JP2001179989A - 撥水膜、その形成方法およびインクジェットヘッド - Google Patents
撥水膜、その形成方法およびインクジェットヘッドInfo
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14411—Groove in the nozzle plate
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットヘッド等に用いるのに適した
耐摩耗性、密着性に優れた撥水膜を提案すること。 【解決手段】 ウエハ（基材）２１の表面には、撥水膜
１１が形成されており、この撥水膜１１は、基材表面に
形成したクロム、チタン等を蒸着することにより形成し
た金属層１２と、この上に、金属とフッ素樹脂とを同時
に蒸着することにより形成した混合層１３とから構成さ
れている。この構成の撥水膜１１は、極めて優れた耐摩
耗性および密着性を備えていることが確認された。
耐摩耗性、密着性に優れた撥水膜を提案すること。 【解決手段】 ウエハ（基材）２１の表面には、撥水膜
１１が形成されており、この撥水膜１１は、基材表面に
形成したクロム、チタン等を蒸着することにより形成し
た金属層１２と、この上に、金属とフッ素樹脂とを同時
に蒸着することにより形成した混合層１３とから構成さ
れている。この構成の撥水膜１１は、極めて優れた耐摩
耗性および密着性を備えていることが確認された。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン等の半導
体基板表面、ガラス基板表面等に形成される撥水膜およ
びその形成方法に関するものであり、更に詳しくは、付
着性および耐久性に優れた撥水膜およびその形成方法に
関するものである。
体基板表面、ガラス基板表面等に形成される撥水膜およ
びその形成方法に関するものであり、更に詳しくは、付
着性および耐久性に優れた撥水膜およびその形成方法に
関するものである。
【０００２】また、本発明は、付着性および耐久性に優
れた撥水膜が形成されたインクジェットヘッドに関する
ものである。
れた撥水膜が形成されたインクジェットヘッドに関する
ものである。
【０００３】
【従来の技術】液体に触れている部材表面、例えばイン
ク液が濡らされるインクジェットヘッドの構成部材表面
には、当該表面にインクが付着しないように撥水性を付
与するために撥水膜で覆われている。例えば、インクジ
ェットヘッドを構成しているシリコン基板表面を覆って
いるシリコン酸化膜の表面に、フッ素化アルキル基を含
有する化合物を蒸着させることにより形成した１０００
オングストローム程度のフッ素樹脂薄膜を撥水膜として
付着させるようにしている。
ク液が濡らされるインクジェットヘッドの構成部材表面
には、当該表面にインクが付着しないように撥水性を付
与するために撥水膜で覆われている。例えば、インクジ
ェットヘッドを構成しているシリコン基板表面を覆って
いるシリコン酸化膜の表面に、フッ素化アルキル基を含
有する化合物を蒸着させることにより形成した１０００
オングストローム程度のフッ素樹脂薄膜を撥水膜として
付着させるようにしている。
【０００４】このような撥水性有機膜では、基材表面に
最初に付着した有機分子層の結合強度は共有結合である
ので大きいが、この上に付着した第２層目以降の有機分
子は物理的な付着、分子間力による結合であったりする
ために、それらの結合強度が弱い。このために耐摩耗性
等の耐久性に問題があり、また、剥離しやすいという問
題点がある。特に、インクジェットヘッドの場合には、
そのインクノズル面は繰り返しワイピングされるので、
撥水膜には耐久性が要求される。
最初に付着した有機分子層の結合強度は共有結合である
ので大きいが、この上に付着した第２層目以降の有機分
子は物理的な付着、分子間力による結合であったりする
ために、それらの結合強度が弱い。このために耐摩耗性
等の耐久性に問題があり、また、剥離しやすいという問
題点がある。特に、インクジェットヘッドの場合には、
そのインクノズル面は繰り返しワイピングされるので、
撥水膜には耐久性が要求される。
【０００５】ここで、撥水性有機膜の密着性、耐摩耗性
等を改善するために、特開平８−３５０５８号公報にお
いては、金属および撥水性有機物質を同時にターゲット
表面に蒸着させた構成の撥水性有機膜が提案されてい
る。
等を改善するために、特開平８−３５０５８号公報にお
いては、金属および撥水性有機物質を同時にターゲット
表面に蒸着させた構成の撥水性有機膜が提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
のものに比べて、耐摩耗性等の耐久性が高く、しかも、
基材表面への付着強度が高い撥水膜およびその形成方法
を提案することにある。
のものに比べて、耐摩耗性等の耐久性が高く、しかも、
基材表面への付着強度が高い撥水膜およびその形成方法
を提案することにある。
【０００７】また、本発明の課題は、このような新規な
撥水膜が形成されたインクジェットヘッドを提案するこ
とにある。
撥水膜が形成されたインクジェットヘッドを提案するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の撥水膜は、基材の表面に形成された金属
層と、この金属層の表面に形成された金属およびフッ素
樹脂の混合層とを有することを特徴としている。
めに、本発明の撥水膜は、基材の表面に形成された金属
層と、この金属層の表面に形成された金属およびフッ素
樹脂の混合層とを有することを特徴としている。
【０００９】ここで、前記基材はガラス、シリコン、あ
るいはシリコン酸化膜とすることができる。
るいはシリコン酸化膜とすることができる。
【００１０】この場合、前記金属層及び前記混合層の金
属を、クロム、チタン、ニッケルおよび銅のうちのいず
れか一つとすることが望ましい。特に、クロム、チタン
のいずれかとすることが望ましい。
属を、クロム、チタン、ニッケルおよび銅のうちのいず
れか一つとすることが望ましい。特に、クロム、チタン
のいずれかとすることが望ましい。
【００１１】本発明による上記構成の撥水膜の形成方法
は、前記金属層を形成するための金属を前記基材の表面
に蒸着する金属蒸着工程と、前記混合層を構成する前記
フッ素樹脂を前記基材の表面に蒸着する樹脂蒸着工程と
を含み、前記金属蒸着工程により所定厚さの前記金属層
を形成した後に、当該金属蒸着工程と前記樹脂蒸着工程
を同時に行うことにより、所定厚さの前記混合層を形成
することを特徴としている。
は、前記金属層を形成するための金属を前記基材の表面
に蒸着する金属蒸着工程と、前記混合層を構成する前記
フッ素樹脂を前記基材の表面に蒸着する樹脂蒸着工程と
を含み、前記金属蒸着工程により所定厚さの前記金属層
を形成した後に、当該金属蒸着工程と前記樹脂蒸着工程
を同時に行うことにより、所定厚さの前記混合層を形成
することを特徴としている。
【００１２】次に、本発明は、インク通路を介して供給
されるインクを、インクノズルからインク液滴として吐
出するインクジェットヘッドにおいて、前記インクノズ
ルが開口している部材表面には撥水膜が形成されてお
り、この撥水膜は、前記部材表面に形成された金属層
と、この金属層の表面に形成された金属およびフッ素樹
脂の混合層とを有することを特徴とするものである。
されるインクを、インクノズルからインク液滴として吐
出するインクジェットヘッドにおいて、前記インクノズ
ルが開口している部材表面には撥水膜が形成されてお
り、この撥水膜は、前記部材表面に形成された金属層
と、この金属層の表面に形成された金属およびフッ素樹
脂の混合層とを有することを特徴とするものである。
【００１３】この場合において、前記部材はガラス、シ
リコン、あるいはシリコン酸化膜とされる。また、前記
金属層及び前記混合層の金属混合層に含まれる前記金属
は、クロム、チタン、ニッケルおよび銅のうちのいずれ
か一つとすることが望ましく、特に、クロムあるいはチ
タンとすることが望ましい。
リコン、あるいはシリコン酸化膜とされる。また、前記
金属層及び前記混合層の金属混合層に含まれる前記金属
は、クロム、チタン、ニッケルおよび銅のうちのいずれ
か一つとすることが望ましく、特に、クロムあるいはチ
タンとすることが望ましい。
【００１４】本発明による撥水膜では、シリコン、ガラ
ス等の基材との密着性のよいクロム、チタン等の金属か
らなる金属層を形成し、この上に、金属およびフッ素樹
脂の混合層を形成しているので、緻密な金属分子の層を
骨格として強固に結合された撥水性のフッ素樹脂の層を
形成できる。よって、耐摩耗性等の耐久性および密着性
に極めて優れた撥水膜を得ることができる。
ス等の基材との密着性のよいクロム、チタン等の金属か
らなる金属層を形成し、この上に、金属およびフッ素樹
脂の混合層を形成しているので、緻密な金属分子の層を
骨格として強固に結合された撥水性のフッ素樹脂の層を
形成できる。よって、耐摩耗性等の耐久性および密着性
に極めて優れた撥水膜を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した撥水膜を備えたインクジェットヘッドの一例を
説明する。
適用した撥水膜を備えたインクジェットヘッドの一例を
説明する。
【００１６】図１は、本例のインクジェットヘッドの断
面構成図である。この図に示すように、インクジェット
ヘッド１は、シリコン製のノズル基板２と、これに接合
されたシリコン製のキャビティ基板３と、このキャビテ
ィ基板３に接合された電極ガラス基板４から構成されて
おり、ノズル基板２とキャビティ基板３の間には、イン
クノズル５、これに連通しているインク圧力室６、イン
クオリフィス７を介してインク圧力室６に連通している
共通インク室８が形成されており、共通インク室８には
外部からインクが供給される。
面構成図である。この図に示すように、インクジェット
ヘッド１は、シリコン製のノズル基板２と、これに接合
されたシリコン製のキャビティ基板３と、このキャビテ
ィ基板３に接合された電極ガラス基板４から構成されて
おり、ノズル基板２とキャビティ基板３の間には、イン
クノズル５、これに連通しているインク圧力室６、イン
クオリフィス７を介してインク圧力室６に連通している
共通インク室８が形成されており、共通インク室８には
外部からインクが供給される。
【００１７】インク圧力室６の底面には面外方向に変位
可能な共通電極としての振動板９が形成されており、こ
の振動板９には、一定の間隔を開けて、ＩＴＯ等からな
る個別電極１０が対向している。振動板９と個別電極１
０の間に電圧を印加すると、これらの間に発生する静電
気力によって振動板９が変位し、インク圧力室６に容積
変動が起こり、ここに連通しているインクノズル５から
インク液滴が吐出されることになる。このような静電駆
動式のインクジェットヘッド１は公知であるので、これ
以上の説明は省略する。
可能な共通電極としての振動板９が形成されており、こ
の振動板９には、一定の間隔を開けて、ＩＴＯ等からな
る個別電極１０が対向している。振動板９と個別電極１
０の間に電圧を印加すると、これらの間に発生する静電
気力によって振動板９が変位し、インク圧力室６に容積
変動が起こり、ここに連通しているインクノズル５から
インク液滴が吐出されることになる。このような静電駆
動式のインクジェットヘッド１は公知であるので、これ
以上の説明は省略する。
【００１８】本例のインクジェットヘッド１において
は、インクノズル５が開口している前側端面１ａには撥
水膜（撥インク膜）が形成されている。
は、インクノズル５が開口している前側端面１ａには撥
水膜（撥インク膜）が形成されている。
【００１９】図２は、当該インクジェットヘッドの前側
端面１ａの一部を拡大して示す部分断面図である。この
図に示すように、本例の撥水膜１１は、基材であるシリ
コン製のノズル基板２の表面を覆うシリコン酸化膜２ａ
の表面に形成された金属層１２と、この金属層１２の表
面に形成した金属とフッ素樹脂の混合層１３とから構成
されている。
端面１ａの一部を拡大して示す部分断面図である。この
図に示すように、本例の撥水膜１１は、基材であるシリ
コン製のノズル基板２の表面を覆うシリコン酸化膜２ａ
の表面に形成された金属層１２と、この金属層１２の表
面に形成した金属とフッ素樹脂の混合層１３とから構成
されている。
【００２０】金属層１２は、クロムあるいはチタンをシ
リコン酸化膜２ａ表面に蒸着することにより形成された
ものであり、例えば、３００オングストロームの厚さと
されている。また、混合層１３は、クロムあるいはチタ
ンと、フッ素樹脂とを、所定のレートで金属層１２の表
面に蒸着することにより形成されたものであり、例え
ば、１２００オングストロームの厚さとされている。
リコン酸化膜２ａ表面に蒸着することにより形成された
ものであり、例えば、３００オングストロームの厚さと
されている。また、混合層１３は、クロムあるいはチタ
ンと、フッ素樹脂とを、所定のレートで金属層１２の表
面に蒸着することにより形成されたものであり、例え
ば、１２００オングストロームの厚さとされている。
【００２１】図３には、この構成の撥水膜１１の形成工
程を示す説明図である。上記構成のインクジェットヘッ
ド１が多数個作り込まれているウエハ（基材）２１を真
空容器２２内に設置すると共に、当該真空容器２２内に
設置した蒸発用ボード２３に、金属（クロムあるいはチ
タン）２４を乗せる。同様に、蒸発用ボード２５に、フ
ッ素樹脂からなる撥水材ペレット２６を乗せる。
程を示す説明図である。上記構成のインクジェットヘッ
ド１が多数個作り込まれているウエハ（基材）２１を真
空容器２２内に設置すると共に、当該真空容器２２内に
設置した蒸発用ボード２３に、金属（クロムあるいはチ
タン）２４を乗せる。同様に、蒸発用ボード２５に、フ
ッ素樹脂からなる撥水材ペレット２６を乗せる。
【００２２】真空容器２２を真空引きして所定の真空度
を形成した後は、常温雰囲気中において、まず、蒸発用
ボード２３のみを加熱して金属２４を蒸発させて所定の
レードでウエハ２１の表面に対して蒸着を開始する。
を形成した後は、常温雰囲気中において、まず、蒸発用
ボード２３のみを加熱して金属２４を蒸発させて所定の
レードでウエハ２１の表面に対して蒸着を開始する。
【００２３】ウエハ２１の表面に所定厚さの金属層１２
が形成された後は、蒸発用ボード２５も加熱して、撥水
材ペレット２６も蒸発させる。これにより、金属２４お
よびフッ素樹脂（２６）を同時に金属層１２の表面に蒸
着させて、所定の厚さの混合層１３を形成する。
が形成された後は、蒸発用ボード２５も加熱して、撥水
材ペレット２６も蒸発させる。これにより、金属２４お
よびフッ素樹脂（２６）を同時に金属層１２の表面に蒸
着させて、所定の厚さの混合層１３を形成する。
【００２４】このようにして形成した撥水膜１１につい
て耐摩耗性、密着性、撥水性等についての耐久試験を行
ったところ、従来の撥水膜に比べて格段に優れた結果が
得られることが確認された。
て耐摩耗性、密着性、撥水性等についての耐久試験を行
ったところ、従来の撥水膜に比べて格段に優れた結果が
得られることが確認された。
【００２５】ここで、使用金属としては、クロム、チタ
ンの他に、銅、ニッケル等を用いることができるが、イ
ンクジェットヘッドに使用されるシリコン、ガラス基板
の場合には、とくに、クロム、チタンを用いると、耐久
性に優れた撥水膜を形成できることが確認された。
ンの他に、銅、ニッケル等を用いることができるが、イ
ンクジェットヘッドに使用されるシリコン、ガラス基板
の場合には、とくに、クロム、チタンを用いると、耐久
性に優れた撥水膜を形成できることが確認された。
【００２６】なお、金属層および混合層は、イオンビー
ム蒸着法により、あるいは、スパッタリングにより形成
することもできる。
ム蒸着法により、あるいは、スパッタリングにより形成
することもできる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撥水膜
は、基材表面に形成された金属層と、この表面に形成し
た金属およびフッ素樹脂の混合層とから構成されてい
る。したがって、本発明によれば、緻密な金属分子層か
らなる骨格に、撥水材としてフッ素樹脂分子が結合され
た構造となっているので、極めて優れた耐摩耗性、密着
性のある撥水膜が得られる。
は、基材表面に形成された金属層と、この表面に形成し
た金属およびフッ素樹脂の混合層とから構成されてい
る。したがって、本発明によれば、緻密な金属分子層か
らなる骨格に、撥水材としてフッ素樹脂分子が結合され
た構造となっているので、極めて優れた耐摩耗性、密着
性のある撥水膜が得られる。
【００２８】また、本発明の撥水膜は、耐摩耗性および
耐インク性に優れているので、インクジェットヘッドの
撥水膜として用いるのに適している。
耐インク性に優れているので、インクジェットヘッドの
撥水膜として用いるのに適している。
【図１】本発明による撥水膜が形成された静電駆動式の
インクジェットヘッドの例を示す概略断面構成図であ
る。
インクジェットヘッドの例を示す概略断面構成図であ
る。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの撥水膜の構
成を示す概略構成図である。
成を示す概略構成図である。
【図３】図２の撥水膜の形成工程を示す説明図である。
【符号の説明】 １ インクジェットヘッド ２ ノズル基板 ３ キャビティ基板 ４ 電極ガラス基板 ５ インクノズル １１ 撥水膜 １２ 金属層 １３ 混合層 ２１ ウエハ ２２ 真空容器 ２３、２５ 蒸発用ボード ２４ 金属 ２６ 撥水材ペレット（フッ素樹脂）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 3/18 １０２
Claims (9)
- 【請求項１】 基材の表面に形成された金属層と、この
金属層の表面に形成された金属およびフッ素樹脂の混合
層とを有することを特徴とする撥水膜。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記基材はガラス、シリコン、あるいはシリコン酸化膜
であることを特徴とする撥水膜。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記混合層に含まれる前記金属は、クロム、チタン、ニ
ッケル、および銅のうちのいずれか一つであることを特
徴とする撥水膜。 - 【請求項４】 基材の表面に形成された金属層と、この
金属層の表面に形成された金属およびフッ素樹脂の混合
層とを有する撥水膜の形成方法であって、 前記金属層を形成するための金属を前記基材の表面に蒸
着する金属蒸着工程と、前記混合層を構成する前記フッ
素樹脂を前記基材の表面に蒸着する樹脂蒸着工程とを含
み、 前記金属蒸着工程により所定厚さの前記金属層を形成し
た後に、当該金属蒸着工程と前記樹脂蒸着工程を同時に
行うことにより、所定厚さの前記混合層を形成すること
を特徴とする撥水膜の形成方法。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記基材はガラス、シリコン、あるいはシリコン酸化膜
であることを特徴とする撥水膜の形成方法。 - 【請求項６】 請求項４または５において、 前記金属蒸着工程では、クロム、チタン、ニッケルおよ
び銅のうちのいずれか一つの金属を前記基材の表面に蒸
着することを特徴とする撥水膜の形成方法。 - 【請求項７】 インク通路を介して供給されるインク
を、インクノズルからインク液滴として吐出するインク
ジェットヘッドにおいて、 前記インクノズルが開口している部材表面には撥水膜が
形成されており、 この撥水膜は、前記部材表面に形成された金属層と、こ
の金属層の表面に形成された金属およびフッ素樹脂の混
合層とを有することを特徴とするインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項８】 請求項７において、 前記部材はガラス、シリコン、あるいはシリコン酸化膜
であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項９】 請求項７または８において、 前記混合層に含まれる前記金属は、クロム、チタン、ニ
ッケルおよび銅のうちのいずれか一つであることを特徴
とするインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37530299A JP2001179989A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 撥水膜、その形成方法およびインクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37530299A JP2001179989A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 撥水膜、その形成方法およびインクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001179989A true JP2001179989A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18505297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37530299A Withdrawn JP2001179989A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 撥水膜、その形成方法およびインクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001179989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767078B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-07-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ink jet head having a nozzle plate |
| JP2014116528A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Ricoh Co Ltd | 磁性体 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37530299A patent/JP2001179989A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767078B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-07-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ink jet head having a nozzle plate |
| JP2014116528A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Ricoh Co Ltd | 磁性体 |
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