JPS62105638A - インク・ジエツト・ノズル - Google Patents
インク・ジエツト・ノズルInfo
- Publication number
- JPS62105638A JPS62105638A JP61219911A JP21991186A JPS62105638A JP S62105638 A JPS62105638 A JP S62105638A JP 61219911 A JP61219911 A JP 61219911A JP 21991186 A JP21991186 A JP 21991186A JP S62105638 A JPS62105638 A JP S62105638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nozzle
- silicon
- ink
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
- C03C17/3435—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising a nitride, oxynitride, boronitride or carbonitride
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
- Y10S239/19—Nozzle materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は、インク・ジェット印刷装置用の。
改良されたシリコンまたはガラスのノズルに関するもの
で、特に、耐摩耗特性および化学的安定性を高め、しか
も濡れの非常に低い多層コーティングを施したシリコン
またはガラス・ノズルに関するものである。
で、特に、耐摩耗特性および化学的安定性を高め、しか
も濡れの非常に低い多層コーティングを施したシリコン
またはガラス・ノズルに関するものである。
Ｂ、従来技術
インク・ジェット印刷は、コンピュータ出力端末等の応
用分野において、高品質の非衝撃印刷を行う技術として
よく知られている、インク・ジエツト印刷では、連続し
たインクの小滴が、記録材料（紙）に当たり、その上に
所定の形状を形成する。印刷装置によっては、インクの
小滴となるインクの流れを連続的に放出しながら、高速
で記録媒体を通過させる単一インク・ノズルを使用する
。
用分野において、高品質の非衝撃印刷を行う技術として
よく知られている、インク・ジエツト印刷では、連続し
たインクの小滴が、記録材料（紙）に当たり、その上に
所定の形状を形成する。印刷装置によっては、インクの
小滴となるインクの流れを連続的に放出しながら、高速
で記録媒体を通過させる単一インク・ノズルを使用する
。
この種の単一ノズル装置は、ノズルが記録材料の特定部
分に近付いたときにのみ、インクの小滴が発生する「ド
ロップ・オン・デマンド」方式用として提案されている
。他のインク・ジェット方式は、連続方式と称するもの
で、単一ノズルが常にインクの小滴を発生し、これが特
定の記録媒体の画素に向けられるか、または再使用のた
め循環装置に向けられる方式のものも提案されている。
分に近付いたときにのみ、インクの小滴が発生する「ド
ロップ・オン・デマンド」方式用として提案されている
。他のインク・ジェット方式は、連続方式と称するもの
で、単一ノズルが常にインクの小滴を発生し、これが特
定の記録媒体の画素に向けられるか、または再使用のた
め循環装置に向けられる方式のものも提案されている。
単一インク小滴のほかに、多数の記録用インク小滴の流
れを発生させるために、記録媒体を横切って１列の、ま
たは複数のインク小滴ノズルを使用する方法がある。た
とえば、各ノズルが、複数のインク・ジェットの軌跡に
平行な最初の径路に沿って、小滴の流れを記録材料に向
ける複数の静止ノズルを配置することができる。小滴の
形成に続いて、小滴発生装置の下流にある小滴帯電・偏
向機構が小滴に作用して軌跡を変化させ、これによって
小滴を記録材料上の所定の部分に向ける。
れを発生させるために、記録媒体を横切って１列の、ま
たは複数のインク小滴ノズルを使用する方法がある。た
とえば、各ノズルが、複数のインク・ジェットの軌跡に
平行な最初の径路に沿って、小滴の流れを記録材料に向
ける複数の静止ノズルを配置することができる。小滴の
形成に続いて、小滴発生装置の下流にある小滴帯電・偏
向機構が小滴に作用して軌跡を変化させ、これによって
小滴を記録材料上の所定の部分に向ける。
この方式では、インクの小滴が正しい方法で所定の位置
に偏向するように、正しく帯電させなければならない１
代表的なインク・ジェット方式は、ノズルから噴出する
インクを励起または振動させる装置を有し、帯電させる
ための電極に対して適当な小満を形成させる。
に偏向するように、正しく帯電させなければならない１
代表的なインク・ジェット方式は、ノズルから噴出する
インクを励起または振動させる装置を有し、帯電させる
ための電極に対して適当な小満を形成させる。
各種のノズル、およびノズル配列が提案されており、こ
れには各種の材質のものが含まれる。一般に使用される
材料は、シリコン、ガラス、金属等の半導体である。特
にシリコンのノズル配列が最も有利と考えられる。それ
は、単一シリコン・ウェーハ中の一連のノズル開口部を
均一にエツチングするのに、半導体技術が利用できるた
めである。この種の技術等に関しては、米国特許第４０
４７１８４号明細書に開示されている。また、米国特許
第４００７４６４号明細書には、ノズルの入口および出
口オリフィスの好ましい形状が開示されている。
れには各種の材質のものが含まれる。一般に使用される
材料は、シリコン、ガラス、金属等の半導体である。特
にシリコンのノズル配列が最も有利と考えられる。それ
は、単一シリコン・ウェーハ中の一連のノズル開口部を
均一にエツチングするのに、半導体技術が利用できるた
めである。この種の技術等に関しては、米国特許第４０
４７１８４号明細書に開示されている。また、米国特許
第４００７４６４号明細書には、ノズルの入口および出
口オリフィスの好ましい形状が開示されている。
インク・ジェットを使用する高品質の高速印刷を与える
には、ノズルの製作およびノズルの特性が極めて重要で
ある。特に、インクが乾燥してノズル開口部中、または
周囲にコーティングされることのないように、ノズルの
濡れを非常に少なくしなければならないことが知られて
いる。また、ノズルは水性および非水性のインクによる
腐食をさけるため、耐摩耗性が良好で、化学的に不活性
でなければならないことも知られている。さらに。
には、ノズルの製作およびノズルの特性が極めて重要で
ある。特に、インクが乾燥してノズル開口部中、または
周囲にコーティングされることのないように、ノズルの
濡れを非常に少なくしなければならないことが知られて
いる。また、ノズルは水性および非水性のインクによる
腐食をさけるため、耐摩耗性が良好で、化学的に不活性
でなければならないことも知られている。さらに。
ノズルは耐久性を有するように、硬度および機械的強度
の高いものでなければならない。
の高いものでなければならない。
機械的強度および耐摩耗性を高め、濡れを少くするため
に、ノズルのコーテイング材として、各種の材料が提案
されている。これらのコーティング材料には、Ｓｉｏ、
、テフロン（Ｅ、 １． ＤｕＰｏｎｔ ｄａＮｅａｏ
ｕｒｓの商品名）等の重合体、Ｓｉ、Ｎ４等が含まれる
。これらのコーティング材料については、前記の米国特
許明細書に開示されている。さらに。
に、ノズルのコーテイング材として、各種の材料が提案
されている。これらのコーティング材料には、Ｓｉｏ、
、テフロン（Ｅ、 １． ＤｕＰｏｎｔ ｄａＮｅａｏ
ｕｒｓの商品名）等の重合体、Ｓｉ、Ｎ４等が含まれる
。これらのコーティング材料については、前記の米国特
許明細書に開示されている。さらに。
米国特許第４３８９６５４号明細書には、インクによる
腐食を防止するため、金またはニッケルをコーティング
した金属ノズルが開示されている。
腐食を防止するため、金またはニッケルをコーティング
した金属ノズルが開示されている。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
上記のコーティング材料の例はすべて、利点はあるにせ
よ、コーティングによって得られる特長のすべてを満足
させるものではない。たとえばＳｉＯ□等の酸化物は、
濡れが大きく、使用中に表面の多孔性が変化する。テフ
ロン等の重合体は、インクによる濡れは少いが、耐摩耗
性が低い。さらに、重合体によっては、吸湿性があり、
また化学的、機械的特性が劣化するものがある。窒化シ
リコン（５１３Ｎ ４ ）は、主として誘電体として使
用されているが、水性および非水性インクに対して、所
要の接触角を示さない。このように、接触角が比較的小
さいことは、窒化シリコン被膜が水性および非水性イン
クにより、濡れを生ずることを意味する。さらに、酸性
または塩基性を有する新しいインクや、染料、界面活性
剤等、各種の添加剤を使用するものが開発されるにつれ
、ノズルのコーテイング材に対する必要条件が増し、前
述のコーテイング材には、別の欠点や制限が生じる可能
性がある。。
よ、コーティングによって得られる特長のすべてを満足
させるものではない。たとえばＳｉＯ□等の酸化物は、
濡れが大きく、使用中に表面の多孔性が変化する。テフ
ロン等の重合体は、インクによる濡れは少いが、耐摩耗
性が低い。さらに、重合体によっては、吸湿性があり、
また化学的、機械的特性が劣化するものがある。窒化シ
リコン（５１３Ｎ ４ ）は、主として誘電体として使
用されているが、水性および非水性インクに対して、所
要の接触角を示さない。このように、接触角が比較的小
さいことは、窒化シリコン被膜が水性および非水性イン
クにより、濡れを生ずることを意味する。さらに、酸性
または塩基性を有する新しいインクや、染料、界面活性
剤等、各種の添加剤を使用するものが開発されるにつれ
、ノズルのコーテイング材に対する必要条件が増し、前
述のコーテイング材には、別の欠点や制限が生じる可能
性がある。。
したがって、この発明の主目的は、機械特性にすぐれ、
化学的に不活性で、水性インクにも非水性インクにも濡
れの少い、ガラスおよびシリコンのインク・ジエツト・
ノズルのための、改良されたコーテイング材を提供する
ことにある。
化学的に不活性で、水性インクにも非水性インクにも濡
れの少い、ガラスおよびシリコンのインク・ジエツト・
ノズルのための、改良されたコーテイング材を提供する
ことにある。
この発明の他の目的は、耐摩耗性の強化された。
安定な１周知の技術を用いて容易に製造することのでき
る、改良されたシリコンおよびガラスのインク・ジエツ
ト・ノズルを提供することにある。
る、改良されたシリコンおよびガラスのインク・ジエツ
ト・ノズルを提供することにある。
この発明の他の目的は、均一な厚みの層として容易に製
作することができ、ガラスまたはシリコンに対する接着
が良好で、水性インクにも非水性インクにも濡れの少い
、シリコンおよびガラス・インク・ジエツト・ノズルの
ための、改良されたコーテイング材を提供することにあ
る。
作することができ、ガラスまたはシリコンに対する接着
が良好で、水性インクにも非水性インクにも濡れの少い
、シリコンおよびガラス・インク・ジエツト・ノズルの
ための、改良されたコーテイング材を提供することにあ
る。
この発明の他の目的は、耐摩耗性が良好で、化学的に不
活性であり、あらゆる種類のインクに対して、良好な耐
食性を有する、シリコンおよびガラスのノズルのための
、改良されたコーテイング材を提供することにある。
活性であり、あらゆる種類のインクに対して、良好な耐
食性を有する、シリコンおよびガラスのノズルのための
、改良されたコーテイング材を提供することにある。
この発明の他の目的は、電気的、機械的特性が良好で、
化学的に安定な、インクに対して濡れの少い多層コーテ
ィングを使用した、改良されたガラスおよびシリコンの
インク・ジエツト・ノズルを提供することにある。
化学的に安定な、インクに対して濡れの少い多層コーテ
ィングを使用した、改良されたガラスおよびシリコンの
インク・ジエツト・ノズルを提供することにある。
Ｄ。問題点を解決するための手段
この発明を実施することにより、上記の利点をすべて具
備する多層コーティングを有する、改良されたガラスま
たはシリコンのインク・ジエツト・ノズルが提供される
。この多層コーティングは、シリコンまたはガラスのノ
ズル上に付着させた窒化シリコンの第１の層と、窒化ア
ルミニウム（Ａ Ｉ２ Ｎ）の最上層と、窒化シリコン
層および窒化アルミニウム層の間に位置し、成分が漸次
変化する混合窒化物の層である中間層とを有する。この
中間層は、中間層と窒化シリコン層との境界面付近では
、シリコン濃度が高く、中間層と上の窒化アルミニウム
層との境界面付近では、アルミニウム濃度が高い、した
がって、中間層は、最初に付着させたところは主として
窒化シリコンであり。
備する多層コーティングを有する、改良されたガラスま
たはシリコンのインク・ジエツト・ノズルが提供される
。この多層コーティングは、シリコンまたはガラスのノ
ズル上に付着させた窒化シリコンの第１の層と、窒化ア
ルミニウム（Ａ Ｉ２ Ｎ）の最上層と、窒化シリコン
層および窒化アルミニウム層の間に位置し、成分が漸次
変化する混合窒化物の層である中間層とを有する。この
中間層は、中間層と窒化シリコン層との境界面付近では
、シリコン濃度が高く、中間層と上の窒化アルミニウム
層との境界面付近では、アルミニウム濃度が高い、した
がって、中間層は、最初に付着させたところは主として
窒化シリコンであり。
上記表面は窒化アルミニウムである。
下層の窒化シリコン層は、ガラスまたはシリコンのノズ
ルとの接着が極めて良好で、誘電率に関して、良好な電
気特性を示す、中間層は、上層の窒化アルミニウムと、
シリコンまたはガラスのノズルどの間の接着が極めて良
好で、組成が漸次変化しているため、ＡＱＮ層と、シリ
コンまたはガラスのノズルとの熱膨張の差がなくなる。
ルとの接着が極めて良好で、誘電率に関して、良好な電
気特性を示す、中間層は、上層の窒化アルミニウムと、
シリコンまたはガラスのノズルどの間の接着が極めて良
好で、組成が漸次変化しているため、ＡＱＮ層と、シリ
コンまたはガラスのノズルとの熱膨張の差がなくなる。
ＡＱＮ層は硬度が極めて高く、インクによる濡れが少い
。この点では、ＡｆｆｉＮはＳｉ３Ｎ、よりすぐれてお
り、長期のインク浸漬試験後も、濡れ特性は変化しない
。また、ＡＱＮは化学的に不活性で、良好な安定性を有
し、すべての種類のインクに対′して耐食性を有する。
。この点では、ＡｆｆｉＮはＳｉ３Ｎ、よりすぐれてお
り、長期のインク浸漬試験後も、濡れ特性は変化しない
。また、ＡＱＮは化学的に不活性で、良好な安定性を有
し、すべての種類のインクに対′して耐食性を有する。
硬度が高く、機械的強度にすぐれており、複数の周知の
技術を用いて、容易に均一な厚い層を形成させることが
できる。
技術を用いて、容易に均一な厚い層を形成させることが
できる。
この発明を実施することにより、良好なノズル操作に必
要な、接着性、ならびに機械的、化学的。
要な、接着性、ならびに機械的、化学的。
および電気的特性をすべて確保するには、多層コーティ
ングを使用しなければならないことが判明した。
ングを使用しなければならないことが判明した。
Ｅ、実施例
第１図に、単一のインク・ジエツト・ノズル１０を示す
。これは、このようなノズルの列の中の１つであっても
よいことは、容易に理解されるであろう、このノズル１
ｏは、３層コーティング１４を有するシリコンまたはガ
ラス１２がらなっている。ノズル１０の入口および出口
開口部として、開口部１６および１８が使用され５周知
のごとく、これらの開口部を通るインクの流れの方向は
、逆にすることができる。
。これは、このようなノズルの列の中の１つであっても
よいことは、容易に理解されるであろう、このノズル１
ｏは、３層コーティング１４を有するシリコンまたはガ
ラス１２がらなっている。ノズル１０の入口および出口
開口部として、開口部１６および１８が使用され５周知
のごとく、これらの開口部を通るインクの流れの方向は
、逆にすることができる。
コーティング１４は、第１の層２０．中間層２２、およ
び上層２４からなる０層２ｏは窒化シリコン５Ｌ３Ｎ４
からなり、通常ガラスまたはシリコン層１２の上に形成
させた、非晶質の窒化物である。これらのノズルを製作
する場合、窒化シリコン層２０の形成前に１層１２上に
薄い酸化シリコンの層が存在してもよい、この酸化物の
存在により、接着が阻害されたり、コーティング１４が
影響を受けたりすることはない。中間層２２は、シリコ
ンとアルミニウムの混合窒化物であり、最外層２４はＡ
ＱＮである。
び上層２４からなる０層２ｏは窒化シリコン５Ｌ３Ｎ４
からなり、通常ガラスまたはシリコン層１２の上に形成
させた、非晶質の窒化物である。これらのノズルを製作
する場合、窒化シリコン層２０の形成前に１層１２上に
薄い酸化シリコンの層が存在してもよい、この酸化物の
存在により、接着が阻害されたり、コーティング１４が
影響を受けたりすることはない。中間層２２は、シリコ
ンとアルミニウムの混合窒化物であり、最外層２４はＡ
ＱＮである。
実際上、３層２０．２２および２４の厚みは重要ではな
く、これらの厚みは、絶縁耐カ、連続したピンホールの
ない被膜の形成、および応力をさけるための熱的整合等
、設計上の必要条件によって選定される。代表的な実施
例として、層２０．２２および２４を化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）により形成させた場合、層２０．２２および２４の
厚みは、それぞれ約１０００オングストローム、１００
０〜５ｏｏｏオングストローム、および１０００オング
ストロームである。ＣＶＤを使用した場合の中間層２２
の厚さは、約２０００オングストロームが好ましい。
く、これらの厚みは、絶縁耐カ、連続したピンホールの
ない被膜の形成、および応力をさけるための熱的整合等
、設計上の必要条件によって選定される。代表的な実施
例として、層２０．２２および２４を化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）により形成させた場合、層２０．２２および２４の
厚みは、それぞれ約１０００オングストローム、１００
０〜５ｏｏｏオングストローム、および１０００オング
ストロームである。ＣＶＤを使用した場合の中間層２２
の厚さは、約２０００オングストロームが好ましい。
前述のごとく、中間層２２は、下層のシリコンまたはガ
ラスのノズルと、上層のＡＱＮ層との間の熱的整合を良
好にする。層２２は、窒化シリコンと窒化アルミニウム
の混合物からなり、境界面２６ではシリコン濃度が高く
、境界面２８ではアルミニウム濃度が高い、したがって
１層２２の厚みが増すにつれてシリコンの量を減少させ
、同時にアルミニウムの量を増加させることにより、層
２２の窒化シリコン組成２０と窒化アルミニウム組成２
４が混合される。
ラスのノズルと、上層のＡＱＮ層との間の熱的整合を良
好にする。層２２は、窒化シリコンと窒化アルミニウム
の混合物からなり、境界面２６ではシリコン濃度が高く
、境界面２８ではアルミニウム濃度が高い、したがって
１層２２の厚みが増すにつれてシリコンの量を減少させ
、同時にアルミニウムの量を増加させることにより、層
２２の窒化シリコン組成２０と窒化アルミニウム組成２
４が混合される。
第２図は３層コーティング１４の断面図で、窒化シリコ
ン層２０からＡＱＮ層２４までの厚みによる中間層２２
の組成の変化を示す。層２０および２２の境界面２６で
はＳｉが１００％でＡＱは存在しない。しかし、Ｓｌの
量は、層２２および２４の境界面２８では０％に減少し
、一方同じ距離で、Ａｌ１の百分率は０％から増大して
、境界面２８では１００％となる。その後、層２４は実
質的に純粋なＡｆｆｉＮとなる。
ン層２０からＡＱＮ層２４までの厚みによる中間層２２
の組成の変化を示す。層２０および２２の境界面２６で
はＳｉが１００％でＡＱは存在しない。しかし、Ｓｌの
量は、層２２および２４の境界面２８では０％に減少し
、一方同じ距離で、Ａｌ１の百分率は０％から増大して
、境界面２８では１００％となる。その後、層２４は実
質的に純粋なＡｆｆｉＮとなる。
混合組成を有する層２２は、窒化シリコンと窒化アルミ
ニウムの固溶体で、各種の周知の方法で製造することが
できる。これらの方法には、スパッタリング、ＣＶＤ、
蒸発等が含まれる。窒化シリコン層２０および窒化アル
ミニウム層２４には。
ニウムの固溶体で、各種の周知の方法で製造することが
できる。これらの方法には、スパッタリング、ＣＶＤ、
蒸発等が含まれる。窒化シリコン層２０および窒化アル
ミニウム層２４には。
単一の原料が使用されるが、中間層２２の形成には複数
の原料を使用することができる。
の原料を使用することができる。
−例として、コーティング１４の３層の形成にＣＶＤを
使用することができる。Ｓｉ、Ｎ、層２０を形成するに
は、シラン（Ｓｉｎ、）とアンモニア（Ｎ Ｈｓ ）の
混合物を、不活性キャリア・ガスとともに、シリコンま
たはガラスの層１２からなる加熱した基板上に流す。こ
の方法により、窒化シリコンを付着させる反応パラメー
タは周知のものであり、本明細書には詳述しない。所定
の厚みの窒化シリコンが形成された後、このガスを、他
のガスに変える。たとえば、中間層２２で、シリコンの
量を減少させるために、シランの量を減少させ。
使用することができる。Ｓｉ、Ｎ、層２０を形成するに
は、シラン（Ｓｉｎ、）とアンモニア（Ｎ Ｈｓ ）の
混合物を、不活性キャリア・ガスとともに、シリコンま
たはガラスの層１２からなる加熱した基板上に流す。こ
の方法により、窒化シリコンを付着させる反応パラメー
タは周知のものであり、本明細書には詳述しない。所定
の厚みの窒化シリコンが形成された後、このガスを、他
のガスに変える。たとえば、中間層２２で、シリコンの
量を減少させるために、シランの量を減少させ。
一方、層２２中のＡＱ量を増大させるために、Ａｌ１の
ための原料ガスを導入し、増加させることができる。こ
のために適したガスは、トリメチル・アルミニウムＡＱ
（ＣＨ，）、、またはＡ Ｑ Ｂ ｒ３、ＡＱＣ１２
３等のアルミニウムと臭素、もしくはアルミニウムと塩
素の化合物と、ＮＨ，どの混合気体である。通常、基板
温度は７００〜８００’Ｃとする。この後、シラン・ガ
ス源を完全に断つと、ＡＱＮのみが付着して層２４を形
成する。
ための原料ガスを導入し、増加させることができる。こ
のために適したガスは、トリメチル・アルミニウムＡＱ
（ＣＨ，）、、またはＡ Ｑ Ｂ ｒ３、ＡＱＣ１２
３等のアルミニウムと臭素、もしくはアルミニウムと塩
素の化合物と、ＮＨ，どの混合気体である。通常、基板
温度は７００〜８００’Ｃとする。この後、シラン・ガ
ス源を完全に断つと、ＡＱＮのみが付着して層２４を形
成する。
層２２の厚みは、熱による応力を最少にするように１層
２０と層２４の間で、組成が漸次変化するようにする。
２０と層２４の間で、組成が漸次変化するようにする。
シリコンとアルミニウムの混合組成により、これが達成
される。この種の混合は、デュアル・ビーム・スパッタ
リング等の方法で。
される。この種の混合は、デュアル・ビーム・スパッタ
リング等の方法で。
容易に行うことができる。この方法は、層１２および２
０を有する基板上に、シリコン原料およびアルミニウム
原料を別にスパッタリングするものである。デュアル・
ビーム・スパッタリングを使用する場合、必要な整合お
よび組成変化を得るためには、厚みが５００オングスト
ローム以下の層２２が適当である。デュアル・イオン・
ビーム技術の参考文献として、ｒＪ、 Ｍ、 Ｅ、 Ｈ
ａｒｐｅｒら、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、
４３、（６）ｐ、５４７．１９８３年９月１５日」があ
る。特にこの文献には、デュアル・イオン・ビーム付着
によるＡＱＮの形成について記載されている。
０を有する基板上に、シリコン原料およびアルミニウム
原料を別にスパッタリングするものである。デュアル・
ビーム・スパッタリングを使用する場合、必要な整合お
よび組成変化を得るためには、厚みが５００オングスト
ローム以下の層２２が適当である。デュアル・イオン・
ビーム技術の参考文献として、ｒＪ、 Ｍ、 Ｅ、 Ｈ
ａｒｐｅｒら、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、
４３、（６）ｐ、５４７．１９８３年９月１５日」があ
る。特にこの文献には、デュアル・イオン・ビーム付着
によるＡＱＮの形成について記載されている。
一例として、Ｓｉ、Ｎ、は、シリコンまたは石英ガラス
のノズル上に、シリコンのターゲットを使用し、アルゴ
ンと窒素の混合気体中で付着させることができる。この
アルゴンの分圧は２４ミリトル、窒素の分圧は６ミリト
ルとする。陰極には。
のノズル上に、シリコンのターゲットを使用し、アルゴ
ンと窒素の混合気体中で付着させることができる。この
アルゴンの分圧は２４ミリトル、窒素の分圧は６ミリト
ルとする。陰極には。
約４００〜５００Ｖ （１００ＯＶピーク）の負のバイ
アスをかけ、陽極には約−５０ＶＤＣを印加する。ター
ゲットと基板との距離は、約３．２５インチとする。窒
化シリコンは、毎分約３００オングストロームの速度で
、シリコンまたはガラス基板上に付着する。これを水冷
して室温まで冷却する。
アスをかけ、陽極には約−５０ＶＤＣを印加する。ター
ゲットと基板との距離は、約３．２５インチとする。窒
化シリコンは、毎分約３００オングストロームの速度で
、シリコンまたはガラス基板上に付着する。これを水冷
して室温まで冷却する。
中間層２２は、同一の付着装置を使用して、ＡＱメタ−
ットによるスパッタリングにより形成させることができ
る。はぼ同一のガス圧の、同種のガス雰囲気が使用され
る。しかし、陰極電極および陽極電圧の一方または両方
は、アルミニウム・ターゲットからのスパッタリングを
増大し、シリコン・ターゲットからのスパッタリングを
減少させるために変化させる。これにより、中間層２２
中のシリコンとアルミニウムの組成が漸次変化する。
ットによるスパッタリングにより形成させることができ
る。はぼ同一のガス圧の、同種のガス雰囲気が使用され
る。しかし、陰極電極および陽極電圧の一方または両方
は、アルミニウム・ターゲットからのスパッタリングを
増大し、シリコン・ターゲットからのスパッタリングを
減少させるために変化させる。これにより、中間層２２
中のシリコンとアルミニウムの組成が漸次変化する。
純粋なＡＱＮ層２４も、このデュアル・ビーム・スパッ
タリング装置を使用して形成させることができる。これ
は、アルゴンの分圧および窒素の分圧を約２０ミリトル
とした雰囲気中で行う、陰極電圧は約１３０ＶＤＣ（３
５０Ｖビーク）とし、陽極電圧は一５０ＶＤＣに保つ。
タリング装置を使用して形成させることができる。これ
は、アルゴンの分圧および窒素の分圧を約２０ミリトル
とした雰囲気中で行う、陰極電圧は約１３０ＶＤＣ（３
５０Ｖビーク）とし、陽極電圧は一５０ＶＤＣに保つ。
基板温度を約２００℃とすると、中間層２２上の付着速
度は毎分約２５オングストロームとなる。
度は毎分約２５オングストロームとなる。
ＡＱＮ層２４の耐食性を評価するために、浸漬試験を行
った。この試験では、各種インクを層２４に接触させ、
液体と層２４との接触角を測定した。この測定は一定間
隔で行い、液滴が拡がるかどうかを観察した。１種類の
試験では、１滴のインクをＡＪＮ試験表面上に滴下し、
接触角を測定した０次にインクを乾燥させた後、脱イオ
ン水を表面に流して洗滌した。次に、インク滴と接触し
ていた部分の表面が選択的に水によって濡れる傾向があ
るかどうかを試験した。
った。この試験では、各種インクを層２４に接触させ、
液体と層２４との接触角を測定した。この測定は一定間
隔で行い、液滴が拡がるかどうかを観察した。１種類の
試験では、１滴のインクをＡＪＮ試験表面上に滴下し、
接触角を測定した０次にインクを乾燥させた後、脱イオ
ン水を表面に流して洗滌した。次に、インク滴と接触し
ていた部分の表面が選択的に水によって濡れる傾向があ
るかどうかを試験した。
他の試験では、ＡｎＮの表面を室温または高温（６５℃
）で長時間インクに浸漬した。浸漬の後、表面を完全に
洗滌し、約６５℃で真空乾燥し、接触角を測定した。こ
れを各浸漬処理後繰返し、表面を走査型電子顕微鏡で観
察して、腐食を調べた。
）で長時間インクに浸漬した。浸漬の後、表面を完全に
洗滌し、約６５℃で真空乾燥し、接触角を測定した。こ
れを各浸漬処理後繰返し、表面を走査型電子顕微鏡で観
察して、腐食を調べた。
これらの試験で、ＡｎＮ層は浸漬処理の前後で測定した
接触角に何ら変化を示さず、これらの表面が各種のイン
クに対して、すぐれた化学安定性を有することが認めら
れた。さらに、走査型電子顕微鏡写真でも、試験前後で
表面に顕著な差は見られず、これらの被膜は耐食性が極
めて高いことが認められた。
接触角に何ら変化を示さず、これらの表面が各種のイン
クに対して、すぐれた化学安定性を有することが認めら
れた。さらに、走査型電子顕微鏡写真でも、試験前後で
表面に顕著な差は見られず、これらの被膜は耐食性が極
めて高いことが認められた。
この発明を、特定の実施例について説明を行ったが、こ
の発明の原理および範囲を逸脱することなく、変形を行
うことができることが理解されるであろう。たとえば、
中間層２２の正確な成分、および各層の厚みは、ノズル
の設計必要条件により変えることができる。さらに、各
層の特性をある程度変化させるために、不純物を導入す
ることができることも、理解されるであろう。
の発明の原理および範囲を逸脱することなく、変形を行
うことができることが理解されるであろう。たとえば、
中間層２２の正確な成分、および各層の厚みは、ノズル
の設計必要条件により変えることができる。さらに、各
層の特性をある程度変化させるために、不純物を導入す
ることができることも、理解されるであろう。
Ｆ９発明の効果
この発明によれば、コーティング層と、シリコンまたは
ガラスのノズルとの間に、高い接着力が得られる。シリ
コンと比較して、熱膨張係数の差が大きい有機材料と異
なり、この発明による窒化物の熱膨張は、シリコンの熱
膨張に近い、このことは、組成が漸次変化する層２２と
ともに、接着力を高め、付着した層中の応力゛を低下さ
せる。また、窒化シリコン層２０は、周知のノズル列に
。
ガラスのノズルとの間に、高い接着力が得られる。シリ
コンと比較して、熱膨張係数の差が大きい有機材料と異
なり、この発明による窒化物の熱膨張は、シリコンの熱
膨張に近い、このことは、組成が漸次変化する層２２と
ともに、接着力を高め、付着した層中の応力゛を低下さ
せる。また、窒化シリコン層２０は、周知のノズル列に
。
誘電層として、導体と導体の間に使用することができる
。
。
この発明を実施することにより、使用するインクの種類
にかかわらず、すぐれた機械的、化学的特性を有する、
シリコンまたはガラスのインク・ジエツト・ノズルのた
めの３層コーティングが得られる。さらに、このコーテ
ィングの安定性および耐久性は、既知のコーティングよ
りすぐれている。
にかかわらず、すぐれた機械的、化学的特性を有する、
シリコンまたはガラスのインク・ジエツト・ノズルのた
めの３層コーティングが得られる。さらに、このコーテ
ィングの安定性および耐久性は、既知のコーティングよ
りすぐれている。
第１図は、この発明の３層コーティングを有する単一の
ノズル開口部を示す図である。このノズル開口部は、た
とえば、類似のこのようなノズルの列の一部であっても
よい。 第２図は、コーティングの３層の成分を示す略図で、特
に、中間層の漸次変化する成分を示したものである。 １０・・・・ノズル、１２・・・・シリコンまたはガラ
ス層、１４・・・・３層コーティング、１６．１８・・
・・開口部、２０・・・・第１層２２２・・・・中間層
、２４・・・・上層。 出原人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 岡 １） 次 生（外１名）
ノズル開口部を示す図である。このノズル開口部は、た
とえば、類似のこのようなノズルの列の一部であっても
よい。 第２図は、コーティングの３層の成分を示す略図で、特
に、中間層の漸次変化する成分を示したものである。 １０・・・・ノズル、１２・・・・シリコンまたはガラ
ス層、１４・・・・３層コーティング、１６．１８・・
・・開口部、２０・・・・第１層２２２・・・・中間層
、２４・・・・上層。 出原人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 岡 １） 次 生（外１名）
Claims (2)
- （１）ノズル用の開口を内部に有するシリコンまたはガ
ラスの層と、 前記シリコンまたはガラス層上の窒化シリコンからなる
第１層、窒化シリコンおよび窒化アルミニウムの混合物
からなる中間層、ならびに窒化アルミニウムからなる第
３層を、前記ノズルにコーテイングした多層コーテイン
グと を具備する、インク・ジエツト印刷のためのインク・ジ
エツト・ノズル。 - （２）前記中間層が、前記第１層との界面近くではシリ
コン濃度が高く、前記第３層との界面近くではアルミニ
ウム濃度が高い組成であることを特徴とする、特許請求
の範囲第（１）項記載のインク・ジエツト・ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/793,378 US4623906A (en) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | Stable surface coating for ink jet nozzles |
| US793378 | 2001-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105638A true JPS62105638A (ja) | 1987-05-16 |
| JPH051738B2 JPH051738B2 (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=25159782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61219911A Granted JPS62105638A (ja) | 1985-10-31 | 1986-09-19 | インク・ジエツト・ノズル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4623906A (ja) |
| EP (1) | EP0221724B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62105638A (ja) |
| DE (1) | DE3674332D1 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0268213B1 (en) * | 1986-11-13 | 1993-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for surface treatment of ink jet recording head |
| US4863810A (en) * | 1987-09-21 | 1989-09-05 | Universal Energy Systems, Inc. | Corrosion resistant amorphous metallic coatings |
| US5573742A (en) * | 1987-10-29 | 1996-11-12 | Martin Marietta Corporation | Method for the preparation of high purity aluminum nitride |
| CA1300974C (en) * | 1987-10-30 | 1992-05-19 | Kenneth E. Trueba | Hydraulically tuned channel architecture |
| US5581285A (en) * | 1988-05-13 | 1996-12-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording head with discharge opening surface treatment |
| CA1329341C (en) * | 1988-10-19 | 1994-05-10 | Rosemary Bridget Albinson | Method of forming adherent fluorosilane layer on a substrate and ink jet recording head containing such a layer |
| EP0530209B1 (de) * | 1990-05-21 | 1994-12-07 | Eastman Kodak Company | Tintenschreibkopf für eine nach dem thermalwandlerprinzip arbeitende flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung und verfahren zu seiner herstellung |
| JPH0480043A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Nec Corp | サーマルインクジェット記録装置 |
| US5119116A (en) * | 1990-07-31 | 1992-06-02 | Xerox Corporation | Thermal ink jet channel with non-wetting walls and a step structure |
| US5136310A (en) * | 1990-09-28 | 1992-08-04 | Xerox Corporation | Thermal ink jet nozzle treatment |
| US5212496A (en) * | 1990-09-28 | 1993-05-18 | Xerox Corporation | Coated ink jet printhead |
| JP3264971B2 (ja) * | 1991-03-28 | 2002-03-11 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
| US5208606A (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-04 | Xerox Corporation | Directionality of thermal ink jet transducers by front face metalization |
| DE4212360A1 (de) * | 1992-04-13 | 1993-10-14 | Babcock Energie Umwelt | Brennerlanze zum Zerstäuben einer Kohle-Wasser-Suspension |
| DE69315816T2 (de) * | 1992-09-08 | 1998-05-14 | Canon Kk | Flüssigkeitsstrahldruckkopf, und damit versehene flüssigkeitsstrahldruckvorrichtung |
| US5378504A (en) * | 1993-08-12 | 1995-01-03 | Bayard; Michel L. | Method for modifying phase change ink jet printing heads to prevent degradation of ink contact angles |
| GB9318985D0 (en) * | 1993-09-14 | 1993-10-27 | Xaar Ltd | Passivation of ceramic piezoelectric ink jet print heads |
| US5560544A (en) * | 1994-07-01 | 1996-10-01 | The Procter & Gamble Company | Anti-clogging atomizer nozzle |
| US5812158A (en) * | 1996-01-18 | 1998-09-22 | Lexmark International, Inc. | Coated nozzle plate for ink jet printing |
| EP0825028A1 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Océ-Technologies B.V. | Hot-melt ink-jet printhead |
| EP0825025A1 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Océ-Technologies B.V. | Hot-melt ink-jet printhead |
| US5901425A (en) | 1996-08-27 | 1999-05-11 | Topaz Technologies Inc. | Inkjet print head apparatus |
| US6290337B1 (en) * | 1996-10-31 | 2001-09-18 | Hewlett-Packard Company | Print head for ink-jet printing and a method for making print heads |
| JP2001522323A (ja) * | 1997-04-18 | 2001-11-13 | トパーズ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | インクジェット印刷ヘッドのノズルプレート |
| US6155675A (en) * | 1997-08-28 | 2000-12-05 | Hewlett-Packard Company | Printhead structure and method for producing the same |
| US6154234A (en) * | 1998-01-09 | 2000-11-28 | Hewlett-Packard Company | Monolithic ink jet nozzle formed from an oxide and nitride composition |
| US6084615A (en) * | 1998-03-23 | 2000-07-04 | Microjet Technology Co., Ltd. | Structure of inkjet nozzle for ink cartridge |
| US6250740B1 (en) * | 1998-12-23 | 2001-06-26 | Eastman Kodak Company | Pagewidth image forming system and method |
| US6290331B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-09-18 | Hewlett-Packard Company | High efficiency orifice plate structure and printhead using the same |
| US7109114B2 (en) * | 2004-05-07 | 2006-09-19 | Applied Materials, Inc. | HDP-CVD seasoning process for high power HDP-CVD gapfil to improve particle performance |
| US8112889B2 (en) * | 2005-12-23 | 2012-02-14 | Telecom Italia S.P.A. | Method of manufacturing an ink jet printhead |
| US20100040201A1 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Varian Medical Systems, Inc. | Cathode with a Coating Near the Filament and Methods for Making Same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3958255A (en) * | 1974-12-31 | 1976-05-18 | International Business Machines Corporation | Ink jet nozzle structure |
| US4047184A (en) * | 1976-01-28 | 1977-09-06 | International Business Machines Corporation | Charge electrode array and combination for ink jet printing and method of manufacture |
-
1985
- 1985-10-31 US US06/793,378 patent/US4623906A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61219911A patent/JPS62105638A/ja active Granted
- 1986-10-22 DE DE8686308202T patent/DE3674332D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-10-22 EP EP86308202A patent/EP0221724B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0221724A3 (en) | 1988-06-29 |
| US4623906A (en) | 1986-11-18 |
| DE3674332D1 (de) | 1990-10-25 |
| EP0221724A2 (en) | 1987-05-13 |
| EP0221724B1 (en) | 1990-09-19 |
| JPH051738B2 (ja) | 1993-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62105638A (ja) | インク・ジエツト・ノズル | |
| US7446284B2 (en) | Etch resistant wafer processing apparatus and method for producing the same | |
| EP0509669B1 (en) | Thermal inkjet printhead orifice plate and method of manufacture | |
| US6444275B1 (en) | Method for remote plasma deposition of fluoropolymer films | |
| JP2938552B2 (ja) | コーティング膜の製造方法およびコーティング膜の製造装置 | |
| WO1999046128A1 (en) | Highly wear-resistant thermal print heads with silicon-doped diamond-like carbon protective coatings | |
| US20080313901A1 (en) | Method of Manufacturing an Ink Jet Printhead | |
| TW201833060A (zh) | 用於半導體腔室應用之陶瓷塗層之溶液前驅物電漿噴塗 | |
| EP0500069A2 (en) | Method for etching silicon compound film and process for forming article by utilizing the method | |
| KR20090125028A (ko) | 반도체 제조 장비용 열용사 코팅막의 제조방법 | |
| EP0906828B1 (en) | Improved ink-jet printhead and method for producing the same | |
| JP2006326523A (ja) | 成膜方法、該成膜方法により形成された圧電膜、および該圧電膜を備えた圧電素子、ならびに該圧電素子を用いたインクジェット装置 | |
| US6517908B1 (en) | Method for making a test wafer from a substrate | |
| US6783800B2 (en) | Manufacturing methods of water repellent member and inkjet head | |
| US5594482A (en) | Ink jet printer head with ink channel protective film | |
| US20100003510A1 (en) | Corrosion-resistant multilayer ceramic member | |
| WO1983003385A1 (en) | Wire for dot printer | |
| JP2886790B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 | |
| KR20120138166A (ko) | 증착 마스크 및 그를 포함하는 증착 장치 | |
| JP2006241544A (ja) | 微粒子成膜法及び微粒子成膜装置 | |
| JP2006241545A (ja) | 誘電体膜の形成方法 | |
| JPS58118119A (ja) | 反応性イオンプレ−テイング装置 | |
| JPH06246915A (ja) | インクジェットヘッド | |
| Nakamichi et al. | Mechanical and electrical properties of Al sub 2 O sub 3-TiO sub 2 coating as electrical insulator | |
| JP2000087230A (ja) | スパッタリングターゲット及び薄膜形成方法 |