JP2019155712A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 印字品位に影響する増粘（固着）されたインク残滓を減らし良好な印字品位を保持するインクジェット記録ヘッドを提案する事【解決手段】 液体を吐出するエネルギーを発生する記録素子と、液体を吐出する吐出口が形成された無機材料からなるオリフィスプレートと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記オリフィスプレートの少なくとも吐出口周辺上に電気化学的に溶解可能な金属膜を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。【選択図】 図２

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。

インクジェット記録装置には、電気熱変換素子が発生する熱エネルギーにより生ずる液体の発泡等を利用して液体を吐出する方式のインクジェット記録装置がある。このような方式のインクジェット記録装置において、液体吐出後のオリフィスプレート面には、インクミストや印刷物からのインク跳ね返りにより印刷に不要なインク残滓が付着する。
このインク残滓が吐出口近傍にある場合に吐出されたインク滴がインク残滓に引っ張られて正しい吐出ができなくなる（ヨレが発生）。
このオリフィスプレート上のインク残滓に対する対策として回復と呼ばれる動作を実行する。特許文献１には、クリーニングブレードにてオリフィスプレート面を擦る（ワイピング）する際に、クリーニングブレードとして特定のエーテル系ポリウレタンゴム弾性体を使用することを提案している。

特開平５−２０１０１４号公報

インクの増粘（凝固）によりワイピング等の一回の回復動作でインク残滓が解決しないケースにおいて、印字品位の低下につながる残滓は、多回数のワイピングによって回復が図られる。しかし、オリフィスプレート面にダメージを与える事に起因する印字品位の低下に結びつく可能性がある。
本発明は印字品位に影響する増粘（固着）されたインク残滓を減らし良好な印字品位を保持するインクジェット記録ヘッドを提供する事を目的とする。また、本発明は、このインクジェット記録ヘッドに対してインク残滓を除去する手段を有するインクジェット記録装置及びインク残滓を除去する工程を含むインクジェット記録方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、液体を吐出するエネルギーを発生する記録素子と、液体を吐出する吐出口が形成された無機材料からなるオリフィスプレートと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記オリフィスプレートの少なくとも吐出口周辺上に電気化学的に溶解可能な金属膜を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド、に関する。
また、本発明の別の態様は、上記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドのオリフィスプレート面に対して相対的に接触、離間可能に設けられたキャップ部材を備えるインクジェット記録装置であって、
前記キャップ部材は、液体と、前記オリフィスプレート上の金属膜と対向する対向電極を備え、前記金属膜と対向電極間に前記液体を介して電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置に関する。
本発明のさらに別の態様は、上記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドのオリフィスプレート面に対して相対的に接触、離間可能に設けられたキャップ部材を備えるインクジェット記録装置におけるオリフィスプレート面に付着したインク残滓の除去を含むインクジェット記録方法であって、
前記キャップ部材は、液体と、前記オリフィスプレート上の金属膜と対向する対向電極を備えており、前記オリフィスプレート面の金属膜に該キャップ内の液体を接触させた状態で、前記金属膜と対向電極間に前記液体を介して電圧を印加することで、前記金属膜を電気化学的に溶解するのと同時に、該金属膜上に付着したインク残滓を除去することを特徴とするインクジェット記録方法、に関する。

本発明によれば、印字品位に影響する増粘（固着）されたインク残滓を減らし良好な印字品位を保持するインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供できる。

本発明のインクジェット記録ヘッドの一例の模式的斜視図である。 図１に示すインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明するための模式的断面斜視図である。 図１に示すインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明するための模式的断面図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの実施形態の模式図である。 図４に示すインクジェット記録ヘッド別の実施形態の模式図である。 インクジェット記録ヘッドの実施製造方法を説明するための模式的断面図である。 図６に示すインクジェット記録ヘッド別の実施製造方法を説明するための模式的断面図である。 図７に示すインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。 本発明のインクジェット記録装置の概略構成を示す外観図である。

本発明を実施する液体吐出ヘッド、インクジェット記録装置及びと液体吐出ヘッドの製造方法について以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜インクジェット記録ヘッド＞
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録用基板の斜視図である。図２は図１で示されるインクジェット記録用基板のＸ−Ｘ’断面斜視図である。
本インクジェット記録用基板は、図１に示すように、シリコン基板３上に半導体製造技術を用いてインクを吐出するエネルギー発生する記録素子１とそれを駆動させる駆動回路（不図示）等が形成されている。記録素子１としては、電気熱変換素子等の熱によりインクを発泡させて吐出エネルギーとする素子が好ましい。また図１に示されるように、インク供給口２が、基板３を基板面に対して垂直な方向に貫通する貫通孔として形成され、基板３の表面及び裏面のいずれにも開口している。
図１では、インク供給口２は、記録素子１の２つの列の間の位置に形成されているが、この位置関係に限定されない。
更に、記録素子１上にはノズル形成部材２５により基板の裏面側から供給されたインクを吐出するためのインク吐出口４が形成されている。インクジェット記録ヘッドは、各インク吐出口４に対応した記録素子（電気熱変換素子）１を駆動させ、インクを発泡すること等によりその圧力を利用してインクを吐出させ印字を行うことができる。

次に、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を、図２のＹ−Ｙ’の断面図である図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、シリコン等の材料で形成された基板３を用意する。基板３上には、ＳｉＯ_２等の材料からなる絶縁層１０が形成されており、絶縁層１０上にはアルミニウムの配線（不図示）及び記録素子１が形成されている。記録素子１は例えばＴａＳｉＮ、ＴａＮに代表される高抵抗材料等で形成されている。また記録素子１は、保護層１１で覆われている。保護層１１は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ、Ｔａ等の材料で形成されている。

次に、図３（ｂ）に示すように、保護層１１上に流路の型となる型材７を設ける。型材７は、例えば樹脂で形成する。樹脂が感光性樹脂である場合には、基板３上に感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂を露光、現像してパターニングすることで、流路の型となる型材７を形成する。感光性樹脂でない場合には、型材７となる樹脂、例えばポリイミド等の樹脂を厚み２μｍ〜２３μｍで塗布し、樹脂層を形成する。その樹脂層上に感光性樹脂を設け、感光性樹脂をパターニングしてレジストを形成し、レジストを用いてＲＩＥ等によって樹脂をエッチングすることで、流路の型となる型材７を形成する。また、型材７は樹脂に限らず、アルミニウム等の金属等で形成してもよい。アルミニウムを用いる場合には、基板３上にアルミニウムをスパッタにより成膜し、アルミニウム上に感光性樹脂等でレジストを形成し、レジストを用いてリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等によってアルミニウムをエッチングすることで型材を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、型材７の上面にオリフィスプレート６となる層を形成する。オリフィスプレート６となる層は、例えばＳｉＣ、或いはＳｉＣＮ等の無機絶縁材料で形成する。オリフィスプレート６となる層は、型材７の上面から型材７を覆うように、さらには、型材７上から延在させて、基板３上や、保護層１１が存在する場合には保護層１１上にも形成することが好ましい。オリフィスプレート６はどのような方法で形成してもよいが、プラズマＣＶＤ法で形成することが好ましい。例えばＳｉＣのプラズマＣＶＤ法による成膜は、ＳｉＨ_４ガス流量：８０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ、ＣＨ_４ガス流量：１０ｓｃｃｍ〜５０００ｓｃｃｍ、ＨＲＦ電力：２５０Ｗ〜９００Ｗ、ＬＲＦ電力：８Ｗ〜５００Ｗ、圧力：３１０Ｐａ〜７００Ｐａ、温度：３００℃〜４５０℃の成膜条件から、オリフィスプレート６となる層の厚み、ケイ素と炭素の含有割合に応じて適宜調整して形成することができる。
またＳｉＣＮのプラズマＣＶＤ法による成膜は、ＳｉＨ_４ガス流量：８０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ、ＮＨ_３ガス流量：１４ｓｃｃｍ〜４００ｓｃｃｍ、Ｎ_２ガス流量：０ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍ、ＣＨ_４ガス流量：１０ｓｃｃｍ〜５０００ｓｃｃｍ、ＨＲＦ電力：２５０Ｗ〜９００Ｗ、ＬＲＦ電力：８Ｗ〜５００Ｗ、圧力：３１０Ｐａ〜７００Ｐａ、温度：３００℃〜４５０℃の成膜条件から、オリフィスプレート６となる層の厚み、ケイ素、炭素及び窒素の含有割合に応じて適宜調整して形成することができる。尚、オリフィスプレートとは、吐出口が形成されるプレートのことである。オリフィスプレートの厚みは、１μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以下であることが好ましい。また、２μｍ以上であることがより好ましく、５μｍを超えることが特に好ましい。

次に図３（ｄ）に示すようにオリフィスプレート６の上に、オリフィスプレート６と後述する電圧印加溶解層９との密着性を向上させるために、両者の間に密着層８を設けてもよい。密着層８の素材としては、タンタル等が挙げられる。成膜方法については、ＤＣマグネトロンスパッタ等のスパッタ装置にて成膜する方法が挙げられる。尚、密着層８の厚みは、１０ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることが特に好ましい。

次に図３（ｅ）に示すように密着層８の上面に電圧印加溶解層９となる層を形成する。本発明は、この電圧印加溶解層９を設けた点に特徴がある。この電圧印加溶解層９は、電圧印加によりその一部が溶解することで、吐出口付近のインク固着物を除去するという発明の趣旨から、少なくとも吐出口周辺上に、具体的には、吐出口に接している又は前記金属膜で吐出口が形成されている事が好ましい。このような電圧印加溶解層９は、密着層と同様にＤＣマグネトロンスパッタ等のスパッタ装置によって成膜される。ＤＣマグネトロンスパッタを用いる場合の成膜は、ＤＣパワー密度１Ｗ／ｃｍ^２〜４Ｗ／ｃｍ^２、圧力０．２Ｐａ〜１．５Ｐａ、温度５０℃〜４５０℃の条件で行うことが好ましい。
電圧印加溶解層９としては、電気化学的に溶解可能である金属膜を用いる。この金属膜は、インクジェット記録ヘッドの使用温度において固体である必要性から、１気圧下で１００℃の環境において固体である性質を有する事が好ましい。さらに金属膜は、電圧を印加しない状態で所定のｐＨ領域の液体と接触しても溶解しない性質及び電圧を印加した状態で前記所定のｐＨ領域の液体と接触して電気化学的に溶解する性質を有することが好ましい。
液体のｐＨとしては、７〜１０の範囲が好ましく、８〜９の範囲がより好ましい。
このような金属膜としては、金、イリジウム、ルテニウム、銀、ビスマス、パラジウム及びオスミウムからなる群から選択される少なくとも１種で構成されていることが好ましい。
尚、電圧印加溶解層９の厚みは、１０ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、６０ｎｍ以上であることが特に好ましい。

次に、図３（ｆ）に示すように、液体を吐出する吐出口４を形成する。吐出口４は、オリフィスプレート６、密着層８及び電圧印加溶解層９を貫通している。吐出口４は、例えばオリフィスプレート６、密着層８及び電圧印加溶解層９をＲＩＥによってエッチングしたり、レーザーを照射したりすることで形成する。吐出口４の直径は、レジストの形状を調整することにより、通常１μｍ〜１５μｍの範囲で形成する。
なお電圧印加溶解層９のエッチングには、ＲＩＥを採用し、プラズマソースに誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、エッチングガスにアルゴンガス（１〜２００ｓｃｃｍ）、塩素ガス（１〜２００ｓｃｃｍ）を用いエッチング圧力；０．１〜１０Ｐａ、ＲＦパワー；１００〜２０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）の範囲で行うことが好ましい。

次に、図３（ｇ）に示すように、基板３にインク供給口２を形成する。インク供給口２は、例えば基板３にレーザー照射や、異方性エッチング等で形成する。基板３上に保護層１１が形成されている場合には、インク供給口の開口部分に存在する保護層１１をＲＩＥ等によって除去することで、基板３にインク供給口２を貫通させる。尚、インク供給口２はこの時点で形成しなくてもよい。例えば図３（ａ）の段階で基板にあらかじめ形成しておいてもよい。但し、型材７等の成膜性を考慮すると、型材７及びオリフィスプレート６を形成した後で形成することが好ましい。

最後に、図３（ｈ）に示すように、型材７をエッチングにより除去し、液体の流路５を形成する。エッチングとしては、酸素ガスを導入してマイクロ波でプラズマを励起してエッチングする等方性ドライエッチングや、適当な溶媒を使用する等によって型材を除去するウェットエッチングが挙げられる。このような溶媒としては、例えば、ヒドラジン系溶液、水酸化カリウム＋アルコール系溶液、市販品としては東レエンジニアリング製ＴＰＥ３０００液等が挙げられる。
以上の工程によって、本発明のインクジェット記録ヘッドが製造される。

＜インクジェット記録装置＞
前記の手順にて作製したインクジェット記録ヘッドは、例えば、図９に示されるようなインクジェット記録装置１００に搭載される。インクジェット記録装置１００は、インクジェット記録装置１００の略下半分を形成する下ケース１０１ａと、インクジェット記録装置１００の略上半分を形成する上ケース１０１ｂとを含むシャーシ１０１を有している。シャーシ１０１は、不図示の外装部材内に収納されて、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、インクジェット記録装置の骨格を形成している。上ケース１０１ｂおよび下ケース１０１ａを組み合わせることによって、内部に空間を有する中空体構造が形成され、その上面部および前面部には開口が形成される。
インクジェット記録装置１００は、記録動作を行うための機構として、記録媒体を装置本体内へ給送する給送部１０２と、給送部１０２から送り出される記録媒体を所望の記録位置へと導き、さらに記録位置から排出部１０６へと導く搬送部１０３を有する。さらに、記録位置に搬送された記録媒体に液体を吐出して記録を行う記録部１０４を有する。記録部１０４は、キャリッジ軸１１１によって移動可能に支持されたキャリッジ１１２と、キャリッジ１１２に対して着脱可能に搭載されるインクジェット記録ヘッド１１３と、インクジェット記録ヘッド１１３に供給するインクを貯留する複数のインクタンク１１４とを有する。インクジェット記録ヘッド１１３としては、例えば、図９に示すように、キャリッジ１１２に対して着脱可能なカートリッジ方式のものが挙げられる。
インクジェット記録装置１００は、記録部１０４等に対する回復動作が行なわれるエリアである回復部１０５をさらに有している。 この回復部１０５には、キャップと呼ばれる液体（インク）が満たされた部材（キャップ部材という）が設けられている。キャップ部材内には、電圧印加溶解層に対向する電極（対向電極という）が設けられており、電圧印加溶解層と対向電極に通電すると、液体を介して電気化学的反応により電圧印加溶解層が溶解される。つまり、電圧印加溶解層と対向電極間の電位差によって、電気化学的に陽極となる電圧印加溶解層が液体中に溶解する。その結果、吐出口付近に付着するインク残滓（固着物）が残らず良好な印字品位を保持する事が出来る。
使用する液体としては、主に水であり、電圧印加により電圧印加溶解層と対向電極間に電流が流れるように、特に、導電率５００〜３０００μS/cmの範囲の液体を用いることが好ましい。
また、液体として、インクジェット記録ヘッド１１３から吐出されるインクと同様の液体を用いることもできる。このとき、インクの混色を避ける観点からは、主成分はインクと同様であり、色材が添加されていない透明なインクを用いることが好ましい。インクジェット記録ヘッド１１３から回復動作の予備吐出で吐出されるインクを用いることもできる。
対向電極には、電圧を印加して通電しても溶解しない材料、例えば、タンタル（Ｔａ）やニオブ（Ｎｂ）等の金属材料を用いることができる。対向電極は電圧印加溶解層と同様に１気圧下で１００℃の環境において固体である性質を有し、電圧の印加如何に関わらず、所定のｐＨ領域の液体と接触しても溶解しない性質であればよい。
インク残滓を除去するには、電圧印加溶解層の表面を３ｎｍ以上溶解させれば良く、そのためには、ＤＣ２．５Ｖ〜２０Ｖを８０秒以上印加させれば十分である。なお、電圧は液体が電気分解されない電圧であることが好ましい。

＜インク残滓の除去方法＞
インク残滓を除去する方法について具体的に説明する。
まず、図４（ａ）に示す様に、基板３の表面に電圧印加用電極パッド１３及び電圧印加溶解層と電圧印加用電極パッド１３とを接続する配線１４を形成する。
配線１４は、電圧印加溶解層への電圧低下を避ける為に複数の供給配線を形成する事が好ましい。電圧印加用電極パッド１３は、従来の駆動用の電圧印加用の電極パッドと同様にして形成することができる。また、配線１４は、電圧印加溶解層を形成する際に形成される金属膜を用いて同時に形成することができる。
次に図４（ｂ）に示す様に、基板３をプレート１８に設置し、封止材１９にてインクからの防水を行う。基板３が設置されたプレート１８は、インクタンクや配線等（不図示）を備えており、インクジェット記録ヘッドとして、図９に示すようなインクジェット記録装置１００（プリンタ）に装着される。インクジェット記録装置１００は、インクジェット記録ヘッド１１３のオリフィスプレート面に対して相対的に接触、離間可能に設けられたキャップ部材（以下単にキャップという）を備える。
次に図４（ｃ）に示す様にインク廃液ポンプ２０と液体（インク）供給配管２２を備えたキャップ２１に、液体（インク）供給配管２２から液体（インク）を供給し、充填した状態にする。液体の供給は、キャップ２１を基板に密着させてから行ってもよく、通電中に液体の供給と排出を行うようにしてもよい。キャップ２１内にはインクジェット記録ヘッド１１３の電圧印加溶解層に対向して、対向電極２３が設けられている。キャップ２１は、インクジェット記録装置１００において、インクジェット記録ヘッド１１３の待避位置、すなわち、通常回復動作が行われるエリアである回復部１０５に設けられる。
次に図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示す様に基板３に対してキャップ２１を密着させ、電圧印加溶解層にはインクジェット記録ヘッド側から、対向電極にはキャップ２１側から通電（表面印加）される。
また図５（ａ）に示す様に、基板３の表面に、電圧印加溶解層９をヘッド駆動用の電極パッド部を除く全面に形成する。
次に図５（ｂ）に示す様に、基板３は、図４（ｂ）と同様のプレート１８に設置され封止材１９にてインクからの防水が行われ、インクジェット記録ヘッドとしてインクジェット記録装置（プリンタ）に装着される。
次に図５（ｃ）に示す様に、インク廃液ポンプ２０、液体（インク）供給配管２２、対向電極２３を備えたキャップ内に、（液体）を充填した状態にする。またキャップ側には、電極端子１７が備えられている。
なお、図４及び図５において、キャップ２１を固定した状態でインクジェット記録ヘッドを垂直方向に移動させてキャップ２１と係合させても、インクジェット記録ヘッドを所定位置に保持した状態でキャップ２１を移動させて係合させてもよい。
次に図５（ｄ）及び図５（ｅ）に示す様に、固定されたキャップ２１に対し、インクジェット記録ヘッドを移動して密着させると電極端子１７がオリフィスプレート外郭の電圧印加溶解層９と接触し、通電可能となる。
図４及び図５において、電圧印加溶解層と対向電極２３との間に電圧を印加して、電圧印加溶解層を液体中に溶解させるのと同時に金属膜上のインク残滓が除去される。その後、液体はインク廃液ポンプ２０を介して排出される。
次に電圧印加溶解層への通電後の動作として、吸引回復、ワイピングなどのヘッドの回復作業が行われる。なお、図４及び図５に示すキャップ２１は吸引回復を行うキャップ部材と併用しても構わない。電圧印加溶解層への通電は、通常、回復動作が必要となるタイミング、すなわち、吸引回復、ワイピング、予備吐出などのヘッド回復作業が行われるタイミングで行えばよい。例えば、キャップ２１に充填される液体として予備吐出で吐出したインクを使用し、電圧印加溶解層への通電を行った後、インク廃液ポンプ２０により液体の除去と吸引動作を同時に行うことができる。
また、キャップ２１内には液体を保持するための多孔質体を有してもよい。多孔質体としては、電気絶縁性を有する材料であり、液体に溶解せず、電圧印加溶解層への通電を阻害しない材料であればよい。多孔質体を有することで、液体の飛び散りを防止することができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
＜実施例１＞
まず、図６（ａ）に示すように、シリコンで形成された基板３を用意した。基板３上には、ＳｉＯ_２の絶縁層１０が形成されており、絶縁層１０上にはアルミニウムの配線（不図示）及びＴａＳｉＮの発熱抵抗体からなる記録素子１が形成されている。基板３の絶縁層１０が形成されている側の面における結晶の面方位は＜１００＞である。記録素子１はＳｉＮの保護層１１で覆われている。

次に、図６（ｂ）に示すように、基板３上にポリイミド（日立化成デュポンマイクロシステムズ社製のＰＩ２６１１）を厚み２０μｍで塗布し、ポリイミド層１５を成膜した。成膜したポリイミド層１５上に感光性樹脂からなるポジ型レジスト（東京応化製のＴＨＭＰ‐ｉＰ５７００ＨＰ（商品名））を塗布した。次に、露光及び現像することで図６（ｃ）に示すようにエッチングマスク１６を作製した。そして、図６（ｄ）に示すように、アルバック製ＮＬＤ５７００（商品名）を用いた反応性イオンエッチングによってポリイミドをエッチングし、インク流路の型となる型材（インク流路型材）７を形成した。この後、レジストを剥離し図６（ｅ）に示すように型材７が形成された基板を得た。

次に、図６（ｆ）に示すように、型材７を覆って、基板上にオリフィスプレート６となる層を形成した。オリフィスプレート６となる層は、プラズマＣＶＤ法によってＳｉＣＮを成膜することで形成した。ＳｉＣＮの膜厚は５μｍである。（ＳｉＣ膜でもよい）

次に、図６（ｇ）に示すように、オリフィスプレート６となる層の上面に第一の密着層８となる層を形成した。第一の密着層８となる層は、ＤＣマグネトロンスパッタによって、ＤＣパワー密度１．４Ｗ／ｃｍ^２、圧力０．６Ｐａ、温度１５０℃の条件下でタンタルを厚み５０ｎｍに成膜することで形成した。

次に、図６（ｈ）に示すように、密着層８となる層の上面に電圧印加溶解層９となる層を形成した。電圧印加溶解層９となる層は、ＤＣマグネトロンスパッタによって、ＤＣパワー密度１．０Ｗ／ｃｍ^２、圧力０．６Ｐａ、温度２００℃の条件下でイリジウムを厚み１００ｎｍに成膜することで形成した。

次に、図６（ｉ）に示すように、オリフィスプレート６、密着層８、電圧印加溶解層９、を貫通する、吐出口４を形成した。
吐出口４は、感光性樹脂からなるポジ型レジスト（東京応化製のＴＨＭＰ‐ｉＰ５７００ＨＰ（商品名））（不図示）を塗布し、レジストを露光、現像した。そして、そのレジストをマスクにＲＩＥ装置を用いてオリフィスプレート６、密着層８及び電圧印加溶解層９をパターニングすることにより形成した。なお、吐出口４の直径は、１５μｍとした。
リアクティブイオンエッチングは、プラズマソースに誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）を用い、アルゴンガス；３０ｓｃｃｍ、塩素ガス；７０ｓｃｃｍ、圧力；０．３Ｐａ、放電条件；５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）のエッチング条件で行った。

次に、図６（ｊ）に示すように、基板３にインク供給口２を形成した。インク供給口２は、シリコンからなる基板３を、ＴＭＡＨ溶液を用いて異方性エッチングすることで形成した。基板３のエッチングが開始される面の結晶方位が＜１００＞であるため、図６（ｊ）に示すような形状のインク供給口２となった。インク供給口２上の絶縁層１０及び保護層１１は、ＲＩＥによって除去し、インク供給口２を貫通させた。

最後に、図６（ｋ）に示すように、型材７を、酸素ガスを導入してマイクロ波でプラズマを励起してエッチングする等方性ドライエッチングにより除去し、流路５を形成した。
以上のようにして作製した基板を図５に示すようにヘッドにした後、プリンタに搭載して、途中１万枚毎に電圧印加溶解層への通電をＤＣ２０Ｖ３０ｓｅｃで行いながら１０万枚の耐久試験を実施した。その結果、吐出口近傍のインク固着が残らず良好な印字品位を保持する事が出来た。実施例１の形態は、電圧印加溶解層９がオリフィスプレート全面に配置されているので、インク残滓（固着物）に対してムラがなく作用できる点で有効であるといえる。

＜実施例２＞
以下に具体的に説明するように、実施例１に対して図８に示した電圧印加溶解層９を吐出口４の近傍のみ配置するパターンを形成した。
先ず、実施例１に示した図６（ａ）から（ｈ）に示される工程までを同様に行い、図７（ａ）に示した電圧印加溶解層９を成膜した基板を用意した。
次に図７（ｂ）に示すように感光性樹脂からなるポジ型レジスト（東京応化製のＴＨＭＰ‐ｉＰ５７００ＨＰ（商品名））を塗布し、電圧印加溶解層９を吐出口４の形成予定位置の近傍のみに配置する露光マスクを使用して露光、現像した。このようにして、レジストマスク２４を作製した。
次に図７（ｃ）に示すようにＲＩＥ装置を用いて密着層８及び電圧印加溶解層９をパターニングし、最後にレジストマスク２４を剥離した。
ＲＩＥは、プラズマソースに誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）を用い、アルゴンガス；３０ｓｃｃｍ、塩素ガス；７０ｓｃｃｍ、圧力；０．３Ｐａ、放電条件；５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）のエッチング条件で行った。
次に実施例１に示した図６（ｉ）から（ｋ）に示される工程までを同様に行い、基板を形成した。
以上のようにして作製した基板を吐出ヘッドにした後、プリンタに搭載して途中１万枚毎に電圧印加溶解層への通電をＤＣ２０Ｖ３０ｓｅｃで行いながら１０万枚の耐久試験を実施した。その結果、吐出口近傍のインク固着が残らず良好な印字品位を保持する事が出来た。実施例２の形態は、電圧印加溶解層９の面積が小さいため、電気的な分散が少なく効率が良い点で有効であるといえる。
図８には、吐出口近傍に電圧印加溶解層９を残す場合のパターン例を示す。それぞれの吐出口列毎に異なるパターンを示しているが、これはこのように別々のパターンを形成するという意味ではなく、どちらのパターンに形成してもよいという意味を示している。また、図８（ａ）は、図５に示した外部から電圧印加するためのパターンを、図８（ｂ）は図４に示した記録ヘッド側から通電するためのパターンを示している。図８（ｂ）では配線１４は、電圧印加溶解層９の一部をパターニングにより残して形成している。

１：記録素子
２：インク供給口
３：基板
４：吐出口
５：インク流路
６：オリフィスプレート
７：インク流路型材
８：密着層
９：電圧印加溶解層
１０：絶縁層
１１：保護層
１３：電圧印加用パッド
１４：電圧印加溶解層用配線
１５：ポリイミド層
１６：エッチングマスク（ポジ型レジスト）
１７：電極端子
１８：プレート
１９：封止材
２０：廃液ポンプ
２１：キャップ
２２：液体（インク）供給配管
２３：対向電極
２４：レジストマスク
２５：ノズル形成部材
１００：インクジェット記録装置
１０１：シャーシ
１０１ａ：下ケース
１０１ｂ：上ケース
１０２：給送部
１０３：搬送部
１０４：記録部
１０５：回復部
１０６：排出部
１１１：キャリッジ軸
１１２：キャリッジ
１１３：インクジェット記録ヘッド
１１４：インクタンク

Claims (8)

1. 液体を吐出するエネルギーを発生する記録素子と、液体を吐出する吐出口が形成された無機絶縁材料からなるオリフィスプレートと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記オリフィスプレートの少なくとも吐出口周辺上に電気化学的に溶解可能な金属膜を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記金属膜が、１気圧下で１００℃の環境において固体である性質、かつ、電圧を印加しない状態で所定のｐＨ領域の液体と接触しても溶解しない性質及び電圧を印加した状態で前記所定のｐＨ領域の液体と接触して電気化学的に溶解する性質を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記金属膜が、金、イリジウム、ルテニウム、銀、ビスマス、パラジウム及びオスミウムからなる群から選択される少なくとも１種で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記金属膜は吐出口に接している又は前記金属膜で吐出口が形成されている事を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドのオリフィスプレート面に対して相対的に接触、離間可能に設けられたキャップ部材を備えるインクジェット記録装置であって、
   前記キャップ部材は、液体と、前記オリフィスプレート上の金属膜と対向する対向電極を備え、前記金属膜と対向電極間に前記液体を介して電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 前記電圧印加手段が、前記キャップ側に設けられた、前記インクジェット記録ヘッド側の金属膜又は該金属膜に電気的に接続された電極と接する電極である事を特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. オリフィスプレート上の金属膜への通電後の動作が、ヘッドの吸引回復、ワイピング、予備吐出とするタイミングで行なわれるよう配線されている事を特徴とする請求項５又は６に記載のインクジェット記録装置。
8. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドのオリフィスプレート面に対して相対的に接触、離間可能に設けられたキャップ部材を備えるインクジェット記録装置におけるオリフィスプレート面に付着したインク残滓の除去を含むインクジェット記録方法であって、
   前記キャップ部材は、液体と、前記オリフィスプレート上の金属膜と対向する対向電極を備えており、前記オリフィスプレート面の金属膜に該キャップ内の液体を接触させた状態で、前記金属膜と対向電極間に前記液体を介して電圧を印加することで、前記金属膜を電気化学的に溶解するのと同時に、該金属膜上に付着したインク残滓を除去することを特徴とするインクジェット記録方法。