(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にインジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなることを特徴とする撥水性物品。
【請求項２】
基材の表面にインジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなることを特徴とする撥水性物品。
【請求項３】
基材の表面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、その上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させて撥水膜を形成することを特徴とする撥水性物品の製造方法。
【請求項４】
基材の表面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、その上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させて撥水膜を形成することを特徴とする撥水性物品の製造方法。
【請求項５】
ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸素ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸素ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項５又は６に記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撥水特性に優れた撥水性物品及びその製造方法、インクジェットヘッド及びその製造方法並びにインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドのインク吐出面構成材料には、ガラス、金属等の材質が用いられている。インクジェットヘッドにおいて水性又は油性のインクを用いる場合、ノズル表面の撥水性が不十分であるとインクの液滴が付着し易くなり、そのため吐出するインク滴の直進性が損なわれ、印字乱れなどを発生し易くなるという問題点がある。インクジェットヘッドのインク吐出面の構成材料はインクに濡れ易いので、インクが吐出する部分であるノズルの表面を、水性又は油性のインク付着を防止するために、撥水処理が行われている。例えば特開平６−１４３５８６号公報には、珪素又は酸化珪素がインク吐出面の構成材料に用いられている場合には、真空蒸着によりインク吐出面にフルオロアルキルシラン系化合物を付着させて撥水化する方法が提案されている。
【０００３】
ところがこの技術は、次のような理由によってインク吐出面の撥水膜の性能が低下するという課題をかかえていた。
【０００４】
（１）インクのｐＨは、色素材料を安定に分散させるため、人体に影響しない範囲で弱アルカリ性に調整されている。珪素又は酸化珪素がインク吐出面の構成材料の場合には、撥水膜を浸透した弱アルカリ性インクが、珪素又は酸化珪素を溶解する。その結果、撥水膜がインク吐出面より脱落し、撥水膜の耐久性能が低下する場合があった。
【０００５】
（２）ノズル構成材料がステンレスまたは樹脂またはそれらの混成材料の場合には、フルオロアルキルシラン系化合物との密着性が悪いため、インクジェットヘッドの長期使用により、インク吐出面の撥水耐久性能が低下する場合があった。
【０００６】
そこで発明者は、基材と撥水膜との間にインジウム・錫ターゲットを使ったスパッタリング法によってインジウム・錫酸化物からなる中間膜を形成する方法を考案し、次の理由によって撥水膜の耐久品質を改善することが可能になった。
【０００７】
（ａ）インジウム・錫酸化物は、強酸を除く酸またはアルカリ性の環境で腐食しにくい物質である。従って、基材にインジウム・錫酸化物を形成した場合には、その上に形成された撥水膜が脱落することなく、撥水性能が長期間維持された。
【０００８】
（ｂ）インジウム・錫酸化物は、珪素、酸化珪素、ステンレス等の基材と密着性が強いため、長期間放置した場合でも、その基材から脱落することがない。さらにインジウム・錫酸化化合物は、表面に水酸基を有するため、フルオロアルキルシラン系化合物との密着性が良く、高い撥水性能が長期間維持された。
【０００９】
（ｃ）インジウム・錫酸化物のスパッタリング中の酸素濃度が高くなるに従って高い耐摩耗性が得られ、長期間高い撥水性能が持続した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし発明者が考案した従来の技術は、次のような理由によってインク吐出面の撥水膜の性能が長期使用で低下するという課題を新たにかかえた。
【００１１】
（１）インジウム・錫酸化膜表面で撥水剤であるフルオロシラン系化合物と結合可能な水酸基の密度分布が製造ロットによってばらつき、その上に形成したフルオロアルキルシラン系化合物との反応結合が不完全となる場合があり、撥水膜の耐久性能が低下する場合があった。
【００１２】
（２）また顔料のような硬い色素が分散させたインクを吐出する場合、インジウム・錫酸化膜の耐摩耗性を向上させるため、スパッタリング中の酸素ガス濃度を高める必要があった。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、撥水性能を高めるとともにその撥水性能の耐久性能及び生産性の向上を可能にした撥水性物品及びその製造方法、インクジェットヘッド及びその製造方法並びにインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の一つの態様に係る撥水性物品は、基材の表面にインジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなる撥水性物品である。
【００１５】
（２）本発明の他の態様に係る撥水性物品は、基材の表面にインジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなる。
【００１６】
（３）本発明の他の態様に係る撥水性物品は、基材の表面にインジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなる。
【００１７】
（４）本発明の他の態様に係る撥水性物品の製造方法は、基材の表面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、その上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させて撥水膜を形成する。
【００１８】
（５）本発明の他の態様に係る撥水性物品の製造方法は、基材の表面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、その上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させて撥水膜を形成する。
【００１９】
（６）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドは、ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸素ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなる。
【００２０】
（７）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドは、ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜が形成され、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜が形成されてなる。
【００２１】
（８）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドの製造方法は、ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が３０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜を形成する。
【００２２】
（９）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドの製造方法は、ノズルを有する基材の少なくともインク吐出側の面に、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いて、スパッタガスの酸素濃度が４０％以上の条件で、インジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、更にその上に、水酸基と反応可能な部位を有する撥水物質を結合させた撥水膜を形成する。
【００２３】
（１０）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドは、上記（６）〜（９）の何れかに記載のインクジェットへツドを搭載したものである。
【００２４】
本発明では、基材と撥水膜の間のインジウム・錫・珪素酸化膜がスパッタリング中の酸素ガス濃度を３０％以上、さらに望ましくは４０％以上に規定したので、高い撥水性能が得られるとともに、顔料インクに対する耐摩耗性を向上させることが可能となっている。
【００２５】
また、本発明に係るインジウム・錫・珪素酸化膜は、上記理由により、インクジェットヘッドのインク吐出面の構成材料に依らず密着性が高く、撥水膜と化学結合するため、いずれのタイプのヘッド（フェースイジェクトタイプ、エッジイジェクトタイプ）においても、撥水性能を高めるとともにその撥水性能の耐久性能を向上させることが可能になっている。このため、吐出されるインクの液の直進性が優れたものとなり、印字の乱れ等のトラブルが避けられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図２は本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドの斜視図である。このインクジェットヘッドは、ＰＺＴなどの振動によりインクを吐出する圧力室４とインクが通過する流路が形成された第１プレート１と、流路と垂直方向にノズル穴６が形成きれたノズルプレートと呼ばれるノズルプレート２を接合した構造となっている。そして、本実施形態のインジウム・錫・珪素酸化膜及び撥水膜はこのノズルプレート２の表面へ形成する。
【００２７】
図１は図２のノズルプレート２に関する製造方法の工程説明図である。
【００２８】
（ａ）まず、ノズル穴６を加工した珪素基板１１表面へ（図１（ａ））、スパッタ法でチタン膜１２及びインジウム・錫・珪素酸化膜１３を約１００ナノメーター形成する（図１（ｂ））。このインジウム・錫・珪素酸化膜１３を形成するに際しては、インジウム・錫・珪素酸化物ターゲットを用いたスパッタ法によるものとする。
【００２９】
（ｂ）次に、インジウム・錫・珪素酸化膜１３の表面に２００ナノメーター以下の波長を有する紫外線を照射した後、フルオロアルキルシラン系の撥水膜１４を真空蒸着法によって、インジウム・錫・珪素酸化膜１３上へ形成する（図１（ｃ））。
【００３０】
（ｃ）最後に、上記のように製造したノズルプレート２を第１プレート１へ接合し、インクジェトヘッドを完成させる。
【００３１】
なお比較のため、インジウム・錫酸化物ターゲットで珪素基板表面へインジウム・錫酸化膜を形成した撥水処理済みノズルプレートを用いてインクジェットヘッドを完成させる。
【００３２】
次に、図１の製造工程においてインジウム・錫・珪素酸化膜１３を形成する本発明のインクジェットヘッドの特性について説明する。
【００３３】
表１は、本発明のインジウム・錫・珪素酸化膜を形成した撥水処理済みノズルプレートと、比較のインジウム・錫酸化膜を形成した撥水処理済みノズルプレートについて、製造ロットを４回変えてインクに対する腐食性を静的接触角より求めた特性表である。腐食性試験条件は、摂氏６０度のインクへ５日間浸せきである。
【００３４】
【表１】
0003815225.tif 000002
【００３５】
表１に示されるように、インジウム・錫酸化膜品は２回の急激な接触角低下現象を起こしたが、本発明のインジウム・錫・珪素酸化膜品はいずれも接触角の急激な低下が見られなかったことがわかる。
【００３６】
図３は染料インクへ浸せきした後のインジウム・錫・珪素酸化膜の消耗量との関係、図４はスパッタリングするときの酸素濃度とワイピング前後のインク接触角の差との関係を示した特性図である。図３に示されるように、試験した顔料インクでは酸素濃度が高くなるに従って高い耐摩耗特性が得られており、３０％以上の領域において所望の耐摩耗特性が得られ、４０％以上がより好ましいことがわかる。
【００３７】
また図４に示されるように、ワイピング前後の接触角の差も酸素濃度が高くなるに従って、撥水性能が維持されていることがわかる。
【００３８】
従って、インジウム・錫・珪素酸化膜表面をスパッタリングの酸素濃度を３０％以上にすることで、顔料インクに対する撥水性能及び耐摩耗性が満足したものとなる。
【００３９】
実施形態２
なお、上記実施形態１においては、フルオロアルキルシラン系の撥水膜を用いた例について説明したが、その材料の基に水酸基と化学反応可能な基を含むものであれば、他の撥水剤を用いても良い。また、ノズルプレートの材質は、珪素基板に限定されず、ステンレス等の金属材料、ガラス又はポリサルフォン等の有機高分子材料でも良い。
【００４０】
さらに、上記本実施形態１においてはフェイスイジェクトヘッドについて説明したが、エッジイジェクトへツドにおいても、インジウム・錫・珪素酸化物と基材との密着性が良好なため、優れた耐久性を発揮する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撥水剤と基板の間にインジウム・錫・珪素酸化膜を形成し、又はスパッタガスの酸素濃度を３０％以上にしたので、撥水性能を高めるとともに顔料インクに対する耐久性能を向上させることが可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のノズルプレートに関する製造方法の工程説明図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るスパッタリングするときの酸素濃度と顔料インクで３０００回ワイピングした後のインジウム・錫・珪素酸化膜の摩耗量との関係を示した特性図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るスパッタリングするときの酸素濃度とワイピング前後のインク接触角の差との関係を示した特性図である。
【図１】
0003815225.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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