JP2004025657A

JP2004025657A - Ink jet head

Info

Publication number: JP2004025657A
Application number: JP2002186091A
Authority: JP
Inventors: Yasuisa Kobayashi; 小林　靖功; Takeshi Eguchi; 江口　毅; Toshiya Matsuyama; 松山　敏也; Yumiko Ohashi; 大橋　弓子; Atsushi Ito; 伊藤　敦
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head which can reduce clogging of nozzle holes by ink and can assure the wettability of ink in nozzle holes. <P>SOLUTION: The ink jet head is prepared for an ink jet registering device and has a plane layered structure for jetting ink to a printing surface. Water repellent plating is executed to a surface of a nozzle plate 29 which constitutes the part of the ink jet head and has nozzle holes 13. The surface is counter to the printing surface. Moreover, the plating sheet 52 is designed so as not to enter the inside of the nozzle holes. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを印字面に噴射することで所望の画像を形成するインクジェット記録装置のインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エッチング等で予め空間を形成してある複数枚の薄い平板を複数枚積層・接着することで、前記の空間同士を接続し、マニホールド流路や圧力室やノズル孔などのインク流路を内部に形成する構成としたインクジェットヘッドの技術は公知となっている。
【０００３】
そして、このインクジェットヘッドを構成するプレートのうち前記ノズル孔を形成してあるプレート（ノズルプレート）について、噴射されたインクが当該ノズルプレートに付着するのを防止すべく、その印字面と対向する面に撥水性のメッキ膜を形成したものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ノズル孔から噴射されたインクがノズルプレートに付着するのを確実に防止したいという観点からは、前記メッキ膜がノズル孔の開口のキワのぎりぎりにまで形成され、ノズル孔の開口部分でインクが濡れて留まることを防止できることが望ましい。
しかしながら、上述のようにメッキ膜が開口のキワ位置まで形成されるようにメッキ処理をコントロールすることは困難であった。特に、高画質化の要請からノズル孔の小径化・高集積化が進展している近時の状況においては、安定して開口のキワのぎりぎりまでメッキ膜を形成させることは極めて困難とされていた。
【０００５】
なお、上記見地から、ノズルプレートの表面に形成してある前記メッキ膜を、前記開口からノズル孔の内面にまで積極的に入り込ませる構成としたインクジェットヘッドも公知とされている。確かにこの構成によれば、ノズル孔の開口周囲にインク液滴が付着して濡れて留まることを回避できることになる。
しかしながらこの構成では、撥水メッキ膜がノズル孔内部にまで形成されているために、当該ノズル孔の内部でのインクの濡れ性が低下し、例えばノズル孔の部分にインクの良好なメニスカスを安定して形成できなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてされたものであり、その目的は、インクによるノズル孔の目詰まりを低減でき、かつ、ノズル孔内のインクの濡れ性を確保できるインクジェットヘッドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、インクジェット記録装置に備えられる、印字面にインクを噴射するためのインクジェットヘッドであって、当該インクジェットヘッドの一部を構成するとともにノズル孔を有するノズルプレートには、その前記印字面に対向する面に撥水性のメッキが施され、かつ、そのメッキ膜が前記ノズル孔の内部に入り込まないように構成されているものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ノズルプレートが、少なくとも、・当該ノズルプレートに、前記印字面と反対側からプレス加工をすることにより貫通状のノズル孔を形成する、第一工程、・ノズルプレートの印字面と反対側の面にレジストを塗布するとともに、前記第一の工程で形成されたノズル孔の内部に当該レジストを充填する、第二工程、・ノズルプレートの印字面側の面に研磨加工を施す、第三工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第四工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第五工程、を含む方法で製造されているものである。
【００１０】
請求項３においては、前記ノズルプレートが、少なくとも、・予めノズル孔を形成した前記ノズルプレートを、印字面側の面を上に向けた状態で、予め形成してあるレジスト層上に載置し、当該レジストを毛細管現象により前記ノズル孔内に充填する、第一工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第二工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第三工程、を含む方法で製造されているものである。
【００１１】
請求項４においては、インクジェット記録装置に備えられる、印字面にインクを噴射するインクジェットヘッドであって、当該インクジェットヘッドの一部を構成するとともにノズル孔を有するノズルプレートには、前記印字面に対向する面に撥水性のメッキが施されるとともに、当該メッキ膜のノズル孔内に入り込んだ部分に高エネルギ線を照射して、当該部分の撥水性を喪失させてあるものである。
【００１２】
請求項５においては、前記ノズルプレートが、少なくとも、・予めノズル孔を形成してある当該ノズルプレートを、その印字面側の面を下方に向けて、かつ、前記ノズル孔が印字面側の面に形成する開口部分を浮かせた状態とする、第一工程、・前記状態のノズルプレートに対し、レジストを上側からバーコートにより塗布する、第二工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第三工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第四工程、を含む方法で製造されているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）の全体的な構成を示した側面図である。
図２はインクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図、図３はインクジェットヘッドの側面拡大図である。図４は、流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図である。
【００１４】
図１には、本実施形態のインクジェットヘッド２を四つ備えるカラーインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）１の概略構成が示される。このプリンタ１は、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２が、それぞれ構成され、給紙部１１から排紙部１２に向かって流れる用紙搬送経路が装置内部に形成されている。
【００１５】
上記用紙搬送経路の具体的な構成を説明する。
前記給紙部１１のすぐ下流側には用紙送りローラ５・５が備えられて、画像記録媒体たる用紙を図中左方から右方へ送るように構成されている。用紙搬送経路の中間部においては、二つのベルトローラ６・７と、両ローラ６・７間に掛け渡されるように巻回されたループ状の搬送ベルト８を備える。搬送ベルト８の外周面（搬送面）にはシリコーン処理が施されており、前記送りローラ５・５によって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト８上側の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ６の駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。
なお、符号９は押さえ部材であって、搬送ベルト８上の用紙が搬送面から浮かないように、搬送ベルト８の搬送面に用紙を押し付けて搬送面上に確実に粘着させるためのものである。
【００１６】
搬送ベルト８の図中右方には剥離機構１０が設けられており、搬送ベルト８の搬送面に粘着されている用紙を当該搬送面から剥離して、右方の排紙部１２へ向けて送るように構成されている。
【００１７】
プリンタ１のインクジェットヘッド２は、四色のインク（マゼンタ，イエロー，ブルー，ブラック）に対応して、用紙搬送方向に沿って四つ並べて設けられている。インクジェットヘッド２はその下面側から見た図である図２に示すように、用紙搬送方向に垂直な長手方向を有する細長い長方形状とされるとともに、その下面に取り付けられるヘッド本体１８には、インクを下方に向けて噴射するための微小径のノズル孔１３を多数並べて形成している。
インクジェットヘッド２は、その下面が前記搬送ベルト８の搬送面との間に少量の隙間を形成しながら配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト８上を搬送される用紙は四つのインクジェットヘッド２のヘッド本体１８のすぐ下方側を順に通過し、この用紙の上面（印字面）に向けて前記ノズル孔１３から各色のインクを噴射することで、所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００１８】
インクジェットヘッド２の部分の側面拡大図が図３に示され、このインクジェットヘッド２は、プリンタ１側に設けられている適宜の部材１４に対し、ホルダ１５を介して取り付けられる。このホルダ１５は、側面視で垂直部１５ａと水平部１５ｂとを有する逆「Ｔ」字状に形成されており、垂直部１５ａがネジ１６によりプリンタ本体側に取り付けられる一方で、水平部１５ｂの下面には、スペーサ部材４０を介して、ベースブロック１７及びヘッド本体１８を固定する構成となっている。
ベースブロック１７は図３に示すように平板積層構造とされ、その内部には、図示せぬインク供給源からヘッド本体１８のインク供給口１８ａへインクを導くためのインク流路１７ａが形成されている。
【００１９】
次に、インクジェットヘッド２の主要部をなすヘッド本体１８の構成を説明する。
ヘッド本体１８は、多数の圧力室や前記ノズル孔１３が形成された流路ユニット２０と、その上面に並べて接着される複数の台形平板状のアクチュエータユニット１９と、によりなる。
流路ユニット２０は図４に示すように、九枚のステンレス製の薄い平板２１〜２９を積層した構造とされている。上から数えて第５〜第７層の平板２５〜２７に跨るようにしてマニホールド流路３０が形成され、この流路３０が前述のインク供給口１８ａに連通している。直ぐ上に位置する第４層の平板２４には連絡孔３１が形成され、この連絡孔３１が、第３層の平板２３に形成された絞り部３２に接続している。
【００２０】
絞り部３２は、第２層の平板２２に形成された連通孔３３を介して、第１層の平板２１に形成される圧力室３４の一端に連通する。この圧力室３４は、上記のアクチュエータユニット１９の駆動を受けてインクに圧力を与えるためのものであり、多数のノズル孔１３のそれぞれに対応して一つずつ設けられている。圧力室３４の他端は、第２〜第８層の平板に貫通して形成したノズル連絡孔３５を介して、第９層の平板（ノズルプレート）２９に形成されたノズル孔１３に接続されている。
【００２１】
以上の構成でインクは、前記インク供給源からベースブロック１７内のインク流路１７ａを経由し、前述のインク供給口１８ａから導入され、流路ユニット２０内のマニホールド流路３０に至る。そして、連絡孔３１から絞り部３２・連通孔３３を経由して圧力室３４に供給されたインクは、後述のアクチュエータユニット１９の駆動によって圧力を付与され、ノズル連絡孔３５を経由してノズル孔１３に至り噴射される。
【００２２】
なお、前述のマニホールド流路３０や圧力室３４や絞り部３２や孔３１・３３・３５等は、各平板２１〜２８にエッチングで形成されており、またノズルプレート２９のノズル孔１３はプレス加工により形成されている。
【００２３】
アクチュエータユニット１９についてその概略を説明する。このアクチュエータユニット１９は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなる薄い圧電シートを複数枚重ねるとともに、薄いＡｇ−Ｐｄ系の金属材料からなる電極膜を圧電シート間に介在させることで、前記圧力室３４のそれぞれに対応して活性部が一つずつ形成される構成となっている。
この構成において、対となる電極間に電位差が与えられることで、当該活性部の部分が前記圧力室３４側に凸となるように変形する。この結果、圧力室３４の容積が縮小されて、圧力室３４内部のインクに噴射のための圧力が与えられる。
【００２４】
図４に示すように、アクチュエータユニット１９の上面にはフレキシブルフラットケーブル４１の一端が接着されており、このケーブル４１は図３に示すようにヘッド本体１８から引き出されて、屈曲されながら上側に延出されている。このフレキシブルフラットケーブル４１内の導線を介して、前記アクチュエータユニット１９の前述の電極が、印字制御のための図示しないドライバＩＣと電気的に接続される。
なお、符号４２はヘッド本体１８の側部を覆うように盛られたシリコーン系の接着剤であり、フレキシブルフラットケーブル４１が引き出される部分で強く屈曲されないよう保護するとともに、アクチュエータユニット１９の部分にインク等が侵入するのを防止する役割を果たす。
【００２５】
次に、上述のノズルプレート２９に撥水メッキを形成する方法を説明する。
即ち、本実施形態のノズルプレート２９には、その前記印字面と対向する側の面（印字面に近い側の面）に撥水メッキが施されており、このメッキ膜をノズル孔１３の開口ぎりぎりまで形成している結果、噴射されたインクが開口部分で濡れて留まってノズル孔１３の目詰まりの原因となることを回避しているのである。
以下に、上記撥水メッキを形成する第一から第四までの方法を示す。なお、以下の方法はいずれも、他の平板２１〜２８と相互に積層・接着される前の段階のノズルプレート２９に対し行われるものである。
【００２６】
〔第一の方法〕
まず、第一の方法について、図５を参照しながら説明する。
図５はノズルプレートに撥水メッキ膜を施す第一の方法を説明した図である。
【００２７】
▲１▼この方法においては先ず、図５（ａ）に示すように、先細状の突起を多数有する型５０を用いて、ノズルプレート２９に対し印字面側と反対側からプレス加工を行う。これにより同図（ｂ）に示すように、印字面側に近づくにつれて徐々に細くなる形状の前記ノズル孔１３が、ノズルプレート２９に形成される。
なお、このときにノズル孔１３が上下方向に貫通状に形成されることとなるように（即ち、プレス加工の段階で、ノズル孔１３がノズルプレート２９の印字面側の面に開口１３ａを形成することとなるように）、前記型の形状等を設定しておく。
【００２８】
▲２▼次に、レジストによるマスキングが行われる。
このマスキング工程においては、先ず、ノズルプレート２９を適宜のアルカリ溶液に浸漬して脱脂する。その後に図５（ｃ）に示すように、ノズルプレート２９に対し、印字面と反対側の面から熱乾燥型のレジスト５１をバーコート法で塗布する。
そして、この塗布と同時に当該レジストがノズル孔１３の内部に充填され、かつ、ノズル孔１３がノズルプレート２９の印字面側に形成する開口１３ａから前記レジスト５１が印字面側へハミ出して突出するように、バーコートの塗工速度やレジストインクの粘度・量などが調整されている。なお、ノズル孔１３は前述のとおり貫通状に形成されているので、レジスト充填時にはノズル孔１３内部の空気が開口１３ａを介して抜ける形となるから、レジスト５１のノズル孔１３内部への充填は容易である。
レジスト５１の塗布後は、ノズルプレート２９を１００℃以上の高温の環境に数分程度おいて、レジスト５１を乾燥硬化させる。
【００２９】
▲３▼続いて、ノズルプレート２９の印字面側の面にラップ加工（研磨加工）を施す。
これによって図５（ｄ）に示すように、前述のプレス加工によって生じたバリ１３ｂが除去されて前記開口１３ａの形が整えられるとともに、同時に、ノズル孔１３の当該開口１３ａから印字面側へ突出していたレジスト（図５（ｃ）に符号５１ａで示す部分）も併せて除去される。
このように、レジスト５１の突出した部分５１ａをノズルプレート２９の印字面側の面を研磨することで除去する方法を採ることで、レジスト５１は図５（ｄ）に示すように、当該ノズルプレート２９の印字面側の面と面一となるように削られることになる（レジスト５１の削られた面を符号５１ｂで示す）。
即ち、レジスト５１がノズル孔１３の開口１３ａから引っ込んだ状態となったり、逆に開口１３ａから印字面側へ突出した状態となったりすることもない。従って、ノズル孔１３の内面はレジスト５１によってその開口１３ａのキワぎりぎりまでマスキングされると同時に、ノズルプレート２９の印字面側の面は、前記開口１３ａのキワぎりぎりまで露出されることになる。
【００３０】
▲４▼そして、ノズルプレート２９の印字面側の面に撥水メッキが施される。
この工程では先ず最初に、硝酸水溶液にノズルプレート２９を浸漬して酸活性化処理を施し、次にストライクＮｉメッキが施される。これは、ステンレス製のノズルプレート２９に対し、後述する撥水メッキ膜の密着性を向上させるためのものである。なお、必要に応じて、スルファミン酸Ｎｉメッキも併せて施される。
そして、Ｎｉ−ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙ　Ｔｅｔｒａ　Ｆｌｕｏｒｏ　Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）よりなる撥水メッキを施し、図５の（ｅ）に示すように、膜厚０．５〜３μｍのメッキ膜５２をノズルプレート２９の印字面側の面に形成する。
【００３１】
なお、ノズルプレート２９の印字面と反対側の面や、前記ノズル孔１３の内面は、前述のレジスト５１によってマスキングされているので、これらの箇所には撥水メッキ膜５２は形成されない。
このようにマスキングを行うのは、ノズルプレート２９の印字面との反対側の面に撥水メッキ膜が形成されていると、この面に接着剤を塗布して他の板（具体的には、第８層の平板２８）と貼り合わせた際に、十分な接着力を得られないおそれがあるためである。また、ノズル孔１３の内面に撥水メッキ膜が形成されると、ノズル孔１３の内面のインクの濡れ性が大幅に低下して、例えばノズル孔１３の部分に良好なインクメニスカスを安定的に形成できない等の悪影響が考えられるからである。
【００３２】
そして前記▲３▼の部分（図５（ｄ））で述べたように、レジスト５１はノズル孔１３内面の開口１３ａのキワぎりぎりまで形成されると同時に、ノズルプレート２９の印字面側の面は、その開口１３ａのキワぎりぎりまで露出される。そして、前述の撥水メッキ膜５２はその露出部分に形成される形となるから、結局、図５の（ｅ）に示すように、撥水メッキ膜５２をノズル孔１３の開口１３ａのキワぎりぎりまで、かつ、ノズル孔１３の内面まで入り込むことなく形成できるのである。
従って、ノズル孔１３から噴射されたインク液滴が、当該開口１３ａのキワ部分に付着し留まることが確実に防止される。この結果、インクによるノズル孔１３の目詰まりを防止でき、記録画質の低下を防止できメンテナンス性に優れたインクジェットヘッドとすることができる。また一方で、撥水メッキ膜５２がノズル孔１３の内部に入り込んでいないから、ノズル孔１３内部のインクの濡れ性が確保され、インクの噴射もスムーズである。
【００３３】
▲５▼次に、ノズルプレート２９を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して１０分程度放置することで、前述のレジストをノズルプレート２９から剥離して除去する。なお、レジスト５１の確実な剥離・除去という観点からは、ノズルプレート２９は水酸化ナトリウム水溶液中で超音波振動されることが望ましい。
【００３４】
▲６▼最後にノズルプレートを３００〜４００℃の高温で加熱処理した後、超音波水洗又は流水洗が行われ、ノズル孔１３の内部などに残留するレジスト等の異物を押し流して除去する。
以上によりノズルプレート２９が図５（ｆ）に示すように完成し、このノズルプレート２９を他の平板２１〜２８と積層接着させることで、前述の流路ユニット２０が構成される。
【００３５】
〔第二の方法〕
次に、第二の方法について、図６を参照しながら、前述の第一の方法と異なる点を中心に説明する。
図６は撥水メッキ膜を施す第二の方法において、レジストをノズル孔内に充填する様子を説明した図である。
【００３６】
最初にノズルプレート２９にノズル孔１３がプレス加工にて形成されるが、その後は、レジストによるマスキング工程の前の段階で、ノズルプレート２９の印字面側の面にラップ加工を施して、予めバリを除去しておく。
【００３７】
次に、前述の第一の方法と異なる、以下のような方法でマスキングが行われる。
即ちこの第二の方法においては、図６（ａ）に示すように、適当な平板５３上にレジストを塗布して、当該平板５３上に適宜の厚さのレジスト層５１を形成した後、脱脂処理を予め行ってあるノズルプレート２９を、その印字面側の面を上に向けた状態で、レジスト層５１の上に載置する。
【００３８】
これにより図６の（ｂ）→（ｃ）に示すように、ノズル孔１３の部分に位置する上記レジスト層５１のレジストが、毛細管現象によって引き上げられて、ノズル孔１３内に充填される。ただし、レジスト５１が重力に抗して引き上げられ得るのは、内部が細く狭いために毛細管現象が現れるノズル孔１３内のみであるから、レジスト５１がノズル孔１３から上方に飛び出してノズルプレート２９上面（即ち、ノズルプレート２９の印字面側の面）にまで至ることはない。
従って、前述の第一の方法と同様に、ノズル孔１３の内面はレジスト５１によってその開口１３ａのキワぎりぎりまでマスキングされると同時に、ノズルプレート２９の印字面側の面は、前記開口１３ａのキワぎりぎりまで露出されることになる。
なお、ノズル孔１３内を毛細管現象でレジスト５１が引き上げられる度合いはレジスト５１の粘度によって大きく影響されるので、レジスト５１に適宜の引上げ力が作用することとなるよう、当該レジスト５１の粘度を予め調整してある。
【００３９】
後の撥水メッキ処理→熱処理→洗浄の工程は、前述の第一の方法とまったく同様であるので、説明を省略する。この結果、図５（ｆ）と同様に、撥水メッキ膜５２をノズル孔１３の開口１３ａのキワぎりぎりまで形成でき、インクによるノズル孔１３の目詰まりを防止することができる。
【００４０】
〔第三の方法〕
次に、第三の方法を図７を参照しながら説明する。この方法は、マスキングの際にレジストを用いず、ノズル孔１３の内面に撥水メッキ膜をいったん形成してしまう方法である。
図７は撥水メッキ膜を施す第三の方法において、ノズル孔内の撥水メッキ膜の撥水性を喪失させる様子を説明した図である。
【００４１】
具体的には、前記第二の方法と同様に、ノズルプレート２９にプレス加工でノズル孔１３を形成し、ラップ加工によってバリを除去する。そして図７（ａ）に示すように、このノズルプレート２９の印字面側と反対側の面にマスキングテープ５４を貼って、当該面をマスキングする。なお、この第三の方法においては、ノズル孔１３の内部にはマスキングを行わない。
そして、前述の第一の方法とまったく同様の撥水メッキ工程を行う。この結果、ノズルプレート２９には図７（ｂ）に示すように、その印字面側の面及びノズル孔１３の内面に撥水メッキ膜５２が形成されることとなる。
【００４２】
その後は、前記マスキングテープ５４を取り去った上で、図７（ｃ）に示すように、ノズルプレート２９の印字面側と反対側の面からレーザー、プラズマ等の高エネルギ線を照射して、前記ノズル孔１３の内面を局部加熱する。撥水メッキ膜５２に使用される前述のＰＴＦＥは４００℃以上に加熱されると変質してその撥水機能を喪失するので、ノズル孔１３の内面の撥水性は失われ、インクの濡れ性が確保される。そして、前記高エネルギ線の角度を種々変化させて、当該高エネルギ線をノズル孔１３に対して様々な角度から入射させることで、ノズル孔１３内面の前記開口１３ａのキワぎりぎりまで加熱して、その部分の撥水メッキ膜５２の撥水性を失わせることができる。
一方、高エネルギ線は印字面側と反対側から照射されるため、ノズルプレート２９の印字面側の面は（ノズル孔１３の開口１３ａのキワ部分も含めて）前述の高エネルギ線の照射を受けず、撥水メッキ膜５２の撥水性は失われず維持される。
以上のように、ノズルプレート２９の印字面側の面に対し、そのノズル孔１３の開口１３ａのキワの部分まで撥水効果を付与させる一方、ノズル孔１３の内面部分は、開口１３ａのキワぎりぎりまで撥水性を喪失させることができる。従って、前述の第一・第二の方法と同様に、インクによるノズル孔１３の目詰まりを確実に防止できる。
【００４３】
〔第四の方法〕
次に第四の方法を説明するが、この方法はレジストをバーコート法で塗布する際の方法に特徴を有するものである。以下、具体的に説明する。
図８は撥水メッキ膜を施す第四の方法において、レジストをノズルプレートに塗布する際の方法を示した図である。
【００４４】
先ず、前記第二の方法と同様に、ノズルプレート２９に対しプレス加工によりノズル孔１３を形成した後、ノズルプレート２９の印字面側の面にラップ加工を施してバリ取りを行う。
その後、ノズルプレート２９を図８に示すように、その印字面側と反対側の面を上にして、適宜の台５５上に載置する。このときには、ノズルプレート２９と台５５との間に適宜のスペーサ部材５６が介在されており、このスペーサ部材５６があるために、ノズルプレート２９のノズル孔１３が印字面側の面に形成する開口１３ａが、前記台５５から適宜の間隔をおいて浮いた形となっている。なお、該スペーサ部材５６は、ノズル孔１３の前記開口１３ａを避けた位置に配置され、当該開口１３ａの部分をスペーサ部材５６が塞がないようになっている。
【００４５】
この状態で、ノズルプレート２９の上面（即ち、印字面側とは反対側の面）に、レジスト５１をバーコートにより塗布する。
なお、このときは前記第一の方法と同様に、塗布と同時に当該レジストをノズル孔１３の内部に充填し、このノズル孔１３がノズルプレート２９の印字面側に形成する開口１３ａから前記レジスト５１が印字面側へやや突出するように、バーコートの塗工速度やレジストインクの量などが調整されている。
【００４６】
そして、実際にレジスト５１が前記開口１３ａから印字面側（下側）にやや突出しても、当該開口１３ａは台５５から浮いているので、レジスト５１が台５５とノズルプレート２９との狭い隙間に毛細管現象で入り込んで、ノズルプレート２９の印字面側の面に回り込んで付着することが防止される。
従って、第一の方法のようにレジストに対しラップ加工を施さなくとも、ノズル孔１３の内面はレジスト５１によってその開口１３ａのキワぎりぎりまでマスキングされると同時に、ノズルプレート２９の印字面側の面は、その開口１３ａのキワぎりぎりまで露出されることになる。
【００４７】
後の撥水メッキ処理→熱処理→洗浄の工程は、前述の第一の方法とまったく同様である。この結果、図５（ｆ）に示すように、ノズルプレート２９の印字面側の面の撥水メッキ膜５２を、そのノズル孔１３の開口１３ａのキワまで形成でき、インクによるノズル孔１３の目詰まりを確実に防止できる。
【００４８】
以上に実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、前記の実施形態において、撥水メッキ処理はＮｉ−ＰＴＦＥメッキ処理としているが、撥水性を有する膜をノズルプレート２９上に形成できるものである限り、その方法は限定されない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下のような効果を奏する。
【００５０】
請求項１に示す如く、インクジェット記録装置に備えられる、印字面にインクを噴射するためのインクジェットヘッドであって、当該インクジェットヘッドの一部を構成するとともにノズル孔を有するノズルプレートには、その前記印字面に対向する面に撥水性のメッキが施され、かつ、そのメッキ膜が前記ノズル孔の内部に入り込まないように構成されているので、
ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキが施されているので、ノズル孔から噴射されるインクがノズルプレートに付着してノズル孔が詰まることを防止できる。また、撥水メッキがノズル孔の内部に入り込んでいないから、ノズル孔内部のインクの濡れ性が確保され、インクの噴射もスムーズである。
【００５１】
請求項２に示す如く、前記ノズルプレートが、少なくとも、・当該ノズルプレートに、前記印字面と反対側からプレス加工をすることにより貫通状のノズル孔を形成する、第一工程、・ノズルプレートの印字面と反対側の面にレジストを塗布するとともに、前記第一の工程で形成されたノズル孔の内部に当該レジストを充填する、第二工程、・ノズルプレートの印字面側の面に研磨加工を施す、第三工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第四工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第五工程、を含む方法で製造されているので、
ノズルプレートにノズル孔を貫通孔として形成し、それからノズル孔の内部にレジストを充填するので、充填時にノズル孔内の空気を抜くことが容易で、レジストによるマスキングをスムーズかつ確実に行える。
また、レジスト充填時にレジストをノズル孔から意図的にハミ出させ、その後のノズルプレートの印字面側の面を研磨加工することで当該ハミ出したレジストを除去する方法を用いるので、ノズル孔の内部を、ノズルプレートの印字面側の面との境界のキワまで、レジストにより確実にマスキングできる。従って、ノズルプレートの印字面側の面の撥水メッキを、そのノズル孔の開口部のキワまで形成できる。この結果、インクによるノズル孔の目詰まりを確実に防止できる。
更には、前記研磨加工によって、ハミ出したレジストを除去するとともにプレス加工によって生じたバリを取ることが可能であるので、作業を合理化でき、製造工数を低減させることができる。
【００５２】
請求項３に示す如く、前記ノズルプレートが、少なくとも、・予めノズル孔を形成した前記ノズルプレートを、印字面側の面を上に向けた状態で、予め形成してあるレジスト層上に載置し、当該レジストを毛細管現象により前記ノズル孔内に充填する、第一工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第二工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第三工程、を含む方法で製造されているので、
レジストの粘度などの条件を調整することで、マスキングとしてのレジストを、ノズル孔の開口部のキワまで充填させ得るようにすることができる。一方で、レジストを毛細管現象によって、ノズル孔内を重力に逆らって引き上げて充填させる形となるので、レジストがノズルプレート上面（即ち、ノズルプレートの印字面側の面）にまで至ることはない。従って、請求項２と同様に、ノズルプレートの印字面側の面の撥水メッキを、そのノズル孔の開口部のキワまで形成できる。この結果、インクによるノズル孔の目詰まりを確実に防止できる。
【００５３】
請求項４に示す如く、インクジェット記録装置に備えられる、印字面にインクを噴射するインクジェットヘッドであって、当該インクジェットヘッドの一部を構成するとともにノズル孔を有するノズルプレートには、前記印字面に対向する面に撥水性のメッキが施されるとともに、当該メッキ膜のノズル孔内に入り込んだ部分に高エネルギ線を照射して、当該部分の撥水性を喪失させてあるので、
ノズルプレートの印字面側の面の撥水性を確保できる一方で、ノズル孔内部のメッキ膜の撥水性を喪失させることで、ノズル孔内部のインクの濡れ性を確保できる。この結果、ノズルプレートの印字面側の面に対し、そのノズル孔の開口部のキワの部分まで撥水効果を付与することができるので、インクによるノズル孔の目詰まりを確実に防止できる。
また、この方法によれば、ノズル孔内部に撥水メッキを形成させないようにするためのマスキングの手間を省略できる。
【００５４】
請求項５に示す如く、前記ノズルプレートが、少なくとも、・予めノズル孔を形成してある当該ノズルプレートを、その印字面側の面を下方に向けて、かつ、前記ノズル孔が印字面側の面に形成する開口部分を浮かせた状態とする、第一工程、・前記状態のノズルプレートに対し、レジストを上側からバーコートにより塗布する、第二工程、・ノズルプレートの印字面側の面に撥水メッキを施す、第三工程、・ノズルプレートからレジストを剥離して除去する、第四工程、を含む方法で製造されているので、
ノズルプレートにレジストをバーコートで塗布して、そのノズル孔にレジストを充填する際に、その下面（ノズルプレートの印字面側の面）の開口部からレジストが突出しても、当該開口部分が浮いているので、その突出レジストがノズルプレートの印字面側の面に回り込んで付着することを防止できる。従って、請求項２・請求項３と同様に、ノズルプレートの印字面側の面の撥水メッキを、そのノズル孔の開口部のキワまで形成できる。この結果、インクによるノズル孔の目詰まりを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）の全体的な構成を示した側面図。
【図２】インクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図。
【図３】インクジェットヘッドの側面拡大図。
【図４】流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図。
【図５】ノズルプレートに撥水メッキ膜を施す第一の方法を説明した図。
【図６】撥水メッキ膜を施す第二の方法において、レジストをノズル孔内に充填する様子を説明した図。
【図７】撥水メッキ膜を施す第三の方法において、ノズル孔内の撥水メッキ膜の撥水性を喪失させる様子を説明した図。
【図８】撥水メッキ膜を施す第四の方法において、レジストをノズルプレートに塗布する際の方法を示した図。
【符号の説明】
２　インクジェットヘッド
１３　ノズル孔
１３ａ　ノズル孔の開口
２０　流路ユニット
２９　ノズルプレート
５１　レジスト
５２　撥水メッキ膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head of an inkjet recording apparatus that forms a desired image by ejecting ink onto a printing surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plurality of thin flat plates in which a space has been formed in advance by etching or the like are stacked and adhered to connect the spaces to each other to form a manifold flow path, an ink flow path such as a pressure chamber or a nozzle hole. The technology of an ink jet head having a structure in which is formed is known.
[0003]
A surface of the plate (nozzle plate) on which the nozzle holes are formed among the plates constituting the ink jet head, the surface facing the printing surface of the plate to prevent the ejected ink from adhering to the nozzle plate. There is also known a film having a water-repellent plating film formed thereon.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, from the viewpoint of reliably preventing the ink ejected from the nozzle hole from adhering to the nozzle plate, the plating film is formed to the very edge of the opening of the nozzle hole, and at the opening portion of the nozzle hole. It is desirable to be able to prevent the ink from staying wet.
However, it has been difficult to control the plating process so that the plating film is formed up to the edge of the opening as described above. In particular, in recent circumstances where the diameter of nozzle holes has become smaller and more highly integrated due to the demand for higher image quality, it has been extremely difficult to stably form a plating film up to the edge of the opening. Was.
[0005]
In addition, from the above viewpoint, an inkjet head having a configuration in which the plating film formed on the surface of the nozzle plate is positively inserted from the opening to the inner surface of the nozzle hole is also known. Indeed, according to this configuration, it is possible to prevent the ink droplets from adhering around the openings of the nozzle holes and remaining wet.
However, in this configuration, since the water-repellent plating film is formed to the inside of the nozzle hole, the wettability of the ink inside the nozzle hole is reduced, and for example, a good meniscus of the ink is stably formed in the nozzle hole portion. Therefore, there is a problem that it cannot be formed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ink jet head which can reduce clogging of a nozzle hole by ink and can ensure the wettability of ink in the nozzle hole. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
[0008]
That is, in claim 1, an ink jet head for ejecting ink to a printing surface, which is provided in an ink jet recording apparatus, and forms a part of the ink jet head and has a nozzle plate having nozzle holes, Water repellent plating is applied to the surface facing the printing surface, and the plating film is configured not to enter the inside of the nozzle hole.
[0009]
In claim 2, the first step is that the nozzle plate forms at least a penetrating nozzle hole by pressing the nozzle plate from the side opposite to the printing surface. A second step, in which a resist is applied to the surface opposite to the surface and the resist is filled in the nozzle holes formed in the first step, a polishing process is performed on the printing surface side of the nozzle plate. Applying a third step, applying a water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate, a fourth step, removing the resist from the nozzle plate and removing the resist, and a fifth step. Things.
[0010]
In claim 3, the nozzle plate is placed on at least a resist layer formed in advance with the nozzle plate having a nozzle hole formed in advance with the printing surface side facing upward. Filling the resist into the nozzle hole by capillary action; applying a water-repellent plating to the print surface side of the nozzle plate; removing the resist from the nozzle plate by removing the resist from the nozzle plate , And a third step.
[0011]
The ink jet head according to claim 4, which is provided in the ink jet recording apparatus and ejects ink to a printing surface, wherein a nozzle plate that forms a part of the ink jet head and has a nozzle hole faces the printing surface. Water-repellent plating is applied to the surface to be coated, and high-energy rays are applied to a portion of the plating film that has entered the nozzle hole, so that the water-repellency of the portion is lost.
[0012]
In claim 5, the nozzle plate has at least: a nozzle plate having a nozzle hole formed in advance; a print surface side of the nozzle plate faces downward; and the nozzle hole has a print surface side. A first step, in which the opening formed in the nozzle plate is floated, a resist is applied to the nozzle plate in the above state by bar coating from above, a second step, It is manufactured by a method including a third step of applying water plating, and a fourth step of removing and removing the resist from the nozzle plate.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention will be described.
FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of an ink jet recording apparatus (ink jet printer) according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view showing a state in which the inkjet heads are provided side by side, and FIG. 3 is an enlarged side view of the inkjet head. FIG. 4 is a cross-sectional view of the ink jet head main body, showing an ink flow path in the flow path unit.
[0014]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a color inkjet printer (inkjet recording apparatus) 1 including four inkjet heads 2 according to the present embodiment. The printer 1 includes a paper feed unit 11 on the left side in the figure and a paper discharge unit 12 on the right side in the figure, and a paper transport path flowing from the paper supply unit 11 to the paper discharge unit 12 is inside the apparatus. Is formed.
[0015]
A specific configuration of the paper transport path will be described.
Immediately downstream of the paper feed unit 11, paper feed rollers 5.5 are provided to feed a paper as an image recording medium from left to right in the figure. In the middle part of the paper transport path, there are provided two belt rollers 6, 7 and a loop-shaped transport belt 8 wound around the rollers 6, 7. The outer peripheral surface (conveying surface) of the conveying belt 8 is subjected to a silicone treatment, and the paper conveyed by the feed rollers 5.5 is held on the conveying surface on the upper side of the conveying belt 8 by its adhesive force. By driving one of the belt rollers 6, the sheet can be conveyed downstream (to the right).
Reference numeral 9 denotes a pressing member, which presses the paper against the transport surface of the transport belt 8 so that the paper on the transport belt 8 does not float from the transport surface and securely adheres the paper to the transport surface. .
[0016]
A peeling mechanism 10 is provided on the right side of the transport belt 8 in the drawing, and peels off the paper adhered to the transport surface of the transport belt 8 from the transport surface and moves the paper to the right paper discharge unit 12. It is configured to send.
[0017]
The inkjet heads 2 of the printer 1 are provided in a row along the paper transport direction, corresponding to four color inks (magenta, yellow, blue, and black). As shown in FIG. 2, which is a view from the lower surface side, the inkjet head 2 is formed in an elongated rectangular shape having a longitudinal direction perpendicular to the paper transport direction, and a head body 18 attached to the lower surface has ink Are formed side by side with a large number of micro-sized nozzle holes 13 for jetting downward.
The lower surface of the ink-jet head 2 is arranged while forming a small gap between the ink-jet head 2 and the conveying surface of the conveying belt 8, and a sheet conveying path is formed in the gap. In this configuration, the paper conveyed on the conveyance belt 8 sequentially passes immediately below the head body 18 of the four inkjet heads 2, and passes through the nozzle holes 13 through the nozzle holes 13 toward the upper surface (print surface) of the paper. By jetting the ink, a desired color image can be formed.
[0018]
FIG. 3 is an enlarged side view of a portion of the inkjet head 2, and the inkjet head 2 is mounted via a holder 15 to an appropriate member 14 provided on the printer 1 side. The holder 15 is formed in an inverted “T” shape having a vertical portion 15 a and a horizontal portion 15 b in a side view. The vertical portion 15 a is attached to the printer main body side by a screw 16 while the horizontal portion 15 b On the lower surface, the base block 17 and the head main body 18 are fixed via a spacer member 40.
The base block 17 has a flat plate laminated structure as shown in FIG. 3, and an ink flow path 17a for guiding ink from an ink supply source (not shown) to an ink supply port 18a of the head main body 18 is formed therein. I have.
[0019]
Next, the configuration of the head main body 18, which is a main part of the inkjet head 2, will be described.
The head main body 18 includes a flow path unit 20 in which a number of pressure chambers and the nozzle holes 13 are formed, and a plurality of trapezoidal plate-shaped actuator units 19 which are adhered side by side on the upper surface thereof.
As shown in FIG. 4, the channel unit 20 has a structure in which nine thin stainless steel flat plates 21 to 29 are stacked. A manifold channel 30 is formed so as to straddle the flat plates 25 to 27 of the fifth to seventh layers counted from the top, and the channel 30 communicates with the above-described ink supply port 18a. A communication hole 31 is formed in the fourth layer flat plate 24 located immediately above, and this communication hole 31 is connected to a narrowed portion 32 formed in the third layer flat plate 23.
[0020]
The throttle portion 32 communicates with one end of a pressure chamber 34 formed in the first layer flat plate 21 through a communication hole 33 formed in the second layer flat plate 22. The pressure chambers 34 are for applying pressure to the ink under the driving of the actuator unit 19, and are provided one for each of the multiple nozzle holes 13. The other end of the pressure chamber 34 is connected to the nozzle hole 13 formed in the ninth layer flat plate (nozzle plate) 29 through a nozzle communication hole 35 formed through the second to eighth layer flat plates. ing.
[0021]
In the above configuration, ink is introduced from the ink supply source through the ink supply port 18a through the ink flow path 17a in the base block 17, and reaches the manifold flow path 30 in the flow path unit 20. The ink supplied from the communication hole 31 to the pressure chamber 34 via the throttle portion 32 and the communication hole 33 is applied with pressure by driving the actuator unit 19 described later, and is supplied to the nozzle hole via the nozzle communication hole 35. Injection reaches 13.
[0022]
The above-described manifold flow path 30, pressure chamber 34, throttle section 32, holes 31, 33, 35, etc. are formed in the flat plates 21 to 28 by etching, and the nozzle holes 13 of the nozzle plate 29 are formed by press working. Is formed.
[0023]
The outline of the actuator unit 19 will be described. The actuator unit 19 includes, for example, stacking a plurality of thin piezoelectric sheets made of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material and interposing an electrode film made of a thin Ag-Pd-based metal material between the piezoelectric sheets. Thus, one active portion is formed corresponding to each of the pressure chambers 34.
In this configuration, when a potential difference is given between the paired electrodes, the active portion is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 34 side. As a result, the volume of the pressure chamber 34 is reduced, and a pressure for jetting is applied to the ink inside the pressure chamber 34.
[0024]
As shown in FIG. 4, one end of a flexible flat cable 41 is adhered to the upper surface of the actuator unit 19, and this cable 41 is pulled out from the head main body 18 as shown in FIG. Has been issued. The above-described electrodes of the actuator unit 19 are electrically connected to a driver IC (not shown) for controlling printing via a conductive wire in the flexible flat cable 41.
Reference numeral 42 denotes a silicone adhesive spread over the side of the head main body 18 to protect the flexible flat cable 41 from being strongly bent at a portion where the flexible flat cable 41 is drawn out, and to apply ink to the actuator unit 19 at the portion. Play a role in preventing the intrusion of the like.
[0025]
Next, a method for forming water-repellent plating on the above-described nozzle plate 29 will be described.
That is, the nozzle plate 29 of the present embodiment is provided with water-repellent plating on the surface facing the printing surface (the surface closer to the printing surface). As a result, it is possible to prevent the ejected ink from getting wet and remaining at the opening and causing clogging of the nozzle hole 13.
Hereinafter, first to fourth methods for forming the water-repellent plating will be described. Note that any of the following methods is performed on the nozzle plate 29 in a stage before being laminated and adhered to the other flat plates 21 to 28.
[0026]
[First method]
First, the first method will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a first method of applying a water-repellent plating film to a nozzle plate.
[0027]
{Circle around (1)} In this method, first, as shown in FIG. 5 (a), the nozzle plate 29 is pressed from the side opposite to the printing surface side using a mold 50 having many tapered projections. As a result, the nozzle holes 13 are formed in the nozzle plate 29 in such a manner that the nozzle holes 13 gradually become thinner toward the printing surface side, as shown in FIG.
At this time, the nozzle holes 13 are formed so as to penetrate in the vertical direction (that is, the nozzle holes 13 form the openings 13 a in the printing surface side of the nozzle plate 29 at the stage of press working). The shape of the mold is set in advance.
[0028]
{Circle around (2)} Next, masking with resist is performed.
In this masking step, first, the nozzle plate 29 is immersed in an appropriate alkaline solution to be degreased. Thereafter, as shown in FIG. 5C, a heat-drying resist 51 is applied to the nozzle plate 29 from the surface opposite to the printing surface by a bar coating method.
Simultaneously with the application, the resist is filled into the nozzle hole 13, and the resist 51 sticks out and protrudes from the opening 13 a formed on the printing surface side of the nozzle plate 29 to the printing surface side. Thus, the coating speed of the bar coat, the viscosity and amount of the resist ink, and the like are adjusted. Since the nozzle hole 13 is formed in a penetrating shape as described above, the air inside the nozzle hole 13 escapes through the opening 13a at the time of filling the resist. Easy.
After the application of the resist 51, the nozzle 51 is placed in a high-temperature environment of 100 ° C. or higher for several minutes, and the resist 51 is dried and hardened.
[0029]
{Circle around (3)} Subsequently, a lapping process (polishing process) is performed on the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side.
As a result, as shown in FIG. 5 (d), the burr 13b generated by the above-described press working is removed, the shape of the opening 13a is adjusted, and at the same time, the nozzle hole 13 projects from the opening 13a toward the printing surface side. The resist (portion indicated by reference numeral 51a in FIG. 5 (c)) is also removed.
As described above, by adopting a method of removing the protruding portion 51a of the resist 51 by polishing the surface on the printing surface side of the nozzle plate 29, the resist 51 is removed from the nozzle plate 29 as shown in FIG. The surface of the resist 51 is cut so as to be flush with the surface on the printing surface side (the cut surface of the resist 51 is indicated by reference numeral 51b).
That is, the resist 51 does not retract from the opening 13a of the nozzle hole 13, nor does the resist 51 project from the opening 13a toward the printing surface. Accordingly, the inner surface of the nozzle hole 13 is masked by the resist 51 up to the margin of the opening 13a, and at the same time, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side is exposed to the margin of the opening 13a.
[0030]
{Circle around (4)} Then, the surface on the printing surface side of the nozzle plate 29 is subjected to water-repellent plating.
In this step, first, the nozzle plate 29 is immersed in an aqueous nitric acid solution to perform an acid activation treatment, and then strike Ni plating is performed. This is for improving the adhesion of a water-repellent plating film described later to the nozzle plate 29 made of stainless steel. In addition, Ni sulfamate plating is also performed as needed.
Then, a water-repellent plating made of Ni-PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene) is applied, and a plating film 52 having a thickness of 0.5 to 3 μm is formed on the printing surface side of the nozzle plate 29 as shown in FIG. Form on the surface.
[0031]
Since the surface of the nozzle plate 29 on the side opposite to the printing surface and the inner surface of the nozzle hole 13 are masked by the above-described resist 51, the water-repellent plating film 52 is not formed on these portions.
Masking is performed in such a manner that when a water-repellent plating film is formed on the surface of the nozzle plate 29 opposite to the printing surface, an adhesive is applied to this surface to form another plate (specifically, This is because there is a possibility that a sufficient adhesive strength cannot be obtained when the sheet is bonded to the flat plate 28) of the eighth layer. Further, when a water-repellent plating film is formed on the inner surface of the nozzle hole 13, the wettability of the ink on the inner surface of the nozzle hole 13 is greatly reduced, and for example, a good ink meniscus is stably formed on the nozzle hole 13. This is because an adverse effect such as the inability to form a film is considered.
[0032]
As described in the portion (3) (FIG. 5 (d)), the resist 51 is formed up to the edge of the opening 13a on the inner surface of the nozzle hole 13, and at the same time, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side is formed. Is exposed to the very edge of the opening 13a. Then, since the above-mentioned water-repellent plating film 52 is formed in the exposed portion, the water-repellent plating film 52 is eventually formed at the edge of the opening 13a of the nozzle hole 13 as shown in FIG. And without penetrating into the inner surface of the nozzle hole 13.
Therefore, the ink droplets ejected from the nozzle holes 13 are reliably prevented from adhering and remaining on the rim portions of the openings 13a. As a result, clogging of the nozzle holes 13 by ink can be prevented, and a decrease in recording image quality can be prevented. On the other hand, since the water-repellent plating film 52 does not enter the inside of the nozzle hole 13, the wettability of the ink inside the nozzle hole 13 is ensured, and the ink ejection is smooth.
[0033]
(5) Next, the nozzle plate 29 is immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide and allowed to stand for about 10 minutes, whereby the resist is peeled off from the nozzle plate 29 and removed. It is desirable that the nozzle plate 29 be ultrasonically vibrated in an aqueous solution of sodium hydroxide from the viewpoint of reliable peeling and removal of the resist 51.
[0034]
{Circle around (6)} After the nozzle plate is finally subjected to a heat treatment at a high temperature of 300 to 400 ° C., ultrasonic water washing or running water washing is performed, and foreign matters such as resist remaining in the inside of the nozzle holes 13 are washed away and removed.
As described above, the nozzle plate 29 is completed as shown in FIG. 5F, and the nozzle plate 29 is laminated and bonded to the other flat plates 21 to 28, whereby the above-described flow path unit 20 is configured.
[0035]
[Second method]
Next, the second method will be described with reference to FIG. 6, focusing on differences from the first method.
FIG. 6 is a view for explaining how the resist is filled in the nozzle holes in the second method of applying the water-repellent plating film.
[0036]
First, the nozzle holes 13 are formed in the nozzle plate 29 by press working. After that, at the stage before the masking step with the resist, the surface on the printing surface side of the nozzle plate 29 is lapped to prepare a burr in advance. Has been removed.
[0037]
Next, masking is performed by the following method, which is different from the first method described above.
That is, in the second method, as shown in FIG. 6A, a resist is applied on an appropriate flat plate 53, a resist layer 51 having an appropriate thickness is formed on the appropriate flat plate 53, and then degreased. The nozzle plate 29 that has been subjected to the processing is placed on the resist layer 51 with the printing surface side thereof facing upward.
[0038]
As a result, as shown in FIGS. 6B to 6C, the resist of the resist layer 51 located at the nozzle hole 13 is pulled up by capillary action and filled in the nozzle hole 13. However, the resist 51 can be pulled up against the gravity only in the nozzle hole 13 where the capillary phenomenon appears because the inside is thin and narrow. Therefore, the resist 51 protrudes upward from the nozzle hole 13 and rises from the upper surface of the nozzle plate 29. (That is, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side).
Therefore, as in the first method described above, the inner surface of the nozzle hole 13 is masked by the resist 51 to the very edge of the opening 13a, and at the same time, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side is It will be barely exposed.
Note that the degree to which the resist 51 is pulled up by the capillary phenomenon in the nozzle hole 13 is greatly affected by the viscosity of the resist 51. Therefore, the viscosity of the resist 51 is set in advance so that an appropriate pulling force acts on the resist 51. It has been adjusted.
[0039]
The subsequent steps of water-repellent plating treatment → heat treatment → cleaning are exactly the same as those in the first method described above, and therefore description thereof is omitted. As a result, similarly to FIG. 5F, the water-repellent plating film 52 can be formed to the very edge of the opening 13a of the nozzle hole 13, and clogging of the nozzle hole 13 by ink can be prevented.
[0040]
[Third method]
Next, a third method will be described with reference to FIG. In this method, a resist is not used at the time of masking, and a water-repellent plating film is once formed on the inner surface of the nozzle hole 13.
FIG. 7 is a view for explaining how the water repellency of the water repellent plating film in the nozzle hole is lost in the third method of applying the water repellent plating film.
[0041]
Specifically, similarly to the second method, the nozzle holes 13 are formed in the nozzle plate 29 by press working, and burrs are removed by lapping. Then, as shown in FIG. 7A, a masking tape 54 is attached to a surface of the nozzle plate 29 opposite to the printing surface side, and the surface is masked. In this third method, no masking is performed inside the nozzle hole 13.
Then, the same water-repellent plating process as in the first method is performed. As a result, a water-repellent plating film 52 is formed on the nozzle plate 29 on the printing surface side and on the inner surface of the nozzle hole 13, as shown in FIG. 7B.
[0042]
After that, after removing the masking tape 54, as shown in FIG. 7 (c), a high energy ray such as laser, plasma or the like is irradiated from the surface of the nozzle plate 29 on the side opposite to the printing surface side. The inner surface of the nozzle hole 13 is locally heated. When the above-mentioned PTFE used for the water-repellent plating film 52 is heated to 400 ° C. or more, the PTFE deteriorates and loses its water-repellent function, so that the water repellency of the inner surface of the nozzle hole 13 is lost and the wettability of the ink is reduced. Secured. Then, by changing the angle of the high-energy ray in various ways and making the high-energy ray incident on the nozzle hole 13 from various angles, the nozzle hole 13 is heated up to the edge of the opening 13a on the inner surface thereof, The water repellency of the water-repellent plating film 52 at that portion can be lost.
On the other hand, since the high energy ray is irradiated from the side opposite to the printing surface side, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side (including the cut portion of the opening 13a of the nozzle hole 13) is irradiated with the above-described high energy ray. As a result, the water repellency of the water repellent plating film 52 is maintained without being lost.
As described above, the water repellent effect is imparted to the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side up to the rim portion of the opening 13a of the nozzle hole 13, while the inner surface portion of the nozzle hole 13 is at the margin of the opening 13a. Water repellency can be lost. Therefore, similarly to the first and second methods, clogging of the nozzle hole 13 by ink can be reliably prevented.
[0043]
[Fourth method]
Next, a fourth method will be described. This method has a feature in a method of applying a resist by a bar coating method. Hereinafter, a specific description will be given.
FIG. 8 is a diagram showing a method for applying a resist to a nozzle plate in a fourth method for applying a water-repellent plating film.
[0044]
First, similarly to the second method, after forming the nozzle holes 13 in the nozzle plate 29 by press working, lapping is performed on the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side to perform deburring.
Thereafter, as shown in FIG. 8, the nozzle plate 29 is placed on an appropriate table 55 with its surface opposite to the printing surface facing up. At this time, an appropriate spacer member 56 is interposed between the nozzle plate 29 and the table 55, and the presence of the spacer member 56 causes the nozzle hole 13 of the nozzle plate 29 to form an opening formed on the printing surface side. 13a is floating at an appropriate distance from the table 55. The spacer member 56 is arranged at a position avoiding the opening 13a of the nozzle hole 13, so that the opening 13a is not blocked by the spacer member 56.
[0045]
In this state, a resist 51 is applied to the upper surface of the nozzle plate 29 (that is, the surface opposite to the printing surface side) by bar coating.
In this case, similarly to the first method, the resist is filled into the nozzle hole 13 at the same time as the application, and the nozzle hole 13 is inserted through the opening 13 a formed on the printing surface side of the nozzle plate 29 through the resist 51. The coating speed of the bar coat, the amount of the resist ink, and the like are adjusted so that is slightly protruded toward the printing surface.
[0046]
Even if the resist 51 actually protrudes slightly from the opening 13a to the printing surface side (lower side), since the opening 13a is floating from the base 55, the resist 51 is placed in a narrow gap between the base 55 and the nozzle plate 29. It is prevented that the liquid enters the nozzle plate 29 on the printing surface side and adheres by capillary action.
Therefore, even if the resist is not lapped as in the first method, the inner surface of the nozzle hole 13 is masked by the resist 51 to the very edge of the opening 13a, and at the same time, the surface of the nozzle plate 29 on the printing surface side. Is exposed to the very edge of the opening 13a.
[0047]
The subsequent steps of water-repellent plating treatment → heat treatment → cleaning are exactly the same as in the first method described above. As a result, as shown in FIG. 5 (f), the water-repellent plating film 52 on the printing surface side of the nozzle plate 29 can be formed up to the crevice of the opening 13a of the nozzle hole 13, and the ink hole Clogging can be reliably prevented.
[0048]
Although the embodiments have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the water-repellent plating is Ni-PTFE plating, but the method is not limited as long as a water-repellent film can be formed on the nozzle plate 29.
[0049]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
[0050]
An inkjet head for ejecting ink to a printing surface, which is provided in an inkjet recording apparatus, wherein the nozzle plate, which forms a part of the inkjet head and has a nozzle hole, has Water-repellent plating is applied to the surface facing the printing surface, and since the plating film is configured not to enter the inside of the nozzle hole,
Since the print surface side of the nozzle plate is coated with water repellent, it is possible to prevent the ink ejected from the nozzle holes from adhering to the nozzle plate and clogging the nozzle holes. Further, since the water-repellent plating does not enter the inside of the nozzle hole, the wettability of the ink inside the nozzle hole is ensured, and the ink ejection is smooth.
[0051]
As shown in claim 2, the first step is that the nozzle plate forms at least a penetrating nozzle hole by pressing the nozzle plate from the side opposite to the printing surface. A resist is applied to the surface on the side opposite to the printing surface, and the resist is filled in the nozzle holes formed in the first step. A third step, applying water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate, a fourth step, removing and removing the resist from the nozzle plate, a fifth step, Because
Since the nozzle hole is formed as a through hole in the nozzle plate and then the inside of the nozzle hole is filled with the resist, the air in the nozzle hole can be easily evacuated during filling, and masking with the resist can be performed smoothly and reliably.
Also, a method is used in which the resist is intentionally exposed from the nozzle hole when filling the resist, and a method of removing the exposed resist by polishing the surface on the printing surface side of the subsequent nozzle plate is used. Can be reliably masked by the resist up to the border between the nozzle plate and the surface on the printing surface side. Therefore, the water-repellent plating on the surface on the printing surface side of the nozzle plate can be formed up to the edge of the opening of the nozzle hole. As a result, clogging of the nozzle holes by ink can be reliably prevented.
Furthermore, since the polishing process can remove the resist that has come off and remove the burrs generated by the pressing process, the work can be streamlined and the number of manufacturing steps can be reduced.
[0052]
As shown in claim 3, the nozzle plate comprises: at least the nozzle plate on which a nozzle hole is formed in advance, on a resist layer formed in advance with the printing surface side facing up; Filling the resist into the nozzle hole by capillary action; applying a water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate; and removing the resist from the nozzle plate by removing the resist from the nozzle plate. Because it is manufactured by the method including the third step,
By adjusting the conditions such as the viscosity of the resist, it is possible to fill the resist as a mask up to the opening of the nozzle hole. On the other hand, since the resist is pulled up in the nozzle hole against the gravity by the capillary action and filled, the resist does not reach the upper surface of the nozzle plate (that is, the surface of the nozzle plate on the printing surface side). Therefore, similarly to the second aspect, the water-repellent plating on the surface of the nozzle plate on the printing surface side can be formed up to the edge of the opening of the nozzle hole. As a result, clogging of the nozzle holes by ink can be reliably prevented.
[0053]
As shown in claim 4, an ink jet head provided in the ink jet recording apparatus, which ejects ink to a printing surface, wherein a nozzle plate that forms a part of the ink jet head and has a nozzle hole includes: Since the water-repellent plating is performed on the opposing surface, and the portion of the plating film that has entered the nozzle hole is irradiated with high-energy rays, so that the water-repellency of the portion is lost.
While the water repellency of the printing surface side of the nozzle plate can be ensured, the wettability of the ink inside the nozzle hole can be ensured by losing the water repellency of the plating film inside the nozzle hole. As a result, a water-repellent effect can be imparted to the surface of the nozzle plate on the printing surface side up to the edge of the opening of the nozzle hole, so that clogging of the nozzle hole by ink can be reliably prevented.
Further, according to this method, the trouble of masking for preventing water-repellent plating from being formed inside the nozzle hole can be omitted.
[0054]
As shown in claim 5, the nozzle plate has at least: a nozzle plate in which a nozzle hole is formed in advance, with the surface on the printing surface side facing downward, and the nozzle hole is on the printing surface side. The first step, in which the opening portion formed in the surface is floated, the resist is applied to the nozzle plate in the above state by bar coating from the upper side, the second step, on the printing surface side of the nozzle plate It is manufactured by a method that includes a third step of applying water-repellent plating, removing and removing the resist from the nozzle plate, and a fourth step.
When the resist is applied to the nozzle plate with a bar coat and the nozzle holes are filled with the resist, even if the resist protrudes from the opening on the lower surface (the surface on the printing surface side of the nozzle plate), the opening does not float. Therefore, it is possible to prevent the projecting resist from wrapping around and adhering to the printing surface side of the nozzle plate. Therefore, the water-repellent plating on the print surface side of the nozzle plate can be formed up to the crevices at the openings of the nozzle holes, as in the second and third aspects. As a result, clogging of the nozzle holes by ink can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus (ink jet printer) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view showing a state in which inkjet heads are provided side by side.
FIG. 3 is an enlarged side view of the inkjet head.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the ink jet head main body, showing an ink flow path in a flow path unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a first method of applying a water-repellent plating film to a nozzle plate.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a resist is filled in a nozzle hole in a second method of applying a water-repellent plating film.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the water repellency of a water repellent plating film in a nozzle hole is lost in a third method of applying a water repellent plating film.
FIG. 8 is a diagram showing a method for applying a resist to a nozzle plate in a fourth method of applying a water-repellent plating film.
[Explanation of symbols]
2 Inkjet head
13 Nozzle hole
13a Opening of nozzle hole
20 Channel unit
29 Nozzle plate
51 Resist
52 Water-repellent plating film

Claims

An inkjet head for ejecting ink to a printing surface, provided in the inkjet recording apparatus,
A nozzle plate that forms a part of the inkjet head and has a nozzle hole is provided with a water-repellent plating on a surface facing the printing surface, and the plating film does not enter the inside of the nozzle hole. An ink jet head characterized by being configured as follows.

The ink jet head according to claim 1, wherein the nozzle plate is manufactured by a method including at least the following first to fifth steps.
A first step of forming a penetrating nozzle hole in the nozzle plate by pressing from a side opposite to the printing surface;
A second step of applying a resist to the surface of the nozzle plate opposite to the printing surface and filling the inside of the nozzle holes formed in the first step with the resist;
A third step of polishing the surface of the nozzle plate on the printing surface side.
-The fourth step of applying a water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate.
A fifth step of removing and removing the resist from the nozzle plate.

The inkjet head according to claim 1, wherein the nozzle plate is manufactured by a method including at least the following first to third steps.
・ The nozzle plate in which the nozzle holes are formed in advance is placed on a resist layer formed in advance with the printing surface side facing upward, and the resist is filled in the nozzle holes by capillary action. Do the first step.
-The second step of applying a water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate.
A third step of removing and removing the resist from the nozzle plate;

An ink jet head that is provided in the ink jet recording apparatus and ejects ink to a printing surface,
A nozzle plate that forms a part of the ink jet head and has a nozzle hole is provided with a water-repellent plating on a surface facing the printing surface, and a high portion is provided in a portion of the plating film that has entered the nozzle hole. An ink jet head, characterized in that the water repellency of the portion is lost by irradiating an energy beam.

The ink jet head according to claim 1, wherein the nozzle plate is manufactured by a method including at least the following first to fourth steps.
The nozzle plate having a nozzle hole formed in advance, the printing surface side of the nozzle plate is directed downward, and the nozzle hole is formed in a state where the opening formed on the printing surface side is raised. One step.
A second step of applying a resist to the nozzle plate in the above state by bar coating from above.
-The third step of applying water-repellent plating to the printing surface side of the nozzle plate.
A fourth step of removing and removing the resist from the nozzle plate;