JP2004276568A

JP2004276568A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2004276568A
Application number: JP2003075165A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 洋井上; Takaharu Kondo; 隆晴近藤; Yuji Nishimura; 裕治西村; Shigeru Umehara; 茂梅原; Takahiro Nakahigashi; 孝浩中東
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Nippon ITF Inc
Current assignee: Nippon ITF Inc; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】撥水性、耐摩耗性、密着性及び耐インク性に優れたインクジェット記録ヘッドが得られることを課題とする。
【解決手段】ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面に形成されたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９のフッ素含有の割合は、この順で段階的に増加している。このため、ダイヤモンドライクカーボン膜２３側はフッ素の含有量が少ないので、ダイヤモンドライクカーボン膜２３に密着しやすくなる。また、表面のフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２９はフッ素の含有量が多いので、含有されているフッ素が多少剥離しても、撥水性が維持できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印字面にインク滴を吐出して印字を行うインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体あるいは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等の被印刷物に記録を行う、いわゆるインクジェット方式の記録装置は、小型で安価、静寂性等種々の利点がある。これらの理由から、最近ではレポート用紙、コピー用紙等に記録するインクジェット記録装置が数多く市販されており、記録装置の分野で大きな位置を占めるようになった。
【０００３】
中でも、圧電素子を用いて圧力室内の圧力を変化させてインク滴を吐出するピエゾインクジェット方式や、熱エネルギーの作用でインクを膨張させインク滴を吐出する熱インクジェット方式の記録装置は、高速印字、高解像度が得られる等、多くの利点を有している。
【０００４】
これらのインクジェット方式の記録装置において、インクジェット記録ヘッドでは、ノズルからインク滴を吐出した際、インク滴がノズル周囲に付着したり、また、ノズルからインクが盛り上がるオーバーシュート現象によるインク漏れが生じる。このため、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径および速度がばらつくことがあり、これによって、インクジェット記録ヘッドの印字性能が著しく低下する場合がある。そこで、インク滴がノズル周囲に付着するのを防ぐため、ノズル表面に撥水膜を施すことが行われている。
【０００５】
その一つとして、撥水性に優れたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜を、ノズルプレート（例えば、ステンレス板）の表面に形成することが行われている（特許文献１）。しかし、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜はノズルプレートとの密着性が弱いという欠点を有しており、ノズルプレートの表面から剥離しやすい。
【０００６】
そこで、ノズルプレートの表面に密着性が良好なダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、その膜面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜を形成する方法が開示されている（特許文献２）。しかし、ノズルプレートの吐出口の目詰まりを防止する目的でノズルプレートの吐出口周辺をブレードでワイピングした場合に、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜中の炭素とフッ素間の結合が弱いことによって、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜のフッ素が剥離して撥水性が損なわれてしまう。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２９６９７３号公報（第４−７項、第１図）
【特許文献２】
特許第２９８３６７９号（第２５項、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、密着性、撥水性及び耐摩耗性に優れたインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口が形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面に形成された撥水膜と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記撥水膜は、前記ノズルプレート表面に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の表面に形成されたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜で構成され、前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記ダイヤモンドライクカーボン膜側からフッ素含有の割合が段階的に増加していることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、吐出口が形成されたノズルプレートの表面には、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成され、ダイヤモンドライクカーボン膜の表面にはフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜が形成されている。
【００１１】
ダイヤモンドライクカーボン膜は密着性に優れており、ノズルプレートの表面に密着し易く、且つ、後から形成するフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜との密着性も高い。
【００１２】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、撥水性に非常に優れており、ダイヤモンドライクカーボン膜の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することによって、吐出口から安定してインクが吐出される。また、このときフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、耐摩耗性に優れるので、ブレードのワイピングによる摩耗を防ぐことができる。
【００１３】
さらに、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜のフッ素含有の割合は、ダイヤモンドライクカーボン膜の表面側から段階的に増加している。このため、ダイヤモンドライクカーボン膜側はフッ素の含有量が少ないので、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜がダイヤモンドライクカーボン膜に密着しやすくなる。また、表面のフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜はフッ素の含有量が多いので、含有されているフッ素が多少剥離しても、撥水性が維持できる。
【００１４】
請求項２に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、ＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルにおいて、Ｃ−Ｆ結合に由来する１０００〜１３００ｃｍ^−１のピーク面積とＣ−Ｈ結合に由来する２８００〜３１００ｃｍ^−１のピーク面積とがいずれも０でなく、且つ、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度との比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）が０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）＜３であることを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜のＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルにおいて、Ｃ−Ｆ結合に由来する１０００〜１３００ｃｍ^−１のピーク面積とＣ−Ｈ結合に由来する２８００〜３１００ｃｍ^−１のピーク面積がいずれも０でない、すなわち、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜には必ずＣ−Ｆ結合とＣ−Ｈ結合が存在するため、撥水性が保証される。また、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度との比の（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）が３以上のとき、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜中に存在するＣ−Ｆ結合の割合が多すぎるために、膜全体の硬度が低下して耐摩耗性が低下する。このため、０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）＜３としたときに、耐摩耗性に優れるフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜が得られる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、Ｃ−Ｆ結合の割合が異なる３層からなり、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度の比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）がノズルプレート側からそれぞれ０．０５〜０．１５、０．２〜０．５、１．０〜１．５であることを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、このように、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度の比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）をノズルプレート側から段階的に強くすることで、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜の密着性が良く、撥水性、耐摩耗性及び耐擦過性に優れた撥水膜が形成される。
【００１８】
請求項４に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記ノズルプレートの表面をガスプラズマに曝し、その後から前記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、ダイヤモンドライクカーボン膜の形成前に、前処理としてノズルプレートの撥水膜形成面を前処理用のガスプラズマに曝すことによって、ダイヤモンドライクカーボン膜の密着性が高まる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１２が搭載されたインクジェットプリンタ１０が示されている。
【００２１】
インクジェット記録ヘッド１２は、ノズル３６（図２参照）が形成されたノズルプレート２２が、記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１４上に搭載されている。このキャリッジ１４は、主走査機構１６によって主走査方向（矢印Ａで示す）に移動される。これにより、インクジェット記録ヘッド１２は、副走査機構１８によって副走査方向（矢印Ｂで示す）へ搬送される記録用紙Ｐへ、画像情報に応じてインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐの全面に画像の記録を行う。
（インクジェット記録ヘッドの概略説明）
図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１２は、ノズルプレート２２、連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０、圧力発生室プレート３２、および振動板３４の合計７枚のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することにより形成されている。
【００２２】
ノズルプレート２２には、インクを吐出するノズル３６が設けられており、連通孔プレート２４、２６には、連通孔３８、４０がそれぞれ形成されている。また、供給路プレート２８、３０には供給孔４２、４４が形成されている。これらのノズル３６、連通孔３８、４０、供給孔４２、４４は連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０が積層された状態で連通し、圧力発生室プレート３２に形成された圧力発生室４８に繋がっている。
【００２３】
一方、連通孔プレート２４、２６には、それぞれインクプール５１、５２が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、供給路プレート２８には、このインクプール５２と連結するように供給孔５４が形成されている。さらに、供給路プレート３０には供給溝５６が形成されて、連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０が積層された状態で、インクプール５１、５２と圧力発生室４８とを連通させている。
【００２４】
圧力発生室プレート３２上には振動板３４が積層され、振動板３４の上には圧力発生手段としての単板型の圧電素子５８が取り付けられている。圧電素子５８は、圧力発生室４８に相当する領域に接着されており、ハンダ６８を介してフレキシブル配線基板７０と接続されている。この構成により、駆動電圧波形が圧電素子５８に印加されると、圧電素子５８と共に振動板３４がたわみ変形して圧力発生室４８のインクを加圧し、ノズル３６からインク滴を吐出させる。
【００２５】
また、ノズルプレート２２のインクが吐出される側の面（表面）には撥水膜６０が形成されており、この撥水膜６０によってノズル３６周囲のインク漏れ等が防止でき、ノズル３６から吐出するインク滴が常にノズルプレート２２に対して垂直に吐出されるようになる。
（インクジェット記録ヘッドの製造方法）
以上が、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド１２の構成であり、次に、このインクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。
【００２６】
ノズルプレート２２の一方の面（表面）にプラズマ処理を施す。ノズルプレート２２には、シリコンウエハー、ステンレス板、合成樹脂等が使用される。本実施形態においては、機械的強度、耐薬品性、薄膜化に優れている合成樹脂の熱硬化性のポリアミドイミドまたはポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン等が使用される。
【００２７】
ノズルプレート２２に合成樹脂を用いる場合、前処理としてノズルプレート２２の表面をプラズマガスに曝すことが行われる。この前処理を行うことで、ノズルプレート２２と後述するダイヤモンドライクカーボン膜との密着性が高まる。
【００２８】
プラズマ処理に使用されるガスとしては、例えば、フッ素（Ｆ）含有ガス、水素ガス（Ｈ_２）および酸素ガス（Ｏ_２）等が挙げられる。フッ素（Ｆ）含有ガスおよび水素ガス（Ｈ_２）を用いると、ノズルプレート２２の表面はフッ素終端または水素終端され、この後に形成するダイヤモンドライクカーボン膜２３の炭素との結合が安定する。また、酸素ガス（Ｏ_２）を用いてプラズマ処理を行うと、ノズルプレート２２の表面の有機物等の汚れが効率よく除去できるので、後から形成するダイヤモンドライクカーボン膜２３がノズルプレート２２の表面に付着しやすくなる。
【００２９】
なお、プラズマ処理は同種類または異なる種類のプラズマを用いて複数回行っても構わない。例えば、最初にノズルプレート２２の表面を酸素ガス（Ｏ_２）プラズマに曝してノズルプレート２２の表面の汚れを除去した後、フッ素（Ｆ）含有ガスプラズマまたは水素ガス（Ｈ_２）プラズマに曝すことによって、ノズルプレート２２の表面に形成するダイヤモンドライクカーボン膜２３の密着性が高まる。また、この前処理は、必ずしも行わなければならないものではない。
【００３０】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、メタンガス（ＣＨ_４）でプラズマ処理し、ノズルプレート２２の表面にダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成する。ダイヤモンドライクカーボン膜２３は、天然ダイヤモンドと同じ炭素のＳＰ３結合とグラファイトと同じ炭素のＳＰ２結合、それに水素との結合を含むアモルファス構造となっており、高硬度で摩擦係数が小さく、撥水性、耐摩耗性、化学的安定性に優れている等の特徴を有する。また、比較的低温で容易に形成できるプラズマＣＶＤ法等によって形成可能であることから、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成する際にノズルプレート２２に熱的損傷を与えることがない。
【００３１】
次に、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、メタンガス（ＣＨ_４）と６フッ化２炭素ガス（Ｃ_２Ｆ_６）の混合ガスでプラズマ処理し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面に、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５を形成する。その上に、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２７を形成し、更にその上に、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２９を形成する。フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９は、この順でフッ素の含有の割合が段階的に増加している。なお、詳細は後述する。
【００３２】
また、本実施形態においては、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜を３層積層したが、フッ素の含有の割合が表面側が多いものであれば、少なくとも２層積層すればよい。また、フッ素の含有の割合が表面に行くに従って段階的に増える、４層以上のフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜を積層しても良い。
【００３３】
ダイヤモンドライクカーボン膜２３及びフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９は、各々の膜厚が０．０５〜１μｍの範囲とされ、０．１〜０．５μｍで形成することが好ましい。０．０５μｍより膜厚が薄いときには密着性が弱くなり、１μｍよりも大きいときには、ノズルヘッド全体の厚みが大きくなってしまい、インクの吐出に影響を及ぼしてしまう。
【００３４】
ダイヤモンドライクカーボン膜２３及びフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９の形成方法として、プラズマＣＶＤ法を使用した。このプラズマＣＶＤ法は、ノズルプレート２２の前処理と、ダイヤモンドライクカーボン膜２３およびフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９の形成とに使用されるので、同じ装置を用いて行うことができる。
【００３５】
ここで、プラズマＣＶＤ法によってダイヤモンドライクカーボン膜２３およびフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成する工程を説明する。
【００３６】
図４に示すように、ダイヤモンドライクカーボン膜２３は、プラズマＣＶＤ装置８０を用いてノズルプレート２２の表面に形成される。
【００３７】
プラズマＣＶＤ装置８０は成膜室８２を有しており、成膜室８２内には電極８４と、この電極８４に対向するようにして電極８６が設けられている。電極８６は接地されており、電極８４にはマッチングボックス９１を介して高周波電源９２が接続されている。また、電極８４には、電極８４上に設置された被成膜物を加熱するためのヒーター８５が付設されている。
【００３８】
まず、電極８４に、被成膜物であるノズルプレート２２を、被成膜面２２Ａを電極８６側に向けて設置する。成膜室８２には、圧力調整弁８７を介して排気ポンプ８８が接続されており、この排気ポンプ８８を運転させて成膜室８２の内部を所定の圧力（成膜圧力）まで減圧する。
【００３９】
一方、成膜室８２の外にはガス供給部９０が設置されており、ガス供給部９０を介して成膜室８２内に原料ガスが導入されるようになっている。ガス供給部９０は、成膜室８２にガスを送る供給パイプ１０１から分岐して設けられた弁９３、９４、マスフローコントローラ９５、９６及び成膜用のガスボンベ９７（例えば、メタン（ＣＨ_４））、ガスボンベ９８（例えば、６フッ化２炭素（Ｃ_２Ｆ_６））とで構成されている。
【００４０】
マッチングボックス９１を介して高周波電源９２から電極８４に高周波電力が導入されると、マスフローコントローラ９５で投入量が調整されたメタン（ＣＨ_４）が成膜室８２へ導入され、メタンガスのプラズマ化が行われる。これによって、ノズルプレート２２の表面にダイヤモンドライクカーボン膜２３が形成される。
【００４１】
また、マスフローコントローラ９５、９６で投入量が調整されたメタン（ＣＨ_４）と６フッ化２炭素（Ｃ_２Ｆ_６）が成膜室８２へ導入され、メタン（ＣＨ_４）ガスと６フッ化２炭素（Ｃ_２Ｆ_６）ガスのプラズマ化が行われる。これによって、ノズルプレート２２の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９が順次形成される。
【００４２】
なお、先に説明したノズルプレート２２の表面にフッ素含有ガスプラズマまたは水素ガスプラズマを曝す、前処理の工程においても、ガスボンベ９７、９８をフッ素含有ガス、水素ガスのガスボンベと交換して、同様にして成膜室８２にフッ素含有ガスまたは水素ガスを導入すればよい。
【００４３】
原料ガスには、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成するものとして、炭化水素化合物等のガスが、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成するものとして、フッ素化炭化水素化合物等が挙げられる。
【００４４】
炭化水素化合物としては、メタン（ＣＨ_４）、エタン（Ｃ_２Ｈ_６）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、ブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）等のアルカン、シクロプロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、シクロブタン（Ｃ_４Ｈ_８）等のシクロアルカン、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、プロペン（Ｃ_３Ｈ_６）、ブテン（Ｃ_４Ｈ_８）等のアルケン、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_４）等のアルキン等が挙げられる。また、フッ素化炭化水素化合物としては、例えば、４フッ素化炭素（ＣＦ_４）、６フッ素化２炭素（Ｃ_２Ｆ_６）、８フッ素化４炭素（Ｃ_４Ｆ_８）等が挙げられる。
【００４５】
これらの炭化水素化合物およびフッ素化炭化水素化合は、単独で使用してもよく、二種類以上を混合して使用しても良い。
【００４６】
さらに、上記ガスの他に、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）ガスや不活性ガスのヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）またはクリプトン（Ｋｒ）等のガスが使用されることもある。
【００４７】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜２３およびフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９の形成方法として、プラズマＣＶＤ法以外にスパッタリング法、イオンプレーティング法等を用いることも可能である。
【００４８】
成膜室８２内へ導入する炭化水素化合物ガス及びフッ化炭素化合物ガスの割合を調整することによって、ＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルにおいて、Ｃ−Ｆ結合に由来する１０００〜１３００ｃｍ^−１のピーク面積（ＩＲ・Ｃ−Ｆ）と、Ｃ−Ｈ結合に由来する２８００〜３１００ｃｍ^−１のピーク面積（ＩＲ・Ｃ−Ｈ）とがいずれも０でなく、且つ、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度と、Ｃ_１Ｓに由来するピーク強度との比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）が０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）＜３となるフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成する。
【００４９】
図６には、炭化水素化合物とフッ素化炭化水素化合物の混合割合を変化させて形成されたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜の、ＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルが示されている。グラフ中で、１０００〜１３００ｃｍ^−１の範囲に現れるピークがＣ−Ｆ結合に由来し、２８００〜３１００ｃｍ^−１の範囲に現れるピークがＣ−Ｈ結合に由来するスペクトルである。これらのスペクトルのピーク面積（ＩＲ・Ｃ−Ｆ）、（ＩＲ・Ｃ−Ｈ）がいずれも０でないとき、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜中にフッ素が存在することを表す。したがって、このフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は撥水性があることが言える。
【００５０】
０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）とは、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜がＣ−Ｆ結合を有することを表している。また、３＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）となるとき、Ｃ−Ｆ結合の割合が大きすぎる、すなわち、フッ素が多すぎるということを意味しており、膜全体の硬度が低下して耐摩耗性が低下する。したがって、０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）＜３のとき、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は耐摩耗性に優れていると言える。
【００５１】
本実施形態では、Ｃ−Ｆ結合の割合を変化させたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を、先に形成したダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面に形成する。フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９のピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）は、それぞれ０．０５〜０．１５、０．２〜０．５、１．０〜１．５となるように形成される。
【００５２】
ダイヤモンドライクカーボン膜２３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成する過程において、これらは連続で形成することが好ましい。ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成して大気に開放してしまうと、形成したダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面が空気中の不純物ガスを吸着してしまい、次に形成するフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５との境界面に密着性を劣化させる層が形成され、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５が剥離しやすくなる。
【００５３】
次に、上記のように製造したノズルプレート２２の裏面側に連通孔プレート２４を接合し、図５（Ａ）に示すように、エキシマレーザＬでノズルプレート２２にノズル３６を穿設する。また、ノズルプレート２２に接合された連通孔プレート２４に、連通孔プレート２６、供給路プレート２８、供給路プレート３０、圧力発生室プレート３２を接合し、図５（Ｂ）に示すように、圧力発生室プレート３２の開口を覆うようにして振動板３４を接合する。
【００５４】
次に、図５（Ｃ）に示すように、マトリックス状に圧電素子５８がサンドブレスト加工された固定基板７８を上にして、圧電素子５８を振動板３４に接着する。固定基板７８と圧電素子５８は、所定の温度で加熱したとき、発泡して接着力が大幅に低下する性質を有する熱発泡性接着フィルムを用いて接着されている。また、圧電素子５８の両面には電極層がスパッタリングなどで予め形成されており、共通電極として兼用する振動板３４と導電性接着剤で接着することで、圧電素子５８と振動板３４とは電気的に接続される。
【００５５】
次に、図５（Ｄ）に示すように、固定基板７８を加熱して熱発泡性接着フィルムの接着力を低減させて固定基板７８を剥離し、図５（Ｅ）に示すように、各圧電素子５８毎にハンダ６８を介してフレキシブル配線基板７０を接合する。
【００５６】
最後に、図示しないインク供給装置等を取付けることにより、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１２が完成する。
【００５７】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００５８】
図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１２には、インクプール５０から圧力発生室４８、供給孔４４、４２、連通孔４０、３８およびノズル３６へと連続するインクの通路が形成されており、インク供給装置（図示省略）から送られてきたインクは、振動板３４に形成されたインク供給孔（図示省略）を介してインクプール５１、５２に貯留され、インク供給孔５４及び供給溝５６を経て、圧力発生室４８内に充填される。
【００５９】
ここで、画像情報に応じた駆動電圧波形が圧電素子５８に印加されると、圧電素子５８は振動板３４と共に変形して圧力発生室４８を膨張または圧縮させる。これによって、圧力発生室４８に体積変化が生じ、圧力発生室４８内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってインクが運動し、インクがノズル３６から外部へ吐出される。
【００６０】
ノズル３６が形成されたノズルプレート２２の表面には、ダイヤモンドライクカーボン膜２３が形成され、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面には段階的にフッ素の含有の割合を変化させたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９が形成されている。
【００６１】
ダイヤモンドライクカーボン膜２３は密着性に優れており、ノズルプレート２２の表面に密着し易く、且つ、後から形成するフッ素化ダイヤモンドライクカーボン２５との密着性も高い。したがって、ノズルプレート２２の表面に、密着性の高いフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９が形成される。
【００６２】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９は、撥水性に非常に優れており、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成することによって、ノズル２６から安定してインクが吐出される。また、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９は耐摩耗性に優れるので、ブレードのワイピングによる摩耗を防ぐことができる。
【００６３】
また、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９のフッ素の含有の割合はこの順で段階的に増加している。このため、ダイヤモンドライクカーボン膜２３側のフッ素化ダイヤモンドライクカーボン２５はフッ素の含有量が少ないので、ダイヤモンドライクカーボン膜２３に密着し易くなる。さらに、表面のフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２９はフッ素の含有量が多いので、含有されているフッ素が多少剥離しても撥水性が維持できる。
【００６４】
なお、本発明では合成樹脂製のノズルプレート２２を使用したが、ノズルプレート２２は金属及び熱可塑性樹脂で形成されていてもよい。
【００６５】
ここで、実施例として、図３（Ｄ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１２のノズルプレート２２に撥水膜６０を形成し、撥水膜の評価を行った。

ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７を形成する。
【００６６】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７は、原料ガスのメタン（ＣＨ_４）と６フッ化２炭素（Ｃ_２Ｆ_６）の流量比を変化させることにより、膜中のＣ−Ｆ結合の割合、つまりＸ線光電子分光分析によるスペクトルおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度との比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５では０．９、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２７では１．３とした。
＜実施例２＞
ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７を形成する。
【００６７】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を０．３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２７ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を１．３とした。
【００６８】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜２３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７の成膜条件は実施例１と同様とした。
＜実施例３＞
ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成する。
【００６９】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を０．０５、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２７ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を０．２、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２９ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を１．０とした。
【００７０】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜２３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９の成膜条件は実施例１と同様とした。
＜実施例４＞
ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成する。
【００７１】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を０．１５、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２７ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を０．５、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２９ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を１．５とした。
【００７２】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜２３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９の成膜条件は実施例１と同様とした。
＜比較例１＞
ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５を形成する。
【００７３】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を３とした。
【００７４】
なお、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５の成膜条件は実施例１と同様とした。
＜比較例２＞
ノズルプレート２２の表面に、ダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５を形成する。
【００７５】
フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５ではピーク強度比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）を４とした。
【００７６】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜２３、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５の成膜条件は実施例１と同様とした。
【００７７】
実施例１〜４および比較例１、２の成膜状態を下記表１に示す。
【００７８】
【表１】

評価方法
上記各実施例のインクジェット記録ヘッドを用いて撥水性、密着性および耐摩耗性の評価を行った。また、各評価には下記インクＡを用いて測定を行った。評価は一般環境下（温度２３±０．５℃、湿度５５±５％Ｒ．Ｈ）にて行った。

実施例１〜４の撥水膜６０及び比較例１、２の撥水膜をノズルプレートに成膜したときの、ノズルプレートの撥水性を評価した。
【００７９】
前述撥水膜６０の接触角を同膜上の５箇所で測定し、その平均値で評価を行った。評価基準は以下の通りである。
【００８０】
○ ：６０°以上
△ ：５０°以上６０°未満
× ：５０°未満
実施例１〜４の撥水膜６０及び比較例１、２の撥水膜をノズルプレートに成膜したときの、ノズルプレート２２への撥水膜６０の密着性を評価した。
【００８１】
膜密着性は、テープ剥離試験（ＪＩＳＫ５４００−１９９０）の基盤目法を用いて評価した。評価基準は以下の通りである。
【００８２】
◎ ：９〜１０点
○ ：７〜８点
△ ：５〜６点
× ：５点未満
実施例１〜４の撥水膜６０及び比較例１、２の撥水膜をノズルプレートに成膜したときの、撥水膜６０の耐摩耗性を評価した。
【００８３】
前述撥水膜６０を１００００回ワイピングし、その後の接触角を測定し、評価を行った。評価基準は以下の通りである。ワイピングは撥水膜６０をインクに浸漬しながらポリウレタンブレードで擦ることにより行った。
ワイピング圧力：１５０ｇｆ
◎ ：６５°以上
○ ：６０°以上６５°未満
△ ：５０°以上６０°未満
× ：５０°未満
評価結果を次表に示す。
【００８４】
なお、このインクにおける表面張力は３０ｍＮ／ｍであった。
【００８５】
【表２】

この評価結果から分かるように、ノズルプレート２２の表面の撥水膜６０として、先にダイヤモンドライクカーボン膜２３を形成し、ダイヤモンドライクカーボン膜２３の表面にフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９を形成することによって、撥水性、密着性、耐摩耗性ともに向上する撥水膜６０を得ることができる。
【００８６】
また、フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜２５、２７、２９のフッ素の含有の割合を変化させ、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいてＦ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度の比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）が、それぞれ０．０５〜０．１５、０．２〜０．５、１．０〜１．５とした時に、特に密着性、耐摩耗性に優れた撥水膜が得られる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は上記構成にしたので、密着性、撥水性及び耐摩耗性に優れた撥水膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す側面の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るノズルプレートに撥水膜を形成する工程を示す側面の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撥水膜を形成するプラズマＣＶＤ装置を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す側面の断面図である。
【図６】炭化水素化合物ガスとフッ素化炭素化合物ガスの導入量比と、その流量比の元に形成された炭素膜のＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１０インクジェットプリンタ
１２インクジェット記録ヘッド
２２ノズルプレート
２３ダイヤモンドライクカーボン膜（撥水膜）
２５フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜（撥水膜）
２７フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜（撥水膜）
２９フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜（撥水膜）
３６ノズル（吐出口）
６０撥水膜

Claims

インクを吐出する吐出口が形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面に形成された撥水膜と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記撥水膜は、前記ノズルプレート表面に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の表面に形成されたフッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜で構成され、
前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記ダイヤモンドライクカーボン膜側からフッ素含有の割合が段階的に増加していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、ＦＴ−ＩＲ分光分析によるスペクトルにおいて、Ｃ−Ｆ結合に由来する１０００〜１３００ｃｍ^−１のピーク面積とＣ−Ｈ結合に由来する２８００〜３１００ｃｍ^−１のピーク面積とがいずれも０でなく、且つ、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度との比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）が０＜（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）＜３であ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。
前記フッ素化ダイヤモンドライクカーボン膜は、フッ素含有の割合が異なる３層からなり、Ｘ線光電子分光分析によるスペクトルにおいて、Ｆ_１Ｓに由来するピーク強度とＣ_１Ｓに由来するピーク強度の比（Ｆ_１Ｓ／Ｃ_１Ｓ）がノズルプレート側からそれぞれ０．０５〜０．１５、０．２〜０．５、１．０〜１．５であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ノズルプレートの表面をガスプラズマに曝し、その後から前記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。