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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtetes Element, ein Grundelement von Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen,
eine Düsenplatte
von Flüssigkeitsstrahlköpfen, einen
Flüssigkeitsstrahlkopf und
eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
die einen Unterbeschichtungsfilm und einen flüssigkeitsabweisenden Film aus
einem Metallalkoxidmolekularfilm, der nicht nur an der Oberfläche des
Düsenplattensubstrats
des Flüssigkeitsstrahlkopfes
hiervon, sondern auch an der Oberfläche anderer Grundelemente hiervon
gebildet ist (einschließlich
anderen Elementen als Metallelementen wie Harzelementen und Verbundmaterialelementen).
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Tintenstrahldruckkopf, eine Ausführungsform
eines Flüssigkeitsstrahlkopfes,
durch den Flüssigkeitstropfen
zu Medien über
Düsenöffnungen hiervon
ausgestoßen
werden, besitzt eine Düsenplatte,
und eine Mehrzahl feiner Tintenstrahlöffnungen, durch die Tinte ausgestoßen wird,
ist in der Düsenplatte
in feinen Abständen
gebildet. Falls Tinte an der Oberfläche der Düsenplatte anhaftet, kann Tinte, die
später
ausgestoßen
wird, durch die Oberflächenspannung
und die Viskosität
der zuvor anhaftenden Tinte beeinflusst werden, um eine gekrümmte Strahltrajektorie
zu besitzen. Dies lässt
ein Problem entstehen, dass die Tinte nicht an eine vorbestimmte
Stelle angebracht werden kann. Dementsprechend muss die Düsenplattenoberfläche einer
flüssigkeitsabweisenden
Vorbehandlung unterworfen werden, um diese vor Tintenanhaftung zu
schützen.
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Einige
nachfolgend genannte Verfahren sind als Technik zur flüssigkeitsabweisenden
Behandlung bekannt. Eines der Verfahren ist wie folgt: eine Düsenplatte
wird bei Raumtemperatur in eine Lösung eines flüssigkeitsabweisenden
Silankopplungsmittels wie eine Alkoxysilanlösung für zehn Sekunden getaucht: In
dieser Phase liegt die Temperatur des Alkoxysilans etwa bei Raumtemperatur.
Als nächstes wird
die eingetauchte Düsenplatte
aus der Lösung mit
einer Rate von wenigen mm/sec herausgezogen, wodurch ein monomolekularer
Film eines Alkoxysilan-Polymers an dessen Oberfläche gebildet wird. Die Düsenplatte
wird dann für
einen vollen Tag bei Raumtemperatur getrocknet, um das Lösungsmittel zu
verdampfen, wodurch ein wasserabweisender, monomolekularer Film
an der Metalloberfläche
der Düsenplatte
durch dehydrierende Polykondensation erhalten wird.
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Als
ein weiteres Beispiel der Verfahren kann ein in Patentdokument 1
beschriebenes Verfahren genannte werden. Dieses Verfahren umfasst
ein Eintauchen eines Absorbierers in eine Mischung einer fluorenthaltender
Polymerverbindung und einer Verbindung mit einer fluorsubstituierten
Kohlenwasserstoffgruppe und einer Silazan-, einer Alkoxysilan- oder Halogensilan-Gruppe,
dann Herausziehen desselben aus der Lösung und Bewegen des Absorbierers,
während
er gegen eine Düsenplatte
gepresst wird, um ein Beschichten der Düsenplatte zu bewirken. Nachdem
sie derart beschichtet wurde, wird die Düsenplatte thermisch getrocknet
und bei 150°C
für eine
Stunde ausgehärtet,
um hierdurch einen flüssigkeitsabweisenden
Film daran zu bilden.
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Als
noch ein weiteres Beispiel der Verfahren kann ein in Patentdokument
2 beschriebenes Verfahren genannt werden. Dieses Verfahren umfasst
ein Maskieren einer Düsenplatte
an einem Teil derselben, der nicht eine flüssigkeitsabweisende Eigenschaft
erfordert, mit einer Aluminiummaske, und ein Eintauchen derselben
in eine Lösung,
die mit einer Substanz mit einer Mehrzahl von Trichlorsilylgruppen gemischt
ist, für
etwa 30 Minuten, um hierdurch einen monomolekularen Film daran zu
bilden. Dann wird der monomolekulare Chlorsilanfilm mit Chloroform und
dann mit Wasser gewaschen, so dass er zum Bilden eines monomolekularen
Siloxanfilms reagiert wird. Der monomolekulare Siloxanfilm wird
in eine Lösung
einer Substanz mit einer Fluorkohlenstoffgruppe und einer Chlolsilangruppe
für etwa
1 Stunde getaucht, wodurch ein monomolekularer, fluorenthaltender
Film an der Oberfläche
des Düsenkopfes
und dem Aluminiumdünnfilm
daran gebildet wird. Als nächstes
wird der Aluminiumdünnfilm
weggeätzt, und
hierdurch wird ein monomolekularer, flüssigkeitsabweisender Film an
der Oberfläche
des Düsenkopfes
gebildet.
Patentdokument 1: JP-A-5-116309
Patentdokument
2: JP-A 5-116324.
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Der
molekulare Alkoxysilanfilm reagiert mit der OH Gruppe, welche die
Düsenplattenoberfläche beendet,
und haftet an der Düsenplatte.
Falls dementsprechend eine große
Anzahl von OH Gruppen an der Düsenplattenoberfläche vorhanden
ist, haften die Alkoxysilanmolyküle
entsprechend den bestehenden OH Gruppen an der Düsenplatte. In anderen Worten, falls
eine große
Anzahl von OH Gruppen dort existiert, besitzt der entstehende Molykularfilm
eine höhere
Dichte, und als Ergebnis hieraus ist die flüssigkeitsabweisende Eigenschaft
der entstehenden Düsenplatte
Höhepunkt.
Da allerdings die Anzahl von OH Gruppen, die an der Oberfläche von
Metall wie rostfreiem Stahl vorhanden ist, geringer ist als diejenige
an der Oberfläche
von Glas oder dergleichen, besitzt der erhaltene Molekularfilm,
der durch Polymerisation eines Silankopplungsmaterials an der Oberfläche eines
Metalls gebildet wird, lediglich eine geringe Dichte und eine schlechte
Anhaftung. Dementsprechend gab es ein Problem, dass die wasserabweisende
Eigenschaft des Molekularfilms niedriger ist und dass der Film nicht
dessen wasserabweisende Eigenschaft für eine lange Zeitdauer sicherstellen
konnte.
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Bisher
im Stand der Technik verwendete Tinte war im allgemeinen farbstoffbasierte
Tinte, und dessen Lösungsmittel
war Wasser. Daher konnte ein wasserabweisender Molekularfilm eine
solche farbstoffbasierte Tinte abweisen, solange er eine wasserabweisende
Eigenschaft besaß.
Allerdings wurde kürzlich
pigmentbasierte Tinte verwendet, um hochqualitative Ausdrucke von
Digitalkameras, etc. zu ermöglichen.
Als Lösungsmittel
für solche
pigmentbasierte Tinte wird ein harzbasiertes Dispergierungsmittel
verwendet. Daher müssen
Molekularfilme für
Druckerelemente für
solche pigmentbasierte Tinte sowohl eine wasserabweisende Eigenschaft
als auch eine ölabweisende
Eigenschaft (nachfolgend kollektiv als „flüssigkeitsabweisende Eigenschaft" bezeichnet) besitzen.
Allerdings besitzen die in Patentdokumente 1 und 2 offenbarte Molekularfilme
nicht sowohl wasserabweisende Eigenschaften als auch ölabweisende
Eigenschaft und bringen daher ein Problem mit sich, dass die Molekularfilme
benetzt werden.
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Bisher
wurden die Elemente der Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen
außer
den Düsenplatten nicht
hinsichtlich einer tintenabweisenden Eigenschaft behandelt. Die
Abwesenheit einer Tintenabweisungsbehandlung lässt das folgende Problem entstehen.
Tinte haftet in nicht geringem Ausmaß an Elementen wie einer Kappe
und einem Wischer, die in direkten Kontakt mit Tinte kommen, und
falls die Elemente aus einem benetzbarem Material gebildet sind,
kann die daran angehaftete Tinte daran derart verbleiben. Wenn die
angehaftete Tinte wie sie ist verbleibt, kann sie sich verdicken,
wodurch sie eine Verschmutzung und ein Betriebsversagen der Elemente
verursachen kann. Insbesondere im Hinblick auf Wischelemente wird
Tinte durch oder zu verschiedenen Elementen geleitet, wie von einem Mischkörper (Gummi,
Elastomer, Urethan) zu einem Wischerhaltehebel (Polyoximethylen
(POM)), dann zu einem Systemkörper
(Akrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)) und zu einem Abfallabsorbierer
und wird durch diese Elemente absorbiert. Dabei gibt es eine Wahrscheinlichkeit,
dass Tinte kaum durch oder zu diesen Elementen geleitet wird. Zusätzlich kann
verdickte Tinte an einem unteren Teil eines Schlittens anhaften,
an welchem ein Kopf zu montieren ist, und sie kann auf den Kopf
bei einem Betrieb des Wischers übertragen
werden.
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Ferner
offenbart
JP 01 269835
A eine Betriebskochutensilie mit einer Metallbasis, einer
Bettschicht und einer ölabweisenden
Beschichtungslage.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der oben genannten Probleme
entwickelt.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Element mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film aus einem Metallalkoxid bereitzustellen, bei welchem die Adhäsion des
flüssigkeitsabweisenden
Metallalkoxidfilms an der Oberfläche
des Substrats wie einer Düsenplatte
hoch ist und die Dichte des flüssigkeitsabweisenden
Films hoch ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Grundelement bereitzustellen,
welches das oben genannte Element aufweist.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Düsenplatte
bereitzustellen, die das Element aufweist, und einen Flüssigkeitsstrahlkopf
und eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
bereitzustellen, welche die Düsenplatte
aufweisen.
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Weitere
Aufgaben und Wirkungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung ersichtlich werden.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, werden
mit der Erfindung die mit einer flüssigkeitsabweisenden Film beschichteten
Elemente nicht nur für die
Düsenplatte
(die aus Metall gebildet ist) eines Flüssigkeitsstrahlskopfes in Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen,
sondern auch für
jegliche anderen systembildenden Elemente (die aus einem Harzmaterial, einem
Verbundmaterial), von Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen
verwendet. Bei der Erfindung ist das mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtete Element durch Behandeln der Oberfläche des
Unterbeschichtungsfilms, der an der Oberfläche eines Substrats gebildet
ist, zur OH- Ausbildung,
und dann durch Bilden eines flüssigkeitsabweisenden
Films aus einem molekularen Metallalkoxidfilm, der bevorzugt ein
Metallalkoxid mit einer fluorenthaltenden, langkettigen Polymergruppe
als Metallalkoxid einsetzt, aufgebaut. Dabei hat es die Erfindung
ermöglicht,
ein Verschmutzen der Systemelemente zu verhindern und ein Betriebsversagen
derselben zu verhindern, und war erfolgreich beim Lösen der
oben genannten Probleme.
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Genauer
gesagt, wurden die oben genannten Aufgaben der Erfindung durch Bereitstellen
der folgenden Elemente, Düsenplatte,
Flüssigkeitsstrahlkopf
und Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen
gelöst.
- (1) Element für eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung, umfassend
ein Substrat, einen Unterbeschichtungsfilm, der an einer Oberfläche des
Substrat gebildet ist, und einen flüssigkeitsabweisenden Film aus
Metallalkoxid, der an einer Oberfläche des Unterbeschichtungsfilms
gebildet ist, wobei die Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilms mit einer OH-Gruppe beendet ist.
- (2) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem der flüssigkeitsabweisende
Film ein molekularar Film aus einem Polymer von Metallalkoxid ist.
- (3) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Metallalkoxid
eine fluorenthaltende langkettige Polymergruppe besitzt.
- (4) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Metallalkoxid
ein Metallsäuresalz mit
einer flüssigkeitsabweisenden
Gruppe ist.
- (5) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Metallalkoxid
ein Silankopplungsmittel ist.
- (6) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem der Unterbeschichtungsfilm
einen Plasmapolymerisationsfilm aus einem Silikonmaterial aufweist
oder SiO2, ZnO, NiO, SnO2,
Al2O3, ZrO2, Kupferoxid, Silberoxid, Chromoxid oder
Eisenoxid enthält.
- (7) Element nach obigem Gegenstand (1) oder (2), bei welchem
der flüssigkeitsabweisende
Film durch ein Verfahren gebildet ist, das aufweist:
Beenden
der Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilms mit einer OH Gruppe durch Oxidierung und
Hydrierung; und
Reagieren eines Metallalkoxids mit der OH Gruppe
an der Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilms.
- (8) Element nach obigem Gegenstand (1) oder (2), bei welchem
der flüssigkeitsabweisende
Film durch ein Verfahren gebildet ist, das aufweist:
Beenden
der Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilm mit einer OH Gruppe durch Bestrahlung mit
Plasma oder UV-Strahlen; und
Reagieren eines Metallalkoxids
mit der OH Gruppe an der Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilms.
- (9) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Substrat
ein Metallmaterial oder ein Verbundmaterial aufweist.
- (10) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Substrat
ein Harzmaterial aufweist.
- (11) Element nach obigem Gegenstand (9), bei welchem das Metallmaterial
ein rostfreier Stahl ist.
- (12) Element nach obigem Gegenstand (9), bei welchem das Verbundmaterial
Silizium, Saphir oder Kohlenstoff enthält.
- (13) Element nach obigem Gegenstand (10), bei welchem das Harzmaterial
zumindest eine Verbindung aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Polytetrafluorethylen, Polyethylen, Polyemid, Polyamidimid, Polyphenylsulfid,
Polyether-Etherketon, Polyoximethylen, Polystyrol, Akrylnitril-Butadien-Styrol,
Polybutyl-Terephthalat,
Polyphenylether, Kaliumtitan-Faserverbundharz, Polypropylen, Ethylen-Propylenedien,
Tercopolymer, Olefinelastomer, Urthanelastomer, Chlorprengummi,
Silkongummi und Butylgummi.
- (14) Element nach obigem Gegenstand (1), bei welchem das Substrat
widerstandsfähig
gegenüber
Wärme zumindest
bei 400°C
ist, und der flüssigkeitsabweisende
Film ist an dem Unterbeschichtungsfilm durch ein Verfahren gebildet,
das aufweist:
Erwärmen
des Unterbeschichtungsfilms; und
Eintauchen des Unterbeschichtungsfilms
in eine Metallalkoxidlösung,
während
erwärmt
wird.
- (15) Element nach obigem Gegenstand (14), bei welchem die Erwärmungstemperatur
des Unterbeschichtungsfilms zwischen 200 und 400°C fällt .
- (16) Düsenplatte
für einen
Flüssigkeitsstrahlkopf, die
das Element nach einem der obigen Gegenstände (1) bis (14) aufweist.
- (17) Flüssigkeitsstrahlkopf
mit der Düsenplatte nach
obigem Gegenstand (16).
- (18) Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
die mit dem Flüssigkeitsstrahlkopf
nach obigem Gegenstand (17) ausgestattet ist.
- (19) Element nach einem der obigen Gegenstände (1) bis (8), (10) und (13),
das eine Kopfabdeckung, ein Kopfreinigungswischer, ein Kopfreinigungswischerhaltehebel,
ein Zahnrad, eine Druckplatte oder ein Schlitten ist.
- (20) Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
die mit dem Element nach obigem Gegenstand (19) ausgerüstet ist.
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Wie
oben beschrieben, besteht die Erfindung darin, mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtete Elemente nicht nur für die Düsenplatte, die hauptsächlich aus
Metall gebildet ist, eines Flüssigkeitsstrahlkopfes
in Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen, sondern
auch für
jegliche andere Systeme bildenden Elemente (einschließlich denjenigen,
die aus einem Harzmaterial oder Verbundmaterial gebildet sind, wie einer
Kopfabdeckung, einem Kopfreinigungswischer, einem Kopfreinigungswischerhaltehebel,
einem Zahnrad, einer Druckplatte oder einen Schlitten von Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen
zu verwenden. Ein Anwenden der flüssigkeitsabweisenden Behandlung auf
Teile von Systemeinheiten löst
die folgenden Probleme (i) bis (iii) bei Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen.
- (i) Wenn die Teile, die häufige in Kontakt mit Tinte kommen,
wie eine Kopfabdeckung, ein Kopfreinigungswischer, ein Kopfreinigungswischerhaltehebel,
etc. hinsichtlich einer tintenabweisenden Eigenschaft bearbeitet
werden, dann können
die Teile selbst vor einer Tintenadhäsion daran geschützt werden.
Genauer gesagt ist es wie folgt:
Die Kopfabdeckung erhält wenig
Kappenmarkierungen (Anhaftung verdickter Tinte) von der Fläche der
Düsenplatte
(NP).
Die Wischleistung des Kopfreinigungswischers hält länger, da
die Tintenanhaftung daran vermindert ist.
Der Kopfreinigungswischhaltehebel
leitet leicht Abfalltinte von dem Wischer zu dem Abfallabsorbierer.
Ein
Zahnradbetriebsversagen, welches durch daran anhaftende Tinte verursacht
wird, wird vermindert.
Die Übertragung
verdickter Tinte zu dem Kopf, welche durch die Anhaftung verdickter
Tinte an einem Schlitten verursacht wird, wird verhindert.
- (ii) Die Teile selbst (insbesondere diejenigen zum Antriebsbetrieb,
wie ein Zahnrad) werden vor einer Tintenanhaftung daran geschützt, und
es wird daher ein Betriebsversagen infolge daran anhaftender verdickter
Tinte verhindert.
- (iii) Die Systemgrundelemente können hinsichtlich einer tintenabweisenden
Eigenschaft bearbeitet werden, ungeachtet des Kontaktwinkels ihrer Materialien
(hauptsächlich
Ingenieur-Kunststoffharze
wie Polyphenylsulfid (PPS), Polyoximetylen (POM), Akrylnitril-Butadien-Styrol
(ABS), Elastomer, Gummi), und daher ist eine Wiedergewinnung von
Abfalltinte leicht. In anderen Worten, an der Kopfabdeckung und
dem Wischer anhaftende Tinte kann leicht zu dem Abfallabsorbierer
geleitet werden.
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Bei
dem mit einem flüssigkeitsabweisenden Film
beschichteten Element gemäß der Erfindung
ist ein Unterbeschichtungsfilm an der Oberfläche des Substrats wie oben
beschrieben gebildet. Das Material für das Substrat ist nicht spezifisch
begrenzt und kann irgendeines eines Metallmaterials, Verbundmaterials
und Harzmaterials sein. Besonders wirksam ist die Oberflächenrauhigkeit
(Ra) des Substrats 65 nm oder weniger, bevorzugt 35 nm oder weniger.
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Der
Unterbeschichtungsfilm kann vorteilhaft in Abhängigkeit von dem Substrat ausgewählt und verwendet
werden. Beispielsweise kann er einem Plasmapolymerisationsfilm aus
einem Silikonmaterial aufweisen oder kann SiO2,
ZnO, NiO, SnO2, Al2O3, ZrO2, Kupferoxid,
Silberoxid, Chromoxid oder Eisenoxid enthalten. Die Oberfläche des
Unterbeschichtungsfilms wird oxidiert und hydrogenisiert, genauer gesagt
wird sie mit Plasma oder UV-Strahlen bestrahlt und dann Luft ausgesetzt,
wodurch die Oberfläche
mit einer OH-Gruppe abgeschlossen wird (d.h. die Oberfläche wird
hydroxiliert). Dann haften, wenn ein flüssigkeitsabweisender Film aus
Metallalkoxid an dem derart bearbeiten Unterbeschichtungsfilm gebildet
wird, die OH-Gruppen
an dem Unterbeschichtungsfilm an dem flüssigkeitsabweisenden Film aus
Metallalkoxid. Als Ergebnis hieraus kann ein flüssigkeitsabweisender Film aus
Metallalkoxid mit einer hohen Dichte und einer hohen Adhäsion gebildet
werden.
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In
dem Falle, in welchem das Substrat gegenüber Wärme bei zumindest 400°C widerstandsfähig ist,
kann der Unterbeschichtungsfilm in einer Metallalkoxidlösung eingetaucht
werden, während
erwärmt
wird, um einen flüssigkeitsabweisenden
Film aus Metallalkoxid an dem Unterbeschichtungsfilm zu bilden.
In dieser Ausführungsform
kann ein molekularer Film aus Alkoxysilanpolymer mit einer gleichmäßigen Dicke
an der Oberfläche
des Unterbeschichtungsfilms gebildet werden.
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Bei
dem so gebildeten Molekularfilm verbindet sich das aus dem Metallalkoxid
abgeleitete Metallatom mit dem Unterbeschichtungsfilm über das
Sauerstoffatom. Wenn das bei der Erfindung verwendete Metallalkoxid
eine fluorenthaltende, langkettige Polymergruppe besitzt, dann ist
die fluorenthaltende, langkettige Polymergruppe, die sich mit dem
von dem Metallalkoxid abgeleiteten Metallatom verbindet, an der
Oberflächenseite
des Films vorhanden. Unter Bezugnahme auf den Zustand des Molekularfilms
in dieser Phase sind die Metallatome, die dreidimensional gebunden
sind, und die fluorenthaltenden, langkettigen Polymergruppen kompliziert
miteinander vernetzt. Dementsprechend ist der Molekularfilm in einem
dichten Zustand und Tinte dringt kaum in diesen ein.
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Als
Ergebnis hieraus stellt das mit einem flüssigkeitsabweisenden Film beschichtete
Element gemäß der Erfindung
eine ausgezeichnete flüssigkeitsabweisende
Eigenschaft sicher und hält
diese für
eine lange Zeitdauer. Zusätzlich
besitzt der flüssigkeitsabweisende
Film aufgrund seiner hohen Dichte einen ausgezeichneten Abriebwiderstand.
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Eine
Zusammenfassung eines Verfahrens zum Herstellen des mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichteten Elements gemäß der Erfindung
wird nachfolgend beschrieben.
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Das
mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtete Element gemäß der Erfindung
wird gemäß einem
Verfahren hergestellt, das zumindest aufweist (1) Substrat
waschen, (2) Unterbeschichtungsfilmbildung, (3)
Oberflächenaktivierung
des Unterbeschichtungsfilms, (4) Bildung des flüssigkeitsabweisenden
Metallalkoxid Films, (5) Benetzungs- und Trocknungsbehandlung, und (6)
Glühen.
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Der
Schritt (1) „Substrat
waschen" dient zum Beseitigen
unnötiger
Gegenstände,
die für
die Bildung des Unterbeschichtungsfilms unvorteilhaft sind, von
dem Substrat. Details der Waschbedingungen sollten geeignet in Abhängigkeit
von dem Material, der Form und den Abmessungen des Substrats bestimmt
werden.
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Details
der Bedingungen des Filmbildens in dem Schritt (2) „Bilden
des Unterbeschichtungsfilms" sollten
geeignet in Abhängigkeit
von dem Material, der Form und den Abmessungen des Substrats und von
der Art und von der Dicke des zu bildenden Unterbeschichtungsfilms
bestimmt werden.
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Der
Schritt (3) „Oberflächenaktivierung
des Unterbeschichtungsfilms" dient
zum verleihen von OH-Gruppen auf die Oberfläche des Unterbeschichtungsfilms,
damit der daran zu bildende, flüssigkeitsabweisende
Film aus Metallalkoxid fester daran angehaftet wird. Genauer gesagt
umfassen Beispiele dieses Schritts eine Bestrahlung der Oberfläche des Unterbeschichtungsfilms
mit Plasma oder UV-Strahlen.
Details der Behandlungsbedingungen sollten geeignet in Abhängigkeit
von der Art und Dicke des Unterbeschichtungsfilms und von der Art
des Metallalkoxids für
den zu bildenden, flüssigkeitsabweisenden Film
bestimmt werden.
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Details
der Filmbildungsbedingungen in dem Schritt (4) „Bildung
des flüssigkeitsabweisenden
Metallalkoxidfilms" sollten
geeignet in Abhängigkeit
von der Art des Metallalkoxids und von der vorgesehenen flüssigkeitsabweisenden
Eigenschaft des Films bestimmt werden.
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In
dem Schritt (5) „Benetzungs-
und Trocknungsbehandlung" wird
das beschichtete Substrat in eine Atmosphäre mit hoher Temperatur und
hoher Feuchtigkeit zur Polymerisation des Metallalkoxids gegeben,
um einen Molekularfilm hiervon zu ergeben. Details der Behandlungsbedingungen
sollten geeignet in Abhängigkeit
von der. Art des Metallalkoxids und der vorgesehenen flüssigkeitsabweisenden Eigenschaft
des Films bestimmt werden.
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In
dem Schritt (6) „Glühen" wird das beschichtete
Substrat bei einer Temperatur behandelt, die höher ist als die Temperatur
in dem vorherigen Schritt (5) „Benetzungs- und Trocknungsbehandlung", und dies dient
zum Abschließen
der Polymerisationsreaktion des Metallalkoxids. Details der Behandlungsbedingungen
sollten geeignet in Abhängigkeit
von der Art des Metallalkoxids und von der vorgesehenen flüssigkeitsabweisenden
Eigenschaft des Films bestimmt werden.
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Der
Flüssigkeitsstrahlkopf
gemäß der Erfindung
besitzt das Merkmal, dass er die oben genannte Düsenplatte aufweist.
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Die
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
gemäß der Erfindung
besitzt das Merkmal, dass sie den oben genannten Flüssigkeitsstrahlkopf
aufweist, oder dass sie eine Kopfabdeckung, einen Kopfreinigungswischer,
einen Kopfreinigungswischhaltehebel, ein Zahnrad, eine Druckplatte
und/oder einen Schlitten besitzt, von denen jeder bzw. jedes das
mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtete Element gemäß der Erfindung
besitzt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Querschnitts eines Tintenstrahldruckers gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
eine erläuternde
Ansicht einer Filmbildungsvorrichtung für einen Plasmapolymerisationsfilms
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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3 ist
eine schematische Ansicht, die das Verbinden bei einem Molekularfilm
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die den Zustand eines Molekularfilms
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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5 ist
eine Perspektivansicht eines Tintenstrahldruckers gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen bezeichnen im Einzelnen
das folgende.
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- 10
- Tintenstrahldruckkopf
- 12
- Tintenführung
- 14
- Tintenreservoir
- 16
- Druckraum
- 18
- Düsenplatte
- 20
- Tintenstrahlöffnung
- 22
- Plasmapolymerisationsfilm
- 24
- Molekularfilm
- 24a
- Siliziumatom
- 24b
- fluorenthaltende,
langkettige Polymergruppe
- 26
- Tinte
- 30
- Filmbildungsvorrichtung
- 32
- Kammer
- 34
- Pumpe
- 36
- Elektrode
- 38
- Hochfrequenzstromquelle
- 40
- Stufe
- 42
- Gasförderleitung
- 44
- Materialförderleitung
- 46
- Argongasquelle
- 50
- Materialbehälter
- 52
- Heizer
- 54
- Flüssigmaterial
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Das
mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film beschichtete Element, das Grundelement von Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen,
die Düsenplatte
von Flüssigkeitsstrahlköpfen, der
Flüssigkeitsstrahlkopf und
die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
gemäß der Erfindung
werden nachfolgend ausführlich
unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Das
Verfahren zur Bildung des Unterbeschichtungsfilms und zur Bildung
des Alkoxidfilms, das nachfolgend beschrieben wird, ist eine Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher eine Düsenplatte eines Flüssigkeitsstrahlkopfes,
die als Substrat dient und aus rostfreiem Stahl gebildet ist, mit
einem flüssigkeitsabweisenden
Film zu beschichten ist. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf
beschränkt.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Tintenstrahldruckkopfes 10,
der Tintentropfen als durch die Düsenöffnungen auszustoßende Flüssigkeitstropfen
verwendet, was ein Beispiel eines Flüssigkeitsstrahlkopfes (ein
Element einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung)
ist. Der Tintenstrahldruckkopf 10 besitzt eine Tintenführung 12, über die
Tinte nach innerhalb des Kopfes geleitet wird. Die Tintenführung 12 ist
mit einem Tintenreservoir 14 verbunden und ist derart entworfen,
dass Tinte in dem Tintenreservoir 14 gespeichert werden
kann. Das Tintenreservoir 14 kommuniziert mit einem Druckraum 16,
und auf der Tintenstrahlseite hiervon ist der Druckraum 16 mit
einer Tintenstrahlöffnung 20 verbunden,
die in der Düsenplatte 18 gebildet
ist.
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Der
Druckraum 16 ist derart entworfen, dass Druck auf einen
Teil dessen Wand aufgebracht werden kann. Diese Struktur ist beispielsweise
durch Bilden eines Teils der Wand des Druckraums 16 mit
einer Membran und Vorsehen einer Anregungselektrode 17 (piezoelektrisches
Element) an dessen äußerer Oberfläche aufgebaut.
Wenn eine Spannung an die Anregungselektrode 17 angelegt
wird, wird die Membran aufgrund der entstehenden elektrostatischen
Kraft geschwungen, und der Innendruck in dem Druckraum wird hierdurch
verändert.
Durch den Innendruck wird Tinte durch die Düsenöffnung 20 ausgestoßen.
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Als
Düsenplatte 18 wird
eine aus rostfreiem Stahl (in dieser Ausführungsform SUS316) gebildete verwendet.
Die Oberfläche der
Düsenplatte 18 und die
innere Oberfläche
der Tintenstrahlöffnung 20 sind mit
einem Plasmapolymerisationsfilm 22 beschichtet, der durch
Plasmapolymerisation eines Silikonmaterials gebildet ist. Die Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms 22 ist mit einem flüssigkeitsabweisenden Molekularfilm 24 aus
Metallalkoxid beschichtet.
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Der
Metallalkoxid-Molekularfilm 24 kann irgendeiner sein, solange
er abweisend gegenüber Wasser
und Öl
ist, ist jedoch bevorzugt ein MonoMolekularfilm aus einem Metallalkoxid
mit einer fluorenthaltenden, langkettigen Polymergruppe (nachfolgend als „langekettige
RF-Gruppe" bezeichnet)
oder ein Monomolekularfilm aus einem Metallsäuresalz mit einer flüssigkeitsabweisenden
Gruppe.
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Das
Metallalkoxid umfasst diejenigen, die beispielsweise irgendeines
von Ti, Li, Si, Na, K, Mg, Ca, St, Ba, Al, In, Ge, Bi, Fe, Cu, Y,
Zr oder Ta enthalten, jedoch werden im allgemeinen diejenigen verwendet,
die Silizium, Titan, Aluminium oder Zirkonium enthalten. In dieser
Ausführungsform
wird ein Silizium enthaltendes Metallalkoxid verwendet. Bevorzugt
ist es ein Alkoxysilan mit einer fluorenthaltenden, langkettigen
RF-Gruppe oder ein Metallsäuresalz
mit einer flüssigkeitsabweisenden
Gruppe.
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Die
langkettige RF-Gruppe besitzt ein Molekulargewicht von mindestens
1000, und Beispiele hiervon umfassen beispielsweise eine Perfluoralkylkette
und eine Perfluorpolyetherkette.
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Ein
Beispiel des Alkoxysilans mit der langkettigen RF-Gruppe ist ein
Silankopplungsmittel mit einer langkettigen RF-Gruppe.
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Geeignete
Beispiele des Silankopplungsmittels mit einer langkettigen RF-Gruppe
für den
flüssigkeitsabweisenden
Film in der Erfindung umfassen beispielsweise Heptatriacontafluoricosyltrimethoxysilan.
Dessen Handelsprodukte umfassen beispielsweise Optool DSX (Handelsname
von Daikin Kogyo) und KY-130 (Handelsname von Shin-etsu Kagaku Kogyo).
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Die
freie Oberflächenenergie
in der Fluorkohlenstoffgruppe (RF-Gruppe) ist geringer als diejenige
einer Alkylgruppe. Wenn daher Metallalkoxid eine RF-Gruppe besitzt,
besitzt der entstehende flüssigkeitsabweisende
film eine verbesserte flüssigkeitsabweisende
Eigenschaft, und zusätzlich
sind andere Eigenschaften wie der chemische Widerstand, der Wetterwiderstand
und der Abriebwiderstand ebenso verbessert.
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Da
die langkettige Struktur der RF-Gruppe länger ist, kann die flüssigkeitsabweisende
Eigenschaft des Films für
eine längere
Zeitdauer aufrechterhalten werden.
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Das
Metallsäuresalz
mit der flüssigkeitsabweisenden
Gruppe umfasst beispielsweise Aluminate und Titanate.
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Bei
Verwendung eines derart entworfenen Tintenstrahldruckkopfes 10 ist
ein Tintenstrahldrucker wie in 5 gezeigt
aufgebaut.
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Als
nächstes
wird eine Vorrichtung zum Bilden des Plasmapolymerisationsfilms 22 aus
einem Silikonmaterial an der Oberfläche der Düsenplatte 18, die
als Substrat dient, beschrieben. 2 zeigt eine
erläuternde
Ansicht einer Vorrichtung zum Bilden des Plasmapolymerisationsfilms 22.
Die Filmbildungsvorrichtung 30 besitzt eine Kammer 32,
und eine Pumpe 34 ist mit der Kammer 32 verbunden. Eine
Elektrode 36 ist an der oberen Wand der Kammer 32 vorgesehen,
und eine Hochfrequenzstromquelle 38 ist mit der Elektrode 36 verbunden.
Die Hochfrequenzstromquelle 38 erzeugt einen elektrischen
Strom von beispielsweise etwa 300 W. Eine Temperatursteuerbare Stufe 40,
an welcher die Düsenplatte 18 montiert
ist, ist an der unteren Wand der Kammer 32 gegenüberliegend
zu der Elektrode 36 vorgesehen.
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Eine
Gasförderleitung 42 und
eine Materialförderleitung 44 sind
mit der Kammer 32 verbunden. Eine Argongasquelle 46 ist mit
der Gasförderleitung 42 über ein
Strömungssteuerventil
(nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungssteuerventil steuert die Strömungsrate
des in die Kammer 32 zuzuführenden Gases. Ein Materialbehälter 50,
der ein Material für den
Plasmapolymerisationsfilm 22 enthält, ist mit der Materialförderleitung 44 verbunden.
Ein Heizer 52 ist unterhalb des Materialbehälters 50 vorgesehen,
so dass das flüssige
Material 54 verdampft werden kann.
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Das
Material für
den Plasmapolymerisationsfilm 22 umfasst Silikonöl und Alkoxysilane,
und umfasst genauer gesagt die Dimethylpolysiloxan. Dessen Handlungsprodukte
umfassen beispielsweise TSF451 (von GE Toshiba Silicone) und SH200
(von Toray Dow-Corning Silicone).
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Durch
den negativen Druck der Kammer 32 gesaugt, wird das verdampfte
Material in die Kammer 32 über die Materialförderleitung 44 gefördert.
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Als
nächstes
werden ein Verfahren zum Bilden des Plasmapolymerisationsfilms 22 aus
einem Silikonmaterial an der Oberfläche der Düsenplatte 18 und ein
Verfahren zum Bilden des Metallalkoxid-Molekularfilms 24 an
der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 beschrieben. In dieser
Ausführungsform
wird Silikon (Dimethylpolysiloxan) als Material für den Plasmapolymerisationsfilm 22 verwendet;
und ein Alkoxysilan mit einer fluorenthaltenden, langkettigen Polymergruppe
(Heptatriacontafluoricosyltrimethoxysilan) als Metallalkoxid verwendet.
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Zunächst wird
Silikon polymerisiert, um den Plasmapolymerisationsfilm 22 an
der Oberfläche
der Düsenplatte 18 zu
bilden. Der Plasmapolymerisationsfilm 22 wird durch Verwendung
der Filmbildungsvorrichtung 30 gebildet. Zunächst wird
die Düsenplatte 18 auf
der Stufe 40 in der Kammer 32 vorgesehen. Als
nächstes
wird die Kammer 32 auf ein vorbestimmtes Niveau über die
Pumpe 34 entgast. In diesem Schritt wird die Temperatur
der Stufe 40 derart gesteuert, dass die Polymerisation
des Materials an der Düsenplatte 18 bei
der gesteuerten Temperatur gefördert
wird. Beispielsweise wird die Stufe 40 bei 35°C oder höher (in
dieser Ausführungsform
40°C) gehalten.
Nachdem die Kammer 32 auf ein vorbestimmtes Niveau entgast
worden ist, wird Argongas in diese zugeführt, und der Druck in der Kammer 32 wird
auf einem vorbestimmten Niveau gehalten, beispielsweise bei etwa
7 Pa. Ein elektrischer Strom von beispielsweise etwa 100 W wird
daran von der mit der Elektrode 36 verbundenen Hochfrequenzstromquelle 38 angelegt,
und hierdurch wird Argonplasma in der Kammer 32 erzeugt.
Durch den Heizer 52 erwärmt,
wird das Silikon in dem Materialbehälter 50 verdampft
und, wie oben erwähnt,
wird durch den negativen Druck in der Kammer 32 angesaugt
und wird in die Kammer 32 über die Materialförderleitung 44 gefördert. Dann
wird der schwach haftende Teil des verdampften Silikons durch das
Argonplasma abgetrennt, und das Silikon wird polymerisiert, um dem Plasmapolymerisationsfilm 22 an
der Oberfläche
der Düsenplatte 18 zu
bilden. Die Düsenplatte 18 besitzt eine
Tintenstrahlöffnung 20.
Der Plasmapolymerisationsfilm 22 wird ebenso an der inneren
Oberfläche der
Tintenstrahlöffnung 20 gebildet.
Die Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms 22 wird durch die Methylgruppe
abgeschlossen, die das Silikon bildet, und die Methylgruppe haftet
an dem Siliziumatom des Silikons.
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Der
so an der Oberfläche
der Düsenplatte 18 gebildete
Plasmapolymerisationsfilm 22 wird dann geglüht. Beispielsweise
wird er in einer Stickstoffatmosphäre bei einer im Bereich zwischen
150°C und 450°C liegenden
Temperatur (in dieser Ausführungsform
bei 200°C)
geglüht,
wodurch ein Vernetzen des Plasmapolymerisationsfilms 22 an
der Oberfläche der
Düsenplatte 18 gefördert wird.
Als Ergebnis hieraus nimmt die Härte
des Plasmapolymerisationsfilms 22 zu, und dessen Adhäsion an
der Düsenplatte
wird ebenso verbessert.
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Als
nächstes
wird die Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 mit Plasma geätzt. Das Ätzen wird
zum Oxidieren der Oberfläche
ausgeführt. Das
heißt,
die Verbindung zwischen der Methylgruppe, welche die Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms 22 abschließt, und des Siliziumatoms wird durchtrennt,
und ein Sauerstoffatom wird mit dem Siliziumatom verbunden. Die
Plasmabehandlung wird durch Aussetzen der Oberfläche des Plasmapolymerisationsfilms 22 gegenüber einem
Plasma aus Argon, Stickstoff oder Sauerstoff bewirkt. Anstelle des Aussetzens
gegenüber
einem solchen Plasma kann der Plasmapolymerisationsfilm 22 mit
UV-Strahlen von
einem Excimerlaser oder einer Deuteriumleuchte bestrahlt werden.
Wenn beispielsweise Argonplasma für die Oxidationsbehandlung
verwendet wird, wird die Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 dem Argonplasma für etwa 1
Minute ausgesetzt. Die Oxidationsbehandlung wird gefolgt durch eine
nachfolgende Behandlung zum Verbinden eines Wasserstoffatoms mit
dem Sauerstoffatom. Genauer gesagt wird der Plasmapolymerisationsfilm 22 der
Luft ausgesetzt, wobei ein Wasserstoffatom mit dem Sauerstoffatom
verbunden wird, welches die Oberfläche des Plasmapolymerisationsfilms 22 abschließt (d.h. das
Sauerstoffatom wird hydroxiliert). Nach der Behandlung ist die Anzahl
der OH-Gruppen an der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 viel größer als
diejenige an der Oberfläche
der nicht beschichteten Düsenplatte 18.
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An
der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22, der so an der Düsenplatte 18 gebildet wurde,
wird ein wasserabweisender und ölabweisender
Metallalkoxid-Molekularfilm 24 gebildet.
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Das
in dieser Ausführungsform
verwendete Metallalkoxid ist ein Alkoxysilan mit einer langkettingen
RF-Gruppe. Als Alkoxysilan wird hier das oben genannte Heptatriacontafluoricosyltrimethoxysilan.
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Zuerst
wird das Alkoxysilan mit einem Lösungsmittel,
wie einem Verdünner
(in dieser Ausführungsform
HFE-7200, Handelsname von Sumitomo 3M) gemischt, um eine Lösung hiervon
mit einer Konzentration von beispielsweise 0,1 Gewichtsprozent vorzubereiten.
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Als
nächstes
wird die Düsenplatte 18,
die mit dem Plasmapolymerisationsfilm 22 beschichtet ist, bei
200 bis 400°C erwärmt, und
wird dann in die oben genannte Lösung
getaucht. Ein Molekularfilm aus einem Polymer des Metallalkoxids
kann leicht an der Metalloberfläche
innerhalb einer kurzen Zeit gebildet werden, nachdem das Metall
in die Metallalkoxidlösung
getaucht ist. Daher kann die Zeit zum Bilden des Molekularfilms
an dem Metall verkürzt
werden. Zusätzlich
kann ein dicker und eine hohe Dichte aufweisender Molekularfilm
gebildet werden. Dementsprechend kann ein Molekularfilm mit einem
ausgezeichneten Abriebwiderstand erhalten werden.
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Wenn
beispielsweise die Düsenplatte 18 bei einer
Temperatur von weniger als 200°C
eingetaucht wird, wird sie darin für 0,5 Sekunden eingetaucht, und
nachdem sie derart eingetaucht wurde, wird die Düsenplatte 18 aus der
Lösung
beispielsweise mit einer Rate von 2 mm/sec herausgezogen. 3 und 4 sind
schematische Ansichten des durch Polymerisation des Alkoxysilans
an der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22, der an der Düsenplatte 18 gebildet
ist, gebildeten Molekularfilms 24. 3 ist eine
schematische Ansicht, welche die Verbindung des Molekularfilms 24 mit
dem Plasmapolymerisationsfilms 22 zeigt. 3 ist
eine schematische Ansicht, die den Zustand des Molekularfilms 24 zeigt.
Wenn die Düsenplatte 18 in
die Alkoxysilanlösung
eingetaucht wird, wird der Molekularfilm 24 aus einem Polymer
des Alkoxysilans an der Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms 22 an der Düsenplatte 18 gebildet.
Die Siliziumatome 24a des Molekularfilms 24 verbinden
sich mit dem Plasmapolymerisationsfilm 22 über ein
Sauerstoffatom, und die fluorenthaltenden, langkettingen Polymergruppe 24b (nachfolgend
als langkettige RF-Gruppen bezeichnet), die mit den Siliziumatomen 24a verbunden
sind, sind auf der Oberflächenseite
des Films. In dem Molekularfilm 24 sind in diesem Zustand
die Siliziumatome 24a dreidimensional verbunden, und die
langkettigen RF-Gruppen 24b sind kompliziert miteinander verschränkt. Dementsprechend
ist der Molekularfilm 24 in einem dichten Zustand und Tinte 26 dringt
kaum in den Molekularfilm 24 ein.
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Der
so gemäß dem obigen
Verfahren gebildete Molekularfilm 24 wurde hinsichtlich
seines Oberflächenabriebwiderstandes überhaupt
getestet. In dem Abriebwiderstandstest wurde die Oberfläche des
Molekularfilms 24 mit einem Absorbierungsmittel abgerieben,
das in Tinte getaucht worden war, und zwar für 1000 Abriebvorgänge. Als
Ergebnis hieraus war die Oberfläche
des Molekularfilms 24 nicht abgezogen, und selbst nachdem
wiederholt gerieben wurde, wurde die Tinte an der Filmoberfläche innerhalb von
5 Sekunden abgewiesen, zeigte keine Verschlechterung der tintenabweisenden
Eigenschaft des Films.
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Gemäß dieser
oben beschriebenen Ausführungsform
kann der Plasmapolymerisationsfilm 22 aus dem Silikonmaterial
durch Plasmapolymerisation des Materials an der Oberfläche der
Düsenplatte 18 und
an der inneren Oberfläche
der Tintenstrahlöffnung 20 gebildet
werden. Die Anzahl der Methylgruppen, welche die Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms abschließen, ist viel größer als
diejenige der OH-Gruppen an der Oberfläche der Düsenplatte 18. Die
Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 wird mit UV-Strahlen bestrahlt,
um den Verbund zwischen dem Siliziumatom und der Methylgruppe darin zu
durchtrennen, und ein Sauerstoffatom wird mit Siliziumatom verbunden.
Dann wird der Plasmapolymerisationsfilm 22 der Luft zum
Hydroxilieren dessen Oberfläche
ausgesetzt. Dementsprechend ist die Anzahl der OH-Gruppen an der Oberfläche des
Plasmapolymerisationsfilms 22 viel größer als diejenige an der Oberfläche der
Düsenplatte 18.
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Wenn
in dem Falle, in welchem die mit dem Plasmapolymerisationsfilm 22 beschichtete
Düsenplatte 18 in
die Alkoxysilanlösung
eingetaucht wird, während
erwärmt
wird, wird der flüssigkeitsabweisende
Molekularfilm 24 an der Oberfläche des Plasmapolymerisationsfilms 22 gebildet.
Wenn dementsprechend die Düsenplatte 18 aus
der Lösung
herausgezogen wird, weist der gebildete, flüssigkeitsabweisende Molekularfilm 24 die
Alkoxysilanlösung
ab. Dies bedeutet, dass der Vorgang nicht einen Schritt zum Trocknen
der verarbeiteten Düsenplatte 18 erfordert.
Der so an der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 durch Eintauchen der
Düsenplatte 18 in
die Alkoxysilanlösung
gebildete Molekularfilm 24 besitzt eine gleichmäßige Dicke.
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Da
das Silankopplungsmittel wie das Alkoxysilan mit einer langkettigen
RF-Gruppe verwendet wird, erfordert die Filmausbildung nicht viele
chemische Reaktionen. In dem Falle, in welchem die Düsenplatte 18 in
die Alkoxysilanlösung
bei Wärme
eingetaucht wird, kann die Zeit zum Polymerisieren des Alkoxysilans
an der Oberfläche
des Plasmapolymerisationsfilms 22 verkürzt werden. Dies bedeutet,
dass der Vorgang der vorliegenden Erfindung nicht eine lange Polymerisationszeit
erfordert, wie sie im Stand der Technik benötigt wird.
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Die
Konzentration der Alkoxysilanlösung
beträgt
0,1 Gewichtsprozent. Mit dieser Konstruktion kann die Lösung den
Molekularfilm 24 mit hoher Dichte bilden. Im Gegensatz
hierzu beträgt
die Konzentration der Lösung,
die im Stand der Technik verwendet wird, etwa 0,3 Gewichtsprozent,
und der durch die Lösung
gebildete Molekularfilm besitzt eine geringere Dicke und eine niedrige
Dichte als der in dieser Ausführungsform
der Erfindung gebildete. Dies bedeutet, dass das Verfahren zum Bilden
des Metallalkoxidfilms in dieser Ausführungsform kosteneffektiv ist.
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Da
der Molekularfilm 24 mit den OH-Gruppen reagiert und sich
mit diesen verbindet, welche die Oberfläche des Plasmapolymerisationsfilms 22 abschließen, ist
dessen Dichte hoch. Im Gegensatz hierzu wird im Stand der Technik
der Molekularfilm an der Düsenplatte
gebildet, wo die Anzahl der OH-Gruppen, welche deren Oberfläche abschließen, nicht
groß ist,
und daher ist die Dichte des Films niedrig. Zusätzlich verbinden sich in dem
Molekularfilm 24, der durch Polymerisation in dieser Ausführungsform
gebildet wird, die Siliziumatome 24a dreidimensional, und
die langkettigen RF-Gruppen 24b werden kompliziert
miteinander verschränkt.
Dementsprechend ist der Film dick und besitzt eine hohe Dichte. Im
Gegensatz hierzu verbinden sich im Stand der Technik die Siliziumatome
in dem Film zweidimensional mit der Düsenplatte. Daher ist der Film
dünn. Da zusätzlich die
Dichte des Films niedrig ist, wird die Verschränkungsstruktur der langkettigen
RF-Gruppen in dem Film gelöst,
wenn der Film in eine Flüssigkeit
getaucht wird. Allerdings ist bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Dichte des Films hoch, und die langkettigen RF-Gruppen
sind kompliziert miteinander verschränkt. Dementsprechend werden,
selbst wenn der Film in eine Flüssigkeit
getaucht wird, die langkettigen RF-Gruppen nicht aufgetrennt. Als
Ergebnis hieraus kann die Komponente von Tinte 26 kaum
in den Molekularfilm 24 eindringen, und der Film kann dessen
flüssigkeitsabweisende
Eigenschaft für
eine lange Zeitdauer beibehalten. Selbst wenn pigmentbasierte Tinte
darauf landet, weist der Film diese unmittelbar ab. Die Ausführungsform
der Erfindung beseitigt die Notwendigkeit einer speziellen Technik
zum Entfernen anhaftender Tinte bei einem Wischen, das zu Beginn
des Druckens mit einem Tintenstrahldrucker ausgeführt wird.
Daher kann das Wischen leicht ausgeführt werden.
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5 zeigt
ein Beispiel eines Tintenstrahldruckers, der mit dem Tintenstrahldruckkopf 10 ausgerüstet. Die
Dauerhaftigkeit der Düsenplatte 18,
die hinsichtlich einer flüssigkeitsabweisenden
Eigenschaft gemäß der Erfindung
behandelt wurde, ist ausgezeichnet, und die mit einem flüssigkeitsabweisenden
Film mit einem ausgezeichneten Widerstand gegenüber organischen Lösungsmittel
beschichteten, sind für
den gewerblichen Gebrauch anwendbar.
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In
der hier veranschaulichten Ausführungsform
wird die aus rostfreiem Stahl Düsenplatte 18 in eine
Lösung
des Silankopplungsmittels eingetaucht. Als weitere Ausführungsformen
kann jegliches andere Metall als rostfreier Stahlt, wie Nickel oder
Eisen, ebenso für
das Material für
die Düsenplatte 18 verwendet
werden, und alle Metalle können
auf die Düsenplatte 18 anwendbar
sein. Zusätzlich
kann jede andere Substanz als Metall ebenso für das Material für die Düsenplatte 18 verwendet
werden. Beispielsweise können
Glas oder ein anderes Siliziummaterial verwendet werden.
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Für die Teile
des Tintenstrahldruckers, von welchem das Substrat aus einem Verbundmaterial oder
einem Harzmaterial wie oben beschrieben, jedoch nicht aus rostfreiem
Stahl gebildet ist, wie beispielsweise der Kopfkappe, dem Kopfreinigungswischer,
dem Kopfreinigungswischerhaltehebel, dem Zahnrad, der Druckplatte
oder dem Schlitten hiervon, kann ein Unterbeschichtungsfilm, der
SiO2, ZnO, NiO, SnO2,
Al2O3, ZrO2, Kupferoxid, Silberoxid, Chromoxid oder
Eisenoxid enthält,
ebenso wie der Plasmapolymerisationsfilm aus Silikonmaterial, wie
er oben erwähnt
wird, verwendet werden.
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Der
Unterbeschichtungsfilm, der SiO2, ZnO, NiO,
SnO2, Al2O3, ZrO2, Kupferoxid,
Silberoxid, Chromoxid oder Eisenoxid enthält, kann jegliche Art von Flüssigkeitsfilmbildung
(beispielsweise Beschichten, Sprühen,
Eintauchen), Dampfablagerung oder Sputtern sowie Plasmapolymerisation
gebildet werden.
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In
der oben veranschaulichten Ausführungsform
wird ein piezoelektrisches Element als Tintentropfen-Ausstoßelement
verwendet, das zum Ausstoßen
der Tinte, die in dem Druckraum gespeichert worden ist, durch die
Tintenstrahlöffnung
dient. Allerdings umfasst die Erfindung eine weitere Ausführungsform
zum Vorsehen eines Heizelements innerhalb des Druckraums und zum
Ausstoßen
der Tintentropfen hierdurch. Die Flüssigkeitsstrahlkopf der oben
veranschaulichten Ausführungsform
ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, und dieser dient für Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen.
Nicht hierauf beschränkt
deckt die Erfindung breit alle Arten von Flüssigkeitsstrahlköpfen und
alle Arten von Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen
ab. Die Flüssigkeitsstrahlköpfe, welche
die Erfindung abdeckt, umfassen beispielsweise Aufzeichnungsköpfe in Bildaufzeichnungsvorrichtungen
wie Druckern; Farbmittelstrahlköpfe,
die beim Erzeugen von Farbfiltern für Flüssigkristalldisplays, etc.
verwendet werden; Elektrodenmaterialstrahlköpfe, die beim Bilden von Elektroden in
organischen EL-Displays verwendet werden; FED (Feldemissionsdisplays),
etc.; und Biomaterialstrahlköpfe,
die beim Herstellen von Biochips verwendet werden.
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Während die
vorliegende Erfindung ausführlich
und unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen hiervon beschrieben
worden ist, wird dem Fachmann ersichtlich sein, dass verschieden Veränderungen
und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich
der Ansprüche
abzuweichen.
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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen
Nr. 2003-129263 (eingereicht am 7. Mai 2003), 2003-129261 (eingereicht
am 7. Mai 2003) und 2004-102925
(eingereicht am 31. März
2004).