JP2008230043A - Method of manufacturing ink-jet head - Google Patents

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Kazuhiro Aoyama
和弘 青山
Shiro Sudo
史朗 須藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an orifice plate which has an improved water-repellent performance and a nozzle processed with high precision in an ink-jet head. <P>SOLUTION: For the ink-jet head, the orifice plate is made by the way of making the die of the nozzle with a photolithography and continuously making a film for plate base material and water-repellent film by a gas deposition method. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インク滴を吐出、飛翔させて記録媒体上に画像を形成し記録するインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドのオリフィスプレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an orifice plate of an inkjet head in an inkjet recording apparatus that forms and records an image on a recording medium by ejecting and flying ink droplets.

近年、インクジェット記録装置は低騒音、高速記録等の特徴によりコンピュータ等の記録印字方式として広く使用されている。   In recent years, ink jet recording apparatuses have been widely used as recording and printing methods for computers and the like due to features such as low noise and high speed recording.

インクジェット記録装置のインクジェットヘッドとしては、インク滴を精度良く吐出、飛翔させるために、インクの吐出量や記録媒体への着弾位置を制御するためにオリフィスプレートが用いられている。   As an ink jet head of an ink jet recording apparatus, an orifice plate is used for controlling an ink ejection amount and a landing position on a recording medium in order to eject and fly ink droplets with high accuracy.

このオリフィスプレートには、直径20〜50μmの吐出口が形成されており、さらに外表面には撥水処理が施されている。撥水処理を行うことにより、インク吐出時に吐出口周辺にインク滴が溜まることを防止でき、吐出安定性が向上する。
実際に吐出口周辺にインクの液溜まりが生じると、インク滴が吐出口から吐出、飛翔する際に吐出口周辺の液溜まりの影響を受け、飛翔方向が乱れ、着弾した際に所望の位置からはずれ、正確な画像形成が不可能になる。さらにインクの液溜まりが大きくなり、吐出口の周囲全面にインクが溜まると吐出不可能になる。
The orifice plate is formed with a discharge port having a diameter of 20 to 50 μm, and the outer surface is subjected to water repellent treatment. By performing the water repellent treatment, it is possible to prevent ink droplets from being collected around the ejection port during ink ejection, and the ejection stability is improved.
When ink pools actually occur around the ejection port, ink droplets are affected by the liquid pool around the ejection port when ejecting and flying from the ejection port, the flight direction is disturbed, and the desired position when landing As a result, accurate image formation becomes impossible. Further, the ink pool becomes large, and when ink is accumulated on the entire surface around the ejection port, ejection becomes impossible.

実際には、これらの問題を解決するためにオリフィスプレートの外表面に種々の材料を用いて撥水処理を行っている。   Actually, in order to solve these problems, water repellent treatment is performed using various materials on the outer surface of the orifice plate.

具体的には、従来からオリフィスプレートの外表面をシリコーンオイル、アラビアゴム等で処理して撥水層を形成する方法が実公昭48−36188号公報に開示されている。特開昭55−65564号広報には、シリコン系撥水剤、フッ素系撥水剤を塗布する方法が開示されている。   Specifically, a method for forming a water repellent layer by treating the outer surface of an orifice plate with silicone oil, gum arabic or the like has been disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 48-36188. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 55-65564 discloses a method of applying a silicon water repellent and a fluorine water repellent.

しかし、これらの方法ではインクジェットヘッドを形成するガラス、金属、樹脂等の基材との密着性が悪く、耐久性がなく効果も不十分であった。   However, these methods have poor adhesion to substrates such as glass, metal, and resin forming the ink jet head, are not durable, and have insufficient effects.

特開昭56−89569号には、フロロアルキルアルコキシシランで吐出口周辺を処理して撥水層を形成した例もあるが、高温や高pH条件下で処理する必要があり吐出口を形成する基材にダメージを与える恐れがあった。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-89569 has an example in which the periphery of the discharge port is formed with a fluoroalkylalkoxysilane to form a water-repellent layer. However, the discharge port needs to be processed under high temperature and high pH conditions. There was a risk of damaging the substrate.

また、特開平4−339656号には電解めっきを用い、ポリ四弗化エチレンなどのフッ素系高分子材料とニッケルなどの金属と共析めっきを行い、撥水層を形成する方法もあるが、めっき液の管理やめっき条件の制御、めっき後の熱処理プロセスにより撥水性能が異なることがあった。   JP-A-4-339656 also has a method of forming a water-repellent layer by performing eutectoid plating with a fluorine-based polymer material such as polytetrafluoroethylene and a metal such as nickel using electrolytic plating. The water repellency may vary depending on the management of the plating solution, the control of the plating conditions, and the heat treatment process after plating.

以上のように、吐出安定化のためにオリフィスプレートの外表面に種々の材料により撥水処理を施しているが、撥水性能を示す薄膜の形成方法としては、有機系材料を溶液化してスピンコートする方法やディッピングあるいはめっき法などを用いている。   As described above, the outer surface of the orifice plate is subjected to water repellency treatment with various materials to stabilize the discharge. As a method of forming a thin film exhibiting water repellency, an organic material is dissolved into a spin. A coating method, dipping or plating method is used.

ノズルの加工においては、ステンレス基板にプレス加工する方法、樹脂材料にレーザーで加工する方法などがある。   In the processing of the nozzle, there are a method of pressing a stainless steel substrate, a method of processing a resin material with a laser, and the like.

プレス加工においては、加工時にバリが発生し研磨などによる除去が必要であったり、レーザー加工においては、レーザーによって樹脂を溶解させ穴を加工するので全ノズルの形状を同一に制御することは難しい。
実公昭48−36188号公報 特開昭55−65564号公報 特開昭56−89569号公報 特開平4−339656号公報 特登録2524622号公報 特登録1595398号公報 特登録2632409号公報 特登録2596434号公報 特開平3−93606号公報 特開平8−230181号公報 特開平8−267763号公報 真空ハンドブック、p289、日本真空(株)
In press processing, burrs are generated during processing, and removal by polishing or the like is necessary. In laser processing, it is difficult to control the shape of all nozzles to be the same because the resin is dissolved by the laser to process holes.
Japanese Utility Model Publication No. 48-36188 JP 55-65564 A JP-A-56-89569 JP-A-4-339656 Japanese Patent Registration No. 2524622 Japanese Patent Registration No. 1595398 Japanese Patent Registration No. 2632409 Japanese Patent No. 2596434 Japanese Patent Laid-Open No. 3-93606 JP-A-8-230181 Japanese Patent Laid-Open No. 8-267763 Vacuum Handbook, p289, Nippon Vacuum Co., Ltd.

しかしながら、最近、ニーズが高まっている写真や画像の印字においては、インクジェットヘッドのノズルの高密度化や高速駆動、高発色インク、耐候性インクなどの必要性が生じてきている。また、インクジェット技術を産業用途への展開を考えた場合、特殊なインクに対応する必要性も生じてきている。   However, recently, in the printing of photographs and images for which needs are increasing, there is a need for higher density and high speed driving of inkjet head nozzles, high color development ink, weather resistant ink, and the like. In addition, when the inkjet technology is developed for industrial use, there is a need to deal with special inks.

このような技術的なニーズに対応するためにオリフィスプレートにおいては、外表面の撥水性能の向上やノズルの高精度化が望まれている。   In order to meet such technical needs, in the orifice plate, it is desired to improve the water repellency of the outer surface and to increase the accuracy of the nozzle.

実際にこれまで用いられてきたオリフィスプレートにおいては、撥水性能と高精度に加工されたノズルの両方を満足する性能が得られていなかった。   Actually, the orifice plate that has been used so far has not achieved performance that satisfies both the water-repellent performance and the nozzle processed with high precision.

そこで、本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、その目的として撥水性能を向上させ、高精度に加工された寸法のノズルを備えたインクジェットヘッドのオリフィスプレートを提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and for the purpose thereof, to provide an orifice plate for an inkjet head having improved water repellency and having a nozzle with a dimension processed with high accuracy. It is.

上記の問題を解決するため本発明では、インクジェットヘッドのオリフィスプレートの作製において、フォトリソグラフィーにより高精度にノズルの型を作製し、オリフィスプレートの基材および撥水層をガスデポジション法により連続的に成膜することを特徴とするインクジェットヘッドのオリフィスプレートの製造方法である。   In order to solve the above problems, in the present invention, in the production of an orifice plate of an inkjet head, a nozzle mold is produced with high accuracy by photolithography, and the substrate and the water repellent layer of the orifice plate are continuously formed by a gas deposition method. A method for manufacturing an orifice plate of an ink jet head, characterized in that a film is formed on the substrate.

フォトリソグラフィーにより樹脂のノズル型を作製する際には、感光性を付与したポリメタクリル酸メチル(PMMA)等の樹脂を基板上に塗布し、マスクを介して紫外線やシンクロトロン光を露光し、現像して所望の高アスペクト比のノズル型を得る。   When creating a resin nozzle mold by photolithography, a resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) with photosensitivity is applied to the substrate, exposed to UV light or synchrotron light through a mask, and developed. Thus, a desired high aspect ratio nozzle mold is obtained.

シンクロトロン光は、赤外、可視、真空紫外、X線までを含む連続スペクトルの光であり、従来の放射光源とは桁違いの高輝度とレーザー光に匹敵する鋭い指向性をもっている。近年はマイクロマシンの技術開発において、LIGAプロセスに代表される微細部品の加工に、シンクロトロン光を用いており、非常に大きなアスペクト比を持つ微細構造物を高精度で加工することができる。   Synchrotron light is continuous spectrum light including infrared, visible, vacuum ultraviolet, and X-rays, and has an order of magnitude higher brightness than conventional radiation sources and sharp directivity comparable to laser light. In recent years, in micromachine technology development, synchrotron light has been used to process fine parts typified by the LIGA process, and fine structures with a very large aspect ratio can be processed with high precision.

ガスデポジション法においては、金属や、酸化物、フッ化物などの撥水材料を直接被膜化でき、耐久性向上や高い撥水性能が達成できる。   In the gas deposition method, water, a water repellent material such as metal, oxide, and fluoride can be directly formed into a film, and durability can be improved and high water repellent performance can be achieved.

ガスデポジション法について簡単に説明する。   The gas deposition method will be briefly described.

ガスデポジション法には、超微粒子の形成方法により、材料を蒸発させる蒸発法と、エアロゾル法がある。   The gas deposition method includes an evaporation method in which a material is evaporated by an ultrafine particle forming method and an aerosol method.

例えば、蒸発法では真空チャンバー内で金属を蒸発させ、この蒸発原子を同チャンバー内に導入させた不活性ガスと衝突、急冷し、蒸発原子同士を結合させ、微粒子化するものである。こうして形成された超微粒子のサイズは導入したガス量や種類によって変わるが、一般に数nm〜数μmの径を持つ。   For example, in the evaporation method, a metal is evaporated in a vacuum chamber, the evaporated atoms collide with an inert gas introduced into the chamber, and rapidly cooled, and the evaporated atoms are combined to form fine particles. The size of the ultrafine particles thus formed varies depending on the amount and type of gas introduced, but generally has a diameter of several nm to several μm.

さらに、このように生成された超微粒子を吸い上げることで取り出し、この超微粒子からなる膜を形成する。   Furthermore, the ultrafine particles generated in this way are sucked out and formed into a film made of the ultrafine particles.

ガスデポジション法は、超微粒子生成室、膜形成室、搬送管等で構成され、超微粒子生成室において不活性ガス雰囲気中でアーク、抵抗加熱、高周波誘導加熱、レーザー等で材料を加熱し、溶融、蒸発させ不活性ガスと衝突し、生成された金属超微粒子を超微粒子生成室と膜形成室の圧力差により搬送管を通じて膜形成室に導き、搬送管の端部に接続されたノズルから高速噴射させることにより直接パターンを描画する乾式成膜方法である。(特許公報2524622号、特許第1595398号、特許第2632409号、特許第2596434号)
また、超微粒子の定義は、光学顕微鏡で見えないような微粒子、つまり1μm以下の微粒子とされている。(真空ハンドブック、p289(日本真空(株))
また、ガスデポジション法においては、金属材料以外にも酸化物セラミックス材料の微粒子を用いた膜形成(特開平3−93606号)や圧電セラミックス素子膜の形成(特開平8−230181号、特開平8−267763号)が提案されている。
The gas deposition method is composed of an ultrafine particle generation chamber, a film formation chamber, a transfer tube, etc., and in the ultrafine particle generation chamber, the material is heated with an arc, resistance heating, high frequency induction heating, laser, etc. It melts and evaporates and collides with an inert gas, and the generated metal ultrafine particles are guided to the film formation chamber through the transfer tube due to the pressure difference between the ultrafine particle generation chamber and the film formation chamber, and from the nozzle connected to the end of the transfer tube This is a dry film forming method in which a pattern is directly drawn by high-speed spraying. (Patent Publication 2524622, Patent 1595398, Patent 2632409, Patent 2596434)
The definition of ultrafine particles is defined as fine particles that cannot be seen with an optical microscope, that is, fine particles of 1 μm or less. (Vacuum Handbook, p289 (Nippon Vacuum Co., Ltd.)
In addition, in the gas deposition method, film formation using fine particles of an oxide ceramic material in addition to a metal material (Japanese Patent Laid-Open No. 3-93606) and piezoelectric ceramic element film formation (Japanese Patent Laid-Open No. 8-230181, Japanese Patent Laid-Open No. 8-267763) has been proposed.

エアロゾル法では、超微粒子を入れた容器を加振してエアロゾル化し、このエアロゾルをヘリウムや酸素ガス等をキャリアガスとして搬送し、膜形成室に導き、搬送管の端部に接続されたノズルから高速に噴射させることにより描画し膜を形成する。   In the aerosol method, a container containing ultrafine particles is vibrated into an aerosol, and this aerosol is transported as helium or oxygen gas as a carrier gas, guided to a film formation chamber, and from a nozzle connected to the end of the transport pipe. A film is formed by drawing at a high speed.

(作用)
上記のようにインクジェットヘッドのオリフィスプレートにおいて、フォトリソグラフィーによるノズルの型作製とガスデポジション法によるプレート基材および撥水膜の連続成膜により、高精度の部品形状および外表面の撥水性能の向上が可能となり、インク滴を安定して吐出、飛翔させることが可能になる。
(Function)
In the orifice plate of the inkjet head as described above, nozzle mold production by photolithography and continuous deposition of the plate base material and water repellent film by the gas deposition method ensure high precision part shape and water repellent performance on the outer surface. It becomes possible to improve and to stably eject and fly ink droplets.

以上説明したように本発明によれば、インクジェットヘッドのオリフィスプレートにおいて、フォトリソグラフィーによるノズルの型作製とガスデポジション法によるプレート基材および撥水膜の連続成膜により、高精度の部品形状および外表面の撥水性の向上が可能となる。
上記のようにして作製したインクジェットヘッドのオリフィスプレートにおいては、今後要求される印字速度の高速化や吐出安定化に関して、十分な性能を発揮するものであり、写真や画像の高速印字や産業用途への展開が可能となる。
As described above, according to the present invention, in the orifice plate of an ink jet head, a high-precision part shape and a water-repellent film can be formed with high accuracy by forming a nozzle mold by photolithography and continuously forming a plate substrate and a water-repellent film by a gas deposition method. The water repellency of the outer surface can be improved.
The orifice plate of the inkjet head manufactured as described above exhibits sufficient performance with regard to higher printing speed and ejection stability required in the future, for high-speed printing of photographs and images and industrial applications. Can be deployed.

本発明は、インクジェット記録装置のインクジェットヘッドのオリフィスプレートに関するもので、熱エネルギーを利用してインク滴を吐出、飛翔させる方式でも、圧電素子を用いて体積変化によりインク滴を吐出、飛翔させる方式でも限定されるものではなく、オリフィスプレートの吐出口よりインク滴を吐出、飛翔させるものであれば本発明の実施例が適用されるものである。   The present invention relates to an orifice plate of an ink jet head of an ink jet recording apparatus, and a method of ejecting and flying ink droplets using thermal energy, or a method of ejecting and flying ink droplets by volume change using a piezoelectric element. The embodiment of the present invention is applicable as long as ink droplets are ejected and ejected from the ejection port of the orifice plate.

本発明においては、インクジェットヘッドのオリフィスプレートを含む部分の課題に対して解決するものであるので、オリフィスプレートを含む部分のみについて詳細に述べる。   In the present invention, since the problem of the portion including the orifice plate of the inkjet head is solved, only the portion including the orifice plate will be described in detail.

図1は、本発明の実施の形態に係わるガスデポジション装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a gas deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

図2は、本発明の実施の形態に係わるプロセスフローである。   FIG. 2 is a process flow according to the embodiment of the present invention.

図3は、本発明の実施の形態に係わるプロセス時のオリフィスプレートの断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the orifice plate during the process according to the embodiment of the present invention.

オリフィスプレートを、図2に示すプロセスフローに従って作製した。
ノズルの型作製基板として、ステンレス板(150×150×1.5mm)を温純水、その後イソプロピルアルコール(IPA)のベーパー中で引き上げ洗浄を行い、さらにUV洗浄を3分間行った。
The orifice plate was produced according to the process flow shown in FIG.
As a nozzle mold production substrate, a stainless steel plate (150 × 150 × 1.5 mm) was lifted and washed in warm pure water and then isopropyl alcohol (IPA) vapor, followed by UV cleaning for 3 minutes.

型作製基板としては、ステンレス板以外にガラスを用いても良い。   As the mold production substrate, glass may be used in addition to the stainless steel plate.

レジスト材料は、下記の組成のアクリル共重合体に溶剤を添加し、調合した。   The resist material was prepared by adding a solvent to an acrylic copolymer having the following composition.

アクリル共重合体は下記のモノマー組成からなるものである。   The acrylic copolymer has the following monomer composition.

N−メチロールアクリルアミド 20重量部
N、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート 10重量部
メタクリル酸メチル 25重量部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 40重量部
アクリル酸 5重量部
上記アクリル共重合体20重量部に下記の溶剤を添加し塗布液とした。
N-methylolacrylamide 20 parts by weight
N, N-dimethylaminoethyl methacrylate 10 parts by weight Methyl methacrylate 25 parts by weight 2-hydroxyethyl methacrylate 40 parts by weight Acrylic acid 5 parts by weight The following solvent was added to 20 parts by weight of the acrylic copolymer to prepare a coating solution.

エチレングリコールモノエチルエーテル 15重量部
エチレングリコール 20重量部
イソプロピルアルコール 2重量部
純水 43重量部
スピンコートによりレジスト材料を塗布し、膜厚を75μmとした。
Ethylene glycol monoethyl ether 15 parts by weight Ethylene glycol 20 parts by weight Isopropyl alcohol 2 parts by weight Pure water 43 parts by weight The resist material was applied by spin coating to a film thickness of 75 μm.

その後、50℃のホットプレート上で3分間乾燥を行い、マスクを介して紫外線を露光した。   Then, it dried for 3 minutes on a 50 degreeC hotplate, and exposed the ultraviolet-ray through the mask.

次に現像を行い、ステンレス板上にノズルの型を作製した。   Next, development was performed to produce a nozzle mold on a stainless steel plate.

この型基板を図1に示すガスデポジション装置の膜形成室の描画ステージ上に設置した。超微粒子の発生室としては、金属用のものと撥水材料用の2室を設けた。金属微粒子の発生室としては、ニッケル材料をアーク放電により加熱し、ニッケルの超微粒子を作製した。このときに作製したニッケルの超微粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、粒径が約50nmであった。ニッケルの超微粒子の作製においては、高周波誘導加熱、抵抗加熱を用いてもよい。金属微粒子としては、他にチタン、金、銀、銅を用いてもよい。   This mold substrate was placed on the drawing stage in the film forming chamber of the gas deposition apparatus shown in FIG. As the ultrafine particle generation chamber, two chambers for metal and water repellent material were provided. As the metal fine particle generation chamber, nickel material was heated by arc discharge to produce ultrafine nickel particles. When the ultrafine particles of nickel produced at this time were observed with a scanning electron microscope (SEM), the particle size was about 50 nm. In the production of nickel ultrafine particles, high frequency induction heating or resistance heating may be used. In addition, titanium, gold, silver, and copper may be used as the metal fine particles.

撥水材料の微粒子として、ダイキン工業社製PTFE(商品名:ルブロン(登録商標)L5-F)を用い、走査型電子顕微鏡(SEM)により粒径を観察したところ、約0.2μmであった。これを容器(エアロゾル形成室)に入れ加振してエアロゾル化した。   When the particle size was observed with a scanning electron microscope (SEM) using PTFE (trade name: Lubron (registered trademark) L5-F) manufactured by Daikin Industries, Ltd. as the fine particles of the water repellent material, it was about 0.2 μm. This was put into a container (aerosol formation chamber) and shaken to make an aerosol.

はじめにノズル型基板上に、表1に示す条件において、ニッケルの超微粒子を搬送し、搬送管先端に取り付けられた直径1mmのノズルからニッケルの超微粒子を噴射してプレート基材として70μm成膜した。   First, ultrafine nickel particles were transported on a nozzle-type substrate under the conditions shown in Table 1, and the ultrafine nickel particles were ejected from a 1 mm diameter nozzle attached to the tip of the transport tube to form a 70 μm film as a plate substrate. .

続いてPTFE超微粒子を同条件で搬送し、ニッケルのプレート上に2μm成膜した。   Subsequently, ultrafine PTFE particles were transported under the same conditions, and a 2 μm film was formed on a nickel plate.

Figure 2008230043
Figure 2008230043

次にアセトン中でレジスト材料を溶解し、ステンレス板から剥離してオリフィスプレートとした。   Next, the resist material was dissolved in acetone and peeled from the stainless steel plate to obtain an orifice plate.

その後、オリフィスプレートを340℃で1時間、雰囲気炉により熱処理を行った。   Thereafter, the orifice plate was heat-treated in an atmospheric furnace at 340 ° C. for 1 hour.

このようにして作製したオリフィスプレートのノズル穴は所望の寸法外形になっており、穴径の公差は±0.3μmであった。   The nozzle holes of the orifice plate thus produced had a desired dimensional outer shape, and the hole diameter tolerance was ± 0.3 μm.

撥水性の評価として、外表面の水に対する接触角を測定したところ122°であった。   As an evaluation of water repellency, a contact angle with water on the outer surface was measured and found to be 122 °.

実施例1と同様にノズルの型を作製した。この際、露光の光源として、シンクロトロン光を用いた。   A nozzle mold was prepared in the same manner as in Example 1. At this time, synchrotron light was used as an exposure light source.

同様に、ガスデポジション法によりニッケル微粒子を70μmプレート基材として成膜し、連続してPTFEを撥水膜として2μm成膜した。   Similarly, nickel fine particles were formed as a 70 μm plate substrate by a gas deposition method, and PTFE was formed as a water repellent film at a thickness of 2 μm.

レジストを溶解し、型基板から剥離した後、340℃で1時間、雰囲気炉により熱処理を行った。   After the resist was dissolved and peeled off from the mold substrate, heat treatment was performed in an atmosphere furnace at 340 ° C. for 1 hour.

このようにして作製したオリフィスプレートの穴径の公差は±0.2μmであり、外表面の水に対する接触角を測定したところ124°であった。   The tolerance of the hole diameter of the orifice plate thus prepared was ± 0.2 μm, and the contact angle of the outer surface with water was measured and found to be 124 °.

実施例1と同様にノズルの型を作製した。この際の露光の光源としては、紫外線でもシンクロトロン光でも良い。   A nozzle mold was prepared in the same manner as in Example 1. In this case, the light source for exposure may be ultraviolet light or synchrotron light.

図1に示すガスデポジション装置の描画ステージ上にこの型基板を設置した。超微粒子の発生室としては、金属酸化物用のものと撥水材料用の2室を設けた。   This mold substrate was placed on the drawing stage of the gas deposition apparatus shown in FIG. As the ultrafine particle generation chamber, two chambers for metal oxide and water repellent material were provided.

金属酸化物微粒子として、アルミナを用いて、これを容器(エアロゾル形成室1)に入れ加振してエアロゾル化した。金属酸化物微粒子としては、金属として他にチタンやシリコンの酸化物を用いても良い。   As metal oxide fine particles, alumina was used, and this was put into a container (aerosol formation chamber 1) and vibrated to be aerosolized. As the metal oxide fine particles, oxides of titanium and silicon may be used in addition to the metal.

撥水材料としては、ダイキン工業社製PTFE(商品名:ルブロン(登録商標)L5-F)を用い、これを容器(エアロゾル形成室2)に入れ、加振してエアロゾル化した。   As the water repellent material, PTFE (trade name: Lubron (registered trademark) L5-F) manufactured by Daikin Industries, Ltd. was used.

はじめにアルミナの超微粒子をヘリウムをキャリアガスとして搬送し、搬送管先端に取り付けられた直径1mmのノズルからアルミナ超微粒子を70μm成膜した。   First, ultrafine particles of alumina were transported using helium as a carrier gas, and 70 μm of alumina ultrafine particles were formed from a nozzle having a diameter of 1 mm attached to the tip of the transport tube.

続いてPTFE超微粒子を搬送し、アルミナのプレート上に2μm成膜した。   Subsequently, the PTFE ultrafine particles were conveyed, and a 2 μm film was formed on an alumina plate.

成膜後、基板を340℃で1時間、雰囲気炉により熱処理を行った。   After film formation, the substrate was heat-treated in an atmosphere furnace at 3400 ° C. for 1 hour.

このようにして作製したオリフィスプレートの穴径の公差は±0.2μmであり、外表面の水に対する接触角を測定したところ120°であった。   The tolerance of the hole diameter of the orifice plate produced in this way was ± 0.2 μm, and the contact angle with water on the outer surface was measured to be 120 °.

ガスデポジション装置模式図Gas deposition device schematic diagram プロセスフロー図Process flow diagram オリフィスプレートの断面図Cross section of orifice plate

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 ノズル
3 膜形成室
4 超微粒子形成室(アーク、高周波誘導加熱、抵抗加熱のいずれかの方法)
5 材料(金属)
6 アーク加熱
7 超微粒子搬送管
8 エアロゾル形成室
9 ガス搬送管
10 撥水膜
11 プレート基材
12 レジスト
13 型作製基板
1 Substrate 2 Nozzle 3 Film formation chamber 4 Ultrafine particle formation chamber (Arc, high frequency induction heating, resistance heating method)
5 Materials (metal)
6 Arc heating 7 Ultrafine particle transport tube 8 Aerosol formation chamber 9 Gas transport tube 10 Water repellent film 11 Plate base material 12 Resist 13 Type fabrication substrate

Claims (16)

インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、感光性の樹脂を塗布した後フォトリソグラフィーによりノズルの型をパターニングする工程と、該樹脂製の型にガスデポジション法によりオリフィスプレートの基材になる微粒子を成膜する工程と、連続してその上に撥水材料の微粒子を成膜する工程とを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   In an orifice plate having an ink discharge port of an ink jet head, a step of patterning a nozzle mold by photolithography after applying a photosensitive resin, and a gas deposition method on the resin mold to form a substrate for the orifice plate An inkjet head manufacturing method comprising: a step of forming fine particles; and a step of continuously forming fine particles of a water repellent material thereon. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ノズルの型をパターニングする際に用いる感光性樹脂の膜厚が50μm以上であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the film thickness of the photosensitive resin used for patterning the nozzle mold is 50 [mu] m or more in the orifice plate having the ink discharge port of the ink jet head. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ノズルの型をパターニングする際に、紫外線を用いて露光することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein, in an orifice plate having an ink discharge port of the ink-jet head, exposure is performed using ultraviolet rays when patterning a nozzle mold. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ノズルの型をパターニングする際に、シンクロトロン光を用いて露光することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein in the orifice plate having the ink discharge port of the ink-jet head, exposure is performed using synchrotron light when patterning the nozzle mold. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ガスデポジション法によりオリフィスプレートの基材を形成する際、金属微粒子をキャリアガスにより搬送しノズルより噴射し、金属の基材を形成することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   In an orifice plate having an ink discharge port of an inkjet head, when forming a base material of an orifice plate by a gas deposition method, metal fine particles are transported by a carrier gas and ejected from a nozzle to form a metal base material. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ガスデポジション法によりオリフィスプレートの基材を形成する際、金属酸化物微粒子をキャリアガスにより搬送しノズルより噴射し、金属酸化物の基材を形成することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   When forming an orifice plate substrate by the gas deposition method in an orifice plate having an ink discharge port of an ink jet head, metal oxide fine particles are transported by a carrier gas and ejected from a nozzle to form a metal oxide substrate. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 1. インクジェットヘッドのインク吐出口を有するオリフィスプレートにおいて、ガスデポジション法によりオリフィスプレートの撥水膜を形成する際、フッ素系高分子材料の微粒子をキャリアガスにより搬送しノズルより噴射し、撥水膜を形成することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。   When forming a water-repellent film on an orifice plate having an ink discharge port of an inkjet head by a gas deposition method, fine particles of a fluorine-based polymer material are transported by a carrier gas and ejected from a nozzle to form the water-repellent film. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein the ink-jet head is formed. 前記請求項5記載の金属微粒子の平均粒径が0.1μm以下であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   6. A method of manufacturing an ink jet head, wherein the metal fine particles according to claim 5 have an average particle size of 0.1 [mu] m or less. 前記請求項6記載の金属酸化物微粒子の平均粒径が0.1μm以下であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   7. A method for producing an ink jet head, wherein the metal oxide fine particles according to claim 6 have an average particle size of 0.1 [mu] m or less. 前記請求項7記載のフッ素系高分子材料微粒子の平均粒径が1μm以下であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   The method for producing an ink jet head, wherein the fluorine-based polymer material fine particles according to claim 7 have an average particle size of 1 μm or less. 前記請求項7、10記載のフッ素系高分子材料がポリ四弗化エチレンであることを特徴するインクジェットヘッドの製造方法。   11. A method for producing an ink-jet head, wherein the fluorine-based polymer material according to claim 7 or 10 is polytetrafluoroethylene. 前記請求項5、8記載の金属材料微粒子がニッケル、チタン、金、銀、銅のいずれかの材料であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. A method of manufacturing an ink jet head, wherein the metal material fine particles according to claim 5 or 8 are any one of nickel, titanium, gold, silver and copper. 前記請求項6、9記載の金属酸化物微粒子の金属がアルミニウム、チタン、シリコンのいずれかの材料であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   10. A method of manufacturing an ink jet head, wherein the metal of the metal oxide fine particles according to claim 6 or 9 is any one of aluminum, titanium, and silicon. 前記請求項5、8、12記載の金属微粒子の作製方法がアーク放電により金属材料を微粒子化することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   13. The method for producing an ink jet head according to claim 5, 8, or 12, wherein the metal fine particles are made into fine particles by arc discharge. 前記請求項5、8、12記載の金属微粒子の作製方法が高周波誘導加熱により金属材料を微粒子化することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   13. The method for producing an ink jet head according to claim 5, 8 or 12, wherein the metal material is made fine by high frequency induction heating. 前記請求項5、8、12記載の金属微粒子の作製方法が抵抗加熱により金属材料を微粒子化することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   13. The method for producing an ink jet head according to claim 5, 8, or 12, wherein the metal material is made fine by resistance heating.
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