JP2011068023A - Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate - Google Patents

Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate Download PDF

Info

Publication number
JP2011068023A
JP2011068023A JP2009220817A JP2009220817A JP2011068023A JP 2011068023 A JP2011068023 A JP 2011068023A JP 2009220817 A JP2009220817 A JP 2009220817A JP 2009220817 A JP2009220817 A JP 2009220817A JP 2011068023 A JP2011068023 A JP 2011068023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
nozzle plate
ink
layer
intermediate layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009220817A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsuda
宏 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riso Kagaku Corp
Original Assignee
Riso Kagaku Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riso Kagaku Corp filed Critical Riso Kagaku Corp
Priority to JP2009220817A priority Critical patent/JP2011068023A/en
Publication of JP2011068023A publication Critical patent/JP2011068023A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle plate that makes it easy to form a nozzle. <P>SOLUTION: The nozzle plate 8 attached to the discharging surface of an inkjet head 1 includes: a nozzle base material 41 made of resin; an intermediate layer 42 provided on the discharging side of the nozzle base material 41 and containing metal; and an ink repelling layer 43 provided on the discharging side of the intermediate layer 42 and made of an organic material containing sulfur. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドの吐出面に取り付けられるノズルプレート及びノズルプレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a nozzle plate attached to an ejection surface of an inkjet head and a method for manufacturing the nozzle plate.

インクを吐出するためのノズルが形成され、インクジェットヘッドの吐出側に取り付けられるノズルプレートが知られている。特許文献1には、金属板と、金属板よりも薄い樹脂膜とを備えたノズルプレートが開示されている。特許文献1のノズルプレートの製造方法では、金属板にポリイミド樹脂膜を形成する。その後、フォトレジストを形成して、金属板をエッチングすることにより金属板にノズルの一部を形成している。次に、別のフォトレジストを形成して、ポリイミド樹脂膜をエッチングすることにより、金属板のノズルと貫通するノズルをポリイミド樹脂膜に形成している。これにより、インクを吐出するためのノズルが、ノズルプレートに形成される。   There is known a nozzle plate in which nozzles for ejecting ink are formed and attached to the ejection side of an inkjet head. Patent Document 1 discloses a nozzle plate including a metal plate and a resin film thinner than the metal plate. In the nozzle plate manufacturing method of Patent Document 1, a polyimide resin film is formed on a metal plate. Thereafter, a photoresist is formed, and a part of the nozzle is formed on the metal plate by etching the metal plate. Next, another photoresist is formed, and the polyimide resin film is etched, thereby forming the nozzle of the metal plate and the nozzle penetrating the polyimide resin film. As a result, nozzles for ejecting ink are formed on the nozzle plate.

特許第3092134号公報Japanese Patent No. 3092134

しかしながら、上述した特許文献1のノズルプレートでは、樹脂膜を金属板よりも厚く構成しているために、2度のエッチング等によりノズルを形成するための工程が複雑になるといった課題がある。   However, in the nozzle plate of Patent Document 1 described above, since the resin film is configured to be thicker than the metal plate, there is a problem that a process for forming the nozzle by etching twice is complicated.

本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、ノズルを容易に形成することができるノズルプレート及びノズルプレートの製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a nozzle plate that can easily form nozzles and a method for manufacturing the nozzle plate.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、インクジェットヘッドの吐出面に取り付けられるノズルプレートにおいて、樹脂製のノズル基材と、前記ノズル基材の吐出面に設けられ、金属を含む中間層と、前記中間層の吐出面に設けられた硫黄を含む有機材料を有する保護層とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a nozzle plate attached to an ejection surface of an ink jet head, wherein the nozzle plate made of resin, and the ejection surface of the nozzle substrate are provided with a metal. And a protective layer having an organic material containing sulfur provided on a discharge surface of the intermediate layer.

また、請求項2に記載の発明は、前記保護層の有機材料は、チオール化合物であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the organic material of the protective layer is a thiol compound.

また、請求項3に記載の発明は、前記保護層の有機材料は、疎油基を含むチオール化合物であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the organic material of the protective layer is a thiol compound containing an oleophobic group.

また、請求項4に記載の発明は、前記保護層の有機材料は、直鎖状のアルキル基を含むチオール化合物であることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the organic material of the protective layer is a thiol compound containing a linear alkyl group.

また、請求項5に記載の発明は、前記保護層の有機材料が、Xを疎油基とすると、SH−C2m−X−C2n−SH(m、n:偶数)の化学式で示すチオール化合物であることを特徴とする。 Further, an invention according to claim 5, the organic material of the protective layer is, when the lipophobic based on X, SH-C m H 2m -X-C n H 2n -SH (m, n: even number) of It is a thiol compound represented by a chemical formula.

また、請求項6に記載の発明は、前記m及びnが、
m=n
であることを特徴とする。
In the invention according to claim 6, the m and n are
m = n
It is characterized by being.

また、請求項7に記載の発明は、前記nが、
8≦n≦18
であることを特徴とする。
In the invention according to claim 7, the n is
8 ≦ n ≦ 18
It is characterized by being.

また、請求項8に記載の発明は、前記中間層は、前記ノズル基材を構成する樹脂に後周期遷移金属が選択的に配位された樹脂を有していることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is characterized in that the intermediate layer has a resin in which a late transition metal is selectively coordinated to a resin constituting the nozzle base material.

また、請求項9に記載の発明は、樹脂製のノズル基材の吐出面をアルカリ溶液により処理する工程と、前記ノズル基材の吐出面を酸性塩水溶液によって処理することにより、前記ノズル基材の吐出面に金属が選択的に配位された中間層を形成する工程と、前記中間層の吐出面にチオールからなる保護層を形成する工程とを備えることを特徴とする。   Further, the invention according to claim 9 includes a step of treating the discharge surface of the resin nozzle base material with an alkaline solution, and treating the discharge surface of the nozzle base material with an acidic salt aqueous solution. And forming a protective layer made of thiol on the discharge surface of the intermediate layer, and forming an intermediate layer in which metal is selectively coordinated on the discharge surface.

請求項1の発明は、樹脂製のノズル基材を有するので、金属を含む中間層を任意の厚さまで薄くすることができる。これにより、請求項1の発明は、導電性を有するノズルを容易に形成することができる。また、中間層が金属を含むので、硫黄を含む保護層と中間層とを共有結合させて、剥離を抑制できる。   Since the invention of claim 1 has the resin nozzle base material, the intermediate layer containing metal can be thinned to an arbitrary thickness. Thus, according to the first aspect of the present invention, a conductive nozzle can be easily formed. Moreover, since the intermediate layer contains a metal, the protective layer containing sulfur and the intermediate layer can be covalently bonded to suppress peeling.

請求項2の発明によれば、保護層がチオール化合物からなるので、保護層を自己組織化された緻密な単分子膜によって構成することができる。   According to invention of Claim 2, since a protective layer consists of a thiol compound, a protective layer can be comprised with the dense monomolecular film by which the self-organization was carried out.

請求項3の発明によれば、保護層を構成するチオール化合物が疎油基を含むので、保護層が油性のインクをはじくことができる。これにより、保護層がインク溶剤で汚染されることを抑止できる。   According to invention of Claim 3, since the thiol compound which comprises a protective layer contains an oleophobic group, a protective layer can repel oil-based ink. Thereby, it can suppress that a protective layer is contaminated with an ink solvent.

請求項4の発明によれば、保護層を構成するチオール化合物が直鎖状のアルキル基を含むので、分枝状のアルキル基を含むチオール化合物に比べて、保護層を自己組織化により緻密にすることができる。   According to invention of Claim 4, since the thiol compound which comprises a protective layer contains a linear alkyl group, compared with the thiol compound containing a branched alkyl group, a protective layer is made dense by self-organization. can do.

請求項5の発明によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す2つの整数(m、n)が偶数なので、単分子膜中の分子がノズル面上に規則正しく配列されやすい。これにより、保護層をより緻密にすることができる。   According to the invention of claim 5, since the two integers (m, n) indicating the carbon number of the alkyl group of the thiol compound constituting the protective layer are even numbers, the molecules in the monomolecular film are regularly arranged on the nozzle surface. Cheap. Thereby, a protective layer can be made denser.

請求項6の発明によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す2つの整数(m、n)が等しいので、保護層を構成する単分子膜中の分子の配列の規則性をより向上させ、同時に疎油基を保護層の最表面に配置することができる。   According to the invention of claim 6, since the two integers (m, n) indicating the carbon number of the alkyl group of the thiol compound constituting the protective layer are equal, the arrangement of molecules in the monomolecular film constituting the protective layer The regularity can be further improved, and at the same time, the oleophobic group can be arranged on the outermost surface of the protective layer.

請求項7の発明によれば、保護層を構成するチオール化合物のアルキル基の炭素数を示す「n」を8以上にすることによって、チオール化合物分子が略円柱体形状になる。これにより、保護層がより緻密になる。また、「n」を18以下にすることによって、保護層のマクロ的な立体規則性を整えることができる。ここでいう立体規則性とは、保護層の表面平滑性を意味し、保護層の立体規則性が整うことで保護層の表面の平滑性が向上する。   According to the invention of claim 7, by setting “n” indicating the carbon number of the alkyl group of the thiol compound constituting the protective layer to 8 or more, the thiol compound molecule becomes a substantially cylindrical body. Thereby, a protective layer becomes denser. Moreover, by making “n” 18 or less, the macroscopic stereoregularity of the protective layer can be adjusted. The stereoregularity here means the surface smoothness of the protective layer, and the smoothness of the surface of the protective layer is improved by adjusting the stereoregularity of the protective layer.

請求項8の発明によれば、中間層が後周期遷移金属を含むので、チオール化合物からなる保護層をより容易に自己組織的に単分子膜化することができる。   According to invention of Claim 8, since an intermediate | middle layer contains a late period transition metal, the protective layer which consists of a thiol compound can be made into a monomolecular film more easily self-organizing.

請求項9の発明によれば、ノズル基材の表面に金属を配位した中間層を形成することによって、チオール化合物からなる保護層を単分子膜化しつつ、導電性を有する保護層と中間層とを共有結合させることができ、ノズル面に生じる電荷とインク液滴の電荷を速やかに除電することができる。   According to the invention of claim 9, by forming an intermediate layer in which a metal is coordinated on the surface of the nozzle substrate, the protective layer made of a thiol compound is formed as a monomolecular film, and the conductive protective layer and the intermediate layer And the charge generated on the nozzle surface and the charge of the ink droplet can be quickly neutralized.

第1実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。1 is an overall perspective view of an inkjet head according to a first embodiment. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図1のIII−III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG. 図3のIV−IV線に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. ノズル近傍のノズルプレートの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle plate of the nozzle vicinity. ノズルプレートの層構造を説明するための拡大断面図である。It is an expanded sectional view for demonstrating the layer structure of a nozzle plate. 中間層を形成する際の化学反応を説明する図である。It is a figure explaining the chemical reaction at the time of forming an intermediate | middle layer. ノズルプレートを形成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of forming a nozzle plate. ノズルプレートを形成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of forming a nozzle plate. ノズルプレートを形成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of forming a nozzle plate. インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of an inkjet head. インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of an inkjet head. 第2実施形態によるノズルプレートの図6相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 of a nozzle plate according to a second embodiment. 第3実施形態によるノズルプレートの図6相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 of a nozzle plate according to a third embodiment.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明によるノズルプレートを有する油性インク用のインクジェットヘッドの第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。図2は、図1のII−II線に沿った縦断面図である。図3は、図1のIII−III線に沿った縦断面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。図5は、ノズル近傍のノズルプレートの断面図である。図6は、ノズルプレートの層構造を説明するための拡大断面図である。尚、以下の説明において、図1の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an ink jet head for oil-based ink having a nozzle plate according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of the inkjet head according to the first embodiment. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a sectional view of the nozzle plate in the vicinity of the nozzle. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view for explaining the layer structure of the nozzle plate. In the following description, the vertical and horizontal directions indicated by the arrows in FIG.

図1〜図6に示すように、第1実施形態によるインクジェットヘッド1は、ヘッド基材2と、第1圧電部材3と、第2圧電部材4と、固定具5と、一対の電極6、7と、ノズルプレート8とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 6, the inkjet head 1 according to the first embodiment includes a head substrate 2, a first piezoelectric member 3, a second piezoelectric member 4, a fixture 5, a pair of electrodes 6, 7 and a nozzle plate 8.

ヘッド基材2は、樹脂からなる。ヘッド基材2は、立設部材15と、中空部材16と、側壁部材17とを備えている。尚、立設部材15、中空部材16及び側壁部材17は、一体的に形成されている。   The head substrate 2 is made of resin. The head substrate 2 includes a standing member 15, a hollow member 16, and a side wall member 17. In addition, the standing member 15, the hollow member 16, and the side wall member 17 are integrally formed.

立設部材15は、直方体形状に形成されている。立設部材15は、インクジェットヘッド1の横方向の中央部の上部に設けられている。立設部材15は、中空部材16の上面から上方へ伸びるように構成されている。   The standing member 15 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The standing member 15 is provided at the upper portion of the central portion in the horizontal direction of the inkjet head 1. The standing member 15 is configured to extend upward from the upper surface of the hollow member 16.

中空部材16は、中空の直方体形状に形成されている。中空部材16は、第2圧電部材4の上部を覆うように構成されている。中空部材16の下面は、第2圧電部材4の上面と密着している。図3及び図4に示すように、中空部材16の内側には、印刷装置のメインタンク(図示略)からインク31が供給されるインク供給室32が形成されている。インク供給室32の下面及び左側面は、開口されている。   The hollow member 16 is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape. The hollow member 16 is configured to cover the upper part of the second piezoelectric member 4. The lower surface of the hollow member 16 is in close contact with the upper surface of the second piezoelectric member 4. As shown in FIGS. 3 and 4, an ink supply chamber 32 to which ink 31 is supplied from a main tank (not shown) of the printing apparatus is formed inside the hollow member 16. The lower surface and the left side surface of the ink supply chamber 32 are opened.

側壁部材17は、直方体形状に形成されている。側壁部材17は、インクジェットヘッド1の右側面を覆うように構成されている。側壁部材17の前後方向の中央部には、インク供給孔17aが形成されている。インク供給孔17aは、外部とインク供給室32とを繋げている。インク供給孔17aには、供給配管35が接続されている。供給配管35は、インク31を供給するものである。   The side wall member 17 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The side wall member 17 is configured to cover the right side surface of the inkjet head 1. An ink supply hole 17 a is formed in the central portion of the side wall member 17 in the front-rear direction. The ink supply hole 17 a connects the outside and the ink supply chamber 32. A supply pipe 35 is connected to the ink supply hole 17a. The supply pipe 35 supplies the ink 31.

第1圧電部材3は、変形によってインク31に圧力を作用させるものである。第1圧電部材3は、直方体形状のPZTからなる。第1圧電部材3は、ヘッド基材2及び第2圧電部材4の左側に設けられている。第1圧電部材3の右側面の上部は、ヘッド基材2の中空部材16の左側面と密着された状態で固定される。これにより、第1圧電部材3の上部の右側面によって、インク供給室32の左側面が塞がれる。第1圧電部材3の右側面の下部は、第2圧電部材4の左側面と密着された状態で固定される。   The first piezoelectric member 3 applies pressure to the ink 31 by deformation. The first piezoelectric member 3 is made of PZT having a rectangular parallelepiped shape. The first piezoelectric member 3 is provided on the left side of the head substrate 2 and the second piezoelectric member 4. The upper portion of the right side surface of the first piezoelectric member 3 is fixed in close contact with the left side surface of the hollow member 16 of the head substrate 2. As a result, the left side surface of the ink supply chamber 32 is closed by the upper right side surface of the first piezoelectric member 3. The lower part of the right side surface of the first piezoelectric member 3 is fixed in close contact with the left side surface of the second piezoelectric member 4.

図2及び図4に示すように、複数の第1溝21が、第1圧電部材3の右側面の下部に形成されている。複数の第1溝21は、供給されるインク31を貯留するインク室33の一部を構成する。複数の第1溝21は、前後方向に等間隔で形成されている。第1溝21は、直方体状に形成されている。第1溝21の右側面及び下面は、開口されている。一方、第1溝21の前後面、左側面及び上面は、閉口されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, a plurality of first grooves 21 are formed in the lower part of the right side surface of the first piezoelectric member 3. The plurality of first grooves 21 constitute part of the ink chamber 33 that stores the supplied ink 31. The plurality of first grooves 21 are formed at equal intervals in the front-rear direction. The first groove 21 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The right side surface and the lower surface of the first groove 21 are opened. On the other hand, the front and rear surfaces, the left side surface, and the upper surface of the first groove 21 are closed.

第2圧電部材4は、第1圧電部材3とともに変形することによってインク31に圧力を作用させるものである。第2圧電部材4は、直方体形状のPZTからなる。第2圧電部材4は、ヘッド基材2の中空部材16の下面であって、側壁部材17と第1圧電部材4との間に設けられている。第2圧電部材4の左側面は、第1圧電部材3の下部の右側面と密着された状態で固定される。   The second piezoelectric member 4 applies pressure to the ink 31 by being deformed together with the first piezoelectric member 3. The second piezoelectric member 4 is made of PZT having a rectangular parallelepiped shape. The second piezoelectric member 4 is provided on the lower surface of the hollow member 16 of the head substrate 2 and between the side wall member 17 and the first piezoelectric member 4. The left side surface of the second piezoelectric member 4 is fixed in close contact with the lower right side surface of the first piezoelectric member 3.

図3及び図4に示すように、複数の第2溝22が、第2圧電部材4の左側面に形成されている。複数の第2溝22は、供給されるインク31を貯留するインク室33の一部を構成する。複数の第2溝22は、前後方向に等間隔で形成されている。複数の第2溝22は、直方体状に形成されている。第2溝22の左側面は、開口されている。また、第2溝22は、第1溝21と対向する位置に形成されている。これにより、第1圧電部材3と第2圧電部材4とが組み合わされると、第1溝21と第2溝22とによって、インク室33が構成される。換言すると、インク室33が、第1圧電部材3と第2圧電部材4とによって形成される。第2溝22の下面は、第1溝21の下面と同様に、開口されている。これにより、インク室33の下面(吐出面)は、インク31を吐出可能に開口される。第2溝22の上面は、開口されている。これにより、ヘッド基材2の中空部材16に形成されているインク供給室32とインク室33とが連結される。一方、第2溝22の前後面及び右側面は、閉口されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of second grooves 22 are formed on the left side surface of the second piezoelectric member 4. The plurality of second grooves 22 constitute part of the ink chamber 33 that stores the supplied ink 31. The plurality of second grooves 22 are formed at equal intervals in the front-rear direction. The plurality of second grooves 22 are formed in a rectangular parallelepiped shape. The left side surface of the second groove 22 is opened. The second groove 22 is formed at a position facing the first groove 21. As a result, when the first piezoelectric member 3 and the second piezoelectric member 4 are combined, the first groove 21 and the second groove 22 constitute an ink chamber 33. In other words, the ink chamber 33 is formed by the first piezoelectric member 3 and the second piezoelectric member 4. The lower surface of the second groove 22 is opened in the same manner as the lower surface of the first groove 21. Thereby, the lower surface (ejection surface) of the ink chamber 33 is opened so that the ink 31 can be ejected. The upper surface of the second groove 22 is opened. As a result, the ink supply chamber 32 and the ink chamber 33 formed in the hollow member 16 of the head substrate 2 are connected. On the other hand, the front and rear surfaces and the right side surface of the second groove 22 are closed.

固定具5は、ヘッド基材2と圧電部材3、4とを固定するものである。固定具5は、樹脂からなる。固定具5は、左右方向において、ヘッド基材2の右側面と第1圧電部材3の左側面とを押圧する。固定具5は、前後方向において、ヘッド基材2及び圧電部材3、4の前面と後面とを押圧する。これにより、ヘッド基材2、圧電部材3、4が互いに密着する。固定具5の底面には、インク31を吐出するための開口部5aが形成されている。   The fixture 5 fixes the head base 2 and the piezoelectric members 3 and 4. The fixture 5 is made of resin. The fixture 5 presses the right side surface of the head base 2 and the left side surface of the first piezoelectric member 3 in the left-right direction. The fixture 5 presses the front surface and the rear surface of the head substrate 2 and the piezoelectric members 3 and 4 in the front-rear direction. Thereby, the head substrate 2 and the piezoelectric members 3 and 4 are in close contact with each other. An opening 5 a for discharging the ink 31 is formed on the bottom surface of the fixture 5.

電極6、7は、圧電部材3、4に電圧を印加するものである。図2〜図4に示すように、電極6、7は、インク室33を構成する第1溝21及び第2溝22の内面に形成されている。換言すれば、電極6、7は、インク室33を構成する圧電部材3、4の内面に形成されている。電極6と電極7は、前後方向において、交互に設けられている。電極6、7は、印刷装置(図示略)に搭載された制御部(図示略)に接続されている。電極6と電極7との間には、制御部によって、圧電部材3、4を変形させるための所定の電圧が印加される。これにより、電極6と電極7とによって挟まれた領域の圧電部材3、4が変形して、インク31に圧力を作用させることができる。   The electrodes 6 and 7 apply voltage to the piezoelectric members 3 and 4. As shown in FIGS. 2 to 4, the electrodes 6 and 7 are formed on the inner surfaces of the first groove 21 and the second groove 22 constituting the ink chamber 33. In other words, the electrodes 6 and 7 are formed on the inner surfaces of the piezoelectric members 3 and 4 constituting the ink chamber 33. The electrodes 6 and 7 are alternately provided in the front-rear direction. The electrodes 6 and 7 are connected to a control unit (not shown) mounted on a printing apparatus (not shown). A predetermined voltage for deforming the piezoelectric members 3 and 4 is applied between the electrodes 6 and 7 by the control unit. Thereby, the piezoelectric members 3 and 4 in the region sandwiched between the electrode 6 and the electrode 7 are deformed, and pressure can be applied to the ink 31.

ノズルプレート8は、第1圧電部材3の下面(吐出面)と第2圧電部材4の下面(吐出面)とにわたって設けられている。ノズルプレート8は、略長方形の平面状に形成されている。複数のノズル8aが、ノズルプレート8には形成されている。ノズル8aは、ノズルプレート8を上下方向に貫通するように形成されている。複数のノズル8aは、前後方向において、インク室33に対応した位置に等間隔で形成されている。これにより、各インク室33の下面は、各ノズル8aにより、外部と貫通される。図1に示すように、複数のノズル8aは、左右方向において、1個ずつ交互に左右にずれて形成されている。即ち、ノズル8aは、第1溝21または第2溝22のいずれかに対応した位置に形成されている。   The nozzle plate 8 is provided across the lower surface (discharge surface) of the first piezoelectric member 3 and the lower surface (discharge surface) of the second piezoelectric member 4. The nozzle plate 8 is formed in a substantially rectangular planar shape. A plurality of nozzles 8 a are formed on the nozzle plate 8. The nozzle 8a is formed so as to penetrate the nozzle plate 8 in the vertical direction. The plurality of nozzles 8a are formed at equal intervals at positions corresponding to the ink chambers 33 in the front-rear direction. Thereby, the lower surface of each ink chamber 33 is penetrated with the exterior by each nozzle 8a. As shown in FIG. 1, the plurality of nozzles 8 a are formed so as to be alternately shifted left and right one by one in the left-right direction. That is, the nozzle 8 a is formed at a position corresponding to either the first groove 21 or the second groove 22.

図5及び図6に示すように、ノズルプレート8は、ノズル基材41と、中間層42と、發インク層(請求項の保護層に相当)43とを備えている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the nozzle plate 8 includes a nozzle substrate 41, an intermediate layer 42, and a soot ink layer (corresponding to a protective layer in claims) 43.

ノズル基材41は、略長方形の板状に形成されている。ノズル基材41の上面は、圧電部材3、4の吐出面(下面)に接着されている。ノズル基材41は、化学的安定性に優れたポリイミド樹脂からなる。   The nozzle substrate 41 is formed in a substantially rectangular plate shape. The upper surface of the nozzle substrate 41 is bonded to the ejection surface (lower surface) of the piezoelectric members 3 and 4. The nozzle substrate 41 is made of a polyimide resin excellent in chemical stability.

中間層42は、發インク層43を形成し、同時に導電性を付与するためのものである。中間層42は、ノズル基材41の吐出面(下面)の全面に形成されている。中間層42は、後周期遷移金属である銀イオンがノズル基材41を構成するポリイミド樹脂に選択的に配位されたポリアミド酸の銀塩からなる。中間層42は接地されている。即ち、中間層42は、ノズル基材41と一体的に構成され、インクの帯電を除去することができる。尚、銀は、ルイス酸として機能する。   The intermediate layer 42 is for forming the ink layer 43 and simultaneously imparting conductivity. The intermediate layer 42 is formed on the entire discharge surface (lower surface) of the nozzle substrate 41. The intermediate layer 42 is made of a silver salt of polyamic acid in which silver ions, which are late transition metals, are selectively coordinated with the polyimide resin constituting the nozzle base material 41. The intermediate layer 42 is grounded. That is, the intermediate layer 42 is configured integrally with the nozzle base material 41 and can remove the charge of the ink. Silver functions as a Lewis acid.

發インク層43は、インク31を弾くものである。發インク層43は、中間層42の吐出面(下面)の全面に形成されている。發インク層43は、有機材料のチオール化合物の一種であるビス(メルカプトオクチル)エーテルからなる。尚、ビス(メルカプトオクチル)エーテルの化学式は、SH−C16−O−C16−SHである。ビス(メルカプトオクチル)エーテルは、アルキル基とアルキル基とを接続し、極性成分及び疎油性(親水性)を有するエーテル基を持つ。即ち、發インク層43を構成するビス(メルカプトオクチル)エーテルは、油性インクを弾く性質(疎油性)を有する。また、ビス(メルカプトオクチル)エーテルの両端は、一対のメルカプト基(SH−)を有する。ここで、メルカプト基の硫黄(S)は、共有結合性の高さからルイス塩基として機能する。これにより、図6に示すように、ビス(メルカプトオクチル)エーテルの両端のメルカプト基(−SH)は、銀を含有する中間層42と共有結合を形成する。この結果、疎油性を示すエーテル基は、外側(吐出側)へと配向する。ビス(メルカプトオクチル)エーテルは、一対の同じ直鎖状のアルキル基(−C16−:オクチル基)がエーテル基の両側に結合された構造を有する。チオール化合物からなる發インク層43は、自己組織化された単分子膜に構成される。發インク層43は、約2nm〜約200nmの厚みを有する。 The soot ink layer 43 repels the ink 31. The ink layer 43 is formed on the entire ejection surface (lower surface) of the intermediate layer 42. The ink layer 43 is made of bis (mercaptooctyl) ether, which is a kind of organic material thiol compound. Incidentally, the chemical formula of bis (mercaptomethyl octyl) ethers are SH-C 8 H 16 -O- C 8 H 16 -SH. Bis (mercaptooctyl) ether has an ether group which connects an alkyl group and an alkyl group and has a polar component and oleophobic properties (hydrophilicity). That is, the bis (mercaptooctyl) ether constituting the ink layer 43 has a property of repelling oil-based ink (oleophobic). Moreover, both ends of bis (mercaptooctyl) ether have a pair of mercapto groups (SH-). Here, the sulfur (S) of the mercapto group functions as a Lewis base because of its high covalent bond. Thereby, as shown in FIG. 6, the mercapto groups (—SH) at both ends of the bis (mercaptooctyl) ether form a covalent bond with the intermediate layer 42 containing silver. As a result, the ether group exhibiting oleophobicity is oriented outward (discharge side). Bis (mercaptooctyl) ether has a structure in which a pair of identical linear alkyl groups (—C 8 H 16 —: octyl group) are bonded to both sides of an ether group. The soot ink layer 43 made of a thiol compound is formed as a self-assembled monomolecular film. The ink layer 43 has a thickness of about 2 nm to about 200 nm.

(インクジェットヘッドの動作)
まず、印刷装置の制御部が、インクポンプ(図示略)をオンに切り替える。これにより、インク31が、メインタンクからインクジェットヘッド1のインク供給室32及びインク室33に供給される。次に、制御部は、印刷用紙を搬送しつつ、入力された画像データに応じて、電極6、7に電圧を印加する。これにより、圧電部材3、4が変形する。圧電部材3、4の変形によって圧縮されたインク室33では、インク31に圧力が作用するので、そのインク室33のインク31は、ノズルプレート8のノズル8aから吐出される。吐出されたインク31は、液滴となり、印刷用紙に塗布されて画像が印刷される。
(Operation of inkjet head)
First, the control unit of the printing apparatus switches on an ink pump (not shown). Thereby, the ink 31 is supplied from the main tank to the ink supply chamber 32 and the ink chamber 33 of the inkjet head 1. Next, the control unit applies a voltage to the electrodes 6 and 7 according to the input image data while conveying the printing paper. Thereby, the piezoelectric members 3 and 4 are deformed. In the ink chamber 33 compressed by the deformation of the piezoelectric members 3 and 4, pressure acts on the ink 31, so that the ink 31 in the ink chamber 33 is ejected from the nozzle 8 a of the nozzle plate 8. The ejected ink 31 becomes droplets and is applied to a printing paper to print an image.

ここで、吐出された液滴状のインク31は、電極6、7間に印加される電圧によって帯電している。そして、帯電した状態のインク31が、表面張力を超えるエネルギー状態になると、液滴状態を保持できず分裂(レイリー分裂)を引き起こす。このレイリー分裂は一度発生すると、連続して発生する。これにより、インク31の液滴が霧状になる静電霧化現象が生じる。そして、この霧状のインク31が、ノズルプレート8の下面に達する。しかし、導電性を有する發インク層43は、ノズルプレート8の下面にあって、帯電したインク滴を除電する。また、インク滴のレイリー分裂が仮に生じても、疎油性のビス(メルカプトオクチル)エーテルからなる發インク層43が形成されているので、インク31は、發インク層43によって弾かれる。この結果、ノズルプレート8の下面にインク31が付着することを抑制できる。   Here, the ejected droplet-shaped ink 31 is charged by a voltage applied between the electrodes 6 and 7. When the charged ink 31 enters an energy state that exceeds the surface tension, the droplet state cannot be maintained, causing a split (Rayleigh split). Once this Rayleigh split occurs, it occurs continuously. This causes an electrostatic atomization phenomenon in which the droplets of the ink 31 become mist. The mist-like ink 31 reaches the lower surface of the nozzle plate 8. However, the electrically conductive ink layer 43 is on the lower surface of the nozzle plate 8 and neutralizes the charged ink droplets. Even if Rayleigh splitting of the ink droplet occurs, the ink 31 is repelled by the ink layer 43 because the ink layer 43 made of oleophobic bis (mercaptooctyl) ether is formed. As a result, it is possible to suppress the ink 31 from adhering to the lower surface of the nozzle plate 8.

(インクジェットヘッドの製造工程)
次に、インクジェットヘッド1の製造工程について説明する。図7は、中間層を形成する際の化学反応を説明する図である。図8〜図10は、ノズルプレートを形成する工程を説明する図である。図11及び図12は、インクジェットヘッドの製造工程を説明する図である。
(Inkjet head manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the inkjet head 1 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a chemical reaction when forming the intermediate layer. 8-10 is a figure explaining the process of forming a nozzle plate. 11 and 12 are diagrams for explaining the manufacturing process of the inkjet head.

最初に、ノズルプレート8の製造について説明する。具体的には、まず、図7の(a)に示すポリイミドからなるノズル基材41を準備する。次に、水とエチレングリコールとの混合溶液(水:エチレングリコール=1:3[体積比])に水酸化カリウム(KOH)を溶解させて表面処理溶液を調製する。尚、表面処理溶液の水酸化カリウムの濃度は、5mol/lである。図8に示すように、この表面処理溶液を、ポリイミド樹脂からなるノズル基材41の吐出面に塗布した後、約5分〜約10分放置する。これにより、図7の(b)に示すように、ノズル基材41の表面のポリイミド樹脂のイミド環が、表面処理溶液の水酸化カリウムによるアルカリ加水分解により開裂されて、カルボキシル基とアミノ基とが形成される。この結果、図9に示すポリアミド酸のカリウム塩による中間層42aがノズル基材41の吐出面に形成される。   First, manufacture of the nozzle plate 8 will be described. Specifically, first, a nozzle substrate 41 made of polyimide shown in FIG. 7A is prepared. Next, potassium hydroxide (KOH) is dissolved in a mixed solution of water and ethylene glycol (water: ethylene glycol = 1: 3 [volume ratio]) to prepare a surface treatment solution. The concentration of potassium hydroxide in the surface treatment solution is 5 mol / l. As shown in FIG. 8, after this surface treatment solution is applied to the ejection surface of the nozzle substrate 41 made of polyimide resin, it is allowed to stand for about 5 minutes to about 10 minutes. Thereby, as shown in FIG. 7B, the imide ring of the polyimide resin on the surface of the nozzle substrate 41 is cleaved by alkaline hydrolysis with potassium hydroxide in the surface treatment solution, and the carboxyl group and the amino group. Is formed. As a result, an intermediate layer 42 a made of the potassium salt of polyamic acid shown in FIG. 9 is formed on the discharge surface of the nozzle substrate 41.

次に、カリウム塩が形成されたノズル基材41の吐出面に形成された中間層42aを50mmol/lの濃度を有する硝酸銀水溶液に約5分間浸漬する。これにより、図7の(c)に示すように、カリウムイオンが銀イオンにイオン交換された、ポリアミド酸の銀塩が形成される。この結果、ノズル基材41を構成するポリイミド樹脂の吐出面が、銀によって配位選択された中間層42が形成される。   Next, the intermediate layer 42a formed on the discharge surface of the nozzle base material 41 on which the potassium salt is formed is immersed in an aqueous silver nitrate solution having a concentration of 50 mmol / l for about 5 minutes. Thereby, as shown in FIG. 7C, a silver salt of polyamic acid in which potassium ions are ion-exchanged with silver ions is formed. As a result, the intermediate layer 42 in which the discharge surface of the polyimide resin constituting the nozzle substrate 41 is coordinated and selected by silver is formed.

次に、ビス(メルカプトオクチル)エーテルをエタノール等のアルコールに溶解させて、ビス(メルカプトオクチル)エーテルの体積モル濃度が1mol/lの發インク層溶液を調製する。この後、図10に示すように、中間層42の吐出面に發インク層溶液を塗布する。この状態で、ノズル基材41を室温中で放置する。これにより、發インク層溶液内のアルコールが蒸発して、ビス(メルカプトオクチル)エーテルからなる發インク層43が、中間層42の吐出面に形成される。ここで、チオール化合物であるビス(メルカプトオクチル)エーテルは、自己組織化して単分子膜となる。   Next, bis (mercaptooctyl) ether is dissolved in an alcohol such as ethanol to prepare an ink layer solution having a volume molar concentration of bis (mercaptooctyl) ether of 1 mol / l. Thereafter, as shown in FIG. 10, the soot ink layer solution is applied to the ejection surface of the intermediate layer 42. In this state, the nozzle substrate 41 is left at room temperature. As a result, the alcohol in the ink layer solution evaporates, and the ink layer 43 made of bis (mercaptooctyl) ether is formed on the ejection surface of the intermediate layer 42. Here, bis (mercaptooctyl) ether, which is a thiol compound, self-assembles into a monomolecular film.

次に、ヘッド基材2と、電極6、7が形成された第1圧電部材3及び第2圧電部材4とを組み立てる。この後、ヘッド基材2と圧電部材3、4とを固定具5によって固定する。   Next, the head substrate 2 and the first piezoelectric member 3 and the second piezoelectric member 4 on which the electrodes 6 and 7 are formed are assembled. Thereafter, the head base 2 and the piezoelectric members 3 and 4 are fixed by the fixing tool 5.

次に、図11に示すように、ノズル基材41の吐出側とは反対の面を圧電部材3、4の下面に接着する。この状態で、図12に示すように、レーザ光55aをレーザ装置55からノズルプレート8の所望の位置に照射して、ノズル8aを形成する。この結果、インクジェットヘッド1が完成する。   Next, as shown in FIG. 11, the surface opposite to the discharge side of the nozzle substrate 41 is bonded to the lower surfaces of the piezoelectric members 3 and 4. In this state, as shown in FIG. 12, a laser beam 55a is irradiated from the laser device 55 to a desired position of the nozzle plate 8 to form the nozzle 8a. As a result, the inkjet head 1 is completed.

(第1実施形態の効果)
次に、上述した第1実施形態によるノズルプレート8及びインクジェットヘッド1の効果について説明する。
(Effect of 1st Embodiment)
Next, effects of the nozzle plate 8 and the inkjet head 1 according to the first embodiment described above will be described.

上述したようにノズルプレート8は、ポリイミド樹脂からなるノズル基材41を有する。このため、金属を含有する中間層42を薄くすることができる。これにより、レーザ光55aによって容易にノズル8aを形成することができる。   As described above, the nozzle plate 8 has the nozzle base material 41 made of polyimide resin. For this reason, the intermediate layer 42 containing a metal can be made thin. Thereby, the nozzle 8a can be easily formed by the laser beam 55a.

また、ノズルプレート8は、後周期遷移金属を含む導電性の中間層42と、吐出面に形成された疎油性のエーテル基を有するビス(メルカプトオクチル)エーテルからなる發インク層43を備えている。これにより、印刷時に、帯電したインク滴を除電することができる。また、吐出されて霧状になったインク31が仮に生じたとしても、發インク層43で弾かれて、インク31が發インク層43に堆積することはない。この結果、ノズルプレート8の吐出面が汚れることを抑制できるので、ワイパー等によるクリーニング作業を低減できる。更に、ワイパーによるクリーニング作業を低減することによって、インク付着の原因のひとつである傷が、發インク層43に生じることを抑制できる。この結果、ノズルプレート8は、インク31が發インク層43に付着することをより効果的に抑制できる。   In addition, the nozzle plate 8 includes a conductive intermediate layer 42 containing a late-cycle transition metal and a soot ink layer 43 made of bis (mercaptooctyl) ether having an oleophobic ether group formed on the ejection surface. . Thereby, the charged ink droplet can be neutralized during printing. Further, even if the ejected ink 31 in the form of a mist is generated, the ink 31 is not repelled by the soot ink layer 43 and deposited on the soot ink layer 43. As a result, it is possible to prevent the discharge surface of the nozzle plate 8 from becoming dirty, so that the cleaning work using a wiper or the like can be reduced. Further, by reducing the cleaning work by the wiper, it is possible to suppress the scratch that is one of the causes of ink adhesion from being generated in the soot ink layer 43. As a result, the nozzle plate 8 can more effectively suppress the ink 31 from adhering to the soot ink layer 43.

また、ノズルプレート8は、發インク層43によってインク31の付着を抑制することによって、ノズル8aが、凝集したインク31の色材によって塞がれることを抑制できる。これにより、ノズルプレート8は、インク31が所望の方向(真下方向)とは異なる方向に吐出されることを低減できるので、印刷される画像の品質に劣化を抑制できる。   Further, the nozzle plate 8 can suppress the nozzle 8 a from being blocked by the color material of the aggregated ink 31 by suppressing the adhesion of the ink 31 by the ink layer 43. As a result, the nozzle plate 8 can reduce the discharge of the ink 31 in a direction different from the desired direction (directly downward direction), so that deterioration in the quality of the printed image can be suppressed.

また、ノズルプレート8の發インク層43は、メルカプト基を有するビス(メルカプトオクチル)エーテルにより構成されている。これにより、ノズルプレート8は、發インク層43を自己組織化した緻密な単分子膜によって構成することができる。   Further, the fountain ink layer 43 of the nozzle plate 8 is made of bis (mercaptooctyl) ether having a mercapto group. Thereby, the nozzle plate 8 can be constituted by a dense monomolecular film in which the ink layer 43 is self-organized.

また、ノズルプレート8の發インク層43は、一対のメルカプト基を有するビス(メルカプトオクチル)エーテルにより構成されている。これにより、ビス(メルカプトオクチル)エーテル分子の両端のメルカプト基が、銀を含有する中間層42と共有結合する。この結果、ノズルプレート8は、發インク層43と中間層42との結合をより強固にできるので、發インク層43の剥離を抑制できる。   Further, the ink layer 43 of the nozzle plate 8 is composed of bis (mercaptooctyl) ether having a pair of mercapto groups. Thereby, the mercapto groups at both ends of the bis (mercaptooctyl) ether molecule are covalently bonded to the intermediate layer 42 containing silver. As a result, the nozzle plate 8 can further strengthen the bond between the ink layer 43 and the intermediate layer 42, and therefore can suppress the peeling of the ink layer 43.

また、ノズルプレート8の發インク層43は、エーテル基の両側に同じ直鎖状のオクチル基を有するビス(メルカプトオクチル)エーテルによって構成されている。これにより、ノズルプレート8は、分枝状のオクチル基を有するチオール化合物によって構成するよりも、發インク層43をより緻密にすることができる。   Further, the fountain ink layer 43 of the nozzle plate 8 is composed of bis (mercaptooctyl) ether having the same linear octyl group on both sides of the ether group. Thereby, the nozzle plate 8 can make the ink layer 43 denser than that of the thiol compound having a branched octyl group.

(第2実施形態)
次に、上述した実施形態の一部を変更した第2実施形態について説明する。図13は、第2実施形態によるノズルプレートの図6相当図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 6 of the nozzle plate according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.

図13に示すように、第2実施形態によるノズルプレート8Aは、メルカプト基(−SH)を1つ含むメルカプトオクチルエーテルによって構成された發インク層43Aを備えている。尚、メルカプトオクチルエーテルの化学式は、OH−C16−SHである。このように構成した場合も、メルカプトオクチルエーテルのメルカプト基(−SH)は、中間層42の銀と共有結合する。一方、エーテル基は、吐出側に配置されるので、油性のインク31を弾く。 As shown in FIG. 13, the nozzle plate 8 </ b> A according to the second embodiment includes a fountain ink layer 43 </ b> A made of mercaptooctyl ether containing one mercapto group (—SH). The chemical formula of mercaptooctyl ether is OH—C 8 H 16 —SH. Even in such a configuration, the mercapto group (—SH) of the mercaptooctyl ether is covalently bonded to the silver of the intermediate layer 42. On the other hand, since the ether group is disposed on the ejection side, the oil-based ink 31 is repelled.

これにより、第2実施形態によるノズルプレート8Aにおいても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   Thereby, also in the nozzle plate 8A by 2nd Embodiment, there can exist an effect similar to 1st Embodiment.

(第3実施形態)
次に、上述した実施形態の一部を変更した第3実施形態について説明する。図14は、第3実施形態によるノズルプレートの図6相当図である。尚、第3実施形態は、水性インク用のノズルプレートに本発明を適用したものである。上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 6 of the nozzle plate according to the third embodiment. In the third embodiment, the present invention is applied to a nozzle plate for water-based ink. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図14に示すように、第3実施形態によるノズルプレート8Bは、n−オクタンチオールによって構成された發インク層43Bを備えている。尚、n−オクタンチオールの化学式は、C17−SHである。このように構成した場合でも、n−オクタンチオールのメルカプト基(−SH)は、中間層42の銀と共有結合する。一方、疎水性のアルキル基(−C17)は、吐出側に配置されるので、發インク層43Bは水性のインク31を弾く。 As shown in FIG. 14, the nozzle plate 8B according to the third embodiment includes a soot ink layer 43B made of n-octanethiol. Incidentally, the chemical formula of n- octane thiol is C 8 H 17 -SH. Even in such a configuration, the mercapto group (—SH) of n-octanethiol is covalently bonded to the silver of the intermediate layer 42. On the other hand, since the hydrophobic alkyl group (—C 8 H 17 ) is disposed on the ejection side, the ink layer 43B repels the water-based ink 31.

これにより、第3実施形態によるノズルプレート8Bは、水性のインク31に対して、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   Thereby, the nozzle plate 8 </ b> B according to the third embodiment can achieve the same effects as the first embodiment with respect to the water-based ink 31.

以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the scope of claims and the scope equivalent to the description of the scope of claims. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.

上述した実施形態の各構成の形状、数値、配置、材料等は適宜変更可能である。   The shape, numerical value, arrangement, material, and the like of each configuration of the above-described embodiment can be changed as appropriate.

また、發インク層(保護層)をジスルフィド基(−S−S−)、モノスルフィド基(−S−)、チオフェン等の硫黄を含む有機材料により構成してもよい。   Further, the ink layer (protective layer) may be composed of an organic material containing sulfur such as a disulfide group (—S—S—), a monosulfide group (—S—), and thiophene.

また、油性インク用のノズルプレートの場合、發インク層の疎油基(親水基)をエーテル基以外のカルボニル基、エステル基、イミノ基等の極性成分を有するものを適用してもよい。更に、發インク層を複数の疎油基(親水基)を有する材料によって構成してもよい。一方、水性インク用のノズルプレートの場合、疎水基としてアルキル基以外の疎水基を適用してもよい。   In the case of a nozzle plate for oil-based ink, an oleophobic group (hydrophilic group) in the ink layer may have a polar component such as a carbonyl group other than an ether group, an ester group, or an imino group. Furthermore, the ink layer may be made of a material having a plurality of oleophobic groups (hydrophilic groups). On the other hand, in the case of a nozzle plate for water-based ink, a hydrophobic group other than an alkyl group may be applied as the hydrophobic group.

また、油性インク用のノズルプレートの場合、發インク層をビス(メルカプトオクチル)エーテル、メルカプトオクチルエーテル以外の疎油基(親水基)を有するチオール化合物等の有機材料によって構成してもよい。一方、水性インク用のノズルプレートの場合、n−オクタンチオール以外の疎水基を有するチオール化合物等の有機材料によって發インク層を構成してもよい。   Further, in the case of a nozzle plate for oil-based ink, the soot ink layer may be composed of an organic material such as bis (mercaptooctyl) ether or a thiol compound having an oleophobic group (hydrophilic group) other than mercaptooctylether. On the other hand, in the case of a nozzle plate for water-based ink, the soot ink layer may be composed of an organic material such as a thiol compound having a hydrophobic group other than n-octanethiol.

ここで、發インク層をチオール化合物により構成する場合、アルキル基(−C2n−)が直鎖状のものが好ましい。これにより、自己組織化される發インク層をより緻密にすることができる。 Here, when the ink-jet layer is composed of a thiol compound, the alkyl group (—C n H 2n —) is preferably linear. As a result, the ink layer that is self-organized can be made denser.

また、發インク層を化学式SH−C2m−X−C2n−SHで表されるチオール化合物により構成してもよい。更に、炭素数を示すm、nの関係が、「m=n」であることが好ましい。ここで、Xは疎油基である。より具体的にはエーテル基が好ましいが、カルボニル基、エステル基またはイミノ基であってもよい。 May also be constituted by a thiol compound represented the發ink layer by the chemical formula SH-C m H 2m -X- C n H 2n -SH. Furthermore, the relationship between m and n indicating the number of carbon atoms is preferably “m = n”. Here, X is an oleophobic group. More specifically, an ether group is preferable, but it may be a carbonyl group, an ester group or an imino group.

また、發インク層を化学式OH−C2n−SH、化学式SH−C2n−O−C2n−SH、または、化学式C2n+1−SHで表されるチオール化合物により構成する場合、「8≦n≦18」であることが好ましい。 The structure, formula OH-C n H 2n -SH an發ink layer, the formula SH-C n H 2n -O- C n H 2n -SH, or by thiol compound represented by chemical formula C n H 2n + 1 -SH In this case, it is preferable that “8 ≦ n ≦ 18”.

「8≦n」であるOH−C2n−SH、SH−C2n−O−C2n−SH、または、C2n+1−SHの場合、半経験的分子軌道計算ソフトであるMOPAC(ハミルトニアンとしてNMDO)により計算したチオール化合物の生成熱が「−43.48kcal/mol」以下と、相対的に小さくなるので、チオール化合物の変質や分解をより抑制できることがわかる。 OH-C n H 2n -SH is "8 ≦ n", SH-C n H 2n -O -C n H 2n -SH or, in the case of C n H 2n + 1 -SH, semiempirical molecular orbital calculation software It can be seen that the heat of formation of the thiol compound calculated by MOPAC (NMDO as a Hamiltonian) is relatively low at “−43.48 kcal / mol” or less, so that alteration and decomposition of the thiol compound can be further suppressed.

また、「8≦n」であるOH−C2n−SH、または、SH−C2n−O−C2n−SH、または、C2n+1−SHの場合、
CPP≒1
(CPP:臨界充填パラメーター、Critical Packing Parameter)
となることから分子が略円柱体形状になる。これにより、チオール化合物の自己組織化を向上させて、發インク層の緻密性を向上させることができる。尚、CPPは、
CPP=V/(A・L)
V:アルカンチオールの疎水部(アルキル基)の占有体積
A:アルカンチオールのメルカプト基(−SH)の占有面積
L:アルカンチオールの疎水部(アルキル基)の長さ
で表せられる。
In the case of OH—C n H 2n —SH or “SH—C n H 2n —O—C n H 2n —SH” or “C n H 2n + 1 —SH” where “8 ≦ n”,
CPP ≒ 1
(CPP: Critical Packing Parameter)
Therefore, the molecule becomes a substantially cylindrical body shape. Thereby, the self-organization of the thiol compound can be improved, and the denseness of the ink layer can be improved. CPP is
CPP = V / (A ・ L)
V: Occupied volume of hydrophobic part (alkyl group) of alkanethiol
A: Occupied area of mercapto group (-SH) of alkanethiol
L: Expressed by the length of the hydrophobic portion (alkyl group) of alkanethiol.

一方、「n≦18」であるOH−C2n−SH、SH−C2n−O−C2n−SH、または、C2n+1−SHの場合、多価アルコール等の溶媒に溶け易く、發インク層を形成する工程において、容易に扱うことできる。尚、「n≧19」のチオール化合物は、粘度が高く、総じて溶媒に溶け難い性質を示す。 On the other hand, in the case of OH—C n H 2n —SH, SH—C n H 2n —O—C n H 2n —SH, or C n H 2n + 1 —SH where “n ≦ 18”, polyhydric alcohol, etc. It is easily dissolved in a solvent and can be easily handled in the step of forming the ink layer. In addition, the thiol compound of “n ≧ 19” has a high viscosity and generally exhibits a property of being hardly soluble in a solvent.

また、發インク層を化学式OH−C2n−SH、SH−C2n−O−C2n−SH、または、C2n+1−SHで表されるチオール化合物により構成する場合、「m」及び「n」が偶数であることが好ましい。これにより、チオール化合物のアルキル鎖はいくぶん中間層の下面に対して水平に規則的に並び、發インク層の緻密性を向上させることができる。この結果、發インク層の安定性及び耐久性を向上させることができる。 Further,發ink layer formula OH-C n H 2n -SH, SH-C n H 2n -O-C n H 2n -SH , or when configuring a thiol compound represented by C n H 2n + 1 -SH , “M” and “n” are preferably even numbers. As a result, the alkyl chains of the thiol compound are somewhat regularly arranged horizontally with respect to the lower surface of the intermediate layer, and the denseness of the ink layer can be improved. As a result, the stability and durability of the soot ink layer can be improved.

上述した發インク層を形成する工程は、適宜変更可能である。   The step of forming the soot ink layer described above can be changed as appropriate.

また、發インク層を形成した後、ポリエチレングリコールまたはプロピレングリコールを処理してもよい。これにより、發インク層をより緻密にすることができる。   Further, after forming the ink layer, polyethylene glycol or propylene glycol may be treated. Thereby, the ink layer can be made denser.

また、中間層に含まれる金属は適宜変更可能である。尚、中間層の銀(Ag)の代わりに適用する材料は、後周期遷移金属(Late transition metal)の中から任意に選択することができる。これは、スルフィド(メルカプト基(S-H))が、その共有結合性の高さからソフトなルイス塩基として作用し、後周期遷移金属と強い結合を作りやすいためである。後周期遷移金属の中でも特に、金(Au)と銀(Ag)は強いルイス酸(エレクトロンアクセプター)として作用するため好適である(出典:タイトル:Novel Sterically Hindered Substituted Ferrocenes and Their Transition Metal Complexes.、著者;GREGSON C. K. A.他、資料名:Organometallics、巻号ページ:Vol.23, No.15, Page.3674-3682(2004.07.19))。その他に好適に利用可能な後周期遷移金属としては、白金族元素(ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金(Pt))、または、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)等を上げることができる。   Moreover, the metal contained in the intermediate layer can be appropriately changed. The material applied instead of the intermediate layer silver (Ag) can be arbitrarily selected from late transition metals. This is because sulfide (mercapto group (S-H)) acts as a soft Lewis base due to its high covalent bond, and easily forms a strong bond with a late transition metal. Among the late transition metals, gold (Au) and silver (Ag) are particularly suitable because they act as strong Lewis acids (electron acceptors) (Source: Novel Sterically Hindered Substituted Ferrocenes and Their Transition Metal Complexes. Author: GREGSON CKA et al., Material: Organometallics, Volume page: Vol.23, No.15, Page.3674-3682 (2004.07.19)). Other late transition metals that can be suitably used include platinum group elements (ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt)), or Iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), etc. can be raised.

また、中間層は、CVD(化学気相成長法)等によって成膜された金属薄膜により構成してもよい。ここで中間層を構成する金属薄膜の材料としては、上述した銀、金等を適用することができる。尚、中間層は、接地させてもよい。   The intermediate layer may be formed of a metal thin film formed by CVD (chemical vapor deposition) or the like. Here, as the material of the metal thin film constituting the intermediate layer, the above-described silver, gold or the like can be applied. The intermediate layer may be grounded.

また、ノズル基材を構成する材料は、ポリイミド以外の樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等によって構成してもよい。   The material constituting the nozzle substrate may be made of a resin other than polyimide, for example, an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a polyethylene resin, or the like.

また、ノズルプレートの製造方法は適宜変更可能である。上述した実施形態では、液相から形成した發インク層を気相から形成してもよい。   Moreover, the manufacturing method of a nozzle plate can be changed suitably. In the embodiment described above, the soot ink layer formed from the liquid phase may be formed from the gas phase.

1 インクジェットヘッド
2 ヘッド基材
3 圧電部材
4 圧電部材
5 固定具
5a 開口部
6、7 電極
8、8A、8B ノズルプレート
8a ノズル
15 立設部材
16 中空部材
17 側壁部材
17a インク供給孔
21 第1溝
22 第2溝
31 インク
32 インク供給室
33 インク室
35 供給配管
41 ノズル基材
42、42a 中間層
43、43A、43B 發インク層
55 レーザ装置
55a レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Head base material 3 Piezoelectric member 4 Piezoelectric member 5 Fixture 5a Opening part 6, 7 Electrode 8, 8A, 8B Nozzle plate 8a Nozzle 15 Standing member 16 Hollow member 17 Side wall member 17a Ink supply hole 21 1st groove | channel 22 Second groove 31 Ink 32 Ink supply chamber 33 Ink chamber 35 Supply piping 41 Nozzle base material 42, 42a Intermediate layers 43, 43A, 43B Ink layer 55 Laser device 55a Laser light

Claims (9)

インクジェットヘッドの吐出面に取り付けられるノズルプレートにおいて、
樹脂製のノズル基材と、
前記ノズル基材の吐出面に設けられ、金属を含む中間層と、
前記中間層の吐出面に設けられた硫黄を含む有機材料を有する保護層とを備えることを特徴とするノズルプレート。
In the nozzle plate attached to the ejection surface of the inkjet head,
A resin nozzle substrate;
Provided on the discharge surface of the nozzle substrate, an intermediate layer containing metal,
A nozzle plate comprising: a protective layer having an organic material containing sulfur provided on a discharge surface of the intermediate layer.
前記保護層の有機材料は、チオール化合物であることを特徴とする請求項1に記載のノズルプレート。   The nozzle plate according to claim 1, wherein the organic material of the protective layer is a thiol compound. 前記保護層の有機材料は、疎油基を含むチオール化合物であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のノズルプレート。   The nozzle plate according to claim 1, wherein the organic material of the protective layer is a thiol compound containing an oleophobic group. 前記保護層の有機材料は、直鎖状のアルキル基を含むチオール化合物であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のノズルプレート。   The nozzle plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic material of the protective layer is a thiol compound containing a linear alkyl group. 前記保護層の有機材料は、Xを疎油基とすると、SH−C2m−X−C2n−SH(m、n:偶数)の化学式で示すチオール化合物であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のノズルプレート。 The organic material of the protective layer, when the lipophobic based on X, SH-C m H 2m -X-C n H 2n -SH (m, n: even number) and characterized in that it is a thiol compound represented by the chemical formula The nozzle plate according to any one of claims 1 to 4. 前記m及びnは、
m=n
であることを特徴とする請求項5に記載のノズルプレート。
M and n are
m = n
The nozzle plate according to claim 5, wherein:
前記nは、
8≦n≦18
であることを特徴とする請求項6に記載のノズルプレート。
N is
8 ≦ n ≦ 18
The nozzle plate according to claim 6, wherein:
前記中間層は、前記ノズル基材を構成する樹脂に後周期遷移金属が選択的に配位された樹脂を有することを特徴とする請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載のノズルプレート。   The nozzle according to any one of claims 2 to 7, wherein the intermediate layer has a resin in which a post-period transition metal is selectively coordinated with a resin constituting the nozzle base material. plate. 樹脂製のノズル基材の吐出面をアルカリ溶液により処理する工程と、
前記ノズル基材の吐出面を酸性塩水溶液によって処理することにより、前記ノズル基材の吐出面に金属が選択的に配位された中間層を形成する工程と、
前記中間層の吐出面にチオール化合物からなる保護層を形成する工程とを備えることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
A step of treating the discharge surface of the resin nozzle substrate with an alkaline solution;
A step of forming an intermediate layer in which metal is selectively coordinated on the discharge surface of the nozzle substrate by treating the discharge surface of the nozzle substrate with an aqueous acid salt solution;
And a step of forming a protective layer made of a thiol compound on the discharge surface of the intermediate layer.
JP2009220817A 2009-09-25 2009-09-25 Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate Pending JP2011068023A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220817A JP2011068023A (en) 2009-09-25 2009-09-25 Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220817A JP2011068023A (en) 2009-09-25 2009-09-25 Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011068023A true JP2011068023A (en) 2011-04-07

Family

ID=44013792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009220817A Pending JP2011068023A (en) 2009-09-25 2009-09-25 Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011068023A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019215851A1 (en) * 2018-05-09 2019-11-14 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head and image forming method
CN112743985A (en) * 2019-10-29 2021-05-04 松下知识产权经营株式会社 Liquid ejection head and ink jet apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019215851A1 (en) * 2018-05-09 2019-11-14 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head and image forming method
JPWO2019215851A1 (en) * 2018-05-09 2021-05-13 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head and image formation method
JP7124866B2 (en) 2018-05-09 2022-08-24 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head and image forming method
US11807004B2 (en) 2018-05-09 2023-11-07 Konica Minolta, Inc. Inkjet head and image forming method
CN112743985A (en) * 2019-10-29 2021-05-04 松下知识产权经营株式会社 Liquid ejection head and ink jet apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6074040A (en) Ink jet printer head, its manufacturing method and ink
US8303083B2 (en) Liquid ejection head, image forming apparatus employing the liquid ejection head, and method of manufacturing the liquid ejection head
DE602004003616T2 (en) Hydrophobic and oleophobic film-covered nozzle plate
JP4177846B2 (en) Metal pattern and manufacturing method thereof
JP3960561B2 (en) Liquid ejection structure, ink jet recording head and printer
TWI295634B (en) Nozzle plate producing method, nozzle plate, liquid droplet ejecting head and liquid droplet ejecting apparatus
CN102205709B (en) Liquid jet method and liquid injection apparatus
JP2007276443A (en) Liquid-droplet discharge head manufacturing method, liquid-droplet discharge head, liquid-droplet discharge device manufacturing method, and liquid-droplet discharge device
DE102011076994A1 (en) Inkjet push button with auto cleaning capability for inkjet printing
JP2009012361A (en) Filling liquid for liquid discharge apparatus, head device for liquid discharge apparatus, liquid discharge apparatus, cleaning liquid for liquid discharge apparatus and method for cleaning liquid discharge apparatus
JP2007062367A (en) Liquid jet head and liquid jet apparatus
JP2011068023A (en) Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate
CN110520302A (en) It sprays and uses substrate, droplet jetting head and droplet ejection apparatus
JP2007021840A (en) Liquid jetting head
Lall et al. Print-consistency and process-interaction for inkjet-printed copper on flexible substrate
TWI294357B (en) Coating method, liquid supplying head and liquid supplying apparatus
JP2011131396A (en) Ink-jet head
JP2007331127A (en) Liquid droplet delivering apparatus, image forming apparatus, image forming method, and method for manufacturing liquid droplet delivering apparatus
CN112088094B (en) Ink jet head and image forming method
JP2011240699A (en) Cleaning device for inkjet print head and inkjet printer having the same
JP2001212964A (en) Refillable coating for printing head nozzle plate
US9981471B2 (en) Method for the surface treatment of a semiconductor substrate
KR20090095562A (en) Inkjet nozzle assembly having thermal bend actuator with an active beam defining substantial part of nozzle chamber roof
JP2011025449A (en) Water ink jet head and method of forming protecting film of water ink jet head
JP4487889B2 (en) Layer formation method