JP3804359B2 - Inkjet head manufacturing method - Google Patents
Inkjet head manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3804359B2 JP3804359B2 JP30546599A JP30546599A JP3804359B2 JP 3804359 B2 JP3804359 B2 JP 3804359B2 JP 30546599 A JP30546599 A JP 30546599A JP 30546599 A JP30546599 A JP 30546599A JP 3804359 B2 JP3804359 B2 JP 3804359B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- nozzle plate
- jet head
- ink jet
- repellent 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーニングに起因する傷によるインク吐出方向の曲がりが抑えられたインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンターは、ノズル内にインクを満たして正の圧力を掛け、インクをインク室から押し出し、続いてインクに負の圧力を掛けてノズル内に引き戻すことにより、押し出したインク柱を引きちぎって、ノズルからインク滴を吐出するものである。このときインクメニスカスはノズル内に深く引き込まれる。又この負圧によりインクタンクからノズル内にインクが満たされ、次の吐出に備える。負圧が反転して正圧になると、メニスカスが再び押し出され、ノズルの出口方向に移動する。
【０００３】
この際、インクを吐出するために掛けた圧力が、インクを吐出した後も残留して振動するため、ノズル内のインク圧力が変動し、インクメニスカスが振動する。この振動は数回繰り返されると、次第に減衰して次の吐出が可能となる。又、インクジェットヘッドの吐出方式によっては、一つのインク室からインクを吐出すると、隣接するインク室にも吐出圧力が伝わって非吐出ノズルでもインクメニスカスが振動する。
【０００４】
この圧力変動によりノズル内のインクに正圧が掛かるとき、インクが吐出口から外に溢れ出ることがある。ノズルプレートの表面に溢れ出たインクは、次の負圧でノズル内に引き込まれるが、ノズルプレートの表面は、溢れ出たインクで汚れ易く、これが安定吐出を妨げ、画像を劣化させる原因となる。
即ち、溢れ出たインクや付着したインクミストは、ノズルプレート上に次第に蓄積してインク溜まりを形成し、このインク溜まりが吐出口に触れると、吐出するインク滴を引っ張り、吐出方向を曲げてしまったり、更に、インク溜まりが大きくなって吐出口を覆うと、この溜まりを突き破ってインク滴が吐出するときインクが飛び散り、画像を汚してしまったりする。更にインク溜まりが吐出口を厚く覆うとインクが吐出しなくなる。又、ノズルプレート上のインク溜まりには、被印刷物である紙や布等から発生する繊維や塵が付着し易く、それがノズル穴を塞ぐこともある。
【０００５】
インクによる汚れを防ぐために、ノズルプレートに撥インク処理を施すことが行われている。ノズルプレート表面を撥インク処理すると、インクのメニスカスが吐出口から外に出ても、インクがノズルプレート上に溢れ出たり、濡れ拡がったりするのを防ぐことができる。
しかしながら、撥インク処理をノズルプレートに施しても、インクの固化物や埃等が付着してインクの吐出方向が曲がったり、ノズルつまりが起こったりするのでクリーニングが必要である。このクリーニングは通常ブレードやスポンジ状の部材を接触させて汚染物を擦り取る作業であり、クリーニングを繰り返すうちに紙粉などの外部汚染物が擦られて吐出口を傷付けることがある。
【０００６】
吐出口の傷はエッジ部分にインク濡れ性の不均一を生じさせ、インクに濡れている部分ではインクの表面張力により吐出するインク滴が引っ張られてインク吐出方向に影響を与え、印字精度に問題を生ずる。
これに対して本発明者は、吐出口周縁の限られた領域を親インク化するのが、インクで濡れる領域を吐出口周縁のやや離れたところまで拡大し、仮に傷がついてもインクの濡れ性の不均一は吐出口から少し離れたところに生ずるので、インクの吐出方向が曲がってしまうのを抑えられることを見出した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−２４６９２１号では撥インク性の供析メッキ層のノズル内への回り込みを抑えてインク滴の飛行曲がりが生じない様にした結果、同６−３１６０８３号ではインク液溜まりの吐出口近傍での残留を防止することを目的として、吐出口周縁に親インク層を設け、その外側を撥インク層にする技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、傷によるインク吐出方向の曲がりを抑えるには、上述の公知例技術よりも親インク化する領域を精度良くコントロールすることが必要である。例えば、ノズル加工前のノズルプレートに、予め撥インク部分と親インク部分を形成し、レーザーにてノズル加工するのは位置合わせが困難であり、予めノズル加工したノズルプレートで撥インク部分と親インク部分を形成するのは多くの工数と管理が必要となる。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度の位置合わせや煩雑な工程を必要とせず、簡便な工程でインク吐出口周縁の必要領域を親インク化して形成したインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）ノズル孔が形成されたノズルプレートのインク吐出側表面が撥インク層により撥インク処理されたノズルプレートを有するインクジェットヘッドを作製する工程と、前記インクジェットヘッドの吐出口周縁の前記撥インク層をオゾンによって破壊して親水化処理を施す工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
（２）前記親水化処理を施す工程は、前記インクジェットヘッドの内部にオゾンを含む流体を導入して前記ノズル孔から噴出させることにより吐出口周縁の前記撥インク層をオゾンによって破壊して親水化処理を施す工程であることを特徴とする（１）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（３）ノズル孔が形成されたノズルプレートのインク吐出側表面が撥インク層により撥インク処理されたノズルプレートを作製する工程と、前記ノズルプレートの吐出口周縁の前記撥インク層をオゾンによって破壊して親水化処理を施す工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
（４）前記親水化処理を施す工程は、前記ノズルプレートをオゾン雰囲気のガス中に放置するか、オゾンを含む液体に浸漬することにより前記ノズルプレートの吐出口周縁の前記撥インク層をオゾンによって破壊して親水化処理を施す工程であることを特徴とする（３）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（５）ノズルプレートのインク吐出側に保護シートが添付された状態で前記親水化処理を施すことを特徴とする（４）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（６）ノズル孔が形成されたノズルプレートのインク吐出側表面が撥インク層により撥インク処理されたノズルプレートを作製する工程と、前記ノズルプレートの撥インク層側からエキシマレーザーを照射することにより吐出口周縁の前記撥インク層をエキシマレーザーの照射にて除去して親水化処理を施す工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
（７）前記エキシマレーザーの照射領域が吐出口端部から少なくとも１μｍ、かつ最長で３００μｍであることを特徴とする（６）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（８）吐出口周縁の親水化処理の最短部に対する最長部の偏りが７／３以下であることを特徴とする（７）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（９）ノズルプレートがエキシマレーザーの照射によりアブレーションが起こる樹脂からなることを特徴とする（５）、（６）、（７）又は（８）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
（１０）撥インク層が主としてフッ素樹脂からなることを特徴とする（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）又は（９）に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００１１】
以下、本発明について詳しく述べる。
第１に本発明者は、ノズルプレートにノズル孔を形成した後にオゾン処理を行うと、ノズル周りの限られた領域だけ親インク化できることを見出し▲１▼の発明に至った。
オゾンの酸化力は非常に強く、多くの有機物等を酸化できるが、フッ素系樹脂については反応性が低い。例えば、ポリエステルやポリイミド等の基材樹脂シートにテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の様なフッ素樹脂によって撥インク処理がなされたノズルプレートに対して、オゾンによる処理を行うと、表面の撥インク層はオゾンによる酸化を殆ど受けないが、基材表面や基材と撥インク層との界面はオゾンによる酸化が起こる。従って、基材と撥インク層との界面が露出しているノズル孔端部はオゾンによる酸化が起こりやすく、ノズル孔周縁の膜付が低下し、その部分だけ撥インク層が剥がれる。従って選択的にノズル孔周縁だけ撥インク層除去が可能で、加えてオゾンによる親インク化がなされる。
【００１２】
この様にオゾン処理による親水化処理は、位置合わせや複雑な前処理の手間が掛からず、たとえノズル孔が曲面上に存在する様な場合でも吐出口周縁の親インク化が可能である。
ノズルプレートを構成する基材としては、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン等が好ましく採用できる。特に好ましくはポリイミド樹脂で、Ｄｕｐｏｎｔ社製；カプトンや宇部興産（株）製；ユーピレックス等が寸法安定性、耐インク性、耐熱性等に優れているので好ましい。
【００１３】
撥インク層としてはオゾン耐性の高いフッ素樹脂からなるものが好ましいが、フッ素含有のシラン化合物等を用いても良い。あまりオゾン耐性を有さない撥インク層の場合は、表面に保護シートを貼付してオゾン処理を行えば良い。
オゾン処理の方法としては、オゾンを含む流体（気体又は液体）をヘッド内部に導入してノズル孔から噴出させたり、オゾン雰囲気のガス中に放置するか、オゾンを含む液体に浸漬したりして行う。
【００１４】
第２に処理位置合わせの精度に信頼性の有るエキシマレーザーの照射で吐出口周縁の撥インク層を除去して親水化処理が可能であることを見出し、▲２▼の発明に至った。即ち、ノズルプレートの基材シートのインク吐出側に撥インク層を設けて、ノズル加工を行い、その後撥インク層側からインク吐出口周縁にエキシマレーザーの照射を行うか、予めノズル孔が形成された基材シートのインク吐出側に撥インク層を設けた後、撥インク層側からインク吐出口周縁にエキシマレーザーの照射を行って親水化処理を行うものである。
【００１５】
エキシマレーザーによる加工は多くの有機物に可能であるが、ＰＴＦＥの様なフッ素系樹脂の加工性は良くない。その場合ノズルプレートの基材がエキシマレーザーの照射によりアブレーションが起こる樹脂で有れば、本発明の親水化処理が可能となる。ポリエステルやポリイミド等の基材樹脂シートにテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の様なフッ素樹脂によって撥インク処理がなされたノズルプレートに対して、エキシマレーザー照射を行うと、表面の撥インク層は基材樹脂のアブレーションによってきれいに除去できる。
【００１６】
エキシマレーザーの照射によりアブレーションが起こる樹脂としては、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００１７】
吐出口周縁の親水化処理の範囲としては、傷による吐出方向の曲がりを抑え、かつインクの付着による吐出量や吐出速度のバラツキが生じない、吐出口端部から１〜３００μｍの範囲が好ましい。
また親水化領域とノズル孔の中心がずれている場合も吐出角度のバラツキを招くので、吐出口周縁の親水化処理の最短部に対する最長部の偏りが７／３以下であることが好ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明について詳しく述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
（ヘッド−１の作製）
厚さ７５μｍのポリイミドシートにフッ素樹脂（旭硝子社製、ＣＴＸ−１０９Ａ）を塗布して２００℃で加熱処理し、膜厚０．５μｍの撥インク層を形成した。次いで撥インク層側の反対側面からエキシマレーザー（波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザー、エネルギー密度２．０Ｊ／ｃｍ2）にて径２５μｍのノズル孔加工を行った。
【００１９】
インクジェットヘッド駆動部と作製したノズルプレートを貼り合わせてインクジェットヘッドを作製した。組上がったヘッドのインク供給チャネル側からオゾンを含んだ酸素ガス（オゾン濃度７０００ｐｐｍ）を１０分間流して（流速３００ｍｌ／分）オゾン処理を行い、水で濡らした綿棒でノズル周りの撥インク処理剤を除去して親水化処理を行い、インクジェットヘッド−１を得た。
（ヘッド−２の作製）
ヘッド−１と同様にして組上がったヘッドのインク供給チャネル側からオゾンを含んだ水（オゾン濃度１５ｐｐｍ）を１０分間流して（流速３０ｍｌ／分）オゾン処理を行い、水で濡らした綿棒でノズル周りの撥インク処理剤を除去して親水化処理を行い、インクジェットヘッド−２を得た。
（ヘッド−３の作製）
ヘッド−１と同様にしてノズル孔加工を行ったノズルプレートをオゾンを含んだ水（オゾン濃度１５ｐｐｍ）に２０分間浸漬した後、取り出して自然乾燥させてからインクジェットヘッド駆動部と貼り合わせてインクジェットヘッド−３を作製した。
（ヘッド−４の作製）
厚さ７５μｍのポリイミドシートに撥インク膜形成前の粗面化処理として、アルゴンガス雰囲気下、流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗで５分間プラズマエッチング処理し、シートの表面粗さ（Ｒａ）０．０２μｍとした。３０℃に保持した気化器中に９５重量部のジエトキシジメチルシラン及び５重量部のＣ8Ｆ17Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3を入れ、キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、真空チャンバー中の環境を、キャリアガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａ、マイクロ波出力２００Ｗとして２０分間プラズマ重合撥インク膜の成膜を行った。
【００２０】
表面をクリーニングした定盤上に真空吸着によってシートを固定し、レーザー入射角度が０．１°以内になる様調整し、エネルギー密度を前記コーン角度が７°以内になる様に調整して、酸素ガスの吹きつけを行いながらエキシマレーザーにてノズル孔の加工を行った。
この様にしてノズル孔加工を施したノズルプレートをオゾンを含んだ水（オゾン濃度１５ｐｐｍ）に２０分間浸漬した後、取り出して自然乾燥させてからインクジェットヘッド駆動部と貼り合わせてインクジェットヘッド−４を作製した。実施例２
厚さ７５μｍのポリイミドシートにフッ素樹脂（旭硝子社製、ＣＴＸ−１０９Ａ）を塗布して２００℃で加熱処理し、膜厚０．５μｍの撥インク層を形成した。次いで撥インク層側の反対側面からエキシマレーザー（波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザー、エネルギー密度２．０Ｊ／ｃｍ2）にて径２５μｍのノズル孔加工を行った。
【００２１】
吐出口端部からの親水化処理領域の最短部分をＡμｍ、最長部分をＢμｍとしたとき、Ａ：Ｂが（１）５：５、（２）１５：２２、（３）３：７、（４）７０：８０となるように、撥インク層側からノズル孔めがけて、ノズル孔よりも大きい口径のエキシマレーザーを照射して親インク処理を行った。
インクジェットヘッド駆動部と上記処理を施したノズルプレートを貼り合わせてインクジェットヘッド（１）〜（４）を作製した。一方親インク処理を施さずに同様に作製したものを比較インクジェットヘッドとした。
《クリーニング性評価》
作製した各々のインクジェットヘッドを、クリーニングに用いられるウレタンゴムブレードを用いて擦り、その後の吐出方向の曲がり具合を測定した。吐出角度の最大角度差を測定して２度以上角度差が出た場合をＮＧとする。３００００回まで擦って評価した。結果は以下の通りである。
【００２２】
ヘッド−１ 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド−２ 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド−３ 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド−４ 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド（１） 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド（２） 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド（３） 擦り３００００回でもＯＫ
ヘッド（４） 擦り３００００回でもＯＫ
比較ヘッド 擦り３０００回でＮＧ
【００２３】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、クリーニングに起因する傷によるインク吐出方向の曲がりが抑えられる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head in which bending in an ink discharge direction due to scratches caused by cleaning is suppressed.
[0002]
[Prior art]
Inkjet printers fill the nozzles with ink and apply positive pressure, push the ink out of the ink chamber, then apply negative pressure to the ink and pull it back into the nozzles, tearing out the extruded ink columns, Ink droplets are discharged from At this time, the ink meniscus is drawn deeply into the nozzle. In addition, this negative pressure fills the nozzle from the ink tank and prepares for the next discharge. When the negative pressure is reversed and becomes a positive pressure, the meniscus is pushed out again and moves in the nozzle outlet direction.
[0003]
At this time, since the pressure applied to eject the ink remains and vibrates after the ink is ejected, the ink pressure in the nozzle fluctuates and the ink meniscus vibrates. When this vibration is repeated several times, the vibration is gradually attenuated and the next discharge becomes possible. Depending on the ejection method of the inkjet head, when ink is ejected from one ink chamber, the ejection pressure is transmitted to the adjacent ink chamber, and the ink meniscus vibrates even in the non-ejection nozzle.
[0004]
When a positive pressure is applied to the ink in the nozzle due to the pressure fluctuation, the ink may overflow from the ejection port. The ink that overflows to the surface of the nozzle plate is drawn into the nozzle at the next negative pressure, but the surface of the nozzle plate tends to become dirty with the overflowing ink, which prevents stable ejection and causes deterioration of the image. .
That is, the overflowing ink and the adhering ink mist gradually accumulate on the nozzle plate to form an ink reservoir, and when this ink reservoir touches the ejection opening, it pulls the ejected ink droplet and bends the ejection direction. In addition, if the ink reservoir becomes large and covers the ejection port, the ink splatters when the ink droplets are ejected through the reservoir, and the image is stained. Furthermore, if the ink reservoir covers the ejection port thickly, ink cannot be ejected. In addition, fibers or dust generated from paper or cloth, which is a printing object, easily adheres to the ink reservoir on the nozzle plate, which may block the nozzle hole.
[0005]
In order to prevent contamination by ink, an ink repellent treatment is performed on the nozzle plate. When the ink repellent treatment is performed on the surface of the nozzle plate, it is possible to prevent the ink from overflowing or spreading on the nozzle plate even if the ink meniscus goes out of the ejection port.
However, even if the ink-repellent treatment is applied to the nozzle plate, ink solidified matter, dust, or the like adheres to it, and the ink ejection direction is bent or nozzle clogging occurs, so cleaning is necessary. This cleaning is usually an operation of scraping off contaminants by bringing a blade or sponge-like member into contact with each other. During repeated cleaning, external contaminants such as paper dust may be rubbed to damage the discharge port.
[0006]
Scratches on the ejection port cause uneven ink wettability at the edge, and ink droplets that are ejected by the surface tension of the ink are pulled in the area wet with the ink, affecting the ink ejection direction and causing problems in printing accuracy. Is produced.
On the other hand, the present inventor makes the limited area around the periphery of the discharge port as the parent ink, but expands the area wetted by the ink to a position slightly away from the periphery of the discharge port, so that the ink is wet even if it is scratched. It has been found that the non-uniformity of the property occurs slightly away from the ejection port, and hence the bending of the ink ejection direction can be suppressed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-246921, the ink-repellent deposition plating layer is prevented from wrapping into the nozzle so that the ink droplet does not bend. For the purpose of preventing residual ink, a technique has been disclosed in which a parent ink layer is provided on the periphery of the ejection port and the outer side thereof is an ink repellent layer.
[0008]
However, in order to suppress the bending of the ink ejection direction due to scratches, it is necessary to control the area to be made ink-sensitive more accurately than the above-described known example technique. For example, it is difficult to align an ink-repellent part and a parent ink part on a nozzle plate before nozzle processing and nozzle processing with a laser is performed. Forming the part requires a lot of man-hours and management.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to form a necessary region around the ink discharge port as a parent ink by a simple process without requiring high-precision alignment and complicated processes. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inkjet head.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A step of producing an ink jet head having a nozzle plate in which the ink discharge side surface of the nozzle plate in which the nozzle holes are formed is subjected to ink repellent treatment by the ink repellent layer, and the ink repellent layer at the periphery of the discharge port of the ink jet head A method for producing an ink jet head, comprising: a step of dehydrating the substrate with ozone to perform a hydrophilic treatment.
(2) The step of performing the hydrophilization treatment is performed by introducing a fluid containing ozone into the ink jet head and ejecting the fluid from the nozzle hole, thereby destroying the ink repellent layer around the discharge port with ozone. The method for producing an ink jet head according to (1), wherein the method is a step of performing a treatment.
(3) A step of producing a nozzle plate in which the ink discharge side surface of the nozzle plate in which the nozzle holes are formed is subjected to ink repellent treatment by the ink repellent layer, and the ink repellent layer at the periphery of the discharge opening of the nozzle plate is destroyed by ozone. And a step of applying a hydrophilization treatment.
(4) The step of performing the hydrophilization treatment is performed by leaving the nozzle plate in a gas in an ozone atmosphere or immersing the nozzle plate in a liquid containing ozone to thereby remove the ink repellent layer around the discharge port of the nozzle plate with ozone. The method for producing an ink jet head according to (3), wherein the method is a step of destroying and subjecting to a hydrophilic treatment.
(5) The method for manufacturing an ink jet head according to (4), wherein the hydrophilic treatment is performed in a state where a protective sheet is attached to the ink ejection side of the nozzle plate.
(6) A step of producing a nozzle plate in which the ink ejection side surface of the nozzle plate in which the nozzle holes are formed is subjected to an ink repellent treatment by an ink repellent layer, and by irradiating an excimer laser from the ink repellent layer side of the nozzle plate And a step of removing the ink-repellent layer at the periphery of the discharge port by excimer laser irradiation to perform a hydrophilic treatment.
(7) The method of manufacturing an ink jet head according to (6), wherein an irradiation area of the excimer laser is at least 1 μm from the end of the discharge port and 300 μm at the longest.
(8) The method of manufacturing an ink jet head according to (7), wherein the deviation of the longest part with respect to the shortest part of the hydrophilization treatment at the periphery of the discharge port is 7/3 or less.
(9) The method of manufacturing an ink jet head according to (5), (6), (7) or (8), wherein the nozzle plate is made of a resin that undergoes ablation upon irradiation with an excimer laser.
(10) The ink repellent layer is mainly made of a fluororesin (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) or ( 9) A method for producing an ink-jet head according to item 9).
[0011]
The present invention will be described in detail below.
First, the present inventor has found that if ozone treatment is performed after nozzle holes are formed in the nozzle plate, only a limited area around the nozzle can be made ink-philic.
Oxidizing power of ozone is very strong and can oxidize many organic substances, etc., but fluorine resin has low reactivity. For example, for a nozzle plate in which a base resin sheet such as polyester or polyimide is subjected to ink repellent treatment with a fluororesin such as tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) or polytetrafluoroethylene (PTFE). When the treatment with ozone is performed, the ink repellent layer on the surface is hardly oxidized by ozone, but the substrate surface and the interface between the substrate and the ink repellent layer are oxidized by ozone. Therefore, the end of the nozzle hole where the interface between the base material and the ink repellent layer is exposed is likely to be oxidized by ozone, the film formation around the periphery of the nozzle hole is lowered, and the ink repellent layer is peeled only at that portion. Therefore, it is possible to selectively remove the ink repellent layer only at the periphery of the nozzle hole, and in addition, the ink becomes ink-friendly with ozone.
[0012]
In this way, the hydrophilization treatment by ozone treatment does not require time for positioning and complicated pretreatment, and even if the nozzle hole is present on the curved surface, it is possible to make the discharge port periphery ink-friendly.
As the substrate constituting the nozzle plate, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, or the like can be preferably employed. Polyimide resin is particularly preferable, and Dupont, Kapton and Ube Industries, Ltd .; Upilex, etc. are preferable because they have excellent dimensional stability, ink resistance, heat resistance, and the like.
[0013]
The ink repellent layer is preferably made of a fluorine resin having high ozone resistance, but a fluorine-containing silane compound or the like may be used. In the case of an ink repellent layer that does not have much ozone resistance, an ozone treatment may be performed by attaching a protective sheet to the surface.
As a method of ozone treatment, a fluid (gas or liquid) containing ozone is introduced into the head and ejected from a nozzle hole, left in a gas in an ozone atmosphere, or immersed in a liquid containing ozone. Do.
[0014]
Secondly, it was found that the ink-repellent layer at the periphery of the ejection port can be removed by irradiating an excimer laser that is reliable in processing position alignment, and the hydrophilic treatment can be performed. That is, an ink repellent layer is provided on the ink discharge side of the base plate sheet of the nozzle plate, nozzle processing is performed, and then an excimer laser is irradiated from the ink repellent layer side to the periphery of the ink discharge port, or nozzle holes are formed in advance. An ink repellent layer is provided on the ink discharge side of the base material sheet, and then a hydrophilic treatment is performed by irradiating the periphery of the ink discharge port from the ink repellent layer side with an excimer laser.
[0015]
Although processing with an excimer laser is possible for many organic substances, the processability of a fluororesin such as PTFE is not good. In that case, if the base material of the nozzle plate is a resin that undergoes ablation by irradiation with an excimer laser, the hydrophilization treatment of the present invention becomes possible. Excimer is applied to a nozzle plate in which a base resin sheet such as polyester or polyimide is subjected to ink repellent treatment with a fluororesin such as tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) or polytetrafluoroethylene (PTFE). When laser irradiation is performed, the ink repellent layer on the surface can be removed cleanly by ablation of the base resin.
[0016]
Examples of resins that undergo ablation upon irradiation with excimer laser include polycarbonate, polysulfone, polyimide, polyetherimide, polybenzimidazole, polyacetal, polyethylene terephthalate, polystyrene, polyphenylene oxide, phenol resin, acrylic resin, epoxy resin, and ABS resin. It is done.
[0017]
The range of the hydrophilic treatment at the periphery of the discharge port is preferably in the range of 1 to 300 μm from the end of the discharge port, which suppresses bending in the discharge direction due to scratches and does not cause variations in the discharge amount and discharge speed due to ink adhesion.
In addition, even when the hydrophilic region and the center of the nozzle hole are deviated from each other, the discharge angle varies. Therefore, it is preferable that the deviation of the longest portion with respect to the shortest portion of the hydrophilic periphery of the discharge port is 7/3 or less.
[0018]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is described in detail using an Example, this invention is not limited to these.
Example 1
(Preparation of head-1)
A fluororesin (CTX-109A manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was applied to a polyimide sheet having a thickness of 75 μm and heat-treated at 200 ° C. to form an ink repellent layer having a thickness of 0.5 μm. Next, nozzle holes with a diameter of 25 μm were processed from the opposite side of the ink repellent layer side with an excimer laser (a KrF laser with a wavelength of 248 nm, energy density of 2.0 J / cm 2 ).
[0019]
An ink jet head was produced by bonding the ink jet head driving section and the produced nozzle plate together. Oxygen gas (ozone concentration: 7000 ppm) containing ozone is flowed from the assembled head ink supply channel side for 10 minutes (flow rate: 300 ml / min), and the ink repellent treatment agent around the nozzle is performed with a cotton swab moistened with water. Was removed and subjected to a hydrophilization treatment to obtain inkjet head-1.
(Preparation of head-2)
In the same way as Head-1, ozone containing water (ozone concentration 15 ppm) was passed from the ink supply channel side of the assembled head for 10 minutes (flow rate 30 ml / min) to perform ozone treatment, and the nozzle with a cotton swab wetted with water The surrounding ink-repellent treating agent was removed and a hydrophilic treatment was performed to obtain inkjet head-2.
(Preparation of head-3)
A nozzle plate that has been subjected to nozzle hole processing in the same manner as head-1 is immersed in ozone-containing water (ozone concentration 15 ppm) for 20 minutes, then taken out and air-dried, and then bonded to the inkjet head drive unit to form an inkjet head. -3 was produced.
(Preparation of head-4)
As a roughening treatment before forming an ink repellent film on a polyimide sheet having a thickness of 75 μm, a plasma etching treatment is performed in an argon gas atmosphere at a flow rate of 50 sccm, a pressure of 20 Pa, and a microwave output of 200 W for 5 minutes to obtain a surface roughness (Ra) of the sheet. It was 0.02 μm. 95 parts by weight of diethoxydimethylsilane and 5 parts by weight of C 8 F 17 C 2 H 4 Si (OC 2 H 5 ) 3 are placed in a vaporizer maintained at 30 ° C., and argon gas is used as a carrier gas, and vacuum is applied. A plasma polymerization ink repellent film was formed for 20 minutes with the environment in the chamber at a carrier gas flow rate of 50 sccm, a pressure of 20 Pa, and a microwave output of 200 W.
[0020]
The sheet is fixed by vacuum suction on a surface plate whose surface has been cleaned, adjusted so that the laser incident angle is within 0.1 °, and the energy density is adjusted so that the cone angle is within 7 °. The nozzle hole was processed with an excimer laser while blowing gas.
After the nozzle plate having the nozzle hole processed in this manner is immersed in ozone-containing water (ozone concentration 15 ppm) for 20 minutes, the nozzle plate is taken out and dried naturally, and then bonded to the inkjet head drive unit to form the inkjet head-4. Produced. Example 2
A fluororesin (CTX-109A manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was applied to a polyimide sheet having a thickness of 75 μm and heat-treated at 200 ° C. to form an ink repellent layer having a thickness of 0.5 μm. Next, nozzle holes with a diameter of 25 μm were processed from the opposite side of the ink repellent layer side with an excimer laser (a KrF laser with a wavelength of 248 nm, energy density of 2.0 J / cm 2 ).
[0021]
When the shortest part of the hydrophilic treatment region from the discharge port end is A μm and the longest part is B μm, A: B is (1) 5: 5, (2) 15:22, (3) 3: 7, ( 4) The ink-repellent treatment was carried out by irradiating an excimer laser having a diameter larger than the nozzle hole from the ink repellent layer side so as to be 70:80.
Inkjet heads (1) to (4) were prepared by laminating the inkjet head driving unit and the nozzle plate subjected to the above treatment. On the other hand, a comparative ink jet head was prepared in the same manner without applying the parent ink treatment.
《Cleanability evaluation》
Each of the produced inkjet heads was rubbed with a urethane rubber blade used for cleaning, and the subsequent bending in the ejection direction was measured. NG is determined when the maximum difference in discharge angle is measured and an angle difference of 2 degrees or more is detected. Evaluation was made by rubbing up to 30000 times. The results are as follows.
[0022]
Head-1 Can be rubbed 30000 times
Head-2 Even after 30000 rubbing
Head-3 Even after 30000 rubbing
Head-4 Even after 30000 rubbing
Head (1) Even with 30000 rubbing, OK
Head (2) Even with 30000 rubbing, OK
Head (3) Even after 30000 rubbing
Head (4) Even with 30000 rubbing, OK
Comparison head NG with 3000 rubbing
[0023]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing an ink jet head of the present invention, bending in the ink discharge direction due to scratches caused by cleaning can be suppressed.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546599A JP3804359B2 (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Inkjet head manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546599A JP3804359B2 (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Inkjet head manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001121709A JP2001121709A (en) | 2001-05-08 |
| JP3804359B2 true JP3804359B2 (en) | 2006-08-02 |
Family
ID=17945483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30546599A Expired - Fee Related JP3804359B2 (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Inkjet head manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3804359B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006239730A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Machining method using laser ablation, and material machined by the machining method |
| JP6020464B2 (en) * | 2011-11-18 | 2016-11-02 | 旭硝子株式会社 | Curable composition, coating composition, cured film, laser processing method, and multilayer wiring structure manufacturing method |
| JP6596830B2 (en) * | 2015-01-30 | 2019-10-30 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet head |
| JP6447314B2 (en) * | 2015-03-31 | 2019-01-09 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet head manufacturing method |
| JP7322519B2 (en) | 2019-06-03 | 2023-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | Head unit and liquid ejector |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30546599A patent/JP3804359B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001121709A (en) | 2001-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0576007B1 (en) | Method of forming a nozzle for an ink-jet printer head | |
| JPH04234663A (en) | Processing for thermal ink jetting nozzle | |
| JP2929066B2 (en) | Method for forming coating layer of ink jet print head | |
| JP2007276344A (en) | Droplet discharge head, its manufacturing method, and droplet discharge apparatus | |
| JP3379119B2 (en) | Ink jet recording head and method of manufacturing the same | |
| JP3804359B2 (en) | Inkjet head manufacturing method | |
| EP2170611B1 (en) | Fluid ejector device | |
| JP4374811B2 (en) | Method for manufacturing nozzle plate for inkjet printer | |
| JP2013188874A (en) | Method for manufacturing liquid ejection head | |
| JPH11268284A (en) | Ink jet imaging method | |
| JP3785852B2 (en) | Inkjet head manufacturing method | |
| JP2791228B2 (en) | Method of manufacturing inkjet head and inkjet head | |
| CA2059617C (en) | Method for manufacturing an ink jet recording head and a recording head manufactured thereby | |
| JPH09267478A (en) | Ink jet recording head, its manufacture and ink jet printer | |
| JPH11277749A (en) | Nozzle plate for ink-jet head and its manufacture | |
| JP4200484B2 (en) | Method for forming liquid repellent film on nozzle plate, nozzle plate, and inkjet printer head | |
| JPH05338180A (en) | Surface treatment of ink jet recording head | |
| JP4446704B2 (en) | Droplet discharge head, manufacturing method thereof, and image forming apparatus | |
| JP3700911B2 (en) | Method for manufacturing ink jet recording head | |
| JP2002127429A (en) | Method for manufacturing ink jet recording head and ink jet recording head | |
| JP3772613B2 (en) | Method for manufacturing nozzle plate for inkjet head | |
| JPH06191034A (en) | Ink jet recording head and apparatus | |
| JP2005324539A (en) | Ink ejection device and its manufacturing method | |
| JP2002225282A (en) | Fluid discharge head and manufacturing method therefor | |
| WO2020170351A1 (en) | Inkjet head, inkjet image forming apparatus, nozzle plate manufacturing method, and inkjet head manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040121 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050811 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051014 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060418 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060501 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100519 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110519 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120519 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120519 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130519 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130519 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |