JP2021091125A - Ink jet head, ink jet head manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、インクジェットヘッド、およびその製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to an inkjet head and a method for manufacturing the inkjet head.
インクジェット印刷において、印刷物の応用展開や、印字品位の向上のため、様々な要求に沿ったインクが処方されている。インクの改良に伴い、インクジェットヘッド材にも、特許文献1のように、樹脂に金属粒子を含ませることで、樹脂の強度と膨潤性を改良しようとする提案がされている。
より高品位、高機能な印字を求めて、新たな固形分がインクに処方される。そのためインクの固形分濃度が上がり、その結果インクの粘度が上がっていく傾向にある。また、新しい性能を出すためのものをインクに混ぜるには、新しい薬液が多く、既存のインクジェット材料に対して膨潤させやすいものもある。
粘度の高いインクを吐出させるためには、発泡ヒーターに対して、吐出口側の抵抗がインク供給側より低くなるように設計したい。そのため、吐出口を形成するオリフィスプレートの厚みは薄くすることが望まれている。例えば、オリフィスプレートの厚みを薄くすることで吐出口を形成する貫通孔の筒状内壁面の長さ(入口から出口までの貫通方向の長さ)が短くなり、吐出口を通過する際にインクが受ける抵抗を小さくすることができる。
In inkjet printing, inks that meet various requirements are prescribed in order to develop applications of printed matter and improve print quality. Along with the improvement of ink, it has been proposed to improve the strength and swelling property of the resin by including metal particles in the resin as in
A new solid content is prescribed to the ink in search of higher quality and higher performance printing. Therefore, the solid content concentration of the ink tends to increase, and as a result, the viscosity of the ink tends to increase. In addition, there are many new chemicals to mix with ink to obtain new performance, and some of them are easy to swell with existing inkjet materials.
In order to eject highly viscous ink, it is desirable to design the foam heater so that the resistance on the ejection port side is lower than that on the ink supply side. Therefore, it is desired to reduce the thickness of the orifice plate forming the discharge port. For example, by reducing the thickness of the orifice plate, the length of the tubular inner wall surface of the through hole forming the discharge port (the length in the penetration direction from the inlet to the outlet) becomes shorter, and the ink passes through the discharge port. The resistance to be received can be reduced.
しかしながら、オリフィスプレートが薄くなると、ヘッドの構造強度が落ちるので、通常の吸引回復や、フェイス面を拭く動作でヘッドが壊れること、また組み立て中に回路部を破損して歩留まりが低下することなどが懸念される。
インクのヘッド材への膨潤は、形状変化を起こす。オリフィスプレートが薄くなれば変形が大きく、吐出口の形状も変形して、吐出させる液滴の体積が変化して、色味が変わってしまう。これらの変化に対して、特許文献1では、樹脂に金属粒子を含ませることで樹脂の強度と膨潤性を改良しようとする提案がされているが、それだけでは昨今の要請に答えられなくなっている。
However, if the orifice plate becomes thin, the structural strength of the head will decrease, so the head will break due to normal suction recovery and the operation of wiping the face surface, and the circuit part will be damaged during assembly, resulting in a decrease in yield. I am concerned.
The swelling of the ink on the head material causes a shape change. If the orifice plate becomes thin, the deformation is large, the shape of the discharge port is also deformed, the volume of the droplet to be discharged changes, and the color taste changes. In response to these changes,
本開示は、高機能なインクにも対応することができるインクジェットヘッドを提案するものである。 The present disclosure proposes an inkjet head that can handle high-performance inks.
本開示のインクジェットヘッドは、
インクの供給を受ける供給口と、インクを吐出する吐出口と、前記供給口と前記吐出口とをつなぐインクの流路と、を有するインクジェットヘッドであって、
インクを前記吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられるとともに、前記供給口を形成する貫通孔を有する基板と、
前記基板の上に積層され、前記流路の壁面の一部を形成する貫通孔を有する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上に積層され、前記吐出口を形成する貫通孔を有するオリフィスプレートと、
を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材は、樹脂及び無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を含有してなり、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材の表面の少なくとも一部に、前記金属粒子を触媒核としためっき金属層を有していることを特徴とする。
本開示のインクジェットヘッドの製造方法は、
インクの供給を受ける供給口と、インクを吐出する吐出口と、前記供給口と前記吐出口とをつなぐインクの流路と、を有するインクジェットヘッドの製造方法であって、
インクを前記吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられるとともに、前記供給口を形成する貫通孔を有する基板と、
前記基板の上に積層され、前記流路の壁面の一部を形成する貫通孔を有する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上に積層され、前記吐出口を形成する貫通孔を有するオリフィスプレートと、
を備えるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材は、樹脂及び無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を含有してなり、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材の表面の少なくとも一部であって、前記金属粒子を触媒核としためっき金属層を形成したい部分の前記金属粒子を曝露する曝露工程、及び、
前記曝露された金属粒子を触媒核としためっき金属層を形成する成膜工程を含む、
ことを特徴とする。
The inkjet head of the present disclosure is
An inkjet head having a supply port for receiving ink, a discharge port for discharging ink, and an ink flow path connecting the supply port and the discharge port.
An energy generating element for generating energy for ejecting ink from the ejection port is provided, and a substrate having a through hole forming the supply port and a substrate.
A flow path forming member having a through hole that is laminated on the substrate and forms a part of the wall surface of the flow path.
An orifice plate laminated on the flow path forming member and having a through hole forming the discharge port, and an orifice plate.
In an inkjet head equipped with
At least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate contains a resin and metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating.
It is characterized in that at least a part of the surface of at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate has a plated metal layer having the metal particles as catalyst nuclei.
The method for manufacturing the inkjet head of the present disclosure is as follows.
A method for manufacturing an inkjet head, which comprises a supply port for receiving ink, a discharge port for discharging ink, and an ink flow path connecting the supply port and the discharge port.
An energy generating element for generating energy for ejecting ink from the ejection port is provided, and a substrate having a through hole forming the supply port and a substrate.
A flow path forming member having a through hole that is laminated on the substrate and forms a part of the wall surface of the flow path.
An orifice plate laminated on the flow path forming member and having a through hole forming the discharge port, and an orifice plate.
In the manufacturing method of the inkjet head including
At least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate contains a resin and metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating.
The metal particles are exposed at least a part of the surface of at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate, and the portion where the metal particles are desired to form a plated metal layer as a catalyst nucleus. Exposure process and
A film forming step of forming a plated metal layer using the exposed metal particles as catalyst nuclei is included.
It is characterized by that.
本開示によれば、高機能なインクにも対応することができるインクジェットヘッドを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an inkjet head that can handle high-performance inks.
本開示において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○〜××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲(○○を下限値、××を上限値とする数値範囲)を意味する。
以下に図面を参照して、この開示を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、開示が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この開示の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
In the present disclosure, the description of "○○ or more and XX or less" and "○○ to XX" indicating the numerical range is a numerical range including the lower limit and the upper limit which are end points (○○ is the lower limit value) unless otherwise specified. , XX is the upper limit).
Hereinafter, embodiments for carrying out this disclosure will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed depending on the configuration of the device to which the disclosure is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of this disclosure to the following embodiments.
<実施例>
図1は、本開示の実施例に係るインクジェットヘッドの断面構造を示す模式的断面図であり、インクジェットヘッドにおいてインク(液体)の流路を構成する構造体部分のみを示している。インクジェットヘッドは、孔の空いた複数の層を積層したような構造を有し、積層された各層の孔の形状や配置の組み合わせにより、3次元のインク流路を積層構造体内部に形成するものである。典型的には、インク供給口が形成され、エネルギー発生素子が実装されたシリコン基板に、樹脂フィルムで構成される流路形成層とオリフィスプレート層とを順次重ねて積層し、ステッパ露光により流路を形成することで構成される積層構造体である。典型的には、積層構造体の積層方向一方側が、流体供給側となり、他方側が、液体吐出側となる。
<Example>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure of an inkjet head according to an embodiment of the present disclosure, and shows only a structure portion constituting an ink (liquid) flow path in the inkjet head. The inkjet head has a structure in which a plurality of layers with holes are laminated, and a three-dimensional ink flow path is formed inside the laminated structure by combining the shapes and arrangements of the holes of the laminated layers. Is. Typically, a flow path forming layer and an orifice plate layer made of a resin film are sequentially laminated on a silicon substrate on which an ink supply port is formed and an energy generating element is mounted, and the flow path is exposed by stepper exposure. It is a laminated structure composed by forming. Typically, one side of the laminated structure in the stacking direction is the fluid supply side, and the other side is the liquid discharge side.
図1に示すように、本実施例に係るインクジェットヘッドは、不図示のインク供給源からインクが供給されるインク供給口3と、インクの吐出を行う吐出口4と、それらをつなぐインク流路34と、を有している。インク流路34を形成する内壁面における、吐出口4(のインク流路34側の開口)と対向する位置にヒーター1が配置されている。図1では、吐出口4が上方、インク供給口3が下方に配置された姿勢で図示されているが、これはインクジェットヘッドの流路形成部の製造時における姿勢を示したものであり、使用時には、図1の上下を逆にした配置で用いられる場合が多い。
As shown in FIG. 1, in the inkjet head according to the present embodiment, an
ヒーター1の加熱によりヒーター1周囲に気泡を発生させ、気泡の発生によってインク流路34内のインク(主にヒーター1周辺のインク)が吐出口4から押し出されることで、吐出口4からインクが吐出される。
なお、インク吐出部の構成としては、通電発熱する抵抗体であるヒーター1を用いたサーマル方式に限定されるものではなく、例えば、ヒーター1に代えて、ピエゾ素子(圧電素子)を配置したピエゾ方式の構成を採用してもよい。すなわち、本開示のエネルギー発生素子としては、ヒーター1の他に、電圧印加による体積変化(変形)を利用してインクに圧力を加えて吐出する圧電素子など、インクを吐出口4から飛ばすエネルギーを発生させることができるものが含まれてよい。
Bubbles are generated around the
The configuration of the ink ejection unit is not limited to the thermal method using the
インクジェットヘッドにおける流路構造体は、基板2と、流路壁材料(流路形成部材)5と、オリフィスプレート材6とが、この順で積層された積層構造体となっている。
基板2には、上述したヒーター1に加えて、ヒーター1を制御する制御回路が実装されるとともに、インク供給口3が貫通形成されている。
流路壁材料5には、流路を形成するための複数の貫通孔が設けられており、この貫通孔の内壁面が、流路34を形成する流路内壁面のうち積層方向に延びる壁面をなしている。
オリフィスプレート材6には、複数の吐出口4が貫通形成されている。
The flow path structure in the inkjet head is a laminated structure in which the
In addition to the
The flow
A plurality of
吐出口4は、平面視形状が略円形に形成されることが多いが、流路壁材料5に形成される貫通孔は、円形ではなく、平面方向に平行に延びる流路を形成すべく、任意の形状に形成されることが多い。基板2に形成されるインク供給口3も、例えば、流路壁材料5に形成された貫通孔の形状、及びインク供給側の構成に合わせて任意の平面視形状に形成される。
すなわち、図1は、インクジェットヘッドのインク流路形成部の典型的な構造的特徴を示すための断面図であり、全ての箇所において図示した断面構成になっているわけではない。例えば、吐出口4は、インクジェットヘッドを平面視した場合には、吐出側の面上に
複数箇所で開口するように局所的に設けられており、ヒーター1も吐出口4に対応して複数局所的に配置されており、断面の取り方によってはそれらが図示されない場合がある。
The
That is, FIG. 1 is a cross-sectional view for showing a typical structural feature of the ink flow path forming portion of the inkjet head, and does not have the cross-sectional configuration shown in all the portions. For example, when the inkjet head is viewed in a plan view, the
ここで、流路壁材料5およびオリフィスプレート材6は、それぞれ樹脂(例えば、感光性エポキシ樹脂)に無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子が含まれたもので構成されており、その表面はめっき金属で成膜されためっき金属層7で覆われている。
めっき金属層7を樹脂(流路壁材料5、オリフィスプレート材6)上に形成させる(めっき金属層7の被覆状態を安定させる)ことが好ましい。この為、樹脂中に多数含まれる、無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子のいくつかは、樹脂表面に存在し、それらがめっき液に触れるようにすることが好ましい。
なお、図1に示す構成は、本開示の実施例の構成の一例を示すものであり、かかる構成に限定されるものではない。すなわち、流路壁材料5とオリフィスプレート材6のいずれか一方だけが金属7で覆われる構成であってもよい。詳細は、下記の実施例1〜14において詳述する。
Here, the flow
It is preferable that the plated
The configuration shown in FIG. 1 is an example of the configuration of the embodiment of the present disclosure, and is not limited to such a configuration. That is, only one of the flow
図2を用いて本構成のめっきの構成を説明する。一般的な樹脂上のめっき金属は、樹脂上に、無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を付着させてからめっき金属層を成膜する。図2の2−1に示すように、樹脂上に該金属粒子を付着させる、又は、スパッタリングを用いて樹脂上に該金属粒子を付着させて、その後、図2の2−2に示すようにめっき金属層を成膜するとよい。本構成の場合、図2の2−3に示すように樹脂に該金属粒子を含有させて樹脂を構成する。この場合、樹脂や分散材等で該金属粒子の表面は樹脂で覆われている。そこで、図2の2−4に示すようにめっき金属をするために、該金属粒子をめっき金属液と接することができるように曝露させるとよい。そして図2の2−5に示すように、めっき金属層を成膜するとよい。
該曝露方法としては、特に限定されないが、O2アッシング、表面研削、及び表面研磨などが挙げられる。特に3次元の壁面も加工できる、O2アッシングが好ましい。
図2の2−5に示すように、本構成は、無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子が樹脂側にアンカーのように食い込むので密着が顕著に向上する。また、流路形成部材及びオリフィスプレートを構成する樹脂が、金属粒子を内包するので、該樹脂の強度も向上する。
The plating configuration of this configuration will be described with reference to FIG. In a general plating metal on a resin, metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating are attached to the resin, and then a plating metal layer is formed. As shown in 2-1 of FIG. 2, the metal particles are attached to the resin, or the metal particles are attached to the resin by using sputtering, and then as shown in 2-2 of FIG. It is advisable to form a plated metal layer. In the case of this configuration, the resin is composed of the metal particles contained in the resin as shown in 2-3 of FIG. In this case, the surface of the metal particles is covered with the resin with a resin, a dispersant, or the like. Therefore, in order to form a plating metal as shown in 2-4 of FIG. 2, it is advisable to expose the metal particles so that they can come into contact with the plating metal liquid. Then, as shown in 2-5 of FIG. 2, it is preferable to form a plated metal layer.
The said exposure method is not particularly limited, O 2 ashing, surface grinding and surface polishing, and the like. In particular, O 2 ashing, which can process a three-dimensional wall surface, is preferable.
As shown in 2-5 of FIG. 2, in this configuration, metal particles acting as catalyst nuclei during electroless plating bite into the resin side like anchors, so that adhesion is remarkably improved. Further, since the resin constituting the flow path forming member and the orifice plate contains metal particles, the strength of the resin is also improved.
<ナノインデンターを用いた強度試験>
ナノインデンター(フィッシャーインストルメンツ社製)を用いて、対面角θ=136°の正四角錐のダイヤモンド圧子にて、以下の構成の積層膜の荷重変位曲線を測定した結果を図3に示す。
A:樹脂のみ
B:金属粒子を含んだ樹脂
C:樹脂の表面に0.8μmのニッケルめっき層を成膜したもの
D:構成Bと構成Cを組み合わせたもの
E:本構成のヘッド材構成(銀粒子を含んだ樹脂の表面に、0.8μmの、該銀粒子を触媒核としたニッケルめっき層を成膜したもの)
このグラフより構成Eの変位量は構成Dのそれよりも少なくなっている。構成Eによれば、樹脂のみの構成A、金属粒子を含んだ樹脂のみの構成Bや、樹脂の表面を金属で被覆した構成C、また構成Bと構成Cを組み合わせた構成Dよりも、変形量が低減されている。
<Strength test using nano indenter>
FIG. 3 shows the results of measuring the load displacement curve of the laminated film having the following configuration with a diamond indenter of a regular quadrangular pyramid having a facing angle of θ = 136 ° using a nanoindenter (manufactured by Fisher Instruments).
A: Resin only B: Resin containing metal particles C: A 0.8 μm nickel plating layer formed on the surface of the resin D: A combination of configuration B and configuration C E: Head material configuration of this configuration ( A 0.8 μm nickel-plated layer using the silver particles as a catalyst nucleus is formed on the surface of a resin containing silver particles)
From this graph, the displacement amount of the configuration E is smaller than that of the configuration D. According to the configuration E, the configuration A is more deformed than the configuration A containing only the resin, the configuration B containing only the resin containing metal particles, the configuration C in which the surface of the resin is coated with metal, and the configuration D in which the configuration B and the configuration C are combined. The amount has been reduced.
本開示において、該流路形成部材及び該オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材は、樹脂及び無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を含有してなる。
また、該流路形成部材及び該オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一
の部材の表面の少なくとも一部に、該金属粒子を触媒核としためっき金属層を有している。
該樹脂は、感光性樹脂を含有することが好ましく、感光性エポキシ樹脂を含有することがより好ましい。
該部材表面をめっき金属層で被膜するためには、該部材を構成する樹脂表面に存在する、無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子間の平均距離が、目的のめっき金属層の膜厚以下となることが好ましい。
例えば、めっき金属層の膜厚が0.1μm〜15.0μmの場合、該金属粒子の平均粒径は、20nm〜400nmを選択するとよい。
また、該流路形成部材及び該オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材中の該金属粒子の含有量は、0.2質量%〜20質量%にするとよい。
該流路形成部材及び該オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材中の該金属粒子の含有量が、上記数値範囲内である場合、樹脂の割れなどが発生しにくくなる。
なお、該平均粒径は、メジアン径(D50)であり、レーザー回折散乱式粒度分布計、又は、電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM)によって測定された値である。
In the present disclosure, at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate contains a resin and metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating.
Further, at least a part of the surface of at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate has a plated metal layer having the metal particles as catalyst nuclei.
The resin preferably contains a photosensitive resin, and more preferably contains a photosensitive epoxy resin.
In order to coat the surface of the member with the plated metal layer, the average distance between the metal particles existing on the resin surface constituting the member and acting as catalyst nuclei during electroless plating is the film thickness of the target plated metal layer. It is preferably as follows.
For example, when the film thickness of the plated metal layer is 0.1 μm to 15.0 μm, the average particle size of the metal particles may be selected from 20 nm to 400 nm.
Further, the content of the metal particles in at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate may be 0.2% by mass to 20% by mass.
When the content of the metal particles in at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate is within the above numerical range, cracking of the resin or the like is less likely to occur.
The average particle size is the median diameter (D50), which is a value measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution meter or a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
該金属粒子の平均粒径を決定する際の別の目安としては、例えば、オリフィスプレートを構成する樹脂の厚みの5分の1を超えないようにするとよい。そうすれば、樹脂割れを起こしにくくなる。例えば、2.0μmの樹脂で構成されたオリフィスプレートを想定した場合、該金属粒子の平均粒径は、400nm以下となる。金属粒子の最適な平均粒径は樹脂の最終膜厚の10分の1にするとよい。
また、該めっき金属層の膜厚は、0.1μm以上とすればよく、また、その上限は用途によって異なり一概にはいえないが、例えば、15.0μm程度にするとよい。
該めっき金属層の膜厚は、金属粒子の平均粒径及び部材中の含有量を変化させることで、調整することができる。
As another guideline for determining the average particle size of the metal particles, for example, it is preferable not to exceed one-fifth of the thickness of the resin constituting the orifice plate. Then, the resin is less likely to crack. For example, assuming an orifice plate made of 2.0 μm resin, the average particle size of the metal particles is 400 nm or less. The optimum average particle size of the metal particles should be 1/10 of the final film thickness of the resin.
The film thickness of the plated metal layer may be 0.1 μm or more, and the upper limit thereof varies depending on the application and cannot be unequivocally determined, but is preferably about 15.0 μm, for example.
The film thickness of the plated metal layer can be adjusted by changing the average particle size of the metal particles and the content in the member.
該金属粒子としては、無電解めっき時に触媒核として作用する金属の粒子であれば特に限定されないが、銀粒子、パラジウム粒子及び銅粒子などが挙げられる。
該金属粒子は、銀粒子、パラジウム粒子及び銅粒子からなる群より選ばれる少なくとも一の金属粒子を含有することが好ましい。
樹脂の強度を上げる観点から、銀粒子、又はパラジウム粒子であることがより好ましい。
一方、無電解めっき金属層を形成する金属は、ニッケル、パラジウム、金などが挙げられる。強度向上の観点から、ニッケル又はパラジウムを含有することが好ましく、ニッケル又はパラジウムであることが好ましい。
また、該めっき金属層の機能をさらに向上させるために、無電解めっき金属層の形成に用いられるめっき金属組成物に機能性微粒子などを含有させて、めっき金属層を形成させてもよい。例えば、無電解ニッケルめっきをマトリックスとし、そのめっき層中にポリテトラフルオロエチレン(いわゆる、テフロン(登録商標))の微粒子を均一に分散、共析させためっき金属層(ニッケル/テフロン共析めっき層)が挙げられる。めっき金属組成物中の含有割合としては、例えば、ニッケル100質量部に対して、ポリテトラフルオロエチレンを20質量部〜30質量部含有させる。
The metal particles are not particularly limited as long as they are metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating, and examples thereof include silver particles, palladium particles, and copper particles.
The metal particles preferably contain at least one metal particle selected from the group consisting of silver particles, palladium particles and copper particles.
From the viewpoint of increasing the strength of the resin, silver particles or palladium particles are more preferable.
On the other hand, examples of the metal forming the electroless plated metal layer include nickel, palladium, and gold. From the viewpoint of improving strength, it is preferable to contain nickel or palladium, and nickel or palladium is preferable.
Further, in order to further improve the function of the plating metal layer, the plating metal composition used for forming the electroless plating metal layer may contain functional fine particles or the like to form the plating metal layer. For example, an electroless nickel plating is used as a matrix, and fine particles of polytetrafluoroethylene (so-called Teflon (registered trademark)) are uniformly dispersed and eposited in the plating layer to form a plating metal layer (nickel / Teflon eutectoid plating layer). ). As the content ratio in the plated metal composition, for example, 20 parts by mass to 30 parts by mass of polytetrafluoroethylene is contained in 100 parts by mass of nickel.
本構成では基本的には、樹脂の強度を向上させることを目的にしているが、インクと樹脂が接液する部分を本構成のようにめっき金属層で覆えば、インクと樹脂を遮断できる。その結果、インクのヘッドへの膨潤を低減させる効果がある。
本実施例によれば、オリフィスプレートなどを薄く作製でき、高粘度のインクを問題なく使いこなすように構成することができる。また、オリフィスプレートなどの薄肉化及びめっき金属層の形成により、オリフィスプレートなどを構成する樹脂とインクの接触面積
が減ることで、樹脂の膨潤を低減することが可能になる。
The purpose of this configuration is basically to improve the strength of the resin, but if the portion where the ink and the resin come into contact with each other is covered with a plated metal layer as in the present configuration, the ink and the resin can be blocked. As a result, there is an effect of reducing the swelling of the ink on the head.
According to this embodiment, the orifice plate or the like can be made thin, and the high-viscosity ink can be used without any problem. Further, by thinning the orifice plate or the like and forming the plated metal layer, the contact area between the resin and the ink constituting the orifice plate or the like is reduced, so that the swelling of the resin can be reduced.
以下、実施例1〜14にて本構成のインクジェットヘッド(以下、「ヘッド」)の製法について説明していく。なお、図1、図4〜図17に示した各断面図は、積層構造の様子をわかりやすく示すために、各部材間の寸法の比率などを無視して模式的に示している。また、以下の説明では、各実施例において共通する事項について、個々の実施例の説明において再度説明することを省略しており、特に言及していない事項は他の実施例と共通する。また、各実施例それぞれの構成は、技術的に可能な限り、互いに組み合わせて適用することができる。 Hereinafter, the manufacturing method of the inkjet head (hereinafter, “head”) having this configuration will be described in Examples 1 to 14. It should be noted that each cross-sectional view shown in FIGS. 1 and 4 to 17 is schematically shown ignoring the ratio of dimensions between the members in order to show the state of the laminated structure in an easy-to-understand manner. Further, in the following description, it is omitted that the matters common to each embodiment will be explained again in the description of each embodiment, and the matters not particularly mentioned are common to other examples. In addition, the configurations of each embodiment can be applied in combination with each other as technically possible.
[実施例1]
図4に示す実施例1のヘッドは、流路壁材料5およびオリフィスプレート材6のすべての表面をめっき金属層で被覆するものである。
[Example 1]
The head of the first embodiment shown in FIG. 4 covers all the surfaces of the flow
図4の4−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製されたシリコン基板2(以下、「基板2」)に、インクを供給するためのインク供給口3(以下、「供給口3」)を形成する。供給口3は、例えばドライエッチングで形成することができる。
次に、図4の4−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム8を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する(積層工程)。このドライフィルム8は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された膜厚15μmのものを使用した。
次に、図4の4−3に示すように、ドライフィルム8に対して将来流路壁になるパターンを露光し、50℃のベークをして硬化させて潜像8aとした。
次に、図4の4−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム10を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム8の上面にラミネート転写した(積層工程)。このドライフィルム10は、先ほどの流路壁材料5を構成するドライフィルム8と同様に、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整した材料からなり、2μmの厚みである。
次に、図4の4−5に示すように、ドライフィルム10に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させて潜像10aとした。
次に、図4の4−6に示すように、ドライフィルム8、10が積層された基板2を現像液に浸漬して現像した。これにより、ドライフィルム8、10において潜像8a、10aが形成された部分だけが流路壁として残り、除去された部分に流路34が形成される(流路形成工程)。次に、現像後の基板2を200℃で60分加熱し、硬化させた。
次に、図4の4−7に示すように、アッシング装置にて、流路壁材料5、オリフィスプレート材6のそれぞれの表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングを行い、樹脂表面に無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を曝露させる(曝露工程)。
最後に、図4の4−8に示すように、曝露させた金属粒子を触媒核として、無電解ニッケルめっき液に浸漬して、流路壁材料5とオリフィスプレート材6のそれぞれの樹脂表面に厚み0.8μmのニッケルめっき層を成膜して(成膜工程)、ヘッドは完成である。
As shown in 4-1 of FIG. 4, a silicon substrate 2 (hereinafter, "
Next, as shown in 4-2 of FIG. 4, a
Next, as shown in 4-3 of FIG. 4, the
Next, as shown in 4-4 of FIG. 4, a
Next, as shown in 4-5 of FIG. 4, the pattern of the
Next, as shown in 4-6 of FIG. 4, the
Next, as shown in 4-7 of FIG. 4, O 2 plasma ashing is performed by ashing the surfaces of the flow
Finally, as shown in 4-8 of FIG. 4, the exposed metal particles are used as catalyst nuclei and immersed in an electroless nickel plating solution on the resin surfaces of the flow
本ヘッドは、流路壁材料5やオリフィスプレート材6を構成する樹脂が構造的にインクと分離される(樹脂が少なくともインク流路に対して露出しない)ため膨潤が極めて少ない。また樹脂全体をニッケルめっき層11で覆っており、オリフィスプレート材6の厚みが3.6μmで、厚み6μmの樹脂と同等な強度を持っている。
The head has very little swelling because the resin constituting the flow
[実施例2]
図5に示す実施例2のヘッドは、オリフィスプレート材6の表面にめっき金属層を被覆するものである。
[Example 2]
The head of the second embodiment shown in FIG. 5 covers the surface of the
図5の5−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製された基板2に、インクを供給するための供給口3を形成する。
次に、図5の5−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム12を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する。このドライフィルム12は、膜厚15μmのものを使用した。
次に、図5の5−3に示すように、ドライフィルム12に対して将来流路壁になるパターニング後に、50℃のベークをして硬化させて潜像12aとした。
次に、図5の5−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム13を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム12の上面にラミネート転写した。このドライフィルム13は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整した材料からなり、2μmの厚みである。
次に、図5の5−5に示すように、ドライフィルム13に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させて潜像13aとした。
次に、図5の5−6に示すように、基板2を現像液に浸漬して未露光部を現像、除去した後、200℃で加熱し、硬化させた。
次に、図5の5−7に示すように、アッシング装置にて、オリフィスプレート材6の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングを行った。
最後に、図5の5−8に示すように、無電解ニッケルめっきにてオリフィスプレート材6の表面に0.8μmのニッケルめっき層11を成膜した。
As shown in 5-1 of FIG. 5, for supplying ink to the
Next, as shown in 5-2 of FIG. 5, a
Next, as shown in 5-3 of FIG. 5, after patterning the
Next, as shown in 5-4 of FIG. 5, a
Next, as shown in 5-5 of FIG. 5, the pattern of the
Next, as shown in 5-6 of FIG. 5, the
Next, as shown in 5-7 of FIG. 5, O 2 plasma ashing was performed by ashing the surface of the
Finally, as shown in 5-8 of FIG. 5, a 0.8 μm
本ヘッドは、実施例1のヘッドと同様、オリフィスプレート材6の厚みが3.6μmで、厚み6μmの樹脂と同等な強度を持っている。
Similar to the head of Example 1, this head has an
[実施例3]
図6に示す実施例3のヘッドは、流路壁材料5の表面にめっき金属層を被覆するものである。
[Example 3]
The head of Example 3 shown in FIG. 6 covers the surface of the flow
図6の6−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製された基板2に、インクを供給するための供給口3を形成する。
次に、図6の6−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム14を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する。このドライフィルム14は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後6質量%になるように調整された膜厚16μmのものを使用した。
次に、図6の6−3に示すように、ドライフィルム14に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして潜像14aとした。
次に、図6の6−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム15を作製し、これを基板に積層されたドライフィルム14の上面にラミネート転写した。このドライフィルム15は、6μmの厚みである。
次に、図6の6−5に示すように、ドライフィルム14に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークして硬化させて潜像14aとした。
次に、図6の6−6に示すように、基板2を現像液に浸漬して未露光部を現像、除去した後、200℃で加熱し、硬化させた。
次に、図6の6−7に示すように、アッシング装置で、流路壁材料5の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングを行った。
最後に、図6の6−8に示すように、無電解ニッケルめっきにて流路壁材料5の表面に
0.8μmのニッケルめっき層11を成膜した。
As shown in 6-1 of FIG. 6, for supplying ink to the
Next, as shown in 6-2 of FIG. 6, a
Next, as shown in 6-3 of FIG. 6, the
Next, as shown in 6-4 of FIG. 6, a
Next, as shown in 6-5 of FIG. 6, the pattern of the
Next, as shown in 6-6 of FIG. 6, the
Next, as shown in 6-7 of FIG. 6, O 2 plasma ashing was performed by using an ashing device to scrape the surface of the flow
Finally, as shown in 6-8 of FIG. 6, a 0.8 μm
本ヘッドは、流路壁材料5において流路34に露出する部分がめっき金属層で覆われているため、めっき金属層を有さない場合と比べて、流路に露出する樹脂部分の面積を少なくすることができ、膨潤の発生を低減することができる。
In this head, since the portion of the flow
[実施例4]
図7に示す実施例4のヘッドは、ヘッドの上面(フェイス面)に対応するオリフィスプレート材6の表面(上面)のみをめっき金属層で被覆するものである。
[Example 4]
In the head of the fourth embodiment shown in FIG. 7, only the surface (upper surface) of the
図7の7−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製された基板2に、インクを供給するための供給口3を形成する。
次に、図7の7−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム16を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する。このドライフィルム16は、膜厚15μmのものを使用した。
次に、図7の7−3に示すように、ドライフィルム16に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして硬化させて潜像16aとした。
次に、図7の7−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム17を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム16の上面にラミネート転写した。このドライフィルム17は、ドライフィルム16と同じ感光性樹脂材料からなり、4μmの厚みである。次に、ドライフィルム17の上面に対してスリット塗布機で、所定の材料を塗布して塗布層18を作製する。塗布層18は、ドライフィルム17とともにオリフィスプレート材6の一部をなすオリフィスプレート形成部材であり、その上面がヘッドにおける吐出口4が開口したフェイス面をなす。塗布層18の材料は、ドライフィルム17と同じ樹脂材料からなるとともに、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚0.5μmのものを使用した。
次に、図7の7−5に示すように、ドライフィルム17及び塗布層18に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させて潜像17a、潜像18aとした。
次に、図7の7−6に示すように、基板2を現像液に浸漬して未露光部を現像、除去した後、200℃で加熱し、硬化させた。
次に、図7の7−7に示すように、アッシング装置にて、オリフィスプレート材6の表面(上面)の該塗布層Q(塗布層18のうち現像後に残った部分)の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをした。
最後に、図7の7−8に示すように、無電解めっき液に浸し塗布層Qの表面に0.5μmのニッケルめっき層11を成膜した。
As shown in 7-1 of FIG. 7, for supplying ink to the
Next, as shown in 7-2 of FIG. 7, a
Next, as shown in 7-3 of FIG. 7, the
Next, as shown in 7-4 of FIG. 7, a
Next, as shown in 7-5 of FIG. 7, the pattern of the
Next, as shown in 7-6 of FIG. 7, the
Next, as shown in 7-7 of FIG. 7, the surface of the coating layer Q (the portion of the
Finally, as shown in 7-8 of FIG. 7, a 0.5 μm
本ヘッドは、オリフィスプレート材6の表面(上面)がめっき金属層で覆われているため、厚み3.6μmの薄いオリフィスプレート材6でも、厚み6μmの樹脂等同等の強度をもたせることができた。
Since the surface (upper surface) of the
[実施例5]
図8に示す実施例5のヘッドは、ヘッドの上面(フェイス面)に対応するオリフィスプレート材6の表面(上面)のみをめっき金属層で被覆するものである。
[Example 5]
In the head of Example 5 shown in FIG. 8, only the surface (upper surface) of the
図8の8−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製された基板2に、インクを供給するため供給口3を形成する。
次に、図8の8−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム19を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する。このドライフィルム19は、膜厚15μmのものを使用した。
次に、図8の8−3に示すように、ドライフィルム19に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして硬化させて潜像19aとした。
次に、図8の8−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム20を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム19の上面にラミネート転写した。このドライフィルム20は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整した材料からなり、4μmの厚みである。
次に、図8の8−5に示すように、ドライフィルム20に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークして硬化させて潜像20aとした。
次に、図8の8−6に示すように、アッシング装置にて、ドライフィルム20の表面(上面)を0.1μm程度削るようにO2プラズマアッシングして銀粒子を曝露させた。
次に、図8の8−7に示すように、基板2を現像装置に浸漬して未露光部を現像、除去した。
最後に、図8の8−8に示すように、無電解めっき液に浸漬して、0.5μm厚のニッケルめっき層11を成膜した。
As shown in 8-1 of FIG. 8, a
Next, as shown in 8-2 of FIG. 8, a
Next, as shown in 8-3 of FIG. 8, the
Next, as shown in 8-4 of FIG. 8, a
Next, as shown in 8-5 of FIG. 8, the pattern of the
Next, as shown in 8-6 in FIG. 8, in an ashing apparatus, and the surface (upper surface) of the
Next, as shown in 8-7 of FIG. 8, the
Finally, as shown in 8-8 of FIG. 8, the
本ヘッドは、オリフィスプレート材6の表面(上面)がめっき金属層で覆われており、外部からの衝撃が基板に届きにくい構成となっている。したがって、ヘッドのフェイス面(オリフィスプレート材6の上面)を拭くためのブレードとの接触や、インク吐出動作時における吸引などの回復動作に対し、オリフィスプレート材6の厚みを薄くしても、十分な耐久性を示すことができた。その上、必要となる材料の種類も、実施例4と比較して、2種類(ドライフィルム19、20の2種類)で済み(実施例4では、ドライフィルム16、17に加えて塗布層18を含めた3種類の材料が必要になる)、材料費用の低廉化も図ることができる。
In this head, the surface (upper surface) of the
[実施例6]
図9に示す実施例6のヘッドは、内面の流路のみをめっき金属層で被覆するものである。実施例6のヘッドの製造工程のうち図9の9−1から9−7までの工程は、実施例1のヘッドの製造工程における図4の4−1から4−7までの工程と同様である。
[Example 6]
In the head of Example 6 shown in FIG. 9, only the inner flow path is covered with a plated metal layer. Of the head manufacturing steps of Example 6, the steps 9-1 to 9-7 in FIG. 9 are the same as the steps 4-1 to 4-7 in FIG. 4 in the head manufacturing process of Example 1. is there.
図9の9−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路(不図示)と、が作製された基板2に、インクを供給するための供給口3を形成する。
次に、図9の9−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム8を作製し、これを基板2においてヒーター1が実装された面上にラミネート転写する。このドライフィルム8は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなり、膜厚15μmのものを使用した。
次に、図9の9−3に示すように、ドライフィルム8に対して将来流路壁になるパターンを露光し、50℃でベークして硬化させて潜像8aとした。
次に、図9の9−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム10を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム8の上面にラミネート転写した。このドライフィルム10は、ドライフィルム8と同様に、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整した材料からなり、2μmの厚みのものを使用した。
次に、図9の9−5に示すように、ドライフィルム10に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させて潜像10aとした。
次に、図9の9−6に示すように、基板2を現像液に浸漬して未露光部を現像、除去し
た後、200℃で60分加熱し、硬化させた。
次に、図9の9−7に示すように、アッシング装置にて、流路壁材料5、オリフィスプレート材6の表面をそれぞれ0.1μm程度削るO2プラズマアッシングを行った。
次に、図9の9−8に示すように、ヘッドの上面(フェイス面)に対応するオリフィスプレート材6の表面(上面)に保護部材としての保護テープ(マスキングテープ)21を貼って覆った後に、無電解ニッケルめっきにて、ニッケルめっき層11を成膜する。
最後に、図9の9−9に示すように、オリフィスプレート材6の表面の保護テープ21を除去して完成である。
As shown in 9-1 of FIG. 9, for supplying ink to the
Next, as shown in 9-2 of FIG. 9, a
Next, as shown in 9-3 of FIG. 9, a pattern that will become a flow path wall in the future was exposed to the
Next, as shown in 9-4 of FIG. 9, a
Next, as shown in 9-5 of FIG. 9, the pattern of the
Next, as shown in 9-6 of FIG. 9, the
Next, as shown in 9-7 of FIG. 9, O 2 plasma ashing was performed by ashing the surfaces of the flow
Next, as shown in 9-8 of FIG. 9, a protective tape (masking tape) 21 as a protective member was applied to the surface (upper surface) of the
Finally, as shown in 9-9 of FIG. 9, the
本ヘッドは、流路内壁が全てめっき金属層で覆われており、膨潤しにくい。また樹脂を金属で裏打ちしているので、ヘッド内部の流路内壁面が金属で補強されたような構造となり、外部からフェイス面に加わる衝撃に対する強度も上がっている。 In this head, the inner wall of the flow path is entirely covered with a plated metal layer, and it is difficult to swell. In addition, since the resin is lined with metal, the inner wall surface of the flow path inside the head is reinforced with metal, and the strength against impact applied to the face surface from the outside is also increased.
[実施例7]
図10に示す実施例7のヘッドは、ヘッドの上面(フェイス面)に対応するオリフィスプレート材6の表面の一部、特に基板2に実装されたヒーターの制御回路の上部に対応する領域のみをめっき金属層で被覆するものである。実施例7のヘッドの製造工程のうち図10の10−1から10−6までの工程は、実施例4のヘッドの製造工程における図7の7−1から7−6までの工程と同様である。
[Example 7]
The head of the seventh embodiment shown in FIG. 10 covers only a part of the surface of the
図10の10−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路22と、が作製された基板2に、インクを供給するため供給口3を形成する。ヒーター1と回路22は、不図示の配線により電気的に接続されている。
次に、図10の10−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム16を作製し、これを基板2のヒーター1や回路22の実装面上にラミネート転写する。このドライフィルム16は、膜厚15μmのものを使用した。
次に、図10の10−3に示すように、ドライフィルム16に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして硬化させて潜像16aとした。
次に、図10の10−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム17を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム16の上面にラミネート転写した。このドライフィルム17は、ドライフィルム16と同じ感光性樹脂からなり、4μmの厚みである。次に、ドライフィルム17の上面に対してスリット塗布機で所定の材料を塗布して塗布層18を形成する。塗布層18の材料は、ドライフィルム17と同じ樹脂材料からなるとともに、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚0.5μmのものを使用した。
次に、図10の10−5に示すように、ドライフィルム17及び塗布層18に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させて潜像17a、潜像18aとした。
次に、図10の10−6に示すように、基板2を現像液に浸漬して未露光部を現像、除去した後、200℃で加熱し、硬化させた。
次に、図10の10−7に示すように、オリフィスプレート材6(塗布層Q(塗布層18のうち現像後に残った部分))の表面(上面)をドライフィルムレジスト23でラミネートして、保護したい回路22の上部をパターニングして曝露させる。
次に、図10の10−8に示すように、アッシング装置にて、オリフィスプレート材6の表面(上面)を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをした。続いて、基板2を無電解めっき液に浸しオリフィスプレート材6の表面(上面)に10μmのニッケルめっき層11を成膜した。
最後に、図10の10−9に示すように、レジスト23を剥離して本ヘッドは完成する
。
As shown in 10-1 of FIG. 10, a
Next, as shown in 10-2 of FIG. 10, a
Next, as shown in 10-3 of FIG. 10, the
Next, as shown in 10-4 of FIG. 10, a
Next, as shown in 10-5 of FIG. 10, the pattern of the
Next, as shown in 10-6 of FIG. 10, the
Next, as shown in 10-7 of FIG. 10, the surface (upper surface) of the orifice plate material 6 (coating layer Q (the portion of the
Next, as shown in 10-8 of FIG. 10, O 2 plasma ashing was performed by ashing the surface (upper surface) of the
Finally, as shown in 10-9 of FIG. 10, the resist 23 is peeled off to complete the head.
本ヘッドは、回路上方部がめっき金属層で覆われているため、外部からの衝撃から回路22を守ることができる。
Since the upper part of the circuit of this head is covered with a plated metal layer, the
[実施例8]
図11に示す実施例8のヘッドは、ノズル(ヘッドにおいて吐出口4を形成する構造部分)がめっき金属層で被覆されており、さらに、保護したい回路の上層部のみ他のエリアよりめっき金属層が厚いものである。実施例8のヘッドの製造工程のうち図11の11−1から11−6までの工程は、実施例1のヘッドの製造工程における図4の4−1から4−6までの工程と同様である。
[Example 8]
In the head of the eighth embodiment shown in FIG. 11, the nozzle (the structural portion forming the
次に、図11の11−7に示すように、アッシング装置にて、流路壁材料5、オリフィスプレート材6の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングを行い、樹脂表面に金属粒子を曝露させる。
次に、図11の11−8に示すように、曝露させた金属粒子を触媒核として、無電解ニッケルめっき液に浸漬して、流路壁材料5とオリフィスプレート材6のそれぞれの樹脂表面に厚み0.8μmのニッケルめっき層11を成膜する。
次に、回路22を保護するために通常より厚いめっき金属層を形成させるために、ニッケルめっき層11上にドライフィルムレジスト23をラミネート転写した。その後、パターニングにより、ニッケルめっき層11における保護したい回路22の上部の領域を、図11の11−9に示すように、曝露させる。
めっき金属層を再成膜するためにめっき金属層表面の汚れを洗浄するクリーナで処理をしたのち、上記無電解ニッケルめっき液に浸漬し、図11の11−10に示すように、10μmのニッケルめっき層11を成膜する。これにより、ニッケルめっき層11のうち回路22上方に位置する領域だけが局所的に成長し、その厚みが他の領域よりも増すことになる(第2の成膜工程)。
その後、図11の11−11に示すように、ドライフィルムレジスト23を剥離して本ヘッドは完成する。
Next, as shown in 11-7 of FIG. 11, O 2 plasma ashing is performed by ashing the surfaces of the flow
Next, as shown in 11-8 of FIG. 11, the exposed metal particles are used as catalyst nuclei and immersed in an electroless nickel plating solution on the resin surfaces of the flow
Next, the dry film resist 23 was laminated and transferred onto the
In order to re-deposit the plated metal layer, it is treated with a cleaner that cleans the surface of the plated metal layer, then immersed in the electroless nickel plating solution, and as shown in 11-10 of FIG. 11, 10 μm nickel. The
Then, as shown in 11-11 of FIG. 11, the dry film resist 23 is peeled off to complete the head.
本ヘッドは、オリフィスプレート材6がニッケルめっき層11で覆われており、厚さ3.6μmのオリフィスプレートで、厚さ6μmの樹脂と同等な強度を持っている。そのうえ、回路上方部が10μmのニッケルめっき層11で覆われているため、外部からの衝撃から回路を守ることができる。
In this head, the
[実施例9]
図12に示す実施例9のヘッドは、実施例8のヘッドと同様な構成を一回のめっき金属層形成で実現するものである。
[Example 9]
The head of the ninth embodiment shown in FIG. 12 realizes the same configuration as the head of the eighth embodiment by forming a plated metal layer once.
本実施例は、図12の12−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、それを外部信号にて駆動制御する回路22と、が作製された基板2に、インクを供給するため供給口3を形成する。
次に、図12の12−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム16を作製し、これを基板2のヒーター1や回路22の実装面上にラミネート転写する。このドライフィルム16は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚15μmのものを使用した。
次に、図12の12−3に示すように、ドライフィルム16に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして硬化させて潜像16aとした。
次に、図12の12−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレー
ト材6を構成することになるドライフィルム17を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム16の上面にラミネート転写した。このドライフィルム17は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚2μmのものを使用した。
次に、図12の12−5に示すように、ドライフィルム17に対して吐出口4のパターンを露光してドライフィルム16と同様に50℃でベークし潜像17aを形成した。
次に、図12の12−6に示すように、ドライフィルム19を作製し、基板2のドライフィルム17の上面にラミネート転写した。ドライフィルム19は、平均粒径60nmの銀粒子が成膜後18質量%になるように調整した材料からなる膜厚1μmのものを使用した。
図12の12−7に示すように、ドライフィルム19に対して外部回路22の上層を保護するようにパターンニングし、90℃でベークして潜像19aを形成した後、図12の12−8に示すように現像した後、200℃で加熱し硬化させた。次に、アッシング装置でノズル材の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをして、樹脂に混入させた銀粒子を曝露させた。
最後に、図12の12−9に示すように、基板2を無電解めっき液に浸してニッケルめっき層11を成膜して、本ヘッドは完成する。
In this embodiment, as shown in 12-1 of FIG. 12, ink is supplied to the
Next, as shown in 12-2 of FIG. 12, a
Next, as shown in 12-3 of FIG. 12, the
Next, as shown in 12-4 of FIG. 12, a
Next, as shown in 12-5 of FIG. 12, the pattern of the
Next, as shown in 12-6 of FIG. 12, a
As shown in 12-7 of FIG. 12, the
Finally, as shown in 12-9 of FIG. 12, the
オリフィスプレート材6やインク流路内の表面にはニッケルめっき層11が厚さ0.8μmで成膜された。回路22の上部の保護層19b(ドライフィルム19のうち現像後に残った部分であって、潜像19aに対応する樹脂層部分)の周りは、同じめっき時間で約4μmのニッケルが成膜された。本実施例では、流路壁材料5を構成するドライフィルム16とオリフィスプレート材6を構成するドライフィルム17の樹脂への金属粒子の混入量と、保護層19bを構成するドライフィルム19の樹脂に混入した金属粒子の平均粒径及び含有量を変えた。こうすることで、それぞれの表面の金属粒子の曝露面積が変わり、表面を覆うまでのめっき時間に差が生じるため、同時にめっき金属層を成膜してもめっき金属層の平均膜厚が異なることになる。
この性質を利用することで回路22上方の強度を高めた構造を実現したのが本実施例である。実施例8と比較して材料種は増えたが、レジストパターンやレジスト剥離などの工程が減り、めっきも一回ですむため、コストが安く同様の構成が実現できる。
できあがった本ヘッドは、ニッケルめっき層11で覆われており、オリフィスプレート厚3.6μmで、厚み6μmの樹脂と同等な強度を持っており、かつ回路22上方部には厚み4μmのニッケルめっき層11で覆われている。このため、外部からの衝撃から回路22を守ることができる。
なお、流路壁材料5を構成するドライフィルム16は、樹脂材料に金属粒子が混入されていない材料からなるものに代えてもよい。
あるいは、オリフィスプレート材6を構成するドライフィルム17を、樹脂材料に金属粒子が混入されていない材料からなるものに代えてもよい。
また、ドライフィルム19の金属粒子の平均粒径及び含有量を、ドライフィルム16、17と同様にしてもよい。
このような構成によっても、実施例10の構成よりも衝撃に対する強度は落ちるものの、従来構成と比べて衝撃耐性における十分な優位性を持たせることができる。
A
In this embodiment, a structure in which the strength above the
The completed head is covered with a
The
Alternatively, the
Further, the average particle size and content of the metal particles of the
Even with such a configuration, although the strength against impact is lower than that of the configuration of Example 10, it is possible to provide a sufficient advantage in impact resistance as compared with the conventional configuration.
[実施例10]
図13に示す実施例10のヘッドは、オリフィスプレート材6を構成する樹脂と流路壁材料5を構成する樹脂のそれぞれに混入する金属粒子の平均粒径や含有量を調整する。これにより、一回のめっき金属層の成膜で、それぞれの材料の表面を覆うめっき金属層の膜厚を変える実施例である。
[Example 10]
The head of Example 10 shown in FIG. 13 adjusts the average particle size and the content of metal particles mixed in each of the resin constituting the
本実施例は、図13の13−1に示すように、インクを飛ばすためのヒーター1と、そ
れを外部信号にて駆動制御する回路22と、が作製された基板2に、インクを供給するため供給口3を形成する。
次に、図13の13−2に示すように、最終的に流路壁材料5を構成することになる、感光性樹脂からなるドライフィルム16を作製し、これを基板2のヒーター1や回路22の実装面上にラミネート転写する。このドライフィルム16は、平均粒径60nmの銀粒子が成膜後18質量%になるように調整された材料からなる膜厚18μmのものを使用した。
次に、図13の13−3に示すように、ドライフィルム16に対して将来流路壁になるパターンを露光して、50℃のベークをして硬化させて潜像16aとした。
次に、図13の13−4に示すように、最終的に吐出口4を形成するオリフィスプレート材6を構成することになるドライフィルム17を作製し、これを基板2に積層されたドライフィルム16の上面にラミネート転写した。このドライフィルム17は、平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚2μmのものを使用した。
次に、図13の13−5に示すように、ドライフィルム16に対して吐出口4のパターンを露光して90℃でベークし硬化させ、潜像16aを形成した。
次に、図13の13−6に示すように、未露光部を現像液に浸漬して現像、除去した後、200℃で加熱し硬化させた。
次に、図13の13−7に示すように、アッシング装置でノズル材の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをして、樹脂表面の樹脂に混入した銀粒子を曝露させた。
最後に、図13の13−8に示すように、無電解めっき液に浸してニッケルめっき層11を成膜して、本ヘッドは完成する。
In this embodiment, as shown in 13-1 of FIG. 13, ink is supplied to the
Next, as shown in 13-2 of FIG. 13, a
Next, as shown in 13-3 of FIG. 13, a pattern that will become a flow path wall in the future was exposed to the
Next, as shown in 13-4 of FIG. 13, a
Next, as shown in 13-5 of FIG. 13, the pattern of the
Next, as shown in 13-6 of FIG. 13, the unexposed portion was immersed in a developing solution for development and removal, and then heated at 200 ° C. for curing.
Next, as shown in 13-7 of FIG. 13, and the O 2 plasma ashing cut approximately 0.1μm a surface of the nozzle member in the ashing apparatus, was exposed silver particles mixed in the resin of the resin surface.
Finally, as shown in 13-8 of FIG. 13, the head is completed by immersing it in an electroless plating solution to form a
できあがった本ヘッドは、ニッケルめっき層11で覆われており、オリフィスプレート厚は、3.6μmで、厚さ6μmの樹脂と同等な強度を持っており、かつ、流路壁材料5は厚さ4μmのニッケルめっき層11で保護されている。このため、インクの膨潤を防ぐことができる。
The completed head is covered with a
[実施例11]
図14に示す実施例11のヘッドは、オリフィスプレート材6の成膜域を変えることで、回路保護性も向上させた実施例である。実施例11のヘッドの製造工程のうち図14の14−1から14−4までの工程は、実施例9のヘッドの製造工程における図12の12−1から12−4までの工程と同様である。
[Example 11]
The head of the eleventh embodiment shown in FIG. 14 is an embodiment in which the circuit protection property is also improved by changing the film forming area of the
次に、図14の14−5に示すように、ドライフィルム17に対して吐出口4のパターンと回路22の上部25を除去するパターンとを形成するように露光して、ドライフィルム16と同様に、90℃でベークし硬化させ、潜像17aを形成した。
次に、図14の14−6に示すように、未露光部を現像液に浸漬して現像、除去した後、200度で加熱して硬化させた。
次に、図14の14−7に示すように、アッシング装置でノズル材の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをした。
最後に、図14の14−8に示すように、無電解めっき液に浸してニッケルめっき層11を成膜して、本ヘッドは完成する。
Next, as shown in 14-5 of FIG. 14, the
Next, as shown in 14-6 of FIG. 14, the unexposed portion was immersed in a developing solution for development and removal, and then heated at 200 ° C. for curing.
Next, as shown in 14-7 of FIG. 14, O 2 plasma ashing was performed by ashing the surface of the nozzle material by about 0.1 μm with an ashing device.
Finally, as shown in 14-8 of FIG. 14, the head is completed by immersing it in an electroless plating solution to form a
できあがった本ヘッドは、ニッケルめっき層11で覆われており、オリフィスプレート厚3.6μmで、厚さ6μmの樹脂と同等な強度を持っており、かつ流路壁材料5と、回路上方部は厚さ4μmのニッケルめっき層11で覆われている。このため、外部からの衝撃から回路を守ることができる。実施例9と比較して材料種は少なく、コストが安く同様の構成が実現できる。
The completed head is covered with a
[実施例12]
図15に示す実施例12のヘッドは、実施例10のオリフィスプレート材6を構成する樹脂と流路壁材料5を構成する樹脂のそれぞれに混入する金属粒子の平均粒径と含有量を入れ替えて、めっき金属層の厚みを変更したものである。
[Example 12]
In the head of Example 12 shown in FIG. 15, the average particle size and content of the metal particles mixed in each of the resin constituting the
本実施例は、実施例9のうち流路壁材料5となるドライフィルム16を、金属粒子が混入する平均粒径30nmの銀粒子が成膜後5質量%になるように調整された材料からなる膜厚15μmのドライフィルムとする。そして、オリフィスプレート材6となるドライフィルム17を、平均粒径60nmの銀粒子で成膜後18質量%になるように調整された材料からなる膜厚5μmのドライフィルムとしたものである。
本実施例のヘッドは、図15の15−8に示すように、オリフィスプレート材6表面には厚み4μmのニッケルめっき層11が成膜され、流路壁材料5には厚み0.8μmのニッケルめっき層11が成膜される。
In this example, the
In the head of this embodiment, as shown in 15-8 of FIG. 15, a
本実施例では、オリフィスプレート材6の強度が、樹脂だけで構成した場合に比べて10倍以上強度が上がっているため、強めにヘッド表面を拭くことが可能になり、かつ外部回路上も保護できている。また、流路壁材料5の表面はめっき金属層で保護されているので、インクの膨潤から保護されている。
In this embodiment, the strength of the
[実施例13]
図16に示す実施例13のヘッドのオリフィスプレート材6の表面はニッケル/テフロン共析めっき層で覆われており、撥水性能をもっている。インクジェットヘッドは、オリフィスプレート表面に撥水性を持つことにより、インクがオリフィスプレート表面に付着し難くすることで、印字品位が良くなることが知られている。本構成ではヘッドの強度も高く、インクによる膨潤もない上、フェイス表面が撥水であるヘッドを実現する。実施例13のヘッドの製造工程のうち図16の16−1から16−7までの工程は、実施例5のヘッドの製造工程のうち図8の8−1から8−7までの工程と同様である。
[Example 13]
The surface of the
図16の16−8に示すように、基板2を無電解めっき液に浸漬して、オリフィスプレート材6の表面(上面)に撥水めっき層としてニッケル/テフロン共析めっき層を膜厚0.8μmに成膜する(撥水工程)。
次に、図16の16−9に示すように、オリフィスプレート材6表面のニッケル/テフロン共析めっき層の表面に保護テープ21を貼って保護した。その後、アッシング装置でノズル内壁の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをして、ノズル材に混入した金属粒子を曝露させる。
次に、図16の16−10に示すように、基板2を無電解めっき液に浸してニッケルめっき層11を成膜する。
最後に、図16の16−11に示すように、ヘッド表面の保護テープ21を除去して本ヘッドは完成する。
As shown in 16-8 of FIG. 16, the
Next, as shown in 16-9 of FIG. 16, a
Next, as shown in 16-10 of FIG. 16, the
Finally, as shown in 16-11 of FIG. 16, the
本ヘッドのオリフィスプレート材6の表面は、ニッケル/テフロン共析めっき層で覆われており、接触角は水で約100°である。一方、ノズル内壁は、ニッケルめっき層で覆われており、水の接触角は60°であった。本ノズルもめっき金属層で覆われており、通常の樹脂のものよりオリフィスプレートの強度は上がっており、流路内もめっき金属層で覆われており、インクから遮断され膨潤の少ないインクジェットヘッドである。
The surface of the
[実施例14]
図17に示す実施例14のヘッドは、実施例11と同様にオリフィスプレート表面が、撥水性能をもつニッケル/テフロン共析めっき層で覆われている。一方、流路内は金めっ
き層で覆われている。実施例14は、実施例11と比較して、撥水面が最後に成膜されるので、より高品質である。実施例14のヘッドの製造工程のうち図17の17−1から17−5までの工程は、実施例5のヘッドの製造工程のうち図8の8−1から8−5までの工程と同様である。
[Example 14]
In the head of Example 14 shown in FIG. 17, the surface of the orifice plate is covered with a nickel / Teflon eutectoid plating layer having water-repellent performance as in Example 11. On the other hand, the inside of the flow path is covered with a gold plating layer. Compared with Example 11, the water-repellent surface of Example 14 is finally formed, and thus the quality is higher. The steps 17-1 to 17-5 of FIG. 17 in the head manufacturing process of Example 14 are the same as the steps 8-1 to 8-5 of FIG. 8 of the head manufacturing process of Example 5. Is.
次に、図17の17−6に示すように、基板2を現像装置に浸漬して未露光部を現像、除去した。
次に、図17の17−7に示すように、オリフィスプレート材6表面に保護テープ21を貼って保護した。
次に、図17の17−8に示すように、アッシング装置でノズル内壁の表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをして、ノズル材に混入した金属粒子を曝露させる。
次に、図17の17−9に示すように、基板2を無電解めっき液に浸漬して金めっき層25を0.8μm成膜する。
次に、図17の17−10に示すように、保護テープ21をはがした後、アッシング装置でノズル表面を0.1μm程度削るO2プラズマアッシングをして、ノズル材に混入した金属粒子を曝露させる。
最後に、基板2を無電解めっき液に浸漬して、オリフィスプレート材6表面に撥水めっき層としてニッケル/テフロン共析めっき層を0.8μm成膜して(撥水工程)、本ノズルは完成する。
Next, as shown in 17-6 of FIG. 17, the
Next, as shown in 17-7 of FIG. 17, a
Next, as shown in 17-8 of FIG. 17, and the O 2 plasma ashing cut approximately 0.1μm a surface of the nozzle inner wall ashing device, exposing the metal particles mixed in the nozzle material.
Next, as shown in 17-9 of FIG. 17, the
Next, as shown in 17-10 of FIG. 17, after peeling off the
Finally, the
本ノズルの表面の水の接触角は水で100°を超えており、最後に成膜されるため、ばらつきも少なく安定した表面が作製できる。本ノズルもめっき金属層で覆われており、通常の樹脂のものより、強度が上がっており、流路壁もめっき金属層で覆われているため、インクから遮断され膨潤の少ないインクジェットヘッドである。 The contact angle of water on the surface of this nozzle exceeds 100 ° with water, and since the film is formed at the end, a stable surface can be produced with little variation. This nozzle is also covered with a plated metal layer, which is stronger than that of ordinary resin, and the flow path wall is also covered with a plated metal layer, so it is an inkjet head that is shielded from ink and has less swelling. ..
1…ヒーター、2…基板、3…供給口、4…吐出口、5…流路壁材料、6…オリフィスプレート材料、7…金属、8…ドライフィルム(流路壁材)、8a、10a、12a、13a、14a、15a、16a、17a、18a、19a、20a…潜像、10…ドライフィルム(オリフィスプレート材)、11…ニッケル、12…ドライフィルム(流路壁材)、13…ドライフィルム(オリフィスプレート材)、14…ドライフィルム(流路壁材)、15…ドライフィルム(オリフィスプレート材)、16…ドライフィルム(流路壁材)、17…ドライフィルム(オリフィスプレート材)、18…塗布フィルム(オリフィスプレート材)、19…ドライフィルム(流路壁材)、20…ドライフィルム(オリフィスプレート材)、21…保護テープ、22…保護したい回路、23…ドライフィルムレジスト、24…テフロンニッケル共析膜、25…保護したい回路の上部、26…金 1 ... heater, 2 ... substrate, 3 ... supply port, 4 ... discharge port, 5 ... flow path wall material, 6 ... orifice plate material, 7 ... metal, 8 ... dry film (flow path wall material), 8a, 10a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, 19a, 20a ... latent image, 10 ... dry film (oriental plate material), 11 ... nickel, 12 ... dry film (flow path wall material), 13 ... dry film (Olectrium plate material), 14 ... Dry film (flow path wall material), 15 ... Dry film (oriental plate material), 16 ... Dry film (flow path wall material), 17 ... Dry film (passage plate material), 18 ... Coating film (oriental plate material), 19 ... dry film (flow path wall material), 20 ... dry film (oriental plate material), 21 ... protective tape, 22 ... circuit to be protected, 23 ... dry film resist, 24 ... teflon nickel Eutectoid film, 25 ... the upper part of the circuit you want to protect, 26 ... gold
Claims (20)
インクを前記吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられるとともに、前記供給口を形成する貫通孔を有する基板と、
前記基板の上に積層され、前記流路の壁面の一部を形成する貫通孔を有する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上に積層され、前記吐出口を形成する貫通孔を有するオリフィスプレートと、
を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材は、樹脂及び無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を含有してなり、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材の表面の少なくとも一部に、前記金属粒子を触媒核としためっき金属層を有していることを特徴とするインクジェットヘッド。 An inkjet head having a supply port for receiving ink, a discharge port for discharging ink, and an ink flow path connecting the supply port and the discharge port.
An energy generating element for generating energy for ejecting ink from the ejection port is provided, and a substrate having a through hole forming the supply port and a substrate.
A flow path forming member having a through hole that is laminated on the substrate and forms a part of the wall surface of the flow path.
An orifice plate laminated on the flow path forming member and having a through hole forming the discharge port, and an orifice plate.
In an inkjet head equipped with
At least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate contains a resin and metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating.
An inkjet head characterized in that a plated metal layer having the metal particles as a catalyst nucleus is provided on at least a part of the surface of at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate. ..
前記金属粒子が、銀粒子、パラジウム粒子、及び銅粒子からなる群より選ばれる少なくとも一の金属粒子を含有し、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材中の前記金属粒子の含有量は、0.2質量%〜20質量%である、請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。 The average particle size of the metal particles is 20 nm to 400 nm.
The metal particles contain at least one metal particle selected from the group consisting of silver particles, palladium particles, and copper particles.
The inkjet according to claim 1 or 2, wherein the content of the metal particles in at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate is 0.2% by mass to 20% by mass. head.
前記めっき金属層を形成する金属は、ニッケル又はパラジウムを含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 The thickness of the plated metal layer is 0.1 μm or more.
The inkjet head according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal forming the plated metal layer contains nickel or palladium.
インクを前記吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられるとともに、前記供給口を形成する貫通孔を有する基板と、
前記基板の上に積層され、前記流路の壁面の一部を形成する貫通孔を有する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上に積層され、前記吐出口を形成する貫通孔を有するオリフィスプレートと、
を備えるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材は、樹脂及び無電解めっき時に触媒核として作用する金属粒子を含有してなり、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材の表面の少なくとも一部であって、前記金属粒子を触媒核としためっき金属層を形成したい部分の前記金属粒子を曝露する曝露工程、及び、
前記曝露された金属粒子を触媒核としためっき金属層を形成する成膜工程を含む、
インクジェットヘッドの製造方法。 A method for manufacturing an inkjet head, which comprises a supply port for receiving ink, a discharge port for discharging ink, and an ink flow path connecting the supply port and the discharge port.
An energy generating element for generating energy for ejecting ink from the ejection port is provided, and a substrate having a through hole forming the supply port and a substrate.
A flow path forming member having a through hole that is laminated on the substrate and forms a part of the wall surface of the flow path.
An orifice plate laminated on the flow path forming member and having a through hole forming the discharge port, and an orifice plate.
In the manufacturing method of the inkjet head including
At least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate contains a resin and metal particles that act as catalyst nuclei during electroless plating.
The metal particles are exposed at least a part of the surface of at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate, and the portion where the metal particles are desired to form a plated metal layer as a catalyst nucleus. Exposure process and
A film forming step of forming a plated metal layer using the exposed metal particles as catalyst nuclei is included.
Inkjet head manufacturing method.
前記複数のオリフィスプレート形成部材のうち、インクジェットヘッドにおける前記吐
出口が開口したフェイス面をなす面を備えたオリフィスプレート形成部材が、前記金属粒子を含有しており、
前記曝露工程において、前記金属粒子を含有する前記オリフィスプレート形成部材における前記フェイス面をなす面に対して、前記金属粒子の曝露が行われ、
前記成膜工程において、前記金属粒子が曝露された前記フェイス面をなす面に対して前記めっき金属層が形成される
ことを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The orifice plate has a structure in which a plurality of orifice plate forming members are laminated.
Among the plurality of orifice plate forming members, the orifice plate forming member having a surface forming a face surface through which the discharge port is opened in the inkjet head contains the metal particles.
In the exposure step, the metal particles are exposed to the surface forming the face surface of the orifice plate forming member containing the metal particles.
The method for manufacturing an inkjet head according to claim 5, wherein in the film forming step, the plated metal layer is formed on a surface forming the face surface to which the metal particles are exposed.
前記流路形成部材に前記流路の壁面の一部を形成する貫通孔を空け、前記オリフィスプレートに、前記吐出口を形成する貫通孔を空ける流路形成工程をさらに含み、
前記オリフィスプレートが、前記金属粒子を含有しており、
前記曝露工程は、前記積層工程の後であって、前記流路形成工程よりも前に行われ、
前記曝露工程において、前記オリフィスプレートにおいてインクジェットヘッドにおける前記吐出口が開口したフェイス面をなす面に対して、前記金属粒子の曝露を行い、
前記成膜工程は、前記流路形成工程の後に行われ、
前記成膜工程において、前記金属粒子が曝露された前記フェイス面をなす面に対して前記めっき金属層を形成する
ことを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 A laminating step of laminating the flow path forming member on the substrate and laminating the orifice plate on the flow path forming member.
The flow path forming member further includes a flow path forming step of forming a through hole forming a part of the wall surface of the flow path and forming a through hole forming the discharge port in the orifice plate.
The orifice plate contains the metal particles and
The exposure step is performed after the laminating step and before the flow path forming step.
In the exposure step, the metal particles are exposed to the surface forming the face surface of the inkjet head in which the discharge port is opened in the orifice plate.
The film forming step is performed after the flow path forming step.
The method for manufacturing an inkjet head according to claim 5, wherein in the film forming step, the plated metal layer is formed on a surface forming the face surface to which the metal particles are exposed.
前記成膜工程において、前記フェイス面をなす面のうち前記回路の上方に位置する領域のみに前記めっき金属層が形成されるように、保護部材で前記フェイス面を覆った状態で前記めっき金属層を形成することを特徴とする請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 A circuit for controlling the energy generating element is mounted on the substrate.
In the film forming step, the plated metal layer is covered with a protective member so that the plated metal layer is formed only in a region located above the circuit among the surfaces forming the face surface. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 6, wherein the ink jet head is formed.
前記成膜工程によって形成された前記めっき金属層のうち前記回路の上方に位置する領域における厚みを増すべく、前記めっき金属層を局所的に成長させる第2の成膜工程をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 A circuit for controlling the energy generating element is mounted on the substrate.
A second film forming step for locally growing the plated metal layer is further provided in order to increase the thickness of the plated metal layer formed by the film forming step in a region located above the circuit. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 5.
インクジェットヘッドは、さらに、前記オリフィスプレートの上面のうち前記回路の上方に位置する領域に積層される保護層を備え、
前記保護層は、前記金属粒子を含有しており、
前記曝露工程において、前記保護層の表面に対しても、前記金属粒子の曝露が行われ、
前記成膜工程において、前記金属粒子が曝露された前記保護層の表面に対しても前記めっき金属層が形成される
ことを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 A circuit for controlling the energy generating element is mounted on the substrate.
The inkjet head further comprises a protective layer laminated on a region of the upper surface of the orifice plate located above the circuit.
The protective layer contains the metal particles and contains the metal particles.
In the exposure step, the metal particles are also exposed to the surface of the protective layer.
The method for manufacturing an inkjet head according to claim 5, wherein in the film forming step, the plated metal layer is also formed on the surface of the protective layer exposed to the metal particles.
前記保護層における前記金属粒子の含有量(質量%)は、前記流路形成部材または前記オリフィスプレートにおける前記金属粒子の含有量(質量%)よりも大きいことを特徴とする請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The average particle size of the metal particles contained in the protective layer is larger than the average particle size of the metal particles contained in the flow path forming member or the orifice plate.
11. The content of the metal particles in the protective layer is larger than the content (mass%) of the metal particles in the flow path forming member or the orifice plate. Manufacturing method of inkjet head.
前記流路形成部材に含有される前記金属粒子の平均粒径と、前記オリフィスプレートに含有される前記金属粒子の平均粒径とが異なり、
前記流路形成部材における前記金属粒子の含有量(質量%)と、前記オリフィスプレートにおける前記金属粒子の含有量(質量%)とが異なることを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 When the metal particles are contained in both the flow path forming member and the orifice plate,
The average particle size of the metal particles contained in the flow path forming member is different from the average particle size of the metal particles contained in the orifice plate.
The manufacture of the inkjet head according to claim 5, wherein the content (mass%) of the metal particles in the flow path forming member is different from the content (mass%) of the metal particles in the orifice plate. Method.
前記オリフィスプレートは、前記流路形成部材の上面のうち前記回路の上方に位置する領域を避けて積層され、
前記流路形成部材に含有される前記金属粒子の平均粒径は、前記オリフィスプレートに含有される前記金属粒子の平均粒径よりも大きく、
前記流路形成部材における前記金属粒子の含有量(質量%)は、前記オリフィスプレートにおける前記金属粒子の含有量(質量%)よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 A circuit for controlling the energy generating element is mounted on the substrate.
The orifice plates are laminated so as to avoid a region of the upper surface of the flow path forming member located above the circuit.
The average particle size of the metal particles contained in the flow path forming member is larger than the average particle size of the metal particles contained in the orifice plate.
The manufacture of the inkjet head according to claim 13, wherein the content (mass%) of the metal particles in the flow path forming member is larger than the content (mass%) of the metal particles in the orifice plate. Method.
前記金属粒子が、銀粒子、パラジウム粒子、及び銅粒子からなる群より選ばれる少なくとも一の金属粒子を含有し、
前記流路形成部材及び前記オリフィスプレートからなる群より選ばれる少なくとも一の部材中の前記金属粒子の含有量は、0.2質量%〜20質量%である、請求項5〜17のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The average particle size of the metal particles is 20 nm to 400 nm.
The metal particles contain at least one metal particle selected from the group consisting of silver particles, palladium particles, and copper particles.
Any one of claims 5 to 17, wherein the content of the metal particles in at least one member selected from the group consisting of the flow path forming member and the orifice plate is 0.2% by mass to 20% by mass. The method for manufacturing an inkjet head according to the section.
前記めっき金属層を形成する金属は、ニッケル又はパラジウムを含有する、請求項5〜18のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The thickness of the plated metal layer is 0.1 μm or more, and the film thickness is 0.1 μm or more.
The method for manufacturing an inkjet head according to any one of claims 5 to 18, wherein the metal forming the plated metal layer contains nickel or palladium.
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