JP2006082445A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル形成部材と撥水層の密着力が十分でなく、ワイピングに対する耐久性が低く、あるいは、密着力を向上させると、加工上十分なノズル径精度が得られなくなる。
【解決手段】 金属部材からなり、ノズル先穴６１を形成した基材としてのノズル形成部材６２の液滴吐出面側に、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３、有機ケイ素化合物層６４、フッ素系撥水層６５を順次積層形成し、液室側からレーザ光でノズル１４内にはみ出す部分を除去することで、径精度の高いノズル１４を形成するとともに、ノズル形成部材６３とフッ素系撥水層６５の密着力を向上して耐久性を向上する。
【選択図】図４

Description

本発明は液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置に関する。

例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（吐出室、圧力室、加圧室、インク流路等とも称される。）と、この液室内の液体を加圧するためのエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えた液滴吐出ヘッドを記録ヘッドとして搭載したものがある。

このような液滴吐出ヘッドにおいて、ノズルから液滴を吐出するために、ノズルの形状及び精度は、滴体積や滴速度など滴吐出特性に大きな影響を与えることから、ノズルの吐出側表面に撥水膜（撥インク膜）を形成することによって、ノズルの吐出側表面の均一性を高めることで、滴吐出特性の安定化が図られている。

従来のこのよう撥水層を形成した液滴吐出ヘッドとしては、例えば特許文献１に記載されているように、ステンレスやシリコンなどからなるノズル形成部材にフッ素樹脂重合膜を形成した後、加熱処理してフッ素樹脂重合膜を硬化させたものがある。
特開２００３−７２０８６号公報

また、特許文献２に記載されているように、樹脂材料からなるノズル形成部材を用いて、撥水層と樹脂層との密着性を改善するため、ノズル形成部材とフッ素系撥水剤との間にＳｉＯ_２膜を形成したものがある。
特開２００３−３４１０７０号公報

さらに、特許文献３に記載されているように、ノズルの周辺部が、支持基体の片面にテトラフルオロエチレンを一成分とする共重合体を含む有機樹脂層を、そしてその反対面には接着層により構成される撥インク層にて被覆されてなるものがある。
特開平１０−３０５５８２号公報

また、特許文献４に記載されているように、シリコーン油をプラズマ重合して、撥インク層を形成したものがある。
特開２００３−７２０８５号公報

一方、ノズル形成部材にノズル孔を加工する方法としては、ノズルが連通する液室を形成した液室構成部材にノズル形成部材となる樹脂部材を予め接合した後、ノズル形成部材にエキシマレーザーを用いてノズル孔を加工する方法が知られている。
特開平２−１２１８４２号公報 特開平１−１０８０５６号公報

上述したように、従来の液滴吐出ヘッドにあっては、ノズル形成部材と撥水層の密着力性を改善するための試みが行なわれているが、ノズル形成部材を金属部材で形成した場合のフッ素樹脂系撥水層との密着性は未だ十分に改善されておらず、ワイピングなどで撥水層の表面を擦過した場合に、撥水層が界面から剥離するという課題がある。

また、フッ素系樹脂層で撥インク層（撥水層）を形成した場合、表面張力３０ｍＮ／ｍ程度以上の染料インク、顔料インクでは良好な撥インク性を持たせることが可能であったが、１５〜３０ｍＮ／ｍの表面張力の低いインクや、フッ素系界面活性剤を添加したインクでは、十分な撥インク性を得ることができないという課題がある。

この場合、上述したように、特許文献４に記載されているように、シリコーン樹脂皮膜を形成することにより、インク移動性の良い撥水層を形成することができるが、従来は、液状のシリコーン樹脂材料を真空蒸着する方法や、シリコーンオイルをプラズマ重合することによってシリコーン樹脂被膜を形成している。

そのため、シリコーン樹脂被膜の成膜時に真空処理をする必要があり、設備が大掛かりでコストが高くなる。また、真空蒸着やプラズマ重合等の方法によりシリコーン樹脂皮膜を形成する場合、成膜時間が長く形成される皮膜が非常に薄いため、ピンホール等の欠陥を生じやすいという課題がある。また、真空蒸着やプラズマ重合等の方法では皮膜を厚くすることが困難であり、ワイピングやインクに対する十分な耐久性を確保することが難しいという課題がある。

さらに、従来の液滴吐出ヘッドにあってはノズルへの撥水層のはみ出しという課題がある。つまり、特に、先穴を加工したノズル形成部材に撥水層被膜を厚く形成する場合、どうしてもノズル内に撥水層がはみ出し、ノズルからの液滴の噴射方向に悪影響を与えることになる。この場合、ディスペンサーでエアーをノズルから噴出しながら塗布する方法などが考えられているが、十分な効果が得られていない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ワイピングや記録液に対する十分な耐久性を有する撥水層を備える液滴吐出ヘッド及びその撥水層のノズル内へのはみ出しを抑えた液滴吐出ヘッドの製造方法を提供し、そのような液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されている構成とした。

ここで、ノズル形成部材がニッケル電鋳で形成されているが好ましい。また、フッ素系撥水層の膜厚が１Å以上３００Å以下であることが好ましい。さらに、フッ素系撥水層が、変性パーフルオロポリオキセタンから形成されていることが好ましい。さらにまた、有機ケイ素化合物層がジメチルシロキサン系化合物からなる層であることが好ましい。また、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層の膜厚が、０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、フッ素系撥水層を有する本発明に係る液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングする構成としたものである。

この場合、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることが好ましい。この場合、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することが好ましい。また、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみ有機ケイ素化合物層、フッ素系撥水層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することが好ましい。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されている構成としたものである。

ここで、ノズル形成部材がニッケル電鋳で形成されていることが好ましい。また、シリコーン樹脂の膜厚が1μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層の膜厚が、０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。さらにまた、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層とシリコーン樹脂層との間にケイ素酸化膜層が介在していることが好ましい。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコーン樹脂層を有する本発明に係る液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングする構成としたものである。

ここで、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることが好ましい。この場合、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、シリコーン樹脂層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することが好ましい。また、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみシリコーン樹脂層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することが好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、記録液を吐出する記録ヘッドとして本発明に係るいずれかの液滴吐出ヘッドを備えたものである。

ここで、使用する記録液の表面張力が１５ないし３０Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。また、記録液はフッ素系界面活性剤を含んでいることが好ましい。さらに、記録液は顔料を含む顔料系記録液であることが好ましく、この場合、自己分散型顔料系記録液、高分子分散型顔料系記録液、樹脂被覆型顔料系記録液のいずれかであることが好ましい。

本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されている構成としたので、フッ素系撥水層と有機ケイ素系化合物層と密着するため、ノズル形成部材との密着力が向上して、撥水層の耐久性が向上する。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されている液滴吐出ヘッドを製造するとき、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングする構成としたので、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂のフィルムを金属部材に貼る場合に比べてノズル径精度を向上することができるようになり、これにより、高耐久な高撥水膜を持つ高精度のノズルを得ることができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されている構成としたので、シリコーン樹脂とノズル形成部材の密着力が高くなり、耐久性が向上する。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されている液滴吐出ヘッドを製造するとき、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングする構成としたので、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂のフィルムを金属部材に貼る場合に比べてノズル径精度を向上することができるようになり、これにより、高耐久な高撥水膜を持つ高精度のノズルを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図３は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。

この液滴吐出ヘッドは、流路ユニット１とアクチュエータユニット２とを接合し、流路ユニット１をフレーム部材３上に固定するとともに、フレーム部材3内部にアクチュエータユニット２を収納し、更に流路ユニット１を覆うノズルカバー４を装着したものである。

流路ユニット１は、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１１と、この流路板１１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板１２と、流路板１１の上面に接合したノズル板１３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１４が連通する流路であるノズル連通路１５及び液室１６、液室１６にインクを供給するための共通液室１８に連通するインク供給口１９などを形成している。

アクチュエータユニット２は、流路ユニット１の振動板１２を変形させて液室１６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列の積層型圧電素子２１と、この圧電素子２１を接合固定する基板２２とを備えている。なお、圧電素子２１の間には支柱部２３を設けている。この支柱部２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子２１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。

また、このアクチュエータユニット２では、圧電素子２１に図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）に接続するためのＦＰＣなどの電装基板２４を接続して、ユニットを構成している。電装基板２４もユニット構成部材とすることで、取り扱いが容易になる。

フレーム部材３には、アクチュエータユニット２を収納する貫通部３１及び共通液室１８となる凹部、この共通液室１８に外部からインクを供給するためのインク供給穴３２を形成している。このフレーム部材３は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。

そして、これらの流路ユニット１とアクチュエータユニット２とを接着剤で接合し、更にアクチュエータユニット２をフレーム部材３に接着剤で接合して流路ユニット１とアクチュエータユニット２を一体的に固定している。

そして、これにノズルカバー４を取付けることで、ノズル板１５の周縁部（ヘッド外周部）を被覆して、ノズル板１３表面に付着するインクが内部に侵入しないようにしている。

ここで、流路板１１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１５ａ、加圧液室１６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。

振動板１２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１２に圧電素子２１及び支柱部２３を接着剤接合し、更にフレーム部材３を接着剤接合している。

ノズル板１３は各液室１６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１４を形成し、流路板１に接着剤接合している。このノズル板１３は、後述するように、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。

圧電素子２１は、圧電材料５１と内部電極５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極５２には個別電極５３及び共通電極５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１６内インクを加圧する構成としているが、圧電素子２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板２２に１列の圧電素子２１が設けられる構造とすることもできる。

このように構成した液滴吐出ヘッドヘッドにおいては、圧電素子２１に対して選択的に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子２１が積層方向に伸長して振動板１２をノズル１４方向に変形させ、液室１６の容積／体積変化によって加圧液室１６内の記録液が加圧され、ノズル１４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、液滴の吐出に伴って加圧液室１６内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって加圧液室１６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２１への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板１２が元の位置に戻って加圧液室１６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室１８から加圧液室１６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１４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に圧電素子２１にパルス電圧を印加し液滴を吐出させる。

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（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引き−押し打ちを行うこともできる。

次に、この第１実施形態の液滴吐出ヘッドにおけるノズル板１３について図４をも参照して説明する。なお、同図は同ノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。
このノズル板１３は、金属部材からなり、ノズル先穴６１を形成した基材としてのノズル形成部材６２の液滴吐出面６２ａ側に、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層（以下「ポリイミド／ポリアミド樹脂層」という。）６３が、このポリイミド／ポリアミド樹脂層６３上に有機ケイ素化合物層６４が、この有機ケイ素化合物層６４上にフッ素系撥水層６５が、それぞれ順次積層形成されている。なお、これらのポリイミド／ポリアミド樹脂層６３、有機ケイ素化合物層６４及びフッ素系撥水層６５の開口部分をノズルエッジ１４ａと称し、ノズルエッジ１４ａとノズル先穴５１とを併せてノズル１４という。

ノズル形成部材６２は、上述したように金属部材からなるが、Ｎｉ電鋳によって形成することで、ノズル径を精度よく形成できるとともに、レーザー加工の際に高精度なマスクの役割を果たし、フッ素系撥水層の穴径を精度よく形成することができるようになる。

ポリイミド／ポリアミド樹脂層６３を形成する材料としては種々のものが使用可能であるが、後述するように、液状の樹脂材料を塗布することが好ましく、このような材料としてはユピファイン（商品名、宇部興産製）、ケミタイト（商品名、東芝ケミカル製）などが市販されている。

このポリイミド／ポリアミド樹脂層６３は、膜厚が厚くなると、滴吐出面側の径精度の劣化をもたらし、薄すぎるとピンホール等の発生により、有機ケイ素化合物層６４やフッ素系撥水層６５の剥離を引き起こすことになる。このため、この樹脂層６３の膜厚としては、０．１〜５μｍの範囲にすることが好ましい。この範囲とすることにより、ノズル径の精度を損ねることなく、ポリイミド／ポリアミド樹脂層のピンホールによる撥水層の密着不良も防止することができる。

そして、ポリイミド／ポリアミド樹脂層６３は、上述したように、液状の状態でノズル形成部材６２にコーティングすることによって、０．１〜５μｍの範囲の膜厚を容易に得ることができ、ノズル径精度を損なうことなく、ポリイミド／ポリアミド樹脂層のピンホールによる撥水層の密着不良を防止することができる。

有機ケイ素化合物層６４の形成には、蒸着法や適当な溶媒に溶かしてのスピンコートなども利用可能である。有機ケイ素化合物層６３の膜厚は、密着力が確保できる範囲で必要最小限の厚さとすることが、工程時間、材料費（コスト）から見て有利である。有機ケイ素化合物層６４の膜厚があまり厚くなると、エキシマレーザーでのノズル孔加工に支障が出る場合が生じる。

すなわち、ポリイミド／ポリアミド樹脂層６３はきれいにノズル孔形状加工されていても、有機ケイ素化合物層６４の一部が十分に加工されず、加工残りになることがある。したがって、具体的には密着力が確保でき、エキシマレーザー加工時に有機ケイ素化合物層６４が残らない範囲として、膜厚１Å〜３００Åの範囲が好ましく、より好ましくは、１０Å〜１００Åの範囲内である。

本発明者らの実験によると、有機ケイ素化合物層６４の膜厚が３０Åでも密着性は十分であり、エキシマレーザー加工性についてはまったく問題がないことが確認された。また、有機ケイ素化合物層６４の膜厚が３００Åでは僅かな加工残りが観察されたが、使用可能範囲であり、３００Åを超えるとかなり大きな加工残りが発生し、使用不可能なノズル異形の発生が確認された。

この有機ケイ素化合物層６４としては、ジメチルシロキサン系樹脂がポリイミド／ポリアミド樹脂層６２及びフッ素系撥水層６５の双方と相性が良く、密着力を向上する上で好ましい。

フッ素系撥水層６５に使用するフッ素系撥水材料としては、いろいろな材料が知られているが、ここでは変性パーフルオロポリオキセタン（ダイキン工業（株）製、商品名：オプツールＤＳＸ）を用いて、膜厚（層厚）が１Å以上３０Å以下の範囲内になるように蒸着することで必要な撥水性を得ている。変性パーフルオロポリオキセタンをフッ素系撥水剤として使用することにより、ワイピング耐久性が向上するとともに、エキシマレーザー加工性が良好になるので、耐久性と加工性を両立することができる。

実験結果では変性パーフルオロポリオキセタンの厚さは、１０Åでも２０Å、３０Åでも撥水性、ワイピング耐久性能に差は見られなかった。よって、コストなどを考慮すると、より好ましくは、１Å〜２０Åの範囲内である。

このように、この液滴吐出ヘッドによれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されている構成としたので、フッ素系撥水層と有機ケイ素系化合物層と密着するため、ノズル形成部材との密着力が向上して、ワイピングなどに対する撥水層の耐久性が向上する。

ここで、フッ素系撥水層の膜厚が１Å以上３００Å以下とすることができる。これは、有機ケイ素化合物とフッ素系撥水層が化学的結合によって密着するため、フッ素系撥水層の膜厚を非常に薄くすることができるようになり、この結果、必要材料の使用量が低減し、処理時間も短縮できて、コストを低減することができる。

また、フッ素系撥水層を変性パーフルオロポリオキセタンから形成することで、ワイピング耐久性とエキシマレーザー加工性を両立することができる。これは、有機ケイ素化合物とフッ素系撥水層の密着性が高いことから、有機ケイ素化合物の膜厚、フッ素系撥水層の膜厚を薄くすることができて、エキシマレーザーによる加工が容易になるためである。

さらに、有機ケイ素化合物層がジメチルシロキサン系化合物からなる層であることで、より密着性を改善し、撥水層を薄くすることができる。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第１実施形態として上記第１実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板１３の製造工程を例にして図５を参照して説明する。
この実施形態では、図５（ａ）に示すように、ノズル先穴６１の加工がされた金属のノズル形成部材６２の滴吐出面６２ａ側に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布し、硬化させてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３を形成した後、図５（ｂ）に示すように、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３上に有機ケイ素化合物層６４を形成し、更に図５（ｃ）に示すように、有機ケイ素化合物層６４上にフッ素系撥水層６５を形成する。

この段階では塗布によって形成されるポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３の一部がノズル形成部材６２のノズル先穴６１内にはみ出した（閉塞する場合も含む）はみ出し部６３ａとなっているので、このままではノズルとしての機能を持たない。そこで、図５（ｄ）に示すように、流路面側（液室面側）からレーザー光６６を照射し、ノズル先穴６１内にはみ出している樹脂（はみ出し部５３ａ）を除去する。

このとき、レーザー光６６は、液室面側から照射することによって、金属部材であるノズル形成部材６２をマスクとして使用することができ、ノズル径相当に絞る必要がなく、全面露光でもノズルを形成でき、極めて生産性に優れている。

また、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３は極めて薄いので、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂のフィルムを貼って形成した場合のように、滴吐出面側がマスク（ノズル形成部材６２）から離れていないため、ノズル径精度も極めて精度良く形成できる。

そこで、具体的に説明すると、図５（ａ）に示すように、ノズル先穴６１を形成した金属部材からなるノズル形成部材６２に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布する。この塗布は、スピンコート、ロールコートなどで実施することができる。これを硬化させることでポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３を形成するが、このとき、ノズル先穴６１内に樹脂が侵入してしまうので、はみ出し部６３ａが形成される。

次いで、図５（ｂ）に示すように、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３の表面に有機ケイ素化合物層６４を形成する。

次いで、図５（ｃ）に示すように、有機ケイ素化合物層６４上にフッ素系撥水層６５を形成する。このフッ素系撥水層６５を形成する方法としては、フッ素系撥水剤をスピンコータ、ロールコータ、スプレーコータ、スクリーン印刷などの方法で塗布することもできるが、本発明者らの実験によると、真空蒸着で成膜する方法が撥水層６５の密着性の向上につながることが確認された。

また、真空蒸着についても、上記有機ケイ素化合物層６４を形成した後、そのまま同じ真空チャンバ内で実施することで、さらに良い効果が得られることが確認された。これは、有機ケイ素化合物層６４を形成した後、一旦真空チャンバからワークを取り出すと不純物などが表面に付着することにより、密着性が損なわれるものと推測される。

また、フッ素系撥水材料については、種々の材料が知られているが、ここでは、フッ素非晶質化合物として、シラン変性パーフロロポリエーテルを使用することで、特にインクに対する必要な撥水性を得ることができることが確認された。

そこで、図５（ｄ）に示すように、ノズル形成部材６２をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光６６を照射することによって、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３のはみ出し部６３ａを、このはみ出し部６３ａ上に載る有機ケイ素化合物層６４及びフッ素系撥水層６５を含めて除去することによって、ノズルエッジ１４ａ形成する。これによりノズル先穴６１及びノズルエッジ１４ａを含むノズル１４が形成される。

このように、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングしてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層を形成することによって、ポリイミド／ポリアミド樹脂層の膜厚を０．１〜５μｍの範囲に容易にすることができて、高耐久性の高精度のノズルを形成することができる。

また、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることで、この先穴をマスクとしてノズルを形成することができて、ノズル径精度を高精度にすることができる。

さらに、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することにより。レーザー径を絞る必要がなくなり、広域照射で多くのノズルを同時に加工することができて、コストダウンを図れる。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第２実施形態として上記第１実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板１３の製造工程を例にして図６を参照して説明する。
この実施形態では、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂は金属、特にＳＵＳやＮｉとの被着性が高く、かつエポキシ接着剤等との接着力も高いことから、金属面に塗布することにより接着力改善の効果が得られる。また、安定で溶剤にも強く、インク等の液に接液してもほとんど劣化しない。そこで、これらの特性をいかすため、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を金属部材からなるノズル形成部材の両面に塗布し、流路面側にポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂からなる接着改善層を形成する。

ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂の塗布方法は、ディップ法などでもよいし、スピンコータ、ロールコータで片面ずつ塗る手法でもよい。このとき、ノズル内がポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂で閉塞されるため、レーザーによってノズル内部の樹脂を除去する。この場合、照射径はノズル近傍部を除去できればよいので、ノズルをレーザーで形成する場合ほど高精度を必要とせず、多穴を同時加工でき、生産性が高くなる。

これを具体的に説明すると、図６（ａ）に示すように、先穴６１の加工がされた金属のノズル形成部材６２の両面に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂をスピンコート、ロールコートなどを用いて塗布し、硬化させてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３を形成する。この場合、先穴６１内もポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂が入り込む。

その後、図６（ｂ）に示すように、吐出面側のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３の表面に有機ケイ素化合物６４を形成し、更に図６（ｃ）に示すように、有機ケイ素化合物６４上にフッ素系撥水層６５を形成する。

次いで、図６（ｄ）に示すように、所定のマスクを用いてノズル先穴６１を含む所要の領域に液室面側からエキシマレーザー光６６を照射することによって、ノズル形成部材６２の液室側のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３を除去して、残存部分のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３を接合改善層６７として残し、また、ノズル形成部材６２をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光６６を照射することによって、ノズル先穴６１内のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３及びこれに続くノズルエッジ１４ａ部分のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層６３並びに有機ケイ素化合物層６４及びフッ素系撥水層６５を除去することによって、ノズル１４を形成する。

このように、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみ有機ケイ素化合物層、フッ素系撥水層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することにより、流路側には接合性改善膜、吐出面側には高撥水の基盤となる膜の両方を同時に形成することができて、高撥水でかつ信頼性の高いヘッドを低コストで形成することができる。

ここで、フッ素系撥水層について説明する。フッ素系撥水層を形成するための撥水性材料としては、フッ素原子を有する有機化合物、特にフルオロアルキル基を有する有機物を使用することができる。また、ジメチルシリキサン骨格を有する有機ケイ素化合物等も撥水剤材料である。

フッ素原子を有する有機化合物としては、フルオロアルキルシラン、フルオロアルキル基を有するアルカン、カンボン酸、アルコール、アミン等が好ましい。具体的には、フルオロアルキルシランとしては、ヘプタデカフルオロ−１、１、２、２−テトラハイドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１、１、２、２−テトラハイドロトリクロオシラン；フルオロアルキル基を有するアルカンとしては、オクタフルオロシクロブタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオローｎーヘキサン、パーフルオローｎーヘプタン、テトラデカフルオロー２ーメチルペンタン、パーフルオロドデカン、パーフルオロオイコサン；フルオロオアルキル基を有するカルボン酸としては、パーフルオロデカン酸、パーフルオロオクタン酸；フルオロアルキル基を有するアルコールとしては、３、３、４、４、５、５、５−ヘプタフルオロー２ーペンタノール；フルオロアルキル基を有するアミンとしては、ヘプタデカフルオロー１、１、２、２−テトラハイドロデシルアミン等を挙げることができる。

また、ジメチルシロキサン骨格を有する有機ケイ素化合物としては、α，ｗ−ビス（３ーアミノプロピル）ポリジメチルシロキサン、α、ｗ−ビス（３ーグリシドキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、α，ｗ−ビス（ビニル）ポリジメチルシロキサン等を挙げることができる。

さらに、別の撥水性材料として、シリコン原子を有する有機化合物、特にアルキルシロキサン基を有する有機化合物が使用できる。アルキルシロキサン基を有する有機化合物としては、含アルキルシロキサンエポキシ樹脂組成物を構成する分子中にアルキルシロキサン基、及び環状脂肪族エポキシ基を２個以上有する含アルキルシロキサンエポキシ樹脂としては、例えば、上記の一般式（ａ）及び（ｂ）で表される構造単位を含む高分子化合物（Ａ）が挙げられる。

上記のような構造を有する化合物は他の撥水性化合物と併用する際にバインダーとしての機能も果たす。つまり、撥インク性の組成物の塗布適性を高め、溶剤蒸発後の乾燥性を高める乾燥塗膜としての作業性を向上させる機能も与える。

撥水層の膜厚は、５μｍ以下が好ましく、より好ましくは２μｍ以下である。膜厚が５μｍを超える場合、塗膜の乾燥が遅くなり生産性が悪くなったり、機械的耐久性が損なわれたりする場合があり、ワイピングしたときに剥がれが生じるおそれがある。

また、撥水層の形成は、前述したように、真空下での蒸着であっても良いし、適当な溶媒に溶解させて塗布しても良い。

前者について言えば、例えば、真空排気ポンプにて真空槽内を所定の真空度まで排気した後、撥水性材料を４００℃で気化せしめて真空槽に導入し、真空雰囲気を調整するとともに、高周波電源から放電電極に電力を供給してＲＦグロー放電を起こさせ、プラズマ雰囲気下に液滴吐出ヘッドのノズル面を表面処理して、ノズル面上に撥水膜を形成することができる。なお、材料及び真空槽内の真空度によっては、常温〜２００℃程度の低温での撥水膜を形成することもできる。

また、後者について言えば、例えば、撥水性材料を有機溶剤に溶解させ、ワイヤーバーやドクターブレードなどの治具でコーティングすることができるし、スピンコーターによって回転塗布することもできるし、スプレーによって塗布することもできるし、塗工液を満たした容器に浸漬塗工（ディッピング）することもできる。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態について図７を参照して説明する。なお、同図は同実施形態の液滴吐出ヘッドにおけるノズル板１３のノズル部分の拡大説明図である。
このノズル板１３は、金属部材からなり、ノズル先穴７１を形成した基材としてのノズル形成部材７２の液滴吐出面７２ａに、ポリイミド／ポリアミド樹脂層７３が、このポリイミド／ポリアミド樹脂層７３上に撥水層となるシリコーン樹脂層７５が順次積層形成されている。なお、これらのポリイミド／ポリアミド樹脂層７３、シリコーン樹脂層７５の開口部分をノズルエッジ１４ａと称し、ノズルエッジ１４ａとノズル先穴７１とを併せてノズル７４という。

ノズル形成部材７２は、上述したように金属部材からなるが、Ｎｉ電鋳によって形成することで、ノズル径を精度よく形成できるとともに、レーザー加工の際に高精度なマスクの役割を果たし、フッ素系撥水層の穴径を精度よく形成することができるようになる。

ここでも、ポリイミド／ポリアミド樹脂層７３を形成する材料としては種々のものが使用可能であるが、前記実施例と同様に、液状の樹脂材料を塗布することが好ましく、このような材料としてはユピファイン（商品名、宇部興産製）、ケミタイト（商品名、東芝ケミカル製）などが市販されている。

このポリイミド／ポリアミド樹脂層７３は、膜厚が厚くなると、滴吐出面側の径精度の劣化をもたらし、薄すぎるとピンホール等の発生により、シリコーン樹脂層７５の剥離を引き起こすことになる。このため、この樹脂層７３の膜厚としては、０．１〜５μｍの範囲にすることが好ましい。この範囲とすることにより、ノズル径の精度を損ねることなく、ポリイミド／ポリアミド樹脂層のピンホールによるシリコーン樹脂層７５の密着不良も防止することができる。

そして、ポリイミド／ポリアミド樹脂層７３は上述したように状態でノズル形成部材７２にコーティングすることによって、０．１〜５μｍの範囲の膜厚を容易にえることができ、高耐久性の高撥水性のノズル板を容易に得ることができる。

シリコーン樹脂層７５を形成するためのシリコーン樹脂としては、室温硬化型や加熱硬化型の液状シリコーンレジン若しくはエラストマーなどがあるが、いずれも比較的硬度が低いため、膜厚は耐摩耗性の点から厚いものが好ましい。しかしながら、撥水層であるシリコーン樹脂層７５の膜厚が厚くなると、ノズルの径精度を維持することが困難となり、両者のバランスから１μｍ〜２０μｍ程度の範囲であることが好ましく、より好ましくは５〜１０μｍの範囲内である。シリコーン樹脂層７５の膜厚を１μｍ〜２０μｍの範囲内とすることで耐摩耗性とノズル径精度とを両立することができる。

このように、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されている構成とすることにより、シリコーン樹脂とノズル形成部材の密着力が高くなり、撥水層の耐久性が向上する。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第３実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板のノズル部分の拡大説明図である。
このノズル板１３は、上記第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板１３に形成した、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３とシリコーン樹脂層７５との間に、Ｓｉ酸化膜層７４を形成したものである。

シリコーン樹脂層７５のより一層の密着性の改善手段として、ポリイミド／ポリアミド樹脂層７３とシリコーン樹脂層７５の間にＳｉ酸化膜層７４を形成することが有効である。このＳｉ酸化膜層７４の形成には、スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着法）、Ｐ−ＣＶＤ（プラズマ蒸着法）などが適しているが、液相のＳｉ系プライマーを塗布し、ベークする方法でも良い。

ここで、Ｓｉ酸化膜層７４の膜厚は、シリコーン樹脂層７５の密着力が確保できる範囲で、必要最小限の厚さとすることが、工程時間、材料費（コスト）から見て有利である。このＳｉ酸化膜層７４の膜厚があまり厚くなると、エキシマレーザーでノズル孔加工をするときに支障が生じるおそれがある。つまり、ポリイミド／ポリアミド樹脂層７３はきれいにノズル孔形状加工されていても、Ｓｉ酸化膜層７４の一部が十分に加工されず、加工残りになることがある。

したがって、具体的には、密着力が確保でき、エキシマレーザー加工時にＳｉ酸化膜層７４が残らない範囲として、Ｓｉ酸化膜層７４の膜厚は、１Å〜３００Åの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０Å〜１００Åの範囲内である。本発明者らによる実験結果では、Ｓｉ酸化膜層７４の膜厚が３０Åでも密着性は十分であり、エキシマレーザーによる加工性についてもまったく問題がないことが確認された。また、Ｓｉ酸化膜層７４の膜厚が３００Åでは僅かな加工残りが観察されたが使用可能範囲であり、３００Åを超えるとかなり大きな加工残りが発生し、使用不可能なノズル異形が見られるようになることが確認された。

このように、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、Ｓｉ酸化膜層、シリコーン樹脂が順次積層形成されている構成とすることにより、シリコーン樹脂とノズル形成部材の密着力が一層高くなり、撥水層の耐久性（耐摩耗性、耐剥離性）が向上する。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第３実施形態について上記第3実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板１３を例にして図９を参照して説明する。
この実施形態では、図９（ａ）に示すように、ノズル先穴７１の加工がされた金属のノズル形成部材７２の滴吐出面７２ａ側に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布し、硬化させてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３を形成した後、図９（ｂ）に示すように、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３上にＳｉ酸化膜層７４を形成し、更に図９（ｃ）に示すように、Ｓｉ酸化膜層７４上にシリコーン樹脂層７５を形成する。

この段階では塗布によって形成されるポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３の一部がノズル形成部材７２のノズル先穴７１内にはみ出した（閉塞する場合も含む）はみ出し部７３ａとなっているので、このままではノズルとしての機能を持たない。そこで、図９（ｄ）に示すように、流路面側（液室面側）からレーザー光７６を照射し、ノズル先穴７１内にはみ出している樹脂（はみ出し部６３ａ）を除去する。

このとき、レーザー光７６は、液室面側から照射することによって、金属部材であるノズル形成部材７２をマスクとして使用することができ、ノズル径相当に絞る必要がなく、全面露光でもノズルを形成でき、極めて生産性に優れている。

また、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３は極めて薄いので、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂のフィルムを貼って形成した場合のように、滴吐出面側がマスク（ノズル形成部材６２）から離れていないため、ノズル径精度も極めて精度良く形成できる。

そこで、具体的に説明すると、図９（ａ）に示すように、ノズル先穴７１を形成した金属部材からなるノズル形成部材７２に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布する。この塗布は、スピンコート、ロールコートなどで実施することができる。これを硬化させることでポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３を形成するが、このとき、ノズル先穴７１内に樹脂が侵入してしまうので、はみ出し部７３ａが形成される。

次いで、図９（ｂ）に示すように、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３の表面にＳｉ酸化膜層７４を形成する。

次いで、図９（ｃ）に示すように、Ｓｉ酸化膜層７４上にシリコーン樹脂層７５を形成する。このシリコーン樹脂層７５を形成する方法としては、シリコーン樹脂撥水剤をスピンコータ、ロールコータ、スプレーコータ、スクリーン印刷などの方法で塗布することができる。

そこで、図９（ｄ）に示すように、ノズル形成部材７２をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光７６を照射することによって、ポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３のはみ出し部７３ａを、このはみ出し部７３ａ上に載るＳｉ酸化膜層７４及びシリコーン樹脂層７５を含めて除去することによって、ノズルエッジ１４ａ形成する。これによりノズル先穴７１及びノズルエッジ１４ａを含むノズル１４が形成される。

このように、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングしてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層を形成することによって、ポリイミド／ポリアミド樹脂層の膜厚を０．１〜５μｍの範囲に容易にすることができて、高耐久性の高精度のノズルを形成することができる。

また、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることで、この先穴をマスクとしてノズルを形成することができて、ノズル径精度を高精度にすることができる。

さらに、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、Ｓｉ酸化膜層及びシリコーン樹脂層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することにより。レーザー径を絞る必要がなくなり、広域照射で多くのノズルを同時に加工することができて、コストダウンを図れる。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第４実施形態として上記第３実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板１３の製造工程を例にして図１０を参照して説明する。
この実施形態では、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂は金属、特にＳＵＳやＮｉとの被着性が高く、かつエポキシ接着剤等との接着力も高いことから、金属面に塗布することにより接着力改善の効果が得られる。また、安定で溶剤にも強く、インク等の液に接液してもほとんど劣化しない。そこで、これらの特性をいかすため、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を金属部材からなるノズル形成部材の両面に塗布し、流路面側にポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂からなる接着改善層を形成する。

ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂の塗布方法は、ディップ法などでもよいし、スピンコータ、ロールコータで片面ずつ塗る手法でもよい。このとき、ノズル内がポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂で閉塞されるため、レーザーによってノズル内部の樹脂を除去する。この場合、照射径はノズル近傍部を除去できればよいので、ノズルをレーザーで形成する場合ほど高精度を必要とせず、多穴を同時加工でき、生産性が高くなる。

これを具体的に説明すると、図１０（ａ）に示すように、先穴７１の加工がされた金属のノズル形成部材７２の両面に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂をスピンコート、ロールコートなどを用いて塗布し、硬化させてポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３を形成する。この場合、先穴７１内もポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂が入り込む。

その後、図１０（ｂ）に示すように、吐出面側のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３の表面にＳｉ酸化膜層７４を形成し、更に図１０（ｃ）に示すように、Ｓｉ酸化膜層７４上にシリコーン樹脂層７５を形成する。

次いで、図１０（ｄ）に示すように、所定のマスクを用いてノズル先穴７１を含む所要の領域に液室面側からエキシマレーザー光７６を照射することによって、ノズル形成部材７２の液室側のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３を除去して、残存部分のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３を接合改善層７７として残し、また、ノズル形成部材７２をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光７６を照射することによって、ノズル先穴７１内のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３及びこれに続くノズルエッジ１４ａ部分のポリイミド樹脂／ポリアミド樹脂層７３並びにＳｉ酸化膜層７４及びシリコーン樹脂層７５を除去することによって、ノズル１４を形成する。

このように、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみＳｉ酸化膜層、シリコーン樹脂層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することにより、流路側には接合性改善膜、吐出面側には高撥水の基盤となる膜の両方を同時に形成することができて、高撥水でかつ信頼性の高いヘッドを低コストで形成することができる。

上述したようなノズル板を使用した液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置（インクジェット記録装置）は、ノズル面が十分な撥インク性を持つことで極めて印字品質の優れた装置となる。特に、撥インク性の出にくい表面張力の低いインク、具体的には１５〜３０Ｎ／ｍ程度のインクにおいて、大きな効果を発揮する。また、フッ素系の撥水剤に濡れやすいフッ素系界面活性剤を含むインクについても大きな効果を発揮する。

本発明に係るシリコーン樹脂の撥インク膜（撥水層）を形成したノズル板と、従来使用されているＮｉ−ＰＴＦＥの共析めっきを施し、３５０℃・６０分の加熱処理をしたノズル板の各インクに対する撥インク性を表1に示している。なお、インクの条件は、表面張力：２０ｍＮ／ｍ、35ｍＮ／ｍ、フッ素系界面活性剤：含有、含有しないとした。

この表１から分かるように、従来方法によるノズル板では、表面張力２０ｍＮ／ｍのインク、及びフッ素系界面活性剤を含有するインクに対して撥インク性（撥水性）が得られなかった。これに対し、本発明に係るノズル板によれば、上記全ての条件のインクに対して良好な撥インク性を得ることができた。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載した本発明に係る画像形成装置の一例について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１０は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図１１は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、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とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図１１で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ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（Ｂｋ）のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド１０７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド１０７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、前述したように圧電素子などの圧電アクチュエータを用いて液滴を吐出するヘッドの他にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインク（液体）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。

キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８にはインク供給チューブ１０９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

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、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、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側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。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を備えている。

ここで、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、図１１のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１２１の裏面側には記録ヘッド１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１２９を配置している。

また、図１１に示すように、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。

帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。

また、キャリッジ１０３の前方側には、図１０に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１４２を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１４３を設け、これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。

さらに、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、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とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。

さらに、図１２に示すように、キャリッジ１０３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１０７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構１９１を配置している。

この維持回復機構１９１は、記録ヘッド１０７の各ノズル面（ここでの「ノズル面」はノズル板１３の最表面即ちフッ素系撥水層６５の表面又はシリコーン樹脂７５の表面を言う。）をキャピングするための各キャップ１９２ａ〜１９２ｄ（区別しないときは「キャップ１９２」という。）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１９３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なうときの液滴を受ける空吐出受け１９４などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙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を排紙トレイ１５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込み、用紙１１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１０３は維持回復機構１９１側に移動されて、キャップ１９２で記録ヘッド１０７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ１９２で記録ヘッド１０７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド１０７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード１９３でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド１０７の安定した吐出性能を維持する。

このように、本発明に係る画像形成装置においては、ワイピングなどに対する撥水層の耐久性に優れた本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、長期に亘り、安定して高画質画像を形成することができる。

次に、この画像形成装置で用いる記録液（インク）について説明する。
本発明に係る画像形成装置に用いられる記録液は、色材として、顔料、染料のいずれでも用いることができ、また、混合して用いることもできる。

〔顔料〕
記録液に用いる顔料として、特に限定はないが、例えば以下に挙げる顔料が好適に用いられる。また、これら顔料は複数種類を混合して用いても良い。
有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられる。

無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉が挙げられる。

これらの顔料の粒子径は０．０１〜０．３０μｍで用いることが好ましく、０．０１μｍ以下では粒子径が染料に近づくため、耐光性、フェザリングが悪化してしまう。また、０．３０μｍ以上では、吐出口の目詰まりや画像形成装置内のフィルタでの目詰まりが発生し、吐出安定性を得ることができない。

ブラック顔料インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が、１５〜４０ミリミクロン、ＢＥＴ法による比表面積が、５０〜３００平方メートル／ｇ、ＤＢＰ吸油量が、４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５〜１０％、ｐＨ値が２〜９を有するものが好ましい。

このようなものとしては、例えば、Ｎｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ−８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ（以上、三菱化学製）、Ｒａｖｅｎ７００、同５７５０、同５２５０、同５０００、同３５００、同１２５５（以上、コロンビア製）、Ｒｅｇａｌ４００Ｒ、同３３０Ｒ、同６６０Ｒ、ＭｏｇｕｌＬ、Ｍｏｎａｒｃｈ７００、同８００、同８８０、同９００、同１０００、同１１００、同１３００、Ｍｏｎａｒｃｈ１４００（以上、キャボット製）、カラーブラックＦＷ１、同ＦＷ２、同ＦＷ２Ｖ、同ＦＷ１８、同ＦＷ２００、同Ｓ１５０、同Ｓ１６０、同Ｓ１７０、プリンテックス３５、同Ｕ、同Ｖ、同１４０Ｕ、同１４０Ｖ、スペシャルブラック６、同５、同４Ａ、同４（以上、デグッサ製）等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。

カラー顔料の具体例を以下に挙げる。
有機顔料としてアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられ、無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が挙げられる。
色別により具体的には以下のものが挙げられる。

イエローインクに使用できる顔料の例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、同２、同３、同１２、同１３、同１４、同１６、同１７、同７３、同７４、同７５、同８３、同９３、同９５、同９７、同９８、同１１４、同１２８、同１２９、同１５１、同１５４等が挙げられるが、これらに限られるものではない。

マゼンタインクに使用できる顔料の例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同７、同１２、同４８（Ｃａ）、同４８（Ｍｎ）、同５７（Ｃａ）、同５７：１、同１１２、同１２３、同１６８、同１８４、同２０２等が挙げられるが、これらに限られるものではない。

シアンインクに使用できる顔料の例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、同２、同３、同１５：３、同１５：３４、同１６、同２２、同６０、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、同６０等が挙げられるが、これらに限られるものではない。

また、本発明に係る画像形成装置で使用する各インクに含有される顔料は、本発明に係る液滴吐出ヘッドのために新たに製造されたものでも使用可能である。

以上に挙げた顔料は高分子分散剤や界面活性剤を用いて水性媒体に分散させることでインクジェット用記録液とすることができる。このような有機顔料粉体を分散させるための分散剤としては、通常の水溶性樹脂や水溶性界面活性剤を用いることができる。

水溶性樹脂の具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた少なくとも２つ以上の単量体からなるブロック共重合体、あるいはランダム共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶なアルカリ可溶型樹脂であり、これらの中でも重量平均分子量３０００〜２００００のものが、インクジェット用記録液に用いた場合に、分散液の低粘度化が可能であり、かつ分散も容易であるという利点があるので特に好ましい。

高分子分散剤と自己分散型顔料を同時に使うことは、適度なドット径を得られるため好ましい組み合わせである。その理由は明かでないが、以下のように考えられる。

高分子分散剤を含有することで記録紙への浸透が抑制される。その一方で、高分子分散剤を含有することで自己分散型顔料の凝集が抑えられるため、自己分散型顔料が横方向にスムーズに拡がることができる。そのため、広く薄くドットが拡がり、理想的なドットが形成できると考えられる。

また、本発明で分散剤として使用できる水溶性界面活性剤の具体例としては、下記のものが挙げられる。例えば、アニオン性界面活性剤としては、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等が挙げられる。又、カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。更に両性界面活性剤としては、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。又、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。

また、顔料は親水性基を有する樹脂によって被覆し、マイクロカプセル化することで、分散性を与えることもできる。

水不溶性の顔料を有機高分子類で被覆してマイクロカプセル化する方法としては、従来公知のすべての方法を用いることが可能である。従来公知の方法として、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法などが挙げられる。具体的には、次の（１）ないし（１０）を挙げることができる。

（１）界面重合法：２種のモノマーもしくは２種の反応物を、分散相と連続相に別々に溶解しておき、両者の界面において両物質を反応させて壁膜を形成させる方法である。

（２）ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法：液体または気体のモノマーと触媒、もしくは反応性の物質２種を連続相核粒子側のどちらか一方から供給して反応を起こさせ壁膜を形成させる方法）である。

（３）液中硬化被膜法：芯物質粒子を含む高分子溶液の滴を硬化剤などにより、液中で不溶化して壁膜を形成する方法である。

（４）コアセルベーション（相分離）法：芯物質粒子を分散している高分子分散液を、高分子濃度の高いコアセルベート（濃厚相）と希薄相に分離させ、壁膜を形成させる方法である。

（５）液中乾燥法：芯物質を壁膜物質の溶液に分散した液を調製し、この分散液の連続相が混和しない液中に分散液を入れて、複合エマルションとし、壁膜物質を溶解している媒質を徐々に除くことで壁膜を形成させる方法である。

（６）融解分散冷却法：加熱すると液状に溶融し常温では固化する壁膜物質を利用し、この物質を加熱液化し、その中に芯物質粒子を分散し、それを微細な粒子にして冷却し壁膜を形成させる方法である。

（７）気中懸濁被覆法：粉体の芯物質粒子を流動床によって気中に懸濁し、気流中に浮遊させながら、壁膜物質のコーティング液を噴霧混合させて、壁膜を形成させる方法である。

（８）スプレードライング法：カプセル化原液を噴霧してこれを熱風と接触させ、揮発分を蒸発乾燥させ壁膜を形成させる方法である。

（９）酸析法：アニオン性基を含有する有機高分子化合物類のアニオン性基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和することで水に対する溶解性を付与し色材と共に水性媒体中で混練した後、酸性化合物で中性または酸性にし有機化合物類を析出させ色材に固着せしめた後に中和し分散させる方法である。

(１０)転相乳化法：水に対して分散能を有するアニオン性有機高分子類と色材とを含有する混合体を有機溶媒相とし、前記有機溶媒相に水を投入するかもしくは、水に前記有機溶媒相を投入する方法である。

マイクロカプセルの壁膜物質を構成する材料として使用される有機高分子類（樹脂）としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリウレア、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、多糖類、ゼラチン、アラビアゴム、デキストラン、カゼイン、タンパク質、天然ゴム、カルボキシポリメチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリスチレン、（メタ）アクリル酸の重合体または共重合体、（メタ）アクリル酸エステルの重合体または共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アルギン酸ソーダ、脂肪酸、パラフィン、ミツロウ、水ロウ、硬化牛脂、カルナバロウ、アルブミンなどが挙げられる。

これらの中ではカルボン酸基またはスルホン酸基などのアニオン性基を有する有機高分子類を使用することが可能である。また、ノニオン性有機高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートまたはそれらの（共）重合体）、２−オキサゾリンのカチオン開環重合体などが挙げられる。特に、ポリビニルアルコールの完全ケン物は、水溶性が低く、熱水には解け易いが冷水には解けにくいという性質を有しており特に好ましい。

また、マイクロカプセルの壁膜物質を構成する有機高分子類の量は、有機顔料またはカーボンブラックなどの水不溶性の色材に対して１重量％以上２０重量％以下である。有機高分子類の量を上記の範囲にすることによって、カプセル中の有機高分子類の含有率が比較的低いために、有機高分子類が顔料表面を被覆することに起因する顔料の発色性の低下を抑制することが可能となる。有機高分子類の量が１重量％未満ではカプセル化の効果を発揮しづらくなり、逆に２０重量％を越えると、顔料の発色性の低下が著しくなる。さらに他の特性などを考慮すると有機高分子類の量は水不溶性の色材に対し５〜１０重量％の範囲が好ましい。

すなわち、色材の一部が実質的に被覆されずに露出しているために発色性の低下を抑制することが可能となり、また、逆に、色材の一部が露出せずに実質的に被覆されているために顔料が被覆されている効果を同時に発揮することが可能となるのである。また、本発明に用いる有機高分子類の数平均分子量としては、カプセル製造面などから、２０００以上であることが好ましい。ここで「実質的に露出」とは、例えば、ピンホール、亀裂などの欠陥などに伴う一部の露出ではなく、意図的に露出している状態を意味するものである。
さらに、色材として自己分散性の顔料である有機顔料または自己分散性のカーボンブラックを用いれば、カプセル中の有機高分子類の含有率が比較的低くても、顔料の分散性が向上するために、十分なインクの保存安定性を確保することが可能となるので本発明にはより好ましい。

なお、マイクロカプセル化の方法によって、それに適した有機高分子類を選択することが好ましい。例えば、界面重合法による場合は、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、エポキシ樹脂などが適している。ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法による場合は、（メタ）アクリル酸エステルの重合体または共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミドなどが適している。液中硬化法による場合は、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ゼラチン、アルブミン、エポキシ樹脂などが適している。コアセルベーション法による場合は、ゼラチン、セルロース類、カゼインなどが適している。また、微細で、且つ均一なマイクロカプセル化顔料を得るためには、勿論前記以外にも従来公知のカプセル化法すべてを利用することが可能である。

マイクロカプセル化の方法として転相法または酸析法を選択する場合は、マイクロカプセルの壁膜物質を構成する有機高分子類としては、アニオン性有機高分子類を使用する。転相法は、水に対して自己分散能または溶解能を有するアニオン性有機高分子類と、自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材との複合物または複合体、あるいは自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材、硬化剤およびアニオン性有機高分子類との混合体を有機溶媒相とし、該有機溶媒相に水を投入するか、あるいは水中に該有機溶媒相を投入して、自己分散（転相乳化）化しながらマイクロカプセル化する方法である。上記転相法において、有機溶媒相中に、記録液用のビヒクルや添加剤を混入させて製造しても何等問題はない。特に、直接記録液用の分散液を製造できることからいえば、記録液の液媒体を混入させる方がより好ましい。

一方、酸析法は、アニオン性基含有有機高分子類のアニオン性基の一部または全部を塩基性化合物で中和し、自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材と、水性媒体中で混練する工程および酸性化合物でｐＨを中性または酸性にしてアニオン性基含有有機高分子類を析出させて、顔料に固着する工程とからなる製法によって得られる含水ケーキを、塩基性化合物を用いてアニオン性基の一部または全部を中和することによりマイクロカプセル化する方法である。このようにすることによって、微細で顔料を多く含むアニオン性マイクロカプセル化顔料を含有する水性分散液を製造することができる。

また、上記に挙げたようなマイクロカプセル化の際に用いられる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルキルアルコール類；ベンゾール、トルオール、キシロールなどの芳香族炭化水素類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類；クロロホルム、二塩化エチレンなどの塩素化炭化水素類；アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類；メチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類などが挙げられる。なお、上記の方法により調製したマイクロカプセルを遠心分離または濾過などによりこれらの溶剤中から一度分離して、これを水および必要な溶剤とともに撹拌、再分散を行い、目的とする本発明に用いることができる記録液を得る。以上の如き方法で得られるカプセル化顔料の平均粒径は５０ｎｍ〜１８０ｎｍであることが好ましい。

このように樹脂被覆することによって顔料が印刷物にしっかりと付着することにより、印刷物の擦過性を向上させることができる。

〔染料〕
記録液に用いられる染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料で耐水、耐光性が優れたものが用いられる。これら染料は複数種類を混合して用いても良いし、あるいは必要に応じて顔料等の他の色材と混合して用いても良い。これら着色剤は、本発明の効果が阻害されない範囲で添加される。

（ａ）酸性染料及び食用染料として、
Ｃ．Ｉ．アシッド・イエロー １７，２３，４２，４４，７９，１４２
Ｃ．Ｉ．アシッド・レッド １，８，１３，１４，１８，２６，２７，３５，３７，４２，５２，８２，８７，８９，９２，９７，１０６，１１１，１１４，１１５，１３４，１８６，２４９，２５４，２８９
Ｃ．Ｉ．アシッド・ブルー ９，２９，４５，９２，２４９
Ｃ．Ｉ．アシッド・ブラック １，２，７，２４，２６，９４
Ｃ．Ｉ．フード・イエロー ３，４
Ｃ．Ｉ．フード・レッド ７，９，１４
Ｃ．Ｉ．フード・ブラック １，２

（ｂ）直接染料として、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・イエロー １，１２，２４，２６，３３，４４，５０，８６，１２０，１３２，１４２，１４４
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・レッド １，４，９，１３，１７，２０，２８，３１，３９，８０，８１，８３，８９，２２５，２２７
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・オレンジ ２６，２９，６２，１０２
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー １，２，６，１５，２２，２５，７１，７６，７９，８６，８７，９０，９８，１６３，１６５，１９９，２０２
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラック １９，２２，３２，３８，５１，５６，７１，７４，７５，７７，１５４，１６８，１７１

（ｃ）塩基性染料として、
Ｃ．Ｉ．ベーシック・イエロー １，２，１１，１３，１４，１５，１９，２１，２３，２４，２５，２８，２９，３２，３６，４０，４１，４５，４９，５１，５３，６３，６４，６５，６７，７０，７３，７７，８７，９１
Ｃ．Ｉ．ベーシック・レッド ２，１２，１３，１４，１５，１８，２２，２３，２４，２７，２９，３５，３６，３８，３９，４６，４９，５１，５２，５４，５９，６８，６９，７０，７３，７８，８２，１０２，１０４，１０９，１１２
Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブルー １，３，５，７，９，２１，２２，２６，３５，４１，４５，４７，５４，６２，６５，６６，６７，６９，７５，７７，７８，８９，９２，９３，１０５，１１７，１２０，１２２，１２４，１２９，１３７，１４１，１４７，１５５
Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブラック ２，８

（ｄ）反応性染料として、
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブラック ３，４，７，１１，１２，１７
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・イエロー １，５，１１，１３，１４，２０，２１，２２，２５，４０，４７，５１，５５，６５，６７
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・レッド １，１４，１７，２５，２６，３２，３７，４４，４６，５５，６０，６６，７４，７９，９６，９７
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブルー １，２，７，１４，１５，２３，３２，３５，３８，４１，６３，８０，９５等が使用できる。

〔染料・顔料共通の添加剤、物性〕
本発明に係る画像形成装置で使用する記録液を所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、色材の他に、水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。

湿潤剤の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル額；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。

また、浸透剤は記録液と被記録材の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。浸透剤としては、下記式（Ｉ）〜（IV）で表されるものが好ましい。すなわち、下記式（Ｉ）のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、式(II)のアセチレングリコール系界面活性剤、下記式（III）のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤ならびに式（IV）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤は、液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。

（Ｒは分岐していても良い炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｋは５〜２０）

（ｍ、ｎは０〜４０）

（Ｒは分岐していても良い炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｎは５〜２０）

（Ｒは炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｍ、ｎは２０以下の数）

前記式（Ｉ）〜（IV）の化合物以外では、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類を用いることができるが、特にジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。

本発明に係る画像形成装置で使用する記録液の表面張力は、１０〜６０Ｎ／ｍであることが好ましく、被記録媒体との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは１５〜３０Ｎ／ｍであることがさらに好ましい。

同じく記録液の粘度は、１．０〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましく、吐出安定性の観点からは５．０〜１０ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。

また、記録液のｐＨは３〜１１の範囲内であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点からはｐＨは６〜１０の範囲内であることがさらに好ましい。

さらに、記録液には防腐防黴剤を含有することができる。防腐防黴剤を含有することによって、菌の繁殖を押さえることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。防腐防黴剤としてはベンゾトリアゾール、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が使用できる。

また、記録液には防錆剤を含有することができる。防錆剤を含有することによって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が使用できる。

さらに、記録液には酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を含有することによって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させることで腐食を防止することができる。

酸化防止剤としては、フェノール系化合物類、アミン系化合物類が代表的であるがフェノール系化合物類としては、ハイドロキノン、ガレート等の化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、テトラキス［メチレン−３（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等のヒンダードフェノール系化合物が例示され、アミン系化合物類としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルエチレンジアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−テトラメチル−ジアミノジフェニルメタン等が例示される。また、後者としては、硫黄系化合物類、リン系化合物類が代表的であるが、硫黄系化合物としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルβ，β’−チオジブチレート、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が例示され、リン系化合物類としては、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールフォスファイト等が例示される。

また、記録液にはｐＨ調整剤を含有することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を用いることができる。

ここで、本発明に係る画像形成装置で使用する記録液は、表面張力が１５ないし３０Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。このように、表面張力の低い記録液が使用できることで、被記録媒体への記録液の定着性が向上する。また、使用する記録液にフッ素系界面活性剤を含有することが好ましく、これによって、発色性の良い画像形成が可能となる。さらに、顔料系記録液を使用することが好ましく、これにより、被記録媒体が普通紙でも耐侯性、耐水性に優れた高画質の画像形成が可能となる。この場合、顔料系記録液として、自己分散型顔料系記録液、あるいは、高分子分散型顔料系記録液を使用することにより、特に、普通紙でも耐侯性、耐水性、擦過性に優れた高画質の画像形成が可能となる。また、樹脂被覆型顔料系記録液を使用することで、特に普通紙でも耐侯性、耐水性、擦過性に優れた高画質の画像形成が可能となる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの第１実施形態の一例を示す分解斜視説明図である。 同ヘッドの液室長手方向に沿う方向の断面説明図である。 同じく液室短手方向に沿う断面説明図である。 同液滴吐出ヘッドのノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第１実施形態の説明に供する説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第２実施形態の説明に供する説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態におけるノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの第３実施形態におけるノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第３実施形態の説明に供する説明図である。 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第４実施形態の説明に供する説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成説明図である。 同画像形成装置の要部平面説明図である。

符号の説明

１…流路ユニット
２…アクチュエータユニット
１１…流路板
１２…振動板
１３…ノズル板
１４…ノズル
１６…液室
６１…ノズル先穴
６２…ノズル形成部材
６３…ポリイミド／ポリアミド樹脂層
６４…有機ケイ素化合物層
６５…フッ素系撥水層
７１…ノズル先穴
７２…ノズル形成部材
７３…ポリイミド／ポリアミド樹脂層
７４…Ｓｉ酸化膜層
７５…シリコーン樹脂層

Claims (26)

1. 液滴を吐出するノズルを形成するノズル形成部材を有し、前記ノズルが連通する液室内の液体を加圧して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材が金属部材からなり、滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材がニッケル電鋳で形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記フッ素系撥水層の膜厚が1Å以上３００Å以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記フッ素系撥水層が、変性パーフルオロポリオキセタンから形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記有機ケイ素化合物層がジメチルシロキサン系化合物からなる層であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層の膜厚が、０．１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を前記金属部材に液状の状態でコーティングすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
8. 請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材はノズル穴に相当する部位が前記樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
9. 請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材に各層を積層した後、前記先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層のはみ出しを除去して、前記ノズルのエッジを形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 請求項８又は９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみ有機ケイ素化合物層、フッ素系撥水層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
11. 液滴を吐出するノズルを形成するノズル形成部材を有し、前記ノズルが連通する液室内の液体を加圧して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材が金属部材からなり、滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
12. 請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材がニッケル電鋳で形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
13. 請求項１１又は１２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記シリコーン樹脂の膜厚が1μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
14. 請求項１１ないし１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層の膜厚が、０．１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
15. 請求項１１ないし１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層とシリコーン樹脂層との間にケイ素酸化膜層が介在していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
16. 請求項１１ないし１５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を前記金属部材に液状の状態でコーティングすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
17. 請求項１６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材はノズル穴に相当する部位が前記樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
18. 請求項１７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材に各層を積層した後、前記先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、シリコーン樹脂層のはみ出しを除去して、前記ノズルのエッジを形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
19. 請求項１７又は１８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみシリコーン樹脂層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
20. 記録液を吐出する記録ヘッドを備えて被記録媒体に画像を記録する画像形成装置において、前記記録ヘッドが請求項１ないし６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド又は請求項１１ないし１５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
21. 請求項２０に記載の画像形成装置において、使用する記録液の表面張力が１５ないし３０Ｎ／ｍの範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
22. 請求項２１に記載の画像形成装置において、前記記録液はフッ素系界面活性剤を含んでいることを特徴とする画像形成装置。
23. 請求項２１に記載の画像形成装置において、前記記録液は顔料を含む顔料系記録液であることを特徴とする画像形成装置。
24. 請求項２２に記載の画像形成装置において、前記記録液が自己分散型顔料系記録液であることを特徴とする画像形成装置。
25. 請求項２２に記載の画像形成装置において、前記記録液が高分子分散型顔料系記録液であることを特徴とする画像形成装置。
26. 請求項２２に記載の画像形成装置において、前記記録液が樹脂被覆型顔料系記録液であることを特徴とする画像形成装置。

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