WO2000012313A1

WO2000012313A1 - Structure hydrophile, tete d'impression a jet d'encre, procede de production de celles-ci, imprimante a jet d'encre et autres elements structurels

Info

Publication number: WO2000012313A1
Application number: PCT/JP1999/000870
Authority: WO
Inventors: Yasushi Karasawa; Mitsuro Atobe
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-03-09
Also published as: EP1027988A1; DE69935777D1; EP1027988A4; EP1027988B1; AU2640199A; ATE359177T1; DE69935777T2

Description

明細書親水性構造、インクジェット記録ヘッド、及びそれらの製造方法、並びにィンクジエツト記録装置及びその他の構造部材技術分野本発明は、親水性の優れた親水性構造、親水性の優れたインク吐出面を有するインクジェット記録ヘッド、及びそれらの製造方法、並びにインクジェット記録装置及びマイクロポンプ、すりガラス、軸受け、浴槽、浴室用タイル、洗面台、熱交換器のパイプ、人工肺の血液回路等の構造部材に関する。背景技術従来、建築物、自動車等の窓ガラス等の曇り防止、固体表面の汚損防止等のため、各種親水化処理方法が考案されている。特公昭 6 1— 8 3 1 0 6号公報、特許第 2 7 5 6 4 7 4号公報には、これら親水化処理方法のうち、光半導体性金属酸化物による親水化処理方法が開示されている。この親水化処理方法は、酸化チタン等の光半導体性金属酸化物を固体表面へ形成し、この固体表面に紫外線領域の光を照射することによって、親水性を発現させるというものである ( ところで、インクジェット記録ヘッドにおいては、インク吐出面（インク吐出口を除く）の構成材料にガラス、金属などが用いられているため、例えば環境からの油脂の付着などの原因によってィンクの液滴が付着しにくい部分が現れた場合には、吐出するインク滴の直進性が損なわれ、印字乱れなどのトラブルによって良好な記録ができなくなることがある。そのため、インクジェット記録へッドのィンク吐出表面においては、ィンクにぬれやすい親水状態とィン

訂正された用紙 (規則 91) クにぬれにくい撥水状態のうちいずれかの状態を長期間にわたって維持できることが求められている。

しかしながら、上記の従来の光半導体性金属酸化物による親水化処理方法は. その機能が十分ではなく、特にインクジエツト記録へヅドへ応用しょうとした場合には、次のような問題点を有している。

すなわち、光半導体性金属酸化物を用いる親水化処理方法は、紫外線成分を有する光を光半導体性金属酸化物に照射する必要があるが、インクジェット記録へッドの構造は複雑であり、必ずしもそのィンク吐出表面に紫外線成分を有する光を照射することができるとは限らなかった。そのため、光が照射されなかった部位では良好な親水状態が得られず、たとえ一時的に親水状態が得られたとしても長期間にわたって親水状態を維持することができない。また、 P C T /W O 9 6 / 2 9 3 7 5号公報には、鏡レンズ、窓ガラス、ゴ一グル、浴槽又は物品表面を光触媒性半導体材料で被覆した後、光照射することにより親水性、防曇、水洗で容易に洗浄できるようにすることが提案されている。しかしながら、この方法においても、比較的短波長の光照射が必要であり、そのため、光が照射されなかった部位では良好な親水状態が得られず、また、耐久性に問題があるとから、たとえ一時的に親水状態が得られたとしても長期間にわたって親水状態を維持することはできない。また、特開平 5— 3 1 2 1 5 3号公報には、マイクロポンプの流路における気泡発生防止及び定量性の向上ために、流路表面をグラフト処理をすることが提案されている。しかしながら、この方法においても耐久性に課題があることから、長期間にわたって親水状態を維持することができない場合もある。また、特開平 1— 2 5 0 2 6 5号公報には、人工肺の血液回路の血液に対する濡れ性向上、ガス交換性能の向上させるために、 H E M A等を被覆する方法が提案されている。しかしながら、この方法においても被覆ポリマーの密着性に問題があり、耐久性に難点がある。

発明の開示本発明の目的は、長期間にわたって親水性を維持することができる親水性構造及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、インク吐出面がそのような親水性構造からなり長期間にわたつて高い印字品質を維持することができるィンクジヱット記録へッド及びその製造方法並びィンクジエツト記録装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、親水性構造を表面に形成して親水機能を発揮させることを可能にした構造部材を提供することを目的とする。

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

( 2 ) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、基材の表面に任意の凹凸が形成され、その表面が親水性であり、その表面の凹部の深さが所定の深さ以上となつている。

( 3 ) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、上記（ 1 ) 又は（ 2 ) の親水性構造において、前記の凹凸は、液滴が凹部にはいっていきやすい大きさである。

(4) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、上記（ 1 ) 乃至（ 3 ) の親水性構造において、前記の凹凸は、突起部が分布配置されたもの、突起部が線条になっているもの、又は、格子状からなるものである。

( 5 ) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、上記（ 1 ) 乃至（4 ) の親水性構造において、前記の基材はシリコン、酸化シリコン又はガラスである。

( 6 ) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、上記（ 1 ) 乃至（ 5 ) の親水性構造において、前記の凹凸の表面は親水処理されてなるものである。 (7) 本発明の他の態様に係る親水性構造は、上記（ 1) 乃至（5) の親水性構造において、前記の凹凸が形成された基材は親水性基材例えばガラスを用いる。

(8) 本発明の他の態様に係る親水性構造の製造方法は、上記（ 1) 乃至（7) の親水性構造を製造する方法であって、親水性構造をフォトリソグラフィ一法及びェヅチング法によって製造する。このエツチング法は例えばトレンチドラィエッチング法、陽極電解法、異方性ウエットエッチング法、等方性ウエットェツチング法、又は等方性ドライエッチング法である。

(9) 本発明の他の態様に係る親水性構造の製造方法は、上記（ 1) 乃至（7) の親水性構造を製造する方法であって、親水性構造の凹凸を、その凹凸に対応した形状を備えた型により形成する。例えば、親水性構造の凹凸に対応した形状が形成された型を基材の表面に押圧し、或いは、親水性構造の凹凸に対応した形状が外周部に形成されたダイスに、硬化する前の基材を通過させることにより親水性構造を得る。

(10) 本発明の他の態様に係るインクジェット記録ヘッドは、ノズル吐出口を除くインク吐出面が、上記（ 1 ) 乃至（ 7 ) の親水性構造から構成されている。

(11) 本発明の他の態様に係るインクジヱット記録ヘッドの製造方法は、上記 (10) のインクジエツト記録へッドを製造する方法であって、親水性構造をフォトリソグラフィ一法及びエッチング法によって製造する。このエッチング法は上記の（8) にて記載のエッチング法と同じである。

(12) 本発明の他の態様に係るインクジェット記録装置は、上記（10) のインクジエツト記録へッドを搭載したものである。

(13) 本発明の他の態様に係る構造部材は、上記（ 1) 乃至（7) の親水性構造から構成されており、例えばマイクロポンプ、人工肺の血液回路、すりガラス、軸受け、浴槽、浴槽用タイル、洗面台、熱交換器の通路（パイプ）等に適用される。本発明の親水性構造は、基材に人為的な凹凸形状を設けた構造を有するものであるため、安定した超親水機能が得られるとともに、高い耐久性及び耐擦傷性が得られている。また、インクジェット記録ヘッドのインク吐出孔を除くィンク吐出面を親水性構造としたため、インクに対する親水性能が向上した。その結果、印字品質が長期間にわたって良好となっている。さらにまた、本発明の親水性構造をフォトリソグラフィ一法及びェツチング法によって製造するようにしたため、凸部の高さを高精度に均一にすることを可能にし、また、再現性のある親水構造体の製造が可能となっている。また、上記の親水性構造が適用された構造部材においても、安定した超親水機能、高い耐久性及び耐擦傷性が得られている。

本発明においては、上記の親水性構造により超親水機能を得るとともに、高い耐久性及び耐擦傷性を得ているが、その動作原理を含めてその詳細は後述の実施形態 1において説明する。なお、本発明において、超親水という概念には超親油を含むものとしている。

図面の簡単な説明図 1は本発明の実施形態 1に係る構造体の説明図である。

図 2は図 1の凹部及び凸部の寸法についての説明図である。

図 3は図 1の構造体 1 0 0の平面図である。

図 4は本発明の実施形態 2に係るインクジエツト記録へッドの分解斜視図である。

図 5は実施形態 2における第 2プレー卜の表面に構造体を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 6は表面に構造体が形成された第 2プレートの上面図である。

図 7は比較例の第 2プレートの製造工程を示した断面図である。図 8は本発明の実施形態 3における第 2プレー卜の表面に構造体を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 9は本発明の実施形態 4における第 2プレートの表面に構造体を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 0は本発明の実施形態 5における第 2プレートの表面に構造体を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 1は本発明の実施形態 6における第 2プレー卜の表面に構造体を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 2は実施形態 2〜 6の何れかの製造工程を経て製造されインクジエツトへッドの周辺の機構の一例を示した説明図である。

図 1 3は図 1 2の機構が搭載されたィンクジエツト記録装置の外観図である c 図 1 4は本発明の実施形態 9に係るマイクロポンプの断面図である。

図 1 5は図 1 4のチューブを製造するための機構を示した説明図である。図 1 6は本発明の実施形態 1 0に係るすりガラスの断面図である。

図 1 7は本発明の実施形態 1 1に係るウォッチの機構を示す断面図である。図 1 8は本発明の実施形態 1 2に係る浴室及び洗面台の斜視図である。

発明を実施するための最良の形態実施形態 1 .

図 1は本発明の実施形態 1に係る親水性構造の説明図である。同図において、親水性構造 1 0 0はシリコン基板 1 1の表面に凹部 1 7及び凸部 1 8が形成されており、この表面には親水膜 2 0が形成されている。この構造体は、親水膜 2 0の性能に加えて、流体 2 1が毛細管現象によって凹部 1 7へ流体 2 1が浸透するため、その表面の親水性が高まるのである。従って、この凹凸は流体 2 1が毛細管現象によって凹部 1 7へ入っていきやすい大きさに調整される。親水膜 2 0は凹凸の形成後に、例えばグラフト重合、シリカカップリング処理、シリコンの酸化等によって形成するが、本実施形態においては基材にシリコン基板 1 1を用いていることから、シリコンの酸化によって親水膜 2 0を形成している。なお、本実施形態においては親水膜 2 0を形成した例について示しているが、基材そのものに親水機能があるもの、例えばガラス等を用いてそれに凹凸を形成するようにしてもよい。図 2は、図 1の凹部 1 7及び凸部 1 8の寸法についての説明図である。同図において、 Aは突起幅（マスク設計による）、 Bは溝幅（マスク設計による）、 Cは加工量（深さ · エッチング時間による）、 Dは側壁角度（エッチング条件による）である。

吐出するィンク滴の直径が数 1 0〃mのインクジエツト記録装置の場合、ノズル穴近傍で安定した親水性能を発揮するため、上記の A、 Bが自ずと制限される。また、上記の Cも浸透したインク滴が安定して凹部に拡散するため、ある程度の深さが必要である。そのため、上記 A、 Bについては、 0 . 2 ~ 5 0 0 m、 0 . 5〜 3 0〃m、更に望ましくは 1〜 1 0〃mの範囲に規定される。また上記 Cについては、 1 z m以上、 3 m以上、更に望ましくは 5 / m以上の深さに規定される。凸部の高さの均一性は、耐擦傷性の観点から、 A、 Bの値の 0 . 5倍以内、 0 . 3倍否、更に好ましくは 0 . 1倍以内に規定される。図 3は、図 1の構造体 1 0 0の平面図である。同図（A ) は凸部 1 8が規則的に分布配置された例であり、同図（B ) は凸部 1 8が線条に配置された例であり、同図（ C ) は凸部 1 8が格子状に配置された例である。なお、同図（A ) は凸部 1 8は四角柱の例であるが、これは三角柱、五角柱、六角柱、円柱などの各種柱や錘であっても良い。実施形態 2 .

図 4は本発明の実施形態 2に係るィンクジエツト記録へッドの分解斜視図である。このようにインクジェット記録へヅドは、第 1プレート 1 と第 2プレート 2の積層した構成により、インクの供給部 3、静電気により振動する静電振動板、 P Z Tなどの圧電振動子などの振動板の振動により、又は発熱体の発熱により、インクを吐出する圧力室 4及びィンクが通過する流路 5を形成しており、第 2プレート 2には流路 5と垂直方向にノズル孔 6が形成されている。そして、第 2プレートの表面には図 1の親水性構造 1 0が形成されており、その表面には親水膜 2 0が形成されている。図 5は第 2プレート 2の表面に親水性構造を形成するための製造工程を示した断面図であり、図 6は表面に親水性構造が形成された第 2プレート 2の上面図である。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及びトレンチドライエツチング法によって加工して親水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、結晶方位（ 1 0 0 ) の 4ィンチサイズの単結晶シリコンウェハを第 2 プレ一ト 2の基材として用意し、図 5 ( a ) に示されるように、熱酸化法を用いて、単結晶シリコン基板 1 1の少なくとも一方の面に約 1 0 0 0オングストロームのシリコン酸化膜 1 2を形成する。

②次に、図 5 ( b ) に示されるように、東京応化株式会社製の感光性樹脂 0 F P R— 8 0 0 (粘度 3 0 c p s ) を単結晶シリコン基板 1 1のシリコン熱酸化膜 1 2上へ約 2 m l滴下し、 1分間に 5 0 0 0回転の速度で 3 0秒間スピンコ ―卜し、感光性樹脂層 1 3を形成する。このスピンコ一ト条件によって、感光性樹脂が平均膜厚約 1〃m、ウェハ面内ばらつき 1 0 %で塗布することができる。なお、塗布膜厚は加工する溝のサイズ等によって適宜変化させる。感光性材料塗布膜厚の最大値は溝の一辺の寸法が 2 z mの場合には 2 z mである。

③次に、摂氏 9 0度のオーブンで 3 0分間乾燥させ、基板 1 1を室温まで冷却する。図 5 ( c ) に示されるように、基板 1 1に対して、一辺が 0 . 2 z mから 2 0 0 mの四角形の凸部予定領域 1 3をフォトリソパタ一ニングする。その後、摂氏 1 2 0度のオーブンで感光性樹脂を硬化させ、耐エッチング性を改善する。

④図 5 ( d ) に示されるように、フヅ酸によって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、感光性樹脂を剥離液で除去する。

⑤次に、トレンチドライエッチング装置を使って、図 5 ( e ) に示されるように、 C及び Fを有するガスを使ったプラズマ合成膜 1 4を形成し、続いてドラィエッチング装置内を排気した後、図 5 ( f ) に示されるように化学式 S F 6 又は C F 4ガスのプラズマによってシリコン基板底面 1 5領域のシリコンをェヅチングする。このとき図 5 ( f ) に示されるように、凸部とすべき部分にはシリコン酸化膜 1 2が存在するため、エッチングされない。一方、凹部とすべき部分は、凸部の側壁の部分に形成されるプラズマ合成膜の作用によって、効果的に異方性エッチングされる。このようなプラズマ合成工程及びプラズマェツチング工程を繰り返す事によって、図 5 ( g ) に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1の表面に約 5 〃 mの溝をエッチングして、凹部 1 7及び凸部 1 8を形成する。この凸部 1 8は、図 3に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1の表面に規則正しくレイアウトされる。

⑥次に、ノズル穴 6 (図 4参照）を加工し、酸化シリコン膜を熱酸化法（スパヅ夕法又はゾルゲル法も代替可能）によって単結晶シリコン基板 1 1に形成して親水膜 2 0を得ている（図 5 ( h ) ) 。

⑦最後に、上記のようにして形成された第 2プレート 2に第 1プレート 1を接合し、インクジェット記録へッドを完成させる。

(実施例 1 )

本発明の実施例 1 として、上述の実施形態 2において表 1に示されるような実施例を試みた。まず、第 2プレー卜の基板 1 1 として、試料 1から試料 7の基材材料を用意する。そして、突起予定領域 1 3 (図 5 ( c ) 参照）は、 0 . 2から 1 0 0 0 z mの正方形をパ夕一ニングすることにより形成する。また、第 2プレート 2に形成される親水膜は、酸化シリコンを蒸着することによって形成する。

なお、試料 2 4及び 6についてはこの親水化処理は行わないものとする, 【表 1】

(比較例）

図 7は、実施形態 2と同様の構造からなるィンクジエツト記録へッドにおいて、ステンレス製の第 2プレー卜へ親水処理を施す本比較例の製造工程を示した断面図である。なお本比較例のィンクジエツト記録へッドは図 4に示される構成と同一である。

①まず、図 7 ( a ) に示されるように、第 2プレートのための基材 3 1を加工してノズル孔 3 2を形成して、その後、アルカリ性洗剤を使って超音波洗浄した。

②次に図 7 ( b ) に示されるように、酸化チタン 3 3を第 2プレート基材 3 1 へ蒸着した。

③最後に、上述のように形成された第 2プレ一ト 2に第 1 プレート 1を接合し、インクジエツト記録へッドを完成させる。表 2は、本実施例及び比較例の第 2プレートのィンク及び水に対する接触角である。なお比較例は、紫外線を照射した直後のデータである。

【表 2】

試料の中で親水化処理を施していないシリコンを除いて、いずれもインクに対する接触角が 1 0度以下で、親水性が優れていた。実施形態 1のインクジエツト記録へッドを記録装置に搭載して、初期及び暗所で 2年相当の加速条件で印字試験を行ったところ、表 3に示されるような結果が得られた。表 3は印字品質を判定した結果であり、 ◎は第 2プレート表面にインクミストが付着せず、印字品質が良好、〇は第 2プレートの表面にインクミストは付着するが、印字品質が良好、 Xはインク飛行曲がりによる不良であることを示す。【表 3】

以上の通り、実施例 1のインクジヱット記録へッドは、初期及び 2年相当の加速条件において、印字品質が良好であり、再現性も確認されている。中でも、 0 . 2 / mから 5 0 0 mの範囲の凸部を有し、親水剤を塗布して積極的に親水膜を形成した第 2プレートの印字品質が良好であった。しかし比較例は、光の届かない環境のため、親水性能が低下し、印字品質も悪化した。

(実施例 2 )

本発明の実施例 2では、親水性構造の四角柱、線条及び格子状の各突起形状 (図 3 ( A ) ( B ) ( C ) 参照）についての水とインクの接触角を調べた。表 4はそのデ一夕を示すものであり、本発明によるものはいずれも紫外線を照射すること無くィンクの接触角が 1 0度以下であり、良好な親水性能が得られていることがわかる。【表 4

(実施例 3 )

樹脂を原料として用い、実施例 1又は実施例 2の構造体を型として用いて成形を行なった。得られた成形物品の表面は型を転写した凹凸模様を有していた ₍ この構造体に親水処理を行なったものも実施例 1、 2と同様に優れた特性を有することが確認された。実施形態 3 .

図 8は本発明の実施形態 3に係るィンクジエツト記録へッドの製造工程を示した断面図であり、第 2プレート 2の表面に親水性構造を形成するための製造工程を示している。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及び陽極電解法によって加工して親水性構造を形成する場合について説明する c

①まず、第 2プレートの基材として、例えば板厚 2 0 0 // mの（ 1 0 0 ) 面方位の n型単結晶シリコン基板 1 1を用意する。

②図 8 ( a ) に示されるように、このシリコン基板 1 1に耐エッチング皮膜として 0 . 厚の窒化シリコン膜 2 3、 2 4を C V D装置で形成する。

③次いで、窒化シリコン膜 2 4をドライエッチング法によって除去した後、窒化シリコン膜 2 3にフォトリソエッチングを施し、図 8 ( b ) に示されるように、構造体の凹部 1 7に対応する部分 2 2の窒化シリコン膜 2 4をエッチングする。

④次に、窒化シリコン膜 2 3をマスクとして、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング法によって、シリコン基板 1 1へ V溝形状のエッチングビラミツド 2 5を加工し、図 8 ( c ) に示されるように、窒化シリコン膜 2 3が形成された面の裏側ヘインジゥム ·錫酸化膜（ I T 0膜） 2 6を形成する。

⑤続いて、上記窒化シリコン膜 2 3が形成された面が電解液に接するように電解セルを組み立て、窒化シリコン膜 2 3が形成された面の裏側より光を照射しながら、図 8 ( d ) に示されるように、約 5〃mの溝 2 7をエッチングして、凹部 1 7及び凸部 1 8を生成する（図 8 ( e ) ) 。

⑥ノズル穴 6 (図 4参照）を加工して、親水膜 2 0として酸化シリコン膜を真空蒸着法によって第 2プレート 2に蒸着した（図 8 ( f ) ) 。

⑦最後に、上述のように形成された第 2プレート 2に第 1プレート 1を接合し、インクジエツト記録へッドを完成させる。実施形態 4 .

図 9は本発明の実施形態 4に係るィンクジエツト記録へッドの製造工程を示した断面図であり、第 2プレート 2の表面に親水性構造を形成するための製造工程を示している。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及び異方性ゥエツトエッチング法によって加工して親水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、結晶方位（ 1 0 0 ) の 4ィンチサイズの単結晶シリコンウェハを第 2 プレート 2の基材として用意し、図 9 ( a ) に示されるように、熱酸化法を'用いて、単結晶シリコン基板 1 1 1の少なくとも一方の面に約 1 0 0 0オングストロームのシリコン酸化膜 1 1 2を形成する。 ②次に、図 9 ( b ) に示されるように、東京応化株式会社製の感光性樹脂〇 F P R - 8 0 0 (粘度 3 0 c p s ) を単結晶シリコン基板 1 1 1のシリコン熱酸化膜 1 1 2上へ約 2 m l滴下し、 1分間に 5 0 0 0回転の速度で 3 0秒間スピンコートし、感光性樹脂層 1 1 3を形成する。このスピンコート条件によって、感光性樹脂を平均膜厚約 1〃m、ウェハ面内ばらつき 1 0 %で塗布することができる。なお、塗布膜厚は加工する溝のサイズ等によって適宜変化させる。感光性材料塗布膜厚の最大値は溝の一辺の寸法が 2〃mの場合には 2〃mである c

③次に、摂氏 9 0度のオーブンで 3 0分間乾燥させ、基板 1 1 1を室温まで冷却する。図 9 ( c ) に示されるように、基板 1 1 1に対して、一辺が 0 .

mから 2 0 0 z mの四角形の凸部予定領域 1 1 3をフォトリソパ夕一ニングで残す。その後、摂氏 1 2 0度のオーブンで感光性樹脂を硬化させ、耐エツチング性を改善する。

④図 9 ( d ) に示されるように、フッ酸によって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、感光性樹脂を剥離液で除去する。

⑤次に、シリコン酸化膜 1 1 2をマスクとして、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング法によって、図 9 ( e ) に示されるように、シリコン基板 1 1 1へ断面 V形状のエッチングビラミツド 1 1 4を形成する。そして、シリコン酸化膜 1 1 2を除去する（図 9 ( f ) ) 。そして、シリコン酸化膜 1 2を除去する（図 9 ( g ) ) 。このようにして生成されたエッチングビラミツド 1 1 4が図 1の凹部 1 7に相当する。凹部 1 7が形成されることで凸部 1 8も必然的に形成されることとなり、図 6に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1 1の表面に規則正しくレイアウトされる。

⑥次に、ノズル穴 6 (図 4参照）を加工し、親水膜 2 0として酸化シリコン膜を真空蒸着法によって単結晶シリコン基板 1 1 1に蒸着する（図 9 ( g ) ) 。

⑦最後に、上記のようにして形成された第 2プレート 2に第 1 プレート 1を接合し、インクジェット記録ヘッドを完成させる。実施形態 5 . 図 1 0は、本発明の実施形態 5に係るインクジヱット記録へ'ソドの製造工程を示した断面図であり、第 2プレート 2の表面に多孔構造体を形成するための製造工程を示している。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ —法及び等方性ゥエツトエッチング法によって加工して多孔構造体を形成する場合について説明する。

①まず、第 2プレートの基材として、例えば板厚 2 0 ◦〃mのガラス基板 2 1 1を用意する。

②図 1 0 ( a ) に示されるように、このガラス基板 2 1 1に耐エッチング皮膜として 0 . 3〃m厚の窒化シリコン膜 2 1 2をスパッ夕リング装置で形成する。

③次いで、窒化シリコン膜 2 1 2にフォトリソエッチングを施し、図 1 0 ( b ) に示されるように、構造体の凹部 1 7に対応する部分の窒化シリコン膜をエツ

④次に、窒化シリコン膜 2 1 2をマスクとして、弗化水素酸水溶液を用いた等方性エッチング法によって、図 1 0 ( c ) に示すようにガラス基板 2 1 1へェツチング凹部 2 1 5を加工する。

⑤次に図 1 0 ( d ) に示すように、窒化シリコン膜 2 1 2を熱燐酸で除去して、凹凸を完成させる。

⑥次にノズル穴 6 (図 4参照）を加工して、親水膜 2 0として酸化シリコン膜を真空蒸着法によってガラス基板 2 1 1に蒸着する（図 1 0 ( e ) ) 。

⑦最後に、上述のように形成された第 2プレート 2に第 1プレ一ト 1を接合し、インクジエツト記録へッドを完成させる。実施形態 6 .

図 1 1は本発明の実施形態 6に係るインクジエツト記録へッドの製造工程を示した断面図であり、第 2プレート 2の表面に多孔構造体を形成するための製造工程を示している。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィー法及び等方性ドライエツチング法によって加工して多孔構造体を形成する場合について説明する。 ①まず、第 2プレー卜の基材として、例えば板厚 2 0 0〃mのガラス基板 3 1 1を用意する。

②図 1 1 ( a ) に示されるように、このガラス基板 3 1 1に耐ェヅチング皮膜として約 5〃m厚の感光性樹脂膜 3 1 2をスピンコート装置で形成する。

③次いで、フォトリソエッチングによって、図 1 1 ( b ) に示されるように、構造体の凹部 1 7に対応する部分の感光性樹脂膜 3 1 2をエッチングする。

④次に、感光性樹脂膜をマスクとして、 C F 4ガスを用いた等方性プラズマェツチング法によって、図 1 1 ( c ) に示すようにガラス基板 3 1 1へエツチング凹部 3 1 5を加工する。

⑤次に、図 1 1 ( d ) に示すように、感光性樹脂膜 3 1 2を熱硫酸で除去して、凹凸を完成させる。

⑥次にノズル穴 6 (図 4参照）を加工して、親水膜 2 0として酸化シリコン膜を真空蒸着法によってガラス基板 3 1 1に蒸着した（図 1 1 ( e ) ) 。

⑦最後に、上述のように形成された第 2プレート 2に第 1プレート 1を接合し、インクジヱット記録へヅドを完成させる。上記の実施形態 4〜 6により生成された親水性構造においても、その凸部の高さが均一であることから、上記の実施形態 2におけるものと同様な親水機能、耐久性及び耐擦傷性が得られることが確認されている。なお、上記の実施形態 2〜 6においては、いずれもフォトリソグラフィ一法及びエッチング法を用いて親水性構造を生成しており、その基材表面を凸部の天面に置き換えることが可能になっているで、凸部の高さは必然的に高精度に揃うことになる。また、上述の実施形態 2〜 6において、第 2プレート 2の材質としてシリコン基板又はガラス基板を用いた例を説明したが、本発明においてはそれらの材料に限らず、ステンレスのような金属材料や有機高分子材料でも同様の機能を発揮する。実施形態 7 .

図 1 2は実施形態 2〜 6の何れかの製造工程を経て製造されインクジエツトへッドの周辺の機構の一例を示した説明図である。このィンクジェヅトヘッド 5 0は、キャリッジ 5 1に取り付けられ、そして、このキャリッジ 5 1はガイドレ一ル 5 2に移動自在に取り付けられる。そして、口一ラー 5 3により送り出される用紙 5 4の幅方向にその位置が制御される。この図 1 2の機構は図 1 3に示されるィンクジヱット記録装置 5 5に装備される。このインクンクジェツト記録装置 5 5により印字したところ、高品質の印字が得られたことが確認されている。特に、クリーニングに対する擦りに対しては、親水機能を基材の構造により得るようにしたので、耐摩耗性があり、長期間の使用に耐えられることが確認されている。実施形態 8 .

図 1 4は本発明の実施形態 8に係るマイクロポンプの断面図である。同図において、圧電素子 6 9を駆動することによりダイヤフラム 7 0を振動させると、液体は入口 6 5から吸入されて密閉空間 7 1を経由して出口 6 6から吐出される。密閉空間 7 1を含む流路の表面には上述の実施形態に係る親水性構造が形成されている。マイクロポンプにはこのように親水性構造が形成されているので、実際に駆動して純水を流したところ流路には全く気泡が発せず、極めて定流量のポンプを実現できた。

図 1 5 ( A ) ( B ) は図 1 4の入口 6 5及び出口 6 6に通じるチューブ 7 3 を製造するための機構を示した説明図であり、同図（A ) は正面断面図、同図 ( B ) は（A ) の B— B拡大断面図である。この機構は、例えばポリ塩化ビニルを入れた容器 7 5の吐出口に、凹凸部が形成されたダイス Ί 6を貫通させた状態で、ポリ塩化ビニルを吐出させることで、チューブ 7 3の内壁に凹凸が形成される。実施形態 9 .

図 1 6 ( A ) ( B ) は本発明の実施形態 9に係るすりガラスの断面図である, 同図に示されるように、すりガラス 8 0， 8 1の表面には親水性構造 8 2が形成されている。このため、汚れが付着しにくく、また付着しても簡単に取り除くことができる。実施形態 1 0 .

図 1 7は本発明の実施形態 1 0に係るウォッチの機構を示す断面図である。同図に示されるように、軸受部 8 5〜9 0の内壁には親水性構造が形成されている。但し、この場合には、この親水性構造には親水性に加えて親油性も要求されるため、処理後に親水親油性が得られるような親水処理（親水親油処理）を行う必要がある。そのような親水親油処理を行った構造体の表面は、親水性及び親油性が優れているため、潤滑油が長期間保持され、例えば 1 0年相当注油しないで回転させた場合であっても、ウォッチは正常に機能する。実施形態 1 1 .

図 1 8 ( A ) ( B ) は本発明の実施形態 1 1に係る浴室及び洗面台の斜視図である。浴槽 9 1、浴室用タイル 9 2及び洗面台 9 3の表面には上述の実施形態に係る親水性構造 1 0 0が形成されており、汚れが付着しにくく、また付着しても簡単に取り除くことができる。実施形態 1 2 .

本発明の親水性構造は各種用途に使用することが可能である。例えば、熱交換器のパイプの内壁に親水性構造を形成することによりその熱効率を向上させることができる。或いは人工肺の血液回路の内壁に親水性構造を形成することによりガス交換性能等を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 基材の表面に任意の凹凸が形成され、その表面が親水性であり、その表面の凸部の高さが均一であることを特徴とする親水性構造。

2 . 基材の表面に任意の凹凸が形成され、その表面が親水性であり、その表面の凹部の深さが所定の深さ以上となっていることを特徴とする親水性構造。

3 . 前記凹凸は、液滴が凹部にはいっていきやすい大きさであることを特徴とする請求項 1又は 2記載の親親水性構造。

4 . 前記凹凸は、突起部が分布配置されたもの、突起部が線条になっているもの、又は、格子状からなるものであることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の親水性構造。

5 . 前記基材はシリコン、酸化シリコン又はガラスであることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の親水性構造。

6 . 前記凹凸の表面は親水処理されてなることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の親水性構造。

7 . 前記の凹凸が形成された基材は親水性基材であることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の親水性構造。

8 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造を製造する方法において、前記親水性構造をフォトリソグラフィ一法及びェッチング法によって製造することを特徴とする親水性構造の製造方法。

9 . 前記エッチング法はトレンチドライエッチング法であることを特徴とする請求項 8記載の親水性構造の製造方法。

1 0 . 前記エッチング法は陽極電解法であることを特徴とする請求項 8記載のの親水性構造の製造方法。

1 1 . 前記エッチング法は異方性ウエットエッチング法であることを特徴とする請求項 8記載の親水性構造の製造方法。

1 2。前記エッチング法は等方性ゥエツトエッチング法であることを特徴とする請求項 8記載の親水性構造の製造方法。

1 3 . 前記ェッチング法は等方性ドライエッチング法であることを特徴とする請求項 8記載の親水性構造の製造方法。

1 4 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造を製造する方法において、前記親水性構造の凹凸を、その凹凸に対応した形状を備えた型により形成することを特徴とする親水構造体の製造方法。

1 5 . 前記親水性構造の凹凸に対応した形状が形成された型を、基材の表面に押圧することを特徴とする請求項 1 4記載の親水構造体の製造方法。

1 6 . 前記親水性構造の凹凸に対応した形状が外周部に形成されたダイスに、硬化する前の基材を通過させることを特徴とする請求項 1 4記載の親水構造体の製造方法。

1 7 . ノズル吐出口を除くインク吐出面が、請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造から構成されていることを特徴とするィンクジエツト記録へッド

1 8 . 請求項 1 7記載のィンクジエツト記録へッドを製造する方法において、親水性構造をフォトリソグラフィ一法及びエッチング法によって製造することを特徴とするィンクジエツト記録へッドの製造方法。

1 9 . 前記エッチング法はトレンチドライエッチング法であることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジヱット記録へッドの製造方法。

2 0 . 前記エッチング法は陽極電解法であることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジエツト記録へッドの製造方法。

2 1 . 前記エッチング法は異方性ゥエツトエッチング法であることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジエツト記録へッドの製造方法。

2 2 . 前記エッチング法は等方性ゥエツトエッチング法であることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジヱット記録へッドの製造方法。

2 3 . 前記ェッチング法は等方性ドライエッチング法であることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジエツト記録へッドの製造方法。

2 4 . 請求項 1 7記載のィンクジエツト記録へッドを搭載したことを特徴とするインクジエツト記録装置。

2 5 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が表面に形成された構造部材。

2 6 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が内壁面に形成されたことを特徴とするマイクロポンプ。

2 7 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が表面に形成されてなることを特徴とするすりガラス。

2 8 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が支軸と接触する箇所に設けられたことを特徴とする軸受け。

2 9 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が表面に形成されてなることを特徴とする浴槽。

3 0 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が表面に形成されてなることを特徴とする浴室用タイル。

3 1 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が表面に形成されてなることを特徴とする洗面台。

3 2 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が内周壁に形成されてなることを特徴とする熱交換器のパイプ。

3 3 . 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の親水性構造が内壁面に形成されたことを特徴とする人工肺の血液回路。