JPH04229277A - 塗被方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には塗被方法に向
けられ、更に詳しくは画像形成と印刷装置における種々
の部品の塗被に向けられている。更に詳しくは、本発明
は印刷装置のインクジェット印字ヘッド等の塗被に向け
られ、その被膜は耐剥離性で、多くの実例において劣化
した画像質の原因となる望ましくないインク液滴の方向
偏差の最小化あるいは解消を可能とする。本発明の１つ
の実施態様において選ばれた被膜は、ダイヤモンド様カ
ーボンともいわれているアモルファスカーボンを含む。 この材料は、塗被層全体を通してまたは、被膜の露出し
た表面の層として、水素、ハロゲン、特にフッ素、これ
らの混合物を含んでもよい。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット技術を使った印刷方法は
良く知られており、インクジェットプリンターは、例え
ばＸｅｒｏｘ　社のインクジェットプリンター４０２０
型（登録商標）として入手可能である。また、例えば、
米国特許第４，３３５，３８９　号、米国特許第４，３
９２，９０７　号および米国特許第４，７９４，４１０
　号に説明されている、それらの開示は全体としてここ
では引例により織り込まれているが、それらは静電的イ
ンク加速方法よりはむしろ感熱インク加速方法に基づい
た特定のインクジェット印刷技術である。インクジェッ
ト印刷方法は一般的に、あらかじめ決定され計器で測定
された量の、染料をベースとしたインク、あるいは着色
流体材料であるインクのオリフィスからの物理的な分離
を含む。この方法の詳細、つまりインクチャンネルやそ
のオリフィスのような物理的な環境からの流体インクの
分離は、インクが紙へ向かう方向を大部分決定し、従っ
てマークが紙上のどこに作られるかを決定する。このイ
ンク−オリフィスの分離工程の等方性に影響するどのよ
うな顕微鏡的な不規則性も通常、インクを、制御できな
いかつ目的としない方向へ、すなわち、例えば、オリフ
ィスによって規定される平面に垂直でない方向へ移動さ
せる。これは、紙面に印字される画像やテキストの劣化
した品質の原因となる。本発明の方法は、前述の問題を
回避するか、あるいは最小化し、さらに詳しくは、この
ようなオリフィスの顕微鏡的な非等方性の影響を最小化
あるいは解消することができる。本発明の１つの実施態
様において、このことは印刷方法に使われるインクをは
じく特性を有する被膜をオリフィスの出口に設けること
により達成される。この撥インク性は、この被膜に対し
てインクの小液滴が形成する接触角によって通常示され
る計測できる物理的特性である。例えば、９０°を越え
る大きな接触角はインクに対する被膜の撥インク性を表
わし、例えば、８５°より小さい接触角はインクが被膜
をおおう（ぬらす）ことを表わす。 本発明の方法は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍ
ｏｕｒｓ　社から入手可能なインク配合物を含む多くの
染料をベースとした、および水性のインク配合物に対し
て非親和性あるいは忌避性を有する被膜配合物を提供す
る。本発明の１つの目的は、インクジェット印刷装置の
長期にわたる使用期間の間に、被膜の非親和性が維持さ
れ擦りへらない前述の被膜適用に、機械的に適した被膜
を提供することであり、すなわち、例えば、たとえ被膜
がはじめからインク液滴の通過に連続的にまたは断続的
にさらされていても、化学反応あるいは機械的剥離によ
って磨耗が起こりうる。 詳しくは、反発性と長期の磨耗性の特性の組合せはダイ
ヤモンド様またはアモルファスカーボン層として知られ
ている被膜の供給によって得られる。これらの被膜は実
質的に約１から６０％の、好ましくは約１から４０重量
％の、１価の元素、例えば、水素、フッ素、塩素のよう
なハロゲン、またはそれらの混合物を含む炭素からなり
、それぞれの元素は、層全体を通して、または、カーボ
ン被膜の表面に均一に存在する。本発明の被膜が選ばれ
る他の感熱インクジェット印刷方法と装置は、米国特許
第４，６３９，７４８　号、米国特許第４，８６４，３
２９　号および再発行特許第３２，５７２号に開示され
ていて、前述の特許のそれぞれの開示は全体としてここ
では引例により織り込まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
クジェット印刷装置において、インク液滴の方向偏差を
解消あるいは最小化するために、インクジェットヘッド
のオリフィス平面への被膜としてアモルファスカーボン
フィルムが選ばれる方法を提供することである。このア
モルファスカーボンフィルムは水素、ハロゲンのような
１価の元素あるいはそれらの混合物を、フィルム全体に
わたって、またはその表面に有効な量で含んでもよい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的お
よび他の目的は塗被された部品の供給によって達成され
る。さらに詳しくは、本発明はインクジェット装置にお
いて、インク液滴の方向偏差の最小化あるいは解消のた
めの方法に向けられていて、その方法はここで説明され
ているように実施態様等において、アモルファスカーボ
ン、水素化アモルファスカーボン、ハロゲン化アモルフ
ァスカーボン、特にフッ素化アモルファスカーボンまた
はそれらの混合物でインクジェットヘッドを塗被するこ
とを含む。一般的に、被膜は、例えば、約１から約１０
ミクロン、好ましくは約１から約５ミクロンの厚さを含
む有効的な厚さで存在するが、他の厚さも選べる。本発
明の１つの実施態様において、被膜アモルファスカーボ
ンとして、例えば、１から６０重量％、好ましくは１か
ら４０重量％の水素を含む水素化アモルファスカーボン
、または、ハロゲンが有効な量で、例えば、１から４０
重量％、好ましくは１から２０重量％で存在する、クロ
ル化およびフッ素化アモルファスカーボンをはじめとす
るハロゲン化アモルファスカーボン、好ましくはフッ素
化アモルファスカーボンから選ぶことができる。

【０００５】本発明の別の実施態様において、感熱イン
クジェット印刷装置を含むインクジェット印刷装置にお
けるインク液滴の方向偏差の最小化あるいは解消のため
の方法が提供され、その方法は、塗被する基質を蒸着器
に組み込み；そこへ例えば、約１ｍＴｏｒｒ　から約１
Ｔｏｒｒの真空圧を適用し；基質を約室温から約３００
℃に加熱し；少なくとも１種の炭素を含むガスからなる
、ガスまたは蒸気の混合物を蒸着器に組み込み；総圧を
、例えば、約１ｍＴｏｒｒ　から約１Ｔｏｒｒの有効な
圧力に調節し；例えば、ガス混合物を加熱することによ
りプラズマ状態に活性化し；そしてインクジェットヘッ
ド上に被膜が生ずるまでこの活性化を続けることを含む
方法によって調製される、アモルファスカーボンまたは
ダイヤモンド様カーボンでインクジェットヘッドを塗被
することを含む。

【０００６】アモルファスカーボンフィルムは知られて
おり、その硬質改良品はダイヤモンド様カーボンと言わ
れている。前述の材料や方法の広範な概要は、Ｊｏｈｎ
　Ｃ．ＡｎｇｕｓのＰｌａｓｍａ　Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ
　Ｆｉｌｍｓ（Ｊ．Ｍｏｒｔと　Ｆ．Ｊａｎｓｅｎ　の
編集による、　ＣＲＣＰｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ　Ｒａｔｏ
ｎ，フロリダ，１９８６年　　出版）の第５章によって
説明されており、その開示は全般的に引例によりここに
おり込まれている。しかしながら、明らかに、これらの
材料を指定する組織的な命名法はない。アモルファスカ
ーボン、ダイヤモンド様カーボン、ＤＬＣフィルム、ｉ
−カーボンそしてＣまたはＣ：ＨまたはＣ：Ｆまたは、
Ｃ：Ｈ：Ｆのような言葉はすべて、長い範囲の原子順列
のない炭素から主としてなるフィルムの分類を示すため
に使われている。これらのカーボンフィルムの特性は一
般的に、炭素を蒸発させたときに得られる比較的柔軟な
黒鉛型フィルムとは非常に違う。水素化アモルファスカ
ーボン（Ｃ：Ｈ）を形成するためのアモルファスカーボ
ンへの水素の添加は大いにその特性に影響を与える。フ
ィルム密度は一般的に水素が組み込まれたときに減少し
、１．２ｇ／ｃｍ３　ほどに低くなる。水素濃度によっ
ては、これらの水素化アモルファスカーボンフィルムは
しばしば、非水素化アモルファスカーボンに特有な硬度
や耐磨耗性よりも優れた機械的な特徴を有しない。しか
しながら、水素の組み込みは、過度に圧迫された非水素
化カーボンの網状構造に典型的な高度な本質的フィルム
ストレスをいくらか軽減し、１ミクロンより厚いフィル
ムの蒸着を可能にする。５％より多く６０％までの程度
の水素の組み込みはまた、インクジェット組成物とフィ
ルムの接触角を増加させる。理論によって限定されるの
は好ましくないが、接触角の増加は水素濃度の増加に伴
うカーボンフィルム表面の不飽和結合密度の減少に関連
していると思われる。比較的柔軟な黒鉛カーボンフィル
ムとは対照的に、密度の高い、硬いアモルファスカーボ
ンフィルムを蒸着することの１つの重要なパラメーター
は、生長の間にフィルムの表面に励起されたイオンや原
子で衝撃を与えることである。理論によって限定される
のは好ましくないが、この衝撃は広範な黒鉛領域の形成
を防ぎ、固体の非晶質性とランダム結合を促進する。ま
た、多くの他の蒸着技術が報告されているが、これらの
フィルムは一般的にスパッタリングを含む既知の方法に
より、または、Ｊａｎｓｅｎらのｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａ３，６０５，１９８５のような
科学出版物に開示されているプラズマＣＶＤ（ｐｌａｓ
ｍａ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏ
ｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）　により蒸着され、その開
示は全体的に引例によってここにおり込まれ、文献はそ
こに組み込まれている。スパッタリングは薄膜蒸着技術
といわれ、そこでは固形のスラブあるいはディスクから
原子や分子を物理的にはじきだして“ターゲット”に向
かわせることにより凝縮可能な蒸気流が作られる。カー
ボンフィルムでは、ターゲットはしばしば高純度の黒鉛
である。ターゲットはターゲットの材料を除去すること
のできる充分に高いエネルギー、一般的には１０００ｅ
Ｖを有する不活性ガスイオンと原子によって衝撃を受け
る。ターゲットからの蒸気流は基質によって捕らえられ
、衝撃を受けた材料は基質上に蒸着し、フィルムが形成
される。どのようにして励起された不活性ガス原子が得
られるかという詳細によって、いくつかの違う種類のス
パッタリング技術が分類される。平行平板システムでは
直流および高周波電圧スパッタリングが使われているが
、炭素に対するスパッター効率が非常に低いという問題
点がある。電子をターゲットの近くに制限し密度の高い
プラズマを作るのに磁場が使用される。このように磁気
的に強化された放電は比較的高い速度でカーボンフィル
ムの蒸着を可能とする。不活性ガス原子と炭素の両方の
分画がかなりのエネルギーをもって基質に到達し、密度
の高いアモルファスカーボンフィルムの生長に従う条件
をつくり出すことが証明されている。これらのいずれの
態様においても、さらにフィルムの生長の間に励起され
た衝撃条件の制御に達するように、基質はまた電圧を印
加される。イオンのスパッターエネルギーのよりよい制
御はイオンガンの中でイオンが生じ活性化されたときに
得られる。このスパッタリングの形式は一般にイオンビ
ームスパッタリングといわれる。基質の生長環境は、フ
ィルム生長の間に第１の、または第２のイオンガンそれ
ぞれからのイオンを基質にあてることで制御的に変えら
れる。一般的に、さらに多くのイオン衝撃は、黒鉛構造
およびより硬いフィルムからの、より高い程度の解離を
生ずる。しかしながら、より多くのイオン衝撃で、化学
的に不飽和な結合の密度はまた増加し、フィルムの接触
角は、例えば、３回蒸留した蒸留水との接触角は減少す
る。接触角の調節は、水素、フッ素のような１価結合飽
和元素がフィルム構造の中に炭素と共に組み込まれた時
に得られる。既知のスパッタリング技術のいずれも、炭
素のみから構成されるフィルムを作り出すことが可能で
ある。炭素と反応するガスとスパッタリングすることで
（“反応”スパッタリング）、制御できる態様でフィル
ムの化学的構成を変えることができ、それゆえカーボン
フィルムの特性を変えることができる。カーボンフィル
ムの特性に最も大きく影響を与える元素は水素のようで
ある。スパッタリングを実施するのに、水素分子は軽す
ぎるので、水素ガスは通常アルゴンのようなより重いス
パッタリングガスと混ぜられる。

【０００７】水素化、またはフッ素化アモルファスカー
ボンフィルムは既知のプラズマＣＶＤによって蒸着され
うる。この方法は電離する炭素として固形の炭素を使わ
ず、むしろグロー放電（“プラズマ”）で解離する炭素
を含んだガスまたは蒸気を使う。生長するフィルムの表
面における凝縮反応は感熱的にイオン衝撃によって活性
化され、影響を受ける。プラズマＣＶＤ反応器はしばし
ば平行平板型で高周波電力で刺激され、高周波スパッタ
リング装置とよく似かよっている。カーボンフィルムは
、接地された電極と電気的に活性化した電極の両方に蒸
着される。対称的なシステムでこれらの電極の上に蒸着
されるカーボンフィルムの特性は実質的には同一である
。このようなシステムでの電極の直流電圧自己印加は高
周波電圧の振幅の半分である。しかしながら、イオンと
中性子の両方によるフィルムの衝撃エネルギーは、通常
、電極での空間電荷層における衝突と電荷交換プロセス
によるこの自己電圧印加の分画のみである。違うサイズ
の電極はしばしば、電極の自己電圧印加の差異の結果と
して、フィルムの特性の違いを起こす。この差異は、小
さい方の電極への給電線に遮蔽コンデンサーを挿入する
ことで極大化される。この場合、大きい電極での印加が
ごく僅かで、例えば１０あるいはそれ以上、例えば１０
０ボルトであるのに対して、適用される高い、約８００
ボルトまたはそれ以上の周波電圧の振幅をおおよそ有す
る負の直流電圧がこの電極で得られる。生長の間のフィ
ルムの衝撃条件の違いによって、大きい方の電極上に蒸
着されたフィルムと比べて、より低い水素濃度を有する
より硬い、より透明度の低いカーボンフィルムがこの増
力された電極で得られる。フィルムの接触角を増加させ
るため、水素および／またはハロゲン、例えばフッ素は
フィルムを通して均等に存在する必要はない。フィルム
中、その表面、または表面に近い層のこれらの元素の存
在は、本発明の実施態様で充分である。このように、例
えばフィルムの機械的な特性の選択は、高度なイオン衝
撃の条件下、フィルムを生長させることで達成すること
ができ、また別に結合不完全なフィルム表面を水素また
はフッ素原子を含むプラズマにさらすことで接触角を増
加することができる。このような方法で、機械的に硬い
疎水性のフィルムを得ることができるが、一般に、これ
らの特性はお互いに排他的であると思われている。

【０００８】本発明の方法に選ばれた１つの特定の被膜
は、ここで説明されるように調製され、または市販の材
料源である、約２から約４０重量％、好ましくは１０か
ら２０重量％のハロゲンまたは水素を有するアモルファ
スカーボンからなるダイヤモンド様カーボンから得るこ
とができる。これらカーボンフィルムは、ダイヤモンド
様の特性を示し、それらの硬さのため、表面に対して手
で押しても表面へのかなりの力で横送りしても、ステン
レス鋼針では簡単には引っ掻くことはできない。水素ま
たはフッ素のようなハロゲンの１価元素は、材料中とそ
の表面の両方のダングリングボンドを飽和する。それゆ
え、表面エネルギーは減じられ、表面は水またはインク
のような他のどのような物質の存在に対しても、反撥剤
として反応する。これらの特性はこれらのフィルムを、
インクジェットプリンターのオリフィス平板の被膜の好
ましい材料にしている。水素および／またはフッ素は、
ダイヤモンド様カーボンフィルムの蒸着技術としてプラ
ズマ蒸着法が使用される場合、またはカーボンフィルム
の表面が水素および／またはフッ素原子を含むプラズマ
にさらされる場合、特に比較的低い接触角、例えば８０
°から導き出されるような、結合飽和度が充分に高くな
い時、材料に組み込まれる。この処理方法は接触角を増
加するのに高度に有効で、例えば、被膜の表面を四フッ
化炭素または水素のような低力密度プラズマにさらすこ
とを使用する。このような処理は被膜を堆積しないが、
単にダングリングボンドの飽和により露出された表面の
物理的、化学的特性を改質する。特に、表面のフッ素処
理は接触角を９０°より大きい望ましい値に増加するの
に有効である。また、テフロンのようなフッ素化された
表面は化学的に比較的不活性で、これらの表面に不浸透
性を付与するための被膜として選ばれる。

【０００９】詳しくは、本発明の実施態様において、フ
ッ素のようなハロゲンまたは水素プラズマヘのプラズマ
照射による蒸着と結合不動態化処理が、図１に概略的に
表わされる比較的簡単な既知のプラズマＣＶＤ装置で実
施できる。図１は本発明の被膜の調製のために、その実
施態様において選ばれる装置と方法を図示している。こ
の図は、アルミニウムまたはステンレス鋼のような金属
からなる電極３と５を有する真空容器１を示しており、
その電極は通常水冷され、電極は真空ポンプ（図示され
ていない）に連結され、；ガスの入口７；ガスの出口９
；電極５に塗被される組成物１１が含まれ；電力源１５
；プラズマ１７；電力を上部の、または下部の電極に、
あるいは希望すれば両方の電極に適用する電圧制御器１
９；および電気的容器が接地していることを図示してい
る。

【００１０】炭化水素ガスのような炭質ガス、例えば、
メタン、エタンおよびアセチレンはダイヤモンド様の特
性を持つカーボン被膜の蒸着のために有用な前駆材料の
例である。フッ素化ガスはまた、有用であるが、そのフ
ッ素によって即座に腐食される前にフィルムが蒸着する
ように、そのフッ素と反応する水素をしばしば必要とす
る。炭化水素ガスとともに、水素化アモルファスカーボ
ンフィルムが形成され、炭素と結合した水素として、約
５から約４０％の、好ましくは約５から約１５％の水素
含有量を有する。フルオロカーボンガスのようなハロゲ
ン化ガスとともに、フッ素化アモルファスカーボンフィ
ルムが形成され、炭素と結合したフッ素として、約５か
ら約２０重量％の、好ましくは約５から約１５重量％の
水素含有量を有する。炭化水素ガスまたはフルオロカー
ボンガスは、図１に示すように、例えば、好ましくはア
ルゴンのような不活性化ガスの豊富な存在で、例えば１
：１０の比で、約１標準リットル／ｍｉｎ　の総流速度
でシステムを通して流される。これらのフィルムは、電
力でガス混合物を電離することにより、室温から約１０
０℃の比較的低い温度で蒸着される。直流電圧と高周波
電圧は両方とも１つの電極に供給されるが、負の印加電
圧の電極上には最も硬いフィルムが形成される。通常の
電力密度は高周波電力または直流電力の両方において、
０．０１から１ｍＷ／ｃｍ２の値である。形成されるフ
ィルムは非晶質性で、この方法での生長速度は通常約０
．１から１ミクロン／時間である。表面の特性は、水素
またはフッ素のような１価のガスに表面をさらすことで
、さらに詳しくは、例えば約１０分から２０分間、水素
または四フッ化炭素のプラズマに表面をさらすことで改
善することができる。

【００１１】詳しくは、Ｖｏｏｒｈｅｅｓ，　ニュージ
ャージーのＰｌａｓｍａ　Ｔｈｅｒｍ社製のＰｌａｓｍ
ａＴｈｅｒｍ　７００　システムのような市販のプラズ
マＣＶＤ反応システムや、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ニュー
ヨークのＣＶＣ　から入手できるＰｌａｓｍｏｘ　シス
テム（図１参照）は、感熱インクジェット装置の前面に
被膜を蒸着させるのに使用できる有用な反応システムの
例である。 蒸着中のこれらのシステムへの総ガス流量は、すべての
違うサイクルにおいて、３００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａ
ｒｄ　ｃｕｂｉｃ　ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ　ｐｅｒ　
ｍｉｎｕｔｅ）　に調節されうる。始めに、洗浄と浮き
かすを除くための５０％のアルゴンと５０％の亜酸化窒
素の混合物が反応容器の中に導入され、圧力が１５０ｍ
Ｔｏｒｒ　に安定化される。高周波電力（１３．５６Ｍ
Ｈｓ）が０．０５ｍＷ／ｃｍ２の電力密度で感熱インク
ジェットヘッドをのせた電極に適用される。反対の電極
は接地され、両方の電極は水冷される。電力の適用から
生じたプラズマは２０分間持続される。すべてのガスは
その後容器から吸引され、５０％のアルゴンと５０％の
水素の混合物が導入され、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ　に
安定化される。高周波電力（１３．５６ＭＨｓ）が再び
０．１ｍＷ／ｃｍ２　の電力密度で、電極に、例えば、
感熱インクジェットヘッドをのせた電極に適用される。 反対の電極は接地され、両方の電極は水冷される。 電力の適用から生じたプラズマは１０分間持続される。 これらの操作は、前面が塗布を受ける前に、浮きかすが
除かれ、清潔な再現性ある状態に調製されることを確実
にする。すべてのガスはその後容器から吸引された後、
９５％のアルゴンと５％のアセチレンの混合物がそこへ
導入され、圧力が１００ｍＴｏｒｒ　に安定化される。 高周波電力（１３．５６ＭＨｓ）が０．１ｍＷ／ｃｍ２
　の電力密度で感熱インクジェットヘッドをのせた電極
に適用される。反対の電極は接地され、両方の電極は水
冷される。電力の適用から生じたプラズマ１７は３０分
間持続される。その後すべてのガスが容器から吸引され
た後、四フッ化炭素ガスが導入され、圧力は２００ｍＴ
ｏｒｒ　に安定化された。高周波電力（１３．５６ＭＨ
ｓ）が再び０．０１ｍＷ／ｃｍ２の電力密度で感熱イン
クジェットヘッドをのせた電極に適用された。反対の電
極は接地された。電力の適用から生じたプラズマは３０
分間持続された。塗被された試料生成物の除去で、それ
らが試験に含まれる３回蒸留した蒸留水および種々のイ
ンクの両方と優良な望ましい高い接触角を示すことが見
出された。得られた冷却されたインクジェット部品はそ
の後、変動する電力を印字ヘッドに供給し印字ヘッドを
紙に対して平行にインクが向けられる方向に横送りする
ことのできる実験的なインクジェットプリンターに印字
ヘッドとして組み込まれ、指向性と存続時間が試験され
た。紙上のインクパターンが印字ヘッドのチャンネル配
置と位置的に匹敵しているので、インク液滴の指向性が
いずれのインクチャンネルにおいても改善されているの
が見出された。詳しくは、ヘッドを動かすことなく装置
の１９２チャンネルの各々に適用された単一加熱パルス
に対して、１９２のマークの対応するパターンは等間隔
で置かれ、紙上に直線上に見出された。これは、疎水性
の前面塗被がなされる前の同様の試験の結果と対比され
る。この場合、多くの液滴が直線上にはなく、多くの液
滴が部分的に、または完全に重なっていた。この間違っ
た方向に導かれた液滴パターンは、文字が乱雑な縁を有
することで、かなり印字されたテキストに影響を与える
。この問題は本発明の被膜によって解決される。装置の
存続時間と指向性動態は前面の塗被によって限定されな
い。なぜならば装置はなお、最初の印字から区別するこ
とのできない指向性パターンを有して、１つのチャンネ
ル当たり５０００万パルスによる目標特定化で、全ての
チャンネルを使って印字するからである。

【００１２】

【実施例】実施例１ Ｐｌａｓｍａ　Ｔｈｅｒｍ社（Ｖｏｏｒｈｅｅｓ，　ニ
ュージャージー）から入手できるＰｌａｓｍａＴｈｅｒ
ｍ　７００　システムを使用して、次のようにして感熱
インクジェットヘッド部品の前面に疎水性のダイヤモン
ド様カーボン被膜を蒸着した。機械的に荷した帯電防止
パックの中の１０００個の部品をシステムの下部の電極
の上に置き、システムを閉鎖し、完全排気までポンプで
吸引した。始めに、洗浄と浮きかすを除くための５０％
のアルゴンと５０％の亜酸化窒素の混合物を７００個の
部品へ導入し、真空ポンプの適当な絞りによって圧力を
１５０ｍＴｏｒｒ　に安定化した。すべての処理と蒸着
工程の間の蒸着システムへの総ガス流量は、すべての違
うサイクルにおいて、３００ｓｃｃｍであった。高周波
電力（１３．５６ＭＨｓ）を０．０５ｍＷ／ｃｍ２の電
力密度で感熱インクジェットヘッドをのせた電極に適用
した。反対の電極を接地し、両方の電極を水冷した。電
力の適用から生じたプラズマを２０分間持続させた。す
べてのガスをその後容器から吸引し、５０％のアルゴン
と５０％の水素の混合物を導入し、圧力を１５０ｍＴｏ
ｒｒ　に安定化した。高周波電力（１３．５６ＭＨｓ）
をその後、今度は０．１ｍＷ／ｃｍ２　の電力密度で、
感熱インクジェットヘッドをのせた電極に適用した。反
対の電極を接地し、両方の電極を水冷した。電力の適用
から生じたプラズマを１０分間持続させた。これらの操
作は、前面が塗被を受ける前に、浮きかすが除かれ、清
潔な再現性ある状態に調製されることを確実にする。す
べてのガスを容器から吸引した後、９５％のアルゴンと
５％のアセチレンの混合物を導入し、圧力を１００ｍＴ
ｏｒｒ　に安定化した。高周波電力（１３．５６ＭＨｓ
）を０．１ｍＷ／ｃｍ２　の電力密度で感熱インクジェ
ットヘッドをのせた電極に適用した。反対の電極を接地
し、両方の電極を水冷した。電力の適用から生じたプラ
ズマを３０分間持続させた。すべてのガスを容器から吸
引した後、３００ｓｃｃｍの四フッ化炭素ガスを導入し
、圧力を２００ｍＴｏｒｒ　に安定化した。高周波電力
（１３．５６ＭＨｓ）を０．０１ｍＷ／ｃｍ２の電力密
度で感熱インクジェットヘッドをのせたアルミニウム電
極に適用した。反対のアルミニウム電極を接地した。電
力の適用から生じたプラズマを３分間持続させた。塗被
された試料生成物の除去で、それが３回蒸留した蒸留水
と約１０５°の優良な望ましい高い接触角を示すことが
見出された（約６０°±５から１００°±５に増加した
）。オーガー分析はインクジェットヘッドの表面がそれ
と結合したフッ素を有することを示した。インクジェッ
トヘッド部品はその後、実験的なプリンター装置に印字
ヘッドとして組み込まれ、指向性と存続時間が試験され
た。プリントステーションは感熱印字ヘッド部品の各々
のヒーターに４０ボルトの電気的なパルスを運搬するこ
とができ、被膜が適用された前面から５万分の１インチ
の距離に、紙を装置の前で一定のスピードで送ることが
できた。紙送りのスピードは、１分間に０から１０イン
チの範囲で充分に調節可能であった。これらの試験に使
われたインクは、液中に水と同重量部の５重量％の黒色
食品染料とエチレングリコールからなる染料をベースと
したインクであった。連続印字で２分毎の周期的な間隔
をおいて、インクジェットヘッド部品は機械的に糸屑の
ない繊維からなる吸引紙でぬぐわれた。インク液滴の指
向性は、同様の装置で塗被されていないものと比べて、
非常に改善されていることが見出された。指向性はチャ
ンネルの方向によって決められ、インクがチャンネルか
ら離れるところであるチャンネルオリフィスの詳細によ
っては、決められなった。詳しくは、ヘッドを動かすこ
となく装置の１９２チャンネルの各々に適用された４０
ボルトの単一加熱パルスに対して、１９２のマークの対
応するパターンは等間隔で置かれ、紙上に直線上に見出
された。これは、疎水性の前面塗被がされる前の同様の
試験の結果と対比される。この場合、多くの液滴が直線
上にはなく、多くの液滴が部分的に、または完全に重な
っていた。この間違った方向に導かれた液滴パターンは
、文字が乱雑な縁を有することで、かなり印字されたテ
キストに影響を与えた。この問題は被膜によって解決さ
れ、この実例では本発明の上記の被膜によって解決され
た。装置の存続時間と指向性機能は前面の塗被によって
限定されなかった。なぜならば装置はなお、最初の印字
から区別することのできない指向性パターンを有して、
１つのチャンネル当たり５０００万パルスによる目標特
定化で、全てのチャンネルを使って印字したからである
。

【００１３】実施例２ Ｐｌａｓｍａ　Ｔｈｅｒｍ社（Ｖｏｏｒｈｅｅｓ，　ニ
ュージャージー）から入手できるＰｌａｓｍａＴｈｅｒ
ｍ　７００　システムを使用して、次のように感熱イン
クジェットヘッド部品の前面に疎水性のダイヤモンド様
カーボン被膜を蒸着した。機械的に荷された帯電防止パ
ックの中の１０００個の部品をシステムの下部の電極の
上に置き、システムを閉鎖し、完全排気までポンプで吸
引した。始めに、洗浄と浮きかすを除くための５０％の
アルゴンと５０％の亜酸化窒素の混合物を導入し、真空
ポンプの適当な絞りによって圧力を１５０ｍＴｏｒｒ　
に安定化した。すべての処理と蒸着工程の間の蒸着シス
テムへの総ガス流量は、すべての違うサイクルにおいて
、３００ｓｃｃｍであった。高周波電力（１３．５６Ｍ
Ｈｓ）を０．０５ｍＷ／ｃｍ２の電力密度で感熱インク
ジェットヘッドをのせた電極に適用した。反対の電極を
接地し、両方の電極を水冷した。電力の適用から生じた
プラズマを２０分間持続させた。すべてのガスをその後
容器から吸引し、５０％のアルゴンと５０％の水素の混
合物を導入し、圧力を１５０ｍＴｏｒｒ　に安定化した
。再び、高周波電力を０．１ｍＷ／ｃｍ２　の電力密度
で、感熱インクジェットヘッドをのせた電極に適用した
。反対の電極を接地し、両方の電極を水冷した。電力の
適用から生じたプラズマを１０分間持続させた。これら
の操作は、前面が塗被を受ける前に、浮きかすが除かれ
、清潔な再現性ある状態に調製されることを確実にした
。すべてのガスを容器から吸引した後、５０％のアルゴ
ンと５０％のメタンの混合物を導入し、圧力を２００ｍ
Ｔｏｒｒ　に安定化した。高周波電力（１３．５６ＭＨ
ｓ）を０．０５ｍＷ／ｃｍ２の電力密度で感熱インクジ
ェットヘッドをのせた電極に適用した。反対の電極を接
地し、両方の電極を水冷した。電力の適用から生じたプ
ラズマを４０分間持続させた。塗被された試料生成物の
除去で、それが３回蒸留した蒸留水および試験に含まれ
た種々のインクと優良な望ましい高い接触角を示すこと
が見出された。これらのインクはすべて、水とエチレン
グリコールの１：１の混合物を有する溶液状の食品染料
をベースとしていた。標準分析試験はこの被膜が炭素と
結合した水素を有する炭素からなることを示した。存在
する水素のうち約４０％はモノヒドライド（Ｃ−Ｈ）と
して炭素に結合し、それとほとんど同量がジヒドライド
（Ｃ−Ｈ２　）として炭素に結合していた。残りの水素
（２０％）はＣＨ３　として結合していた。インクジェ
ットヘッド部品は、実験的なプリンター装置に印字ヘッ
ドとして組み込まれ、指向性と存続時間が試験された。 周期的な間隔をおいて、すなわち連続インクジェット印
字で２分毎に、インクジェットヘッド部品は機械的に糸
屑のない繊維からなる吸引紙でぬぐわれた。インク液滴
の指向性は、同様の装置で塗被されていないものと比べ
て、非常に改善されていることが見出された。指向性は
チャンネルの方向によって決められ、インクがチャンネ
ルから離れるところであるチャンネルオリフィスの詳細
によっては決められなかった。詳しくは、ヘッドを動か
すことなく装置の１９２チャンネルの各々に適用された
４０ボルトの単一加熱パルスに対して、１９２のマーク
の対応するパターンは等間隔で置かれ、紙上に直線上に
見出された。これは、疎水性の前面塗被がなされる前の
同様の試験の結果と対比される。この場合、多くの液滴
が直線上にはなく、多くの液滴が部分的に、または完全
に重なっていた。この間違った方向に導かれた液滴パタ
ーンは、文字が乱雑な縁を有することで、かなり印字さ
れたテキストに影響を与えた。この問題は被膜によって
解決され、この実例では本発明の上記の被膜によって解
決された。装置の存続時間と指向性機能はいずれの方法
でも前面の塗被によっては限定されなかった。なぜなら
ば装置はなお、最初の印字から区別することのできない
指向性パターンを有し、１つのチャンネル当たり５００
０万パルスによる目標特定化で、全てのチャンネルを使
って印字したからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の被膜の調製のために、その実施態様に
おいて選ばれる装置の概略図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インクジェットヘッド部品を水素化ア
   モルファスカーボンで塗被することと、その後、該カー
   ボン被膜の表面にフッ素が存在するように該被膜をフッ
   素化することを含む、インクジェット装置においてイン
   ク液滴の方向偏差を最小化あるいは解消する方法。
2. 【請求項２】　　フッ素化アモルファスカーボンが約１
   から約２０重量％のフッ素を含む、請求項１記載の方法
   。
3. 【請求項３】　　フッ素が水素化アモルファスカーボン
   上の表面層として存在する請求項１記載の方法。