JP2002187267A - インクジェットプリンタ用ノズルプレート及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタ用ノズルプレート及びその製造方法Info
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- JP2002187267A JP2002187267A JP2000389696A JP2000389696A JP2002187267A JP 2002187267 A JP2002187267 A JP 2002187267A JP 2000389696 A JP2000389696 A JP 2000389696A JP 2000389696 A JP2000389696 A JP 2000389696A JP 2002187267 A JP2002187267 A JP 2002187267A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、吐出曲がりや吐出不良の生じない
ノズルプレートを提供することを課題とする。 【解決手段】 ノズルプレート表面とノズルプレート表
面からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面に
撥インク処理を行い、上記撥インク処理に接してノズル
プレート裏面とノズルプレート裏面からメニスカス形成
面までのノズル内部壁面に親インク処理を施す。
ノズルプレートを提供することを課題とする。 【解決手段】 ノズルプレート表面とノズルプレート表
面からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面に
撥インク処理を行い、上記撥インク処理に接してノズル
プレート裏面とノズルプレート裏面からメニスカス形成
面までのノズル内部壁面に親インク処理を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、印字データの入力を受
けた時点でインク滴を飛翔させ、このインク滴により記
録用紙にドットを形成させるオンデマンド方式のインク
ジェットヘッドに用いられるノズルプレートとその製造
方法に関するものである。
けた時点でインク滴を飛翔させ、このインク滴により記
録用紙にドットを形成させるオンデマンド方式のインク
ジェットヘッドに用いられるノズルプレートとその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術のインクジェットヘッドにおい
ては、ノズルより吐出させたインク滴がノズルの表面の
濡れやノズル間のメニスカス形成位置のバラツキによっ
て、インクの飛翔方向が曲がり、印刷品質が低下すると
いう問題を抱えていた。
ては、ノズルより吐出させたインク滴がノズルの表面の
濡れやノズル間のメニスカス形成位置のバラツキによっ
て、インクの飛翔方向が曲がり、印刷品質が低下すると
いう問題を抱えていた。
【０００３】このような問題に対して、特開平０７−１
２５２２０公報に開示されたノズルプレートは、ノズル
内面への撥インク性物質の入り込み量を所定の範囲内に
抑え、表面の濡れを防ぐと共にノズル間のメニスカス形
成位置を一定に保つようにしたものである。しかし、こ
の方法においては、ノズルプレートの裏面及びノズル内
部の一部分は何も処理が施されていないため、インクを
充填する際にスムーズに充填できず、またヘッド内に気
泡が発生した際に排出しにくいという問題を有してい
た。
２５２２０公報に開示されたノズルプレートは、ノズル
内面への撥インク性物質の入り込み量を所定の範囲内に
抑え、表面の濡れを防ぐと共にノズル間のメニスカス形
成位置を一定に保つようにしたものである。しかし、こ
の方法においては、ノズルプレートの裏面及びノズル内
部の一部分は何も処理が施されていないため、インクを
充填する際にスムーズに充填できず、またヘッド内に気
泡が発生した際に排出しにくいという問題を有してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決する方
法として、特開平０９−２６７４７８公報では、ノズル
プレート裏面を活性ガスプラズマで親インク処理を施す
方法が提案されている。しかしながら、この方法では活
性ガスプラズマで処理した面の親インク効果が時間の経
過と共に低下するという問題を有していた。
法として、特開平０９−２６７４７８公報では、ノズル
プレート裏面を活性ガスプラズマで親インク処理を施す
方法が提案されている。しかしながら、この方法では活
性ガスプラズマで処理した面の親インク効果が時間の経
過と共に低下するという問題を有していた。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、ノズル内面において
撥インク処理層と親インク処理層が接しており、インク
の充填性、気泡の排出性を改善し、かつノズル間のメニ
スカス形成位置のばらつきを減少させ、インク滴を安定
させ高品質な印刷が可能なインクジェットプリントヘッ
ドを提供することにある。また、本発明においては、ノ
ズル内面において撥インク処理層と親インク処理層が接
して形成されるインクジェットプリントヘッドのノズル
プレートの製造方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、ノズル内面において
撥インク処理層と親インク処理層が接しており、インク
の充填性、気泡の排出性を改善し、かつノズル間のメニ
スカス形成位置のばらつきを減少させ、インク滴を安定
させ高品質な印刷が可能なインクジェットプリントヘッ
ドを提供することにある。また、本発明においては、ノ
ズル内面において撥インク処理層と親インク処理層が接
して形成されるインクジェットプリントヘッドのノズル
プレートの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、インクジェ
ット用ノズルプレートとして、ノズルプレート表面とノ
ズルプレート表面からインクメニスカス形成面までのノ
ズル内部壁面にふっ素分散ニッケルめっきで撥インク処
理を施し、撥インク処理に接してノズルプレート裏面と
ノズルプレート裏面からメニスカス形成面までのノズル
内部壁面に酸化物に親インク処理を施したものを用いる
ことにより達成される。
ット用ノズルプレートとして、ノズルプレート表面とノ
ズルプレート表面からインクメニスカス形成面までのノ
ズル内部壁面にふっ素分散ニッケルめっきで撥インク処
理を施し、撥インク処理に接してノズルプレート裏面と
ノズルプレート裏面からメニスカス形成面までのノズル
内部壁面に酸化物に親インク処理を施したものを用いる
ことにより達成される。
【０００７】あるいは、本発明の他の構成のノズルプレ
ートとしては、ノズルプレート表面とノズルプレート表
面からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面に
ふっ素分散ニッケルめっきで撥インク処理を施し、撥イ
ンク処理に接してノズルプレート裏面とノズルプレート
裏面からメニスカス形成面までのノズル内部壁面に酸化
物に親インク処理を施したものを用いてもよい。
ートとしては、ノズルプレート表面とノズルプレート表
面からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面に
ふっ素分散ニッケルめっきで撥インク処理を施し、撥イ
ンク処理に接してノズルプレート裏面とノズルプレート
裏面からメニスカス形成面までのノズル内部壁面に酸化
物に親インク処理を施したものを用いてもよい。
【０００８】上記構成のノズルプレートを作成するため
には、撥インク処理をノズルプレート全面に形成する工
程と、ノズルプレートの表面から感光性樹脂をマスキン
グ層として圧力を加え、インクのメニスカス形成位置ま
で入り込ませる工程と、ノズルプレートの感光性樹脂に
よってマスクされていない部分の撥インク処理を除去す
る工程と、上記撥インク処理を除去した部分に親インク
処理を形成する工程を行う。
には、撥インク処理をノズルプレート全面に形成する工
程と、ノズルプレートの表面から感光性樹脂をマスキン
グ層として圧力を加え、インクのメニスカス形成位置ま
で入り込ませる工程と、ノズルプレートの感光性樹脂に
よってマスクされていない部分の撥インク処理を除去す
る工程と、上記撥インク処理を除去した部分に親インク
処理を形成する工程を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１０】図１は、本発明のインクジェットプリント
ヘッド用ノズルプレートの製造工程、特に表面処理工程
について説明したものである。また、図２は、本工程に
よって製造されたノズルプレートのメニスカス位置を詳
細に示したものである。
ヘッド用ノズルプレートの製造工程、特に表面処理工程
について説明したものである。また、図２は、本工程に
よって製造されたノズルプレートのメニスカス位置を詳
細に示したものである。
【００１１】図１において、ノズルプレート１はステン
レスで形成され、ノズル部はプレスによって裏面に開い
た漏斗状に形成される。本例では、ノズルプレート１の
材質を金属としたが、セラミック、シリコン、ガラス、
プラスチックなどで形成しても問題はない。また、ノズ
ル部も電鋳、機械加工、ドライエッチングなどの方法を
用いても何ら問題はない。
レスで形成され、ノズル部はプレスによって裏面に開い
た漏斗状に形成される。本例では、ノズルプレート１の
材質を金属としたが、セラミック、シリコン、ガラス、
プラスチックなどで形成しても問題はない。また、ノズ
ル部も電鋳、機械加工、ドライエッチングなどの方法を
用いても何ら問題はない。
【００１２】次に、図１を用いて撥インクおよび親イン
ク処理の工程を説明する。
ク処理の工程を説明する。
【００１３】工程（ａ）：ノズルプレート１の全面に撥
インク膜２を形成する 例としてＮｉ−ＰＴＦＥ複合めっきの荏原ユージライト
製テフジットめっき液を用いて、温度５０℃、電流密度
４．０Ａ/ｄｍ2、時間１０分のめっき条件で、膜厚１．
０μｍを形成する。ここでは、Ｎｉ−ＰＴＦＥ複合めっ
きを用いたが、撥インク膜としてフッ素系高分子膜を用
いても良い。
インク膜２を形成する 例としてＮｉ−ＰＴＦＥ複合めっきの荏原ユージライト
製テフジットめっき液を用いて、温度５０℃、電流密度
４．０Ａ/ｄｍ2、時間１０分のめっき条件で、膜厚１．
０μｍを形成する。ここでは、Ｎｉ−ＰＴＦＥ複合めっ
きを用いたが、撥インク膜としてフッ素系高分子膜を用
いても良い。
【００１４】工程（ｂ）：ノズルプレートの表面から感
光性ドライフィルムレジスト４を被覆する 一例としてデュポンＤＲＣ製のリストンＦＸ125を温度
９０℃、圧力３．０×１０5Ｐａでラミネートし、ノズ
ルプレート表面とメニスカスが形成されるノズル内部の
表面から４．０μｍの位置までを被覆する。続いてノズ
ルプレート表面から紫外線を照射して感光性ドライフィ
ルムレジスト全体を硬化する。
光性ドライフィルムレジスト４を被覆する 一例としてデュポンＤＲＣ製のリストンＦＸ125を温度
９０℃、圧力３．０×１０5Ｐａでラミネートし、ノズ
ルプレート表面とメニスカスが形成されるノズル内部の
表面から４．０μｍの位置までを被覆する。続いてノズ
ルプレート表面から紫外線を照射して感光性ドライフィ
ルムレジスト全体を硬化する。
【００１５】工程（ｃ）：撥インク膜を除去する 温度４０℃の２０％硝酸水溶液に工程（ｂ）のノズルプ
レートを１０分浸漬させ、感光性ドライフィルムレジス
ト４でマスクされていない部分の撥インク膜を除去す
る。水洗、乾燥を行った後に、プラズマアッシャーによ
り酸素プラズマ５でアッシング処理を行う。アッシング
条件として、出力３００Ｗ、時間５分で処理を行った。
このアッシング処理を行うことにより、エッチングされ
た撥インク膜の境界面、すなわち親インク処理と接する
面の表面が改質され双方の膜の密着性が向上し、ノズル
間のばらつきの少ない連続的な撥インク膜と親インク膜
の境界が形成される。なお、撥インク膜にふっ素系高分
子膜を用いた場合には、上記アッシング処理のみで撥水
膜の除去と表面改質を行うことが可能である。
レートを１０分浸漬させ、感光性ドライフィルムレジス
ト４でマスクされていない部分の撥インク膜を除去す
る。水洗、乾燥を行った後に、プラズマアッシャーによ
り酸素プラズマ５でアッシング処理を行う。アッシング
条件として、出力３００Ｗ、時間５分で処理を行った。
このアッシング処理を行うことにより、エッチングされ
た撥インク膜の境界面、すなわち親インク処理と接する
面の表面が改質され双方の膜の密着性が向上し、ノズル
間のばらつきの少ない連続的な撥インク膜と親インク膜
の境界が形成される。なお、撥インク膜にふっ素系高分
子膜を用いた場合には、上記アッシング処理のみで撥水
膜の除去と表面改質を行うことが可能である。
【００１６】工程（ｄ）：親インク処理膜６を形成する 一例として東燃製のポリシラザンＬ１１０をディッピン
グにより０．１μｍ被覆し、１２０℃で１時間乾燥処理
を行った。この時、撥インク膜はドライフィルムレジス
トによりマスクされているため、親インク膜６はアッシ
ング処理を行ったノズルプレート裏面及びノズル内壁の
みに形成される。ここでは親インク膜６としてポリシラ
ザンを用いたが、クロム酸などの他の酸化物を用いても
良い。また塗布方法としてはスプレーやスピンコートな
どの方法を用いても何ら問題はない。
グにより０．１μｍ被覆し、１２０℃で１時間乾燥処理
を行った。この時、撥インク膜はドライフィルムレジス
トによりマスクされているため、親インク膜６はアッシ
ング処理を行ったノズルプレート裏面及びノズル内壁の
みに形成される。ここでは親インク膜６としてポリシラ
ザンを用いたが、クロム酸などの他の酸化物を用いても
良い。また塗布方法としてはスプレーやスピンコートな
どの方法を用いても何ら問題はない。
【００１７】工程（ｅ）：感光性ドライフィルムレジス
ト４を除去する 最後に、温度５０℃、２．０％水酸化ナトリウム溶液に
１分浸漬し、感光性ドライフィルムレジストを除去す
る。なお、ここでは撥インク膜のマスク材として感光性
ドライフィルムレジストを用いたが、接着剤付きのテフ
ロン（登録商標）やポリイミドなどの耐薬品性を有する
弾性材料を用いても良い。
ト４を除去する 最後に、温度５０℃、２．０％水酸化ナトリウム溶液に
１分浸漬し、感光性ドライフィルムレジストを除去す
る。なお、ここでは撥インク膜のマスク材として感光性
ドライフィルムレジストを用いたが、接着剤付きのテフ
ロン（登録商標）やポリイミドなどの耐薬品性を有する
弾性材料を用いても良い。
【００１８】このように構成されたノズルプレートにお
いては、図２に示すようにノズル内壁面で撥インク膜２
と親インク膜６が連続的に形成され、メニスカスがその
境界面に形成される。表１は、本発明の構成のノズルプ
レートの表と裏の代表的な水性及び油性インクに対する
接触角を示したものである。どちらのインクに対しても
ノズルプレート表面は強い撥インク性を有しており、イ
ンク滴の吐出中に濡れを発生させない接触角である。ま
た裏面に関してもインクがスムーズに充填され、気泡の
滞留が発生しない角度となっている。
いては、図２に示すようにノズル内壁面で撥インク膜２
と親インク膜６が連続的に形成され、メニスカスがその
境界面に形成される。表１は、本発明の構成のノズルプ
レートの表と裏の代表的な水性及び油性インクに対する
接触角を示したものである。どちらのインクに対しても
ノズルプレート表面は強い撥インク性を有しており、イ
ンク滴の吐出中に濡れを発生させない接触角である。ま
た裏面に関してもインクがスムーズに充填され、気泡の
滞留が発生しない角度となっている。
【００１９】
【表１】
【００２０】表２は本発明のノズルプレートをピエゾ駆
動方式のオンデマンド型インクジェットプリントヘッド
に装着して、径が５０μｍのノズル１００個から２０ｋ
Ｈｚの駆動周波数で３０分連続吐出を行った時に発生し
た初期充填不良と不吐出や曲がりなどの吐出不良の発生
回数を、従来方法の処理なし及び表面のみ撥インク処理
品と比較したものである。この結果より本発明の表面処
理を施したノズルプレートは、インクの初期充填性と吐
出の良好性の双方を満たすことが分かった。
動方式のオンデマンド型インクジェットプリントヘッド
に装着して、径が５０μｍのノズル１００個から２０ｋ
Ｈｚの駆動周波数で３０分連続吐出を行った時に発生し
た初期充填不良と不吐出や曲がりなどの吐出不良の発生
回数を、従来方法の処理なし及び表面のみ撥インク処理
品と比較したものである。この結果より本発明の表面処
理を施したノズルプレートは、インクの初期充填性と吐
出の良好性の双方を満たすことが分かった。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ノズルプレートの表面
に撥インク処理、裏側に親インク処理を行い、その境界
をノズル内壁面のインクメニスカス形成位置に連続的に
精度よく形成されているため、インクの充填性に優れ、
飛行曲がりや吐出不良を生じさせることもなく、しかも
ノズル間のばらつきが少ないインク滴の吐出が可能であ
り、信頼性の高いノズルプレートを形成することができ
る。
に撥インク処理、裏側に親インク処理を行い、その境界
をノズル内壁面のインクメニスカス形成位置に連続的に
精度よく形成されているため、インクの充填性に優れ、
飛行曲がりや吐出不良を生じさせることもなく、しかも
ノズル間のばらつきが少ないインク滴の吐出が可能であ
り、信頼性の高いノズルプレートを形成することができ
る。
【図１】本発明の一例となるノズルプレートの製造工程
を示す図。
を示す図。
【図２】本発明の製造方法にて作成されたノズルプレー
トの要部の拡大断面図。
トの要部の拡大断面図。
１はノズルプレート、２は撥インク膜、３はノズル、４
は感光性ドライフィルムレジスト、５は酸素プラズマ、
６は親インク膜、７はメニスカスである。
は感光性ドライフィルムレジスト、５は酸素プラズマ、
６は親インク膜、７はメニスカスである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 能成 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA04 HA16 HA24 2C057 AF41 AF43 AG07 AP13 AP55 AP58 AP59 AP60 4K024 AA03 AB01 AB12 BA01 BA11 BA12 BA15 BB16 FA07 FA08 GA16 4K026 AA01 BA08 BA13 CA39 DA02 DA06
Claims (4)
- 【請求項１】ノズルプレート表面とノズルプレート表面
からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面には
ふっ素分散ニッケルめっきで撥インク処理が施され、前
記撥インク処理に接してノズルプレート裏面とノズルプ
レート裏面からメニスカス形成面までのノズル内部壁面
には酸化物にて親インク処理が施されていることを特徴
とするインクジェットプリンタ用ノズルプレート。 - 【請求項２】ノズルプレート表面とノズルプレート表面
からインクメニスカス形成面までのノズル内部壁面には
ふっ素を含有する高分子で撥インク処理が施され、前記
撥インク処理に接してノズルプレート裏面とノズルプレ
ート裏面からメニスカス形成面までのノズル内部壁面に
は酸化物にて親インク処理が施されていることを特徴と
するインクジェットプリンタ用ノズルプレート。 - 【請求項３】撥インク処理をノズルプレート全面に形成
する工程と、 ノズルプレートの表面から感光性樹脂をマスキング層と
して圧力を加え、インクのメニスカス形成位置まで入り
込ませる工程と、 ノズルプレートの感光性樹脂によってマスクされていな
い部分の撥インク処理を除去する工程と、 上記撥インク処理を除去した部分に親インク処理を形成
する工程とからなるインクジェットプリンタ用ノズルプ
レートの製造方法。 - 【請求項４】前記マスキング層は接着層を有する樹脂に
より形成したことを特徴とする請求項３記載のインクジ
ェットプリンタ用ノズルプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389696A JP2002187267A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | インクジェットプリンタ用ノズルプレート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389696A JP2002187267A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | インクジェットプリンタ用ノズルプレート及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002187267A true JP2002187267A (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=18856191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000389696A Pending JP2002187267A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | インクジェットプリンタ用ノズルプレート及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002187267A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175604A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Seiko Epson Corp | 成膜方法、液体供給ヘッドおよび液体供給装置 |
| US7232206B2 (en) | 2003-05-09 | 2007-06-19 | Ricoh Printing Systems, Ltd. | Ink-jet head, ink-jet printer using the same, and process for producing ink-jet head |
| JP2008221653A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | ノズル形成部材の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドユニットの製造方法 |
| US7562964B2 (en) | 2005-06-08 | 2009-07-21 | Fujifilm Corporation | Method of manufacturing nozzle plate, nozzle plate, liquid ejection head and image forming apparatus |
| US7901734B2 (en) | 2005-05-23 | 2011-03-08 | Fujifilm Corporation | Method of manufacturing nozzle plate |
| KR101289794B1 (ko) * | 2007-04-23 | 2013-08-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 블록 코폴리머를 이용한 선택적 표면처리 방법, 블랙매트릭스 및 그 제조방법, 그리고 노즐 플레이트 및 그제조방법 |
| US9039114B2 (en) | 2013-01-29 | 2015-05-26 | Kyocera Document Solutions Inc. | Inkjet recording apparatus |
| JP7475882B2 (ja) | 2020-02-10 | 2024-04-30 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-12-22 JP JP2000389696A patent/JP2002187267A/ja active Pending
Cited By (9)
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| JP7475882B2 (ja) | 2020-02-10 | 2024-04-30 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
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