液体吐出装置上への非湿潤性コーティング
【課題】耐久性のある非湿潤コーティングの提供。
【解決手段】第１の表面、第２の表面、および第２の表面と接触した液体を吐出できるオリフィス１４０を有する液体吐出装置において、少なくとも第１の表面上に露出された非湿潤性層、および第２の表面上に露出された保護層１９０を有し、保護層１９０は、非湿潤性層よりも湿潤性である。この装置の製造には、第１と第２の表面に非湿潤性層を堆積させ、第１の表面にマスキングし、必要に応じて、第２の表面から非湿潤性層を除去し、第２の表面上に保護層１９０を堆積させる各工程が含まれ得る。
【解決手段】第１の表面、第２の表面、および第２の表面と接触した液体を吐出できるオリフィス１４０を有する液体吐出装置において、少なくとも第１の表面上に露出された非湿潤性層、および第２の表面上に露出された保護層１９０を有し、保護層１９０は、非湿潤性層よりも湿潤性である。この装置の製造には、第１と第２の表面に非湿潤性層を堆積させ、第１の表面にマスキングし、必要に応じて、第２の表面から非湿潤性層を除去し、第２の表面上に保護層１９０を堆積させる各工程が含まれ得る。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００６年１２月２２日に出願された係属中の米国仮特許出願第６０／８７１７６３号、２００６年１２月４日に出願された係属中の米国仮特許第６０／８６８５３６号、および２００６年１２月１日に出願された係属中の米国仮特許第６０／８６８３２８号の優先権を主張するものであり、これらの各々の全ての内容をここに引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、液体吐出装置上へのコーティングに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
液体吐出装置（例えば、インクジェット・プリントヘッド）は一般に、内面と、液体がそこを通って吐出されるオリフィスと、外面とを有する。液体がオリフィスから吐出されるときに、その液体は、液体吐出装置の外面に蓄積し得る。液体がオリフィスに隣接した外面に蓄積すると、オリフィスから吐出されるさらなる液体が、蓄積した液体との相互作用（例えば、表面張力による）によって、意図した移動経路から逸らされるまたは完全に妨げられることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テフロン（登録商標）およびフルオロカーボンポリマーなどの非湿潤性コーティングを用いて、表面を被覆することができる。しかしながら、「テフロン」およびフルオロカーボンポリマーは、一般に軟らかく、耐久性のあるコーティングではない。これらのコーティングは、高価であり、模様を付けることが難しいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この開示には、第１の表面、第２の表面、および第２の表面と接触した液体を吐出できるオリフィスを有する液体吐出装置が取り上げられている。ある態様において、この液体吐出装置は、少なくとも第１の表面の部分を被覆する非湿潤性層、および第２の表面の部分を被覆するが第１の表面の大部分は被覆しない保護層を有し、この保護層は非湿潤性層よりも湿潤性である。
【０００６】
この装置の実施の形態は、以下の特徴を１つ以上含む。非湿潤性層は、炭素とフッ素の各々を少なくとも１原子有する分子を含んでよい。非湿潤性層は単層であってよい。非湿潤性層は疎水性であってよい。非湿潤性層は、無機シード層上に直接形成されてもよい。保護層は、二酸化ケイ素などの無機酸化物を含んでもよい。保護層は親水性であってもよい。ある実施の形態において、保護層は非湿潤性層上に直接形成されてもよい。代わりの実施の形態において、保護層は無機酸化物層上に直接形成されてもよい。ある実施の形態において、第１の表面は液体吐出装置の外面であってもよい。
【０００７】
この開示には、液体吐出装置の選択された部分上に非湿潤性単層を形成する方法も取り上げられている。非湿潤性層を液体吐出装置の第１と第２の表面に堆積させ、第１の表面にマスキングを施し、湿潤性層を必要に応じて第２の表面から除去し、保護層を第２の表面に堆積させる。
【０００８】
これらの方法の実施の形態は、以下の特徴を１つ以上含む。非湿潤性層は蒸着により堆積させてもよい。マスキングは、テープ、フォトレジスト、またはワックスの内の少なくとも１つを施すことを含んでよい。保護層の堆積は、無機酸化物を堆積させることを含んでよい。無機酸化物は二酸化ケイ素であってよい。ある実施の形態において、マスクは、保護層を堆積させた後に第１の表面から除去してよく、マスクの除去で、マスク上に堆積された保護層も除去してよい。他の実施の形態において、マスクは、保護層を堆積させる前であるが、液体吐出装置を酸素プラズマに曝露した後に除去してよい。無機層は、非湿潤性層の堆積前に、第１と第２の表面に堆積させてもよい。第１の表面は、液体吐出装置内のオリフィスを取り囲む領域を含んでよく、第２の表面は、液体吐出装置により吐出すべき液体と接触する領域を含んでよい。第１の表面は外面であってよく、第２の表面は内面であってよい。
【発明の効果】
【０００９】
ある実施の形態は、以下の利点を１つ以上有するであろう。オリフィスを取り囲む外面は非湿潤性であってよく、吐出すべき液体に接触する内面は湿潤性であってよい。非湿潤性層は、液体吐出装置の外面上の液体の蓄積を減少させ、それによって、液体吐出装置の信頼性が改善されるであろう。非湿潤性層は、耐久性であり、ほとんどの溶媒中に不溶性であり、数多くの種類のインクがこの液体吐出装置に使用可能になる。保護層は、先の洗浄工程において内面から除去されていない非湿潤性層のどの部分を被覆してもよく、それによって、内面が高湿潤性である層により被覆されることを確実にしてもよい。吐出すべき液体と接触する表面上の高湿潤性の保護層により、液滴のサイズ、吐出速度、および他の液体吐出装置の性質についての制御を改善することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】未被覆の液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｂ】全ての露出表面に無機層が堆積されている、図１Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｃ】全ての露出表面に非湿潤性コーティングが堆積されている、図１Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｄ】マスクが外面を被覆している図１Ｃからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｅ】非湿潤性コーティングが内面から部分的に除去されている、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｆ】マスクが除去された、図１Ｅからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｇ】保護層が内面を被覆している、図１Ｆからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図２Ａ】保護層が内面を被覆している、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図２Ｂ】マスクが除去された、図２Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ａ】内面から非湿潤性コーティングが除去された、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ｂ】保護層が内面を被覆している、図３Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ｃ】マスクが除去された、図３Ｂからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、ここにその内容を引用する、２００５年１０月２１日に出願された米国特許出願第１１／２５６６６９号明細書に記載されたように構成できる、未被覆の液体吐出装置１００（例えば、インクジェット・プリントヘッド・ノズル）の断面図である。未被覆の液体吐出装置１００は、流路モジュール１１０およびノズル層１２０を備え、その両方とも、シリコン（例えば、単結晶シリコン）から製造できる。ある実施の形態において、未被覆の液体吐出装置１００は単一ユニットであり、流路モジュール１１０およびノズル層１２０は別個の部品ではない。膜層１８２がポンピングチャンバ上に配置されている。アクチュエータ１７２がポンピングチャンバ１３５内の液体（例えば、水性インクなどのインク）を加圧する。液体は、降下部１３０を流通し、ノズル層１２０内のオリフィス１４０を通して吐出される。アクチュエータ１７２は、圧電層１７６、下側電極１７８（例えば、接地電極）、および上側電極１７４（例えば、駆動電極）を備えることができる。膜層１８２およびアクチュエータ１７２は、以下の図面には示されていないが、存在している。
【００１２】
図１Ｂに示したように、未被覆の液体吐出装置１００は、必要に応じて、内面と外面を備えた液体吐出装置（例えば、ノズル層１２０および流路モジュール１１０）の露出表面上に形成された無機シード層１６５を備えることができる。そのような場合、未被覆の吐出装置の表面は、無機シード層１６５の表面であると考えられる。無機シード層１６５は、シランまたはシロキサンのコーティングの付着を促進させる材料、例えば、無機酸化物、例えば、ＳｉＯ2から形成してよい。ある実施の形態において、無機シード層１６５は純粋な酸化物層である（そのような純粋な酸化物は一般に、１から３ｎｍの厚さを有する）。別の実施の形態において、無機シード層１６５は、ＳｉＯ2などの堆積されたシード層である。
【００１３】
ＳｉＯ2の無機シード層１６５は、ＳｉＣｌ4および水蒸気を、未被覆の液体吐出装置１００を収容している化学蒸着（ＣＶＤ）反応装置内に導入することによって、ノズル層１２０および流路モジュール１１０の露出表面上に形成できる。ＣＶＤチャンバと真空ポンプとの間のバルブを、このチャンバをポンプダウンした後に閉じ、ＳｉＣｌ4およびＨ2Ｏの蒸気をチャンバに導入する。ＳｉＣｌ4の分圧は０．０５および４０トールの間（例えば、０．１から５トールまで）であって差し支えなく、Ｈ2Ｏの分圧は０．０５および２０トールの間（例えば、０．２から１０トールまで）であって差し支えない。シード層１６５は、ほぼ室温と約１００℃の間の温度まで加熱された基体上に堆積される。例えば、基体は加熱されていなくてもよいが、ＣＶＤチャンバは３５℃であり得る。あるいは、無機シード層１６５をスパッタリングしても差し支えない。無機シード層１６５を被覆すべき表面は、例えば、酸素プラズマを施すことによって、被覆前に洗浄することができる。このプロセスにおいて、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源を用いて、有機材料をエッチングする活性酸素ラジカルを生成して、清浄な酸化物表面を形成する。製造プロセスのある実施の形態では、一回の連続工程でシード層全体を堆積させて、一体のモノリスシード層を提供する。
【００１４】
シード層１６５の厚さは約５ｎｍおよび約２００ｎｍの間であって差し支えない。吐出すべきある種の液体について、無機シード層の厚さにより性能が影響を受け得る。例えば、ある種の「困難な」液体について、より厚い層、例えば、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上などの３０ｎｍ以上の層により、改善された性能が与えられる。そのような「困難な」液体としては、例えば、様々な導電性ポリマーおよび発光ポリマー、例えば、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、またはダウ・ケミカル社(Dow Chemical)からのＤＯＷ Ｇｒｅｅｎ Ｋ２などの発光ポリマーが挙げられる。他の発光ポリマー（ポリマー発光ダイオードとしても知られている）が、ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジーズ社(Cambridge Display Technologies)、住友化学、およびコヴィオン社(Covion)（Merck KGaAの子会社）を含む供給会社から得られる。
【００１５】
液体吐出装置がそれから製造されるある材料（例えば、シリコンまたは酸化ケイ素）は親水性であり、それは一般に、液体が吐出されたときに、外面上の液体蓄積の問題を悪化させる。図１Ｃを参照すると、非湿潤性コーティング１７０、例えば、疎水性材料の層を、未被覆の液体吐出装置（または、必要に応じて、無機シード層が被覆された液体吐出装置）の露出表面上に堆積させて、被覆液体吐出装置１０５が形成される。ある実施の形態において、非湿潤性コーティング１７０は自己組織化単層膜、すなわち、単分子層を形成する。非湿潤性コーティング１７０は、はけ塗り、ロール塗り、または回転塗りされるのではなく、蒸着を用いて堆積させることができる。液体吐出装置の外面は、非湿潤性コーティング１７０を塗布する前に洗浄することができる（例えば、酸素プラズマを施すことによって）。
【００１６】
非湿潤性コーティング１７０は、例えば、前駆体と水の蒸気を低圧でＣＶＤチャンバ中に導入することによって、堆積させることができる。前駆体の分圧は０．０５および１トールの間（例えば、０．１から０．５トールまで）であって差し支えなく、Ｈ2Ｏの分圧は０．０５および２０トールの間（例えば、０．１から２トールまで）であって差し支えない。堆積温度は室温と約１００℃の間であって差し支えない。被覆プロセスおよび無機シード層１６５は、一例として、アプライド・マイクロストラクチャーズ社(Applied MicroStructures, Inc)から市販されているＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＶＤ）（商標）を用いて形成することができる。
【００１７】
非湿潤性コーティング１７０の適切な前駆体としては、一例として、非湿潤性である末端、および液体吐出装置の表面に付着できる末端を備えた分子を含有する前駆体が挙げられる。例えば、一端が−ＣＦ3基で終端し、他端が−ＳｉＣｌ3基で終端している炭素鎖を含む前駆体分子を使用できる。シリコン表面に付着する適切な前駆体の特別な例としては、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）および１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシル−トリクロロシラン（ＦＤＴＳ）が挙げられる。どの特定の理論により制限するものではないが、その分子が−ＳｉＣｌ3末端を含む前駆体（ＦＯＴＳまたはＦＤＴＳなどの）が水蒸気と共にＣＶＤ反応装置中に導入されるときに、−ＳｉＣｌ3基からのケイ素原子が、液体吐出装置の露出表面上の純粋な酸化物、すなわち無機シード層１６５の−ＯＨ基からの酸素原子と結合し、露出された他の末端、すなわち、非湿潤性末端を有する分子の、単層膜などのコーティングが形成されると考えられる。
【００１８】
製造プロセスは、無機シード材料の層および非湿潤性コーティングの層を交互に形成してもよい。これらの場合、個々のシード層は、約５ｎｍおよび約２００ｎｍ厚の間であって差し支えない。装置の露出表面は、シード材料の層を形成する前に洗浄することができる（例えば、酸素プラズマを施すことによって）。仮定で、この製造プロセスにより、シード材料と非湿潤性コーティングの交互の層を備えた積層体が形成され得る。しかしながら、どの特定の理論により制限するものではないが、ある条件下で、洗浄プロセスで、直前に堆積された非湿潤性コーティングが除去され、よって、得られた装置は、単一の連続した厚いシード層（酸化物と非湿潤性コーティングの交互の層ではなく）を有する。明白にするために、このプロセスにおいて、最後の工程で、非湿潤性コーティングの層が形成され、よって、最も外側の表面は非湿潤性である。
【００１９】
別の実施の形態において、被覆液体吐出装置１０５は、無機シード層１６５を備えておらず、非湿潤性コーティング１７０が、液体吐出装置のそのままの表面に直接施される。
【００２０】
図１Ｄを参照すると、液体吐出装置の外面、すなわち、オリフィス１４０を取り囲む領域に、マスク１８０を施す。このマスキング層は、様々な材料から形成してよい。例えば、テープ、ワックス、またはフォトレジストをマスクとして用いることができる。マスク１８０は、それが施される表面を、洗浄工程中に生じる損傷または除去から（例えば、酸素プラズマへの曝露から）、および／またはその後の堆積から（例えば、保護層の堆積から）、保護する。マスク１８０は、その下にある非湿潤性コーティング１７０を除去する、または損傷する、もしくは他の様式で物質的に変えることなく、除去されるように十分に低い付着性を有するであろう。
【００２１】
図１Ｅを参照すると、液体吐出装置に、マスク１８０により被覆されていない非湿潤性コーティングの部分を除去する洗浄工程、例えば、洗浄ガス、例えば、酸素プラズマ処理を施すことができる。酸素プラズマは、チャンバの内部の基体に施しても、もしくは酸素プラズマの供給源を流路の入口に接続しても差し支えない。前者の場合、マスク１８０は、液体吐出装置の外側のチャンバ内の酸素プラズマが、外面上の非湿潤性コーティングを除去するのを妨げる。後者の場合、マスク１８０は、酸素プラズマが、オリフィスを通って逃げるのを妨げ（この場合、マスクは、オリフィス自体を被覆することしか必要ない）、外面の非湿潤性コーティング１７０が除去されるのを妨げる。
【００２２】
洗浄工程は、特にノズルの領域において、内面から非湿潤性コーティングを除去する上で完全には効果的ではないかもしれない。しかしながら、洗浄工程は、その後に堆積される保護層が、液体吐出装置の内面に残っている非湿潤性コーティングと付着し、それを被覆するほど十分に効果的である。どの特定の理論により制限するものではないが、内面には、非湿潤性コーティングのパッチまたは領域、および保護層の付着を可能にするほど十分に大きい露出されたシード層の他のパッチまたは領域が残されているかもしれず、もしくは内面上の非湿潤性コーティングが、保護層の付着を可能にするほど損傷されているかもしれない。
【００２３】
図１Ｆを参照すると、洗浄工程後、マスク１８０が除去される。あるいは、マスクは、保護層の堆積後に除去しても差し支えない。
【００２４】
図１Ｇを参照すると、保護層１９０を、被覆液体吐出装置１０５の露出（マスクがまだ存在する場合には、マスクされていない）表面に施して、選択的に被覆された液体吐出装置１０７が形成される。非湿潤性コーティングの材料は、保護層が、堆積中に非湿潤性コーティング１７０に付着しないようなものであって差し支えない（それゆえ、マスクは、保護層の堆積前に除去することができるが、保護層は、非湿潤性コーティング１７０に付着せず、その上には形成されない）。しかしながら、上述したように、洗浄工程は、保護層が、洗浄が施された液体吐出装置の表面、例えば、内面上に残っている任意の非湿潤性材料に付着し、被覆するほど十分に効果的である。
【００２５】
保護層１９０は、非常に湿潤性である露出表面、例えば、完成した装置の内面を提供する。ある実施の形態において、保護層１９０は無機酸化物から形成される。例えば、無機酸化物はケイ素を含んでよく、例えば、無機酸化物はＳｉＯ2であってよい。保護層１９０は、上述したＣＶＤなどの従来の手段により堆積してよく、最初の洗浄工程、例えば、酸素プラズマを用い、非湿潤性コーティングが所望の表面に付着するようにして差し支えない。その上、同じ装置を用いて、堆積すべき表面を洗浄し、かつ保護層を堆積させてもよい。保護層１９０は、非湿潤性コーティング１７０よりも湿潤性であってよい。
【００２６】
ある実施の形態において、保護層１９０は、同じ条件下で堆積させ、シード層１６５と同じ材料特性、例えば、同じ湿潤性を有していてよい。保護層１９０はシード層１６５よりも薄くて差し支えない。
【００２７】
他の実施の形態において、保護層１９０は、異なる条件下で堆積し、シード層１６５とは異なる材料特性を有してよい。例えば、保護層１９０は、シード層１６５よりも、密度が小さく、より多孔質であってよい。例えば、保護層１９０は、Ｘ線反射率により測定して、約２．４ｇ／ｃｍ3未満、例えば、約２．２ｇ／ｃｍ3未満、例えば、約２．０ｇ／ｃｍ3未満の密度を有していてよい。これとは反対に、上述した方法によって（すなわち、堆積中に基体を、ほぼ室温と約１００℃の間に加熱することによって）堆積された、シード層１６５は、約２．４ｇ／ｃｍ3より大きい、例えば、２．６ｇ／ｃｍ3の密度を有していてよい。これらの実施の形態において、保護層１９０はシード層１６５よりも湿潤性であってよい。例えば、保護層１９０は、約３０度未満、例えば、約２０度未満、例えば、１０度未満の水との接触角を有してよい。これとは反対に、シード層１６５は、約３０度より大きい、例えば、約４０度の水との接触角を有してよい。
【００２８】
要約すると、最終製品において、オリフィス１４０を取り囲む表面（例えば、外面）は、非湿潤性であり、吐出すべき液体と接触する表面（例えば、内面）は、非湿潤性コーティングで被覆された表面よりも湿潤性である。
【００２９】
図２Ａ〜２Ｂを参照すると、ある実施の形態において、保護層１９０は、事前の洗浄工程がない場合でさえも、非湿潤性コーティングに付着する材料である。この場合、保護層１９０は、事前の洗浄工程がなくとも、内面に施すことができる。
【００３０】
図２Ａを参照すると、マスク１８０は、非湿潤性コーティング１７０の堆積後に施される。マスク１８０は、可逆的に取り付けてよく、マスキングされた表面の保護が、例えば、保護層１９０の堆積後に、もはや必要ないときに、除去される。
【００３１】
さらに図２Ａを参照すると、次いで、保護層１９０を堆積させることができる。保護層１９０は、液体吐出装置の露出された内面を被覆できる。保護層はまた、マスク１８０の露出表面、例えば、露出された内面および外面を被覆できる。例えば、マスクが取り付けられた液体吐出装置１０５をＣＶＤ反応装置内に配置してよく、その中に、保護層１９０の前駆体、例えば、ＳｉＣｌ4および水蒸気が導入される。そのような実施の形態において、保護層は、マスクの外面およびノズルに及ぶ内面の部分上に形成される。
【００３２】
図２Ｂを参照すると、マスク上の保護層は、マスクが非湿潤性コーティング１７０から除去されるときに除去される。それゆえ、図２Ｂの完成した装置は、非湿潤性の特定の表面および非湿潤性コーティングで被覆された表面よりも湿潤性である他の表面を有する。
【００３３】
代わりの実施の形態において、保護層１９０は、保護層１９０は内面（例えば、開口に及ぶ内面の部分）のみに堆積されているから、または保護層はマスクに物理的に付着しないからのいずれかの理由のために、マスク１８０の露出された外面を被覆しない。前者の場合は、例えば、液体吐出装置１０５に、保護層１９０の前駆体（例えば、ＳｉＣｌ4および水蒸気）のみが液体吐出装置の露出された内面（すなわち、液体吐出装置から吐出すべき液体に接触する表面）のみに導入されるように適切な付着物を設けることによって、行ってもよい。これらの実施の形態において、マスク１８０は、保護層が外面領域に到達するのを防ぐためにオリフィス１４０を取り囲む十分に局所化された領域に施してよい。
【００３４】
図３Ａ〜Ｃを参照すると、洗浄工程は、保護層１９０を堆積させる前に、非湿潤性コーティング１７０が内面から完全に除去されるほど十分に効果的であり得る。図３Ａにおいて、非湿潤性コーティング１７０は、ここにその全てを引用する米国特許出願第１１／４７９１５２号明細書に記載されているように、内面から除去されている（例えば、酸素プラズマをポンピングチャンバ１３５および下降部１３０に施すことによって）か、または内面に堆積されていない。
【００３５】
図３Ｂを参照すると、保護層１９０は、少なくとも露出された内面上に堆積され（例えば、上述したようなＣＶＤにより）、液体吐出装置１０９が形成される。保護層１９０は、非常に湿潤性である完成した装置の露出された酸化物表面を提供する。上述したように、保護層１９０は、シード層１６５とは異なる条件下で堆積され、異なる材料特性を有し得る。
【００３６】
図３Ｃは、マスク１８０が除去された液体吐出装置１０９を示している。このマスクは、保護層１９０の堆積の前または後いずれに除去してもよい。図３Ｃに示された最終的な完成装置は、非湿潤性である外面、および非湿潤性表面よりも湿潤性である内面を備えた液体吐出装置である。
【００３７】
本発明の数多くの実施の形態を説明してきた。それでも、様々な改変が、本発明の精神および範囲から逸脱せずに行えることが理解されよう。例えば、方法の工程は、異なる順序で行ってよく、それでも所望の結果が得られるであろう。したがって、本発明の実施の形態も以下の特許請求の範囲内である。
【符号の説明】
【００３８】
１００，１０５，１０９ 液体吐出装置
１１０ 流路モジュール
１２０ ノズル層
１３０ 下降部
１４０ オリフィス
１６５ 無機シード層
１７０ 非湿潤性コーティング
１７２ アクチュエータ
１７４，１７８ 電極層
１７６ 圧電層
１８０ マスク
１９０ 保護層
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００６年１２月２２日に出願された係属中の米国仮特許出願第６０／８７１７６３号、２００６年１２月４日に出願された係属中の米国仮特許第６０／８６８５３６号、および２００６年１２月１日に出願された係属中の米国仮特許第６０／８６８３２８号の優先権を主張するものであり、これらの各々の全ての内容をここに引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、液体吐出装置上へのコーティングに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
液体吐出装置（例えば、インクジェット・プリントヘッド）は一般に、内面と、液体がそこを通って吐出されるオリフィスと、外面とを有する。液体がオリフィスから吐出されるときに、その液体は、液体吐出装置の外面に蓄積し得る。液体がオリフィスに隣接した外面に蓄積すると、オリフィスから吐出されるさらなる液体が、蓄積した液体との相互作用（例えば、表面張力による）によって、意図した移動経路から逸らされるまたは完全に妨げられることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テフロン（登録商標）およびフルオロカーボンポリマーなどの非湿潤性コーティングを用いて、表面を被覆することができる。しかしながら、「テフロン」およびフルオロカーボンポリマーは、一般に軟らかく、耐久性のあるコーティングではない。これらのコーティングは、高価であり、模様を付けることが難しいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この開示には、第１の表面、第２の表面、および第２の表面と接触した液体を吐出できるオリフィスを有する液体吐出装置が取り上げられている。ある態様において、この液体吐出装置は、少なくとも第１の表面の部分を被覆する非湿潤性層、および第２の表面の部分を被覆するが第１の表面の大部分は被覆しない保護層を有し、この保護層は非湿潤性層よりも湿潤性である。
【０００６】
この装置の実施の形態は、以下の特徴を１つ以上含む。非湿潤性層は、炭素とフッ素の各々を少なくとも１原子有する分子を含んでよい。非湿潤性層は単層であってよい。非湿潤性層は疎水性であってよい。非湿潤性層は、無機シード層上に直接形成されてもよい。保護層は、二酸化ケイ素などの無機酸化物を含んでもよい。保護層は親水性であってもよい。ある実施の形態において、保護層は非湿潤性層上に直接形成されてもよい。代わりの実施の形態において、保護層は無機酸化物層上に直接形成されてもよい。ある実施の形態において、第１の表面は液体吐出装置の外面であってもよい。
【０００７】
この開示には、液体吐出装置の選択された部分上に非湿潤性単層を形成する方法も取り上げられている。非湿潤性層を液体吐出装置の第１と第２の表面に堆積させ、第１の表面にマスキングを施し、湿潤性層を必要に応じて第２の表面から除去し、保護層を第２の表面に堆積させる。
【０００８】
これらの方法の実施の形態は、以下の特徴を１つ以上含む。非湿潤性層は蒸着により堆積させてもよい。マスキングは、テープ、フォトレジスト、またはワックスの内の少なくとも１つを施すことを含んでよい。保護層の堆積は、無機酸化物を堆積させることを含んでよい。無機酸化物は二酸化ケイ素であってよい。ある実施の形態において、マスクは、保護層を堆積させた後に第１の表面から除去してよく、マスクの除去で、マスク上に堆積された保護層も除去してよい。他の実施の形態において、マスクは、保護層を堆積させる前であるが、液体吐出装置を酸素プラズマに曝露した後に除去してよい。無機層は、非湿潤性層の堆積前に、第１と第２の表面に堆積させてもよい。第１の表面は、液体吐出装置内のオリフィスを取り囲む領域を含んでよく、第２の表面は、液体吐出装置により吐出すべき液体と接触する領域を含んでよい。第１の表面は外面であってよく、第２の表面は内面であってよい。
【発明の効果】
【０００９】
ある実施の形態は、以下の利点を１つ以上有するであろう。オリフィスを取り囲む外面は非湿潤性であってよく、吐出すべき液体に接触する内面は湿潤性であってよい。非湿潤性層は、液体吐出装置の外面上の液体の蓄積を減少させ、それによって、液体吐出装置の信頼性が改善されるであろう。非湿潤性層は、耐久性であり、ほとんどの溶媒中に不溶性であり、数多くの種類のインクがこの液体吐出装置に使用可能になる。保護層は、先の洗浄工程において内面から除去されていない非湿潤性層のどの部分を被覆してもよく、それによって、内面が高湿潤性である層により被覆されることを確実にしてもよい。吐出すべき液体と接触する表面上の高湿潤性の保護層により、液滴のサイズ、吐出速度、および他の液体吐出装置の性質についての制御を改善することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】未被覆の液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｂ】全ての露出表面に無機層が堆積されている、図１Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｃ】全ての露出表面に非湿潤性コーティングが堆積されている、図１Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｄ】マスクが外面を被覆している図１Ｃからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｅ】非湿潤性コーティングが内面から部分的に除去されている、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｆ】マスクが除去された、図１Ｅからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図１Ｇ】保護層が内面を被覆している、図１Ｆからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図２Ａ】保護層が内面を被覆している、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図２Ｂ】マスクが除去された、図２Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ａ】内面から非湿潤性コーティングが除去された、図１Ｄからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ｂ】保護層が内面を被覆している、図３Ａからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【図３Ｃ】マスクが除去された、図３Ｂからの液体吐出装置の実施の形態の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、ここにその内容を引用する、２００５年１０月２１日に出願された米国特許出願第１１／２５６６６９号明細書に記載されたように構成できる、未被覆の液体吐出装置１００（例えば、インクジェット・プリントヘッド・ノズル）の断面図である。未被覆の液体吐出装置１００は、流路モジュール１１０およびノズル層１２０を備え、その両方とも、シリコン（例えば、単結晶シリコン）から製造できる。ある実施の形態において、未被覆の液体吐出装置１００は単一ユニットであり、流路モジュール１１０およびノズル層１２０は別個の部品ではない。膜層１８２がポンピングチャンバ上に配置されている。アクチュエータ１７２がポンピングチャンバ１３５内の液体（例えば、水性インクなどのインク）を加圧する。液体は、降下部１３０を流通し、ノズル層１２０内のオリフィス１４０を通して吐出される。アクチュエータ１７２は、圧電層１７６、下側電極１７８（例えば、接地電極）、および上側電極１７４（例えば、駆動電極）を備えることができる。膜層１８２およびアクチュエータ１７２は、以下の図面には示されていないが、存在している。
【００１２】
図１Ｂに示したように、未被覆の液体吐出装置１００は、必要に応じて、内面と外面を備えた液体吐出装置（例えば、ノズル層１２０および流路モジュール１１０）の露出表面上に形成された無機シード層１６５を備えることができる。そのような場合、未被覆の吐出装置の表面は、無機シード層１６５の表面であると考えられる。無機シード層１６５は、シランまたはシロキサンのコーティングの付着を促進させる材料、例えば、無機酸化物、例えば、ＳｉＯ2から形成してよい。ある実施の形態において、無機シード層１６５は純粋な酸化物層である（そのような純粋な酸化物は一般に、１から３ｎｍの厚さを有する）。別の実施の形態において、無機シード層１６５は、ＳｉＯ2などの堆積されたシード層である。
【００１３】
ＳｉＯ2の無機シード層１６５は、ＳｉＣｌ4および水蒸気を、未被覆の液体吐出装置１００を収容している化学蒸着（ＣＶＤ）反応装置内に導入することによって、ノズル層１２０および流路モジュール１１０の露出表面上に形成できる。ＣＶＤチャンバと真空ポンプとの間のバルブを、このチャンバをポンプダウンした後に閉じ、ＳｉＣｌ4およびＨ2Ｏの蒸気をチャンバに導入する。ＳｉＣｌ4の分圧は０．０５および４０トールの間（例えば、０．１から５トールまで）であって差し支えなく、Ｈ2Ｏの分圧は０．０５および２０トールの間（例えば、０．２から１０トールまで）であって差し支えない。シード層１６５は、ほぼ室温と約１００℃の間の温度まで加熱された基体上に堆積される。例えば、基体は加熱されていなくてもよいが、ＣＶＤチャンバは３５℃であり得る。あるいは、無機シード層１６５をスパッタリングしても差し支えない。無機シード層１６５を被覆すべき表面は、例えば、酸素プラズマを施すことによって、被覆前に洗浄することができる。このプロセスにおいて、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源を用いて、有機材料をエッチングする活性酸素ラジカルを生成して、清浄な酸化物表面を形成する。製造プロセスのある実施の形態では、一回の連続工程でシード層全体を堆積させて、一体のモノリスシード層を提供する。
【００１４】
シード層１６５の厚さは約５ｎｍおよび約２００ｎｍの間であって差し支えない。吐出すべきある種の液体について、無機シード層の厚さにより性能が影響を受け得る。例えば、ある種の「困難な」液体について、より厚い層、例えば、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上などの３０ｎｍ以上の層により、改善された性能が与えられる。そのような「困難な」液体としては、例えば、様々な導電性ポリマーおよび発光ポリマー、例えば、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、またはダウ・ケミカル社(Dow Chemical)からのＤＯＷ Ｇｒｅｅｎ Ｋ２などの発光ポリマーが挙げられる。他の発光ポリマー（ポリマー発光ダイオードとしても知られている）が、ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジーズ社(Cambridge Display Technologies)、住友化学、およびコヴィオン社(Covion)（Merck KGaAの子会社）を含む供給会社から得られる。
【００１５】
液体吐出装置がそれから製造されるある材料（例えば、シリコンまたは酸化ケイ素）は親水性であり、それは一般に、液体が吐出されたときに、外面上の液体蓄積の問題を悪化させる。図１Ｃを参照すると、非湿潤性コーティング１７０、例えば、疎水性材料の層を、未被覆の液体吐出装置（または、必要に応じて、無機シード層が被覆された液体吐出装置）の露出表面上に堆積させて、被覆液体吐出装置１０５が形成される。ある実施の形態において、非湿潤性コーティング１７０は自己組織化単層膜、すなわち、単分子層を形成する。非湿潤性コーティング１７０は、はけ塗り、ロール塗り、または回転塗りされるのではなく、蒸着を用いて堆積させることができる。液体吐出装置の外面は、非湿潤性コーティング１７０を塗布する前に洗浄することができる（例えば、酸素プラズマを施すことによって）。
【００１６】
非湿潤性コーティング１７０は、例えば、前駆体と水の蒸気を低圧でＣＶＤチャンバ中に導入することによって、堆積させることができる。前駆体の分圧は０．０５および１トールの間（例えば、０．１から０．５トールまで）であって差し支えなく、Ｈ2Ｏの分圧は０．０５および２０トールの間（例えば、０．１から２トールまで）であって差し支えない。堆積温度は室温と約１００℃の間であって差し支えない。被覆プロセスおよび無機シード層１６５は、一例として、アプライド・マイクロストラクチャーズ社(Applied MicroStructures, Inc)から市販されているＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＶＤ）（商標）を用いて形成することができる。
【００１７】
非湿潤性コーティング１７０の適切な前駆体としては、一例として、非湿潤性である末端、および液体吐出装置の表面に付着できる末端を備えた分子を含有する前駆体が挙げられる。例えば、一端が−ＣＦ3基で終端し、他端が−ＳｉＣｌ3基で終端している炭素鎖を含む前駆体分子を使用できる。シリコン表面に付着する適切な前駆体の特別な例としては、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）および１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシル−トリクロロシラン（ＦＤＴＳ）が挙げられる。どの特定の理論により制限するものではないが、その分子が−ＳｉＣｌ3末端を含む前駆体（ＦＯＴＳまたはＦＤＴＳなどの）が水蒸気と共にＣＶＤ反応装置中に導入されるときに、−ＳｉＣｌ3基からのケイ素原子が、液体吐出装置の露出表面上の純粋な酸化物、すなわち無機シード層１６５の−ＯＨ基からの酸素原子と結合し、露出された他の末端、すなわち、非湿潤性末端を有する分子の、単層膜などのコーティングが形成されると考えられる。
【００１８】
製造プロセスは、無機シード材料の層および非湿潤性コーティングの層を交互に形成してもよい。これらの場合、個々のシード層は、約５ｎｍおよび約２００ｎｍ厚の間であって差し支えない。装置の露出表面は、シード材料の層を形成する前に洗浄することができる（例えば、酸素プラズマを施すことによって）。仮定で、この製造プロセスにより、シード材料と非湿潤性コーティングの交互の層を備えた積層体が形成され得る。しかしながら、どの特定の理論により制限するものではないが、ある条件下で、洗浄プロセスで、直前に堆積された非湿潤性コーティングが除去され、よって、得られた装置は、単一の連続した厚いシード層（酸化物と非湿潤性コーティングの交互の層ではなく）を有する。明白にするために、このプロセスにおいて、最後の工程で、非湿潤性コーティングの層が形成され、よって、最も外側の表面は非湿潤性である。
【００１９】
別の実施の形態において、被覆液体吐出装置１０５は、無機シード層１６５を備えておらず、非湿潤性コーティング１７０が、液体吐出装置のそのままの表面に直接施される。
【００２０】
図１Ｄを参照すると、液体吐出装置の外面、すなわち、オリフィス１４０を取り囲む領域に、マスク１８０を施す。このマスキング層は、様々な材料から形成してよい。例えば、テープ、ワックス、またはフォトレジストをマスクとして用いることができる。マスク１８０は、それが施される表面を、洗浄工程中に生じる損傷または除去から（例えば、酸素プラズマへの曝露から）、および／またはその後の堆積から（例えば、保護層の堆積から）、保護する。マスク１８０は、その下にある非湿潤性コーティング１７０を除去する、または損傷する、もしくは他の様式で物質的に変えることなく、除去されるように十分に低い付着性を有するであろう。
【００２１】
図１Ｅを参照すると、液体吐出装置に、マスク１８０により被覆されていない非湿潤性コーティングの部分を除去する洗浄工程、例えば、洗浄ガス、例えば、酸素プラズマ処理を施すことができる。酸素プラズマは、チャンバの内部の基体に施しても、もしくは酸素プラズマの供給源を流路の入口に接続しても差し支えない。前者の場合、マスク１８０は、液体吐出装置の外側のチャンバ内の酸素プラズマが、外面上の非湿潤性コーティングを除去するのを妨げる。後者の場合、マスク１８０は、酸素プラズマが、オリフィスを通って逃げるのを妨げ（この場合、マスクは、オリフィス自体を被覆することしか必要ない）、外面の非湿潤性コーティング１７０が除去されるのを妨げる。
【００２２】
洗浄工程は、特にノズルの領域において、内面から非湿潤性コーティングを除去する上で完全には効果的ではないかもしれない。しかしながら、洗浄工程は、その後に堆積される保護層が、液体吐出装置の内面に残っている非湿潤性コーティングと付着し、それを被覆するほど十分に効果的である。どの特定の理論により制限するものではないが、内面には、非湿潤性コーティングのパッチまたは領域、および保護層の付着を可能にするほど十分に大きい露出されたシード層の他のパッチまたは領域が残されているかもしれず、もしくは内面上の非湿潤性コーティングが、保護層の付着を可能にするほど損傷されているかもしれない。
【００２３】
図１Ｆを参照すると、洗浄工程後、マスク１８０が除去される。あるいは、マスクは、保護層の堆積後に除去しても差し支えない。
【００２４】
図１Ｇを参照すると、保護層１９０を、被覆液体吐出装置１０５の露出（マスクがまだ存在する場合には、マスクされていない）表面に施して、選択的に被覆された液体吐出装置１０７が形成される。非湿潤性コーティングの材料は、保護層が、堆積中に非湿潤性コーティング１７０に付着しないようなものであって差し支えない（それゆえ、マスクは、保護層の堆積前に除去することができるが、保護層は、非湿潤性コーティング１７０に付着せず、その上には形成されない）。しかしながら、上述したように、洗浄工程は、保護層が、洗浄が施された液体吐出装置の表面、例えば、内面上に残っている任意の非湿潤性材料に付着し、被覆するほど十分に効果的である。
【００２５】
保護層１９０は、非常に湿潤性である露出表面、例えば、完成した装置の内面を提供する。ある実施の形態において、保護層１９０は無機酸化物から形成される。例えば、無機酸化物はケイ素を含んでよく、例えば、無機酸化物はＳｉＯ2であってよい。保護層１９０は、上述したＣＶＤなどの従来の手段により堆積してよく、最初の洗浄工程、例えば、酸素プラズマを用い、非湿潤性コーティングが所望の表面に付着するようにして差し支えない。その上、同じ装置を用いて、堆積すべき表面を洗浄し、かつ保護層を堆積させてもよい。保護層１９０は、非湿潤性コーティング１７０よりも湿潤性であってよい。
【００２６】
ある実施の形態において、保護層１９０は、同じ条件下で堆積させ、シード層１６５と同じ材料特性、例えば、同じ湿潤性を有していてよい。保護層１９０はシード層１６５よりも薄くて差し支えない。
【００２７】
他の実施の形態において、保護層１９０は、異なる条件下で堆積し、シード層１６５とは異なる材料特性を有してよい。例えば、保護層１９０は、シード層１６５よりも、密度が小さく、より多孔質であってよい。例えば、保護層１９０は、Ｘ線反射率により測定して、約２．４ｇ／ｃｍ3未満、例えば、約２．２ｇ／ｃｍ3未満、例えば、約２．０ｇ／ｃｍ3未満の密度を有していてよい。これとは反対に、上述した方法によって（すなわち、堆積中に基体を、ほぼ室温と約１００℃の間に加熱することによって）堆積された、シード層１６５は、約２．４ｇ／ｃｍ3より大きい、例えば、２．６ｇ／ｃｍ3の密度を有していてよい。これらの実施の形態において、保護層１９０はシード層１６５よりも湿潤性であってよい。例えば、保護層１９０は、約３０度未満、例えば、約２０度未満、例えば、１０度未満の水との接触角を有してよい。これとは反対に、シード層１６５は、約３０度より大きい、例えば、約４０度の水との接触角を有してよい。
【００２８】
要約すると、最終製品において、オリフィス１４０を取り囲む表面（例えば、外面）は、非湿潤性であり、吐出すべき液体と接触する表面（例えば、内面）は、非湿潤性コーティングで被覆された表面よりも湿潤性である。
【００２９】
図２Ａ〜２Ｂを参照すると、ある実施の形態において、保護層１９０は、事前の洗浄工程がない場合でさえも、非湿潤性コーティングに付着する材料である。この場合、保護層１９０は、事前の洗浄工程がなくとも、内面に施すことができる。
【００３０】
図２Ａを参照すると、マスク１８０は、非湿潤性コーティング１７０の堆積後に施される。マスク１８０は、可逆的に取り付けてよく、マスキングされた表面の保護が、例えば、保護層１９０の堆積後に、もはや必要ないときに、除去される。
【００３１】
さらに図２Ａを参照すると、次いで、保護層１９０を堆積させることができる。保護層１９０は、液体吐出装置の露出された内面を被覆できる。保護層はまた、マスク１８０の露出表面、例えば、露出された内面および外面を被覆できる。例えば、マスクが取り付けられた液体吐出装置１０５をＣＶＤ反応装置内に配置してよく、その中に、保護層１９０の前駆体、例えば、ＳｉＣｌ4および水蒸気が導入される。そのような実施の形態において、保護層は、マスクの外面およびノズルに及ぶ内面の部分上に形成される。
【００３２】
図２Ｂを参照すると、マスク上の保護層は、マスクが非湿潤性コーティング１７０から除去されるときに除去される。それゆえ、図２Ｂの完成した装置は、非湿潤性の特定の表面および非湿潤性コーティングで被覆された表面よりも湿潤性である他の表面を有する。
【００３３】
代わりの実施の形態において、保護層１９０は、保護層１９０は内面（例えば、開口に及ぶ内面の部分）のみに堆積されているから、または保護層はマスクに物理的に付着しないからのいずれかの理由のために、マスク１８０の露出された外面を被覆しない。前者の場合は、例えば、液体吐出装置１０５に、保護層１９０の前駆体（例えば、ＳｉＣｌ4および水蒸気）のみが液体吐出装置の露出された内面（すなわち、液体吐出装置から吐出すべき液体に接触する表面）のみに導入されるように適切な付着物を設けることによって、行ってもよい。これらの実施の形態において、マスク１８０は、保護層が外面領域に到達するのを防ぐためにオリフィス１４０を取り囲む十分に局所化された領域に施してよい。
【００３４】
図３Ａ〜Ｃを参照すると、洗浄工程は、保護層１９０を堆積させる前に、非湿潤性コーティング１７０が内面から完全に除去されるほど十分に効果的であり得る。図３Ａにおいて、非湿潤性コーティング１７０は、ここにその全てを引用する米国特許出願第１１／４７９１５２号明細書に記載されているように、内面から除去されている（例えば、酸素プラズマをポンピングチャンバ１３５および下降部１３０に施すことによって）か、または内面に堆積されていない。
【００３５】
図３Ｂを参照すると、保護層１９０は、少なくとも露出された内面上に堆積され（例えば、上述したようなＣＶＤにより）、液体吐出装置１０９が形成される。保護層１９０は、非常に湿潤性である完成した装置の露出された酸化物表面を提供する。上述したように、保護層１９０は、シード層１６５とは異なる条件下で堆積され、異なる材料特性を有し得る。
【００３６】
図３Ｃは、マスク１８０が除去された液体吐出装置１０９を示している。このマスクは、保護層１９０の堆積の前または後いずれに除去してもよい。図３Ｃに示された最終的な完成装置は、非湿潤性である外面、および非湿潤性表面よりも湿潤性である内面を備えた液体吐出装置である。
【００３７】
本発明の数多くの実施の形態を説明してきた。それでも、様々な改変が、本発明の精神および範囲から逸脱せずに行えることが理解されよう。例えば、方法の工程は、異なる順序で行ってよく、それでも所望の結果が得られるであろう。したがって、本発明の実施の形態も以下の特許請求の範囲内である。
【符号の説明】
【００３８】
１００，１０５，１０９ 液体吐出装置
１１０ 流路モジュール
１２０ ノズル層
１３０ 下降部
１４０ オリフィス
１６５ 無機シード層
１７０ 非湿潤性コーティング
１７２ アクチュエータ
１７４，１７８ 電極層
１７６ 圧電層
１８０ マスク
１９０ 保護層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを有するノズル層であって、該ノズル層が第１の表面と第２の表面とを含むものであり、前記第１の表面が前記ノズル層の外面、前記第２の表面が前記ノズル層の内面であり、前記第１の表面に形成され、該第２の表面と接触した液体を吐出可能にするオリフィスを備えた前記ノズル層と、
前記第１の表面の少なくとも一部と前記第２の表面の少なくとも一部とを被覆する非湿潤性層と、
前記第１の表面の大部分ではなく前記第２の表面の少なくとも一部上に前記非湿潤性層を備えた前記第２の表面を被覆する保護層であって、前記非湿潤性層よりも湿潤性である前記保護層と、
を備えた液体吐出装置。
【請求項２】
前記非湿潤性層が前記第２の表面を完全に被覆し、前記保護層が前記第２の表面上の前記非湿潤性層を完全に被覆するもものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１の表面および第２の表面上であって前記非湿潤性層および前記保護層より下に堆積されたシード層をさらに備えた請求項１または２記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記ノズル層がシリコンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記保護層が二酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の液体吐出装置。
【請求項６】
ノズル層を備えた液体吐出装置上に非湿潤性層を形成する方法であって、
前記液体吐出装置の第１の表面および第２の表面上に非湿潤性層を堆積させる工程であって、前記第１の表面が前記液体吐出装置の外面であり、前記第２の表面が前記液体吐出装置の内面であり、前記ノズル層内に第２の表面に接触した液体を吐出可能にするオリフィスが形成されている前記工程と、
前記第２の表面から前記非湿潤性層の一部を除去する工程と、
前記第２の表面上の前記非湿潤性層のいかなる残存部分を含む前記第２の表面上に保護層を堆積させる工程であって、前記保護層が前記非湿潤性層よりも湿潤性である前記工程と、
を有してなる方法。
【請求項７】
前記第２の表面から前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する前に前記第１の表面にマスクを施す工程をさらに含み、該マスクを施す工程が、テープ、フォトレジスト、またはワックスの内の少なくとも１つを施す工程を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記保護層を堆積させた後、前記第１の表面から前記マスクを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記マスクを除去する工程が、前記マスク上に堆積された保護層も除去することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記保護層を堆積させる前であるが、前記第２の表面から前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去した後に、前記第１の表面から前記マスクを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する工程が、前記液体吐出装置を酸素プラズマに曝露する工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する工程が、該非湿潤性層の全ては除去しないことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記非湿潤性層を堆積させる前に、前記第１と第２の表面上に無機層を堆積させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記非湿潤性層を蒸着により堆積させることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記保護層を堆積させる工程が、無機酸化物を堆積させる工程を含むことを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記無機酸化物が二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１】
ノズルを有するノズル層であって、該ノズル層が第１の表面と第２の表面とを含むものであり、前記第１の表面が前記ノズル層の外面、前記第２の表面が前記ノズル層の内面であり、前記第１の表面に形成され、該第２の表面と接触した液体を吐出可能にするオリフィスを備えた前記ノズル層と、
前記第１の表面の少なくとも一部と前記第２の表面の少なくとも一部とを被覆する非湿潤性層と、
前記第１の表面の大部分ではなく前記第２の表面の少なくとも一部上に前記非湿潤性層を備えた前記第２の表面を被覆する保護層であって、前記非湿潤性層よりも湿潤性である前記保護層と、
を備えた液体吐出装置。
【請求項２】
前記非湿潤性層が前記第２の表面を完全に被覆し、前記保護層が前記第２の表面上の前記非湿潤性層を完全に被覆するもものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１の表面および第２の表面上であって前記非湿潤性層および前記保護層より下に堆積されたシード層をさらに備えた請求項１または２記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記ノズル層がシリコンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記保護層が二酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の液体吐出装置。
【請求項６】
ノズル層を備えた液体吐出装置上に非湿潤性層を形成する方法であって、
前記液体吐出装置の第１の表面および第２の表面上に非湿潤性層を堆積させる工程であって、前記第１の表面が前記液体吐出装置の外面であり、前記第２の表面が前記液体吐出装置の内面であり、前記ノズル層内に第２の表面に接触した液体を吐出可能にするオリフィスが形成されている前記工程と、
前記第２の表面から前記非湿潤性層の一部を除去する工程と、
前記第２の表面上の前記非湿潤性層のいかなる残存部分を含む前記第２の表面上に保護層を堆積させる工程であって、前記保護層が前記非湿潤性層よりも湿潤性である前記工程と、
を有してなる方法。
【請求項７】
前記第２の表面から前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する前に前記第１の表面にマスクを施す工程をさらに含み、該マスクを施す工程が、テープ、フォトレジスト、またはワックスの内の少なくとも１つを施す工程を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記保護層を堆積させた後、前記第１の表面から前記マスクを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記マスクを除去する工程が、前記マスク上に堆積された保護層も除去することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記保護層を堆積させる前であるが、前記第２の表面から前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去した後に、前記第１の表面から前記マスクを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する工程が、前記液体吐出装置を酸素プラズマに曝露する工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記非湿潤性層の少なくとも一部を除去する工程が、該非湿潤性層の全ては除去しないことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記非湿潤性層を堆積させる前に、前記第１と第２の表面上に無機層を堆積させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記非湿潤性層を蒸着により堆積させることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記保護層を堆積させる工程が、無機酸化物を堆積させる工程を含むことを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記無機酸化物が二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【公開番号】特開２０１３−６００１７（Ｐ２０１３−６００１７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５７３２０（Ｐ２０１２−２５７３２０）
【出願日】平成２４年１１月２６日（２０１２．１１．２６）
【分割の表示】特願２００９−５３９５２３（Ｐ２００９−５３９５２３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５０２１２２７９４）フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２６日（２０１２．１１．２６）
【分割の表示】特願２００９−５３９５２３（Ｐ２００９−５３９５２３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５０２１２２７９４）フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド (73)
【Ｆターム（参考）】
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