JP2000326514A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP2000326514A JP2000326514A JP13975799A JP13975799A JP2000326514A JP 2000326514 A JP2000326514 A JP 2000326514A JP 13975799 A JP13975799 A JP 13975799A JP 13975799 A JP13975799 A JP 13975799A JP 2000326514 A JP2000326514 A JP 2000326514A
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- plasma
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ重合（ＣＶＤ）によって撥インク被
膜を形成して、長期に亘る安定した吐出を保証できるイ
ンクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】 予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒ
ａ）０．０１〜０．１とされた表面に、フッ素含有化合
物又はシラン化合物を原料としたプラズマ重合（ＣＶ
Ｄ）により膜厚０．５μｍ以下の撥インク膜が形成され
たノズルプレートを有するインクジェットヘッド、フ
ッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ
重合（ＣＶＤ）により形成された皮膜上に、フッ素樹脂
が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレートを
有するインクジェットヘッド。
膜を形成して、長期に亘る安定した吐出を保証できるイ
ンクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】 予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒ
ａ）０．０１〜０．１とされた表面に、フッ素含有化合
物又はシラン化合物を原料としたプラズマ重合（ＣＶ
Ｄ）により膜厚０．５μｍ以下の撥インク膜が形成され
たノズルプレートを有するインクジェットヘッド、フ
ッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ
重合（ＣＶＤ）により形成された皮膜上に、フッ素樹脂
が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレートを
有するインクジェットヘッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルプレート表
面にプラズマ重合により撥インク膜が形成されたインク
ジェットヘッドに関する。
面にプラズマ重合により撥インク膜が形成されたインク
ジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンターは、ノズル内
にインクを満たして正の圧力を掛け、インクをインク室
から押し出し、続いてインクに負の圧力を掛けてノズル
内に引き戻すことにより、押し出したインク柱を引きち
ぎって、ノズルからのインク滴を吐出するものである。
このときインクメニスカスはノズル内に深く引き込ま
れ、又この負圧によりインクタンクからノズル内にイン
クが満たされ、次の吐出に備える。負圧が反転して正圧
になると、メニスカスが再び押し出され、ノズルの出口
方向に移動する。
にインクを満たして正の圧力を掛け、インクをインク室
から押し出し、続いてインクに負の圧力を掛けてノズル
内に引き戻すことにより、押し出したインク柱を引きち
ぎって、ノズルからのインク滴を吐出するものである。
このときインクメニスカスはノズル内に深く引き込ま
れ、又この負圧によりインクタンクからノズル内にイン
クが満たされ、次の吐出に備える。負圧が反転して正圧
になると、メニスカスが再び押し出され、ノズルの出口
方向に移動する。
【０００３】この様に、インクを吐出するために掛けた
圧力が、インクを吐出した後も残留して振動するため、
ノズル内のインク圧力が変動してインクメニスカスが振
動する。この振動は数回繰り返され、次第に減衰して次
の吐出が可能となる。又、ヘッドの方式によっては、一
つのインク室からインクを吐出すると、隣接するインク
室にも吐出圧力が伝わってインクメニスカスが振動す
る。
圧力が、インクを吐出した後も残留して振動するため、
ノズル内のインク圧力が変動してインクメニスカスが振
動する。この振動は数回繰り返され、次第に減衰して次
の吐出が可能となる。又、ヘッドの方式によっては、一
つのインク室からインクを吐出すると、隣接するインク
室にも吐出圧力が伝わってインクメニスカスが振動す
る。
【０００４】この圧力変動によりノズル内のインクに正
圧が掛かるとき、インクが吐出口から外に溢れ出ること
がある。ノズルプレートの表面に溢れ出たインクは、次
の負圧でノズル内に引き込まれるが、溢れ出し易さや、
引き込まれ易さは、インクとノズルプレート表面との濡
れ性、即ち、接触角が関係する。この様にインクジェッ
トヘッドのノズルプレートの表面は、溢れ出たインクで
汚れ易く、これが安定吐出を妨げ、画像を劣化させる原
因となる。
圧が掛かるとき、インクが吐出口から外に溢れ出ること
がある。ノズルプレートの表面に溢れ出たインクは、次
の負圧でノズル内に引き込まれるが、溢れ出し易さや、
引き込まれ易さは、インクとノズルプレート表面との濡
れ性、即ち、接触角が関係する。この様にインクジェッ
トヘッドのノズルプレートの表面は、溢れ出たインクで
汚れ易く、これが安定吐出を妨げ、画像を劣化させる原
因となる。
【０００５】また吐出したインク滴が、尻尾がちぎれた
り、被印刷物とノズル間の距離が約１ｍｍと近傍である
ことから被印刷物に当たって飛び散ったりして、微小な
インクミストがノズルプレートに付着することもある。
り、被印刷物とノズル間の距離が約１ｍｍと近傍である
ことから被印刷物に当たって飛び散ったりして、微小な
インクミストがノズルプレートに付着することもある。
【０００６】溢れ出たインクや付着したインクミスト
は、ノズルプレート上に蓄積されてインク溜まりを形成
し、この溜まりが吐出口に触れると吐出するインク滴を
引っ張り、吐出方向を曲げてしまう。更にインク溜まり
が大きくなって吐出口を覆うと、この溜まりを突き破っ
てインク滴が吐出するときインクが飛び散り、画像を汚
してしまう。更にインク溜まりが吐出口を厚く覆うとイ
ンクが吐出しなくなる。又、ノズルプレート上のインク
溜まりに、被印刷物である紙や布等から発生する塵が付
着し易く、それがノズル穴を塞ぐことがある。
は、ノズルプレート上に蓄積されてインク溜まりを形成
し、この溜まりが吐出口に触れると吐出するインク滴を
引っ張り、吐出方向を曲げてしまう。更にインク溜まり
が大きくなって吐出口を覆うと、この溜まりを突き破っ
てインク滴が吐出するときインクが飛び散り、画像を汚
してしまう。更にインク溜まりが吐出口を厚く覆うとイ
ンクが吐出しなくなる。又、ノズルプレート上のインク
溜まりに、被印刷物である紙や布等から発生する塵が付
着し易く、それがノズル穴を塞ぐことがある。
【０００７】この様に吐出口周辺にインクが溜まると正
常な吐出ができなくなるので、ノズルプレートの表面に
溢れ出たインクを、吐出と吐出の間に負圧を利用してノ
ズル内に引き込む必要がある。又、ノズル内に引き込み
きれないインクや、外部から付着したインクは、インク
吐出口から離れた場所に移動させて保持し、時々ワイピ
ングにより拭き取る必要がある。
常な吐出ができなくなるので、ノズルプレートの表面に
溢れ出たインクを、吐出と吐出の間に負圧を利用してノ
ズル内に引き込む必要がある。又、ノズル内に引き込み
きれないインクや、外部から付着したインクは、インク
吐出口から離れた場所に移動させて保持し、時々ワイピ
ングにより拭き取る必要がある。
【０００８】上述の如く、インクジェットプリンターに
おいては、ノズルプレートのインク吐出口周囲を清浄に
保つことが重要であり、インクによる汚れを防ぐため
に、ノズルプレートに撥インク処理を施すことが行われ
ている。
おいては、ノズルプレートのインク吐出口周囲を清浄に
保つことが重要であり、インクによる汚れを防ぐため
に、ノズルプレートに撥インク処理を施すことが行われ
ている。
【０００９】ノズルプレート表面を撥インク処理する
と、インクのメニスカスが吐出口から外に出ても、イン
クがノズルプレート上に溢れ出たり、濡れ拡がったりし
難くなる。又、インクが溢れ出ても、ノズルプレート表
面が撥インク処理されていると、インクは弾かれて微小
な半球になるので、ノズルプレートとの接触面積が小さ
くなり、ノズルプレート上を移動し易く、ヘッドの振動
等により吐出口から離れて、次のインク滴の吐出を妨害
しない、等の効果がある。
と、インクのメニスカスが吐出口から外に出ても、イン
クがノズルプレート上に溢れ出たり、濡れ拡がったりし
難くなる。又、インクが溢れ出ても、ノズルプレート表
面が撥インク処理されていると、インクは弾かれて微小
な半球になるので、ノズルプレートとの接触面積が小さ
くなり、ノズルプレート上を移動し易く、ヘッドの振動
等により吐出口から離れて、次のインク滴の吐出を妨害
しない、等の効果がある。
【００１０】有効な撥インク処理としては、例えば特開
昭５８−１７５６６６号、同５９−８７１６３号、同６
１−１４１５６５号、特開平４−２１１９５９号等に記
載される様に、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって撥イン
ク被膜を形成することが知られている。
昭５８−１７５６６６号、同５９−８７１６３号、同６
１−１４１５６５号、特開平４−２１１９５９号等に記
載される様に、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって撥イン
ク被膜を形成することが知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マ重合（ＣＶＤ）によって形成された撥インク被膜は、
機械的強度に劣り、撥インク性能が劣化して、長期に亘
る安定した吐出を保証できないという問題がある。
マ重合（ＣＶＤ）によって形成された撥インク被膜は、
機械的強度に劣り、撥インク性能が劣化して、長期に亘
る安定した吐出を保証できないという問題がある。
【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって
撥インク被膜を形成して、長期に亘る安定した吐出を保
証できるインクジェットヘッドを提供することにある。
であり、その目的は、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって
撥インク被膜を形成して、長期に亘る安定した吐出を保
証できるインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、 予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜
０．１とされた表面に、フッ素含有化合物又はシラン化
合物を原料としたプラズマ重合（ＣＶＤ）により膜厚
０．５μｍ以下の撥インク膜が形成されたノズルプレー
トを有するインクジェットヘッド、前記フッ素含有化合
物がパーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パ
ーフルオロエーテルから選ばれる少なくとも１種である
こと、前記シラン化合物が一般式Ｒn−Ｓｉ−Ｘ(n-4)で
表される化合物であること、前記粗面化処理が酸素プラ
ズマ処理又はサンドブラスト処理であること、 フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプ
ラズマ重合（ＣＶＤ）により形成された皮膜上に、フッ
素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレ
ートを有するインクジェットヘッド、 、においてノズルプレートの基材が、ガラス転移点
（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなること、ノ
ズルプレートにノズル孔を形成した後、該ノズルプレー
トの接着面側からガスを吹き出しつつプラズマ重合を行
って、前記プラズマ重合膜を形成する工程を経て作製さ
れたこと、及びノズルプレートにノズル孔を形成した
後、プラズマ重合を行って、前記プラズマ重合膜を形成
し、該ノズルプレートのインク吐出口側を保護シートで
被い、プラズマエッチングによって不要なプラズマ重合
膜を除去する工程を経て作製されたこと、によって達成
される。
０．１とされた表面に、フッ素含有化合物又はシラン化
合物を原料としたプラズマ重合（ＣＶＤ）により膜厚
０．５μｍ以下の撥インク膜が形成されたノズルプレー
トを有するインクジェットヘッド、前記フッ素含有化合
物がパーフルオロアルカン、パーフルオロアルケン、パ
ーフルオロエーテルから選ばれる少なくとも１種である
こと、前記シラン化合物が一般式Ｒn−Ｓｉ−Ｘ(n-4)で
表される化合物であること、前記粗面化処理が酸素プラ
ズマ処理又はサンドブラスト処理であること、 フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプ
ラズマ重合（ＣＶＤ）により形成された皮膜上に、フッ
素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成されたノズルプレ
ートを有するインクジェットヘッド、 、においてノズルプレートの基材が、ガラス転移点
（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなること、ノ
ズルプレートにノズル孔を形成した後、該ノズルプレー
トの接着面側からガスを吹き出しつつプラズマ重合を行
って、前記プラズマ重合膜を形成する工程を経て作製さ
れたこと、及びノズルプレートにノズル孔を形成した
後、プラズマ重合を行って、前記プラズマ重合膜を形成
し、該ノズルプレートのインク吐出口側を保護シートで
被い、プラズマエッチングによって不要なプラズマ重合
膜を除去する工程を経て作製されたこと、によって達成
される。
【００１４】即ち本発明者は、プラズマ重合（ＣＶＤ）
によって形成する撥インク被膜の信頼性はノズルプレー
ト表面の表面粗さを調整することにより向上できること
を見出し、第１の本発明に至った。
によって形成する撥インク被膜の信頼性はノズルプレー
ト表面の表面粗さを調整することにより向上できること
を見出し、第１の本発明に至った。
【００１５】またフッ素含有化合物又はシラン化合物を
原料としてプラズマ重合（ＣＶＤ）により形成された皮
膜は、撥インク性のフッ素樹脂の接着性を向上し、該樹
脂の下地として使用可能なことを見出し、第２の本発明
に至った。
原料としてプラズマ重合（ＣＶＤ）により形成された皮
膜は、撥インク性のフッ素樹脂の接着性を向上し、該樹
脂の下地として使用可能なことを見出し、第２の本発明
に至った。
【００１６】以下、本発明について詳しく述べる。
【００１７】第１の本発明は、予め粗面化処理により表
面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１とされたノズルプレー
ト表面に、フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料と
したプラズマ重合（ＣＶＤ）により膜厚０．５μｍ以下
の撥インク膜を形成することを特徴とする。
面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．１とされたノズルプレー
ト表面に、フッ素含有化合物又はシラン化合物を原料と
したプラズマ重合（ＣＶＤ）により膜厚０．５μｍ以下
の撥インク膜を形成することを特徴とする。
【００１８】プラズマ重合膜は、０．５μｍより厚いと
膜はがれやひび割れが発生し易いので、０．５μｍ以
下、好ましくは０．０１〜０．２μｍとする。成膜速度
はガス種の内容や成膜条件によって異なるが、膜の厚さ
は成膜時間のコントロールで制御できる。
膜はがれやひび割れが発生し易いので、０．５μｍ以
下、好ましくは０．０１〜０．２μｍとする。成膜速度
はガス種の内容や成膜条件によって異なるが、膜の厚さ
は成膜時間のコントロールで制御できる。
【００１９】フッ素含有化合物としては、パーフルオロ
アルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテ
ルが好ましく、具体的には、Ｃ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、
ＣＦ3ＯＣＦ3、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2等が挙
げられる。シラン化合物としては、一般式Ｒn−Ｓｉ−
Ｘ(n-4)で表される化合物であることが好ましく、具体
的には、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）3、ＣＨ3Ｓｉ（Ｃｌ）3、（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣ2
Ｈ5）2、（ＣＨ3）3ＳｉＯＣ2Ｈ5、Ｃ6Ｈ5Ｓｉ（ＯＣＨ
3）3、ＣＦ3Ｃ2Ｈ2Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、Ｃ6Ｆ13Ｃ2Ｈ4
Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、Ｃ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3
等が挙げられる。
アルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテ
ルが好ましく、具体的には、Ｃ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、
ＣＦ3ＯＣＦ3、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2等が挙
げられる。シラン化合物としては、一般式Ｒn−Ｓｉ−
Ｘ(n-4)で表される化合物であることが好ましく、具体
的には、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）3、ＣＨ3Ｓｉ（Ｃｌ）3、（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣ2
Ｈ5）2、（ＣＨ3）3ＳｉＯＣ2Ｈ5、Ｃ6Ｈ5Ｓｉ（ＯＣＨ
3）3、ＣＦ3Ｃ2Ｈ2Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、Ｃ6Ｆ13Ｃ2Ｈ4
Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、Ｃ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3
等が挙げられる。
【００２０】粗面化処理としては、粗さの異方性が見ら
れない点で、酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理
が好ましい。
れない点で、酸素プラズマ処理又はサンドブラスト処理
が好ましい。
【００２１】第２の本発明は、ノズルプレート表面にフ
ッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ
重合（ＣＶＤ）により皮膜を形成して下地とし、その上
にフッ素樹脂を塗布して撥インク膜を形成することを特
徴とする。
ッ素含有化合物又はシラン化合物を原料としてプラズマ
重合（ＣＶＤ）により皮膜を形成して下地とし、その上
にフッ素樹脂を塗布して撥インク膜を形成することを特
徴とする。
【００２２】フッ素樹脂は市販されているものを採用す
ることができ、ヂュポン社製、商品名ＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ、ＰＦＡ、ＡＦ１６００、ＡＦ１０６１、ＡＦ２４０
０や、旭硝子（株）製、商品名ＣＹＴＯＰ、ＣＴＸ−８
０９Ａ、ＣＴＬ−１０９Ｍ等を挙げることができる。前
記ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等は水や有機溶媒を媒体と
した分散物として、ＡＦシリーズやＣＹＴＯＰ等はフッ
素系の溶媒に溶解して塗布し、膜厚０．１〜２μｍ程度
のフッ素樹脂撥インク膜を形成する。なおフッ素樹脂塗
布膜は、塗布後加熱処理することによって接着強度を向
上させることができる。
ることができ、ヂュポン社製、商品名ＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ、ＰＦＡ、ＡＦ１６００、ＡＦ１０６１、ＡＦ２４０
０や、旭硝子（株）製、商品名ＣＹＴＯＰ、ＣＴＸ−８
０９Ａ、ＣＴＬ−１０９Ｍ等を挙げることができる。前
記ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等は水や有機溶媒を媒体と
した分散物として、ＡＦシリーズやＣＹＴＯＰ等はフッ
素系の溶媒に溶解して塗布し、膜厚０．１〜２μｍ程度
のフッ素樹脂撥インク膜を形成する。なおフッ素樹脂塗
布膜は、塗布後加熱処理することによって接着強度を向
上させることができる。
【００２３】ところでプラズマ重合は、プラズマが発生
している環境中又はその近傍で行われるために、ノズル
プレートの基材が耐熱性を有していないと熱による変形
などが起こるため、ノズルプレートの基材は、ガラス転
移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなること
が好ましい。樹脂としては、ポリイミド（３００℃）、
ポリエーテルサルホン（２３０℃）、ポリエーテルイミ
ド（２１６℃）、非晶ポリアクリレート（１７５℃）、
ポリエチレンナフタレート（１１３℃）、ポリエーテル
エーテルケトン（１４３℃）等が挙げられる（カッコ内
はＴｇ）。
している環境中又はその近傍で行われるために、ノズル
プレートの基材が耐熱性を有していないと熱による変形
などが起こるため、ノズルプレートの基材は、ガラス転
移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなること
が好ましい。樹脂としては、ポリイミド（３００℃）、
ポリエーテルサルホン（２３０℃）、ポリエーテルイミ
ド（２１６℃）、非晶ポリアクリレート（１７５℃）、
ポリエチレンナフタレート（１１３℃）、ポリエーテル
エーテルケトン（１４３℃）等が挙げられる（カッコ内
はＴｇ）。
【００２４】また撥インク性の皮膜がノズル孔内部にま
で形成されてしまうと、インクの吐出性能を阻害してし
まうため、ノズル孔が形成済みのノズルプレートにプラ
ズマ重合膜を形成する場合、ノズルプレートの接着面側
からガスを吹き出しつつプラズマ重合を行う（図１
（ａ））か、プラズマ重合を行ってプラズマ重合膜を形
成し、ノズルプレートのインク吐出口側を保護シートで
被い（図１（ｂ））、プラズマエッチングによって不要
なプラズマ重合膜を除去することが好ましい。なお図に
おいて、１はノズル孔２が形成されたノズルプレート、
３はプラズマ重合膜、４は保護シートである。
で形成されてしまうと、インクの吐出性能を阻害してし
まうため、ノズル孔が形成済みのノズルプレートにプラ
ズマ重合膜を形成する場合、ノズルプレートの接着面側
からガスを吹き出しつつプラズマ重合を行う（図１
（ａ））か、プラズマ重合を行ってプラズマ重合膜を形
成し、ノズルプレートのインク吐出口側を保護シートで
被い（図１（ｂ））、プラズマエッチングによって不要
なプラズマ重合膜を除去することが好ましい。なお図に
おいて、１はノズル孔２が形成されたノズルプレート、
３はプラズマ重合膜、４は保護シートである。
【００２５】即ち、ノズル孔が形成済みのノズルプレー
トの接着面側からＡｒの様な不活性ガスを連続的に吹き
出しつつプラズマ重合を行うことで、ノズル孔内部に撥
インク膜が形成されないようにしたり、ノズル孔内部に
形成された撥インク膜を、ノズルプレートのインク吐出
口側の撥インク膜を保護する保護シートで被って、シラ
ン化合物を原料とするプラズマ重合膜にはＣＦ4と酸素
の混合ガスを、フッ素含有化合物を原料とするプラズマ
重合膜には酸素ガスを用いて、プラズマエッチングによ
って除去するものである。
トの接着面側からＡｒの様な不活性ガスを連続的に吹き
出しつつプラズマ重合を行うことで、ノズル孔内部に撥
インク膜が形成されないようにしたり、ノズル孔内部に
形成された撥インク膜を、ノズルプレートのインク吐出
口側の撥インク膜を保護する保護シートで被って、シラ
ン化合物を原料とするプラズマ重合膜にはＣＦ4と酸素
の混合ガスを、フッ素含有化合物を原料とするプラズマ
重合膜には酸素ガスを用いて、プラズマエッチングによ
って除去するものである。
【００２６】樹脂のノズルプレートにプラズマ重合膜を
形成してからノズル孔を形成する場合、加工精度の点か
らエキシマレーザーを用いるのが好ましい。ノズル孔加
工の安定性を得るためには、エキシマレーザーの強度分
布に配慮して、図２に示す様に入口径Ｒ１と出口径Ｒ２
とノズルプレート厚みｔから便宜上算出できるコーン角
度θを７°以下とするのが好ましい。ここに、便宜上計
算できるコーン角度θはｔａｎθ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２
ｔとなる。
形成してからノズル孔を形成する場合、加工精度の点か
らエキシマレーザーを用いるのが好ましい。ノズル孔加
工の安定性を得るためには、エキシマレーザーの強度分
布に配慮して、図２に示す様に入口径Ｒ１と出口径Ｒ２
とノズルプレート厚みｔから便宜上算出できるコーン角
度θを７°以下とするのが好ましい。ここに、便宜上計
算できるコーン角度θはｔａｎθ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２
ｔとなる。
【００２７】ノズルプレートのレーザー加工性とプラズ
マ重合膜のレーザー加工性は異なり、レーザーの強度が
不十分な場合はプラズマ重合膜の部分でひさし状の加工
残りが生成してインク吐出方向が曲がってしまう場合が
有る。この場合レーザー加工時のレーザー入射側の孔径
と反対側の孔径の比率の差が大きくなる傾向があるか
ら、前記便宜上算出できるコーン角度θを７°以下とす
るのが好ましい。
マ重合膜のレーザー加工性は異なり、レーザーの強度が
不十分な場合はプラズマ重合膜の部分でひさし状の加工
残りが生成してインク吐出方向が曲がってしまう場合が
有る。この場合レーザー加工時のレーザー入射側の孔径
と反対側の孔径の比率の差が大きくなる傾向があるか
ら、前記便宜上算出できるコーン角度θを７°以下とす
るのが好ましい。
【００２８】また酸素やヘリウム等のガスを吹き付けた
り、サクションしながらレーザー加工時を行って、加工
滓がノズルプレートに付着するのを抑えるのが好まし
い。これにより、ノズル孔形成後洗浄することなく、ヘ
ッドのチャネル部分に貼合することができる。同様な効
果は、ノズルプレートを天井側に固定して下方向からレ
ーザー加工を行ったり、横方向に固定して横方向からレ
ーザー加工を行ったりしても得ることができる。
り、サクションしながらレーザー加工時を行って、加工
滓がノズルプレートに付着するのを抑えるのが好まし
い。これにより、ノズル孔形成後洗浄することなく、ヘ
ッドのチャネル部分に貼合することができる。同様な効
果は、ノズルプレートを天井側に固定して下方向からレ
ーザー加工を行ったり、横方向に固定して横方向からレ
ーザー加工を行ったりしても得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に具体的なインクジェットヘ
ッドノズルの形成例を示すが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
ッドノズルの形成例を示すが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
【００３０】実施形態−１ （ノズルプレート基材） 厚さ７５μｍのポリイミドシート （プラズマエッチング処理）撥インク膜形成前の粗面化
処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃ
ｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処
理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃ
ｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処
理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
【００３１】（プラズマ重合撥インク膜の形成）３０℃
に保持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）3を入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用
い、真空チャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０
ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとし
て２０分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
に保持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）3を入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用
い、真空チャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０
ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとし
て２０分間プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００３２】（ノズル孔加工及びヘッド本体への貼合）
表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシー
トを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様
調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内に
なる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエ
キシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプ
レート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に
位置合わせして貼り付けた。
表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシー
トを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様
調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内に
なる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエ
キシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプ
レート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に
位置合わせして貼り付けた。
【００３３】実施形態−２ （ノズルプレート基材） 厚さ７５μｍのステンレス板 （ノズル孔加工）外径５０μｍの極小ポンチと微細加工
用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち
抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除
き、洗浄した。
用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち
抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除
き、洗浄した。
【００３４】（サンドブラスト処理）撥インク膜形成前
の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μ
ｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍ
とした。
の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μ
ｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍ
とした。
【００３５】（プラズマ重合撥インク膜の形成）ノズル
プレートの接着面側全体を覆い且つＡｒガスがノズル孔
から吹き出すように真空チャンバー内にセットし、プラ
ズマ重合原料としてのＣ3Ｆ8ガス流量を５０ｓｃｃｍ、
圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間
プラズマ重合膜の成膜を行った。
プレートの接着面側全体を覆い且つＡｒガスがノズル孔
から吹き出すように真空チャンバー内にセットし、プラ
ズマ重合原料としてのＣ3Ｆ8ガス流量を５０ｓｃｃｍ、
圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間
プラズマ重合膜の成膜を行った。
【００３６】（ヘッド本体への貼合）ノズルプレートを
ヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付け
た。
ヘッド本体のチャネル部分に位置合わせして貼り付け
た。
【００３７】実施形態−３ （ノズルプレート基材） 厚さ７５μｍのステンレス板 （ノズル孔加工）外径５０μｍの極小ポンチと微細加工
用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち
抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除
き、洗浄した。
用プレス機を使用してノズル孔加工を行い、ポンチ打ち
抜き時に発生したノズル周りのバリを研磨により取り除
き、洗浄した。
【００３８】（サンドブラスト処理）撥インク膜形成前
の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μ
ｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍ
とした。
の粗面化処理として、砥粒サイズ＃１５００（約１７μ
ｍ径）を用いて処理し、表面粗さ（Ｒａ）０．０６μｍ
とした。
【００３９】（プラズマ重合撥インク膜の形成）プラズ
マ重合原料として９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ
3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3を
用い、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チ
ャンバー中の環境を、原料ガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力
２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラ
ズマ重合膜の成膜を行った。
マ重合原料として９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ
3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3を
用い、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チ
ャンバー中の環境を、原料ガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力
２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラ
ズマ重合膜の成膜を行った。
【００４０】（プラズマエッチング）ノズルプレートの
インク吐出面側に保護シートを貼り付け、保護シート面
を上にしてチャンバー内部にセットし、ＣＦ4と酸素の
混合ガス流量を５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ
波出力２００Ｗとして１０分間プラズマエッチングを行
った。
インク吐出面側に保護シートを貼り付け、保護シート面
を上にしてチャンバー内部にセットし、ＣＦ4と酸素の
混合ガス流量を５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ
波出力２００Ｗとして１０分間プラズマエッチングを行
った。
【００４１】（ヘッド本体への貼合）保護シートを剥離
したノズルプレートをヘッド本体のチャネル部分に位置
合わせして貼り付けた。
したノズルプレートをヘッド本体のチャネル部分に位置
合わせして貼り付けた。
【００４２】実施形態−４ （ノズルプレート基材） 厚さ７５μｍのポリイミドシート （プラズマエッチング処理）撥インク膜形成前の粗面化
処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃ
ｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処
理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃ
ｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間処
理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。
【００４３】（プラズマ重合下地膜の形成）３０℃に保
持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ
3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3を
入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チ
ャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０ｓｃｃｍ、
圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして５分間プ
ラズマ重合膜の成膜を行った。
持した気化器中に９５重量部の（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ
3）2及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3を
入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チ
ャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０ｓｃｃｍ、
圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして５分間プ
ラズマ重合膜の成膜を行った。
【００４４】（撥インクフッ素樹脂膜の塗布）ＡＦ１６
０１（前出）の６％溶液をワイヤーバーを用いて１μｍ
の厚さに塗布し、１５分放置して自然乾燥させた後、１
７０℃のオーブン内に６時間置いた。
０１（前出）の６％溶液をワイヤーバーを用いて１μｍ
の厚さに塗布し、１５分放置して自然乾燥させた後、１
７０℃のオーブン内に６時間置いた。
【００４５】（ノズル孔加工及びヘッド本体への貼合）
表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシー
トを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様
調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内に
なる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエ
キシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプ
レート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に
位置合わせして貼り付けた。
表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシー
トを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様
調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内に
なる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエ
キシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。ノズルプ
レート形状に切り出して、ヘッド本体のチャネル部分に
位置合わせして貼り付けた。
【００４６】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって形成された撥イン
ク被膜は、接着性に優れ、長期に亘る撥インク性能と安
定した吐出を保証することができる。
ば、プラズマ重合（ＣＶＤ）によって形成された撥イン
ク被膜は、接着性に優れ、長期に亘る撥インク性能と安
定した吐出を保証することができる。
【図１】ノズル孔加工済みのノズルプレートのノズル孔
にプラズマ重合膜を形成しない方法を示すモデル図。
にプラズマ重合膜を形成しない方法を示すモデル図。
【図２】便宜上計算できるコーン角度θを説明する図。
１ ノズルプレート ２ ノズル孔 ３ プラズマ重合膜 ４ 保護シート
フロントページの続き (72)発明者 岸戸 健 東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会 社内 (72)発明者 岩丸 俊一 東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会 社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF72 AF93 AG07 AG12 AP02 AP13 AP22 AP53 AP60 AQ03 AQ06
Claims (8)
- 【請求項１】 予め粗面化処理により表面粗さ（Ｒａ）
０．０１〜０．１とされた表面に、フッ素含有化合物又
はシラン化合物を原料としたプラズマ重合（ＣＶＤ）に
より膜厚０．５μｍ以下の撥インク膜が形成されたノズ
ルプレートを有することを特徴とするインクジェットヘ
ッド。 - 【請求項２】 前記フッ素含有化合物がパーフルオロア
ルカン、パーフルオロアルケン、パーフルオロエーテル
から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記シラン化合物が下記一般式で表され
る化合物であることを特徴とする請求項１に記載のイン
クジェットヘッド。 一般式 Ｒn−Ｓｉ−Ｘ(n-4) 〔式中、Ｒはメチル基、フェニル基又は含フッ素アルキ
ル基を表し、Ｘはアルコキシ基又はハロゲン原子を表
し、ｎは０〜４の整数である。〕 - 【請求項４】 前記粗面化処理が酸素プラズマ処理又は
サンドブラスト処理であることを特徴とする請求項１、
２又は３に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項５】 フッ素含有化合物又はシラン化合物を原
料としてプラズマ重合（ＣＶＤ）により形成された皮膜
上に、フッ素樹脂が塗布されて撥インク膜が形成された
ノズルプレートを有することを特徴とするインクジェッ
トヘッド。 - 【請求項６】 前記ノズルプレートの基材が、ガラス転
移点（Ｔｇ）１００℃以上の樹脂又は金属からなること
を特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のイン
クジェットヘッド。 - 【請求項７】 前記ノズルプレートにノズル孔を形成し
た後、該ノズルプレートの接着面側からガスを吹き出し
つつプラズマ重合を行って、前記プラズマ重合膜を形成
する工程を経て作製されたことを特徴とする請求項１、
２、３、４、５又は６に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項８】 前記ノズルプレートにノズル孔を形成し
た後、プラズマ重合を行って、前記プラズマ重合膜を形
成し、該ノズルプレートのインク吐出口側を保護シート
で被い、プラズマエッチングによって不要なプラズマ重
合膜を除去する工程を経て作製されたことを特徴とする
請求項１、２、３、４、５又は６に記載のインクジェッ
トヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13975799A JP3785852B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13975799A JP3785852B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000326514A true JP2000326514A (ja) | 2000-11-28 |
| JP3785852B2 JP3785852B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=15252688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13975799A Expired - Fee Related JP3785852B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | インクジェットヘッドの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3785852B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001089843A1 (fr) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Seiko Epson Corporation | Element de tete et procede et dispositif de traitement du repoussement d'encre |
| GB2438195A (en) * | 2006-05-20 | 2007-11-21 | P2I Ltd | Coated ink jet nozzle plate |
| JP2008524505A (ja) * | 2004-12-22 | 2008-07-10 | ベーエスハー ボッシュ ウント ジーメンス ハウスゲレーテ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 軸方向で駆動されるピストンシリンダユニット |
| US7722159B2 (en) | 2005-03-04 | 2010-05-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet head and inkjet recording device |
| JP2012106364A (ja) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Seiko Epson Corp | シリコンノズル基板及びその製造方法 |
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| JP2020079893A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 新光電気工業株式会社 | 光導波路搭載基板、光通信装置及び光導波路搭載基板の製造方法 |
| WO2020170351A1 (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-27 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド、インクジェット画像形成装置、ノズルプレートの製造方法、およびインクジェットヘッドの製造方法 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP13975799A patent/JP3785852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7291281B2 (en) | 2000-05-22 | 2007-11-06 | Seiko Epson Corporation | Head member, method for ink-repellent treatment and apparatus for the same |
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| WO2007135394A1 (en) | 2006-05-20 | 2007-11-29 | P2I Ltd | Inkjet print head |
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| JP2020079893A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 新光電気工業株式会社 | 光導波路搭載基板、光通信装置及び光導波路搭載基板の製造方法 |
| JP7280031B2 (ja) | 2018-11-14 | 2023-05-23 | 新光電気工業株式会社 | 光導波路搭載基板、光通信装置及び光導波路搭載基板の製造方法 |
| WO2020170351A1 (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-27 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド、インクジェット画像形成装置、ノズルプレートの製造方法、およびインクジェットヘッドの製造方法 |
| US11772379B2 (en) | 2019-02-20 | 2023-10-03 | Konica Minolta, Inc. | Inkjet head, inkjet image forming apparatus, nozzle plate manufacturing method, and inkjet head manufacturing method |
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|---|---|
| JP3785852B2 (ja) | 2006-06-14 |
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