安定性を有する液滴吐出ヘッドと、これを備えた液滴吐出装置、及びこれによって形成された機能性膜を提供する。
【解決手段】液状体を収容するキャビティ１５と、このキャビティ１５に連通するノズル１８を形成したノズルプレート１２とを有し、キャビティ１５と反対の側のノズル開口を吐出口９として、キャビティ１５内に収容した液状体をノズル１８の吐出口９から吐出する液滴吐出ヘッドである。ノズル１８の内壁面の吐出口９側にノズル内撥液膜１１が形成されている。ノズル内撥液膜１１の少なくともキャビティ１５側が、吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満であり、後退接触角が４０°以上である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴を吐出するインクジェット法等の液滴吐出法に用いられる液滴吐出ヘッドと、これを備えた液滴吐出装置、及びこれによって形成された機能性膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定量の液状材料を所望する位置に配することのできる方法として、液滴吐出法が知られている。このような液滴吐出法の一つとして、特に微量の液状材料を吐出するのに好適なインクジェット法がある。
このインクジェット法に用いられるインクジェットヘッドは、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを形成したノズルプレートとを有したもので、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記吐出口から吐出するよう構成されたものである。
【０００３】
ところで、このようなインクジェットヘッドにあっては、特にノズルの吐出口近傍部での液状体との接触性、すなわちこの吐出口近傍部が撥液性であるか親液性であるかということが、前記液状体からなる液滴の安定吐出を行ううえで重要な因子となっている。
【０００４】
このような観点から、従来、ノズルプレートの前記吐出口側の面に共析メッキを施し、この吐出口側の面およびノズル内の吐出口近傍部を撥液化したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、撥液性であるか、あるいは親液性であるかということに着目した技術として、ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に撥インク性皮膜（撥液膜）を形成し、吐出する液状体として、前記の撥インク性皮膜に対してその後退動的接触角が１５度以上のものを用いるといった技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２９４１４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９０５５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の共析メッキを施した技術、および撥インク性皮膜に対しての後退動的接触角に着目した技術は、いずれもノズルプレート表面、すなわちノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面における液状体の濡れを防止し、ここが濡れていることに起因して次に吐出される液滴が不安定に吐出されてしまうのを防止したものである。
しかしながら、液滴の安定吐出、特に吐出間隔が長くなったときの吐出の安定性である間欠性や、さらには吐出量の安定化という点で考えた場合、ノズルプレートのノズル吐出口を形成した側の面における液状体の濡れ性（撥液性または親液性）だけを考慮しても、間欠性等の安定吐出性を良好にするには十分とはいえなかった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特に間欠性等についての良好な吐出安定性を有する液滴吐出ヘッドと、これを備えた液滴吐出装置、及びこれによって形成された機能性膜を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
液滴を吐出した後、次の吐出までの間において、キャビティからノズルにかけて収容される液状体は、通常ノズル内にてメニスカスを形成する。つまり、液状体はそのメニスカスの端部がノズルの内部に位置した状態に保持され、次の吐出を待つことになる。
ところで、吐出間隔が長くなったときの吐出の安定性である間欠性が損なわれる大きな原因としては、吐出の待機中にノズル内にて液状体が乾燥されることでメニスカス端部から蒸発が起こり、ここに固形分が残ってしまうことが挙げられる。したがって、次の吐出を待機している状態においては、メニスカス端部が同じ位置にいるよりもわずかながら動いている方が、蒸発によって固形分が生じてしまうことが抑えられ、これにより間欠性低下が防止される。
【００１０】
一方、ノズルの内部でのメニスカス端部の位置が毎回ほぼ同じ位置となれば、吐出量の安定化が図られ、より良好な安定吐出を行うことができるようになる。
メニスカス端部の位置が毎回ほぼ同じ位置となるためには、液滴吐出後、次の吐出までの間においてメニスカス端部の位置の変動が少ないほうが、より所定位置（初期位置）に戻り易くなる。
そして、このような知見に基づきさらに研究を重ねた結果、本発明者は本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明の液滴吐出ヘッドは、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを形成したノズルプレートとを有し、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記ノズルの吐出口から吐出する液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルの内壁面の前記吐出口側にノズル内撥液膜が形成され、前記ノズル内撥液膜の少なくとも前記キャビティ側が、吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満であり、後退接触角が４０°以上であることを特徴としている。
【００１２】
この液滴吐出ヘッドによれば、ノズル内撥液膜の少なくともキャビティ側が、吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満と小さく、しかも後退接触角が４０°以上であるので、例えば前進接触角と後退接触角との差が大である場合に比べ、特に次の吐出を待機している状態において液状体のメニスカス端部がこのノズル内撥液膜のキャビティ側で移動し易くなり、したがってメニスカス端部が動くことで蒸発により固形分が生じてしまうことが抑えられ、これにより間欠性の低下が防止される。よって、良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１３】
また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズル内撥液膜の前記キャビティ側の幅が、５μｍ以上１０μｍ未満であるのが好ましい。
このようにすれば、メニスカス端部が少なくとも５μｍ以上１０μｍ未満の幅内で移動（変動）し易くなっていることにより、蒸発がより良好に抑えられる。
【００１４】
また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側が、吐出する液状体に対する前進接触角が５０°以上９０°以下であり、後退接触角が２５°未満であるのが好ましい。
このようにすれば、このノズル内撥液膜の吐出口側の、前記液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が大になる。したがって、これが小である場合に比べ、特に吐出した直後において液状体のメニスカス端部が前記ノズル内撥液膜の吐出口側を移動した際の位置の変動が少なくなり、これによりメニスカス端部が最終的にはノズル内撥液膜のキャビティ側に留まり易くなる。つまり、前記ノズル内撥インク膜の吐出口側は、メニスカスのストッパー的な役割をし、メニスカスが吐出口側に移動するのを防ぐ。したがって、メニスカス端部が毎回ノズル内撥液膜のキャビティ側に位置することから、これがほぼ同じ位置となり、よって吐出量が安定化して良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１５】
なお、この液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、撥液部と親液部とが分布して形成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、撥液部と親液部とが分布してなる部分の前進接触角と後退接触角との差が大となり、したがってこの部分がメニスカス端部を移動させにくくしていることにより、前述したように良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１６】
また、この液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、リング状の撥液部と親液部とが縞状に形成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、この縞状の部分で前進接触角と後退接触角との差が大となり、したがってこの部分がメニスカス端部を移動させにくくしていることにより、前述したように良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１７】
また、この液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、撥液部と親液部とが不規則に点在して形成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、撥液部と親液部とが不規則に点在していることによって前進接触角と後退接触角との差が大となり、したがってこの部分がメニスカス端部を移動させにくくしていることにより、良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１８】
また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記ノズルの前記キャビティ側の内壁面の、吐出する液状体に対する後退接触角が、前記ノズル内撥液膜の前記キャビティ側の、吐出する液状体に対する後退接触角より小であるのが好ましい。特に、前記ノズルの前記キャビティ側の内壁面の、吐出する液状体に対する後退接触角が、ほぼ０°であるのが好ましい。
このようにすれば、キャビティ側の内壁面の後退接触角が小さいので、液状体のメニスカス端部がキャビティ内に引き込まれるのが防止される。したがって、液滴吐出後、次の吐出までの間においてメニスカス端部がノズル内撥液膜のキャビティ側に留まり易くなり、よって吐出量が安定化して良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００１９】
本発明の液滴吐出装置は、前記の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴としている。
この液滴吐出装置によれば、前述したように特に間欠性等についての良好な吐出安定性を発揮する液滴吐出ヘッドを備えているので、この液滴吐出装置自体も良好な吐出安定性を発揮するものとなる。
【００２０】
本発明の機能性膜は、前記の液滴吐出装置により機能性材料が吐出されて形成されたことを特徴としている。
この機能性膜によれば、良好な吐出安定性のもとで機能性材料が吐出されて形成されてなるので、特に膜厚が均一になるなど良好なものとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための図であり、図１（ａ）、（ｂ）において符号１は液滴吐出ヘッドである。この液滴吐出ヘッド１は、特にインクジェット法による液滴吐出をなすもので、図１（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数のキャビティ１５…とリザーバ１６とが形成されており、これらキャビティ１５…とリザーバ１６とは流路１７を介して連通している。
【００２２】
各キャビティ１５とリザーバ１６は、その内部に液状体を満たしてこれを収容するようになっており、これらの間の流路１７はリザーバ１６からキャビティ１５に液状体を供給する供給口として機能するようになっている。また、ノズルプレート１２には、キャビティ１５から液状体を吐出するための孔状のノズル１８が縦横に整列した状態で複数形成されている。ノズル１８は、前記キャビティ１５の側がテーパ形状になっており、キャビティ１５側に行くに連れて漸次拡径したものとなっている。また、キャビティ１５と反対の側の開口は、液滴を吐出するための吐出口９となっている。ここで、ノズルプレート１２には、その吐出口９を形成した面に撥液膜１０が形成されており、この撥液膜１０は、ノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にまで回り込んで形成されたものとなっている。
【００２３】
一方、振動板１３には、リザーバ１６内に開口する孔１９が形成されており、この孔１９には液状体を充填したタンク（図示せず）がチューブ（図示せず）を介して接続されるようになっている。
また、振動板１３のキャビティ１５に向く面と反対の側の面上には、図１（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、液滴吐出ヘッド１において吐出手段として機能するもので、一対の電極２１、２１間に挟持され、通電により外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。
【００２４】
このような構成のもとに圧電素子２０が接合された振動板１３は、圧電素子２０が撓曲すると、これと一体になって同時に外側へ撓曲し、これによりキャビティ１５の容積を増大させる。すると、キャビティ１５内とリザーバ１６内とが連通しており、リザーバ１６内に液状体が充填されている場合には、キャビティ１５内に増大した容積分に相当する液状体が、リザーバ１６から流路１７を介して流入する。
そして、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。よって、キャビティ１５も元の容積に戻ることから、キャビティ１５内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル１８の吐出口９から液状体の液滴２２が吐出される。
【００２５】
なお、液滴吐出ヘッド１の吐出手段としては、前記の圧電素子（ピエゾ素子）２０を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、さらにはレーザなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００２６】
このような構成の液滴吐出ヘッド１において、ノズルプレート１２には、前述したように吐出口９を形成した面からノズル１８の内壁面の吐出口９の近傍部にかけて撥液膜１０が形成されている。この撥液膜１０において、図２に示すように特にノズル１８の内壁面の、吐出口９の近傍部に形成された部分は、ノズル内撥液膜１１となっている。そして、特に本実施形態では、このノズル内撥液膜１１はさらに吐出口９側に形成された吐出口側撥液膜１１ａとキャビティ１５側に形成されたキャビティ側撥液膜１１ｂとからなっている。
【００２７】
このようなノズル内撥液膜１１においてキャビティ側撥液膜１１ｂは、吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満となっており、後退接触角が４０°以上となっている。また、吐出口側撥液膜１１ａは、吐出する液状体に対する前進接触角が５０°以上、９０°以下であり、かつ後退接触角が２５°未満であり、したがって前進接触角と後退接触角との差が２５°以上となっている。
【００２８】
また、ノズル１８の、前記キャビティ１５側の内壁面１８ａは、ステンレス製のノズルプレート１２がそのまま露出してなる面となっている。この内壁面１８ａの、吐出する液状体に対する後退接触角は、前記ノズル内撥液膜１１におけるキャビティ側撥液膜１１ｂの、吐出する液状体に対する後退接触角より小となっており、特に本実施形態ではほぼ０°となっている。
【００２９】
したがって、この液滴吐出ヘッド１は、そのノズル１８の内部構成により、特に良好な間欠性を有するなど、良好な吐出安定性を発揮するようになっている。すなわち、ノズル１８内において、吐出動作を終えて次の吐出に備えるべく、液状体のメニスカス端部Ｍが前記ノズル内撥液膜１１の吐出口側撥液膜１１ａ上を移動した際、この吐出口側撥液膜１１ａの吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が前述したように２０°以上と大きいことから、これが小さい場合に比べてメニスカス端部Ｍの位置の変動が少なくなる。また、特に後退接触角が２５°未満と小さいことにより、吐出口側撥液膜１１ａ上では液状体が比較的移動しにくくなっており、したがって吐出動作を終えて次の吐出に備えている際、メニスカス端部Ｍは吐出口９から出てしまうのが防止される。そして、メニスカス端部Ｍは最終的にキャビティ１５側に引き込まれることにより、キャビティ側撥液膜１１ｂ上にて留まり易くなる。したがって、メニスカス端部Ｍが毎回キャビティ側撥液膜１１ｂ上に位置することから、これがほぼ同じ位置となり、よって吐出量が安定化して良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００３０】
また、メニスカス端部Ｍが最終的にキャビティ１５側に引き込まれ、キャビティ側撥液膜１１ｂ上に留まると、このキャビティ側撥液膜１１ｂの吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満と小さく、しかも後退接触角が４０°以上であるので、特に次の吐出を待機している状態において液状体のメニスカス端部Ｍがこのキャビティ側撥液膜１１ｂ上で移動し易くなり、微振動を繰り返すような状態でわずかながら動くようになる。すると、このようなキャビティ側撥液膜１１ｂ上でのメニスカス端部Ｍの移動（変動）により、ノズル１８内の液状体は乾燥による蒸発によって固形分が生じてしまうことが抑えられ、これにより間欠性の低下が防止され、良好な吐出安定性を発揮するようになる。したがって、特に間欠性の悪い液状態に対しても、良好な吐出安定性を発揮するようになる。
【００３１】
なお、前記ノズル内撥液膜１１の幅、すなわちノズル１８の軸方向の長さは、ノズル１８の内径によっても異なるものの、例えば１０〜３０μｍ程度とされる。そして、特にこのノズル内撥液膜１１中のキャビティ側撥液膜１１ｂの幅は、好ましくは５μｍ以上１０μｍ未満とされる。キャビティ側撥液膜１１ｂの幅を５μｍ以上とすれば、前記のメニスカス端部Ｍが少なくとも５μｍ以上１０μｍ未満の幅内で移動（変動）し易くなっていることにより、蒸発がより良好に抑えられる。さらに、メニスカス端部Ｍの移動（変動）幅が吐出量の変動に大きく影響を与えない範囲となり、したがって良好な吐出の安定性が確保される。
【００３２】
また、キャビティ１５側の内壁面１８ａにおける後退接触角が前記ノズル内撥液膜１１におけるキャビティ側撥液膜１１ｂの後退接触角より小さいので、この内壁面１８ａ上では液状体が特に移動しにくくなっており、したがって液状体のメニスカス端部Ｍが吐出待機時にキャビティ１５内に引き込まれるのが防止されている。よって、液滴吐出後、次の吐出までの間においてメニスカス端部Ｍは、前述したようにキャビティ側撥液膜１１ｂ上にてわずかながら動きつつここに留まり易くなり、したがって間欠性の低下が防止され、良好な吐出安定性が発揮されるようになる。特に、前記内壁面１８ａの後退接触角がほぼ０°と小さいことにより、吐出安定性がより良好になっている。すなわち、より吐出を安定させるため、内壁面１８ａはキャビティ１５と同様に、特に後退接触角がほぼ０°になるような膜（面）であるのが望ましい。
【００３３】
ここで、ノズル内撥液膜１１（固体試料）の、吐出する液状体（液状試料）に対する前進接触角及び後退接触角は、動的接触角と呼ばれるもので、その測定法としては、例えば（１）ウィルヘルミー法、（２）拡張収縮法、（３）転落法などが知られている。なお、以下の測定法において固体試料としては、ステンレス板に前記ノズル内撥液膜１１と同様の撥液膜を形成したものを用いるものとする。
【００３４】
（１）ウィルヘルミー法は、試料槽内の液体試料中に固体試料を沈める過程で、また沈めたものを引き上げる過程での荷重を測定し、その測定値と固体試料の表面積の値とから動的接触角を求める方法である。固体試料を沈める過程で得られる接触角が前進接触角、引き上げる過程で得られる接触角が後退接触角である。
（２）拡張収縮法は、注射針やガラス毛細管等の先端から、固体試料表面上に液体試料を一定流量で押し出すことによって液滴を形成しながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって前進接触角を得、逆に注射針やガラス毛細管等の先端から液滴を形成している液体試料を引き込みながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって後退接触角を得る方法である。
（３）転落法は、固体試料上に液滴を形成し、この固体試料を傾ける、あるいは垂直にして固体試料上の液体を転落移動させながら、固体試料と液滴の間の接触角を測定するものである。液体が移動する方向の前方における接触角が前進接触角であり、後方における接触角が後退接触角である。
【００３５】
しかしながら、前記の測定法では、いずれも測定できる試料が限られているなどの難点があることから、本実施形態では、特に前記の（２）拡張収縮法の変形である、以下の測定法を用いている。
図３（ａ）に示すように、固体試料２の表面上に形成した液滴３内に針状管体４の先端が挿入されている状態で、固体試料２を水平方向に移動させる。すると、液滴３内に針状管体４が挿入されているので、液滴３と針状管体４との界面張力により、図３（ｂ）に示すように、固体試料２の移動に伴い液滴３が針状管体４に引きずられるように変形する。
【００３６】
このように液滴３が変形した状態での固体試料２と液滴３の間の接触角の大きさは、液滴３を成す液体の表面張力、固体試料２を成す固体の表面張力、液体−固体間の界面張力、摩擦力、吸着力、固体表面粗さ等によるため、この状態での接触角を測定することにより、動的接触角を得ることができる。すなわち、固体試料２の移動方向の前方の接触角θ１より後退接触角が得られ、後方の接触角θ２より前進接触角が得られる。
そして、このような動的接触角において特に後退接触角θ１は、液滴３の移動し易さの指標となり、この後退接触角θ１が大きければ液滴３が移動し易いことを示し、小さければ液滴３が移動しにくいことを示すものとなる。
【００３７】
このような測定方法は、固体試料２上の液滴内に針状管体の先端を挿入した状態で前記固体試料２を水平方向に移動させることにより、表面エネルギーや摩擦等の上記因子を調べることなく、その結果として引き起こされる動的接触角のみを測定することができるものであり、あらゆる固体試料および液体試料について動的接触角の測定を適切に行うことができる。したがって、本実施形態では、前進接触角、後退接触角の測定法として、図３に示した測定法を採用するものとする。なお、本発明は図３に示した測定法以外の測定法、例えば前記の（１）〜（３）に示した測定法を採用してもよいのはもちろんであるが、その場合、測定装置などの違い（器差）などによって測定法の間で得られる動的接触角（前進接触角、後退接触角）に差が生じることがある。そこで、図３に示した測定法以外の測定法を用いた場合には、その測定法と図３に示した測定法との間で相関をとっておき、実際に測定した数値（動的接触角）を図３に示した測定法で得られる数値（動的接触角）に換算し、用いるのが好ましい。
【００３８】
ここで、前記ノズル内撥液膜１１におけるキャビティ側撥液膜１１ｂとしては、例えば、プラズマ重合膜や金チオール膜が公的に用いられる。なお、プラズマ重合膜の形成方法としては、例えば特開平２００３−７２０８５号公報に開示されているような、シリコーン樹脂のモノマーか、あるいは重合度の低いシリコーン油を液体原料として用い、これを重合することで成膜する方法が好適に用いられる。
【００３９】
一方、ノズル内撥液膜１１における吐出口側撥液膜１１ａとしては、例えば撥液部と親液部とが分布して形成されたことにより、吐出する液状体に対して、前記した前進接触角、後退接触角を有するものとなっている。具体的には、前記の特許文献１に開示された共析メッキは、微視的に見ると撥液部と親液部とが不規則に点在したものとなっており、したがって吐出口側撥液膜１１ａとして好適なものとなる。
また、撥液部と親液部とを分布させた吐出口側撥液膜１１ａとしては、例えば図４（ａ）に示ようにリング状の親液部１１ｃと撥液部１１ｄとを縞状に、すなわち交互に形成したものが挙げられる。
【００４０】
親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが交互に存在していると、このノズル１８内を液状体が移動する際、その前進側では、主に撥液部１１ｄに留まりつつこれら撥液部１１ｄ間の親液部１１ｃ上を瞬時に移動することから、前進接触角が大きくなる傾向にあり、一方後退側では、親液部１１ｃに引きずられることで後退接触角が小さくなる傾向にある。
したがって、このようにリング状の親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが縞状に分布していることにより、この吐出口側撥液膜１１ａは前進接触角と後退接触角との差が大となり、よってこの吐出口側撥液膜１１ａを有した液滴吐出ヘッド１は、前述したように良好な吐出安定性を発揮するものとなる。
【００４１】
図４（ａ）に示したような、親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが縞状に交互に存在するノズル内撥液膜１１をノズル１８内に形成するには、まず、ノズル１８を形成したノズルプレート１２を用意する。なお、用意するノズルプレート１２のノズル１８としては、吐出口９の内径が約２５μｍであり、吐出口９からテーパ部までの間、すなわちストレートな部分の長さが約２５μｍであるものとした。
【００４２】
続いて、このノズルプレート１２の吐出口９を形成した面にシリコーン樹脂をプラズマ重合させ、図４（ｂ）に示すように吐出口９を形成した面にプラズマ重合膜を厚さ０．５μｍ程度に形成する。ここで、プラズマ重合膜の形成方法としては、前述したように例えば特開平２００３−７２０８５号公報に開示されているような、シリコーン樹脂のモノマーか、あるいは重合度の低いシリコーン油を液体原料として用い、これを重合することで成膜する方法が好適に用いられる。
このようにして形成を行うと、このプラズマ重合膜はノズル１８の吐出口９内にまで回り込んで形成され、図４（ｂ）に示したようにノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にもプラズマ重合膜が形成される。
【００４３】
なお、このノズル１８の内壁面に形成されたプラズマ重合膜の膜厚は例えば数１０ｎｍ程度となり、吐出口９を形成した面に形成されたプラズマ重合膜に比べ格段に薄くなる。
このようにしてプラズマ重合を行うと、得られたプラズマ重合膜は、−Ｓｉ−からなる主鎖を有し、かつアルキル基やアリル基等の炭素含有基を側鎖とするものとなることから、撥液性（撥水性）を有する膜、すなわち撥液膜１０となる。
【００４４】
このようにしてプラズマ重合膜からなる撥液膜１０を吐出口９形成面、およびノズル１８内の吐出口９近傍部にそれぞれ形成したら、ノズル１８内の吐出口９近傍部におけるキャビティ１５側、すなわちキャビティ側撥液膜１１ｂを形成する部分に、例えばここを遮光材料などで覆うことによって遮光層（図示せず）を形成する。そして、その状態でノズルプレート１２の撥液膜１０側、すなわち吐出口９側にこの吐出口９を覆って反射ミラー２３を設ける。反射ミラー２３としては、使用する波長域での反射率が高いことから誘電体ミラーが好適に用いられる。
【００４５】
このように、反射ミラー２３を吐出口９側の撥液膜１０に密着させ、吐出口９を覆ったら、その状態でノズルプレート１２の、吐出口９と反対の側から紫外線レーザ光であるエキシマレーザ光（波長；１７４ｎｍ）を、酸素存在下（ただし、酸素は紫外光を吸収してオゾンを発生するため、本実施形態では窒素に対してわずかに酸素を添加した）でノズル１８の軸方向に沿って照射する。
すると、ノズル１８内ではエキシマレーザ光の入射光と反射ミラー２３での反射光との間で干渉が起こり、干渉縞（干渉パターン）が生じる。そして、この干渉縞でノズル１８内のプラズマ重合膜（撥液膜１０）が露光されるので、プラズマ重合膜は部分的に露光されることになる。すなわち、このプラズマ重合膜には、干渉縞によってリング状の露光部と非露光部とが例えば約０．２μｍピッチで交互に形成されることになる。
【００４６】
露光部では、シリコーン樹脂からなるプラズマ重合膜中の側鎖であるアルキル基やアリル基がエキシマレーザ光によって破壊され、雰囲気中の酸素が取り込まれることにより、最終的には親水性（親液性）であるＳｉＯ_２を形成するようになる。したがって、図４（ａ）に示したようにノズル１８内において露光部では酸素が導入されることで親液化して親液部１１ｃとなる。一方、非露光部では、プラズマ重合膜（撥液膜１０）のまま、すなわち撥液部１１ｄとしてそのままに維持される。よって、前述したように親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが縞状に交互に存在するノズル内撥液膜１１が得られる。
また、前記の遮光層で覆った部分、すなわちキャビティ側撥液膜１１ｂを形成する部分は、遮光層で遮光されることにより非露光部となることから、撥液膜としてそのままに維持され、したがって遮光層が除去されることによってキャビティ側撥液膜１１ｂとなる。
【００４７】
なお、撥液部と親液部とを分布させた吐出口側撥液膜１１ａとしては、前述した共析メッキのように撥液部と親液部とを不規則に点在させることで形成してもよい。
このように撥液部と親液部とを不規則に点在させても、この吐出口側撥液膜１１ａは液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなる。すなわち、親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが不均一に存在していると、この吐出口側撥液膜１１ａ上を液状体が移動する際、その前進側では、主に撥液部１１ｄに留まりつつこれら撥液部１１ｄ間の親液部１１ｃ上を瞬時に移動することから、前進接触角が大きくなる傾向にあり、一方後退側では、親液部１１ｃに引きずられることで後退接触角が小さくなる傾向にある。
したがって、このように撥液部と親液部とを不規則に点在させていることにより、この吐出口側撥液膜１１ａは前進接触角と後退接触角との差が大となり、よってこの吐出口側撥液膜１１ａを有した液滴吐出ヘッド１は、良好な吐出安定性を発揮するものとなる。
【００４８】
このような、撥液部と親液部とを不規則に点在させたノズル内撥液膜１１を、共析メッキでなく例えば露光によって形成するには、まず、前記の例と同様にしてノズル１８を形成したノズルプレート１２を用意する。
続いて、このノズルプレート１２の吐出口９を形成した面にシリコーン樹脂をプラズマ重合させ、前記例と同様に吐出口９を形成した面にプラズマ重合膜を厚さ０．５μｍ程度に形成する。すると、プラズマ重合膜はノズル１８の吐出口９内にまで回り込んで形成され、ノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にもプラズマ重合膜が形成される。そして、このプラズマ重合膜は前述したように撥液膜１０となる。
【００４９】
このようにしてプラズマ重合膜からなる撥液膜１０を形成したら、前記の例と同様にして、キャビティ側撥液膜１１ｂを形成する部分に遮光層（図示せず）を形成する。そして、その状態でこのノズルプレート１２の撥液膜１０側、すなわち吐出口９側にこの吐出口９を覆って反射板（図示せず）を設ける。反射板としては、例えば表面にエキシマレーザ光の波長（１７４ｎｍ）程度の微細な凹凸パターンを有するアルミニウム製のものが好適に用いられる。ここで、微細な凹凸パターンとしては、例えば不規則なまだら模様で、反射光はスペックルパターンを形成するようなものが採用される。また、反射光がノズル１８の内壁の特定位置に結像するよう、縞模様のホログラム（例えばキノフォーム）を採用することもできる。
【００５０】
このように、反射板を吐出口９側の撥液膜１０に密着させ、吐出口９を覆ったら、前記の例と同様に、吐出口９と反対の側からエキシマレーザ光（波長；１７４ｎｍ）を、酸素存在下で照射する。
すると、反射板からの反射光は凹凸パターンによって乱反射を起こしてスペックルパターンを形成する。そして、このスペックルパターンで露光されることにより、プラズマ重合膜（撥液膜１０）は不均一に露光されたものとなり、これによりプラズマ重合膜には露光部、すなわち親液部１１ｃと、非露光部、すなわち撥液部１１ｄとが不規則に点在して形成されることになる。よって、撥液部と親液部とが不規則に点在した吐出口側撥液膜１１ａが得られる。
また、前記の遮光層で覆った部分、すなわちキャビティ側撥液膜１１ｂを形成する部分は、前記の例と同様に遮光層で遮光されることにより非露光部となることから、撥液膜としてそのままに維持され、したがって遮光層が除去されることによってキャビティ側撥液膜１１ｂとなる。
【００５１】
なお、前記実施形態では、そのノズル内撥液膜１１を、吐出口側撥液膜１１ａとキャビティ側撥液膜１１ｂとから形成したが、本発明はこれに限定されることなく、ノズル内撥液膜１１をキャビティ側撥液膜１１ｂのみから形成するようにしてもよく、その場合に、特に間欠性を良好にすることができる。
【００５２】
ここで、動的接触角の大きさが決定される大きな要因としては、次の２点が挙げられる。
第１には固体試料の表面粗さであり、第２は固体試料の表面組成である。そして、これらの総合した相互作用による力の釣り合いによって、対象となる（吐出する）液状体に対する動的接触角が決まると言われている。特に、表面粗さは前進接触角と後退接触角との差を広げる大きな要因になるとされている。
したがって、前記のプラズマ重合膜などは、表面粗さが極めて小となることから、前進接触角と後退接触角との差が十分に小さいものとなる。
一方、前述したように親液部１１ｃと撥液部１１ｄとが縞状に交互に存在する吐出口側撥液膜１１ａや、撥液部と親液部とが不規則に点在した吐出口側撥液膜１１ａは、前進接触角が大きくなる傾向にあり、かつ後退接触角が小さくなる傾向にあることから、前進接触角と後退接触角との差が大となる。
なお、動的接触角は、前述したように総合した相互作用による力の釣り合いによって決まることから、液状体の種類に関係なく、どんな液状体に対してもこれに対する動的接触角のみにより、その吐出安定性が決まるものとなる。
【００５３】
（実験例１）
ノズル内撥液膜の製造条件を変えて、吐出口側撥液膜１１ａとキャビティ側撥液膜１１ｂとが以下の表１に示すような動的接触角（前進接触角、後退接触角）を有するＡ〜Ｈのノズルプレートを作製し、これを用いた液滴吐出ヘッドの間欠性（間欠時間）を調べた。得られた結果を表１に示す。なお、これらＡ〜Ｈのノズルプレートの、ノズルのキャビティ側の内壁面の動的接触角は、いずれも前進接触角が２０°、後退接触角が０°であった。
【００５４】
ここで、前進接触角、後退接触角の測定法としては、前記の図３（ａ）、（ｂ）に示した方法を用いた。図３（ａ）、（ｂ）における針状管体４としては、ステンレスにポリ４フッ化エチレンをコートしたもので、外径が１．０ｍｍ、内径が０．８ｍｍのものを用いた。また、固体試料２を水平方向に移動させる際のステージ移動速度については、２ｍｍ／秒とした。
さらに、吐出する液状体としては、有機ＥＬ装置において緑色の発光層の形成材料として使用される、以下の化合物１、化合物２、化合物３からなるものを用いた。すなわち、これら化合物１〜３を、化合物１：化合物２：化合物３＝０．７６：０．２：０．０４の重量比で混合し、さらにこの混合物を溶媒としてのシクロヘキシルベンゼンに対して、０．５％の割合で溶解させたものを用いた。なお、この液状体は、特に乾燥による目詰まり等の吐出不良が生じやすく、したがって間欠性の悪いものである。
そして、このような条件のもとで測定を５回行い、その平均を求めて前進接触角、後退接触角をそれぞれ求めた。
【００５５】
【化１】

【００５６】
【化２】

【００５７】
【化３】

【００５８】
「表１」
吐出口側撥液膜 キャビティ側撥液膜 間欠時間
前進接触角 後退接触角 前進接触角 後退接触角 （秒） 「判定」
Ａ ７０° ２０° ７０° ２０° １０ ×
Ｂ ７０° ２０° ２０° ０° ５ ×
Ｃ ７０° ２０° ４０° ４０° ６０ ○
Ｄ ７０° ２０° ６０° ４０° ６０ ○
Ｅ ５０° ２０° ４０° ４０° ６０ ○
Ｆ ６０° ２０° ４０° ４０° ６０ ○
Ｇ ４０° ４０° ４０° ４０° ８０ △
Ｈ ７０° ７０° ７０° ７０° ８０ △
【００５９】
なお、間欠時間（間欠性）については、吐出間隔を１０秒ごとに増やしていき、目詰まり等による吐出不良が生じるまでの吐出間隔を調べ、良好な吐出が維持される吐出間隔を間欠時間とした。すなわち、例えば表１中のＣでは吐出時間が６０秒までは良好な吐出がなされるものの、７０秒では良好な吐出ができなかったことを意味している。
また、表１中の「判定」は、間欠時間（間欠性）に吐出安定性をも加えて総合的に評価した結果であり、表１中のＧ、Ｈについては、間欠時間（間欠性）は良好であるものの、吐出安定性が悪いことから、「△」とした。
表１に示した結果より、特にキャビティ側撥液膜１１ｂについては、前進接触角と後退接触角との差が２０°未満であり、後退接触角が４０°以上であるもの（Ｃ〜Ｈ）の間欠時間が長く、したがって特に間欠性の悪い液状体に対しても間欠性が良好になることが確認された。
【００６０】
（実験例２）
次に、特に吐出口側撥液膜による吐出安定性の作用を調べるため、ノズル内撥液膜の製造条件を変えて、以下の表２に示すように、前進接触角が異なるＡ〜Ｋのノズルプレートを作製し、これを用いた液滴吐出ヘッドの吐出量のバラツキを調べた。得られた結果を、ノズルのキャビティ側内壁面の前進接触角、後退接触角とともに表２に示す。なお、本例では、ノズル内撥液膜１１全体を吐出口側撥液膜とし、キャビティ側撥液膜の形成は省略した。
ここで、前進接触角、後退接触角の測定法としては、前記の実験例１と同じ条件で行った。ただし、吐出する液状体については、着色剤が３．０％、グリセリンが２０％であり、残りを水としたものを用いた。
そして、このような条件のもとで測定を５回行い、その平均を求めて前進接触角、後退接触角をそれぞれ求めた。
【００６１】
「表２」
吐出口側撥液膜 キャビティ側内壁面 吐出量のバラツキ（％）
前進接触角 後退接触角 前進接触角 後退接触角 （吐出安定性）「評価」
Ａ ２０° ２０° ２０° ０° ５．３ ×
Ｂ ３０° ２０° ２０° ０° ４．７ △
Ｃ ４０° ２０° ２０° ０° ４．７ △
Ｄ ５０° ２０° ２０° ０° １．８ ○
Ｅ ７０° ２０° ２０° ０° １．９ ○
Ｆ ８０° ２０° ２０° ０° １．４ ○
Ｇ ９０° ２０° ２０° ０° １．９ ○
Ｈ ９６° ２０° ２０° ０° ４．４ △
Ｉ １００° ２０° ２０° ０° ３．８ ○
Ｊ １０５° ２０° ２０° ０° ５．４ ×
Ｋ １１０° ２０° ２０° ０° ４．６ △
【００６２】
なお、吐出量のバラツキについては、吐出を４回行ってその都度吐出量を測定し、平均値、最大値、最小値を求め、以下の式によってバラツキの値を算出した。 バラツキの値（％）＝｛（最大値−最小値）／平均値｝×１００
また、評価については、高精彩描画に求められる吐出量のバラツキが平均値に対して±２％であることから、以下のような基準とした。
○；４％以下（±２％以下）
△；４〜５％（±２〜２．５％）
×；５％以上（±２．５％以上）
表１に示した結果より、特に吐出口側撥液膜の前進接触角については、５０°以上９０°以下の範囲内において吐出量のバラツキが小さくなり、良好な吐出安定性を有することが分かった。
【００６３】
（実験例３）
次に、ノズル内撥液膜の製造条件を変えて、以下の表３に示すように、特に後退接触角が異なるＬ〜Ｒのノズルプレートを作製し、これを用いた液滴吐出ヘッドの吐出量のバラツキを実験例２と同様にして調べた。得られた結果を表３に示す。なお、ノズルの、キャビティ側の内壁面の前進接触角、後退接触角も表３に併記する。また、吐出量のバラツキや評価については、実験例２と同様にして行った。
【００６４】
「表３」
吐出口側撥液膜 キャビティ側内壁面 吐出量のバラツキ（％）
前進接触角 後退接触角 前進接触角 後退接触角 （吐出安定性）「評価」
Ｌ ７０° ０° ２０° ０° ０．２ ○
Ｍ ７０° １０° ２０° ０° ０．２ ○
Ｎ ７０° ２０° ２０° ０° １．９ ○
Ｏ ７０° ２５° ２０° ０° ６．１ ×
Ｐ ７０° ３０° ２０° ０° ５．１ ×
Ｑ ７０° ５０° ２０° ０° ５．０ ×
Ｒ ７０° ７０° ２０° ０° ４．１ △
【００６５】
このように、吐出口側撥液膜の前進接触角が、前記の良好な吐出安定性を有する範囲内の値（７０°）のものについて、後退接触角を変えて吐出量のバラツキを調べたところ、表３に示した結果より、特にノズル内撥液膜の後退接触角については、２５°未満で吐出量のバラツキが小さくなり、良好な吐出安定性を有することが分かった。
【００６６】
（実験例４）
次に、吐出口側撥液膜の前進接触角と後退接触角とが同じであり、キャビティ側内壁面の前進接触角及び後退接触角をそれぞれ一定にしたノズルプレート（Ｓ〜Ｘ）と、キャビティ側内壁面の前進接触角及び後退接触角をそれぞれ吐出口側撥液膜の前進接触角及び後退接触角に一致させたノズルプレート（Ｙ〜ＤＤ）とを作製し、これを用いた液滴吐出ヘッドの吐出量のバラツキを実験例２と同様にして調べた。得られた結果を表４に示す。なお、吐出量のバラツキや評価については、実験例２と同様にして行った。
【００６７】
「表４」
吐出口側撥液膜 キャビティ側内壁面 吐出量のバラツキ（％）
前進接触角 後退接触角 前進接触角 後退接触角 （吐出安定性）「評価」
Ｓ ０° ０° ２０° ０° ６．３ ×
Ｔ ２０° ２０° ２０° ０° ５．１ ×
Ｕ ４０° ４０° ２０° ０° ５．４ ×
Ｖ ６０° ６０° ２０° ０° ４．３ △
Ｗ ８０° ８０° ２０° ０° ４．３ △
Ｘ １００° １００° ２０° ０° ４．８ △
Ｙ ０° ０° ０° ０° ８．０ ×
Ｚ ２０° ２０° ２０° ２０° ５．６ ×
ＡＡ ４０° ４０° ４０° ４０° ６．３ ×
ＢＢ ６０° ６０° ６０° ６０° ７．４ ×
ＣＣ ８０° ８０° ８０° ８０° １１．６ ×
ＤＤ１００° １００° １００° １００° １４．４ ×
【００６８】
表４より、キャビティ側内壁面の前進接触角及び後退接触角をそれぞれ一定にするとともに、その後退接触角を０°にしたもの（Ｓ〜Ｘ）の方が、キャビティ側内壁面の前進接触角及び後退接触角をそれぞれ吐出口側撥液膜の前進接触角及び後退接触角に一致させたもの（Ｙ〜ＤＤ）に比べて吐出量のバラツキが小さくなり、吐出安定性が比較的良好になることが分かった。また、特にキャビティ側内壁面の後退接触角が大きくなると、吐出量のばらつきが大きくなって不安定になることから、キャビティ側内壁面は濡れやすい状態、すなわち後退接触角が小さく、特に０°であるのが好ましいことが分かった。
【００６９】
ここで、後退接触角が０°とは、実際には後退接触角が０°程度、すなわちほぼ０°であることを意味している。これは、液状体がノズルプレートに対して極めて濡れやすい状態を意味していることになるが、このように濡れやすい状態（後退接触角が１０°未満）の場合、後退接触角の測定が前記の図３（ａ）、（ｂ）に示した方法では困難になり、十分に信頼性のあるデータとはなり得ないからである。
【００７０】
次に、本発明の液滴吐出装置の一実施形態を説明する。図５は、図１（ａ）、（ｂ）に示した液滴吐出ヘッド１を備えてなる液滴吐出装置の一例を示す図であって、図５中符号６０は液滴吐出装置の一例としてのインクジェットプリンター６０である。なお、以下の説明では、図５中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。図５に示したインクジェットプリンター６０は、紙等に印刷する一般的なプリンターであって、装置本体６２を備え、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ６２１を有し、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排出口６２２を有し、上部面に操作パネル６７を有したものである。
【００７１】
操作パネル６７は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成されたもので、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えたものである。装置本体６２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット６３を備えた印刷装置６４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置６４に送り込む給紙装置６５と、印刷装置６４および給紙装置６５を制御する制御部６６とが設けられている。
【００７２】
制御部６６の制御により、給紙装置６５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りするようになっている。間欠送りされる記録用紙Ｐは、ヘッドユニット６３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット６３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動し、記録用紙Ｐへの印刷を行うようになっている。すなわち、ヘッドユニット６３の往復動と、記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となり、インクジェット方式の印刷が行なわれるようになっている。
【００７３】
印刷装置６４は、ヘッドユニット６３と、ヘッドユニット６３の駆動源となるキャリッジモータ６４１と、キャリッジモータ６４１の回転を受けて、ヘッドユニット６３を往復動させる往復動機構６４２とを備えたものである。
ヘッドユニット６３は、その下部に、多数のノズル５１１を備えるインクジェット式記録ヘッド５０と、このインクジェット式記録ヘッド５０にインクを供給するインクカートリッジ６３１と、インクジェット式記録ヘッド５０およびインクカートリッジ６３１を搭載したキャリッジ６３２とを有したものである。ここで、前記インクジェット式記録ヘッド５０は、図１（ａ）、（ｂ）に示した、吐出安定性が良好な液滴吐出ヘッド１からなっている。
【００７４】
なお、インクカートリッジ６３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、ヘッドユニット６３には、各色にそれぞれ対応したインクジェット式記録ヘッド５０が設けられることになる。
【００７５】
往復動機構６４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸６４３と、キャリッジガイド軸６４３と平行に延在するタイミングベルト６４４とを有したものである。
キャリッジ６３２は、キャリッジガイド軸６４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６４４の一部に固定されたものである。
キャリッジモータ６４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト６４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸６４３に案内されて、ヘッドユニット６３が往復動する。そして、この往復動の際に、インクジェット式記録ヘッド５０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われるようになっている。
【００７６】
給紙装置６５は、その駆動源となる給紙モータ６５１と、給紙モータ６５１の作動により回転する給紙ローラ６５２とを有したものである。
給紙ローラ６５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ６５２ａと、駆動ローラ６５２ｂとで構成されたものであり、駆動ローラ６５２ｂは、給紙モータ６５１に連結されたものである。このような構成によって給紙ローラ６５２は、トレイ６２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置６４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ６２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成としてもよい。
【００７７】
制御部６６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置６４や給紙装置６５等を制御することにより印刷を行うものである。
この制御部６６には、いずれも図示しないものの、主に各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子（振動源）５４を駆動してインクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置６４（キャリッジモータ６４１）を駆動する駆動回路、給紙装置６５（給紙モータ６５１）を駆動する駆動回路、およびホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとが備えられている。
【００７８】
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ６３１のインク残量、ヘッドユニット６３の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサが、それぞれ電気的に接続されている。
制御部６６は、通信回路を介して印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理し、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づき、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電素子５４、印刷装置６４および給紙装置６５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに所望の印刷がなされる。
【００７９】
このようなインクジェットプリンター６０にあっては、前述したように特に間欠性等についての良好な吐出安定性を発揮するインクジェット式記録ヘッド５０を備えているので、このインクジェットプリンター６０自体もインク（液状体）の吐出安定性が良好なものとなる。
【００８０】
次に、本発明の液滴吐出装置の他の実施形態を説明する。図６は、図１（ａ）、（ｂ）に示した液滴吐出ヘッド１を備えてなる液滴吐出装置の他の例を示す図であって、図６中符号３０は主に工業用に用いられる液滴吐出装置である。この吐出装置３０は、ベース３１、基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３、前記吐出ヘッド１からなる吐出ヘッド部４０、液状体タンク３５、等を有して構成されたもので、吐出ヘッド部４０から基板（基体）Ｓに対して液状体を吐出し、液状体を膜状に塗布するものである。
【００８１】
ベース３１は、その上に前記基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３を設置したものである。
基板移動手段３２は、Ｙ軸方向に沿って形成されたガイドレール３６を有したもので、例えばリニアモータにより、スライダ３７をガイドレール３６に沿ってＹ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【００８２】
テーブル３９は、基板Ｓを位置決めし、保持するもので、前記スライダ３７上に保持固定されたものである。このテーブル３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｓをテーブル３９の上に吸着保持するようになっている。基板Ｓは、テーブル３９の位置決めピン（図示せず）により、テーブル３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。このような構成のもとに基板Ｓは、スライダ３７の移動により、テーブル３９に伴われてＹ軸方向に移動させられ、搬送されるようになっている。テーブル３９には、吐出ヘッド部４０がインクを捨打ちあるいは試し打ちするための捨打ちエリア（図示せず）が設けられている。
【００８３】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂとを備えてなるもので、該走行路３３ｂをＸ軸方向、すなわち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを有して形成されたもので、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に吐出ヘッド３４を保持させるスライダ４２を移動可能に保持したものである。スライダ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより吐出ヘッド部４０をＸ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【００８４】
吐出ヘッド部４０には、図示しないものの、図１（ａ）、（ｂ）に示した液滴吐出ヘッド１が備えられている。この吐出ヘッド部４０においては、揺動位置決め手段としてのモータ４３、４４、４５、４６が液滴吐出ヘッド１（図示せず）に接続されている。そして、モータ４３を作動させると、液滴吐出ヘッドはＺ軸に沿って上下動し、Ｚ軸上での位置決めが可能になっている。なお、このＺ軸は、前記のＸ軸、Ｙ軸に対しそれぞれに直交する方向（上下方向）である。また、モータ４４を作動させると、液滴吐出ヘッドは図６中のβ方向に沿って揺動し、位置決め可能になり、モータ４５を作動させると、液滴吐出ヘッドはγ方向に揺動して位置決め可能になり、モータ４６を作動させると、液滴吐出ヘッドはα方向に揺動して位置決め可能になる。
【００８５】
このような構成のもとに、吐出ヘッド部４０の液滴吐出ヘッドは、スライダ４２上において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能となり、かつ、α、β、γに沿って揺動し、位置決め可能となっている。したがって、液滴吐出ヘッドのインク吐出面を、テーブル３９側の基板Ｓに対する位置あるいは姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。
液状体タンク３５は、吐出ヘッド部４０の近傍に配置されたもので、吐出によって形成する構成要素の液状材料（液状体）を貯留したものである。
【００８６】
このような液滴吐出装置３０にあっても、前述したように特に間欠性等についての良好な吐出安定性を発揮する液滴吐出ヘッド１からなる吐出ヘッド部４０を備えているので、この液滴吐出装置３０自体も液状体の吐出安定性が良好なものとなる。したがって、この液滴吐出装置３０によって形成される膜、すなわち吐出される液状体に対応した機能を有してなる機能性膜は、特にその膜厚などが均一なものとなり、よってその機能特性が安定したものとなる。
【００８７】
なお、このような液滴吐出装置３０によって形成される機能性膜、すなわち本発明の機能性膜としては、例えば半導体装置や発光装置など各種のデバイスに採用される機能性膜を挙げることができる。具体的には、液晶装置におけるカラーフィルタや配向膜、パッシベーション膜、平坦化膜、層間絶縁膜、また有機ＥＬ装置における正孔注入層や発光層となる膜、さらにこれら液晶装置や有機ＥＬ装置、半導体装置等における金属配線や、その製造の際に用いられるレジスト膜などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
【図２】ノズルプレートの要部拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は動的接触角の測定法説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はノズル内撥液膜の一例を示す図である。
【図５】液滴吐出装置の一実施形態を説明するための図である。
【図６】液滴吐出装置の他の実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１…液滴吐出ヘッド、９…吐出口、１０…撥液膜、
１１…ノズル内撥液膜、１１ａ…吐出口側撥液膜、
１１ｂ…キャビティ側撥液膜、１１ｃ…親液部、１１ｄ…撥液部、
１２…ノズルプレート、１５…キャビティ、１８…ノズル、
３０…液滴吐出装置、４０…吐出ヘッド部、
５０…インクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）、
６０…インクジェットプリンター（液滴吐出装置）

Claims (10)

1. 液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを形成したノズルプレートとを有し、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記ノズルの吐出口から吐出する液滴吐出ヘッドであって、
   前記ノズルの内壁面の前記吐出口側にノズル内撥液膜が形成され、
   前記ノズル内撥液膜の少なくとも前記キャビティ側が、吐出する液状体に対する前進接触角と後退接触角との差が２０°未満であり、後退接触角が４０°以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記ノズル内撥液膜の前記キャビティ側の幅が、５μｍ以上１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側が、吐出する液状体に対する前進接触角が５０°以上９０°以下であり、後退接触角が２５°未満であることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、撥液部と親液部とが分布して形成されてなることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、リング状の撥液部と親液部とが縞状に形成されてなることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記ノズル内撥液膜の前記吐出口側は、撥液部と親液部とが不規則に点在して形成されてなることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記ノズルの前記キャビティ側の内壁面の、吐出する液状体に対する後退接触角が、前記ノズル内撥液膜の前記キャビティ側の、吐出する液状体に対する後退接触角より小であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記ノズルの前記キャビティ側の内壁面の、吐出する液状体に対する後退接触角が、ほぼ０°であることを特徴とする請求項７記載の液滴吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
10. 請求項９記載の液滴吐出装置により機能性材料が吐出されて形成されたことを特徴とする機能性膜。

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